模具(專業(yè)版)

　　

【正文】 ? 3．對(duì)所獲數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的數(shù)字?jǐn)M合，為造型提供依據(jù)。 ? （ 6）電鑄速度慢，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，尖角和凹槽部分鑄層不均勻，逐層具有一定的內(nèi)應(yīng)力， 不能承受沖擊載荷。 ? （ 4）適于加工深而小的微孔、窄縫，尺寸可小到微米級(jí)。即按 工件加工面形狀要求，編制出軌跡的二維數(shù)字控制程序，控制形狀簡(jiǎn)單的圓柱體電極（一般為銅電極）一方面作自轉(zhuǎn)，同時(shí)沿?cái)?shù)控軌跡（使電極外圓沿工作型面）運(yùn)動(dòng)，作電火花加工的方法。 圖 10電火花成形加工原理圖 1脈沖電源 2電極 3工件 4工作液 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 42 2）實(shí)現(xiàn)電火花加工的基本條件 ? （ 1）脈沖電源： 必須具有 波形為單向的脈沖電源， 脈沖寬度小于 103s，放電時(shí)產(chǎn)生的熱量來(lái)不及傳散到材料內(nèi)部，保證良好的加工精度和表面品質(zhì)。 ? 模具熱處理的目的是獲得 所需要的內(nèi)部組織和性能 。 a）折斷 b）劈裂 c）崩塊 d）龜裂 e）熱裂 f）鐓粗變形 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 25 1）磨損失效 ? 模具在工作過程中，與成形坯料接觸，產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成 磨損 。 ? 鋼結(jié)硬質(zhì)合金 是以 合金鋼為基體，以難熔金屬碳化物（ WC、 TiC）作硬質(zhì)相，用粉末冶金工藝過程生產(chǎn)的一種新型工模具鋼。通過表面滲碳處理淬火可獲得表層高硬度、高耐磨及拋光性能好、表層強(qiáng)度高而內(nèi)層韌性好的性能。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 16 2）熱作模具鋼 ? 熱作模具鋼的共同特點(diǎn)是：大多數(shù)為 合金工具鋼 ，少數(shù)為 高溫合金和硬質(zhì)合金 ；鋼的碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)皆偏低，多為 中碳成分 ，以滿足高韌性、導(dǎo)熱性的要求； 為了提高淬透性、抗熱性和耐磨性以及抗氧化性，材料中的合金元素主要為 Cr、 W、 Mo、 Ni、 V、 Mn、 Si等。 ? 4）經(jīng)濟(jì)性合理 在滿足性能和使用條件下盡量選用 價(jià)格低的材料。若按模具類別可分為： 冷作模具材料、熱作模具材料、塑料模具材料、其它模具材料 。 ? 電 — 液驅(qū)動(dòng)： 通過 電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵或水泵 產(chǎn)生液體壓力，驅(qū)動(dòng)與模具運(yùn)動(dòng)部分相連的液壓缸或活塞，使模具動(dòng)模部分相對(duì)于定模作定向平移運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料施加壓力進(jìn)行成形加工。 ? 塑料成型模具 包括注射模、壓縮模、擠塑模、吹塑模、發(fā)泡模等。模具生產(chǎn)出的制件具有 精度高、形狀復(fù)雜、尺寸一致性好、材料利用率高、生產(chǎn)效率高、能耗低 等優(yōu)點(diǎn)。 ? 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ：如旋壓成形、輥鍛成形、塑件旋轉(zhuǎn)卸件等。 ? 5）模具的分型面應(yīng)合理設(shè)置，能確保零件順利成形、取件和送。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 13 3．模具材料選用的一般原則 ? 1）足夠的強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等 根據(jù)模具工作條件，失效形式，壽命要求，可靠性等提出材料的 強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等指標(biāo)，提出時(shí)要考慮尺寸效應(yīng)及主要關(guān)鍵的性能指標(biāo)。 ? 高速鋼： 具有 很高的淬透性 (空冷即可淬硬 )，很高的抗壓強(qiáng)度、回火穩(wěn)定性和耐磨性，即使在 600℃ 高溫下 仍可保持高硬度、高韌性和耐磨性。 ? 此外，國(guó)內(nèi)外用作熱作模具鋼的材料還有 H10（ 4Cr5Mo2MnVSi）、 H13（ 4Cr5MoSiV1）、 HM1（ 35Cr3Mo3W2V）、HM3（ 25Cr3Mo3VNb）、 RM2（ 5Cr4W5Mo2V）、 GR（ 4Cr3Mo3W4VTiNb）、 TM（ 4Cr2Mo2VMnW）、 HD（ 4Cr3Mo2NiVNb）等鋼以及 H10改進(jìn)型鋼 ER8和用于 高速錘鍛模的無(wú)鉻鎳模 具鋼 4SiMnW3MoVN。其硬度遠(yuǎn)高于各種模具鋼，有很高的耐磨性，耐高溫，熱穩(wěn)定性強(qiáng)；強(qiáng)度高，剛性大，熱脹率小、導(dǎo)熱率低；耐蝕耐氧化；不需要進(jìn)行熱處理等。冷作模具容易產(chǎn)生脆斷而不出現(xiàn)冷熱疲勞失效，熱作模具容易產(chǎn)生冷熱疲勞、裂紋及變形，冷、熱模具都可能因磨損而失效。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 32 2）模具材料的影響 ? 模具材料必須滿足模具對(duì) 塑性變形抗力、斷裂抗力、疲勞抗力、硬度、耐磨性、冷熱疲勞抗力等性能的要求，如不能滿足模具則會(huì)發(fā)生早期失效。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 37 模具制造的生產(chǎn)過程 ? 1）模具方案確定 ? 2）模具設(shè)計(jì) ? 3）生產(chǎn)準(zhǔn)備 ? 4）模具成形零件加工 ? 5）裝配與調(diào)試 ? 6）試模與驗(yàn)收 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 38 模具零件的加工 . 模具零件的常規(guī)機(jī)械加工 ? 機(jī)械加工是模具加工的基本手段，主要包括 車、銑、磨、刨、插等 ，其中車、銑、磨是模具零件機(jī)械加工中最常用的方法。 ? （ 6）加工速度慢、效率低，需要制作電極，加工準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，并存在電極損耗 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 45 4）電火花成形加工的基本方法 ? （ 1）仿形法 即按照 工件形狀、尺寸及精度要求，設(shè)計(jì)、制造凸凹形狀相反、尺寸與精度相同、留有后續(xù)加工余量， 用來(lái)進(jìn)行成形加工的方法，如圖 10。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 49 模具的激光加工 ? （ 1）不需要加工工具，不存在工具損耗問題，很適于自動(dòng)化連續(xù)加工。 ? （ 3）原模的材料不一定是金屬。 ? 第二，以實(shí)物為對(duì)象設(shè)計(jì)制造模具并通過模具進(jìn)行零件復(fù)制，即對(duì)用戶提供的實(shí)物（可以是產(chǎn)品、模型或檢具等）進(jìn)行測(cè)繪，然后通過制造模具復(fù)制零件。 ? 6．對(duì)復(fù)制的模具進(jìn)行工藝過程設(shè)計(jì)，編制程序，進(jìn)行模具加工。 ? 模具 CAE技術(shù) 主要 針對(duì)不同的模具類型，以相應(yīng)的基礎(chǔ)理論，通過數(shù)字模擬方法模擬材料的成形過程，達(dá)到預(yù)測(cè)產(chǎn)品成形結(jié)果、減少試模次數(shù)、改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，控制產(chǎn)品成形品質(zhì)，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，降低產(chǎn)品成本。常用于加工高溫合金、鈦合金、硬質(zhì)合金等難切削加工的材料。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 47 電火花線切割加工的特點(diǎn)： ? （ 1）不需要制造專用的電極，可 降低模具成本，縮短生產(chǎn)周期 ? （ 2）能用很細(xì)的絲電極 加工出復(fù)雜形狀的工件、細(xì)小通孔、窄縫和外表面等。 ? （ 3）放電間隙： 電極與工件之間必須始終 維持一定的間隙。 其次， 模具壽命與成形設(shè)備有關(guān) 。 ? （ 1）磨粒磨損 ? （ 2）粘著磨損 ? （ 3）疲勞磨損 ? （ 4）氣蝕磨損和沖蝕磨損 ? （ 5）腐蝕磨損 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 26 2）斷裂失效 ? 模具出現(xiàn)大裂紋或分離為兩部分或數(shù)個(gè)部分，喪失服役能力時(shí) ，稱為 斷裂失效 。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e E n g i n e e r i n g Page 22 模具壽命 ? 模具壽命 是指 模具在保證產(chǎn)品零件品質(zhì)的前提下，所能加工的制件的總數(shù)量，它包括工作面的多次修磨和易損件更換后的壽命。碳素鋼4 50、 55鋼價(jià)廉、加工性能好、淬透性差。典型材料有錘鍛模用的 5CrNiMo、 5CrMnMo以及 4CrMnSiMoV、 5Cr2NiMoV等。 ? 4）模具自身結(jié)構(gòu) 模具的大小、形狀、模具的不同組件和不同部位等。 材 料 科 學(xué) 與 工 程 學(xué) 院 S c h o o l of M a t e r i a l s S c i e n c e