模具工作零件其它成形方法

安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院第 四 章 模 具 工 作 零 件 的 其 它 成 形 方 法 本 章 要 点 挤 压 成 形铸 造 成 形合 成 树 脂 模 具 随 着 模 具 制 造 技 术 的 发 展 和 模具 新 材 料 的 出 现 ， 对 于 凸 模 、 凹 模等 模 具 工 作 零 件 ， 除 采 用 切 削 加 工和 特 种 加 工 方 法 进 行 加 工 外 ， 还 可以 采 用 挤 压 成 形 、 铸 造 等 方 法 进 行加 工 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院 掌 握 冷 挤 压 成 形 ， 了 解 热 挤压 成 形 、 了 解 锌 合 金 模 具 ， 知道 超 塑 成 形 原 理 和 应 用 ， 了 解铍 铜 合 金 模 具 的 工 艺 过 程 ， 了解 铸 造 成 形 的 工 艺 过 程 ， 了 解合 成 树 脂 模 具 的 制 造 。本章知识要点 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院第 一 节 挤 压 成 形 一 、 冷 挤 压 成 形 1、 原 理 ： 在 常 温 下 ， 将 淬 硬 的 工 艺 凸 模 压 入 模 坯 ， 使 坯 料 产 生 塑 性变 形 ， 以 获 得 与 工 艺 凸 模 工 作 表 面 形 状 相 同 的 内 成 形 表 面 。2、 特 点1） 可 以 加 工 形 状 复 杂 的 型 腔 ， 尤 其 适 用 于 加 工 某 些 难 以进 行 切 削 加 工 的 形 状 复 杂 的 型 腔 。2） 挤 压 过 程 简 单 迅 速 ， 生 产 率 高 。3） 加 工 精 度 高 ， 表 面 粗 糙 度 小 。4） 冷 挤 压 的 型 腔 ， 材 料 纤 维 未 被 切 断 ， 金 属 组 织 更 为 紧密 ， 型 腔 强 度 高 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院3 冷 挤 压 方 式（ 1） 封 闭 式 冷 挤 压 是 将 坯 料 放 在 冷 挤 压 模套 内 进 行 挤 压 加 工 ，挤 压 力 大 。应 用 ： 精 度 高 、 深 度 大 、 体积 小 的 型 腔 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院（ 2） 敞 开 式 冷 挤 压 在 挤 压 形 腔 毛 坯 外 面 不 加 模 套 。应 用 ： 精 度 要 求 不 高 的 情 况 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院4 冷 挤 压 的 工 艺 准 备（ 1） 冷 挤 压 设 备 的 选 择小 型 专 用 油 压 机压 力 ： F = pA（ 2） 工 艺 凸 模 和 模 套 设 计 1） 工 艺 凸 模足 够 的 强 度 、 硬 度 和 耐 磨 性 T10 T12A CrWMn Cr12MoV 等 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院 工 作 部 分 L1段 应 与 型 腔 设 计 尺 寸 一 致 ，其 精 度 比 型 腔 精 度 高 一 级 ，Ra0.40.08。 长 度 取 型 腔 深 度 的1.11.3倍 。 端 部 圆 角 半 径 r不 应 小于 0.2mm。 1 50的 脱 模 斜 度 。 导 向 部 分 一 般 取 D=1.5d； 过 渡 部 分采 用 较 大 半 径 的 圆 弧 平 滑 过 渡 ， 一般 R 5mm。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院2） 模 套 单层模套双层模套 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院（ 3） 模 坯 准 备模 坯 材 料 应 具 有 低 的 硬 度 和 高 的 塑 性 ， 型 腔 成 形 后 其热 处 理 变 形 应 尽 可 能 小 。如 ： 铝 及 铝 合 金 、 铜 及 铜 合 金 、 10、 20、 20Cr、T10A 3Cr2W8V, 挤 压 前 进 行 退 火 处 理 。模 坯 的 形 状 尺 寸 应 考 虑 模 具 的 设 计 尺 寸 要 求 和 工 艺 要求 ， 防 止 开 裂 、 翘 曲 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院D=（22.5）dh=（2.53）h1 为 了 减 小 挤 压 力 ， 可 在 模 坯 底 部 加工 减 荷 穴 。 封 闭 式 冷 挤 压 坯 料 的 外 形 轮 廓 ， 一 般 为 圆 柱 体 或圆 锥 体 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院5 冷 挤 压 时 的 润 滑 为 了 提 高 型 腔 的 表 面 质 量 和 便 于 脱 模 ， 以 及 减 小 工 艺 凸 模和 模 坯 之 间 的 摩 擦 力 ， 从 而 减 少 工 艺 凸 模 破 坏 的 可 能 性 ，应 当 在 凸 模 与 坯 料 之 间 施 以 必 要 的 润 滑 。 1） 浸 入 硫 酸 铜 溶 液 、 后 涂 上 凡 士 林 或 润 滑 剂2） 镀 铜 或 镀 锌 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院二 、 热 挤 压 成 形 将 毛 坯 加 热 到 锻 造 温 度 ， 用 预 先 准 备 好 的 工 艺 凸 模 压 入毛 坯 而 挤 压 出 型 腔 的 制 模 方 法 称 为 热 挤 压 法 或 热 反 印 法 。1 工 艺 凸 模采 用 T7、 T8或 5CrMnMo等 。 其 尺 寸 应 按 锻 件 尺 寸 放 出 锻件 本 身 及 型 腔 的 收 缩 量 ， 一 般 取 1.5%2.0%， 并 作 出 拔 模斜 度 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院2 热 挤 压 工 艺 挤压吊钩锻模以 锻 件 成 品 作 工 艺 凸 模 砂 轮打 磨 表 面 涂 润 滑 剂 加 工 出 锻模 上 下 模 坯 加 热 保 温 去 氧化 皮 将 工 艺 凸 模 置 于 上 下 模坯 之 间 加 压 锻 出 型 腔 。3 后 续 加 工退 火 机 械 加 工 淬 火 磨 光 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院 近 年 来 发 展 了 超 塑 性 制 模 技 术 ， 也 就 是 以 超 塑 性 金 属为 型 腔 材 料 ， 在 超 塑 性 状 态 下 将 工 艺 凸 模 压 入 坯 料 内 部 ，以 实 现 成 型 加 工 模 具 型 腔 的 工 艺 方 法 。 材 料 不 会 因 大 的塑 性 变 形 而 断 裂 和 硬 化 ， 是 制 造 复 杂 形 状 模 具 型 腔 的 有效 方 法 。 所 谓 超 塑 性 是 指 某 些 金 属 材 料 ， 在 一 定 条 件 下 具 有 特别 好 的 塑 性 。 其 伸 长 率 可 达 100% 2000%， 这 种 现 象称 之 为 超 塑 性 。 凡 是 伸 长 率 能 超 过 100%的 材 料 ， 均 称为 超 塑 性 材 料 。 目 前 ， 用 于 模 具 制 造 的 超 塑 性 金 属 主 要 是 近 年 研 制 的钢 ， 如 10Ni3MnCuAl钢 ， 简 称 PMS钢 。 三 、 超 塑 成 形 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院1 超 塑 成 形 原 理 和 应 用2 超 塑 性 合 金 ZnAl22的 性 能（ 1） 超 塑 性 处 理 工 艺（ 2） 强 化 处 理 工 艺3 超 塑 性 成 形 工 艺（ 1） 坯 料 准 备形 腔 的 坯 料 尺 寸 可 按 体 积 不 变 原 理 ， 根 据 形 腔 的 结 构 尺 寸进 行 计 算 。（2） 工 艺 凸 模 1） 材 料 ： 中 碳 钢 、 低 碳 钢 、 工 具 钢 或 HPb59-1等 2） 尺 寸 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院 （ 3） 护 套（ 4） 挤 压 设 备 及 挤 压 力 的 计 算 可 以 在 液 压 机 上 进 行 。（ 5） 润 滑减 小 摩 擦 阻 力 ， 降 低 单 位 挤 压 力 ， 同 时 可 以 防 止 金 属 粘附 ， 易 于 脱 模 ， 以 获 得 理 想 的 型 腔 尺 寸 和 表 面 粗 糙 度 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院图 4-14是 用 ZnAl22注 射 模 制 作 的 尼 龙 齿 轮 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院 第 二 节 铸 造 成 形 一 、 锌 合 金 模 具用 锌 合 金 材 料 制 造 工 作 零 件 的 模 具 称 为 锌 合 金 模 具1 模 具 用 锌 合 金 的 性 能必 须 具 有 一 定 的 强 度 、 硬 度 和 耐 磨 性 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院2 锌 合 金 模 具 制 造 工 艺（ 1） 砂 型 铸 造 法（ 2） 金 属 铸 造 法（ 3） 石 膏 型 铸 造 法 1） 熔 化 合 金 ： 融 化 温 度 在450500 。 2） 预 热 ： 150200 。 3） 浇 注 ： 420450 。浇 注 锌 合 金 凹 模 的 模 框 ： 可调 式 模 框 、 厚 模 框 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院 例 2图 4-18是 鼓 风 机 叶 片 冲 模 ， 采 用 金 属 型 铸 造 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院1） 制 作 样 件 图 a必 须 有 足 够 的 刚 度 和 强 度 ， 以 防 止 在 存 放 或 浇 注 时 产 生 变 形 而影 响 模 具 精 度 。 2） 铸 型 制 作 将 样 件 置 于 型 砂 内 找 正 ， 撞 实 ， 分 型 面 撒 上 分 型 砂 ， 图 b将 另 一 砂 箱 置 于 砂 型 1上 制 成 铸 型 ， 图 c 将 上 、 下 砂 箱 打 开 ，把 预 先 按 尺 寸 制 造 的 铁 板 模 框 放 上 ， 压 上 压 铁 防 止 移 动 图 d、 e3） 浇 注 合 金 考 虑 冷 凝 时 的 收 缩 ， 浇 注 合 金 厚 度 为 所 需 厚 度 的 23倍 。冷 凝 时 用 喷 灯 加 热 使 其 均 匀 凝 固 。 完 成 图 d的 浇 铸 后 取 出 样 件 ，将 其 放 入 图 e的 模 框 内 浇 铸 ， 即 可 制 成 鼓 风 机 叶 片 冲 模 的 工 作零 件 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院1 特 点（ 1） 导 热 性 好（ 2） 可 缩 短 模 具 制 造 时 间（ 3） 热 处 理 后 强 度 均 匀（ 4） 耐 腐 蚀（ 5） 铸 造 性 好 ， 可 铸 成 复 杂 形 状 的 模 具（ 6） 模 型 精 度 要 求 高（ 7） 材 料 价 格 高（ 8） 需 要 用 压 力 铸 造 技 术二、铍铜合金模具 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院2 金 属 模 型 浇 铸 铍 铜 合 金 的 示 意 图 。工 艺 过 程 如 下 ： 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院三 、 陶 瓷 型 铸 造 1 陶 瓷 层 材 料（ 1） 耐 火 材 料 ： 刚 玉 粉 、 铝 矾 土 、 碳 化 硅 及 锆 砂 等 。（ 2） 粘 接 剂 ： 硅 酸 乙 酯 水 解 液 。（ 3） 催 化 剂 ： 氢 氧 化 钙 、 氧 化 镁 、 氢 氧 化 钠 以 及 氧 化 等 。（ 4） 脱 模 剂 ： 上 光 蜡 、 变 压 器 油 、 机 油 、 有 机 硅 油 及 凡 林 。（ 5） 透 气 剂 ： 双 氧 水 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院2 工 艺 过 程 及 特 点 （ 1） 工 艺 过 程 1） 母 模 制 作用 来 制 造 陶 瓷 型 的模 型 称 为 母 模 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院2） 砂 套 造 型3） 浇 注 和 喷 烧浇 注 喷 烧 合 箱 （ 2） 陶 瓷 型 铸 造 的 特 点1） 铸 件 尺 寸 精 度 高 ， 表 面 粗 糙 度 小 。2） 投 资 少 、 生 产 准 备 周 期 短 。3） 可 铸 造 大 型 精 密 铸 件 。 安徽机电职业技术学院模 具 制 造 技 术安徽机电职业技术学院第 三 节 合 成 树 脂 模 具 的 制 造一 、 制 造 模 具 的 树 脂 1 聚 酯 树 脂 机 械 强 度 高 ， 成 形 方 法 容 易 ， 化 学 性 能 稳 定 。 2 酚 醛 树 脂 脆 ， 必 须 加 入 填 料 方 能 获 得 所 要 求 的 性 能 ， 价 格 低 廉 。3 环 氧 树 脂 收 缩 率 最 小 ， 机 械 性 能 高 ， 耐 酸 、 碱 、 盐 和 有 机 溶 剂 等 化 学药 品 的 侵 蚀 ， 但 抗 冲 击 性 能 低 ， 质 脆 ， 需 加 填 充 剂 、 稀 释剂 等 来 改 善 其 性 能 。4 塑 料 钢 可 作 拉 深 模 ， 其 缺 点 是 价 格 昂 贵 。