《模具概论》模具的基本概念课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,Page,*,点击此处结束放映,第,1,章 模具的基本概念,模具的概念及分类,1.1,模具标准化及标准件,1.2,常用模具材料及热处理,1.3,学习目标,1,理解模具的概念,2,理解模具的功能和作用,3,掌握模具的分类方式,4,学会模具的制造特点,5,了解模具零件的标准化情况,6,了解常用模具材料的性能,7,学会模具材料的选用,8,学会常用模具材料的热处理方法,9,学会模具材料的选用,1.1,模具的概念及分类,1.1.1,模具的概念及作用,1,模具的概念,在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制成所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。用模具成形制造出来的零件通常称为“制件”。,2,模具的功能和作用,模具在工业生产中使用极为广泛，采用模具生产零部件，具有高效、节材、成本低、保证质量等一系列优点，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。,在工业生产中，产品的更新换代少不了模具。试制新产品，少不了模具，如果模具供应不及时，很可能造成停产；如果,模具精度不高，产品质量就得不到保证；如果模具结构及生产工艺落后，产品产量就难以提高。许多现代工业生产的发展和技术水平的高低，直接影响到工业产品的发展。模具是发展和实现切削技术不可缺少的工具，也是工业生产中应用极为广泛的主要工艺装备。,1.1.2,模具的种类及制造特点,1,模具的分类,在工业生产中，模具的用途广泛、种类繁多，常见的分类方式有：按模具结构形式分为冲模、塑料模具、锻模和压铸模等。冲模又分为单工序模、复合模、级进模等；塑料模具可分为单分型面注射模和双分型面注射型等。按模具使用对象可分,为电工模、汽车模、机壳模、玩具模等。按工艺性质划分，冲模分为冲孔模、落料模、拉深模、弯曲模。塑料模具分为压缩模、压注模、注射模、挤出模、吹塑模等。采用综合归纳法，将模具分为,10,大类，各大类按其使用对象、材料、功能和模具制造方法，及工艺性质等，再分成若干小类和品种，如表,1-1,所示。,表,1-1,模具分类及用途,模具类别,模具小类和品种,适用对象和成形工艺性质,金属板材成形模具,冲模,冲裁模（少、无废料冲模、整修模、光洁冲模、深孔冲模、精冲模等）、单工序模（冲孔模、落料模、弯曲模、拉深模、成形模等）、复合冲模、级进冲模、汽车覆盖件冲模、硅钢片冲模、硬质合金冲模、微型冲件用精密冲模,使用金属（黑色金属和非黑色金属）板材，通过冲裁模和精冲模，或根据零件不同的生产批量、冲件精度，采用单工序模、复合模或级进模等相应的工艺方法，成形加工为合格的冲件,金属体积成形模具,粉末冶金成形模具,成形模、手动模（实体单向、双向手动压模、手动实体浮动压模）、机动模（大型截面实体浮动压模、极掌单向压模、套类单向、双向压模、浮动压模）、整形模（手动和机动模、径向整形模，带外台阶套类全整形模，带球面件整形模等）、无台阶实体件自动整形模、轴套拉杆式半自动整形模、轴套通过式自动整形模、轴套全整形自动模、带外台阶与外球面轴套自动全整形模等,主要用于铜基、铁基粉末制品的压制成形，包括机械零件、电器元件（如触头等）、磁性零件、工具材料、易热零件、核燃料制件的粉末压制成形,续表,模具类别,模具小类和品种,适用对象和成形工艺性质,金属体积成形模具,压铸模,热压室压机用压铸模、冷压室压机用压铸模、铝合金压铸模、铜合金压铸模、锌合金压铸模、黑色金属压铸模等,金属零件产品如汽车、摩托车汽油机缸体，变速箱体等非黑色金属零件（锌、铝、铜），通过注入模具型腔的液态金属，加压成形,锻模,压力机用锻模、摩擦压力机用锻模、平锻机用锻模、辊锻机用锻模、高速锤机用锻模、开（闭）式锻模、校正模、压边模、切边模、冲孔模、精锻模、多向锻模、胎模、闭塞锻模等，冷镦模、挤压模、拉丝模等,采用非黑色金属、黑色金属的板材或棒材、丝材，经锻、墩、挤、拉等工艺成形加工成合格零件、毛坯和丝材,铸造金属型模,易熔型芯用金属形模、低压铸造用金属形模、金属浇注用金属形模等,液态金属或石蜡等易熔材料，经注入模具型腔成形为金属零件毛坯、铸造用型芯、工艺品等,续表,模具类别,模具小类和品种,适用对象和成形工艺性质,非金属材料制品成形模具,塑料成形模具,塑料注射模（立式、卧式、角式注射机用模具，无浇道模具，电视机壳、录音机壳、洗衣桶壳、汽车保险杠、录像或录音机盒注射模等）、压缩模（含压胶模）、挤塑模（含传递模）、挤出模（异型材、管材、薄膜挤出模）、发泡模、吹（吸）塑模、塑封模、滚塑模等,使用热固性和热塑性的塑料，通过注射、压缩、挤塑、挤出、发泡、吹塑和吸塑等成形加工为合格塑件，该塑件也具有板材和体积成形两种成形工艺,玻璃制品成形模具,注压成形模、吹,吹法成形瓶罐模、压,吹法成形瓶罐模、玻璃器皿模具等,用于玻璃瓶、罐、盒、桶，以及工业产品零件的成形加工,橡胶制品成形模具,压胶模、挤胶模、注射模、橡胶轮胎模（整体和活络模）、,O,形密封圈橡胶模等,汽车轮胎、,O,形密封圈及其他零件，与硫化机配套，成形加工为合格的橡胶零件,陶瓷模具,压缩模、注射模等,建筑用的陶瓷构件、陶瓷器皿，及工业生产用陶瓷零件的成形加工,通用模具,与经济模具,组合冲模、薄板冲模、叠层冲模、快换冲模、环氧树脂模、低熔点合金模等,适用于产品试制，多品种、少批量生产,2,模具的制造特点,模具生产制造技术集中了机械加工的精华，即是机电结合加工，也离不开模具钳工的操作，其特点如下。,（,1,）模具生产的工艺特点。一套模具制出后，通过它可以生产出数十万件零件或制品。但是制造模具自身，只能是单件生产。,（,2,）模具制造的特点。,模具制造对工人的技术等级要求较高。,模具生产周期一般较长，成本较高。,制造模具的过程中，同一工序的加工往往内容较多，因而生产效率较低。,模具在加工中，某些工作部分的位置和尺寸，应经过试验才能确定。,装配后，模具必须试模和调整。,模具生产是典型的单件生产，因此，生产工艺、管理方式、模具制造工艺等都有独特的适应性与规律。,1.2.1,模具标准化,1,模具标准化的意义,（,1,）提高使用性能和质量。,（,2,）节约工时和原材料，缩短生产周期。,（,3,）现代化生产技术需要标准化。,（,4,）可有效降低生产成本，简化生产管理和减少企业库存，是提高企业经济、技术效益的有力措施和保证。,1.2,模具标准化及标准件,2,模具技术标准及依据,模具技术标准是模具企业必须遵守的行业或专业规范，也是一种社会规范。自,1983,年,9,月全国模具标准化技术委员会成立以来，其组织制订的国家标准和行业标准,940,项，,300,余标准号。一些使用量大、面广的模具基本上都制订了标准。,3,模具技术标准分类及标准体系,模具技术标准共分,4,类：模具产品标准（含标准零、部件标准等）、模具工艺质量标准（含技术条件标准等）、模具基础标准（含名词术语标准等）和相关标准。,标准体系表是计划与规范性的文件。,模具体系表主要是计划或规划制订的标准项目及项目系列；是制订模具标准项目年度计划的依据。,模具体系表分,4,层。第,1,层：模具；第,2,层：模具类别（,10,大类）、模具名称；第,3,层：每类模具须制订的标准类别，包括：基础标准、产品标准、工艺与质量标准、相关标准共,4,类标准的名称；第,4,层：在每类模具及其标准类别下，列出具体须制订的模具标准项目系列及其名称。,1.2.2,模具标准件,在标准化的基础上，使标准文件中规定的每项标准均成为社会产品和人的实践行为，即组织生产为标准件，并转化为工业产品，实现商品化，以供企业或用户选购使用。,标准件的生产须具备的条件。,（,1,）要有一定的生产规模，并能产生规模效益，其效益指标反映在质量和创利两方面。,（,2,）保证标准件稳定的质量，须采取措施保证标准件的使用互换性和稳定的可靠性，因此，标准件生产工艺管理须规范和科学，须采用保证高精、高效的生产装备。,（,3,）销售服务须完善，其基本条件，在保证一定库存，使用户实现无库存管理，保证用户定量、定期获得供应。建立合作伙伴关系。,1.3,模具材料及热处理,1.3.1,常用模具材料,模具零件种类繁多，功能各异，故选用的材料品种也很多。随着新材料的不断问世，模具材料也不断更新。根据工作条件的不同，模具材料可分为金属在常温（冷态）下成形的材料，称为冷作模具钢；在加热状态下成形的材料，称为热作模具钢。目前模具所用材料有各种碳素工具钢、合金工具钢、铸铁、硬质合金等。,（,1,）碳素工具钢为高碳钢，含碳量为,0.7%,1.4%,，主要牌号有,T7,、,T7A,、,T8,、,T8A,、,T10,、,T12,、,T12A,等。这类钢切削性能良好，淬火后有较高的硬度和良好的耐磨性，但其淬透性差，淬火时须急冷，变形开裂倾向大，回火稳定性差，热硬性低。适用于制造尺寸小，形状简单的冷作模具。,（,2,）合金工具钢是在碳钢的基础上加入一种或几种合金元素冶炼而成的钢。常用合金工具钢有低合金工具钢与高合金工具钢。,（,3,）高速钢目前常用的有钨系高速钢（,WC,）,W18Cr4V,和钼系高速钢（,MoC,）,W6Mo5 Cr4V2,。高速钢具有良好的淬透性，在空气中即可淬硬，在,600,左右仍保持高硬度、高强度和良好的韧性、耐磨性。高速钢适用于制造冷挤压模、热挤压模。,（,4,）铸铁的主要特点是铸造性能好，容易成形，铸造工艺与设备简单。铸铁具有优良的减震性、耐磨性和切削加工性。除灰铸铁可用在制造冲模的上、下模座外，还可以代替模具钢制造模具主要工作部分的受力零件。,（,5,）硬质合金是以金属碳化物做硬质相，以铁族金属作为粘结相，用粉末冶金方法生产的一种多相组合材料。,常用硬质合金有钨钴（,YG,）、钨钴钛（,YT,）和万能硬质合金（,YW,）,3,类。钨钴类强度较高，韧性好，钨钴钛类则具有较好的热硬性和抗氧化性。制造模具主要采用钨钴类硬质合金。随着含钴量的增加，硬质合金承受冲击载荷的能力逐渐提高，但硬度和耐磨性下降。因此，应根据模具的工作条件合理选用。硬质合金可用于制造高速冲模、冷热挤压模等。,（,6,）无磁模具钢是在强磁场中不被磁化，与磁性材料没有吸引力。主要用于制造压制成形磁性材料和磁性塑料的模具，由于没有磁力，所以便于脱模。无磁模具钢具有稳定的奥氏体组织，其磁导率要求等于,1.05,1.10,（,Gs/,Oe,），具有较高的硬度和耐磨性。,（,7,）新型模具钢具有较高的韧性、冲击韧度和断裂韧度，其高温强度、热稳定性及热疲劳性都较好的特点，可提高模具的寿命。常用国内外新型模具钢特点及应用，如表,1-2,所示；国内外合金工具钢牌号对照，如表,1-3,所示；,K,类与,G,类硬质合金牌号近似对照，如表,1-4,所示；碳素工具钢牌号近似对照如表,1-5,所示。,表,1-2,新型模具钢,钢 号,特点及应用,3Cr3Mo2V(HM1),高温强度、热稳定型及热疲劳性都较好，用于高速、高载、水冷条件下工作的模具，提高模具寿命,5Cr4Mo3SiMnVA1(CG2),冲击韧度高，高温强度及热稳定性好，适用于高温、大载荷下工作的模具，提高模具寿命,6Cr4Mo3Ni2WV(CG2),高温强度、热稳定性好，适用于小型热作模具，提高模具寿命,65Cr4W3Mo2VNb(65Nb),高强韧性，是冷热作模具钢，提高模具寿命,6W8Cr4VTi(LM1),6Cr5Mo3W2VSiTi(LM2),高强韧性，冲击韧度和断裂韧度高，在抗压强度与,W18Cr4V,钢相同时，高于,W18Cr4V,钢。用于工作在高压力、大冲击下的冷作模具，提高模具寿命,7Cr7Mo3V2Si(LD),高强韧性，用于大载荷下的冷作模具，提高模具寿命,续表,钢 号,特点及应用,7CrSiMnMoV(CH-1),韧性好，淬透性高，可用于火焰淬火，热处理变形小，适用于低强度冷作模具零件,8Cr2MnWMoVSi(8Cr2S),预硬化钢，易切削，提高塑料模寿命,Y55CrNiMnMoV(SM1),预硬化钢，用于有镜面要求的热塑