各类模具常识

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③ 提高塑性软化处理 目的: 降低硬度、提高塑性、减少冷作硬化趋向, 降低变形抗力。 应用: 冷挤、冷滚加工模具型腔时,常需采用提高 塑性软化处理工艺。
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2)模具零件的最终热处理 ① 淬火:淬火和回火是模具零件加工过程中的关键工序之一。随 着淬、回火质量的优劣,模具使用寿命会出现悬殊差别。 为了缩短淬火保温时间、减小淬火开裂与变形倾向,在淬火 加热前要进行预热。 常用模具钢加热、淬火和冷却工艺规范 度硬注 。化: 法括 所号 采内 用数 的据 温是 度指 及二 硬次
表面粗糙度小,Ra0.05 m (表面光洁,轮廓清晰)。 母模可用各种材料,利用率高(一般重复铸多件);
设备简单,可一槽多模,同时加工不同形状的型腔零件。 效率低,制模周期长;
铸层厚度不均匀 主要用于塑料模、电火花加工用电极的加工,以及小形拉 深凹模、印刷板等。
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E 超声波加工 ① 原理:利用工具端面作超声频震动,并通过悬浮液中的磨料加 工脆硬材料的一种加工方法。
② 表面粗糙度Ra可达0.2μm以上;
③ 可磨削孔径为0.8~200mm。
B 应用 适用于具有孔系凹模淬火后的精加工。
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3)成形磨削 A 原理 把形状复杂的零件的几何线型分解成若干直线、圆弧等简 单几何线型,然后分段进行磨削。 B 特点 ① 热处理后精加工,精度高(IT7~IT6)。 ② 表面质量好 ,Ra可达0.8~0.4μm。 ③ 生产率高。
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C 电解加工 ① 工成形。
② 特点及应用:
加工效率高; 表面粗糙度可达Ra1.6~0.2 m以上; 工具电极基本不损耗,可重复长期
使用; 设备投资大、成本高。 不易达到较高精度和加工稳定性(精度约为±0.1mm左右) 电解产物对环境有污染。 适用于大型型腔模(如锻模、塑料模、压铸模)加工及电
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2.特种加工(电加工) 1)特种加工 直接利用电能、化学能、光能和声能对工件进行加工,以 达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法。 2)特点
① 可以用软工具加工难以切削材料 ② 工具和被加工工具之间作用力很小,可以用来加工小孔、窄
缝、各种形状复杂的型孔和型腔。 ③ 加工质量好、钳修量小。 ④ 效率低。(对电火花加工而言,电极有损耗)
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三、模具的热处理和表面处理 1.模具热处理及表面处理的目的
1)热处理的目的 ① 改善模具零件的工艺性能。
② 提高模具零件的使用性能。
2)表面处理的目的 改善模具表面性能,提高模具寿命。
2.模具热处理工艺方法 1)预先热处理 ① 模具钢球化退火
模具钢的毛坯锻成形后、机加工前,应进行球化退火。
解磨削、电解抛光等批量较大且精度要求不高的零件加工。
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D 电铸成形 ① 原理: 用电解的方法使金属离子还 原沉积在母模(阴极)表面上,使 母模通过电解液获得金属沉积层, 然后将金属沉积层与母模(胎模) 分离,即可获得与母模型面凸凹 相反的型腔或型面。 ② 特点及应用: 复制精度高。(可达到微米级,一般不需要修正加工)
一次变型设计;B为第二次变型设计。 列(组)别代号:冲压设备的型号共分十列九组,分别以1、2、
3、...10表示。
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② 冲压设备选用原则 中小型冲模应选用单柱开式压力机;
大中型冲模选用双柱闭式压力机; 压力机的公称压力应大于计算压力(模具冲压力)的1.2~1.3倍。
压力机的行程应满足制品高 度尺寸要求,并保证冲压后制品 能顺利地从模具中取出。
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常用碳素工具钢和低合金工具钢的回火温度 注:在硝盐中进行加火1~3h,若用箱式炉回火,时间应增加一倍
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常用高合金工具钢、高速钢的回火温度 3Cr2W8钢回火工艺规范
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塑料模常用钢回火温度 常用钢结硬质合金回火温度
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析出硬化钢时效处理: 用析出硬化钢制造的模具毛坯,采用软化处理至20~
C 应用 主要适用于精加工凸模(外成形面),拼块凹模及电火花
加工用的电极等。
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D 方法
a) 成形砂轮磨削法 ① 原理:
将砂轮用专用修砂轮工具修出与零件型面完全吻合的成 形面,再用此砂轮磨削工件形面。
② 特点: 需要修整砂轮(用金刚石笔),适用于各种线型的成 形面加工。
b) 夹具磨削法 ① 原理:利用夹具使零件倾斜一定的角度或回转,利用一般砂
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2020/11/7
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3)方法 ① 开式挤压
模坯金属未受限制,成形模具结构简单,但挤出的模具型腔 精度较低。故适于精度要求不高、型腔较浅的模具成形,挤压后 还需机加工。 ② 闭式挤压
由于金属流动受限,保证了模坯与冲头紧密吻合,故成形精 度高。但挤压力比开式的大得多。 4)应用
主要用于小尺寸、浅型槽的锻模制造。
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五、模具的使用与维护
1.模具与设备的合理匹配 1)冲压设备的选用原则
A 常用冲压设备 ① 曲柄压力机(分开式、闭式)
可用于冲裁、浅拉深、变形等工序。 ② 摩擦压力机
主要用于校平、压印、切边、弯曲等工序。 ③ 冲压液压机
主要用于拉深模。
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B 冲压设备的型号 按有关标准规定。用汉语拼音字母和数字表示如:
30HRC的低硬度,随后经粗、精加工成型,这种低硬度模 具零件再经500℃左右保温6~8h时效处理,由于从固溶 体中析出镍、铝金属间化合物的缘故,使模具零件基体 (心部至表面)硬度从20~30HRC提高到38~45HRC。满 足零件的工作硬度要求。 特点:
热处理变形小得多(与淬、回火相比),时效处理 和表面氮化处理可同炉进行。
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3)模具常用特种加工方法 A 电火花加工 ① 加工原理:
基于电火花腐蚀原理,即在工具电极(做成与被加工零 件相反形状)与工件电极(被加工零件)互相靠近时,极间 电压将在二极间使电介质(电介液)电离击穿而形成火花放 电,在火花通道中瞬时产生大量热能,使进金属(被加工零 件)局部熔化、甚至汽化、蒸发,而将金属腐蚀下来,从而 形成所需要的型孔或盲孔。
① 铸铁模
② 锌基合金模
③ 陶瓷型精密铸造模具
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3.焊接 1)原理 焊接法制模是将分散加工好的模块焊接在一起,形成所需 的模具。 2)特点 ① 加工简单、快速、省料; ② 尺寸大小不受限; ③ 精度难以保证; ④ 承受冲击的能力差。
3)应用 主要用于精度要求不高的大型模具的制造,或是用于模具
② 特点及应用:
适于加工各种硬脆材料,特别是不导电的非金属材料(如
陶瓷、玻璃、宝石、金刚石等)扩大了模具材料的选用范围;
工具可用较软的材料制成各种复杂形状;
机床结构简单、操作方便;加工精度可达0.01~0.02mm,
Ra1~0.1 m 。 型孔、型腔加工;切割加工单晶硅片、陶瓷模块;超声
波抛磨。
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② 应用:广泛用于冷冲模穿孔加工、型腔模成形加工、 冲模刃口表面强化处理、塑料模刻字、花纹及电火 花攻制螺纹。
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B 电火花线切割 ① 加工原理: 与电火花成形原理相同,只是工具电极改为金属丝。利用 连续往复运动的电极丝与零件之间在介质中产生火花放电而腐 蚀零件,从而切割出零件的一种加工方法。 ② 特点及应用: 不需要作工具电极,节约工时和贵重材料;周期短、成本 低。使用范围广(内外穿孔、成形面均可加工);节约模具材 料(在切缝宽度与凸凹模间隙相 当时,可一次切割出凸、凹模 来。广泛用于冷冲模的凸凹模、 卸料板、固定板等零件加工。
目的: 消除应力;改善组织中相的形态与分布; 降低硬度、便于切削加工;为最终热处理做好准备。
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球化退火 工艺规范
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② 去应力退火和中间退火 去应力退火目的: 防止在机加工过程中产生的应力在淬火加热时会发生松弛
造成淬火变形。 去应力退火工艺规定
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中间退火目的: 消除应力、降低硬度。主要用于旧模翻新与新模返修。
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② 精密模具冷处理 冷处理是将淬火工件继续冷至室温以下,使在室温下尚未
转变的残留奥氏体继续转变成马氏体的一种工艺。 作用:
防止精密模具零件在使用过程中因残余奥氏体转变而发生 尺寸的变化,稳定精密零件几何尺寸;可提高工件淬火硬度 (1~2HRC),增加工件耐磨性。
冷处理工艺是在零件淬火后冷至室温后立即进行;冷处 理温度依相应模具材料的马氏体转变终了温度Mf而定。
冷处理主要应用于低温回火的冷作模具精密零件。
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③ 回火和时效处理 回火的主要目的: 获得零件最终所需的力学性能、减少或消除应力、提
高组织和尺寸的稳定性、减小模具零件在随后加工或使用中 的变形开裂倾向。
回火温度、回火时间、回火次数是回火工艺中的三要素, 直接影响模具的使用寿命。
一般原则是: 在允许的条件下(保证硬度及耐磨性要求),尽可能采 用较高温度、较长时间、较多次数回火。
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F 激光加工 ① 原理:
利用激光强度高、方向性好、单色性好,在其聚焦出的功 率密度大,温度高(10000℃)以上,在这样高温下,工具材 料将瞬间急剧熔化和汽化,以实现打孔和切割。
② 特点及应用:
能加工所有材料;
不需制作加工工具;
加工速度快,效率高,热影 响小。
适用于加工深而小的微 孔和窄缝(几微米),如金 刚 石拉丝模打孔。
JA3 1 —160A
改进设计代号 压力机公称压力(吨) 组别代号 列别代号
变型设计代号
机械压力机代号
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注: 机械压力机代号表示冲压设备类别,用字母表示。常用类别 为:
J——机械压力机 Y——液压压力机 Q——剪切机 W——弯曲校正机 变型设计代号: 表示变型设计次数,用顺序字母表示。如A为第
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四、模具的检验 1. 模具的检验内容 ① 模具材料的质量检验。 ② 模具加工零件的尺寸精度测量。 ③ 模具零件形状误差与位置误差的测量与检验。 ④ 模具零件的表面粗糙度的检测。 ⑤ 模具零件的硬度检测。 ⑥ 模具型面、型腔的检测。 ⑦ 模具装配后的外观质量检测。 ⑧ 模具内在质量无损探伤检测。 2. 模具检测常用工具 ① 光学投影仪。 ② 工具显微镜。 ③ 三坐标测量机。
轮在平面磨床或成形磨床上把斜面和圆弧面磨削出来。
② 主要用于磨削斜面和平面。
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c) 数控机床加工 ① 原理: 根据工件形状和尺寸、材料、技术要求,进行程序设 计;通过数控装置的变换,发出相应的指令,控制机床的动作。 ② 特点: 自动化程度高,生产率高;加工精度高,质量稳定; 适应性强。为单件、小批、试制产品(主要是模具)提供了 较大的便利。 ③ 常用数控机床分类:数控铣床、数控磨床 主要有数控通用磨床、数控 成形磨床、连续轨迹坐标磨床 三种。加工中心:加工中心机床 即是多工序可自动换刀的数控 镗铣床。
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析出硬化模具钢时效处理工艺
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3.模具零件表面强化处理工艺 1) 化学热处理 包括渗碳、渗氮、碳氮共渗、渗硼、渗硫、渗金属、表面 合金化等。 2)在模具零件表面涂覆一层硬而耐磨的物质 包括镀硬铬、镍-磷镀、喷涂硬质合金、沉积合金氮化 物、电火花表面强化等。
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模具常用表面强化处理方法
的修复。
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二、模具的去除加工(精密加工)
1.机械加工(传统加工方法) 1)坐标镗床加工 ① 是高精度孔用机床。具有精密定位装置,加工精度为0.005~
0.01mm; ② 具有万能转台(绕垂直轴转360°,绕水平轴转90°)。 ③ 可进行钻、镗、铰、划线、检验。所以特别适合于孔距有较
高要求的孔系凹模的精加工。 2)坐标磨床加工 ① 精度很高(可达0.005mm);
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2.铸造 1) 原理
铸造法制造模具是将液体金属浇到铸型内,待其冷却后,获 得与铸型空腔形状相应的铸件,即模具。
2)特点及应用 ① 容易制成形状复杂特别是内腔复杂的模具,制作周期短; ② 铸造用材料广泛,可适用于钢模、铸铁模及有色合金模的制造。 ③ 主要用于精度不高,使用寿命要求不高的模具的快速制成。 3)常用铸造模具
压力机的装模高度应 大于冲模的高度。
压力机的工作台尺寸、滑块 底面尺寸应满足模具的正确安装。 漏料孔的尺寸应大于或能通过制 品及废料尺寸。
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2)锻模常用设备及选用 ① 锻模常用设备 自由锻锤(空气锤、蒸汽-空气锤); 摩擦压力机; 热模锻曲柄压力机; 平锻机。
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