喷砂的模具氮化工艺再氮化行不行?

等离子渗氮及PVD涂层组合工艺在大型零件上的应用如今已实现产业化。
进行塑料加工时如何避免磨损、腐蚀以及材料堆积问题是关键。因此,在具体应用中,表层、加工面及模具表面三者之间必须合理匹配。在等离子渗氮处理后沉积合适的硬质膜是一种有效的方法。等离子辅助化学热处理层及涂层的组合应用在有效改善产品性能的同时还可降低单位成本。
同时,采用有效方式对应用于塑料加工领域的工具表面进行改性也已经变得越来越普遍。而成功的关键在于是否对工具及其表面特性有正确的理解。例如:金属疲劳现象的防止要从最初阶段对材料和相关热处理工艺的选择开始。而塑料加工应用中机械设备及模具制造状况会直接影响到塑料材料与工具表面的化学反应状况。
等离子渗氮是一种十分有效的生成界面膜层的热处理方式。辉光放电等离子体中氮扩散进入膜层中从而增强工件表面硬度[1]。工艺过程中待处理工件为阴极,通入氢气及氮气的混合气体,在数百伏特及50-500Pa压力下对阳极施偏压。阴极势降中,由于基体表面温度高达450 &C以上,氮离子获得加速并撞击基体表面从而氮元素渗入工具内部。通过这种方式可形成含铁或铬、钼、铝及镁等的氮化物化合层及扩散层。其表面硬度可达1000 HV甚至更高。通常工件表面主要为被称之为白层的铁氮化合物。氮含量可以根据应用需要进行调节甚至完全抑制以便为后续的硬质材料涂层创造更好的表面条件。生成的扩散层从工件表面至核心几十毫米深度其硬度降低非常平缓。
在工业化沉积硬质膜方面,电弧蒸发工艺因为其简单便捷而占据着非常重要的地位。工艺过程中,镀层金属因为所产生的电弧在表面边界快速移动而获得蒸发、电离,在工件底盘通负偏压情况下,金属离子加速撞击到工件上。电弧蒸发工艺单纯采用物理方法使金属蒸发,而不包括任何中介挥发性化合物,因此是一种典型的 PVD(物理气相沉积)工艺。通过添加含氮或含碳气体,可形成氮化物和碳化物金属薄膜。薄膜具有非常高的微硬度(TiN 约 2500 HV、CrN 约 2100 HV、TiCN 约 3000 HV、AlTiN 约 2800 HV)、低摩擦性能和很好的化学惰性。通常当工艺温度在 180&C 以上时,可以获得高质量的镀层 [2]。因此 PVD 工艺也可适用于渗碳钢。氮化和涂层技术的特点使对总体长度 达4 米的工件进行组合处理成为可能。同时还可组合处理直径 1.5 米、长度 2 米的大组件。
沉积低摩擦镀层例如W-C:H,目前很多情况下采用溅射技术。该涂层工艺与电弧蒸发离子镀相似,压力范围大约为 1 Pa。薄膜系统由铬层、碳化钨支持层和碳化钨碳氢化合物覆盖层组成。W-C:H 镀层硬度要低于其它典型的硬质材料镀层, 大约为 1000 HV。但其摩擦系数相对较低 [4]。在塑料加工领域,W-C:H 镀层经常应用于销针和滑块等部件。
3 工具疲劳
当材料的选择和热处理类型以优化工件表面的抗磨损性能为目的时,常常会损坏核心材料硬度,因此工件容易形成一定程度的裂缝和破损。离子氮化作为一种边界层热处理方法,使边界层高硬度和核心韧度的兼有成为可能。根据材料和氮化工艺,表面硬度可以达到1000 HV 以上。氮化硬度的深度可以通过工艺温度和时间进行调节,根据要求其深度可以是几个微米到几十个毫米。大量氮的掺入使边界层中产生残余压应力。来自外界的交变载荷叠加在此静态压应力[5] 之上。在边界上产生的张应力减小。同样,最大残余张应力位移至组件的裂缝不敏感内部区域。结果反向弯曲应力下的疲劳强度增加。
由于典型磨损颗粒的高硬度,离子氮化不提供对磨损的持久保护。例如当氮化表面受到玻璃纤维(约 1200 HV)、TiO2色素(约 1200 HV)或 Cr2O3 以及 Al2O3 纤维(约 2300 HV)冲击时。
PVD硬质膜的显微硬度高达2000HV之上,因此非常适合于微型切削。硬质宏观大颗粒物体通常具备高脆性特征,在疲劳状况下容易碎成小块,直到足以承载疲劳负荷为止。例如,窗户玻璃是脆性的且易受到损坏,而玻璃纤维却是柔性的,因此往往用于改进塑性材料的强度。实践中,较小的硬质颗粒具有更高的抗磨损能力。
有了这些背景知识,就不必感到吃惊:只有几个微米的硬质层在抗磨料磨损方面具有更好的表现。在极大机械应力的情况下,离子氮化和硬质涂层的组合处理便表现出极大的优势,因为表面充分硬化的材料可能发生塑性变形,并可能压入基层材料。离子氮化和涂层工艺为工件抗裂缝磨损能力的改善及获得具有核心韧性的硬质表面创造了条件。图1中的图表所示是硬度的典型变化曲线。工件韧性通过硬化工艺获得,在进行氮化处理后硬度增加到1000HV。
表面的硬度等级直接由镀层来决定。为了有效地遏制磨损,通常采用硬质镀层,因为它们的硬度通常比典型硬质颗粒的硬度大。
图. 1 离子氮化和PVC涂层后硬度的变化
离子氮化和CrN镀层的组合处理方式可有效遏制模具凹槽表面在加工玻纤含量很高的塑料时的磨损现象(图2)。本案例为用于含35%玻纤材料聚酰胺(PA)材质制造箱的注塑模具。很短时间内在没有镀层的注塑工作区域便出现了大面积冲蚀现象。该工具由冷热作钢材料的成型模、镶件和喷嘴组成。
单个组件经过等离子氮化后表面硬度可以达到 700 HV1之上(维氏硬度)。氮化深度取决于铬含量,介于0.15至0.3mm之间。离子氮化工艺温度应低于热处理钢的回火温度以避免热变形或基体硬度的降低。
图 2用于 加工含 35 % 玻璃纤维聚酰胺材质箱体的注塑模具,
经过离子氮化和 CrN 多层涂层组合处理
之后,镶件也进行了硬质镀层。镀层通常为多层结构,这样厚度可达到& 6 &m。这种多层结构可遏制加工 PA 时可能发生的腐蚀蔓延。
许多情况下,维持特定的表面质量,其针对性各不相同。例如加工玻纤塑料时,表面需要具有很好的抗磨损性能。这种情况下,我们对热作钢工件进行了离子氮化和镀层的组合处理。经过抛光处理的表面,其粗糙度可达到 Rz & 1 Rz。从外观来看,这样的表面光泽度极佳,这对于反射体工件加工而言至关重要。(图 3)。该组合处理方式确保了光泽度的高稳定性及持续性。污染物也可以被轻易地从表面去除而不会对表面造成损坏。
图 3用于加工反射体的模具,经过离子氮化、CrN 镀层和抛光处理
<span style="color: # 降低摩擦系数
注塑工艺的特征就是频繁地覆盖和打开凹模的表面,因此应尽可能地减少销针和滑块的摩擦,否则会增加润滑和维护的难度。在许多情况下,必须完全避免使用传统润滑剂以防止润滑剂卷吸到注模部件上。
因此,发生相对摩擦的表面往往使用干式润滑剂。一种情况是: 上层 W-C:H 镀层的一小部分转移到相对的金属层,也就是实际上是干润滑剂与其自身相互摩擦。几乎没有任何摩擦,也就几乎不会产生任何磨损。钢结构中的导向销针和滑块(图 4)是W-C:H 镀层的典型应用案例。
再来看看塑料加工机器上驱动区域的齿轮或花键轴在镀层以后的表现:通过W-C:H镀层,可以避免微蚀和轮齿过早崩裂。这样一来, 齿轮还可以在低噪音状态下运转。由于对疲劳强度的改善,小齿轮可以实现更大的扭矩,服务寿命也大为延长 [6]。溅射技术工艺过程中,温度可以相对较低。这样渗碳的小齿轮也可以采用干润滑式 W-C:H 镀层,而不会损坏核心材料的硬度(图 5)。
图 4 用于注模的 W-C:H 镀层销针
图 5 作为驱动组件的 W-C:H 镀层小齿轮轴
<span style="color: # 腐蚀
发生腐蚀的可能原因包括树脂中残留的水份、脱模剂以及塑性材料自身的内部腐蚀。为了防止腐蚀,通常使用高合金的材料;另一方面,工具成本和加工成本都更高了;再者,防锈和防酸材料通常硬度较低,在受到磨损时抗磨性较小。因此要实现防腐蚀,其它的性能必定会受到影响。采用铬含量较高的材料进行离子氮化也非最佳方案,因为期望的硬度达到了,防腐性能却降低了。
进行塑性材料加工时,所使用的材料类型不同,其腐蚀程度也不同。例如,中度铬含量的热成形工具钢受到裂缝腐蚀损坏的可能性更大。这显然是由于工具钢中铬含量的局部差异性引起的。离子氮化之后,自由铬元素转化为氮化物,材料的抗化学性能因此获得改善。可以通过组合处理工艺来遏制属于电化学腐蚀类型的裂缝腐蚀。
硬质镀层本身通常不易受到腐蚀,因此可以通过沉积尽可能致密的镀层来减少腐蚀机率。不同铬含量的 Cr层和 CrN 层的复合涂层因为为基体提供了屏蔽作用而或多或少成为减少化学腐蚀的辅助原因之一。最后,腐蚀保护性能的优劣还取决于造成腐蚀的材料可以渗入镀层中残留微型孔隙的程度。
PVC材料加工过程中是由塑性材料自身的化学属性而导致腐蚀的典型案例之一。PVC材料在钢材表面受到催化分解后形成氯化氢,然后与塑性材料中残留的水份发生反应,形成盐酸从而对钢材表面造成腐蚀。因为粘性塑料无法进入 CrN 多层镀层的微型孔隙中, PVC 催化分解对工具钢造成的腐蚀受到阻断,从而有效地防止了腐蚀 [7-8]。CrN 多层镀层的应用实例包括蜗杆、薄板成型工具或螺旋分配器(图 6 & 8)。基体材料常常使用氮化钢。通过最初的氮化处理,然后进行镀层之后,裂缝腐蚀的影响减小,基体材料的抗磨性能获得增强。
7 材料堆积
硬质镀层因含有很多共价键而通常表现为高惰性[7]。因此,硬质镀层不太容易与其它固体发生化学反应,也不太容易集结塑性沉积。常常在塑料上发现材料堆积现象从另一方面表明塑料与钢材之间发生了熔解反应。
典型的应用实例是聚碳酸酯 (PC)材料的加工。聚碳酸脂在越来越多地取代玻璃,如汽车工业中的大灯玻璃以及侧窗和后窗玻璃。而 CD 架也常常是由注塑 PC 制成。液体 PC加工中, 塑化工具及凹模表面易于形成塑性堆积。这些堆积物不时地剥落,从而对制模产品造成污染。这就增加了废品率和质保工作量。
多年来的实践经验证实TiN 镀层可以避免 PC 材料加工中堆积物的形成(图 9)从而确保加工过程的顺利进行。基体采用二级热处理冷作钢或氮化钢可为镀层提供很好的支撑。为了避免热变形,镀层过程中可采用250 &C的工艺温度。
图 6采用离子氮化和PVD CrN 多层镀层的蜗杆,用于 PVC 挤压加工
图 7 CrN 多层镀层成型模具,用于 PVC 挤压加工
图 8离子氮化、抛光及 CrN 多层镀层螺旋分频器,用于箔加工
图 9 TiN 镀层螺杆,用于 PC 注塑
图 10 CrN mod镀层成型模具,用于弹性垫片的制造
图 11采用CrN mod镀层的硫化模具,制造过程中其分离性能获得显著改进
在弹性体的加工过程中,常常会发现传统硬质镀层的抗粘性能不是十分理想。高粘性堆积物常常只可以通过大量的机械处理方式例如喷砂工艺来去除。工具上的磨损不是由注模或硫化工艺本身而造成的,而是由这些高强度的清洁工艺造成的。离子氮化和镀层的组合处理方式将极大地延缓堆积物的形成,并确保凹模的外形在高强度机械清洁处理过程中受到保护。
目前已开发出新型的 CrN 基镀层来进一步改善堆积现象。不同之处是在传统涂层基础上添加适当的其它元素以便减小表面能量 [9]。针对某些特定的应用需求,可将该新型涂层设计成无组织晶体表面结构。这样表面会特别光滑,因为单个柱状晶体的不同增长率造成的微观粗糙度受到限制。同时表面微观粗糙度的减小进一步降低了机械锁定的机率。
该新型涂层在很多的应用场合中被证实有非常好的效果,例如:挤压模、用做衬垫材料加工的注塑模和用于生产各种日常用品的硫化模以及汽车零件(图 10 & 11)。通常情况下,可以采用这种镀层来大大减小材料的堆积现象。涂层前对材料的离子氮化处理为涂层提供了有利的支撑。同时,避免了高强度机械清洗工艺对工具外形的破坏(编辑:李莉)
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天津市北辰区模具气体氮化产生的缺陷及对策;目前,气体氮化已在模具生产中得到广泛应用;但是由于种种原因,模具气体氮化后会出现渗氮层硬度;因此研究模具渗氮层缺陷,分析其产生的原因,探讨减;一、模具渗氮层硬度偏低;模具渗氮层硬度偏低将会降低模具的耐磨性能,并减少;1.模具渗氮层硬度偏低的原因;(1)模具钢成分不符,模具预先调质处理硬度过低;(2)模具气体渗氮前未除掉其表面的油
模具气体氮化产生的缺陷及对策
目前,气体氮化已在模具生产中得到广泛应用。它可显著提高模具的表面硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和疲劳性能。一般热作模具钢(凡回火温度在550-650℃的合金工具钢)都可在淬火、回火后在低于回火温度的温度区内进行渗氮;一般碳钢和低合金钢在制作塑料模具时可以在调质后的回火温度下渗氮;一些特殊要求的冷作模具也可以在气体渗氮后再进行淬火、回火热处理。
但是由于种种原因,模具气体氮化后会出现渗氮层硬度低、渗氮层浅、渗氮层硬度不均匀、渗氮后模具表面有氧化色、渗氮层不致密、渗氮层脆性大、渗氮模具变形、模具表面出现网状和针状氮化物等缺陷,严重影响了模具使用寿命。
因此研究模具渗氮层缺陷,分析其产生的原因,探讨减少和防止气体渗氮缺陷产生的工艺措施,对提高模具的产品质量,延长模具使用寿命具有十分重要的意义。
一、模具渗氮层硬度偏低
模具渗氮层硬度偏低将会降低模具的耐磨性能,并减少模具的使用寿命。
1.模具渗氮层硬度偏低的原因
(1)模具钢成分不符,模具预先调质处理硬度过低。
(2)模具气体渗氮前未除掉其表面的油污、脱碳层和氧化皮。
(3)渗氮炉密封不良、漏气或初用新的未经渗氮的渗氮罐及工夹具。
(4)渗氮时炉温偏高或者在渗氮第一阶段的)*’分解率过高,即炉内氮气氛过低。
(1)严格材料入库检验,化学成分应符合渗氮钢标准。
(2)在模具预先调质处理时,要适当降低淬火后的回火温度,提高模具的基体硬度。
(3)模具加工时应去除原材料脱碳层和氧化皮;模具渗氮前应除净表面油污或锈迹,或进行喷砂处理。
(4)渗氮炉要密封,漏气的渗氮罐应及时更换,新渗氮罐要进行预渗氮,炉罐和夹具使用%%!%&炉次应退氮一次。
(5)模具装炉后应缓慢加热,在渗氮第一阶段应适当加大氨流量以便适当降低氨分解率。
(6)对因渗氮层含量较低的模具可进行一次补充渗氮。其补充渗氮工艺为:渗氮温度510-530℃,保温时间8-10h,氨分解率控制在20-30%。
二、模具渗氮层硬度不均匀或有软点
模具渗氮层硬度不均匀或有软点将会使模具在使用时性能不稳定,薄弱区域首先磨损较多,造成整个模具的早期损坏失效,严重影响模具的使用寿命。
1.模具渗氮层硬度不均匀或有软点的原因
(1)模具原材料化学成分不均匀,偏析严重,晶粒粗大,存在奥氏体呈长条状,铁素体呈大块状,铁素体保留在模具调质热处理中。
(2)由于渗氮炉上、下不均衡加热或气流不通畅,炉内温度不均匀。
(3)NH3气管道局部堵塞,影响NH3气不畅,炉气不均匀。
(4)渗氮塑料模具未经调质预处理或虽经调质处理,因淬火加热温度过高,导致晶粒粗大,或淬火温度过低,铁素体未溶解,保留在淬火组织中。
(5)模具装炉前未很好地清理表面油污;渗氮炉内模具装载太多或炉内模具间距太小,部分有接触。
(1)选择合适渗氮钢,严格进行模具钢材料成分和金相组织检查。
(2)严格控制渗氮炉内上、下区炉温,使其始终保持在同一温度区内。
(3)渗氮前应定期检查和清理管道,保持管道的通畅。
(4)塑料模具预处理时,应严格控温,保证正常调质处理温度。
(5)模具装炉前需用汽油或酒精等脱脂,经过清洗后的模具表面不能有油污或其他脏物。
(6)模具装筐时,模具间应保持一定距离,严防模具工作面接触和重叠。
(7)渗氮炉要密封好,炉内气氛循环要充分,对漏气的渗氮罐应及时更换。
三、模具渗氮层浅
模具渗氮层浅将会影响模具的耐磨性,缩短模具的使用寿命。
1.模具渗氮层偏浅的原因
(1)模具渗氮第一阶段NH3气分解率不稳定,过高或过低。
(2)渗氮第二阶段温度过低和保温时间不足。
(3)模具装炉不当,工件相互之间接触,NH3气流不畅。模具装炉前未清除油污。
(4)炉子密封不好,漏气。
(5)塑料模具渗氮前未进行调质处理。
(6)渗氮罐和夹具使用过久未退氮。
(1)严格控制装炉前模具表面质量、装炉量、氮气氛、渗氮时间和温度。
(2)加强渗氮密封,保证炉内气氛循环正常,要经常疏通管道,确保()&气流畅通。
(3)塑料模具渗氮前必须进行调质预处理,以便得到均匀细密的回火索氏体组织。
(4)严格执行模具渗氮工艺,应确保和稳定NH3分解率;提高渗氮第二阶段扩散渗氮温度和保温时间。
(5)对已经出现渗氮层偏浅的模具,可进行补充渗氮,即严格按渗氮第二阶段工艺进行渗氮。
四、模具渗氮后表面出现氧化色
模具渗氮后表面出现氧化不仅影响模具外观质量,而且影响模具的硬度和耐磨性,严重影响模具的使用寿命。
1.模具渗氮后表面氧化的原因(’)气体渗氮罐漏气或炉盖密封不良,导致空气进入炉内。
(1)氨气干燥装置中的干燥剂失效,通入炉中的氨气含有水分。
(2)模具渗氮结束后,随炉冷却时供氨不足,造成罐内负压吸入空气造成氧化色。
(3)模具渗氮后出炉温度过高在空气中氧化。
(1)渗氮前检查仪器仪表、炉罐、管道和干燥剂,对漏气的渗氮罐应及时更换,要保持炉盖密封良好。氨气干燥装置中的干燥剂要定期更换。
(2)渗氮保温后随炉冷却时,应继续向炉内通入氨气,确保炉内保持正压力,炉冷至200℃以下的方可出炉空冷,避免渗氮模具在空气中氧化。
(3)渗氮后的模具最好采取油冷,这样既可适当提高模具表面硬度(一般1HRC),也可避免模具氧化。
()对已经产生氧化的渗氮模具可采取研磨或低压轻微喷细砂消除,并重新加热到510℃左右,再进行4h渗氮。
五、模具渗氮层脆性大,起泡易剥落,有微裂纹
由于模具渗氮层脆性大、起泡、有微裂纹等,服役时在外力作用下导致模具渗氮层开裂剥落,严重影响模具使用寿命。
1.模具渗氮层脆性大、起泡易剥落、有裂纹的原因
(1)原材料组织不均匀,晶粒粗大或冷加工表面粗糙,有尖角、锐边等。
(2)调质处理硬度不足,淬火加热工件表面脱碳,导致渗氮表面氮浓度过高,渗层过陡,降低渗层与基体结合力。
(3)渗氮温度过高、时间过长。
(4)炉内氮势气氛过高,不仅出ε相,甚至出现ξ相,ξ相脆性大。
(1)严格控制原材料成分和金相组织,避免模具出现尖角、锐边,并严格控制模具表面粗糙度,并尽量选择细晶粒渗氮模具钢。
(2)提高模具调质预处理基体硬度,适当提高回火温度。模具渗氮前应清除模具表面脱碳层。
(3)严格控制渗氮温度、时间以及炉内氮气氛,增加NH3分解率,避免出现ξ脆性相。
(4)易产生脆性的模具尽量采用氮碳共渗。因为在氮碳共渗时,ε相中最多溶解质量分数为3.8%(左右的碳,从而抑制了ξ高氮相的析出,因而ε相的韧性上升,氮碳共渗后的化合物层不再有很高的脆性。
六、模具渗氮层不致密、抗蚀性差、抗磨性差
模具如在潮湿或碱性的工作环境中工作,还应具有一定的抗蚀性。有抗蚀要求的模具如因渗氮层不致密而导致抗蚀性差,将会使模具在使用时发生锈蚀,
使模具早期失效;另外模具渗氮层不致密,也会造成模具耐磨性差,严重影响模具使用寿命。
1.模具渗氮层不致密原因
(1)模具渗氮前冷加工粗糙,有锈斑和污物。
(2)气体渗氮炉内氨分解率过高,模具渗氮层过氮浓度太低。
(3)渗氮保温后冷速不宜过慢,否则易析出针状氮化物,使形成的ε相层有孔隙,降低渗层的致密性。
(4)在一定的温度下,渗氮时间太短,模具渗氮层渗氮不足。
(1)模具渗氮前应进行正火或调质处理,模具表面粗糙度值要小。
(2)模具渗氮装炉前应仔细清理表面,不得有锈斑和油污存在。
(3)应严格控制炉内气氛,能有效控制表面相,改善渗氮层组织,提高模具表面渗氮层致密性。
(4)模具渗氮后随炉冷却至180-200℃取出空冷,避免缓冷。在不影响模具渗氮变形的情况下最好采用渗氮后直接油冷。
(5)对渗氮层不致密的模具,对其表面清理干净后,严格按照气体渗氮工艺再进行一次渗氮。
七、模具渗氮后变形
要求严格控制变形的模具,在渗氮后如产生超差变形将会影响模具的装配使用,严重的会造成模具报废。
1.模具渗氮后变形的原因
(1)模具渗氮前未能很好地消除组织应力和冷加工应力。
(2)模具设计不合理,工件结构不对称,厚薄悬殊过大,形状复杂,工件大,在热塑性自重作用下导致变形。
(3)模具装炉方法不合理,炉内温度不均匀,氨气流不稳、不畅。
(4)模具装炉后加热升温过快或出炉时冷却速度太快。
(5)渗氮面不对称或局部渗氮层比体积增大,产生组织应力,因渗氮层比体积大而产生的组织应力带来形状变化,渗层越厚影响越大。因此若渗氮工艺参数
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模具行业的新人大部分是模具专业毕业的应届生,或者是与机械沾边专业的毕业生。相对来讲,模具专业毕业的多少还是有点优势,毕竟懂些模具知识与机械制图。
模具新人可以说是模具行业各个岗位的新血,没有了新血的补充,这个行业也就没有办法合理运作的。那么模具新人到底可以去做哪些工作呢?如何做好少走弯路?
一、模具钳工师傅(装配钳工、修模钳工)
这个岗位在以前是多面手,模具基本上就是他们做出来的,但是现在这个岗位性质有了很大的变化,具体的零件加工已经细分到了各个加工岗位,不需要钳工师傅负责了。现在基本上是细分成装配钳工、修模钳工两个岗位。其中装配钳工主要负责新模的装配、飞模、试模等,而修模钳工主要负责模具的维修。
此岗位需要掌握的技术有如下几点:
1. 加工机器操作:一个合格的钳工应该掌握常用的机器操作,主要有铣、磨、车、钻等。再就是飞模、装配技巧。这些手工技能基本上没有太多的捷径可走,简单的说就是多看、多问、多练。当然,事先买本钳工工艺的书籍是必须的,里面有很多实用的东西,师傅不一定讲的到或者不是最正确的说法。比如:磨刀的技巧和角度、丝攻的用法、螺牙孔的预留等等,其实书上都有详细的介绍。多研究下书本上的知识,不懂的问师傅,比一味的问师傅要好很多,一般一两个月,大部分机器操作就没有问题了。
2. 模具结构:这部分属于理论上的知识了,作为模具钳工也是必须懂的。学习方法跟上面一样,买一本模具结构的书,(模具专业的学生可以直接把以前的教材拿出来看,不用再买了)下班看书,上班看模具,理论结合实践,两相印证,很快就可以掌握基本的模具结构。一般也就一两个月,基本可以搞定。3-4个月下来,复杂一些的模具结构也应该问题不大了。这个时候就要看厂里做到都是一些什么模具了,如果都是一些简单的模具,或是都是一个结构的模具,厂里的东西基本上就学到头了。
3. 软件:一般的厂里对钳工师傅是没有这个要求的,但也有一些厂需要钳工自己能查图纸,会用当然最好了。其实也就是简单的操作下,学起来也简单。
二、各加工岗位师傅
这个是目前模具行业里人数最多的了,因为最近几年模具行业开始流行了流水线作业的模式。以前一个模具师傅打天下的情况已经没有了,代替的是专业的加工岗位。常见的有:铣床、磨床、车床、线割、电火花、CNC操机、抛光等。
这些岗位基本上不需要懂太多的模具技术,所以,如果你的目标只是目前岗位的师傅的话,就很简单了,多多练习就是了。当然,要看懂图纸是必须的。总结起来就两样:看懂零件图,手工过关。这些岗位一般三个月出师很正常,一年左右为熟手,两年左右就差不多是师傅了。这些岗位基本上属于是手工活的技师,技术到了一定的程度就很难再提升了。
三、CNC编程
学CNC编程的基本上是CNC操机出身的。但无论如何,先要学会操机是肯定的,因为学会操机不但是认识机器的过程,也是直观接触各种问题与技术点的时候,对后面的编程学习有很大的好处。一般操机半年左右,软件也应该学的差不多了,这个时候就可以有几种选择了。
1. 直接去找编程的工作,但这个可能性不大,因为自学的东西距离实战毕竟还是有差距的,一般很难过面试关,除非有关系还差不多,但即使这样也是进了公司先跟师傅一段时间才能开始做事。
2. 找个师傅学习,如果有朋友的话,可以话一两个月的时间住到他那里或是附近,天天练习,请教,这样也不错。还要你自己自制力够强,不然就后果难料了。
3. 找个培训班,一定要技术实力够的,集中训练个一两个月就可以了。应该说,如果师傅能力好的话,这种方式才是最好的,虽然要花一些钱,但是现在这个世界就是这样,没有不劳而获的事,想不花钱又想又快又好的学到技术,哪有这么好的事情哦。只要觉得收获的超过付出的就是合算的,毕竟节约的时间又可以来挣跟多的收入啊!
四、模具设计
模具设计这个岗位应该是模具行业里最难学好的岗位了,因为这个岗位需要掌握的东西确实太多了,易学难精啊,好在这个岗位的工资也是相对比较高的,即使水平一般,也相当于加工师傅的中等水平的工资了,所以,想进军这个岗位的朋友也不用担心,不管学到什么程度,都还是有公司需求的。不过,就是花费的时间上要长一些。
简单的分析一下一个合格的模具设计师需要具备的各种能力:
1. 机械制图
这个是最基本的,如果学校里学过就还好,适应一下模具专业的画图方式就可以了。如果没有学习这个的新人,就需要专门买一本书来学习了。好在这种书很常见,一般的大专院校教材就可以了,最好是带习题集的,学起来快。基本上,掌握投影法则就算学好大半了。
2. 加工工艺
对加工工艺的理解跟模具师傅是一样的,甚至要更深入,主要是对一些外发的加工工艺对设计影响也要考虑在内,而这个是一般的模具师傅不关心的(主要有:各种热处理、电镀、喷砂、晒纹、氮化、表面高周波等等。这个能力是非常重要的,一个模具设计师不懂加工,可想而知设计出来的模具肯定有加工问题的。
那么,新人如何去掌握这所有的模具加工工艺呢?其实,搞清楚了就不难了,因为模具设计对加工的理解和钳工师傅的标准是不一样的,钳工师傅的标准是能做事、能做准、能做好、能做快。而模具设计对加工工艺的理解其实只要知道这个工艺的加工原理、工作范围、方式、精度、时间、费用、效果等等就可以了,并不需要亲自动手操作。当然,能亲自动手会更好一些,会理解的透彻一点,但不是必须的。比如热处理,我们只需要知道结果、效果、费用、时间就好了,具体如何做的可以不用理会了。
就像会开车的不一定会修车一样,以模具设计为目标的新人,学习加工工艺的时候,大可不必一定要操作所有的机器,特别是像CNC,EDM等等专人负责的机器,是其他人不能碰的,多看、多问、多想,搞清楚上述的那些项目就够了。如果抱着这样的目的去学习,去观察,最多半年到一年的样子,基本上就足够了。
3. 塑料、注塑机、产品等理论知识
模具是为了做产品才做的,所以塑料的性能一定要懂一些,然后是注塑机。要抓机会多看看试模,多多了解注塑机参数,不懂这个也是不行的。再深入一点,就是试模问题的解决,各种产品问题的解决,当然,这些不能急,一天一点就好。半年到一年左右的时间能学个大概就差不多了。
4. 模具结构
其实,这个才是最核心的东西,其他的都是辅助的而已。那么一个模具新人如何学习模具结构呢?首先,资料是必不可少的。那种什么资料都不准备,完全靠师傅教的人,是永远也不可能做好设计的。太被动了,即使做模具钳工,也会在辅师的位置上混好几年才有可能熬到师傅级别,而且很难做到组长的位置。因为这种被动的性格习惯被人领导,而难以领导别人。只有主动的人,什么都喜欢自己主动掌控的人,才能比较快的吸收到更多的知识,以后的也会有更多的机会主动去承担责任,自然走上高位的机会也要大很多。
那么具体如何做呢?刚刚说了,首先要准备好资料。一般而言,一本是不够的。一般可以这样找:一本讲模具基本结构的,现在这样的书也有很多了,不难找。一本讲模具设计流程和原理的,这种书占主流,是最多的了,一般的大专院校的教材也可以。还有一种书,暂时可以不用看,那就是模具图集,这个可以作为有了一定基础的时候才看,或是已经做到模具设计的时候再来看,主要是提高设计水平用的,早期可以不用。
看书的时候,先看模具基本结构,看看各部分叫啥,有啥功能。然后上班的时候对照公司的模具来研究。最起码,公司里能见到的所有东西你都知道叫啥,干啥用的就可以了。很快,基本的模具结构就搞定了,一般三天左右就可以了,最差也就一个星期。如果一个多月了还说不懂模具基本结构,那么基本上是在混了。
因为模具结构难度有很多等级,大致上可以这么看:最基本的两板模,推板模3-7天搞定。三板模、行位、斜顶运作原理:一个月内搞定。热流道、油缸模具,如果公司有的话,也应该在一个月内搞定。其他的如果有再复杂的东西,可以慢慢来研究了,不着急了。因为这些结构已经是9成的结构了。如果公司模具少,简单,速度可以放慢一点。如果对模具的结构已经了解到这个程度了就基本上可以进行下一步了。
5. 软件能力
有的新人可能在学校接触过这些,学了一些,有的可能一窍不通,这些都不要紧。方向定好了,速度反而是次要的了。首先准备一台电脑,然后是环境问题。一般如果是住公司宿舍,会受太多的影响,现在年轻人,几乎个个有电脑。很难想象在宿舍其他人都在看电影,玩游戏的时候,有个人在安心学习,很难的!即使你坚持下来了,可能也失去朋友了,大多数人在玩的时候你在学习,反而是不合群了。除非是小宿舍,就两三个人,都比较好学,那就最好了。如果是7、8人的大宿舍,最好还是自己租个小房子吧。多花点钱,买个安静啊。
最好是找朋友多请教一下,什么书比较好。然后是教程,现在市面上教程也是很多的。不过良莠不齐,真正好的也不多。而且,看教程学习与现场学习还是不一样的。
学习软件也要分步骤,首先是最简单,最基本的CAD。这个东西是必须的,虽然现在有很多公司在向全3D转化,但是,CAD这个经典的绘图软件是不会过时的。而且,3D软件的很多绘图基本概念也是从这里开始的,就当是给3D软件的学习打个基础也好。
对于这个软件的学习,我要强调一点的是快捷键的运用。对快捷键的运用基本原则是提高命令输入速度。及格标准是,不用眼睛看键盘,用一个手输入全部常用的命令。能达到这个标准,基本上速度也就不会差了。如果你们去培训班学习的时候,老师说不能改快捷键,那你还是赶紧走人吧,绝对是骗人的。
全部命令掌握,再画一些基本的图纸,就差不多了。可以去公司找不要的旧图纸,照着画,一丝不差就可以了。速度可以慢慢练习,只要快捷键掌握,速度上来很快的。一般,自学的话应该在一个月左右(业余时间练习)差不多就可以了。
然后是3D软件,首先是选择软件,这个不像2D,只有一个。3D软件有很多的,选择一个有前途,又符合自己习惯的软件会让学习变得事半功倍,反之就麻烦了。现在主流的3D软件是UG、PRO-E,然后有一定市场的是SOLDWORK,CATIYA等,我就不列举太多了。本人比较熟悉的只有UG,十几年来一直用他。PRO-E用了两年放弃了。SOLDWORK,偶尔用一下,不太适合模具设计,就在UG和PROE里选一个吧。
关于模具新人如何混迹模具行业就说到这里,不保证一定能学到什么程度,这个还是要看自己的了。主要是为了让新手们不再盲目,有个明确的目标,有个清晰的路径、步骤,一步一步,走了多少,还有多少要走都自己心里有数...
学习设计加北潮老师QQ从零基础到模具设计精英,包含CAD软件、燕秀外挂、UG软件、胡波外挂、2D排位、拆散件、BOM表、3D分模、全3D设计,纯模具公司设计实战,重点是设计理念及设计思维的培养,设计参数的确定,加工经验、FIE模经验、试模经验的传授等。欢迎转发。
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