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关于模具设计与制造的一些事儿
更新时间:2019-09-25 15:57:11
随着一次一次的农业、工业变革,人类文明在不断进步。工具的发明,火的使用,人类跨越了一大步。近现代社会的工业革命,各种机器的生...
       随着一次一次的农业、工业变革,人类文明在不断进步。工具的发明,火的使用,人类跨越了一大步。近现代社会的工业革命,各种机器的生产,批量化的加工,提高的生产效率,也使我们的生活越来越方便与便捷。 
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       模具,素有“工业之母”的称号,在工业生产中用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压等方法得到所需要产品的模子或工具。主要是它所成型的材料通过物理状态的改变来实现物品外形的加工。

       模具加工制造,指成型和制坯工具的加工过程,包括剪切模和模切模具。一般情况下,模具由上模和下模组成。将钢板放置在上下模之间,在压力机的作用下实现材料成型,当压力机打开,即可得到由模具形状所确定的工件或者去除相应的废料。小到电子连接器、键盘按钮,大到汽车和摩托车发动机的外罩这些塑胶配件都可以用模具成型。

       模具设计与制造企业在进行模具加工过程中,有一定的加工工艺。模具加工工艺主要有裁模、冲坯模、复合膜、挤压模、四滑轨模、级进模、冲压模具制造、模切模具等。

       模具的种类比较多,从加工对象和加工工艺可以分为以下几种
       1.加工金属的模具(钣金产品在钣金加工厂家使用比较多的模具)
       2.加工非金属和粉末冶金的模具(塑胶模具制造厂家使用比较多,生产注塑产品)。主要包括塑料模(如双色模具、压塑模和挤塑模等)、橡胶模和粉末冶金模等。根据结构特点,模具又可分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。
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       模具制造中模具加工流程主要有下面几个步骤:
       开料:前模料、后模模料、镶件料、行位料、斜顶料;
       开框:前模模框、后模模框;
       开粗:前模模腔开粗、后模模腔开粗、分模线开粗;
       铜公:前模铜公、后模铜公、分模线清角铜公;
       线切割:镶件分模线、铜公、斜顶枕位;
       电脑锣:精锣分模线、精锣后模模芯;
       电火花:前模粗、铜公、公模线清角、后模骨位、 枕位;
       钻孔:针孔、顶针;

       模具加工制造过程中模具设计制作的要求主要是:尺寸******、表面光洁;结构合理、生产效率高、易于自动化;制造容易、寿命高、成本低;设计符合工艺需要,经济合理。
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       模具的基本特点主要有:
       1.加工精度要求高:一般情况下一副模具是由上模、下模和模架三部分组成,有些模具还有可能是多件拼合模块。于是上、下模的组合,镶块与型腔的组合,模块之间的拼合都要求有很高的加工精度。精密模具的尺寸精度往往达μm级。
       2.形面复杂:有些产品如汽车覆盖件、飞机零件、玩具、家用电器等外壳与内部构件,其形状的表面是由多种曲面组合而成,模具型腔面就比较复杂。有些曲面要用数学计算方法进行处理。
       3.批量小:模具的生产不是大批量成批生产,模具设计与制造的价格也是比较高,在很多情况下往往只生产一付。
       4.工序多:模具加工中要用到铣、镗、钻、铰和攻螺纹等多种工序。
       5.重复性投产:模具的使用是有寿命的。在生产注塑加工过程中,当一付模具的使用超过其寿命时,我们就要及时更换新的模具,因此模具的生产有重复性。
       6.仿形加工:模具生产中有时候并没有图样,也没有数据,要根据实物进行仿形加工。这就要求仿制模具精度高,不变形,同时也需要找一家优质的模具制造厂家。
       7.模具材料优异,硬度高:模具的主要材料多采用优质合金钢制造,特别是高寿命的模具,常采用Crl2、CrWMn等莱氏体钢制造。这类型的钢材从毛坯锻造、加工到热处理都有比较严格的要求。因此模具制造过程中加工工艺的编制过程就更加不容忽视了,热处理变形也是我们在加工过程中需要认真对待的问题之一。

       因此为了保证生产企业的模具制造质量,降低企业生产成本,模具材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性等特性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。

       模具加工工艺流程安排主要有以下几点:
       1.底面加工,加工量保证;
       2.铸件毛坯基准找正,2D、3D型面余量检查;
       3.2D、3D型面粗加工,非安装非工作平面加工(包括安全平台面、缓冲器安装面、压板平面、侧基准面);
       4.半精加工前,侧基准面的找正确保精度;
       5.半精加工2D、3D型面,精加工各类安装工作面(包括限位块安装面及接触面、镶块安装面及靠背面、冲头安装面、废料切刀安装面及靠背面、弹簧安装面及接触面、各类行程限制工作面、斜楔安装面及靠背面),半精加工各类导向面、导向孔,留余量精加工工艺基准孔及高度基准面,并记录数据;
       6.检验复查加工精度;
       7.钳工镶作工序;
       8.精加工前,工艺基准孔基准面找正,镶块余量检查;
       9.精加工型面2D、3D,侧冲型面及孔位,精加工工艺基准孔及高度基准,精加工导向面及导向孔;
       10.检验复查加工精度。
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       在模具制造中和注塑生产加工中,模具的损耗原因主要有以下几点:
       1.模具主要工作零件的材料的问题,选材不当。材料性能不良,不耐磨;模具钢未经精炼,具有大量的冶炼缺陷;凸凹模,锻坯改锻工艺不完善,遗存有热处理隐患。
       2.模具结构的设计问题,冲模结构不合理。细长凸模没有设计加固装置,出料口不畅出现堆集,卸料力过大使凸模承受交变载荷加剧等。
       3.模具加工中制模工艺不完善,主要表现在凸、凹模锻坯内在质量差,热处理技术及工艺方面有问题,造成凸、凹模淬不透,有软点及硬度不均。有时产生微裂纹、甚至开裂,或研磨抛光不到位,表面粗糙度值过大。
       4.模具没有润滑或者有润滑但效果不佳。
 
       模具加工中的注意事项:
       1.模具加工工艺编制简明、表达详细,加工内容尽量用数值化表达;
       2.模具加工重点难点的地方,工艺要特别强调;
       3.模具需要组合加工之处,工艺表达要清楚;
       4.模具镶块需单独加工时,注意加工精度的工艺要求要注明;
       5.模具组合加工后,需单独加工的镶块零件,组合加工时工艺安装单独加工的基准要求;
       6.模具加工中弹簧是比较容易损坏的,因此我们要选择疲劳寿命长的模具弹簧。欧美制造的模具弹簧疲劳寿命长,比较著名的品牌有Raymond模具弹簧。


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本文部分内容与图片摘自网络,稍作修改整理


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