工信版(中职)模具工程技术基础第三章教学课件.ppt
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1、Y CF(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 第三节模具安全 第四节模具的使用与维护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 1.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精度。如凸模、凹模、型芯等零件的尺寸精度、形状精度和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生
2、产将成为现实。下一页 返回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。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数Ra。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、使用寿命越长。上一页 下一页 返回第一节模具的精度与表面质量
3、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,主要包括以下几方面:(1)制件的精度和质量带(2)制件的生产批量(3)模具的加工方式(4)制件材料的成形性能(5)模具类型与结构形式(6)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 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。冲裁模:凸、凹模按“分别加工法”制造时,普通冲裁取IT6IT7,精密冲裁取IT5IT6;凸、凹模按“实配加工法”制造
4、时,基准凸模或凹模的制造偏差取冲裁制件公差的1/4。弯曲模:按IT7ITS 取值。拉深模:按ITSIT10 取值。塑料模:一般取制件公差的1/41/6。压铸模: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 2.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表3-1 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表3-2。上一页 返回第二节模具寿命与模具材料 一、模具寿命 1.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,其中凸模在工作时承受
5、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。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(2)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能继
6、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纳起来分为:磨损失效、变形失效、断裂失效、啃伤失效、热疲劳失效、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 2.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
7、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 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。上一页 下一页 返回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
8、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,又有利于提高模具寿命。(2)模具材料对模具寿命的影响 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,因此冲模材料应具备抗变形、抗磨损、抗断裂、耐疲劳、抗软化及抗赫合的能力。上一页 下一页 返回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 模具的热处理质量对模具的性能与使用寿命影响很大。因为
9、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。上一页 下一页 返回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 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 模具工作零件需要经过车
10、、铣、刨、磨、钻、冷压、刻印、电加工、热处理等多道加工工序。(6)模具的使用、维护和保管对模具寿命的影响 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。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料 二、模具材料 1.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类和牌号十分繁多。为选用方便,可以将模具材料按图3-1 所示进行分类。2.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。
11、(1)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 具有足够的强度、刚度、耐疲劳性、韧性和足够的硬度、耐磨性;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替进行的环境时,模具材料具有抗疲劳损伤能力;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废。(2)模具材料的加工工艺性能要求 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;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;具有良好的特种加工工艺性能,包括电火花加工、
12、化学与电化学加工等加工性能。上一页 下一页 返回第二节模具寿命与模具材料 3.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:满足使用性能要求;良好的加工工艺性能;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,但要注意侧重点和主次:(1)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,则可以有针对性地进行选材。(2)针对模具工作要求的选材原则 模具工作时受力大,则要求所选材料的强度高;受冲击大,则要求材料韧性好;对于工作温度差别很大的模具,应选择抗热性能有
13、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。上一页 下一页 返回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 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,可采用价格较低廉的一般材料。(4)针对制件要求的选材原则 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亦很大。上一页 下一页 返回第二节模具寿
14、命与模具材料(5)针对模具结构因素的选材原则 对于形状复杂的模具,应选易加工、淬透性好的材料;对于大型模具一般应选好一些的模具材料,尤其是材料的淬透性要好;对于模具的辅助零件,一般可按通常的结构零件的要求来选材。上一页 返回第三节模具安全 一、模具在设计、制造、使用过程中易出现的安全问题 模具安全技术包括人身安全和设备与模具安全技术两个方面。前者主要是保护操作者的人身的安全,也包括降低生产噪声。后者主要是防止设备事故,保证模具与压力机、注射机等设备不受意外损伤。模具在设计、制造、使用过程中易出现的安全问题主要有:操作者疏忽大意,在冲床滑块下降时将手、臂、头等伸入模具危险区;模具结构不合理,模具
15、给手指进入危险区造成方便,在冲压生产中工件或废料回升而没有预防的结构措施,或单个毛坯在模具上定位不准确而需用手校正位置等;模具的外部弹簧断裂飞出,模具本身具有尖锐的边角;塑料模具或模塑设备中的热塑料逸出,压缩空气逸出,液压油逸出;下一页 返回第三节模具安全 裸露在外的热模具零件,绝缘保护不好的电接头;模具的安装、调整、搬运不当,尤其是手工起重模具;压力机的安全装置发生故障或损坏;在生产中,缺乏适当的交流和指导文件。目前新生产的压力机,国家规定都必须附设安全保护装置才能出厂。从事故发生的统计数据表明:在冲压生产中发生的人身事故比一般机械加工多。压力机用的安全保护装置有安全网、双手操作机构、摆杆或
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- 工信版 模具 工程技术 基础 第三 教学 课件
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