随着产量的不断提高,铸造厂等用户对模具的寿命提出了更高的要求。为了满足用户的要求,近年来玉柴工艺装备厂采用P20模具钢取代灰铁HT250来做模具。相对于灰铁HT250来说,P20模具钢的加工难度大,给模具的高效加工带来很大困难,严重影响模具的交货期,提高P20模具钢的加工效率成为必须解决的课题。本文针对这一课题,根据6K机体模具的特点,结合传统加工工艺方案,制定了适用于P20模具钢模具的新工艺方案。通过芯盒上下大平面、芯盒型腔及芯盒孔系三个关键部位加工中刀具方案的实验对比研究,结合加工方案的综合优化,有效地提高了 P20模具钢的加工效率。本文首先研究了6K机体模具大切削量的芯盒上、下大平面高效加工问题。模具材料改为P20以后,由于毛坯硬度比较高,粗铣加工过程中刀片磨损严重,影响了生产效率。采用涂层刀片问题得到一定的改观,但是效率仍然不高。本文通过不同厂家相关刀具的对比试验发现:疏齿的刀盘有利于排屑,更适合P20模具钢的加工;负前角的刀片在加工HT250时效果非常好,但是不适合P20模具钢的加工;切削前角为正前角,切削效果良好,铣削平稳、轻快。进一步的应用研究通过选择合适的刀具直径、刀盘齿数和刀片型号后使模具大平面加工效率提升了 30%。接着研究了6K机体模具的型腔高效加工方法,分别从高效加工中的快进给刀具和仿形刀具两方面对目前企业购置的刀具进行加工效率、加工成本和耐磨性的综合实验研究,发现在复杂型腔模具的铣削加工中,并不是刀具越大,效率就越高,关键在于刀具的综合性能,为6K机体模具型腔高效加工的刀具选择提供了较好参考。最后对孔系加工中多个方案进行了对比试验,结果表明带有涂层的含钴高速钢钻头比普通高速钢硬度高,既具备了高速钢刀具韧性好的特点,同时因为有涂层,刀具的耐磨性好,所以非常适合P20模具钢的加工,特别在小于Φ20的孔系加工中优势很明显。同时在射嘴孔的加工中,设计了可转位专用成形钻头极大地提高加工效率。本文在对上述关键工序的刀具对比试验研究中,还结合其他改用P20模具钢材料后出现的新问题,重新优化了整体工艺方案,通过实际模具加工的验证,研究成果能使模具加工效率得到较大的提高,给玉柴的模具加工积累了宝贵的经验,也具有一定的社会综合效益。