常用模具的特点及设计要求.

6.2常用模具的特点及设计要求一、锻模特点及设计要求1．锻模的特点1）锻模在锻造生产中，将金属毛坯加热到一定温度后，放在模膛内，利用锻锤压力使其发生塑性变形，充满模膛后形成所需要的制品零件，这种专用工具称为锻模。2）分类A按工艺用途分类B按模膛数量分类C按有无飞边分类①模锻用锻模（用于锻成锻件。）①单膛锻模：即只有一个模膛的锻模。①开式锻模（设有飞边槽）②切边、冲孔锻模（用于切除锻件和飞边或把孔冲穿。）②多膛锻模：即在锻模中有两个及以上的模膛。②闭式锻模（不设飞边槽）3）特点锻模的结构比较简单，只有上模及下模两个工作部件构成。A开式锻模的特点B闭式锻模特点①没有飞边。①产生横向飞边(金属损耗大,多数有切边工序)；②容易充满模膛,内部质量好；③对下料、加热、制坯和操作定位要求低；④模具加工与制造简单。⑤开式模锻可锻造各式各样的锻件,是最广泛采用的一种锻模结构。②金属处于三向压力状态，塑性好。③对下料要求很严，给工艺带来困难。④主要应用于轴对称或回转体零件的锻造。2．锻模的设计要求1)制定锻造方案(依据生产批量,所用设备)A原则2)设计锻件图（参见锻造工艺一章）①小批量生产：自由锻制坯,胎模锻成形。②中批量生产：预锻模制坯,单膛模模锻成形。③大批量生产：采用多模膛模锻，或多台设备联合模锻。①锻件在分模面上投影面积(mm2)；3)确定锻件的基本数据4)确定模锻设备吨位②锻件的周边长度(mm)；③锻件的体积(cm3)；④锻件的质量(kg)。锻锤吨位Ｇ一般由下式确定：Ｇ=(3.5～6.3)K*A(kg)A——锻件的总变形面积(cm2)K——钢种系数,碳素结构钢取0.9～1,合金结构钢为(1.1～1.25)。其中A为锻件、冲孔连皮、飞边的投影面积之和。式中：模膛尺寸要比冷锻件大出金属冷却的收缩值。5)设计终锻模膛钳口作用是用来放置夹持坯件的夹钳、卸模，还用以浇注铅液（或金属盐）来检验模膛尺寸及形状，使其作为浇口之用。根据锻件图考虑增加冷缩值。钳口是指终锻模膛前的空腔部位。①绘制热锻件图②选择钳口③画出飞边槽飞边槽的形式可根据锻件形状不同进行选择。其结构分为桥部和仓部两部分。桥部作用：阻流（利于充型），利于飞边切除。仓部作用：容纳多余金属。6）设计预锻模膛预锻模膛可不设计飞边槽（锤锻模），斜度与终锻模膛相同，一般取７左右。模膛内圆角应比终锻模膛大，以利充满模膛。钳口与终锻模膛钳口相同。7）绘制锻件的计算毛坯截面线图及直径图设计中毛坯计算:先画出毛坯体积分配图,然后按图进行计算。8)制坯模膛设计9)设计切断模膛依据毛坯图的形状选用合理的制图方案。当一料锻造多件时，每锻造一件时需要用切锻模膛进行切断。10)锻模结构总体设计①模膛布置②确定模块尺寸③画出模块及锻模总体结构图，标出技术要求。终锻与预锻模膛的中心尽可能靠进键槽中心线；在保证模膛壁间有足够的强度下，两个模膛中心要尽量靠近锻模中心，且须在燕尾的宽度内。根据模膛尺寸及模膛之间的壁厚和承击面积等要求，查阅模块标准规格。二、压力铸造模具（简称为压铸模）特点及设计要求1．压铸模特点①定模部分固定在压铸机和定模安装板上的那一半模具。2）结构组成压力铸造成形工艺中，用以成形铸件所使用的金属模具。1）压铸模②动模部分随压铸机动模安装板开合移动的那一半模具。③导向部分④抽芯机构⑤开模或卸料零件⑥紧固零件3）特点合金压铸模结构一般较复杂，制造加工较困难，成本高。故适于零件批量较大的生产与加工。2．压铸模的设计要求压铸模生产的压铸件应满足产品图样所规定的尺寸精度及各项技术要求。所设计的压铸模结构应简单、合理，各部分动作要准确可靠，刚性良好。模具各零件应易于机械加工及热处理。模具选材与设计要求按《压铸模技术条件》GB8844-88要求。各零件要选用国家标准的标准件，以缩短设计和制造周期。选定压铸机规格：依据零件形状、大小、压射比压、锁模力等因素选定。初步确定模具结构：根据压铸机型号及规格，确定模具结构，选择分型面，确定型腔数目；选择内浇口进口位置，浇注系统总体布置方案，抽芯数量及抽芯机构方案，推件位置及推出机构，嵌件装夹和固定方式等。7)模具的总体设计型腔布置及浇注系统还须考虑：①溢流槽和排气槽。②成形零件的镶块的镶拼结构及固定方法。③布置冷却和加热管道的位置和尺寸。④计算模具的总厚度,核对所选用的压铸最大和最小开模距离是否和适。⑤按所选用的模具外形轮廓尺寸,核对压铸机拉杆间距。⑥按选用的定模与动模座板尺寸,核对压铸机安装槽或孔的位置。三、塑料模特点及设计要求在塑料成形工艺中，成形塑件用的模具。①热固性塑料模：热固性塑料成形用的模具。B按成形工艺分借助加压加热,使直接放入型腔内的塑料熔融并固化成形所用模具(即用于模压成形工艺的模具)。由注射机的螺杆或活塞,使料筒内塑化熔融的塑料,经喷嘴,浇注系统注入型腔,固化成形所用的模具(即用于注射成形工艺的模具)。1．塑料模特点1）塑料模2）分类A按成形材料分②热塑性塑料模：热塑性塑料成形用的模具。①压缩模②注射模3）塑料模具基本结构及特点A压缩模这类模具本身不带有加热设备,而靠压机的加热设备使模具加热,致使塑料粉熔融。模具结构简单、制造容易，但模具易磨损，劳动强度大，重量不宜超过20kg。主要适于加工压制中小型塑件，以及形状复杂、嵌件较多、加料困难及带有螺纹等塑件。将成形中的辅助作业如开、合模、卸件、装料等移到压机工作台面外进行的压缩模。a)移动式压缩模b)固定式压缩模固定在压机工作台面上，全部成形作业均在机床上进行的压缩模。①模具结构本模具主要由以下几部分组成：②模具特点：成形零件；导向零件；开模与卸料零件；结构零件；紧固零件；加热系统。生产效率高；操作简单,劳动强度小；模具结构较复杂、成本较高，放嵌件较难；适于压制批量较大，形状复杂，外形体积较大的制品零件。压缩模主要用于热固性塑料制品的成形。B注射模①注射模根据安装在使用注射机的形式可分为:立式注射模卧式注射模角式注射模其中立式、卧式注射模在成形时进料方向与开模方向一致，而角式注射模在成形时进料方向与开模的方向锤直。②立式、卧式注射模具典型结构a)注射模基本结构模具由以下几大部分组成：定模部分动模部分卸、推料部分导向部分冷却与加热机构侧向抽芯机构③角式注射模具结构角式注射模的结构与卧式、立式注射模结构基本相同，只是浇口套２的进料口与开模方向垂直。模具由以下几大部分组成：b)注射模特点①便于实现自动化，生产率较高，适于大批量生产。②操作方便，不需等级高的工人操作。③模具较通用、简单、制品成本低。④制品质量高、形状较复杂。⑤嵌件安装不方便。注射模主要用于热塑性塑料制品的成形。定模部分动模部分推料部分导向部分2.塑料模设计要求1)压缩模的设计要点①按塑件的生产批量,确定压塑模的类型。②根据塑件大小、形状、嵌件多少及精度要求,确定采用压缩模或是传递模。③选定分型面表面粗糙度要求较高的型面不能作为分型面。④设计凸、凹模依据塑件的收缩率大小及收缩的方向性,进行必要的尺寸计算,确定公差要求。⑤确定模套尺寸⑥确定导向形式及上下模定位方式和结构形式⑦设计卸模和卸料装置。应注意受力均衡。⑧计算压模所需的电功率大小,设计电热元件。⑨计算压力大小,选择压力机吨位。2）注射模的设计要点①分析产品图,掌握塑件的用途,使用及外观要求,精度及所允许的浇口及飞边位置,了解塑料品种及成形工艺性,进行必要的模具尺寸计算。②选择注射机规格及型号。③确定一模型腔数目及布置方案。④确定模具结构方案。⑤核定注射工艺参数。根据批量、注射机规格、塑件形状、大小等因素确定。模具结构应容易制造,便于操作,确保塑件质量。根据塑件大小及一模出件数,核定注射机容量；计算型腔压力,核定锁模力；选定与注射机工作台面相适应的标准模架规格,核定模架能否容纳所定的一模多腔塑件数。考虑模架安装及固定方法。⑥选择推件结构,核对注射机的开模距能否取出塑件。⑦设计模具在注射机的定位方法,包括定位直径、喷嘴孔直径及喷嘴定位直径。⑧确定动模与静模的分型面,确保塑件留在动模一侧。⑨确定流道与浇口位置。⑩设计冷却水道、导向孔、复位杆孔、推杆孔及固定螺钉和销孔位置。四、冷冲模的特点及设计要求1．冷冲模的特点A按工艺性质分类，冷冲模可分为B按工序组合方式分类，冷冲模分为①单工序冲模②连续模（或级进模）③复合模①冲裁模②弯曲模③拉深模④成形模⑤冷挤压模等2）分类用于在室温下成形金属或非金属板料制品的模具。1）冷冲模3）冷冲模的结构组成及特点A冷冲模的结构组成冷冲模主要由以下几部分组成：此外，一付完整的模具还包括紧固零件（螺钉销钉等）、缓冲件（弹簧、橡皮）等。①工作零件②定位零件③卸料装置零件④导向零件⑤固定支承零件B常用冷冲模的特点a)冲裁模的特点b)弯曲模的特点用来将平板坯料弯折成一定角度和形状的冲模称为弯曲模。①弯曲模的上、下模与坯料接触的部位转角处是圆角，光滑过渡。②弯曲模的弯曲角度比冲件小些；③弯曲模应在试模、修模合格后再进行热处理。用来将金属或非金属板材相互分离的冲模称为冲裁模。①凸模和凹模的刃口锋利②凸模和凹模有一定的间隙c)拉深模的特点用来将板料施加一定的压力，使其产生塑性变形，压制成各种形状的开口空心零件的冲模称为拉深模。①拉深模的凸、凹模与坯料接触的部位转角处是圆角，光滑过渡；②凸、凹模的间隙应不小于板料的厚度（变薄拉深除外）。d)单工序冲模的特点单工序冲模是在压力机的每一行程内只完成一道基本工序的冲模。①结构较简单、制造容易、成本低、维修方便，故障较少；②生产率较低。③适用于小批量生产。e)复合冲模的特点复合冲模是指在压力机一次行程中,板料在同一工位上,同时完成多道基本工序的冲模。①具有一个既为落料凸模又为拉深(或冲孔)凹模的凸凹模。②生产率高；冲件精度高,并且对条料的精度要求不是太高,。③模具结构较复杂,制造、维修较困难。④适用于大批量生产。f)连续模的特点连续模又称级进模,它是在压机一次行程中,完成两个或两个以上的冲压工序的冲模。①生产率高,操作方便,安全；②便于实现生产自动化。③尺寸精度较复合模差。④模具结构复杂,制造加工困难,模具成本较高。⑤适宜于大批量生产。2.冷冲模的设计要求①冲压件材料的经济性（供料形式、排样方式，纤维方向，送料方式等因素）②冲裁件尺寸精度和表面质量冲裁件尺寸精度和表面质量决定于模具的制造精度和装配精度。③合理选用压力机总冲压力不超过压机额定能力的70～80%。操作要方便,安全可靠；压机中心与模具设计的压力中心原则上保持一致。④模具结构选择考虑冲件形状、大小、批量和精度要求等因素。⑤凸、凹模结构设计（凸、凹模结构形状、材料选用和热处理等）1）冲裁模的设计要求⑥冲压件的出模形式⑦废料的排出方式⑧定位机构要合理⑨合理的选择导向装置。上顶件（由顶件器顶出），特点是冲件平整。下出件（从凹模孔落下），特点是冲件不平整。定位精确，有效可靠，便于操作。2）弯曲模设计要点①弯曲模凹模圆角半径设弹压装置，使坯料弯曲前有一部分处于弹性压紧状态，再弯曲；尽量采用内孔定位装置。凹模圆角半径各方向要一致。否则弯曲时坯料易滑动,影响精度和尺寸。弯曲圆角半径适中，不易过大或过小。②预防弯曲过程中的坯料偏移多角弯曲时，力求使多角弯曲不在同时进行；应尽量设计成模具弯曲到下止点时有校正弯曲的效果；模具结构设计时要考虑消除回弹现象；模具应具有一定的刚性。③预防弯曲过程中的变形④弯曲模的定位装置⑤取件方便，安全可靠。设计定位装置要考虑使制件在弯曲过程中尽可能地将坯料压住，以防窜动。3）拉深模设计要点①对制件进行展开尺寸计算，初步确定坯料的形状和尺寸以及条料宽度。②根据拉深件的拉深深度和形状，进行必要的工艺计算，并确定出拉深次数。③拉深模结构的选择（各次拉深模结构）④压边装置的选择⑤选用合理的顶件装置根据压力机和零件形状来确定拉深模结构形式。在整个拉深过程中,压边力应保持不变或变化较小。根据拉深件的表面质量及尺寸精度要求选择不同的顶件装置。一般的拉深模可不设导向装置（上下模对准。调整好间隙大小即可)。精度要求高的拉深模或大型覆盖件拉深模，一般应选用导柱、导套导向装置