模具設(shè)計(jì)及制造流程

1、模具設(shè)計(jì)及制造流程概況 模具設(shè)計(jì)及制造流程概況一、根據(jù)產(chǎn)品形狀和要求來(lái)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)二、選擇模具材料三、模具加工（車加工、放電加工等）四、模具熱處理（淬火、回火、冷處理）五、模具加工（精加工、磨加工等）六、模具裝配七、模具拋光八、模具檢驗(yàn)?zāi)＞咴O(shè)計(jì)及制造流程概況粉末冶金模具材料選擇和制造一、模具材料的選擇和熱處理n模具的壽命：對(duì)模具壽命有較大影響的因素很多。例如，模具零件的制造精度和模具的裝配精度，陰模、芯棒和模沖材料的選用及其工作表面粗糙度和硬度，熱處理質(zhì)量，不正確使用模具，成形所用的粉末的種類和性能，制品的尺寸，形狀和密度，潤(rùn)滑劑的效果等等。n模具制造的精度和表面粗糙度，粉末冶金零件的壓制成形

2、和精整，是依靠模具零件的壓力的作用而得到半成品和最終成品。在自動(dòng)模中，模具零件固定在模架內(nèi)。只有嚴(yán)格控制模具零件的安裝精度，才能保證均勻的間隙，提高產(chǎn)品的精度，同時(shí)減少模具零件的互相磨損，如果模具零件安裝偏斜，模沖將與陰模、芯棒發(fā)生碰撞而損壞工作表面。因此模具零件工作表面與其端面之間要求嚴(yán)格垂直，端面與端面之間要求嚴(yán)格平行。模架中的模板，底板和軛板通過(guò)導(dǎo)柱連接導(dǎo)套孔距要求精確，陰模 、芯棒與模沖的尺寸精度直接影響到模具互相配合的間隙，這種間隙過(guò)大過(guò)小，都將降低模具的壽命。配合間隙的大小要根據(jù)粉末的粒度，壓模自動(dòng)化程度，壓坯大小和精度確定。模具主要零件工作表面的表面粗糙度數(shù)值應(yīng)盡量低，這樣可以顯

3、著改善產(chǎn)品的表面粗糙度，同時(shí)大大延長(zhǎng)模具壽命。一般模具工作表面的表面粗糙度為Ra0.2um左右。1.模具零件的硬度模具設(shè)計(jì)及制造流程概況n一般要求模具主要零件有盡可以能高的硬度，但一定的硬度是與模具的材料和熱處理工藝相聯(lián)系的 ，如果熱處理工藝選擇不當(dāng)，就有可能硬度達(dá)到指標(biāo)，但脆性增大，在工作時(shí)造成模具炸裂，因此應(yīng)該根據(jù)工作條件和具體材料合理地作出硬度要求及相應(yīng)的熱處理工藝。n對(duì)于陰模硬度，因其在高應(yīng)力狀態(tài)下經(jīng)受粉末的反復(fù)研磨，要求硬度盡量高，用高合金工具鋼制造陰模，其熱處理硬度應(yīng)在63-65HRC，低于此值，陰模容易磨損。n 對(duì)于芯棒硬度，因其使用條件與陰模相同，故硬度值 應(yīng)與之近似，但其硬度

4、值必須結(jié)合芯棒尺寸的大小來(lái)考慮，芯棒的長(zhǎng)度與直徑比值等于或小于12：1時(shí)，芯棒可以全部淬硬，當(dāng)長(zhǎng)度與直徑比值為20：1時(shí)，要分段熱處理，芯棒成形段的硬度值在58-60HRC范圍，成形段以下的硬度可以降低到40-45HRC。芯棒與螺紋連接部分在任何情況下其硬度值均不能大于45HRC。模具設(shè)計(jì)及制造流程概況 二、模具材料的選擇 選擇模具材料主要從兩方面考慮，首先要滿足使用要求，陰模和芯棒都承受高壓和反復(fù)摩擦，要求高硬度，高耐磨性，故應(yīng)使用合金工具鋼，高速鋼，鋼結(jié)硬質(zhì)合金或硬質(zhì)合金，這些材料的硬度和強(qiáng)度均可滿足使用要求，但其耐磨性和成本是按由前者到后者順序提高，因此具體選用哪一種材料還要視產(chǎn)品批量而

5、定，對(duì)模沖的主要要求是韌性和強(qiáng)度，并且要有較好的抗疲勞性，一般選用中合金鋼或高合金鋼。其次還要從模具制造成本方面考慮。由于精加工在模具制造成本中占的比重很大，所以選材時(shí)還要注意材料的切削性和熱處理性能，防止因熱處理變形而影響加工精度。模具設(shè)計(jì)及制造流程概況模具主要零件的材料及性能要求見表：零件名稱性能要求材料及其性能的參數(shù)陰模硬度高，而磨性好1、硬質(zhì)合金：G3、87HRA以上，G2、89HRAC以上2、鋼結(jié)硬質(zhì)合金：GT35、69-72HRC，GW1、66-68HRC3、高速鋼：W18Cr4V，W6Mo5Gr4V2、62-64HRC芯棒硬度高，耐磨性好同上上下模沖耐沖擊性好，有一定的耐磨性，工

6、作段熱處理硬度63-65HRC高速鋼：W18Cr4V，W6Mo5Gr4V、62-64HRC模套較好的韌性和拉伸強(qiáng)度1、中碳鋼：45鋼、28-32HRC2、合金鋼：Cr12MOV、56-60HRC模具設(shè)計(jì)及制造流程概況零件名稱性能要求材料及其性能的參數(shù)導(dǎo)柱高拉伸強(qiáng)度平行度公差為IT4級(jí)垂直度公差I(lǐng)T4級(jí)1、中碳鋼：45鋼，導(dǎo)向段高頻淬火55-60HRC2、合金工具鋼：Cr12、Cr12MoV、GCr15,62-63HRC上下模板下模板承受壓制負(fù)荷，要求其厚度大于或等于在最大載荷作用下彎曲最小時(shí)的厚度值平行度公差為IT5級(jí)垂直度公差為IT4級(jí)1、中碳鋼：45鋼、28-32HRC2、球墨鑄鐵：ZG4

7、5陰模板韌性高，強(qiáng)度高合金鋼：GCr15.Cr12MoV、40HRC軛板在拉下式模具中，軛板承受最大彎曲應(yīng)力，其厚度應(yīng)保證獲得最小的彎曲變形合金工具鋼：GCr15.Cr12.Cr12MoV、52-55HRC導(dǎo)套外圓對(duì)內(nèi)孔的徑跳容差為0.020.0420鋼：滲碳層0.81.0mm，黃銅，多孔鐵石墨模具設(shè)計(jì)及制造流程概況零件名稱性能要求材料及其性能的參數(shù)壓蓋（包括上、下模沖、陰模、芯棒所用壓蓋）35鋼、45鋼，調(diào)質(zhì)處理，2832HRC壓墊（包括上、下模沖、陰模、芯棒所用壓蓋）T10、Ce12,GCr15,Cr12MoV，熱處理硬度5256HRC 芯棒座35鋼、45鋼，調(diào)質(zhì)處理，2832HRC模具設(shè)

8、計(jì)及制造流程概況n三、模具主要零件制造n1、模具主要零件的加工工藝流程：n 下料鍛造 退火機(jī)加工磨加工退磁是加工研磨拋光n2、模具主要零件加工的關(guān)健工藝：n（1、磨削：是得用高速旋轉(zhuǎn)的砂輪對(duì)工件的平面磨削和內(nèi)外圓的磨削。 （2、線切割加工：n 在粉末冶金模具加工中，數(shù)控線割機(jī)床主要用于加工陰模型腔孔和模沖內(nèi)孔 ，或芯棒和模沖的外形面，經(jīng)過(guò)熱處理的鋼件和硬質(zhì)合金都可以加工。加工后的表面粗糙為Ra0.02，加工精度一般為0.002。n工作原理：工作原理：線切割加工是利用線電極，計(jì)算和技術(shù)及電火花加工技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜形狀的模具加工。線切割是用一根很細(xì)的金屬絲（直徑為0.05-0.3）作工作電極，將

9、金屬絲裝在一個(gè)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的貯絲筒上，并過(guò)絲架以10m/s左右的線速度來(lái)回移動(dòng)，金屬絲接高頻電源的負(fù)極，被切割的工件接正極，以煤油或乳化液作為工作介質(zhì)，當(dāng)電極接觸金屬工作時(shí)，即發(fā)生電蝕作用，若按規(guī)定的方向移動(dòng)，并使移動(dòng)的速度與金屬絲對(duì)工件間電蝕速度相適當(dāng)（即不使之短路0，既能達(dá)到切割的目的。模具設(shè)計(jì)及制造流程概況n（3、放電加工：主要用于加工陰模的異形型腔孔，特別是沿軸向帶臺(tái)階的異形陰?？子镁€切割往往無(wú)法加工，而只能采用電火花加工，芯棒及上下模沖端面型腔亦可用電火花加工。n加工原理：金屬電火花加工的原理是基于工件與電極之間進(jìn)行脈沖放電時(shí)的電腐蝕現(xiàn)象，被加工的陰模接電源正極，加工電極接電源負(fù)極，通電

10、后，電容器充電，這時(shí)兩極漸漸移近到某一距離時(shí)，兩極間的介質(zhì)（礦物油）被擊穿，電容器所蓄能量在極短的時(shí)間放出，致使火花通道中瞬時(shí)產(chǎn)生大量熱能，以使工件表面的金屬局部熔化和氣化而被腐蝕下來(lái)，火花不斷產(chǎn)生，金屬不斷被。一般作為正極的金屬比負(fù)極被 侵蝕的快，故陰模不斷被 侵蝕，其型腔最終變成與電極相似的形狀。模具設(shè)計(jì)及制造流程概況n（4、硬質(zhì)合金的模具加工：n用硬質(zhì)合金做陰模，可以大幅度提高模具的使用壽命，但由于硬質(zhì)合金的機(jī)械加工性能很差，一般是將硬質(zhì)合金直接制造成接近陰模的形狀，差留有一定的加工余量，然后進(jìn)和磨削加工和電加工。硬質(zhì)合金的磨削加工一般用金剛石砂輪，在普通磨床上進(jìn)行，使用金剛石砂輪時(shí)，砂輪旋轉(zhuǎn)要平穩(wěn)，安裝砂輪的錐度徑向跳動(dòng)不應(yīng)超過(guò)0.005mm，當(dāng)發(fā)現(xiàn)砂輪變形時(shí)，應(yīng)立即對(duì)砂輪進(jìn)行修整，砂輪的進(jìn)給理不宜過(guò)大，一般為0.020.03mm，砂