《模具概论》第1章.ppt
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1、第第1 1章章 模具的基本概念模具的基本概念 模具的概念及分类模具的概念及分类1.1模具标准化及标准件模具标准化及标准件 1.2常用模具材料及热处理常用模具材料及热处理 1.3 学习目标学习目标1理解模具的概念理解模具的概念2理解模具的功能和作用理解模具的功能和作用3掌握模具的分类方式掌握模具的分类方式4学会模具的制造特点学会模具的制造特点5了解模具零件的标准化情况了解模具零件的标准化情况6了解常用模具材料的性能了解常用模具材料的性能7学会模具材料的选用学会模具材料的选用8学会常用模具材料的热处理方法学会常用模具材料的热处理方法9学会模具材料的选用学会模具材料的选用1.1 1.1 模具的概念及
2、分类模具的概念及分类1.1.1 模具的概念及作用模具的概念及作用 1模具的概念模具的概念 在工业生产中,用各种压力机和装在在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具,通过压力把金属或压力机上的专用工具,通过压力把金属或非金属材料制成所需形状的零件或制品,非金属材料制成所需形状的零件或制品,这种专用工具统称为模具。用模具成形制这种专用工具统称为模具。用模具成形制造出来的零件通常称为造出来的零件通常称为“制件制件”。使用模。使用模具生产的产品在日常生活中随处可见,雪具生产的产品在日常生活中随处可见,雪糕和月饼都是由简单的模具制成,糕和月饼都是由简单的模具制成,如图如图1-1所示。再如,日常
3、生活中的塑料制所示。再如,日常生活中的塑料制品,如手机壳、儿童玩具、塑料盆、水杯品,如手机壳、儿童玩具、塑料盆、水杯子、塑料凳等,金属制品有勺子、叉子、子、塑料凳等,金属制品有勺子、叉子、锅、钢盆、电脑零件、汽车零部件、武器锅、钢盆、电脑零件、汽车零部件、武器等,都与模具有着密切的联系。等,都与模具有着密切的联系。(a)雪糕)雪糕 (b)雪糕模具)雪糕模具 图图1-1 雪糕和制作雪糕的模具雪糕和制作雪糕的模具 2模具的功能和作用模具的功能和作用 模具在工业生产中使用极为广泛,采模具在工业生产中使用极为广泛,采用模具生产零部件,具有高效、节材、成用模具生产零部件,具有高效、节材、成本低、保证质量
4、等一系列优点,是当代工本低、保证质量等一系列优点,是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。业生产的重要手段和工艺发展方向。在工业生产中,产品的更新换代少不在工业生产中,产品的更新换代少不了模具。试制新产品,少不了模具,如果了模具。试制新产品,少不了模具,如果模具供应不及时,很可能造成停产;如果模具供应不及时,很可能造成停产;如果模具精度不高,产品质量就得不到保证;模具精度不高,产品质量就得不到保证;如果模具结构及生产工艺落后,产品产量如果模具结构及生产工艺落后,产品产量就难以提高。许多现代工业生产的发展和就难以提高。许多现代工业生产的发展和技术水平的高低,直接影响到工业产品的技术水平的高低,直
5、接影响到工业产品的发展。模具是发展和实现切削技术不可缺发展。模具是发展和实现切削技术不可缺少的工具,也是工业生产中应用极为广泛少的工具,也是工业生产中应用极为广泛的主要工艺装备。的主要工艺装备。1.1.2 模具的种类及制造特点模具的种类及制造特点 1模具的分类模具的分类 在工业生产中,模具的用途广泛、种在工业生产中,模具的用途广泛、种类繁多,常见的分类方式有:按模具结构类繁多,常见的分类方式有:按模具结构形式分为冲模、塑料模具、锻模和压铸模形式分为冲模、塑料模具、锻模和压铸模等。冲模又分为单工序模、复合模、级进等。冲模又分为单工序模、复合模、级进模等;塑料模具可分为单分型面注射模和模等;塑料模
6、具可分为单分型面注射模和双分型面注射型等。按模具使用对象可分双分型面注射型等。按模具使用对象可分为电工模、汽车模、机壳模、玩具模等。为电工模、汽车模、机壳模、玩具模等。按工艺性质划分,冲模分为冲孔模、落料按工艺性质划分,冲模分为冲孔模、落料模、拉深模、弯曲模。塑料模具分为压缩模、拉深模、弯曲模。塑料模具分为压缩模、压注模、注射模、挤出模、吹塑模等。模、压注模、注射模、挤出模、吹塑模等。采用综合归纳法,将模具分为采用综合归纳法,将模具分为10大类,各大类,各大类按其使用对象、材料、功能和模具制大类按其使用对象、材料、功能和模具制造方法,及工艺性质等,再分成若干小类造方法,及工艺性质等,再分成若干
7、小类和品种,如表和品种,如表1-1所示。所示。表1-1模具分类及用途模具类别模具小类和品种适用对象和成形工艺性质金属板材成形模具冲模冲裁模(少、无废料冲模、整修模、光洁冲模、深孔冲模、精冲模等)、单工序模(冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模、成形模等)、复合冲模、级进冲模、汽车覆盖件冲模、硅钢片冲模、硬质合金冲模、微型冲件用精密冲模使用金属(黑色金属和非黑色金属)板材,通过冲裁模和精冲模,或根据零件不同的生产批量、冲件精度,采用单工序模、复合模或级进模等相应的工艺方法,成形加工为合格的冲件金属体积成形模具粉末冶金成形模具成形模、手动模(实体单向、双向手动压模、手动实体浮动压模)、机动模(大型截面实
8、体浮动压模、极掌单向压模、套类单向、双向压模、浮动压模)、整形模(手动和机动模、径向整形模,带外台阶套类全整形模,带球面件整形模等)、无台阶实体件自动整形模、轴套拉杆式半自动整形模、轴套通过式自动整形模、轴套全整形自动模、带外台阶与外球面轴套自动全整形模等主要用于铜基、铁基粉末制品的压制成形,包括机械零件、电器元件(如触头等)、磁性零件、工具材料、易热零件、核燃料制件的粉末压制成形续表 模具类别模具小类和品种适用对象和成形工艺性质金属体积成形模具压铸模热压室压机用压铸模、冷压室压机用压铸模、铝合金压铸模、铜合金压铸模、锌合金压铸模、黑色金属压铸模等金属零件产品如汽车、摩托车汽油机缸体,变速箱体
9、等非黑色金属零件(锌、铝、铜),通过注入模具型腔的液态金属,加压成形锻模压力机用锻模、摩擦压力机用锻模、平锻机用锻模、辊锻机用锻模、高速锤机用锻模、开(闭)式锻模、校正模、压边模、切边模、冲孔模、精锻模、多向锻模、胎模、闭塞锻模等,冷镦模、挤压模、拉丝模等采用非黑色金属、黑色金属的板材或棒材、丝材,经锻、墩、挤、拉等工艺成形加工成合格零件、毛坯和丝材铸造金属型模易熔型芯用金属形模、低压铸造用金属形模、金属浇注用金属形模等液态金属或石蜡等易熔材料,经注入模具型腔成形为金属零件毛坯、铸造用型芯、工艺品等续表 模具类别模具小类和品种适用对象和成形工艺性质非金属材料制品成形模具塑料成形模具塑料注射模(
10、立式、卧式、角式注射机用模具,无浇道模具,电视机壳、录音机壳、洗衣桶壳、汽车保险杠、录像或录音机盒注射模等)、压缩模(含压胶模)、挤塑模(含传递模)、挤出模(异型材、管材、薄膜挤出模)、发泡模、吹(吸)塑模、塑封模、滚塑模等使用热固性和热塑性的塑料,通过注射、压缩、挤塑、挤出、发泡、吹塑和吸塑等成形加工为合格塑件,该塑件也具有板材和体积成形两种成形工艺玻璃制品成形模具注压成形模、吹吹法成形瓶罐模、压吹法成形瓶罐模、玻璃器皿模具等用于玻璃瓶、罐、盒、桶,以及工业产品零件的成形加工橡胶制品成形模具压胶模、挤胶模、注射模、橡胶轮胎模(整体和活络模)、O形密封圈橡胶模等汽车轮胎、O形密封圈及其他零件,
11、与硫化机配套,成形加工为合格的橡胶零件陶瓷模具压缩模、注射模等建筑用的陶瓷构件、陶瓷器皿,及工业生产用陶瓷零件的成形加工通用模具与经济模具组合冲模、薄板冲模、叠层冲模、快换冲模、环氧树脂模、低熔点合金模等适用于产品试制,多品种、少批量生产2 2模具的制造特点模具的制造特点 模具生产制造技术集中了机械加工的模具生产制造技术集中了机械加工的精华,即是机电结合加工,也离不开模具精华,即是机电结合加工,也离不开模具钳工的操作,其特点如下。钳工的操作,其特点如下。(1)模具生产的工艺特点。一套模具)模具生产的工艺特点。一套模具制出后,通过它可以生产出数十万件零件制出后,通过它可以生产出数十万件零件或制品
12、。但是制造模具自身,只能是单件或制品。但是制造模具自身,只能是单件生产。生产。(2)模具制造的特点。)模具制造的特点。模具制造对工人的技术等级要求较高。模具制造对工人的技术等级要求较高。模具生产周期一般较长,成本较高。模具生产周期一般较长,成本较高。制造模具的过程中,同一工序的加工往往制造模具的过程中,同一工序的加工往往内容较多,因而生产效率较低。内容较多,因而生产效率较低。模具在加工中,某些工作部分的位置和尺模具在加工中,某些工作部分的位置和尺寸,应经过试验才能确定。寸,应经过试验才能确定。装配后,模具必须试模和调整。装配后,模具必须试模和调整。模具生产是典型的单件生产,因此,生产模具生产是
13、典型的单件生产,因此,生产工艺、管理方式、模具制造工艺等都有独特的适工艺、管理方式、模具制造工艺等都有独特的适应性与规律。应性与规律。1.2.1 模具标准化模具标准化 1模具标准化的意义模具标准化的意义 (1)提高使用性能和质量。)提高使用性能和质量。(2)节约工时和原材料,缩短生产周)节约工时和原材料,缩短生产周期。期。(3)现代化生产技术需要标准化。)现代化生产技术需要标准化。(4)可有效降低生产成本,简化生产)可有效降低生产成本,简化生产管理和减少企业库存,是提高企业经济、管理和减少企业库存,是提高企业经济、技术效益的有力措施和保证。技术效益的有力措施和保证。1.2 1.2 模具标准化及
14、标准件模具标准化及标准件 2模具技术标准及依据模具技术标准及依据 模具技术标准是模具企业必须遵守模具技术标准是模具企业必须遵守的行业或专业规范,也是一种社会规范。的行业或专业规范,也是一种社会规范。自自1983年年9月全国模具标准化技术委员会月全国模具标准化技术委员会成立以来,其组织制订的国家标准和行成立以来,其组织制订的国家标准和行业标准业标准940项,项,300余标准号。一些使用余标准号。一些使用量大、面广的模具基本上都制订了标准。量大、面广的模具基本上都制订了标准。3模具技术标准分类及标准体系模具技术标准分类及标准体系 模具技术标准共分模具技术标准共分4类:模具产品标准类:模具产品标准(
15、含标准零、部件标准等)、模具工艺质(含标准零、部件标准等)、模具工艺质量标准(含技术条件标准等)、模具基础量标准(含技术条件标准等)、模具基础标准(含名词术语标准等)和相关标准。标准(含名词术语标准等)和相关标准。标准体系表是计划与规范性的文件。标准体系表是计划与规范性的文件。模具体系表主要是计划或规划制订的模具体系表主要是计划或规划制订的标准项目及项目系列;是制订模具标准项标准项目及项目系列;是制订模具标准项目年度计划的依据。目年度计划的依据。模具体系表分模具体系表分4层。第层。第1层:模具;第层:模具;第2层:模具类别(层:模具类别(10大类)、模具名称;第大类)、模具名称;第3层:每类模
16、具须制订的标准类别,包括:层:每类模具须制订的标准类别,包括:基础标准、产品标准、工艺与质量标准、基础标准、产品标准、工艺与质量标准、相关标准共相关标准共4类标准的名称;第类标准的名称;第4层:在每层:在每类模具及其标准类别下,列出具体须制订类模具及其标准类别下,列出具体须制订的模具标准项目系列及其名称。的模具标准项目系列及其名称。1.2.2 模具标准件模具标准件 在标准化的基础上,使标准文件中规在标准化的基础上,使标准文件中规定的每项标准均成为社会产品和人的实践定的每项标准均成为社会产品和人的实践行为,即组织生产为标准件,并转化为工行为,即组织生产为标准件,并转化为工业产品,实现商品化,以供
17、企业或用户选业产品,实现商品化,以供企业或用户选购使用。购使用。标准件的生产须具备的条件。标准件的生产须具备的条件。(1)要有一定的生产规模,并能产生)要有一定的生产规模,并能产生规模效益,其效益指标反映在质量和创利规模效益,其效益指标反映在质量和创利两方面。两方面。(2)保证标准件稳定的质量,须采取)保证标准件稳定的质量,须采取措施保证标准件的使用互换性和稳定的可措施保证标准件的使用互换性和稳定的可靠性,因此,标准件生产工艺管理须规范靠性,因此,标准件生产工艺管理须规范和科学,须采用保证高精、高效的生产装和科学,须采用保证高精、高效的生产装备。备。(3)销售服务须完善,其基本条件,)销售服务
18、须完善,其基本条件,在保证一定库存,使用户实现无库存管理,在保证一定库存,使用户实现无库存管理,保证用户定量、定期获得供应。建立合作保证用户定量、定期获得供应。建立合作伙伴关系。伙伴关系。1.3 1.3 模具材料及热处理模具材料及热处理 1.3.1 常用模具材料常用模具材料 模模具具零零件件种种类类繁繁多多,功功能能各各异异,故故选选用用的的材材料料品品种种也也很很多多。随随着着新新材材料料的的不不断断问问世世,模模具具材材料料也也不不断断更更新新。根根据据工工作作条条件件的的不不同同,模模具具材材料料可可分分为为金金属属在在常常温温(冷冷态态)下下成成形形的的材材料料,称称为为冷冷作作模模具
19、具钢钢;在在加加热热状状态态下下成成形形的的材材料料,称称为为热热作作模模具具钢钢。目目前前模模具具所所用用材材料料有有各各种种碳碳素素工工具具钢钢、合金工具钢、铸铁、硬质合金等。合金工具钢、铸铁、硬质合金等。(1)碳素工具钢为高碳钢,含碳量)碳素工具钢为高碳钢,含碳量为为0.7%1.4%,主要牌号有,主要牌号有T7、T7A、T8、T8A、T10、T12、T12A等。这类等。这类钢切削性能良好,淬火后有较高的硬度钢切削性能良好,淬火后有较高的硬度和良好的耐磨性,但其淬透性差,淬火和良好的耐磨性,但其淬透性差,淬火时须急冷,变形开裂倾向大,回火稳定时须急冷,变形开裂倾向大,回火稳定性差,热硬性低
20、。适用于制造尺寸小,性差,热硬性低。适用于制造尺寸小,形状简单的冷作模具。形状简单的冷作模具。(2)合金工具钢是在碳钢的基础上加入)合金工具钢是在碳钢的基础上加入一种或几种合金元素冶炼而成的钢。常用合一种或几种合金元素冶炼而成的钢。常用合金工具钢有低合金工具钢与高合金工具钢。金工具钢有低合金工具钢与高合金工具钢。(3)高速钢目前常用的有钨系高速钢)高速钢目前常用的有钨系高速钢(WC)W18Cr4V和钼系高速钢和钼系高速钢(MoC)W6Mo5 Cr4V2。高速钢具有良好。高速钢具有良好的淬透性,在空气中即可淬硬,在的淬透性,在空气中即可淬硬,在600左左右仍保持高硬度、高强度和良好的韧性、耐右仍
21、保持高硬度、高强度和良好的韧性、耐磨性。高速钢适用于制造冷挤压模、热挤压磨性。高速钢适用于制造冷挤压模、热挤压模。模。(4)铸铁的主要特点是铸造性能好,)铸铁的主要特点是铸造性能好,容易成形,铸造工艺与设备简单。铸铁具容易成形,铸造工艺与设备简单。铸铁具有优良的减震性、耐磨性和切削加工性。有优良的减震性、耐磨性和切削加工性。除灰铸铁可用在制造冲模的上、下模座外,除灰铸铁可用在制造冲模的上、下模座外,还可以代替模具钢制造模具主要工作部分还可以代替模具钢制造模具主要工作部分的受力零件。的受力零件。(5)硬质合金是以金属碳化物做硬质)硬质合金是以金属碳化物做硬质相,以铁族金属作为粘结相,用粉末冶金相
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