模具的基本知識介紹,模具知識大全
/ 2021/6/5 13:40:29
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模具（mújù），工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。簡(jiǎn)而言之，模具是用來(lái)制作成型物品的工具，這種工具由各種零件構成，不同的模具由不同的零件構成。它主要通過(guò)所成型材料物理狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現物品外形的加工。素有“工業(yè)之母”的稱(chēng)號。
模具種類(lèi)很多，根據加工對象和加工工藝可分為：①加工金屬的模具。②加工非金屬和粉末冶金的模具。包括塑料模(如雙色模具、壓塑模和擠塑模等)、橡膠模和粉末冶金模等。根據結構特點(diǎn)，模具又可分為平面的沖裁模和具有空間的型腔模。模具一般為單件，小批生產(chǎn)。
生產(chǎn)流程
模具就是一個(gè)模型，按照這個(gè)模型做出產(chǎn)品來(lái),但是模具是怎樣生產(chǎn)出來(lái)的呢，可能除了模具專(zhuān)業(yè)人士大多數回答不出來(lái).模具已經(jīng)在我們生活當中起了不可替代的作用,我們的生活用品大部分離不開(kāi)模具，如,電腦,電話(huà)機,傳真機,鍵盤(pán)，杯子等等這些塑膠制品就不用說(shuō)了,另外像汽車(chē)和摩托發(fā)動(dòng)機的外罩也是用模具做出來(lái)的，光一個(gè)汽車(chē)各種各樣的模具就要用到2萬(wàn)多個(gè).所以說(shuō)現代生活模具的作用不可替代.只要批量生產(chǎn)就離不開(kāi)模具。
那么模具是怎樣做成的呢?
下面對現代模具生產(chǎn)流程做一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。
1）ESI（EarlierSupplierInvolvement供應商早期參與）：此階段主要是客戶(hù)與供應商之間進(jìn)行的關(guān)于產(chǎn)品設計和模具開(kāi)發(fā)等方面的技術(shù)探討，主要的目的是為了讓供應商清楚地領(lǐng)會(huì )到產(chǎn)品設計者的設計意圖及精度要求，同時(shí)也讓產(chǎn)品設計者更好地明白模具生產(chǎn)的能力，產(chǎn)品的工藝性能，從而做出更合理的設計。
2）報價(jià)（Quotation）：包括模具的價(jià)格、模具的壽命、周轉流程、機器要求噸數以及模具的交貨期。（更詳細的報價(jià)應該包括產(chǎn)品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。）
3）訂單（PurchaseOrder）：客戶(hù)訂單、訂金的發(fā)出以及供應商訂單的接受。
4）模具生產(chǎn)計劃及排工安排（ProductionPlanningandScheduleArrangement）：此階段需要針對模具的交貨的具體日期向客戶(hù)作出回復。
5）模具設計（Design）：可能使用的設計軟件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等
6）采購材料
7）模具加工（Machining）：所涉及的工序大致有車(chē)、鑼?zhuān)ㄣ姡崽幚怼⒛ァ㈦娔X鑼?zhuān)–NC）、電火花（EDM）、線(xiàn)切割（WEDM）、坐標磨（JIGGRINGING）、激光刻字、拋光等。
8）模具裝配（Assembly）
9）模具試模（TrialRun)
10）樣板評估報告（SER）
11）樣板評估報告批核（SERApproval）
模具制造
模具設計制作的要求是：尺寸精確、表面光潔；結構合理、生產(chǎn)效率高、易于自動(dòng)化；制造容易、壽命高、成本低；設計符合工藝需要，經(jīng)濟合理。
模具結構設計和參數選擇須考慮剛性、導向性、卸料機構、定位方法、間隙大小等因素。模具上的易損件應容易更換。對于塑料模和壓鑄模，還需要考慮合理的澆注系統、熔融塑料或金屬流動(dòng)狀態(tài)、進(jìn)入型腔的位置與方向。為了提高生產(chǎn)率、減少流道澆注損失，可采用多型腔模具，在一模具內能同時(shí)完成多個(gè)相同或不同的制品。在大批量生產(chǎn)中應采用高效率、高精度、高壽命的模具。
沖壓模應采用多工位級進(jìn)模，可采用硬質(zhì)合金鑲塊級進(jìn)模，以提高壽命。在小批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制中，應采用結構簡(jiǎn)單、制造快、成本低的簡(jiǎn)易模具，如組合沖模、薄板沖模、聚氨酯橡膠模、低熔點(diǎn)合金模、鋅合金模、超塑性合金模等。模具已開(kāi)始采用計算機輔助設計(CAD)，即通過(guò)以計算機為中心的一整套系統對模具進(jìn)行最優(yōu)化設計。這是模具設計的發(fā)展方向。
模具制造按結構特點(diǎn)，分為平面的沖裁模和具有空間的型腔模。沖裁模利用凸模與凹模的尺寸精確配合，有的甚至是無(wú)間隙配合。其他鍛模如冷擠壓模、壓鑄模、粉末冶金模、塑料模、橡膠模等都屬于型腔模，用于成形立體形狀的工件。型腔模在長(cháng)、寬、高3個(gè)方向都有尺寸要求，形狀復雜，制造困難。模具生產(chǎn)一般為單件、小批生產(chǎn)，制造要求嚴格、精確，多采用精密的加工設備和測量裝置。
平面沖裁模可用電火花加工初成形，再用成形磨削，坐標磨削等方法進(jìn)一步提高精度。成形磨削可用光學(xué)投影曲線(xiàn)磨床，或帶有縮仿、修打砂輪機構的平面磨床，也可在精密平面磨床上采用專(zhuān)用成形磨削工具磨削。坐標磨床可用于模具的精密定位，以保證精密孔徑和孔距。也可用計算機數控(CNC)連續軌跡坐標磨床磨削任何曲線(xiàn)形狀的凸模和凹模。型腔模多用仿形銑床加工、電火花加工和電解加工。將仿形銑加工與數控聯(lián)合應用和在電火花加工中增加三向平動(dòng)頭裝置，都可提高型腔的加工質(zhì)量。電解加工中增加充氣電解可提高生產(chǎn)效率。
常用軟件
塑形模具
PTC的EMX，Siemens的NXMoldWizard，CimatronE，DelcamMoldmaker，Missler的TopsolidMold，Think3的MoldDesign，Manusoft的IMOLD，R&B的MoldWorks等。
五金模具
PTC的PDX、Siemens的NXProgressiveDieDesign、Logopress的Logopress3、3DQuickToolsLimited的3DQuickPress、R&BMold&DieDesign的MoldWorks、Missler的TopsolidProgress等。
工藝性能
模具的制造一般都要經(jīng)過(guò)鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的制造質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，其材料應具有良好的可鍛性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；還應具有小的氧化、脫碳敏感性和淬火變形開(kāi)裂傾向。
1．可鍛性：具有較低的熱鍛變形抗力，塑性好，鍛造溫度范圍寬，鍛裂冷裂及析出網(wǎng)狀碳化物傾向低。
2．退火工藝性：球化退火溫度范圍寬，退火硬度低且波動(dòng)范圍小，球化率高。
3．切削加工性：切削用量大，刀具損耗低，加工表面粗糙度低。
4．氧化、脫碳敏感性：高溫加熱時(shí)抗氧化懷能好，脫碳速度慢，對加熱介質(zhì)不敏感，產(chǎn)生麻點(diǎn)傾向小。
5．淬硬性：淬火后具有均勻而高的表面硬度。
6．淬透性：淬火后能獲得較深的淬硬層，采用緩和的淬火介質(zhì)就能淬硬。
7．淬火變形開(kāi)裂傾向：常規淬火體積變化小，形狀翹曲、畸變輕微，異常變形傾向低。常規淬火開(kāi)裂敏感性低，對淬火溫度及工件形狀不敏感。
8．可磨削性：砂輪相對損耗小，無(wú)燒傷極限磨削用量大，對砂輪質(zhì)量及冷卻條件不敏感，不易發(fā)生磨傷及磨削裂紋。
使用性能
1.密度小：塑料密度小，對于減輕機械設備重量和節能具有重要的意義，尤其是對車(chē)輛、船舶、飛機、宇宙航天器而言。
2.比強度和比剛度高：塑料的絕對強度不如金屬高，但塑料密度小，所以比強度(σb/ρ)、比剛度(E/ρ)相當高。尤其是以各種高強度的纖維狀、片狀和粉末狀的金屬或非金屬為填料制成的增強塑料，其比強度和比剛度比金屬還高。
3.化學(xué)穩定性好：絕大多數的塑料都有良好的耐酸、堿、鹽、水和氣體的性能，在一般的條件下，它們不與這些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應。
4.電絕緣、絕熱、絕聲性能好。
5.耐磨和自潤滑性好：塑料的摩擦系數小、耐磨性好、有很好的自潤滑性，加上比強度高，傳動(dòng)噪聲小，它可以在液體介質(zhì)、半干甚至干摩擦條件下有效地工作。它可以制成軸承、齒輪、凸輪和滑輪等機器零件，非常適用于轉速不高、載荷不大的場(chǎng)合。
6.粘結能力強。
7.成型和著(zhù)色性能好。
維護和保養
1：模具長(cháng)時(shí)間使用后必須磨刃口，研磨后刃口面必須進(jìn)行退磁，不能帶有磁性，否則易發(fā)生堵料。模具使用企業(yè)要做詳細記載、統計其使用、護理(潤滑、清洗、防銹)及損壞情況，據此可發(fā)現哪些部件、組件已損壞，磨損程度大小，以提供發(fā)現和解決問(wèn)題的信息資料，以及該模具的成型工藝參數、產(chǎn)品所用材料，以縮短模具的試車(chē)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。應在注塑機、模具正常運轉情況下，測試模具各種性能，并將最后成型的塑件尺寸測量出來(lái)，通過(guò)這些信息可確定模具的現有狀態(tài)，找出型腔、型芯、冷卻系統以及分型面等的損壞所在，根據塑件提供的信息，即可判斷模具的損壞狀態(tài)以及維修措施。
2：彈簧等彈性零件在使用過(guò)程中彈簧最易損壞，通常出現斷裂和變形現象。采取的辦法就是更換，在更換過(guò)程中一定要注意彈簧的規格和型號，彈簧的規格和型號通過(guò)顏色、外徑和長(cháng)度三項來(lái)確認，只有在三項都相同的情況下才可以更換。彈簧以進(jìn)口的質(zhì)量為佳。
3：模具使用過(guò)程中沖頭易出現折斷、彎曲和啃壞的現象，沖套一般都是啃壞的。沖頭和沖套的損壞一般都用相同規格的零件進(jìn)行更換。沖頭的參數主要有工作部分尺寸、安裝部分尺寸、長(cháng)度尺寸等。
4：緊固零件，檢查緊固零件是否松動(dòng)、損壞現象，采取的辦法是找相同規格的零件進(jìn)行更換。
5：壓料零件如壓料板、優(yōu)力膠等，卸料零件如脫料板、氣動(dòng)頂料等。保養時(shí)檢查各部位的配件關(guān)系及有無(wú)損壞，對損壞的部分進(jìn)行修復，氣動(dòng)頂料檢查有無(wú)漏氣現象，并對具體的情況采取措施。如氣管損壞進(jìn)行更換。要對模具幾個(gè)重要零部件進(jìn)行重點(diǎn)跟蹤檢測：頂出、導向部件的作用是確保模具開(kāi)合運動(dòng)及塑件頂出，若其中任何部位因損傷而卡住，將導致停產(chǎn)，故應經(jīng)常保持模具頂針、導柱的潤滑(要選用最適合的潤滑劑)，并定期檢查頂針、導柱等是否發(fā)生變形及表面損傷，一經(jīng)發(fā)現，要及時(shí)更換；完成一個(gè)生產(chǎn)周期之后，要對模具工作表面、運動(dòng)、導向部件涂覆專(zhuān)業(yè)的防銹油，尤應重視對帶有齒輪、齒條模具軸承部位和彈簧模具的彈力強度的保護，以確保其始終處于最佳工作狀態(tài)；隨著(zhù)生產(chǎn)時(shí)間持續，冷卻道易沉積水垢、銹蝕、淤泥及水藻等，使冷卻流道截面變小，冷卻通道變窄，大大降低冷卻液與模具之間的熱交換率，增加企業(yè)生產(chǎn)成本，因此對流道的清理應引起重視；對于
熱流道模具而言，加熱及控制系統的保養有利于防止生產(chǎn)故障的發(fā)生，故而尤為重要。
損耗原因
1）模具主要工作零件的材料的問(wèn)題，選材不當。材料性能不良，不耐磨；模具鋼未經(jīng)精煉，具有大量的冶煉缺陷；凸凹模，鍛坯改鍛工藝不完善，遺存有熱處理隱患。
2）模具結構設計問(wèn)題，沖模結構不合理。細長(cháng)凸模沒(méi)有設計加固裝置，出料口不暢出現堆集，卸料力過(guò)大使凸模承受交變載荷加劇等。
3)制模工藝不完善，主要表現在凸、凹模鍛坯內在質(zhì)量差，熱處理技術(shù)及工藝有問(wèn)題，造成凸、凹模淬不透，有軟點(diǎn)及硬度不均。有時(shí)產(chǎn)生微裂紋、甚至開(kāi)裂，研磨拋光不到位，表面粗糙度值過(guò)大。
4)無(wú)潤滑或有潤滑但效果不佳。
