(中职)模具工程技术基础第三章教学课件.ppt
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1、YCF正版可修改PPT(中职)模具工程技术基础第三章教学课件第三章模具的基本要求第三章模具的基本要求第一节模具的精度与表面质量第一节模具的精度与表面质量第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料第三节模具安全第三节模具安全第四节模具的使用与维护第四节模具的使用与维护第一节模具的精度与表面质量第一节模具的精度与表面质量一、模具精度与表面质量的概念一、模具精度与表面质量的概念1.模具精度模具精度模具精度可分为模具零件本身的精度和发挥模具效能所需的模具精度可分为模具零件本身的精度和发挥模具效能所需的精度。如凸模、凹模、型芯等零件的尺寸精度、形状精度和精度。如凸模、凹模、型芯等零件的尺寸精度、形
2、状精度和位置精度是属于模具零件本身的精度位置精度是属于模具零件本身的精度;各零件装配后,面与面各零件装配后,面与面或面与线之间的平行度、垂直度,定位及导向配合等精度,或面与线之间的平行度、垂直度,定位及导向配合等精度,都是为了发挥模具效能所需的精度。模具的精度越高,则成都是为了发挥模具效能所需的精度。模具的精度越高,则成形的制件精度也越高。今后随着模具加工技术手段的提高,形的制件精度也越高。今后随着模具加工技术手段的提高,模具精度会有大的提高,模具工作零件或成形零件的互换性模具精度会有大的提高,模具工作零件或成形零件的互换性生产将成为现实。生产将成为现实。下一页 返回第一节模具的精度与表面质量
3、第一节模具的精度与表面质量2.模具的表面质量模具的表面质量模具的表面质量是指模具零件的表面层状态,包括表面粗糙模具的表面质量是指模具零件的表面层状态,包括表面粗糙度、表面层金相组织、残余应力、力学性能和化学性能等。度、表面层金相组织、残余应力、力学性能和化学性能等。但通常所讲的模具表面质量,主要是指模具工作零件或成形但通常所讲的模具表面质量,主要是指模具工作零件或成形零件的表面质量。表面质量的主要评价指标是表面粗糙度参零件的表面质量。表面质量的主要评价指标是表面粗糙度参数数Ra。模具的表面质量直接影响成形制件的质量,而且还影。模具的表面质量直接影响成形制件的质量,而且还影响模具的工作性能、使用
4、寿命和可靠性等。如模具表面质量响模具的工作性能、使用寿命和可靠性等。如模具表面质量越好,则配合零件的配合精度易于保证,相对滑动零件的滑越好,则配合零件的配合精度易于保证,相对滑动零件的滑动阻力小、耐磨性好、使用寿命长。因此,模具的表面质量动阻力小、耐磨性好、使用寿命长。因此,模具的表面质量越高,则所成形的制件质量越好、模具工作越可靠、使用寿越高,则所成形的制件质量越好、模具工作越可靠、使用寿命越长。命越长。上一页 下一页 返回第一节模具的精度与表面质量第一节模具的精度与表面质量二、确定模具精度与表面质量的依据二、确定模具精度与表面质量的依据合理确定模具精度与表面质量要考虑的问题较多,主要包括合
5、理确定模具精度与表面质量要考虑的问题较多,主要包括以下几方面以下几方面:(1)制件的精度和质量带制件的精度和质量带 (2)制件的生产批量制件的生产批量 (3)模具的加工方式模具的加工方式 (4)制件材料的成形性能制件材料的成形性能 (5)模具类型与结构形式模具类型与结构形式 (6)模具加工技术水平模具加工技术水平上一页 下一页 返回第一节模具的精度与表面质量第一节模具的精度与表面质量三、模具精度与表面质量的确定三、模具精度与表面质量的确定1.模具精度的确定模具精度的确定模具精度一般由模具零件精度及模架的精度决定。对凸模、模具精度一般由模具零件精度及模架的精度决定。对凸模、型芯、凹模等模具工作零
6、件或成形零件的型面尺寸精度,一型芯、凹模等模具工作零件或成形零件的型面尺寸精度,一般可根据成形制件的尺寸精度要求按如下经验方法确定。般可根据成形制件的尺寸精度要求按如下经验方法确定。冲裁模冲裁模:凸、凹模按凸、凹模按“分别加工法分别加工法”制造时,普通冲裁取制造时,普通冲裁取IT6IT7,精密冲裁取,精密冲裁取IT5IT6;凸、凹模按凸、凹模按“实配加工法实配加工法”制制造时,基准凸模或凹模的制造偏差取冲裁制件公差的造时,基准凸模或凹模的制造偏差取冲裁制件公差的1/4。弯。弯曲模曲模:按按IT7ITS取值。拉深模取值。拉深模:按按ITSIT10取值。塑料模取值。塑料模:一一般取制件公差的般取制
7、件公差的1/41/6。压铸模。压铸模:一般取铸件公差的一般取铸件公差的1/41/5。上一页 下一页 返回第一节模具的精度与表面质量第一节模具的精度与表面质量2.模具表面质量的确定模具表面质量的确定模具表面质量主要以模具零件的表面粗糙度衡量。对一般没模具表面质量主要以模具零件的表面粗糙度衡量。对一般没有标准化的模具工作零件或成形零件,其工作型面的表面粗有标准化的模具工作零件或成形零件,其工作型面的表面粗糙度要求可参考糙度要求可参考表表3-1确定。不同表面粗糙度等级在模具零件确定。不同表面粗糙度等级在模具零件中的使用范围可参考中的使用范围可参考表表3-2。上一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节
8、模具寿命与模具材料一、模具寿命一、模具寿命1.模具的工作条件及失效形式模具的工作条件及失效形式(1)冷冲模的工作条件都承受较大的压力和摩擦力,其中凸模冷冲模的工作条件都承受较大的压力和摩擦力,其中凸模在工作时承受压应力,在回程时又承受卸料产生的拉应力,构在工作时承受压应力,在回程时又承受卸料产生的拉应力,构成了拉、压循环应力。凹模工作时一般都承受径向压应力和切成了拉、压循环应力。凹模工作时一般都承受径向压应力和切向拉应力,这些应力也是周期性变化的。冷冲模的凸、凹模在向拉应力,这些应力也是周期性变化的。冷冲模的凸、凹模在以上受力情况下可能导致折断或疲劳破坏。以上受力情况下可能导致折断或疲劳破坏。
9、塑料模和压铸模一般必须在一定的温度和压力条件下工作,其塑料模和压铸模一般必须在一定的温度和压力条件下工作,其工作条件和冷冲模不同。塑料模和压铸模在成形过程中所受的工作条件和冷冲模不同。塑料模和压铸模在成形过程中所受的力有合模时的压力、型腔内熔体的压力、开模时的拉力等。力有合模时的压力、型腔内熔体的压力、开模时的拉力等。下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料(2)失效形式模具经过使用,由于种种原因,不能再生产出合失效形式模具经过使用,由于种种原因,不能再生产出合格的制件,也不能再修复,这种情况称为模具失效。模具的格的制件,也不能再修复,这种情况称为模具失效。模具的失效从宏观
10、上可分为非正常失效和正常失效。模具经大量的失效从宏观上可分为非正常失效和正常失效。模具经大量的生产使用,因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不生产使用,因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继续使用时,称模具的正常失效。模具未达到一定的工艺能继续使用时,称模具的正常失效。模具未达到一定的工艺技术水平下公认的寿命就不能再使用时,称模具的非正常失技术水平下公认的寿命就不能再使用时,称模具的非正常失效。效。模具种类繁多,损坏部位也各不相同,但具体的失效形式归模具种类繁多,损坏部位也各不相同,但具体的失效形式归纳起来分为纳起来分为:磨损失效、变形失效、断裂失效、啃伤失效、热磨损失效、变形失效
11、、断裂失效、啃伤失效、热疲劳失效、腐蚀失效等。疲劳失效、腐蚀失效等。若模具在使用中出现工作条件很差、安装、操作和保护不当若模具在使用中出现工作条件很差、安装、操作和保护不当等原因,会导致模具加速失效。等原因,会导致模具加速失效。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料2.影响模具寿命的因素及提高寿命的措施影响模具寿命的因素及提高寿命的措施模具因为磨损或其他形式失效终至不可修复而报废之前所成模具因为磨损或其他形式失效终至不可修复而报废之前所成形的制件总数,称为模具寿命。模具的寿命是由其所成形的形的制件总数,称为模具寿命。模具的寿命是由其所成形的制件是否合格决定的。使用
12、了很长时间仍能成形出合格制件,制件是否合格决定的。使用了很长时间仍能成形出合格制件,这就是要求模具的寿命长。影响模具寿命的因素是多方面的,这就是要求模具的寿命长。影响模具寿命的因素是多方面的,设计与制造模具时应全面分析影响模具寿命的因素,并采取设计与制造模具时应全面分析影响模具寿命的因素,并采取切实有效的措施提高模具的寿命。切实有效的措施提高模具的寿命。(1)制件材料对模具寿命的影响制件材料对模具寿命的影响 实际生产中,由于冲压用原实际生产中,由于冲压用原材料的厚度公差不符合要求、材料性能的波动、表面质量差材料的厚度公差不符合要求、材料性能的波动、表面质量差和不干净等造成模具工作零件磨损加剧、
13、崩刃的情况时有发和不干净等造成模具工作零件磨损加剧、崩刃的情况时有发生。生。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料对冷冲压制件所用的钢板或其他原材料,应在满足使用要求对冷冲压制件所用的钢板或其他原材料,应在满足使用要求的前提下,尽量采用成形性能好的材料,以减少冲压变形力,的前提下,尽量采用成形性能好的材料,以减少冲压变形力,改善模具工作条件。另外,保证材料表面质量和清洁对任何改善模具工作条件。另外,保证材料表面质量和清洁对任何冲压工序都是必要的。冲压工序都是必要的。对塑料制件而言,不同塑料品种的模塑成型温度和压力是不对塑料制件而言,不同塑料品种的模塑成型温度和压力
14、是不同的。模塑过程中产生的腐蚀性气体会腐蚀模具表面。因此,同的。模塑过程中产生的腐蚀性气体会腐蚀模具表面。因此,应在满足使用要求的前提下,尽量选用模塑工艺性能良好的应在满足使用要求的前提下,尽量选用模塑工艺性能良好的塑料来成型制件,这样既有利于模塑成型,又有利于提高模塑料来成型制件,这样既有利于模塑成型,又有利于提高模具寿命。具寿命。(2)模具材料对模具寿命的影响模具材料对模具寿命的影响 冲压模具因工作零件在工作冲压模具因工作零件在工作中承受拉伸、压缩、弯曲、冲击摩擦等机械力的作用,因此中承受拉伸、压缩、弯曲、冲击摩擦等机械力的作用,因此冲模材料应具备抗变形、抗磨损、抗断裂、耐疲劳、抗软化冲模
15、材料应具备抗变形、抗磨损、抗断裂、耐疲劳、抗软化及抗赫合的能力。及抗赫合的能力。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料塑料模和压铸模,因型腔一般比较复杂,表面粗糙度值要求塑料模和压铸模,因型腔一般比较复杂,表面粗糙度值要求小,且工作时要承受熔体较大的冲击、摩擦和高温的作用,小,且工作时要承受熔体较大的冲击、摩擦和高温的作用,所以要求模具材料具有足够的强度、刚度、硬度和具有良好所以要求模具材料具有足够的强度、刚度、硬度和具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、抛光性和热稳定性。的耐磨性、耐腐蚀性、抛光性和热稳定性。(3)模具热处理对模具寿命的影响模具热处理对模具寿命的影响 模具
16、的热处理质量对模具模具的热处理质量对模具的性能与使用寿命影响很大。因为热处理的效果直接影响着的性能与使用寿命影响很大。因为热处理的效果直接影响着模具用钢的硬度、耐磨性、抗咬合性、回火稳定性、耐冲击模具用钢的硬度、耐磨性、抗咬合性、回火稳定性、耐冲击以及抗腐蚀性,这些都是与模具寿命直接有关的性质。通过以及抗腐蚀性,这些都是与模具寿命直接有关的性质。通过热处理可以改变模具工作零件的硬度,而硬度对模具寿命的热处理可以改变模具工作零件的硬度,而硬度对模具寿命的影响是很大的。硬度提高,韧性一般要降低,而抗压强度、影响是很大的。硬度提高,韧性一般要降低,而抗压强度、耐磨性、抗赫合能力则有所提高。耐磨性、抗
17、赫合能力则有所提高。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料(4)模具结构对模具寿命的影响模具结构对模具寿命的影响 合理的模具结构是保证模具合理的模具结构是保证模具高寿命的前提,因而在设计模具结构时,必须认真考虑模具高寿命的前提,因而在设计模具结构时,必须认真考虑模具寿命问题。模具结构对模具受力状态的影响很大,合理的模寿命问题。模具结构对模具受力状态的影响很大,合理的模具结构,能使模具在工作时受力均匀,应力集中小,也不易具结构,能使模具在工作时受力均匀,应力集中小,也不易受偏载,因而能提高模具寿命。受偏载,因而能提高模具寿命。(5)模具加工艺对模具寿命的影响模具加工
18、艺对模具寿命的影响 模具工作零件需要经过车、模具工作零件需要经过车、铣、刨、磨、钻、冷压、刻印、电加工、热处理等多道加工铣、刨、磨、钻、冷压、刻印、电加工、热处理等多道加工工序。工序。(6)模具的使用、维护和保管对模具寿命的影响模具的使用、维护和保管对模具寿命的影响 一副模具即一副模具即使设计合理、加工装配精确、质量良好,但若使用、维护及使设计合理、加工装配精确、质量良好,但若使用、维护及保管不当,则会导致模具变形、生锈、腐蚀,使模具失效加保管不当,则会导致模具变形、生锈、腐蚀,使模具失效加快,寿命降低。快,寿命降低。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料二、模具
19、材料二、模具材料1.模具材料的分类模具材料的分类随着模具工业的迅速发展,目前国内外涌现出的模具材料种随着模具工业的迅速发展,目前国内外涌现出的模具材料种类和牌号十分繁多。为选用方便,可以将模具材料按类和牌号十分繁多。为选用方便,可以将模具材料按图图3-1所所示进行分类。示进行分类。2.对模具材料的基本要求对模具材料的基本要求模具的工作条件复杂、恶劣,工作温度高低不一,工作零件模具的工作条件复杂、恶劣,工作温度高低不一,工作零件一般承受高压、高温、冲击、振动、摩擦、弯扭、拉伸等作一般承受高压、高温、冲击、振动、摩擦、弯扭、拉伸等作用,所以要求模具材料的性能比较高。用,所以要求模具材料的性能比较高
20、。(1)模具材料的使用性能要求模具材料的使用性能要求上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料具有足够的强度、刚度、耐疲劳性、韧性和足够的硬度、耐具有足够的强度、刚度、耐疲劳性、韧性和足够的硬度、耐磨性磨性;具有较高的热硬性,即材料在较高温度时具有保持硬度具有较高的热硬性,即材料在较高温度时具有保持硬度稳定的能力稳定的能力;具有良好的热稳定性,即材料具有抗高温化学腐具有良好的热稳定性,即材料具有抗高温化学腐蚀能力蚀能力;具有良好的热疲劳抗力,即模具工作在受热和冷却交具有良好的热疲劳抗力,即模具工作在受热和冷却交替进行的环境时,模具材料具有抗疲劳损伤能力替进行的环境时,
21、模具材料具有抗疲劳损伤能力;热处理变形热处理变形小、开裂倾向小,以保证模具在热处理中不因过大变形而报小、开裂倾向小,以保证模具在热处理中不因过大变形而报废。废。(2)模具材料的加工工艺性能要求模具材料的加工工艺性能要求 具有良好的热加工工艺性具有良好的热加工工艺性能,包括锻造、铸造、焊接、热处理等加工性能能,包括锻造、铸造、焊接、热处理等加工性能;具有良好的具有良好的冷加工工艺性能,包括切削、研磨、抛光等加工性能冷加工工艺性能,包括切削、研磨、抛光等加工性能;具有良具有良好的特种加工工艺性能,包括电火花加工、化学与电化学加好的特种加工工艺性能,包括电火花加工、化学与电化学加工等加工性能。工等加
22、工性能。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料 3.模具材料的选用原则模具材料的选用原则模具的种类很多,工作条件千差万别,对模具材料性能的要模具的种类很多,工作条件千差万别,对模具材料性能的要求也是多种多样的。模具的选材一般应考虑求也是多种多样的。模具的选材一般应考虑:满足使用性能要满足使用性能要求求;良好的加工工艺性能良好的加工工艺性能;易于供应、经济性合理。设计制造易于供应、经济性合理。设计制造模具时,具体选材的原则应针对以下几方面因素,但要注意模具时,具体选材的原则应针对以下几方面因素,但要注意侧重点和主次侧重点和主次:(1)针对模具失效形式的选材原则模具失
23、效形式主要有塑性变针对模具失效形式的选材原则模具失效形式主要有塑性变形失效、磨损失效及断裂失效。分析找出失效原因,则可以形失效、磨损失效及断裂失效。分析找出失效原因,则可以有针对性地进行选材。有针对性地进行选材。(2)针对模具工作要求的选材原则针对模具工作要求的选材原则 模具工作时受力大,则要模具工作时受力大,则要求所选材料的强度高求所选材料的强度高;受冲击大,则要求材料韧性好受冲击大,则要求材料韧性好;对于工对于工作温度差别很大的模具,应选择抗热性能有很大差别的材料作温度差别很大的模具,应选择抗热性能有很大差别的材料;工作环境对模具腐蚀严重时,应考虑选择具有耐腐蚀的材料。工作环境对模具腐蚀严
24、重时,应考虑选择具有耐腐蚀的材料。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料(3)针对模具设计因素的选材原则针对模具设计因素的选材原则 设计模具时,可考虑将大设计模具时,可考虑将大型或复杂的模具设计成组合或镶拼式结构,在模具刃口等成型或复杂的模具设计成组合或镶拼式结构,在模具刃口等成形部分或其他经受强烈磨损、冲击或高温部位采用贵重的高形部分或其他经受强烈磨损、冲击或高温部位采用贵重的高性能材料,而对于性能要求不太高的其他模体部分,可采用性能材料,而对于性能要求不太高的其他模体部分,可采用价格较低廉的一般材料。价格较低廉的一般材料。(4)针对制件要求的选材原则针对制件要
25、求的选材原则 模具所成形的制件批量大时应模具所成形的制件批量大时应采用材质和性能好的模具材料,批量小时可采用性能差些而采用材质和性能好的模具材料,批量小时可采用性能差些而价格较低的模具材料。模具所成形的制件是金属材料还是非价格较低的模具材料。模具所成形的制件是金属材料还是非金属材料,模具的工作条件差异极大,则所选模具材料差别金属材料,模具的工作条件差异极大,则所选模具材料差别亦很大。亦很大。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料第二节模具寿命与模具材料(5)针对模具结构因素的选材原则针对模具结构因素的选材原则 对于形状复杂的模具,应对于形状复杂的模具,应选易加工、淬透性好的材料选易加工、
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