模具基礎知識

1、模具類別和分類方法科學地對模具進行分類，對有計劃地發(fā)展模具工業(yè)，系統(tǒng)地研究和開發(fā)模具生產技術，研究和制訂摸具技術標準實硯專業(yè)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，復式沖模等；按使用對象分類，如汽車覆蓋件模具、電機模具等；按加工材料性質分類，如金屬制品用模具，非金屬制用模具等；按模具制造材料分類，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，采用以使用模具進行成形加

2、工的工藝性質和使用對象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(jù)模具結構、材料、使用功能以及制模方法等分為若干小類或品種。序號模具類型模具品種成形加工工藝性質及使用對象1沖壓模具（沖模）沖裁模（無、少廢料沖裁、整修、光潔沖裁、深孔沖裁精沖模等），彎曲模具，拉深模具，單工序模具（沖裁、彎曲、拉深、成形等），復合沖模，級進沖模；汽車覆蓋件沖模，組合沖模，電機硅鋼片沖模板材沖壓成形2塑料成型模具壓塑模具，擠塑模具，注射模具（立式、式、角式注射模具）；熱固性塑料注射模具，擠出成形模具（管材、簿膜扁平機頭等）發(fā)泡成形模具，低刀具工具泡注射成形模具，吹塑成形模具等塑料制品成形加黃巖工

3、藝（熱固性和熱塑性模塑料）3壓鑄模熱室壓鑄機用壓鑄模，立式冷室壓鑄機用壓鑄模，臣式冷室壓鑄機用壓鑄模，全立式壓鑄機用壓鑄模，有色金屬（鋅、鋁、銅、鎂合金）壓鑄，黑色金屬壓鑄模有色金屬與黑色金屬壓力鑄造成形工藝4鍛造成形模具模鍛和大型壓力機用鍛模，螺旋壓力機用鍛模，平鍛機鍛模，輥鍛模等；各種緊固件冷鐓模，擠壓模具，拉絲模具，液態(tài)鍛造用模具等金屬零件成形，采用鍛壓、擠壓5鑄造用金屬模具各種金屬零件鑄造時采用的金屬模型 金屬澆鑄成形工藝6粉末冶金模具成形模： 手動模：實體單向壓制、實體雙向壓制手動模；實體浮動壓模機動模：大型截面實體浮動壓模，極掌單向壓模，套類單向、雙向壓模，套類浮動壓模整形模：手動

4、模：徑向整形模，帶外臺階套類全整形模，帶球面件整形模等機動模：無臺階實體件自動整形模，軸套拉桿式半自動整形饃，軸套通過式自動整形模軸套全整形自動模，帶外臺階與帶外球面軸套全整形自動模等 粉末制品壓坯的壓制成形黃巖藝。主模具電加工設備用于銅基、鐵基粉末制品；機械零件，工具材料與制品易熱零件等7玻璃制品模具吹一吹法成形瓶罐模具，壓一吹法成形瓶罐模具，玻璃器皿用模具等玻璃制品成形工藝8橡膠成型模具橡膠制品的壓膠模、擠膠模、注射模。橡膠輪胎模，“O”形密封圈橡膠模等橡膠壓制成形工藝9陶瓷模具 各種陶瓷器皿等制品用的成形金屬模具 陶瓷制品成形工藝10經濟模具（簡易模具）低熔點合金成形模具，薄板沖模，疊層

5、沖模，硅橡膠模，環(huán)氧樹脂模，陶瓷型精鑄模，疊層型腔塑料模，快速電鑄成形模等 適用多品種少批量工業(yè)產品用模具，有很高經濟價值    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(guī)則排列的組合體。模具制造的第一步便是模具零件坯料（俗稱模塊）的準備。由于模具零件形式、規(guī)格、尺寸和性能的多樣性，以及市場上材料的供應狀態(tài)以圓鋼居多，因此，由圓鋼形式的原材料截取適當長度，通過改鍛獲得模塊坯料的制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

6、材料的組織性能和加工性能。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。通過鍛造獲得模塊坯料幾何形狀的方法，其靈活性極強。基本可滿足模塊坯料規(guī)格和尺寸多樣性的要求，具有節(jié)省材料、縮短工時等優(yōu)點。對于模具中的主要零件，由于其熱處理、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性能。如通過鍛造使材料的組織致密、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。如采用縱向鐓拔、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

7、是鍛造毛坯過程中的重要環(huán)節(jié)。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于原材料（圓鋼）的下料體積。（2）金屬燒損率即鍛造力。熱時產生的氧化皮、脫碳層等的損耗率。一般取=0.050.10。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.52.5，最大不超過3。L/D太大，鍛件鍛造過程中可能發(fā)生彎曲、夾層等缺陷。（4）計算后的原材料直徑必須按國家標準的規(guī)格進行圓整，且最好是工廠庫房里現(xiàn)存的或市場上供應的規(guī)格。3 鍛坯下料尺寸的計算方法根據(jù)以上原則可得出以下計算公式和方法：首先，按原則（l）可得V坯= V鍛（l）（l

8、）式中，V鍛是鍛造后的模塊體積，也就是模具零件的外形尺寸加上加工余量后的體積。V坯是原材料的下料體積。按原則（3）有L/D=l.52.5，即L=(l.52.5)D。這里D為一個估計值，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制坯備料的方式應用廣泛。在備料時應注意以下幾點：（）由于模具零件是單件、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，其加工余量的選擇應盡量大一點為宜。這樣雖然材料略微增加，但從零件的質量和制模周期等因素綜合考慮還是合算的。（2）原材料外表銹蝕嚴重時，金屬的燒損率也應取大一點。（3）圓鋼一般采用鋸床切割下料，應避免先鋸一缺

9、口，然后打斷的操作方法，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()可改為L/A坯=1.52.5（A坯為坯料截面的邊長塑料模具設計步驟1. 接受任務書 成型塑料制件的任務書通常由制件設計者提出，其內容如下： 1. 經過審簽的正規(guī)制制件圖紙，并注明采用塑料的牌號、透明度等。 2. 塑料制件說明書或技術要求。 3. 生產產量。 4. 塑料制件樣品。 通常模具設計任務書由塑料制件工藝員根據(jù)成型塑料制件的任務書提出，模具設計人員以成型塑料制件任務書、模具設計任務書為依據(jù)來設計模具。 2. 收集、分析、消化原始資料 收集整理有

10、關制件設計、成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工資料，以備設計模具時使用。 1. 消化塑料制件圖，了解制件的用途，分析塑料制件的工藝性，尺寸精度等技術要求。例如塑料制件在外表形狀、顏色透明度、使用性能方面的要求是什么，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，有無涂裝、電鍍、膠接、鉆孔等后加工。選擇塑料制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于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件來。此外，還要了解塑料的塑化及成型工藝參數(shù)。 2. 消化工藝資料，分析工藝任務書所提出的成型方法、設備型號、材料規(guī)格、模具結構類型等要求是否恰當，能否落實。 成

11、型材料應當滿足塑料制件的強度要求，具有好的流動性、均勻性和各向同性、熱穩(wěn)定性。根據(jù)塑料制件的用途，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性能、膠接性或者焊接性等要求。 3. 確定成型方法 ：采用直壓法、鑄壓法還是注射法。4、選擇成型設備根據(jù)成型設備的種類來進行模具，因此必須熟知各種成型設備的性能、規(guī)格、特點。例如對于注射機來說，在規(guī)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，具體見相關參數(shù)。要初步估計模具外形尺寸，判斷模具能否在所選

12、的注射機上安裝和使用。5. 具體結構方案 （一）確定模具類型：如壓制模（敞開式、半閉合式、閉合式）、鑄壓模、注射模等。（二）確定模具類型的主要結構選擇理想的模具結構在于確定必需的成型設備，理想的型腔數(shù)，在絕對可靠的條件下能使模具本身的工作滿足該塑料制件的工藝技術和生產經濟的要求。對塑料制件的工藝技術要求是要保證塑料制件的幾何形狀，表面光潔度和尺寸精度。生產經濟要求是要使塑料制件的成本低，生產效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長，節(jié)省勞動力。影響模具結構及模具個別系統(tǒng)的因素很多，很復雜：1. 型腔布置。根據(jù)塑件的幾何結構特點、尺寸精度要求、批量大小、模具制造難易、模具成本等確定型腔數(shù)量及其排列方

13、式。 對于注射模來說，塑料制件精度為3級和3a級，重量為5克，采用硬化澆注系統(tǒng)，型腔數(shù)取4-6個；塑料制件為一般精度（4-5級），成型材料為局部結晶材料，型腔數(shù)可取16-20個；塑料制件重量為12-16克，型腔數(shù)取8-12個；而重量為50-100克的塑料制件，型腔數(shù)取4-8個。對于無定型的塑料制件建議型腔數(shù)為24-48個，16-32個和6-10個。當再繼續(xù)增加塑料制件重量時，就很少采用多腔模具。7-9級精度的塑料制件，最多型腔數(shù)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于模具加工，排氣、脫模及成型操作，塑料制件的表面質量等。 3. 確定澆注系統(tǒng)（主澆道、分

14、澆道及澆口的形狀、位置、大?。┖团艢庀到y(tǒng)（排氣的方法、排氣槽位置、大?。?4. 選擇頂出方式（頂桿、頂管、推板、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(jù)模具材料、強度計算或者經驗數(shù)據(jù)，確定模具零件厚度及外形尺寸，外形結構及所有連接、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，就應該著手繪制模具結構草圖，為正式繪圖作好準備。5. 繪制模具圖 要求按照國家制圖標準繪制，但是也要求結

15、合本廠標準和國家未規(guī)定的工廠習慣畫法。在畫模具總裝圖之前，應繪制工序圖，并要符合制件圖和工藝資料的要求。由下道工序保證的尺寸，應在圖上標寫注明“工藝尺寸”字樣。如果成型后除了修理毛刺之外，再不進行其他機械加工，那么工序圖就與制件圖完全相同。在工序圖下面最好標出制件編號、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總裝圖上。1. 繪制總裝結構圖 繪制總裝圖盡量采用1：1的比例，先由型腔開始繪制，主視圖與其它視圖同時畫出。模具總裝圖應包括以下內容：1. 模具成型部分結構 2. 澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)的結構形式。 3. 分型面及分模取件方式。 4. 外形結構及所有連接件，定位、導向件的位置

16、。 5. 標注型腔高度尺寸（不強求，根據(jù)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，并且填寫明細表。 8. 標注技術要求和使用說明。 模具總裝圖的技術要求內容：1. 對于模具某些系統(tǒng)的性能要求。例如對頂出系統(tǒng)、滑塊抽芯結構的裝配要求。 2. 對模具裝配工藝的要求。例如模具裝配后分型面的貼合面的貼合間隙應不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求，并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.繪制全部零件圖 由模具總裝圖拆畫零件圖的順序應為：先內后外，先復雜后簡單，先成型零件，后結構零件。1. 圖形要求：一定要按比例畫，允許放大或縮小。視圖選擇合理，