各类模具常识

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C 电解加工 ① 原理: 利用金属在电解液中发生阳极溶解的原理,将金属零件加 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
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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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。
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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。
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。
Cr12MoV
6W6Mo5Cr4V 750
W18Cr4V ~ 800
W6Mo5Cr4V2
400
45

450
TLMW50
750

GT35
800
1.5~ 2
2~ 3 2
800~ 850
800~ 850
0.5~ 1
0.4~ 0.5
960~ 980 (1080 ~ 1100) 1020~ 1040 (1100 ~ 1120) 1180~ 1200 1220~ 1250 1180~ 1200
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)
Cr2Mn2Si 780~
WMoV
800
2~ 4
6W6Mo5Cr 820~
700~ 720
≤ 269 6~ 8
4V
840
W18Cr4V
830~ 850
W6Mn05Cr 820~
3~ 4
730~ 750
207~ 255
4V2
840
TLMW50
860~ 880
3~ 4
35~ 40HRC
GT35
820~ 850
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球化退火 工艺规范
牌号 T7、 T8 T10
加热工艺 温度 时间 (℃ ) (h) 740~ 750 750~ 770
冷速 (℃ /h)
≤ 50
等温工艺 温度 时间 (℃ ) (h) 600~ 650 660~ 680
退火后 硬 度 HBS
≤ 187
≤ 197
9Mn2V
760~
780
2~ 4
9CrWMn 770~
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
主要用于小尺寸、浅型槽的锻模制造。
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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
600~650
2~3 空冷或炉冷
9Mn2V
CrWMn 9CrwMn
650~680
2~4 空冷或炉冷
GCr15
650~700
20
680~720
20Cr
700~720 1~2 空冷或炉冷
45
680~720
12CrNi13
650~680 2~3
空冷
Cr12
Cr12MoV
W18Cr4V W6mO5Cr4V2
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。
650~750
3~4 空冷或炉冷
3Cr2W8
TLMW50
500~600
20
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。
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。
790~ 810 820~ 840 820~ 840 830~ 850
1.2~ 0.5~ 1.5 0.6
淬火硬 度 HRC
62~ 64
62~ 65
62~ 63 63~ 65 62~ 64 61~ 63
冷 却 介 质 和应 用 范 围
1. 盐 水 冷 — 油 冷。 用 于 简 单 、 低 要 求的 模 具 零件 2. 160~180℃碱浴—空 冷 。 用 于 形状 复 杂 、要 求 较 高 的 模 具零 件 。 3. 180~220℃硝盐—空 冷 。 用 于 复杂 、 要 求高 的 模具零件 1. 冷油冷却。用于一般 模 具 和 内 形胀 大 后 的返 修 工艺 2. 热油冷却。用于较复 杂 、 大 尺 寸的 模 具 3. 160~180℃硝盐—空 冷 。 用 于 厚度 <30mm的复 杂精密模具
680~ 700 690~ 720
≤ 229 4~ 6 209~ ~
255
CrWMn
790
680~ 700
217~ 255
GCr15
790~ 810
700~ 720
207~ 229
Cr12MoV 850~ Cr4W2MoV 870
3~ 4 ≤ 30
720~ 750 750~ 770
207~ 255
≤ 269
常用模具钢加热、淬火和冷却工艺规范
牌号
T8
T10
9Mn2V CrWMn 9CrWMn G百度文库r15
预 箱式炉
温度 时 间 (℃) (min/mm)
400

2~ 3
450

加热
盐浴炉
时 间 (min/mm)
温度 (℃ )
时间 (min/
mm)
温度 (℃ )
箱式
盐溶
780~
800
790~ 810
1~ 0.4~ 1.2 0.5
① 铸铁模
② 锌基合金模
③ 陶瓷型精密铸造模具
3
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
的修复。
4
6.3 模具制造方法
一、模具的成形加工
1.塑性加工(成形) 塑性加工主要是冷挤压制模法。
1)原理 在常温下将淬火过的成形模(原阳模)强有力地缓慢地
压入未进行处理的模坯(铜或其它软质材料)内,让模坯产生 塑性变形,使原阳模的形状复印在被压的模坯上,制成所需 要的模具。 2)特点 ① 无切屑加工 ,生产率高。 ② 表面质量好 ,Ra小, 0.8~0.2 m 。 ③ 机械性能有所提高 ,模具寿命长。
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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。
④ 变形抗力大。(需要500T以上的液压机) ⑤ 模坯及原阳模的材料要求高。
1
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
度硬注 。化:
法括 所号 采内 用数 的据 温是 度指 及二 硬次
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牌号
预 箱式炉
热 盐浴炉
温度 时 间 (℃ ) (min/mm)
温度 (℃ )
时间 (min/
mm)
加热 时 间 (min/mm)
温度 (℃ ) 箱 式 盐 溶
淬火硬 度 HRC
冷 却 介 质 和应 用 范 围
Cr12
750 ~ 800
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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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。
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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。
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。
2)坐标磨床加工 ① 精度很高(可达0.005mm);
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。
5
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。
≤ 20 2~ 4
720~ 740
4~ 5
39~ 46HRC
3Cr2W8
840~ 860

3~ 4 ~
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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
牌 号 加热温度(℃) 时间(h) 冷却方式
T7、T8、T7A、 T8A、T10、T10A
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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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
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