1. 模具种类
模具的归类主要参考其成型加工的技术特点和工作目标。具体而言,模具能够细分为以下几个类别:
金属冲压模具涵盖多种类型,例如连续式模具、单独式模具、综合式模具以及拉延式模具,它们常用于对金属薄板进行冲切加工。
塑胶成型模是模具应用的关键环节,涉及注塑模、挤塑模以及吸塑模等类型,主要目的是制造塑胶制品。
成型金属液体,例如铝合金、铜合金等,使用这种模具进行压铸。
锻造模具是用来给金属坯料塑形的工具,包括自由锻造和模锻等形式。
(5)粉末冶金模具:用于粉末冶金制品的压制成型。
(6)橡胶模具:用于橡胶制品的成型,如橡胶鞋底、密封件等。
玻璃成型工具:用于塑造玻璃物件,比如玻璃瓶和玻璃器皿。
锻造用模具:这种模具主要用来对金属坯料进行塑造,涵盖自由锻造以及模锻等工艺方法。
陶瓷模具用于塑造陶瓷物件,例如陶瓷室内用品、陶瓷工艺制品等。
经济模具,也就是简易模具,这类模具构造比较简单,费用不高,适合少量生产,或者用于短期需要。
2. 模具加工流程
制作模具的整个过程由好几个核心环节构成,从最初材料的切割开始,到最终产品的制成,每个环节都不可或缺。详细而言,这个制作过程包含以下内容:
切割时,需参照模具图纸,备齐前模材料、后模材料、嵌入件材料、行位材料和斜顶材料等所有必需的物料。
制作前模框架,依据设计规范执行,同时打造后模框架,以此作为后续制作的准备步骤。
对前模腔, 后模腔, 分模线进行粗加工, 以便为后续精加工创造条件。
铜公的制造过程包括制作前模铜公,同时制作后模铜公,还需要制作分模线清角铜公,这些部件都是为了方便进行线切割和电火花加工而准备的。
采用线切割工艺,针对镶件分模路径、铜模部件以及斜顶支撑部位实施精密切割作业。
电脑锣进行精密处理,针对分模线和后模模芯实施细致打磨,以此保障模具的精确度与尺寸标准达到要求。
电火花成型工艺,借助放电原理,针对初始前模轮廓、铜制成型工具以及公模边缘进行细致修整,同时处理后续模具骨架部位和支撑凹槽。
在模具上进行钻孔操作,同时制作针孔,并加工顶针孔,此外还要处理模具上的顶针孔以及水路孔。
行位与行位压极需精细加工,以保障模具开合顺畅,并维持其稳定性。
斜顶、复顶针、配顶针,需要精细加工和安装,才能完成模具的整体组合。
3. 常见模具材料
模具制造时,材料挑选非常关键,需要具备强硬的质地,耐磨损的特性,充足的韧性,还要有方便加工的特点,常见的材料有钢铁,铝合金和聚合物等,钢铁是模具生产中使用最普遍的材质,种类丰富多样,各项指标不尽相同,能够依据实际用途来挑选
耐磨性强韧性疲劳断裂性能高温性能耐冷热疲劳性能耐蚀性
低于300摄氏度的作业场合,普遍采用锌基合金、铬12钢、铬12钼钒钢、S-136钢、SLD钢、NAK80钢、GCr15钢、T8钢以及T10钢等模具用材,它们在此条件下性能优异,足以应对各类功能要求。
在300到500度的条件下,铝合金和铜合金,还有5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2以及M2这类模具材料,都非常适用。它们在这个温度区间内性能稳定。
温度一旦升至五百摄氏度到八百摄氏度之间,那么铝合金、铜合金,还有GH130、GH33以及GH37这类钢钛材料,就可以符合应用标准。
在800度到1000度的温度条件下,钛合金、钢、不锈钢、镍合金,包括K3、K5、K17、K19、GH99、IN100这些材料,都能发挥出优异的特质。
在高达1000摄氏度的极端温度下,镍合金、铜基合金模具和硬质合金模具,便成为必不可少的工具。这些材料能够承受高温的考验,确保模具的可靠性和持久性。
4. 模具设计软件概览
模具设计制造行业里,各式专业应用软件得到普遍采用,它们不仅性能卓越,而且使用方便,有力地辅助了设计师与制造人员的工作。涉及到的有UGNX、Pro/NC、CATIA、MasterCAM、SurfCAM、TopSolid CAM、SPACE-E、CAMWORKS、WorkNC、TEBIS、HyperMILL、Powermill、GibbsCAM以及FEATURECAM这些软件,每个软件都有其特有的性能和长处,可以应对各式各样的设计生产要求。
5. 模具加工类型
模具的设计与生产环节包含多种不同的成型工艺,这些工艺的挑选会直接关系到模具的最终品质、生产效能与经济支出,常见的成型工艺有铣削加工、车床加工、砂轮磨削、电火花成型、线电极切割以及激光雕刻等,每种工艺都有其专门的使用范围和独特之处,模具的设计人员与生产人员必须依据具体条件来挑选恰当的成型方式。
.粗加工策略
粗加工是模具制造的第一步,其方法挑选要全面考虑原料的材质和模具表面的形状。如果原料是锻件或钢材,那么建议最先使用区域清除方法进行粗加工,这样可以快速去掉原料的大部分多余部分,使得剩余部分的分布变得均匀,为之后的精加工做好准备。
.半精加工
半精加工的基本思路是保证后续精细加工时预留量的分布均衡。为此,需要先确定剩余材料的外形轮廓,也就是刀具尚未切削部分的空间形态。接着,选用规格较小的刃具,专门处理这些空间形态区域。这样做能够防止对整个工件进行无谓的再次加工。
.局部精加工
局部精细处理,一般称作修边工艺,是一种专门针对某些范围的细致加工手法。为了保障加工的准确性,经常采取反复处理的办法,或者选用一系列直径逐步变小的工具,实施由粗到细的加工步骤。
.精加工策略
当对模具型面进行精细加工时,如果其高度起伏比较平缓,那么最好选用沿水平方向切削的方法来处理。
6. 模具难度等级
A级模具:这种模具构造非常精巧,拥有众多行位、斜顶,并且具备多次分型、抽芯以及旋转抽芯等多项构造特点。
B级模具:这类模具构造极为精巧,一般设有两到四个斜顶滑块,并且具备两到三次的分模和抽芯等构造。
C级模具:这类模具构造相对普通,主要包含基础的细水口进胶方式,以及一两个行位、斜顶等部件。
D级模具:这类模具构造最为基础,一般属于大水口模具或二板模具,并且不设有行位、斜顶等复杂构造。
7. 模具的基本特点
精密加工工艺要求模具包含多个构件,如凹模、凸模以及模架等,这些构件的组装与拼接必须精确无误,精度要求极高,精密模具的尺寸控制可精确到微米级。
(2)特殊曲面加工:某些物件,例如汽车外壳、飞行器部件等,其外形构造由多种不同曲面构成,这对模具型腔面的制造形成了很大难度。在个别情形下,必须借助数学计算手段来加以解决。
模具制造通常不会大批量开展,多数情况下,仅会制作一个模具,这种生产方式属于小批量类型。
(4)模具制造期间,包含多个步骤,例如铣削、镗孔、钻孔、铰孔以及套丝等操作。
模具会损耗,当它们达到极限使用期限后,就必须替换成新的模具,所以模具制造常常是循环往复的。
制作模具时,有时会缺少图纸和数据,需要参照实物进行仿制,这种情况下,加工环节必须确保精确无误,同时避免产生形变。
模具选用上乘合金钢作为主体材质,尤其是追求长久使用的模具,会选用Crl2、CrWMn这类莱氏体钢种。这类钢材的加工过程以及热处理环节都有严谨标准,所以制定加工流程和处理变形控制都必须谨慎处理。
在选择机床时,必须全面权衡这些要素,这样才能确保能够符合模具对高精度和高效率加工的要求。
8. 加工工艺流程详解
(1)首先进行底面加工,确保加工量充足。
随后要对铸件毛坯进行基准校准,同时认真核查二维和三维型面的加工余量。
接着,先对二维和三维曲面实施初步切削,另外还要加工那些非安装非功能的面,比如安全平台的上表面、缓冲器安装的部位等。
(4)在半精加工之前,需再次找正侧基准面,以确保加工精度。
半精加工阶段,重点加工平面和立体轮廓,同时细致处理各类安装基准面,例如定位块安装基准面、压头安装基准面等。此外,对导引面和导引孔实施半精加工,确保为后续精加工保留适当余量,并将相关测量值做好记录。
(6)加工完成后,进行检验复查,确保加工精度符合要求。
(7)进入钳工镶作工序,进行进一步的精细处理。
在开始精细加工之前,必须先校准工艺基准孔和基准面,同时还要确认嵌入块的预留量是否充足。
加工曲面轮廓,包括斜冲轮廓和孔洞布局,同时针对工艺基准孔位,高度参照面,导向面和导向孔位进行细致加工。
最终,再次开展查验工作,务必保证全部制作水准符合标准。
9. 加工注意事项
工艺方案需简明扼要,清晰说明制作过程,尽可能采用量化数据展现,
在加工过程中特别重要的环节和容易遇到困难的环节,工艺方案必须明确说明,这样才能保证加工的效果。
在涉及多项步骤合并处理的工序中,工艺说明必须明确无误,以便保证生产过程顺利推进,
当镶嵌部件必须独立处理时,必须严格留意制作流程里对处理准确度的详细规定,
加工组合件时,针对那些必须单独处理的嵌入部件,必须清晰界定工艺定位方式,同时也要明确单独操作时的参照基准。
在模具制造时,弹簧容易发生损耗,因此必须加以重视,推荐使用抗压能力强的模具用弹簧。