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模具(mú jù),工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。 簡(jiǎn)而言之,模具是用來(lái)制作成型物品的工具,這種工具由各種零件構(gòu)成,不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過(guò)所成型材料物理狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。素有“工業(yè)之母”的稱號(hào)。
在外力作用下使坯料成為有特定形狀和尺寸的制件的工具。廣泛用于沖裁、模鍛、冷鐓、擠壓、粉末冶金件壓制、壓力鑄造,以及工程塑料、橡膠、陶瓷等制品的壓塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的輪廓或內(nèi)腔形狀,應(yīng)用具有刃口的輪廓形狀可以使坯料按輪廓線形狀發(fā)生分離(沖裁)。應(yīng)用內(nèi)腔形狀可使坯料獲得相應(yīng)的立體形狀。模具一般包括動(dòng)模和定模(或凸模和凹模)兩個(gè)部分,二者可分可合。分開時(shí)取出制件,合攏時(shí)使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具,形狀復(fù)雜,承受坯料的脹力,對(duì)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有較高要求,模具生產(chǎn)的發(fā)展水平是機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。
模具種類很多
根據(jù)加工對(duì)象和加工工藝可分為:
①加工金屬的模具。
②加工非金屬和粉末冶金的模具。包括塑料模(如雙色模具、壓塑模和擠塑模等) 、橡膠模和粉末冶金模等。 根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn),模具又可分為平面的沖裁模和具有空間的型腔模。模具一般為單件,小批生產(chǎn)。
按所成型的材料的不同
五金模具、塑膠模具、以及其特殊模具。
五金模具分為:包括沖壓模 ( 如沖裁模具、彎曲模具、拉深模具、翻孔模具、縮孔模具、起伏模具、脹形模具、整形模具等)、鍛模(如模鍛模、鐓鍛模等)、擠壓模具、擠出模具、壓鑄模具、鍛造模具等;
非金屬模具分為:塑料模具和無(wú)機(jī)非金屬模具。而按照模具本身材料的不同,模具可分為:砂型模具,金屬模具,真空模具,石蠟?zāi)>叩鹊取F渲?,隨著高分子塑料的快速發(fā)展,塑料模具與人們的生活密切相關(guān)。塑料模具一般可分為:注射成型模具,擠塑成型模具,氣輔成型 模具等等。
模具除其本身外,還需要模座、模架、模芯導(dǎo)致制件頂出裝置等,這些部件一般都制成通用型。 模具企業(yè)需要做大做精,要根據(jù)市場(chǎng)需求,及技術(shù)、資金、設(shè)備等條件,確定產(chǎn)品定位和市場(chǎng)定位,這些做法尤其值得小型模具企業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒,集中力量逐步形成自己的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。所以,我國(guó)模具企業(yè)必須積極努力借鑒國(guó)外這些先進(jìn)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn),以便其未來(lái)更好的發(fā)展。
模具材料Z重要的因素是熱強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性,常用料模具材料:工作溫度 成形材料 模具材料
<300℃鋅合金Cr12、Cr12MoV、S-136、SLD、NAK80、GCr15、T8、T10。
300~500℃鋁合金、銅合金 5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2。
500~800℃ 鋁合金、銅合金、鋼鈦 GH130、GH33、GH37。
800~1000℃ 鈦合金、鋼、不銹鋼、鎳合金 K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA。
>1000℃ 鎳合金 銅基合金模具、硬質(zhì)合金模具。
澆注系統(tǒng)分類
根據(jù)澆注系統(tǒng)型制的不同可將塑料模具分為三類:
(1)大水口模具:流道及澆口在分模線上,與產(chǎn)品在開模時(shí)一起脫模,設(shè)計(jì)Z簡(jiǎn)單,容易加工,成本較低,所以較多人采用大水口系統(tǒng)作業(yè)。塑料模具結(jié)構(gòu)分為兩部分:動(dòng)模和定模。隨注射機(jī)活動(dòng)部分為動(dòng)模(多為頂出側(cè)),在注射機(jī)射出端一般不活動(dòng)稱為定模。因大水口模具的定模部分一般由兩塊鋼板組成故也有稱此類結(jié)構(gòu)模具為兩板模。兩板模是大水口模具中Z簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
(2) 細(xì)水口模具:流道及澆口不在分模線上,一般直接在產(chǎn)品上,所以要設(shè)計(jì)多一組水口分模線,設(shè)計(jì)較為復(fù)雜,加工較困難,一般要視產(chǎn)品要求而選用細(xì)水口統(tǒng)。細(xì)水口模具的定模部分一般由三塊鋼板組成故也有稱此類結(jié)構(gòu)模具為“三板模”。三板模是細(xì)水口模具中Z簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)。
(3) 熱流道模具:此類模具結(jié)構(gòu)與細(xì)水口大體相同,其Z大區(qū)別是流道處于一個(gè)或多個(gè)有恒溫的熱流道板及熱唧嘴里,無(wú)冷料脫模,流道及澆口直接在產(chǎn)品上,所以流道不需要脫模,此系統(tǒng)又稱為無(wú)水口系統(tǒng),可節(jié)省原材料,適用于原材料較貴、制品要求較高的情況,設(shè)計(jì)及加工困難,模具成本高。 熱流道系統(tǒng),又稱熱澆道系統(tǒng),主要由熱澆口套,熱澆道板,溫控電箱構(gòu)成。我們常見的熱流道系統(tǒng)有單點(diǎn)熱澆口和多點(diǎn)熱澆口二種形式。單點(diǎn)熱澆口是用單一熱澆口套直接把熔融塑料射入型腔,它適用單一腔單一澆口的塑料模具;多點(diǎn)熱澆口是通過(guò)熱澆道板把熔融料分枝到各分熱澆口套中再進(jìn)入到型腔,它適用于單腔多點(diǎn)入料或多腔模具。
成型分類
(1)注射成型
是先把塑料加入到注射機(jī)的加熱料筒內(nèi),塑料受熱熔融,在注射機(jī)螺桿或柱塞的推動(dòng)下,經(jīng)噴嘴和模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔,由于物理及化學(xué)作用而硬化定型成為注塑制品。注射成型由具有注射、保壓(冷卻)和塑件脫模過(guò)程所構(gòu)成循環(huán)周期,因而注射成型具有周期性的特點(diǎn)。熱塑性塑料注射成型的成型周期短、生產(chǎn)效率高,熔料對(duì)模 具的磨損小,能大批量地成型形狀復(fù)雜、表面圖案與標(biāo)記清晰、尺寸精度高的塑件;但是對(duì)于壁厚變化大的塑件,難以避免成型缺陷。塑件各向異性也是質(zhì)量問(wèn)題之 一,應(yīng)采用一切可能措施,盡量減小。
(2)壓縮成型
俗稱壓制成型,是Z早成型塑件的方法之一。壓縮成型是將塑料直接加入到具有一定溫度的敞開的模具型腔內(nèi),然后閉合模具,在熱與壓力作用下塑料熔融變成流動(dòng)狀態(tài)。由于物理及化學(xué)作用,而使塑料硬化成為具有一定形狀和尺寸的常溫保持不變的塑件。壓縮成型主要是用于成型熱固性塑料,如酚醛模塑粉、脲醛與三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纖維增強(qiáng)酚醛塑料、環(huán)氧樹脂、DAP樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺等的模塑料,還可以成型加工不飽和聚酯料團(tuán)(DMC)、片狀模塑料(SMC)、預(yù)制整體模塑料(BMC)等。一般情況下,常常按壓縮膜上、下模的配合結(jié)構(gòu),將壓縮模分為溢料式、不溢料式、半溢料式三類。
(3)擠塑成型
是使處于粘流狀態(tài)的塑料,在高溫和一定的壓力下,通過(guò)具有特定斷面形狀的口模,然后在較低的溫度下,定型成為所需截面形狀的連續(xù)型材的一種成型方法。擠塑成型的生產(chǎn)過(guò)程,是準(zhǔn)備成型物料、擠出造型、冷卻定型、牽引與切斷、擠出品后處理(調(diào)質(zhì)或熱處理)。在擠塑成型過(guò)程中,注意調(diào)整好擠出機(jī)料筒各加熱段和機(jī)頭口模的溫度、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、牽引速度等工藝參數(shù)以便得到合格的擠塑型材。特別要注意調(diào)整好聚合物熔體由 機(jī)頭口模中擠出的速率。因?yàn)楫?dāng)熔融料擠出的速率較低時(shí),擠出物具有光滑的表面、均勻的斷面形狀;但是當(dāng)熔融物料擠出速率達(dá)到某一限度時(shí),擠出物表面就會(huì)變 得粗糙、失去光澤,出現(xiàn)鯊魚皮、桔皮紋、形狀扭曲等現(xiàn)象。當(dāng)擠出速率進(jìn)一步增大時(shí),擠出物表面出現(xiàn)畸變,甚至支離和斷裂成熔體碎片或圓柱。因此擠出速率的控制至關(guān)重要。
(4)壓注成型
亦稱鑄壓成型。是將塑料原料加入預(yù)熱的加料室內(nèi),然后把壓柱放入加料室中鎖緊模具,通過(guò)壓柱向塑料施加壓力,塑料在高溫、高壓下熔化為流動(dòng)狀態(tài),并通過(guò)澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔逐漸固化成塑件。此種成型方法,也稱傳遞模塑成型。壓注成型適用于各低于固性塑料,原則上能進(jìn)行壓縮成型的塑料,也可用壓注法成型。但要求成型物料在低于固化溫度時(shí),熔融狀態(tài)具有良好的流動(dòng)性,在高于固化溫度時(shí),有較大的固化速率。
(5)中空成型
是把由擠出或注射制得的、尚處于塑化狀態(tài)的管狀或片狀坯材趨勢(shì)固定于成型模具中,立刻通入壓縮空氣,迫使坯材膨脹并貼于模具型腔壁面上,待冷卻定型后脫模,即得所需中空制品的一種加工方法。適合中空成型的塑料為高壓聚乙烯、低壓聚乙烯、硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根據(jù)型坯成型方法的不同,中空成型主要分為擠出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型兩種。擠出吹塑中空成型的優(yōu)點(diǎn)是擠出機(jī)與擠出吹塑模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,缺點(diǎn)是型坯的壁厚不*,容易造成塑料制品的壁厚不勻。右圖是擠出吹塑中空成型原理示意圖。注射吹 塑中空成型的優(yōu)點(diǎn)是型坯的壁厚均勻、無(wú)飛邊,由于注射型坯有底面,因此中空制品的底部不會(huì)產(chǎn)生拼和縫,不僅美觀而且強(qiáng)度高。缺點(diǎn)是所用的成型設(shè)備和模具價(jià)格貴,故這種成型方法多用于小型中空制品的大批量生產(chǎn)上,在使用上沒(méi)有擠出吹塑中空成型方法廣泛。
(6)壓鑄成型模具
壓鑄成型模具又稱傳遞成型模具。將塑料原料加入預(yù)熱的加料室,然后向壓柱施加壓力,塑料在高溫高壓下熔融,并通過(guò)模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔,逐漸硬化成型,這種成型方法叫作壓鑄成型,所用的模具叫壓鑄成型模具。這種模具多用于熱固性塑料的成型。
除此之外,還有泡沫塑料成型模具、玻纖增強(qiáng)塑料低壓成型模具等等。
其它分類
(1)熱流道模具
借助加熱裝置使?jié)沧⑾到y(tǒng)中的塑料不會(huì)凝固,也不會(huì)隨制品脫模,所以又稱無(wú)流道模。優(yōu)點(diǎn):1)無(wú)廢料 2)可降低注射壓力,可以采用多腔模 3)可縮短成型周期 4)提高制品的質(zhì)量 適合熱流道模塑料的特點(diǎn):5)塑料的熔融溫度范圍較寬。低溫時(shí),流動(dòng)性好,高溫時(shí),具有較好的熱穩(wěn)定性。6)對(duì)壓力敏感,不加壓力不流動(dòng),但施加壓力時(shí)即可流動(dòng)。7)比熱性好,以便在模具中很快冷卻??捎脽崃鞯赖乃芰嫌蠵E,ABS,POM,PC,HIPS,PS。常用的熱流道有兩種:1)加熱流道模 2)絕熱流道模。
(2)硬模
內(nèi)模件所采用的鋼板,買回來(lái)后需要進(jìn)行熱處理,如淬火滲碳,才能達(dá)到使用的要求,這樣的注塑模叫硬模,如內(nèi)模件采用H13鋼,420鋼,S7鋼。
(3)軟模(44HRC 以下)
內(nèi)模件所采用的鋼材,買回來(lái)后不需要進(jìn)行熱處理,就能達(dá)到使用的要求,這樣的注塑叫軟模。如內(nèi)模件采用P20鋼,,420鋼,NAK80,鋁,鈹銅。
雙射成型
原理
基本原理:
雙射成型主要以雙射成型機(jī)兩只料管配合兩套模具按先后次序經(jīng)兩次成型制成雙射產(chǎn)品。
工作步驟:
1.A原料經(jīng)A料管射入1次成型模制成單射產(chǎn)品A。
2.經(jīng)周期開模,產(chǎn)品A留于公模,成型機(jī)動(dòng)模板旋轉(zhuǎn)至B合模。
3.B原料經(jīng)B料管射入2次成型模制成雙射成品,開模頂出。
設(shè)計(jì)要點(diǎn)
一.設(shè)計(jì)前檢討事項(xiàng)
工作步驟
工作步驟
1.模具材質(zhì)
2.成型品
3.成型機(jī)選擇
4.模座基本構(gòu)造
二.模具設(shè)計(jì)重要項(xiàng)目
1.多色射出組合方式
2.澆道系統(tǒng)
(1)射出壓力較低。
(2)快速充填完成,可提升產(chǎn)量。
(3)可均勻射出,產(chǎn)品質(zhì)量較好。
(4)減少?gòu)U料,縮短射出時(shí)間。
3.成型設(shè)備:
(1)各射出料缸的射出量,決定那一色用那一支料缸。
(2)打擊棒的位置及打擊行程。
(3)旋轉(zhuǎn)盤上水路,油路,及電路的配置問(wèn)題。
(4)旋轉(zhuǎn)盤的承載重量。
4.模座設(shè)計(jì):模仁配置設(shè)計(jì)
首先考慮到模具公模側(cè)必需旋轉(zhuǎn)180度,模仁設(shè)置必需交叉對(duì)稱排列,否則無(wú)法合模成型。
(1)導(dǎo)柱:具有導(dǎo)引公模與母模的功能.在多色模中必需保持同心度。
(2)回位銷:由于模具必需旋轉(zhuǎn)的動(dòng)作,所以必需將頂出板固定,在回位銷上加彈簧使頂出板保持穩(wěn)定。
(3)定位塊:確保兩模座固定于大固板時(shí)不因螺絲的間隙問(wèn)題而造成偏移。
(4)調(diào)整塊(耐磨塊):主要用于合模時(shí)模具高度z坐標(biāo)值誤差時(shí)可以做調(diào)整。
(5)頂出機(jī)構(gòu):頂出方式的設(shè)計(jì)與一般模具相同。
(6)冷卻回路設(shè)計(jì):模具一與模具二的冷卻回路設(shè)計(jì)盡量相同。
模具的原材料的控制從下列幾方面進(jìn)行:
1、宏觀檢驗(yàn)
化學(xué)成分對(duì)保證鋼材的性能是決定性的,但成分合格,不能全面來(lái)說(shuō)明鋼材性能,由于鋼材內(nèi)部組織和成分的不均勻性,宏觀檢驗(yàn)在很大程度上補(bǔ)充了這方面的不足。
宏觀檢測(cè)可以觀察鋼的結(jié)晶情況,鋼的連續(xù)性的破壞和某些成分的不均勻性。
標(biāo)準(zhǔn)《結(jié)構(gòu)鋼的低倍組織缺陷評(píng)級(jí)圖》GB1979
宏觀常見8種缺陷:偏析、疏松、夾雜、縮孔、氣泡、白點(diǎn)、裂縫、折疊。
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2.1、退火組織的評(píng)定
退火的目的,降低鋼的硬度,便于機(jī)加工,同時(shí)也為后續(xù)的熱處理作組織準(zhǔn)備。
碳素工具鋼退火組織按GB1298*級(jí)別評(píng)級(jí)圖評(píng)定。
2.2、碳化物不均勻性
Cr12型萊氏體鋼,組織中含有大量的共晶碳化物,碳化物不均勻性對(duì)使用性能產(chǎn)生非常重要的影響,所以對(duì)其碳化物的分布必須有嚴(yán)格的控制。
總而言之,由于模具生產(chǎn)廠和車間的生產(chǎn)對(duì)象比較繁瑣,并且多少又是單件、小批量,從而為模具生產(chǎn)定額的制定和管理帶來(lái)一定的難度,再加上各廠和車間的生產(chǎn)方式、設(shè)備、技術(shù)素質(zhì)又不太一樣,所以在制定定額時(shí),必須要根據(jù)本廠和車間的實(shí)際情況,找出適當(dāng)?shù)姆椒ㄖ贫ǔ黾认冗M(jìn)又合理的工時(shí)定額,以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的目的。
模具就是一個(gè)模型,按照這個(gè)模型做出產(chǎn)品來(lái),但是模具是怎樣生產(chǎn)出來(lái)的呢,可能除了模具專業(yè)人士大多數(shù)回答不出來(lái).模具已經(jīng)在我們生活當(dāng)中起了不可替代的作用,我們的生活用品大部分離不開模具,如,電腦,電話機(jī),傳真機(jī),鍵盤,杯子等等這些塑膠制品就不用說(shuō)了,另外像汽車和摩托發(fā)動(dòng)機(jī)的外罩也是用模具做出來(lái)的,光一個(gè)汽車各種各樣的模具就要用到2萬(wàn)多個(gè).所以說(shuō)現(xiàn)代生活模具的作用不可替代.只要批量生產(chǎn)就離不開模具。
那么模具是怎樣做成的呢?
下面對(duì)現(xiàn)代模具生產(chǎn)流程做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
1)ESI(Earlier Supplier Involvement 供應(yīng)商早期參與):此階段主要是客戶與供應(yīng)商之間進(jìn)行的關(guān)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具開發(fā)等方面的技術(shù)探討,主要的目的是為了讓供應(yīng)商清楚地領(lǐng)會(huì)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖及精度要求,同時(shí)也讓產(chǎn)品設(shè)計(jì)者更好地明白模具生產(chǎn)的能力,產(chǎn)品的工藝性能,從而做出更合理的設(shè)計(jì)。
2)報(bào)價(jià)(Quotation):包括模具的價(jià)格、模具的壽命、周轉(zhuǎn)流程、機(jī)器要求噸數(shù)以及模具的交貨期。(更詳細(xì)的報(bào)價(jià)應(yīng)該包括產(chǎn)品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。)
3)訂單(Purchase Order):客戶訂單、訂金的發(fā)出以及供應(yīng)商訂單的接受。
4)模具生產(chǎn)計(jì)劃及排工安排(Production Planning and Schedule Arrangement):此階段需要針對(duì)模具的交貨的具體日期向客戶作出回復(fù)。
5)模具設(shè)計(jì)(Design):可能使用的設(shè)計(jì)軟件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等
6)采購(gòu)材料
7)模具加工(Machining):所涉及的工序大致有車、鑼(銑)、熱處理、磨、電腦鑼(CNC)、電火花(EDM)、線切割(WEDM)、坐標(biāo)磨(JIG GRINGING)、激光刻字、拋光等。
8)模具裝配(Assembly)
9)模具試模(Trial Run)
10)樣板評(píng)估報(bào)告(SER)
11)樣板評(píng)估報(bào)告批核(SER Approval)
因?yàn)椴煌某尚湍>咭褢?yīng)用很多領(lǐng)域,加之專業(yè)模具的制造技術(shù)在這些年也有了一定的變化發(fā)展,因此在這部分,總結(jié)了真空吸塑成型模具的一般設(shè)計(jì)規(guī)則。
真空吸塑成型模具的設(shè)計(jì)包括了批量大小、成型設(shè)備、精度條件、幾何形狀設(shè)計(jì)、尺寸穩(wěn)定性及表面質(zhì)量等內(nèi)容。
1、批量的大小實(shí)驗(yàn)用,模具產(chǎn)量小時(shí),可采用木材或樹脂進(jìn)行制造。但是,如果實(shí)驗(yàn)用模具是為了獲得制品有關(guān)收縮、尺寸穩(wěn)定性及循環(huán)時(shí)間等的數(shù)據(jù)時(shí),應(yīng)該使用單型腔模具來(lái)實(shí)驗(yàn),且能保證其能在生產(chǎn)條件下運(yùn)用。模具一般用石膏、銅、鋁或鋁-鋼合金制造,很少用到鋁-樹脂。
2、幾何形狀設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)時(shí),經(jīng)常要綜合考慮尺寸穩(wěn)定性及表面質(zhì)量。例如,制品設(shè)計(jì)和尺寸穩(wěn)定性要求采用陰模(凹模),但是表面要求光澤度較高的制品卻要求使用陽(yáng)模(凸模),這樣一來(lái),塑件訂購(gòu)方會(huì)綜合考慮到這兩點(diǎn),以使制品能在Z佳條件下進(jìn)行生產(chǎn)。經(jīng)驗(yàn)證明,不符合實(shí)際加工條件的設(shè)計(jì)往往是失敗的。
3 、尺寸穩(wěn)定,在成型過(guò)程中,塑件與模具接觸的面要比離開模具部分的尺寸穩(wěn)定性更好。如果日后由于材料剛度的需要要求改變材料厚度,可能導(dǎo)致要將陽(yáng)模轉(zhuǎn)換為陰模。塑件的尺寸公差不能低于收縮率的10%。
4 、塑件表面 ,就成型材料能夠包住的范圍而言,塑件可見面的表面結(jié)構(gòu)應(yīng)在與模具接觸處成型。如果可能的話,塑件的光潔面不要與模具表面接觸。就像采用陰模制造浴盆和洗衣盆的情況。
5、修飾, 如果使用機(jī)械式水平鋸鋸掉塑件的夾持邊,在高度方向上,至少要有6~8mm的余量。其他的修整工作,如磨削、激光切削或射流,也必須留有余量。刀口模切割線間的間隙Z小,沖孔模修整時(shí)的分布寬度也很小,這些都是要注意的。
6 、收縮和變形 ,塑料易收縮(如PE) ,有些塑件易變形,無(wú)論如何預(yù)防,塑件在冷卻階段都會(huì)發(fā)生變形。在這種條件下,就要改變成型模具的外形來(lái)適應(yīng)塑件的幾何偏差。例如:盡管塑件壁保持平直,但其基準(zhǔn)中心已偏離10mm ;可以抬高模具底座,以調(diào)整這種變形的收縮量。
7、收縮量, 在制造吸塑成型模具時(shí)一定要考慮到下列的收縮因素。① 成型制品收縮。如果不能清楚地知道塑料的收縮率,則必須取樣或用相似形狀的模具通過(guò)試驗(yàn)來(lái)得到。注意:通過(guò)這種方法只能得到收縮率,不能得到變形尺寸。② 中間介質(zhì)的不利影響造成的收縮,如陶瓷、硅橡膠等。③ 模具所用材料的收縮,如鑄造鋁時(shí)的收縮。
按國(guó)家職業(yè)定義,模具設(shè)計(jì)是:從事企業(yè)模具的數(shù)字化設(shè)計(jì),包括型腔模與冷沖模,在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,充分應(yīng)用數(shù)字化設(shè)計(jì)工具,提高模具設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短模具設(shè)計(jì)周期的人員。
概念
沖壓模具整體構(gòu)造可分成二大部分:
(1)共通部分。
(2)依制品而變動(dòng)的部分。共通部分可加以標(biāo)準(zhǔn)化或規(guī)格化,依制品而變動(dòng)的部分是難以規(guī)格化。
規(guī)格
1. 模板之構(gòu)成
沖壓模具之構(gòu)成將依模具種類及構(gòu)成及相異,有順配置型構(gòu)造與逆配置型構(gòu)造二大類。前者是Z常使用的構(gòu)造,后者構(gòu)造主要用于引伸成形模具或配合特殊模具。
2. 模具之規(guī)格
(1)模具尺寸與鎖緊螺絲
模具圖片
模具圖片(3張)
模板之尺寸應(yīng)大于工作區(qū)域,并選擇標(biāo)準(zhǔn)模板尺寸。模板鎖緊螺絲之位置配置與模具種類及模板尺寸有關(guān)。其中單工程模具Z常使用鎖緊螺絲配置于四邊角,Z標(biāo)準(zhǔn)形式工作區(qū)域可廣大使用。長(zhǎng)形之模具及連續(xù)模具Z常使用鎖緊螺絲配置于四邊角及中間位置。
(2)模板之厚度
模板之厚度選擇與模具之構(gòu)造、沖壓加工種類、沖壓加工加工力、沖壓加工精度等有關(guān)系。依據(jù)理論計(jì)算決定模具之厚度是困難的,一般上系由經(jīng)驗(yàn)求得,設(shè)計(jì)使用的模板厚度種類宜盡量少,配合模具高度及夾緊高度加以標(biāo)準(zhǔn)化以便利采購(gòu)及庫(kù)存管理。
模板設(shè)計(jì)
連續(xù)模具之主要模板有沖頭固定板、壓料板、凹模板等等,其構(gòu)造設(shè)計(jì)依沖壓制品之精度、生產(chǎn)數(shù)量、模具之加工設(shè)備與加工方法、模具之維護(hù)保養(yǎng)方式等有下列三種形式:(1)整塊式,(2)軛式,(3)鑲?cè)胧健?br />1. 整塊式
整塊式模板亦稱為一體構(gòu)造型,其加工形狀必須是封閉的。整塊式模板主要用于簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)或精度不高的模具,其加工方式以切削加工為主(不需熱處理),采用熱處理之模板必須再施行線切割加工或放電加工及研磨加工。模板尺寸長(zhǎng)(連續(xù)模具)之場(chǎng)合將采用兩塊或多塊一體型并用之。
2. 軛式
軛式模板之中央部加工成凹溝狀以組裝塊狀品。其構(gòu)造依應(yīng)用要求,凹溝部可以其他模板構(gòu)成之。此軛式模板構(gòu)造之優(yōu)點(diǎn)有:溝部加工容易,溝部寬度可調(diào)整之,加工精度良好等。但剛性低是其缺點(diǎn)。
軛式模板之設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)如下:
(1)軛板構(gòu)部與塊狀部品之嵌合采中間配合或輕配合方式,如采強(qiáng)壓配合將使軛板發(fā)生變化。
(2)軛板兼俱塊狀部品之保持功能,為承受塊狀部品之側(cè)壓及面壓,必須具有足夠的剛性。還有為使軛板溝部與塊狀部品得到密著組合,其溝部角隅作成逃隙加工,如軛板溝部角隅不能作成逃隙加工,則塊狀部品須作成逃隙加工。
(3)塊狀部品之分割應(yīng)同時(shí)考慮其內(nèi)部之形狀,基準(zhǔn)面必須明確化。為使沖壓加工時(shí)不產(chǎn)生變形,亦要注意各個(gè)塊狀部品之形狀。
(4)軛板組入許多件塊狀部品時(shí),由于各塊狀部品之加工累積誤差使得節(jié)距產(chǎn)生變動(dòng),解決對(duì)策是中間塊狀部品設(shè)計(jì)成可調(diào)整方式。
(5)塊狀部品采并排組合之模具構(gòu)造,由于沖切加工時(shí)塊狀部品將承受側(cè)壓使各塊狀部品間產(chǎn)生間隙或造成塊狀部品之傾斜。此現(xiàn)象是沖壓尺寸不良、沖屑阻塞等沖壓不良之重要原因,因此必須有充分的對(duì)策。
(6)軛板內(nèi)塊狀部品之固定方法,依其大小及形狀有下列五種:A.以鎖緊螺絲固定,B.以鍵固定,C.以揳形鍵固定,D.以肩部固定,E.以上壓件(如導(dǎo)料板)壓緊固定。
3. 鑲?cè)胧?br />模板中加工圓形或方形之凹部,將塊狀部品鑲合嵌入于模板中,此種模板稱為鑲?cè)胧綐?gòu)造,此構(gòu)造之加工累積公差少、剛性高,分解及組立時(shí)之精度再現(xiàn)性良好。由于具有容易機(jī)械加工、加工精度由工作機(jī)械決定、Z后調(diào)整之工程少等優(yōu)點(diǎn),鑲?cè)胧侥0鍢?gòu)造已成為精密沖壓模具之主流,但其缺點(diǎn)是需要高精度的孔穴加工機(jī)。
連續(xù)沖壓模具采用此模板構(gòu)造時(shí),為使模板具有高剛性要求,乃設(shè)計(jì)空站。鑲?cè)胧侥0鍢?gòu)造之注意事項(xiàng)如下所述:
(1)嵌入孔穴之加工:模板之嵌入孔穴加工使用立式銑床(或治具銑床)、綜合加工機(jī)、治具鏜床、治具磨床、線割放電加工機(jī)等。嵌入孔穴之加工基準(zhǔn),使用線割放電加工機(jī)時(shí),為提高其加工精度乃進(jìn)行二次或以上之線割加工。
(2)嵌入件之固定方法:嵌入件固定方法之決定因素有不變動(dòng)其加工的精度、組立及分解之容易性、調(diào)整之可能性等。嵌入件之固定方法有下列四種:A.以螺絲固定,B.以肩部固定,C.以趾塊固定,D.其上部以板件壓緊。凹模板之嵌入件固定方法亦有采用壓入配合,此時(shí)應(yīng)避免因加工熱膨脹而產(chǎn)生的松弛結(jié)果,使用圓形模套嵌入件加工不規(guī)則孔穴時(shí)應(yīng)設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)防止方法。
(3)嵌入件組立及分解之考量:嵌入件及其孔穴加工精度要求高以進(jìn)行組立作業(yè)。為得到即使有稍微的尺寸誤差亦能于組立時(shí)加以調(diào)整,宜事先考慮解決對(duì)策,嵌入件加工之具體考慮事項(xiàng)有下列五項(xiàng):A.設(shè)有壓入導(dǎo)入部,B.以隔片調(diào)整嵌入件之壓入狀態(tài)及正確位置,C·嵌入件底面設(shè)有壓出用孔穴,D.以螺絲鎖緊時(shí)宜采用同一尺寸之螺絲,以利鎖固及松開,E.為防止組立方向之失誤,應(yīng)設(shè)計(jì)防呆倒角加工。
設(shè)計(jì)
1. 單元
模具對(duì)準(zhǔn)單元亦稱為模具刃件之對(duì)合引導(dǎo)裝置。為確實(shí)保持上模與下模之對(duì)準(zhǔn)及縮短其準(zhǔn)備時(shí)間,依制品精度及生產(chǎn)數(shù)量等條件要求,模具對(duì)準(zhǔn)單元主要有下列五種:

(1)無(wú)導(dǎo)引型:模具安裝于沖床時(shí)直接進(jìn)行其刃件之對(duì)合作業(yè),不使用引導(dǎo)裝置。
(2)外導(dǎo)引型:此種裝置是Z標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)造,導(dǎo)引裝置裝設(shè)于上模座及下模座,不通過(guò)各模板,一般稱為模座型。
(3)外導(dǎo)引與內(nèi)導(dǎo)引并用型(一):此種裝置是連續(xù)模具Z常使用之構(gòu)造,沖頭固定板及壓料板間裝設(shè)內(nèi)導(dǎo)引裝置。沖頭與凹模之對(duì)合利用固定銷及外導(dǎo)引裝置。內(nèi)導(dǎo)引裝置之另一作用是防止壓料板傾斜及保護(hù)細(xì)小沖頭。
(4)外導(dǎo)引與內(nèi)導(dǎo)引并用型(二):此種裝置是高精密度高速連續(xù)模具之使用構(gòu)造,內(nèi)導(dǎo)引裝置貫穿沖頭固定板、壓料板及凹模固定板等等。內(nèi)導(dǎo)引裝置本身亦有模具刃件對(duì)合及保護(hù)細(xì)小沖頭作用。外導(dǎo)引裝置之主要作用是模具分解及安裝于沖床時(shí)能得到滑順目的。
(5)內(nèi)導(dǎo)引型:此構(gòu)造不使用外導(dǎo)引裝置,內(nèi)導(dǎo)引裝置貫穿沖頭固定板、壓料板及凹模固定板等等,正確地保持各塊板之位置關(guān)系性以保護(hù)沖頭。



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