模具基礎知識

2022-05-19 07:06:53 字數 4932 閱讀 9437

模具類別和分類方法

科學地對模具進行分類,對有計畫地發展模具工業,系統地研究和開發模具生產技術,研究和制訂摸具技術標準.實硯專業比生產,都具有重要的技術經濟意義,對研究和制訂模具技術標準體系,具有更重要的階值,是其基礎。

模具分類方法很多,過去常使用的有:按模具結構形式分類,如單工序模,複式衝模等;按使用物件分類,如汽車覆蓋件模具、電機模具等;按加工材料性質分類,如金屬製品用模具,非金屬製用模具等;按模具製造材料分類,如硬質合金模具等;按工藝性質分類,如拉深模、粉末冶金模、鍛模等。這些分類方法中,有些不能全面地反映各種模具的結構和成形加工工藝的特點,以及它們的使用功能。

為此,採用以使用模具進行成形加工的工藝性質和使用物件為主的綜合分類方法,將模具分為十大類,見表1各大類模具,又可根據模具結構、材料、使用功能以及製模方法等分為若干小類或品種。

模具鍛坯下料尺寸的確定方法

模具是由若干個零件按一定規則排列的組合體。模具製造的第一步便是模具零件坯料(俗稱模組)的準備。由於模具零件形式、規格、尺寸和效能的多樣性,以及市場上材料的**狀態以圓鋼居多,因此,由圓鋼形式的原材料擷取適當長度,通過改鍛獲得模組坯料的製坯方式應用極其廣泛。

但必須解決圓鋼直徑的選擇及其下料長度的確定兩個問題。

1、模具零件鍛造的目的

模具零件坯料準備時鍛造的目的有兩個:

(1)獲得一定的幾何形狀。

(2)改善材料的組織效能和加工效能。

模具中一般的結構件(如固定板、卸料板等)以第一目的為主,而主要的工作零件(如凸模、凹模等)則兩項目的兼有。

通過鍛造獲得模組坯料幾何形狀的方法,其靈活性極強。基本可滿足模組坯料規格和尺寸多樣性的要求,具有節省材料、縮短工時等優點。對於模具中的主要零件,由於其熱處理、質量和使用壽命等方面的要求,往往還需要通過鍛造來改善原材料的效能。

如通過鍛造使材料的組織緻密、均勻,使其各向異性不明顯等。這時的鍛造不僅是改變幾何形狀,更重要的是要注意鍛造的方法。如採用縱向鐓拔、橫向鐓拔、三向鐓拔和對角線鍛造等。

2 鍛坯下料尺寸的確定原則

鍛坯的原材料一般為圓鋼,合理選擇圓鋼直徑和確定下科長度是鍛造毛坯過程中的重要環節。其確定原則可歸納如下:

(1)體積相等,即鍛件毛坯的體積加上鍛造過程中金屬燒損率應等於原材料(圓鋼)的下料體積。

(2)金屬燒損率δ即鍛造力。熱時產生的氧化皮、脫碳層等的損耗率。一般取δ=0.05~0.10。火次增多,鍛造不平度大,材料脫碳傾向大時取大值

(3)原材料長徑比不能太大,一般取l/d=l.5~2.5,最大不超過3。l/d太大,鍛件鍛造過程中可能發生彎曲、夾層等缺陷。

(4)計算後的原材料直徑必須按國家標準的規格進行圓整,且最好是工廠庫房裡現存的或市場上**的規格。

3 鍛坯下料尺寸的計算方法

首先,按原則(l)可得

v坯= v鍛(l+δ)%(l)

式中,v鍛是鍛造後的模組體積,也就是模具零件的外形尺寸加上加工餘量後的體積。v坯是原材料的下料體積。

按原則(3)有l/d=l.5~2.5,即l=(l.5~2.5)d。這裡d為乙個估計值,設其為d估,其計算按下式進行(省略)。

4 結束語

模具零件鍛造製坯備料的方式應用廣泛。在備料時應注意以下幾點:

(1)由於模具零件是單件、小批量生產,生產中以自由鍛造為主,必要時配以簡單的胎具,因此在計算v坯時,其加工餘量的選擇應盡量大一點為宜。這樣雖然材料略微增加,但從零件的質量和製模週期等因素綜合考慮還是合算的。

(2)原材料外表鏽蝕嚴重時,金屬的燒損率也應取大一點。

(3)圓鋼一般採用鋸床切割下料,應避免先鋸一缺口,然後打斷的操作方法,同時原材料上不應有毛刺等缺陷存在。

(4)原材料為方料或由厚板氣割下料時,也可按前面介紹的四項原則計算下料尺寸,這時原則(1)可改為l/a坯=1.5~2.5(a坯為坯料截面的邊長

料模具設計步驟

1. 接受任務書

成型塑料製件的任務書通常由製件設計者提出,其內容如下:

1. 經過審簽的正規制製件圖紙,並註明採用塑料的牌號、透明度等。

2. 塑料製件說明書或技術要求。

3. 生產產量。

4. 塑料製件樣品。

通常模具設計任務書由塑料製件工藝員根據成型塑料製件的任務書提出,模具設計人員以成型塑料製件任務書、模具設計任務書為依據來設計模具。

2. 收集、分析、消化原始資料

收集整理有關製件設計、成型工藝、成型裝置、機械加工及特殊加工資料,以備設計模具時使用。

1. 消化塑料製件圖,了解製件的用途,分析塑料製件的工藝性,尺寸精度等技術要求。例如塑料製件在外表形狀、顏色透明度、使用效能方面的要求是什麼,塑件的幾何結構、斜度、嵌件等情況是否合理,熔接痕、縮孔等成型缺陷的允許程度,有無塗裝、電鍍、膠接、鑽孔等後加工。

選擇塑料製件尺寸精度最高的尺寸進行分析,看看估計成型公差是否低於塑料製件的公差,能否成型出合乎要求的塑料製件來。此外,還要了解塑料的塑化及成型工藝引數。

2. 消化工藝資料,分析工藝任務書所提出的成型方法、裝置型號、材料規格、模具結構型別等要求是否恰當,能否落實。

成型材料應當滿足塑料製件的強度要求,具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩定性。根據塑料製件的用途,成型材料應滿足染色、鍍金屬的條件、裝飾性能、必要的彈性和塑性、透明性或者相反的反射效能、膠接性或者焊接性等要求。

3. 確定成型方法 :採用直壓法、鑄壓法還是注射法。

4、選擇成型裝置:根據成型裝置的種類來進行模具,因此必須熟知各種成型裝置的效能、規格、特點。例如對於注射機來說,在規格方面應當了解以下內容:

注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等,具體見相關引數。

要初步估計模具外形尺寸,判斷模具能否在所選的注射機上安裝和使用。

5.具體結構方案 :

(一)確定模具型別:如壓制模(敞開式、半閉合式、閉合式)、鑄壓模、注射模等。

(二)確定模具型別的主要結構: 選擇理想的模具結構在於確定必需的成型裝置,理想的型腔數,在絕對可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料製件的工藝技術和生產經濟的要求。對塑料製件的工藝技術要求是要保證塑料製件的幾何形狀,表面光潔度和尺寸精度。

生產經濟要求是要使塑料製件的成本低,生產效率高,模具能連續地工作,使用壽命長,節省勞動力。

影響模具結構及模具個別系統的因素很多,很複雜:

1. 型腔布置。根據塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求、批量大小、模具製造難易、模具成本等確定型腔數量及其排列方式。

對於注射模來說,塑料製件精度為3級和3a級,重量為5克,採用硬化澆注系統,型腔數取4-6個;塑料製件為一般精度(4-5級),成型材料為區域性結晶材料,型腔數可取16-20個;塑料製件重量為12-16克,型腔數取8-12個;而重量為50-100克的塑料製件,型腔數取4-8個。對於無定型的塑料製件建議型腔數為24-48個,16-32個和6-10個。當再繼續增加塑料製件重量時,就很少採用多腔模具。

7-9級精度的塑料製件,最多型腔數較之指出的4-5級精度的塑料增多至50%。

2. 確定分型面。分型面的位置要有利於模具加工,排氣、脫模及成型操作,塑料製件的表面質量等。

3. 確定澆注系統(主澆道、分澆道及澆口的形狀、位置、大小)和排氣系統(排氣的方法、排氣槽位置、大小)。

4. 選擇頂出方式(頂桿、頂管、推闆、組合式頂出),決定側凹處理方法、抽芯方式。

5. 決定冷卻、加熱方式及加熱冷卻溝槽的形狀、位置、加熱元件的安裝部位。

6. 根據模具材料、強度計算或者經驗資料,確定模具零件厚度及外形尺寸,外形結構及所有連線、定位、導向件位置。

7. 確定主要成型零件,結構件的結構形式。

8. 考慮模具各部分的強度,計算成型零件工作尺寸。

以上這些問題如果解決了,模具的結構形式自然就解決了。這時,就應該著手繪製模具結構草圖,為正式繪圖作好準備。

5. 繪製模具圖

要求按照國家製圖標準繪製,但是也要求結合本廠標準和國家未規定的工廠習慣畫法。在畫模具**圖之前,應繪製工序圖,並要符合製件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸,應在圖上標寫註明「工藝尺寸」字樣。

如果成型後除了修理毛刺之外,再不進行其他機械加工,那麼工序圖就與製件圖完全相同。

在工序圖下面最好標出製件編號、名稱、材料、材料收縮率、繪圖比例等。通常就把工序圖畫在模具**圖上。

1. 繪製**結構圖

繪製**圖盡量採用1:1的比例,先由型腔開始繪製,主檢視與其它檢視同時畫出。

模具**圖應包括以下內容:1模具成型部分結構 2澆注系統、排氣系統的結構形式。3分型面及分模取件方式。

4外形結構及所有連線件,定位、導向件的位置。5標註型腔高度尺寸(不強求,根據需要)及模具總體尺寸。6輔助工具(取件卸模工具,校正工具等)7按順序將全部零件序號編出,並且填寫明細表8標註技術要求和使用說明

模具**圖的技術要求內容:

1. 對於模具某些系統的效能要求。例如對頂出系統、滑塊抽芯結構的裝配要求。

2. 對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配後分型面的貼合面的貼合間隙應不大於0.05mm模具上、下面的平行度要求,並指出由裝配決定的尺寸和對該尺寸的要求。

3. 模具使用,裝拆方法。

4. 防氧化處理、模具編號、刻字、標記、油封、保管等要求。

5. 有關試模及檢驗方面的要求。

2.繪製全部零件圖

由模具**圖拆畫零件圖的順序應為:先內後外,先複雜後簡單,先成型零件,後結構零件。

1. 圖形要求:一定要按比例畫,允許放大或縮小。檢視選擇合理,投影正確,布置得當。為了使加工專利號易看懂、便於裝配,圖形盡可能與**圖一致,圖形要清晰。

2. 標註尺寸要求統

一、集中、有序、完整。標註尺寸的順序為:先標主要零件尺寸和出模斜度,再標註配合尺寸,然後標註全部尺寸。在非主要零件圖上先標註配合尺寸,後標註全部尺寸。

3. 表面粗糙度。把應用最多的一種粗糙度標於圖紙右上角,如標註「其餘3.2。」其它粗糙度符號在零件各表面分別標出。

4. 其它內容,例如零件名稱、模具圖號、材料牌號、熱處理和硬度要求,表面處理、圖形比例、自由尺寸的加工精度、技術說明等都要正確填寫。

3.校對、審圖、描圖、送曬

自我校對的內容是:

1. 模具及其零件與塑件圖紙的關係:模具及模具零件的材質、硬度、尺寸精度,結構等是否符合塑件圖紙的要求。

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