某公司工程模具结构设计规范

通用规范

设计规范

1.    模具部件材料及热处理要求

1).上下模座材料,钢件为A3钢,铸件为灰铁250

2).各类模具模口材料

  拉延模具材料

模具设计之滑块设计实例

 冲裁模具材料

模具设计之滑块设计实例

成形模具材料

模具设计之滑块设计实例

3).其他部件材料

  非成形类镶块可用45钢;需要承受较大载荷类的镶块用 Cr12,如防侧镶块, 冲头垫板。

4).模具材料热处理要求

模具设计之滑块设计实例

2.   螺销钉的使用

1).螺钉规格

  上模螺钉规格优选M10,M12, M16;

  下模螺钉规格优选M8,M10,M12,M16。

2).销钉规格

  销钉优选Φ10,Φ12。

3).其他螺钉规格使用可会签确认。

螺钉的参考间距: 模具设计之滑块设计实例 

螺销钉孔边界距离刃口模口10mm以上

3.   弹性元件的使用要求

1).优选使用弹簧

弹簧使用寿命为50万次。

2).氮气弹簧

     a保证满足正常生产节拍;

     b 氮气弹簧用在下模时,需做漏油孔;

     c 使用行程不超过有效行程的90% 。

4.   模具导向

1).上下模座导向

  a.导板或者导柱导向,导套安装在上模时需防脱;

  b.导向需要防反;

  c.有侧向力时,需加上下模座防侧;

  d.导向要满足上下模刚接触时初始含合40mm以上;

  e.导向平稳,顺畅,无拉毛等现象。

2).模具内活动部件导向

  a.导向方式:导滑块导向;导板;导柱导向(或者其余导向方式);

  b.导向需要防反;

  c.导向含合量始终大于行程的1/2,并满足最少20mm以上;

  d.导向平稳,顺畅,无拉毛等现象。

5.   行程限位及安全装置

1).限位形式

  活动部件需增加限位

2).安全量

  a.使用弹簧时,弹簧需靠限位装置设置预压;

  b.使用氮气弹簧时,开模状态安全量为2mm;

  c.下模使用气垫为力源是,限位的安全量为5mm。

6.   存放限位

模具按闭合状态设置限高装置,需考虑存放支撑。

7.   模具间隙要求

三维设计中需要体现各个部件之间的装配间隙及料厚等信息,并在首页中的技术要求中描述。

8.   模具紧固要求

1).上模紧固

   上模U型槽结构

模具设计之滑块设计实例

  U型槽到小宽32mm,长40mm,高度最小40mm最大80mm。

2).下面紧固可用压板式紧固;也可同上模用U型槽的方式 ,用U型槽时紧固高度最小35mm最大50mm。

模具设计之滑块设计实例

9.   模具起吊与翻转

1).模具起吊用吊钩

  型号为CHN,

  常用规格为M16,M20, M24  ;

  选用吊钩时需满足模具起吊重量要求。

2).模具的翻转

  在满足1的同时需要满足模具使用其中2个进行翻转时吊钩的承载能力足够。

3).镶块的起吊

对于重量大于15Kg的镶块或者封闭的拼块都需设置起吊螺纹孔。

10. 模具定位

1). V型槽:

V型槽是模具上为对准压床中心位置的刻线,其位置设置在模具的压床中心线上。见下图,高度50 mm。

模具设计之滑块设计实例

2).定位缺口

下模选用排式顶杆时下模座需加快速定位。快速定位销直径D=35mm。快速定位缺口设计在模具的后侧,结构形式见下图

   左槽右平结构

模具设计之滑块设计实例

11. 模具加工基准

1).加工基准面

  可在模具上下模座的F面及左右各设置一个加工基准面,在另外一个面上设置2个加工基准面

2).模具内部镶块在有直角面时加工基准以直角面为准,没有直角面的时候请在镶块上设计2个Φ10深10mm的基准孔

12. 模具闭合高度要求

1). 模具的装模高度 < 压机的最大闭合高度-20 mm 。

2). 模具的装模高度 > 压机的最小闭合高度+20 mm

13. 安全防护

暴露的弹性元件,以及下模活动部件周围应加安全护板,钢板厚度t=2.0mm

模具类型

设计规范

1.   拉延模

1). 凸模的设计

凸模轮廓一般为不规则形状,需在型面上设置两个Φ10,深10的基准孔(平行于X向或者Y向),方便后期维修。

2). 压边圈的设计:

压边圈有效压料面应大于坯料每边10以上,四边需设计板料定位。

压料面在有侧向力时,设计应考虑防侧。

压边圈到底都需要镦实。

压边圈的行程满足成型要求并取整。

压边圈与拉延凸模之间配间隙1mm,需单独设置导向部件。

3). 凹模的设计:

凹模需要在不影响制件成形的凹形面上设置排气孔。

4) 压料动力设计:

压料力由下模气垫提供,由气垫顶杆传递。

5).坯料的定位设计:

 压边圈上需设置板料定位,且具备可调量,方便放件。

6). 制件的退料设计:

   凸模形面有相对的立壁时,单边开角0°~ 10°时需考虑辅助退料装置。

2.   冲切模

1).力的计算:

压料力需满足制件退出压料板的要求,压料力及冲裁力计算方式及结果需在首页中体现。

冲裁力需小于80%压床吨位。

2).  冲孔凸模的设计:

冲孔刃入量见技术协议。

非圆孔冲裁时凸模凹模应设计防转面。

3): 切边凹模的设计:

  切边凹模刃入量详见技术协议。局部立切区域为减小压料块行程可适当减小切入量,保证最小法向切入量1mm。

  尽量采用波浪刃口,波浪刃口设置在废料一侧,落差H=2-3 mm。

  凹模采用镶块结构时,需要考虑侧向力水平方向上镶块的接缝与刃口的夹角应≥80°。

4)凸凹模的设计:

在结构允许的情况下,需选用标准凹模套。凸凹模最小壁厚详见下表。

模具设计之滑块设计实例

冲孔凹模内允许含3件以下废料,凹模刃口高度与凸模切入量应匹配达成,避免积废料。冲圆孔时,漏料孔比所需冲孔直径单边大1-2mm,下模座漏料孔比镶块上漏料孔单边大1-3mm。

5):上模退料的结构设计:

 a.刚性打料:

  为了方便操作,优先考虑使用刚性打料结构。

  刚性打料需保证打料块部件平衡并打出模口3-5mm。

  推杆规格:Φ20规格,

滑块垫板底面至打料杆平面的距离参照压床参数。

b.弹性压退料:(刚性打料无法实现时适用)

压料部件的设计:

    压料块要至少退出凹模模口1-2mm。

    弹性元件应该保证压料块受力平衡并退出制件。

    弹簧必须带有预压。

6).下模退料的结构设计:

下模采用整体退料板退料结构。

7).废料的处理:

a.下漏料式:若压床下有漏料孔(对于没有气垫的压床)时,优选下漏料形式。

b.下模座上直接做废料盒收集废料: 需保证废料盒安装槽高度应在40mm以上,单边应比料片直径大5mm以上;料盒跨度不应太大,应在保证正常漏料的同时兼顾模具强度问题。

3.   翻整类模设计规范

1) 力的计算:

翻边压料力及成型力需满足成型要求,并在首页中体现。

2) 压、托料块的结构设计:

下模活动部件的限位行程需要增加5mm安全量。

凸模形面有相对的立壁时,单边开角0°~ 10°时需考虑辅助退料装置。

数模设置要求

设计规范

1.   图层设置

1层    三维实体(模芯镶块、模座等)

100层   数模、压床、模具中心线(输出时设置成工作层)

99层    opview中上工序片体

101层    opview中本工序片体

104层     opview中定位实体

250-256层  垃圾层

2.   装配关系

根据文件所属装配树级别,将组件名称划分为三级:

一级名称仅为:管理号-ZPT(总装配体文件)。

二级名称为: PRESS(原压床名)、管理号-OPVIEW(工序组件)、所有小模零件(区分上下模装配于 SMZJ或 XMZJ中)、管理号-SMZJ(上模组件), 管理号-XMZJ(下模组件).

三级名称为: 1二级组件下的所有标准件,名称默认。(不可重复加序号)2二级组件下的所有非标非镶块零件。

其中三级名称中:所有标准件采用默认名字,所有自制非标件命名为“管理号-件号”;镶块为铸件时,件号命名从101开始,如:101、102…以此类推,镶块为锻件时,件号命名从201开始,如:201、202…以此类推。

模具设计之滑块设计实例

3.   数模颜色设置

1)镶块本体颜色要求:

铸件本体颜色 绿色 137号

锻件本体颜色 橘黄色11号

2)加工面颜色设置

模具设计之滑块设计实例

输出文件

设计规范

1.   输出数模

总文件夹命名为:管理号-车型-零件号-数模版本-工序号-工装版本,如: 1111-S6DM-5301914-B0-OP30-G0,

每个件号的零件要以单个文件的形式存放于总的文件中,包括:管理号-ZPT,管理号-SMZJ,管理号-XMZJ,管理号-件号,其余标准零件等。

2.   输出表单

明细表、首页、模具结构会签表、标牌图,表单存放于上方总文件中。具体表单见各个阶段输出表单模板。

某公司级进模工艺设置规范

级进模工艺设置规范

1、线型、图层设置要求

1.1线型设置,见表1:

表 1

线型

对应信息

细实线(Thin Width Solid)

模具设计之滑块设计实例

1. 所有片体

2. 定位孔标记、定位块标记

标准实线(Normal Width Solid)

模具设计之滑块设计实例

1.  料厚指示线

2.  主冲压坐标线、辅助冲压坐标线

3.  排样图中坐标线

粗实线(Thick Width Solid)

模具设计之滑块设计实例

1.  CH孔、CH方向线

2.  左右标记、“L”和“ R” 标识

3.  凸模轮廓线

4.  破裂刀线

5.  切角线

6.  截料线

7.  切边线、孔形状线、废料刀

8.  到底标记

9.  排样图中首个落料、冲孔线

标准虚线(Normal Width Dashed)

模具设计之滑块设计实例

1. 排样图中其余的坐标线

粗虚线(Thick Width Dashed)

模具设计之滑块设计实例

1.  CAE轮廓线

2.  分模线

标准中心线(Normal Width Centerline)

模具设计之滑块设计实例

1.  车身坐标线

2.  孔对称轴

粗双点划线(Normal Width Phantom)

模具设计之滑块设计实例

1. 坯料线

1.2  图层设置,见表2:

表 2

占用图层

图层名称

放置工艺信息

1层

PART

1.最新版产品数模(片体,细实线)

2.料厚指示线(标准实线)

10层

WCS

OP10冲压坐标系(标准实线)

11层

FACE

排样料带(标准细实线)

12层

LINE

1.  凸模轮廓线(粗实线)

2.  破裂刀线(粗实线)

3.  左右标记L”和“ R”(大写字母,粗实线),50mm方向线(粗实线)

4.  切角、切口线(粗实线)

5.  分模线(粗虚线)

6.  浮料高度指示线(标准实线,30号字体)

7.  浮料位置指示线(方形细虚线)

8.  冲裁力、成型力及压退料力指示(标准实线,20号字体)

9.  误检销指示线

10.组板板轮廓线(细虚线)

11.下模刀口轮廓线(粗实线)

12.送料初始线

13.冲裁力、成型力及压退料力指示(标准点化线及实线)

15层

TOOL

翻边模口(凸凹模、压料块及托料块实体)

16层

THICK

加料厚的排样料带(标准细实线)

251层

OLD PART

上一版产品数模(当有产品更改时,作比较用)A

256层

DELE

垃圾层(垃圾信息尽量没有)

1.3 工艺数模与图层信息说明:

1.3.1 第1层只放置产品片体数模和料厚指示线,并且只能位于车身坐标位置,其余信息

一律删除。片体须缝合,料厚指示线长度为料厚的100倍,直线方向为料厚方向。若产品数模为实体时,要提取内(外)表面片体缝合,并画出料厚指示线。 

1.3.2 平移至数模中心的车身坐标系的坐标线长度Z=1/2X=1/2Y(Z优选25或50mm)。

1.3.3 排样的料带宽度与进距尺寸必须是整数。坯料边界分别与X、Y轴平行,进料方向

指向X的正方向;排样的料带除最后的废料及产品外必须是缝合的片体,缝合后中间

不能有间隙。

1.3.4 排样中的切边线必须是分段的直线和圆弧线组成(不能合并),不能有重合线。

1.3.5 以上所指示各层全显时只能留有相关工艺信息,不允许有垃圾信息,所有垃圾信息

如无法删除一律移入垃圾层。(尤其注意在产品更改时,及时清理层背面的垃圾信息)

1.3.6 最终的工艺数模文件,需将参数去除,垃圾层的信息尽量没有,在建模(Modeling)

状态下,以1层为工作层,绝对坐标为工作坐标,并将UG文件属性更改为只读。

1.3.7 工艺数模命名规则:

      a) 一个件:管理号-车型代码-零件号-数模版本号-Y0

      示例1: 9003-F3-5101111-B0-Y0.prt

b) 左右件:管理号-车型代码-零件号左件-右件-数模版本号-Y0

示例2:左右对称件开两套模:

左件:9003L-F3-5101111-B0-Y0.prt

右件:9003R-F3-5101112-B0-Y0.prt

示例3:左右对称件开一套模:

9003-F3-510111-12-B0B0-Y0.prt

c)非左右件:管理号-车型代码-零件号-零件号-数模版本号-Y0

示例4:9003-F3-5101111-12-B0B0-Y0.prt

1.4 颜色设置(可按照甲方提供色卡进行设计),见表3:

表 3

工艺数模信息

BYD颜色号

1层最新版产品数模及11层最终产品

单件/左件2号 某公司级进模工艺设置规范  

 右件3号某公司级进模工艺设置规范

10层冲压坐标系

2号 某公司级进模工艺设置规范

11层排样料带(除最终产品及最终废料)

5号某公司级进模工艺设置规范

11层最终废料片体

1号某公司级进模工艺设置规范

11层成型区域

8号某公司级进模工艺设置规范

12层切角、切口线

6号某公司级进模工艺设置规范

12层组板轮廓线、下模刀口轮廓线、送料初始线、浮料位置指示线

1号某公司级进模工艺设置规范

12层分模线、浮料高度指示线

2号某公司级进模工艺设置规范

15层翻边模口(凸凹模、压料块及托料块实体)、16层加料厚的排样料带

7号某公司级进模工艺设置规范

1.5 工艺数模背景设置为黑色。

    设置方法:ug文件-首选项-调色板-背景。

2 冲压坐标表示方法规定

2.1 主冲压坐标系的表示方法

2.1.1 主冲压坐标系的位置:坐标线原点位置为11层料带首个导正销孔的圆心位置。

2.1.2 主冲压坐标系的表示方法:在三维造型中,分别用三根相同颜色的直线段表示X,Y,Z轴,且规定Z=1/2X=1/2Y。

2.1.3 其中X轴正向为送料方向,Z轴负向为冲压方向。

2.2 辅助冲压坐标系的表示方法

2.2.1 辅助冲压坐标系就是侧切边、侧冲孔、侧翻边、侧整形的冲压坐标系。

2.2.2 辅助冲压坐标系的表示方法:在三维造型中,也用三根颜色与同一工序主冲压坐标系相同的直线段表示X,Y,Z轴,且规定Z=2X=2Y,此冲压线放置于12层。其XY平面为侧冲的正平面,其Z轴正向与侧冲的斜楔工作方向相反。

3、工艺设计注意事项

3.1 侧刃要求:

3.1.1模具需加一侧刃用于送料带的初定位(单侧刃方式),工艺设计时应尽量用产品自身缺口作侧刃双用。

3.2 压机及送料机参数要求,见(附件-5)。

3.2.1 料带开卷宽度公差±0.3mm;导料板也要按照以上的公差设计。

3.3 出件方式:

3.3.1 废料直落,产品从模具右端出。(优先选择此出件方式)

3.3.2 废料与产品同时从模具右端出。(此时应想办法使产品与废料区分开)(当废料与产品大小相近时不宜采用此方式);

3.3.3 当产品从料带上分离后,须保证产品顺利推出。

3.4 搭边取值:

3.4.1料带搭边设计:搭边值可根据制件材料厚度t,排样上的步距A和条料宽度B的值来确定,详见图6、表2:

模具设计之滑块设计实例

图 6

表 2

A

6-8mm

B

6-8mm

注:特殊情况下A值可做到10mm

3.4.2  切槽主要是切出制件局部外形,为了保证外形的质量,要考虑适量的搭边尺寸a值、s值,见图7、图8、表3、表4:

模具设计之滑块设计实例

图 7

表 3

料厚t

a值

t<1.2

1.5mm

1.2≤t<1.5

1.5-2.0mm

t≥1.5

2.0mm

表中a值为优选值,特殊情况下a值可适当增加0.2-0.3mm

模具设计之滑块设计实例

图 8

表 4

料厚t

槽长l

标准s

s的最小值

s的最大值

t<2.5

≤80

3t

4mm

6mm

t≥2.5

≤100

6mm

8mm

模具设计之滑块设计实例

图 9

4、切边,冲孔工位工艺数模设置规定

4.1 基本设置

4.1.1 在三维造型中,对于切边、冲孔部位(包括侧切边、侧冲孔),需要提取实线加以表示。所有的线、点颜色应保持一致,轮廓线不可合并。

4.1.2 需删除切边和冲孔废料处的片体,并且后面工位也不得保留。

4.1.3 对于侧切侧冲部分,工艺人员需要按照2.2给出侧切侧冲的辅助冲压坐标系,该坐标为模具设计和NC加工人员的第二辅助基准。

4.2   工艺料带上孔尺寸的设置

4.2.1 对于料带上的产品孔,孔的尺寸都必须按GD&T或RPS公差要求而设定,冲孔尺寸=公称尺寸+(0.5—0.7)*公差带,精确到0.1。在斜面上冲孔时注意计算孔尺寸不超出公差范围。例如Φ12的孔,公差0/+0.2时凸模尺寸Φ12.1;公差0/+0.5时,凸模尺寸Φ12.3。

4.2.2 对于冲导正销孔的尺寸选择范围为:Φ6.1,Φ8.1,Φ10.1,Φ13.1,通常结合产品大小、料厚、带料方式、材料利用率等要求优选较大的尺寸。

4.2.3 确定导正销孔位置

a)在废料上冲导正销孔,或是将导正销孔放在连料上(优先选择);

b)利用产品的孔(建议少用产品本身孔,预防后期产品设变等)。

c)主要原则是不影响产品外观,保证定位精度,设置在合理位置,提高材料利用率。

4.2.4 分断:将制件与条料分离,图13、表5所示:

模具设计之滑块设计实例

图 13

表 5

料宽B

标准C

C的最小值

≤25

1.2t

2.0

>25~50

1.5t

3.0

>50~100

2t

4.5

4.3 翻边,整形工序工艺数模设置规定

4.3.1 基本设置

a) 在三维造型中,翻边,整形区域需要用不同颜色与非成形区域加以区分。

b) 用镶块来翻边、整形的,须在翻边、整形部位给出分模线(压/托料块和翻边、整形模块的分界线)。分模线须长出数模边界1-2mm。用压料块整形的不用给分模线。

c) 翻边凹模需要沿型非成型平面0.5-1mm,如下图示:

    模具设计之滑块设计实例

4.4 工艺模口设置

4.4.1 工艺模口的圆角一般为R2~R5,模口剩余直边为2-5mm。

4.4.2 所有翻边整形都要给翻整模口,模口存放到15层。

4.4.3 工艺给出模口的,模具设计必须按工艺所给模口进行设计。

4.4.4 翻边尽量一次做到位。

4.5 左右(L/R)标记设置

4.5.1 L/R标记用在内板件上或是外板件的非裸露部位,它主要用于冲压件的左右区分。4.5.2 L/R标记设置尽量靠后。其孔位的X、Y坐标值应取整数,优选整5、整10,左右件标记孔中心沿法向做一条长50mm的直线,直线方向代表了标记销的加工方向。

4.6 初始送料线设计

4.6.1 初始送料线的作用:

a)提示操作人员确定合适送料位置,保护模具零件(避免切边凸模切半边,成形时如果出现压半边料易损坏成形凸凹模)。

b) 提高首件利用率。

c) 设置初始送料线时近量不要让小废料留在模具中(不可避免时需注明),以免操作人员疏忽导致叠料,损坏模具。

4.6.2设置初始送料线注意事项如下:

a)注意事项:离切边凸模0.2-0.5mm之间,可避免切单边现象,同时也不会影响首件

的使用。

模具设计之滑块设计实例

b)注意事项: 如按常规采用侧刃粉色线做初始送料位置,会出现下图紫色区域有小废料留在模内,当操作人员不注意清理则会叠料而导致损坏模具。因此采用黄色线作为初始送料位置较为合适。

模具设计之滑块设计实例

4.7 工艺数模输出模板示例:

模具设计之滑块设计实例

模具铸件一般要求

1、外观质量要求

1.1 铸件形状、位置准确,棱线、字体、刻线清楚。

1.2 铸件表面光洁,无粘砂,无冷隔,无气孔,无针眼,无皱皮。

1.3 非加工表面无明显坑痕、鼓包(坑深和鼓包小于1mm,面积小于100mm2)。非加工表面不允许补焊。

1.4 加工面上的坑痕不允许大于加工余量,大于加工余量的坑痕不允许补焊。

1.5 起重臂,起重耳和接触钢丝绳部位,全部作出光滑圆角。

2、内在质量要求

项目

内容

技术要求

备注

化学成分

化学成分

符合金属牌号要求,提供每炉材质分析单和每炉浇注零件清单。

每炉浇注零件中,至少有二件要带试棒。

内在缺陷

内在缺陷

无气泡,无缩松,无砂眼。

铸铁(HT250)

退火后硬度(HB)

<241

铸铁(HT300)

<241

球铁(QT700)

<269

空冷钢(7CrSiMnMoV)

<241

3、尺寸精度要求

    尺寸极限、公差、和公差等级定义按GB 1800-79《公差与配合 总结  标准公差与基本偏差》。

以下为手工树脂砂造型生产方式的铸件公差等级、铸件尺寸公差(参照GB 6414-86)及错型值表。

公差等级

造型材料

公差等级CT

铸钢

灰铁

球铁

自硬型砂

12~14

11~13

11~13

公差等级表

铸件基本尺寸

公差CT(mm)

大于

11

12

13

14

-1

10

10

16

2.8

3.0

4.2

4.4

16

25

40

25

40

63

3.2

3.6

4.0

4.6

5.0

5.6

6

7

8

8

9

10

63

100

160

100

160

250

4.4

5.0

5.6

6

7

8

9

10

11

11

12

14

250

400

630

400

630

1000

6.2

7

8

9

10

11

12

14

16

16

18

20

1000

1600

2500

1600

2500

4000

9

10

12

13

15

17

18

21

24

23

26

30

400

6300

6300

10000

14

16

20

23

28

32

35

40

错型值表

公差等级

CT

错型值(mm)

11~13

14~16

1.5

2.5

4 不良品的判定

4.1 有下列问题之一的均为废品

1) 形,台,肩等漏铸的情况。

2) 在铸件外表面或加工表面严重粘砂,夹砂,包砂,无法清理的情况。

3) 窥视孔,装配安装部位严重包砂,无法清理的情况。

4) 铸件出现严重冷隔,裂纹,浇注不足,缩松,严重影响强度的的情况。

5) 形状尺寸错误的情况。

6) 铸件材料牌号不对的情况。

7) 有硬质点,无法进行机械加工的的情况。

8) 其他影响铸件性能、强度、外观的铸造缺陷。

9) 标记不全的铸造缺陷。

10) 铸件表面不光洁,铸件棱线不清,影响冲模美观的铸造缺陷。

4.2 有下列问题之一的,需经甲方书面确认后,方可使用

1) 出现轻度冷隔,浇注不足,缩松,经修补后不影响强度、外观的铸造缺陷。

2) 形状尺寸错误,经修补后不影响强度的、外观的铸造缺陷。

3) 浇冒口处不滑顺,有凹凸痕的不影响强度的、外观的铸造缺陷。

4) 起重臂,起重耳和接触钢丝绳部位不光滑无圆角过度的铸造缺陷。

5) 没做出内外倒角的铸造缺陷。

6) 非机加工部位尺寸超差,但不影响强度和使用性能的铸造缺陷。

某公司级进模结构设计规范

通用要求 设计规范
1、输出数模格式要求 1、总文件夹命名为:管理号-车型-零件号-数模版本-工序号-工装版本,如: 9012-S6DM-5303132-B1-OP10-G0

2、每个件号的零件要以单个文件的形式存放于总的文件中,包括:管理号-ZPT,管理号-SMZJ,管理号-XMZJ,管理号-件号,其余标准零件等。

2、输出表单格式要求 1、明细表、首页、模具结构会签表、标牌图,表单存放于上方总文件中。具体表单见各个阶段输出表单模板。

模具设计之滑块设计实例

3、图层设置要求 1层    三维实体(模芯镶块、模座等)

100层   数模、压床、模具中心线(输出时设置成工作层)

11层    opview  片体

16层    opview  实体

250-256层  垃圾层

4、工装设计装配要求 1、根据文件所属装配树级别,将组件名称划分为三级:

a) 一级名称仅为:管理号-ZPT(总装配体文件)。

模具设计之滑块设计实例

b) 二级名称为: PRESS(原压床名)、管理号-OPVIEW(工艺料带)、、管理号-SMZJ(上模组件), 管理号-XMZJ(下模组件)。

模具设计之滑块设计实例

c) 三级名称为:

1二级组件下的所有标准件,名称默认。(不可重复加序号)

模具设计之滑块设计实例

2二级组件下的所有非标镶块零件。

其中所有自制非标件命名为“管理号-件号”;从上模座开始,件号命名从201开始,如:上模座201、上垫板202、上夹板203…以此类推;

模具设计之滑块设计实例

当模具有多组板时,件号命名如:上垫板1命名为202-1,上垫板2命名为202-2…以此类推;

模具设计之滑块设计实例

当模板内有镶块时,件号命名如:上夹板镶块1命名为203-1,上夹板镶块2命名为203-2…以此类推;

模具设计之滑块设计实例

 

 

5、模具材料选用要求 1、模具材料选用:

级进模部件名称 常用材质
上模座 A3  
上垫板 Cr12  
上夹板(冲头固定板) 45  
止档板 Cr12  
脱料板 Cr12MoV  
下模板 Cr12MoV  
下模垫板 Cr12  
下模座 A3  
下垫脚 A3  
下托板 A3  
导料板 Cr12  
顶料板 Cr12  
刀口凸模 Cr12MoV SKD11
刀口凹模镶件 Cr12MoV SKD11?
成形冲头 Cr12MoV D2
成形镶件 Cr12MoV D2
挂勾 45  
脱料板镶件 Cr12MoV  

2、制件为高强板时,刃口材料选用SKD11。

6、模具零部件热处理要求 1、脱料板、下模板及冲头必须做热处理。热处理后的工作部件(例如:折弯冲头,拉伸冲头,成型冲头等)不可出现变形及裂纹等不良情况。

2、成形工位出现拉毛等问题时,为保证制件成形效果,需对镶块进行表面处理,提高镶块耐磨性。

3、材料热处理参照下表:

材质 热处理
45钢 HRC28-32
Cr12 HRC52-56
Cr12mov HRC58-62
SKD11 HRC58-62
P20 HRC30-32
7、模具导向及防反设计要求 1、模具设计需考虑防反,模具整体防反可采用导柱位置差防反,外导柱防反尺寸差最小10mm,内导柱防反尺寸差最小5mm。大型模具采用复合导向时可采用导板导向面位置差防反。

2、外导向导柱导套需使用滚珠导向组件,如果使用贮存块,必须保证模具存放状态下导柱导入导套至少1倍直径,保证上下模不脱开。

3、封闭的导柱导向处必须要设置排气孔(至少Φ10)或排气槽。

4、导柱、导向板红丹检测间隙均匀,无单边接触现象,红丹着色面积75%以上。

5、导向的导板应该有背靠,无间隙且强度足够。靠背台阶的宽度不小于导板厚度的1/2。

6、模具的导向机构适应满足在量刚生产指标下,不出现拉毛、过度发热、滞阻等现象。

7、斜楔装置的滑块采用V型导板及平导板形式为底部导向,其侧导向及下压板优选采用单独式平导板。

8、标准导滑板的厚度尺寸不许改变。可采取垫片结构调整导向状态。当导板加垫时,必须在发货前换成整体垫片并紧固在模具本体上,标明厚度。在任何情况下不允许加斜垫。

 

8、模具零部件设计通用要求 1、模具下模易磨损的工作型面需设计成镶块形式,便于镶块更换与维修。

2、镶块采用螺钉紧固时,下模镶块优先采用从上往下紧固,上模镶块优先采用从下往上紧固。

3、下模镶块采用螺钉压边紧固时,压边尺寸至少1.5mm,可采用垫片方式增加压边量。

4、模具镶块优先采用GB120销钉定位。单块板上的销钉孔必须是通孔。上模可见销钉都需使用螺塞或者弹簧塞,防止销钉脱落。

5、异形孔的冲孔凸模须防止转动,采用杆部防转方式,如下图所示:

模具设计之滑块设计实例

 

6、切边冲孔冲头底面需设计硬料垫板,小于50*50的小镶件下面也须设计垫板,硬料垫板的厚度最小为10mm。

7、小于4.00mm的异型冲头优先采用冲头补强,无法做补强时需设计冲头护套,保证冲头强度。

8、冲切刃入量(过料厚)至少3-4mm。冲切刃口都需做成波浪刃口,防止跳屑。

9、冲孔凹模镶件需镶入下模板,用螺钉紧固,刃口直身至少为3mm,斜度1-2°。废料堆积不能超过3片。产品材料厚度超过2.0mm时废料刀处可不设计凹模套镶件。

10、下模板上冲孔平面如果不在同一水平线上,应将冲切刃口做成镶件形式。

11、下模刀口废料漏孔不允许有台阶,并且不可太粗糙。

12、模具侧切边处,冲头必须设置防侧块(如:切料带时)。

13、下模板和冲孔凹模镶件的厚度不小于30mm。

14、切边冲孔冲头须采用固定板固定,固定板厚度不小于25mm。标准冲头在不打磨轴肩和轴身的情况下可以更换。

15、模具折弯工序处,不易退料时需设置退料顶针。

16、侧向力较大时,折弯冲头对面应设置防侧块。

17、侧冲斜楔滑块运动正常,返回顺畅,无松动,无倾斜,回位准确。

18、脱料板在开始切料时须保证平衡,不倾斜,内限位比料带表面低0.1mm。

19、脱料板镶件在型腔内不能低于脱料板面(-0/+0~0.03);脱板料根据重量设置起吊螺纹,需保证吊环不能有干涉。所有脱料板镶件需防反,并要求在型腔内滑配,方便更换维修。

20、模板需按要求做出避位,保证模具不干涉,例如:压筋的避位,需在后续工位尽量做出大2mm避位,防止再次压形。

21、模具需使用多种规格冲头时,冲头轴身直径尽量采用不同规格尺寸,如果不能保证,则须在固定板上标记冲孔直径大小及冲头编码,以便识别。

22、模具零件设计需考虑防反,防反方式不限。

23、模具结构具备良好的维修性和互换性,方便甲方维修和调整。中大型(长度大于1100mm)模具其结构满足易损件在不拆下整体压料板情况下的快速拆装,或其他不拆卸模具的情况下快速拆装易损件的方法。

 
9、螺销钉的选用要求 1、销钉采用公制标准(GB120)。上模所用销钉以及易产生松动部位的紧固件要采取防止松动、脱落的措施。

2、螺钉采用公制标准(GB70)。锁模板、镶块螺钉原则上优先采用M10及以上螺钉。

3、螺销钉孔边界距离刃口模口6mm或3t以上,取大值。

 
10、导料板及浮料块设计要求 1、料带第一个工作位前端导料距离必须大于80mm,料带与导料板间隙一侧做可调;导料板间隙公差为±0.3。

2、导料板入料处做导入斜角;导料板,浮块进出料斜度充分。

3、料带第一个工作位前端导料(模外导料板)距离必须大于80mm,料带与导料板间隙一侧做可调,螺钉和销钉都做出可调式。

 
11、料带导正销及顶针设计要求 1、冲完导正孔后的第二工步,必须设置导正销定位,确保定位的准确性。

2、导正销设计必须符合标准,导正销导入制件直身高度为0.8料厚倍,安装在脱料板上,并根据模具实际情况在导正销附近加顶针辅助退料。顶针在同一平面的高度应一致,最小直径为4mm,高出导正销导入直身0.8-1mm。

3、下模板处导正销过孔为导正销直径+单边0.05-0.1mm,导正销过孔在下垫板及下模座上做成通孔,垫脚上需做出避位,以便油污及废屑的排出。

 
12、模具料带误送检装置设计要求 1、每套模具在尾部安装误送料检测装置,型号选用OKJS-16-WL。

2、当尾部误送检测装置无法安装时,可采用微动开关式或光电式误送料检测部件,型号选用可参照MISUMI(13版)P573-P577。

 
13、弹性元件选用要求 1、自由状态下,氮缸与对顶块要有1mm的间隙,氮缸的工作行程不得超过总行程的90%。

2、氮缸安装采用标准安装方式。

3、氮缸安装沉孔中时,沉孔底部须有通孔,以免积聚油污及膨胀。

4、弹簧、氮缸外露较多时需设置防护。

5、弹簧数量达到一定数量时需要备件,备件数量参照技术协议。

6、外露螺旋弹簧高度大于直径,需用导正螺栓定位。

7、同一功能的弹簧长度,颜色要一致,以及弹力也要一致。

8、氮缸都要有固定装置,底部用法兰或螺丝连接;特殊情况如氮缸横置模板内用于滑块复位时,可不紧固,但需保证其受模具内形状限制,不可随意移动。

9、模具需具备足够的压料力,可靠地实现定位、顶出功能,即保证工序件在压制过程中不发生窜动,顶出时无任何滞阻现象。

10、所有模具的单纯退料用顶出装置动力源采用气缸或弹簧。

 
14、模具废料处理以及出件要求 1、废料须与成品分开;模具采用250T压床时,废料盒高度至少50mm,400T及以上压床时,废料盒高度至少100mm 。

2、废料槽须稳定并以螺丝连接.不允许将漏斗焊接到模具上。若需要,必须易于延长废料槽,角铁、漏斗的材料厚度要求至少2.0mm,无避位不足情况。

3、溜料空间须考虑废料最大尺寸,废料应能自动掉落,避免使用单独切料器分离。

4、每片废料须单独顺畅排出,不可成堆,形状复杂的切边废料也须保证如此;

5、模面无跳废料情况,上模不粘废料。

6、全部模具的废料排出不得飞溅、滞阻。废料在排出过程中不得对人、模具部件有损伤。废料盒在工作和吊运时不脱落,取出放入方便无干涉。

7、废料盒在模具设计时应考虑操作者可见、取放方便,废料盒手柄涂特殊提示颜色。

8、废料槽须稳定并以螺丝连接.不允许将漏斗焊接到模具上。若需要,必须易于延长废料槽。

9、滑槽面及角度是否良好,型内25度以上,型外20度以上

 
15、模具安装要求 1、模具安装采用手动夹紧,压板槽设计必须符合十一部给出的冲床参数要求。见(附件-8)

2、设备选用时应注意模具大小与压机台面尺寸及力的匹配,注意产品在压机台面上的掉落位置。上下铸造模座在纵向上至少要有两条承载筋,铸件的落料孔应足够大。

3、在250T压机生产的模具,上模可以超出压机滑块尺寸,但上模最大尺寸不超过1100mm,并注意滑块最大悬模重量。

4、模具压板槽规格尺寸符合压机参数。压板槽数量符合以下表格规定:

模具长边尺寸(mm) U形槽的数量
下模座 上模座
~1100 2 2 2 2
1101~1600 2 2 3 3
1601~3600 3 3 4 4

5、在250T及以上压机安装的级进模需设置快速定位。快速定位的结构、尺寸参照(附件-8)

6、加工压力不能超过BYD所使用压机的能力的80%。

7、250T及以上模具应有单独的快速定位布置示意图。

8、对于尺寸较小与较轻的模具,允许使用压板进行紧固,但要求模具在垂直于送料方向上,边缘与工作台(或滑块)边缘距离不少于150mm(如下图所示),模具上、下模重量不超过300kg,同时从模区空间图上,有安装T型螺栓和垫铁、压板的位置;当上模大于300kg,下模大于500kg时须使用压板槽方式紧固。

模具设计之滑块设计实例

9、模具上模重量不得超过滑块最大吊重的80%,模具总重量不得超过工作台最大承载的80%。

 
16、模具送料高度要求 1、相同吨位压床的模具送料高度(工作台面至送料面高度),尽可能保持一致。

2、送料高度要求(从压床工作台面起到开模状态下浮料高度)与压床匹配要求见(附件-5)

 
17、模具存放、限位要求 1、每套模具需有四个及以上限位柱及贮存块,限位柱至少三分之二搭在垫脚上,保证承载能力。

2、行程限位装置和贮存块应选用标准件,设置在可见处,不得遮挡。行程限位装置涂黄色漆,贮存块涂红色漆,并用链子锁在限位柱上。

3、聚氨脂存放块受压变形时不能越出座面,不能发生干涉。

4、模具存放高度(使用存放限制器时)不得超过设备的最大装模高度与安装通过高度。

5、选用400T/630T压机的模具,贮存块承载能力应满足下列要求:

模具长度尺寸范围 存放叠加模具数量
~2000 5
2000~3000 4
3000 ~ 3
 
18、模具储运和吊装要求 1、总重小于1000kg的模具可不设起重吊钩,但应在上、下模座、托板各设4处起重螺纹孔;总重大于1000kg的模具,下模需设置起吊装置,当上模大于1000KG时,上模也需要设置起吊装置。

2、为了保证模具部件安装和拆卸方便,凡超过15KG的部件都需设置起吊螺纹孔,螺纹至少为M12。

3、模具装卸储运需考虑叉车操作空间(如垫脚间距离大于160mm),如模具太小,只能叉两边,两边距离最少需保证35mm 。

4、模具起吊用吊钩型号为CHN M16、M20、M24、M30、M36。

模具重量KG 吊钩型号和数量
上模座 下模座
0~1000 M16X4PCS M16X4PCS
1001~1800 M20X4PCS M20X4PCS
1801~2700 M24X4PCS M24X4PCS
2701~4000 M30X4PCS M30X4PCS
4001~6000 M36X4PCS M36X4PCS

5、注意吊钩外圈尺寸不可超出上模座上平面,避免损坏模具。

 
19、斜楔类运动装置 1、吊楔和用于翻边整形及负荷较大的冲孔的斜楔装置必须设置强制返楔。

2、斜楔与滑块的初始接触面积大于对应滑块整个驱动斜面的1/3;不得使滑块产生转动扭矩。

3、回程弹性元件运动可靠灵敏,不产生非工作方向的负荷与干涉,保证自由状态下刀口不接触。

4、负荷大、工况条件差时采用铜基导板导向。

 
20、模具零件着色及加工工艺卡要求
级进模加工工艺颜色(颜色对应冲压模具工厂内部色卡)
颜色 色号 加工方式 加要要求(精度) 备注
红色 4 磨床加工 ±0.005mm  
黄色 6 CNC精铣 ±0.005mm  
粉色 5 钻、铣、CNC加工(粗加工) ±0.2mm 螺钉沉头、过孔、弹簧孔、通孔等
蓝色 1 线割 外形单割+0.00mm 冲头,基准孔
绿色 2 线割 内孔单割+0.01mm 夹板固定类孔,销钉孔,导正销固定孔等
青色 3 线割 内孔单割+0.02(间隙值按需填写) 脱料板凸模过孔
紫色 12 线割 内孔单割+0.035,直4锥2°(间隙值按需填写) 凹模刃口
白色 7 攻牙 攻牙深3倍螺纹直径  
橙色 11 车床加工 按实数加工,允许误差±0.01mm  
灰色 130 线割 单割+0.02mm 浮料销、浮料块孔等滑配孔
暗绿色 137 1.模板本体色,只加工避位;2.内孔为过孔、落废料孔,按需做出间隙,实数加工.(允许公差±0.2mm)
 
21、模具安全性及设施 1、模具上所有活动部件必须采取安全措施,尤其是涉及高速自动化生产的安全问题。包括人员安全、设备安全、模具安全等方面。模具上的活动部件应有安全措施,如限位器、安全销(块)、防护板。外露弹性元件等危险部件须设置防护罩。

2、模具设计应充分考虑手工操作的安全性(包括模具的临时性手工操作),使模具具有良好的视野及足够的操作和维修空间。模具的导向机构、限制器、斜楔、吊楔等尽量远离操作区。

3、400T及以上模具设置不少于2处的安全区。安全区受力部分必须设置加强筋或为实体。(长度1100-2000mm内模具安全区尺寸为120X120mm;长度大于2000mm模具安全区尺寸为150X150mm)

4、产生冲击振动大的模具,上下模间要有缓冲措施。(吸能装置)

 
22、其他要求及技术资料 1、其他要求参照《模具开发项目技术协议》执行,技术资料参照《模具开发项目技术协议》中附件资料。  

如何设计注塑模具的浇口?

模具设计之滑块设计实例

    浇口的设计和塑件的尺寸、形状模具结构,注射工艺条件及塑件性能等因素有关。但就基本作用来说,浇口截面要小,长度要短,因为只有这样才能满足增大流料速度,快速冷却封闭,便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。


1. 浇口位置需要满足的要求

外观要求(浇口痕迹,熔接线)
产品功能要求
模具加工要求
产品的翘曲变形
浇口容不容易去除
成型工艺易掌控

2. 对生产和功能的影响

    流长决定射出压力,锁模力,以及产品填不填的满流长缩短可降低射出压力及锁模力。
浇口位置会影响保压压力,保压压力大小,保压压力是否平衡,将浇口远离产品受力位置(如轴承处)以避免残留应力,浇口位置必须考虑排气,以避免积风发生,不要将浇口放在产品较弱处或嵌入处,以避免偏位。


3. 选择浇口位置的技巧

    浇口
    浇口是一条横切面面积细小的短槽,用以连接流道与模穴。横切面面积所以要小,目的是要获得以下效果:
    模穴注不久,浇口即冷结
    除水口简易
    除水口完毕,仅留下少许痕迹
    使多个模穴的填料较易控制
    减少填料过多现象

    浇口位置以及尺寸
① 将浇口放置于产品最厚处,从最厚处进浇可提供较佳的充填及保压效果。如果保压不足,较薄的区域会比较厚的区域更快凝固,避免将浇口放在厚度突然变化处,以避免迟滞现象或是短射的发生。
② 可能的话,从产品中央进浇,将浇口放置于产品中央可提供等长的流长,流长的大小会影响所需的射出压力,中央进浇使得各个方向的保压压力均匀,可避免不均匀的体积收缩。
③ 当塑料流入流道时,塑料接近模面最先降热(冷却)及凝固。塑料再向前流动时只是在此凝固的塑料层流过。又由于塑料是低传热物质,固态的塑料形成绝绿层及保持层的仍可流动。
所以,在理想的情况下,浇口应设置在横流道层位置,使得最佳的塑料流动效应。此情况最常见于圆形及六角形的横流道.然而梯形的横流道无法达致此效果,因浇口不能设置于流道的中间位置。
决定浇口位置时,应紧守下列原则:
注入模穴各部份的胶料应尽量平均;
注入工模的胶料,在注料过程的各阶段,都应保持统一而稳定的流动前线;
应考虑可能出现焊痕,气泡,凹穴,虚位,射胶不足及喷胶等情况;
应尽量使除水口操作容易进行,最好是自动操作;
浇口的位置应与各方面配合。
设计浇口的方法并无硬性规定,大都是根据经验而行,但有两个基本要素须加以折衷考虑:
浇口的横切面面积愈大愈好,而槽道之长度则愈短愈佳,以减少塑料通过时的压力损失。
浇口须细窄,以便容易冷结及防止过量塑料倒流.故此浇口在流道中央,而它的横切面应尽可能成圆形。不过,浇口的开关通常是由模件的开关来决定的.


浇口尺寸
    浇口的尺寸可由横切面积和浇口长度定出,下列因素可决定浇口最佳尺寸:
胶料流动特性
模件之厚薄
注入模腔的胶料量
熔解温度
工模温度
4. 浇口的平衡

    如果不能获得平衡的流道系统,可采用下述浇口平衡法,以达到划一注模的目标。这种方法适用于有大量模穴的工模。
    浇口的平衡法有两种:改变浇口槽道的长度及改变浇口的横切面面积。在另一种情况下,即模穴有不同的投影面积时,浇口也需要平衡。
这时,要决定浇口的大小,就要先将其中一个浇口尺寸定出,求出它与其对应模穴体积相较的比率,并且把这个比率应用到其浇口与各对应模穴的比较上,便可相继求出各个浇口的尺寸。经过实际试注后,便可完成浇口的平衡操作。
5. 直接浇口或大水口

    浇道直接供应塑料到制成品,浇道黏附在制成品上。在两板的工模,大水口通常是一出一,但在三板模或热流道工模的设计上,可以一啤多。
缺点:在制成品表面形成水口印会影响成品外观,而水口印大小在于唧咀的细直径孔。


6. 唧咀的脱模角,唧咀的长度

    因此大水口印可以减细,只要将上述唧咀的尺寸改小.但唧咀的直径受唧咀直径的影响,而水口要易于出模的关系,脱模角不能少过3度,所以只有唧咀长度可以减短,用加长唧咀即可。


浇口选择:

    浇口是流道和型腔的连接部分,也是注塑模进料系统的最后部分,其基本作用为:
使从流道来的熔融塑料以最快的速度进入充满型腔。
型腔充满后,浇口能迅速冷却封闭,防止型腔能还未冷却的塑料回流。
PS:(唧咀在模具占很重要的一部份,加热溶解塑胶经唧咀注入模具后才形成产品,装配在前模(A板)的正中间)


7. 总结

    浇口的设计和塑件的尺寸、形状模具结构,注射工艺条件及塑件性能等因素有关。但就基本作用来说,浇口截面要小,长度要短,因为只有这样才能满足增大流料速度,快速冷却封闭,便于塑件分离以及浇口残痕最小等要求。


    浇口设计要点可归纳如下:

1)浇口开设在塑件断面较厚的部位,使熔料从厚料断面流入薄断面保证充模完全;
2)浇口位置的选择,应使塑料充模流程最短,以减少压力损失;
3)浇口位置的选择,应有利于排除型腔中的空气;
4)浇口不宜使熔料直冲入型腔,否则会产生漩流,在塑件上留下旋形的痕迹,特别是窄的浇口更容易出现这种缺陷;
5)浇口位置的选择,应防止在塑料表面上产生拼缝线,特别实在圆环或是圆筒形的塑件中,应在浇口的面的熔料浇合处加开冷料井;
6)带有细长的型芯的注塑模的浇口位置,应当离成型芯较远,不使成型芯受料流冲而变形;
7)大型或扁平塑件成形时,为防止翘曲、变形、缺料可采用复式浇口;
8)浇口应尽量开设在不影响塑件外观的位置,如边缘底部;
9)浇口的尺寸取决于塑件的尺寸、形状和塑料的性能;
10)设计多个型腔注塑模时,结合流道的平衡来考虑浇口的平衡,尽量做到熔融料同时均匀充。

模具领域25条常识

1) 选择模具钢时什么是最重要的和最具有决定性意义的因素?

    成形方法 - 可从两种基本材料类型中选择。 

    A) 热加工工具钢,它能承受模铸、锻造和挤压时的相对高的温度。 

    B) 冷加工工具钢,它用于下料和剪切、冷成形、冷挤压、冷锻和粉末加压成形。 

    塑料-一些塑料会产生腐蚀性副产品,例如PVC塑料。长时间的停工引起的冷凝、腐蚀性气体、酸、冷却/加热、水或储存条件等因素也会产生腐蚀。 在这些情况下,推荐使用不锈钢材料的模具钢。

    模具尺寸 - 大尺寸模具常常使用预硬钢。 整体淬硬钢常常用于小尺寸模具。

    模具使用次数 - 长期使用(> 1 000 000次)的模具应使用高硬度钢,其硬度为48-65 HRC。 中等长时间使用(100 000到1 000 000次)的模具应使用预硬钢,其硬度为30-45 HRC。 短时间使用(<100 000次)的模具应使用软钢,其硬度为160-250 HB。 

    表面粗糙度 - 许多塑料模具制造商对好的表面粗糙度感兴趣。 当添加硫改善金属切削性能时,表面质量会因此下降。 硫含量高的钢也变得更脆。



2) 影响材料可切削性的首要因素是什么?

    钢的化学成分很重要。 钢的合金成分越高,就越难加工。 当碳含量增加时,金属切削性能就下降。

    钢的结构对金属切削性能也非常重要。 不同的结构包括: 锻造的、铸造的、挤压的、轧制的和已切削加工过的。 锻件和铸件有非常难于加工的表面。 

    硬度是影响金属切削性能的一个重要因素。 一般规律是钢越硬,就越难加工。 高速钢(HSS)可用于加工硬度最高为330-400 HB的材料;高速钢+钛化氮(TiN)涂层,可加工硬度最高为45 HRC的材料; 而对于硬度为65-70 HRC的材料,则必须使用硬质合金、陶瓷、金属陶瓷和立方氮化硼(CBN)。 

非金属参杂一般对刀具寿命有不良影响。 例如Al2O3 (氧化铝),它是纯陶瓷,有很强的磨蚀性。 

最后一个是残余应力,它能引起金属切削性能问题。 常常推荐在粗加工后进行应力释放工序。



3) 模具制造的生产成本由哪些部分组成?

粗略地说,成本的分布情况如下: 

切削 65%

工件材料 20%

热处理 5% 

装配/调整 10%

    这也非常清楚地表明了良好的金属切削性能和优良的总体切削解决方案对模具的经济生产的重要性。



4) 铸铁的切削特性是什么?

一般来说,它是: 

    铸铁的硬度和强度越高,金属切削性能越低,从刀片和刀具可预期的寿命越低。 用于金属切削生产的铸铁其大部分类型的金属切削性能一般都很好。 金属切削性能与结构有关,较硬的珠光体铸铁其加工难度也较大。 片状石墨铸铁和可锻铸铁有优良的切削属性,而球墨铸铁相当不好。 

    加工铸铁时遇到的主要磨损类型为: 磨蚀、粘结和扩散磨损。 磨蚀主要由碳化物、沙粒参杂物和硬的铸造表皮产生。 有积屑瘤的粘结磨损在低的切削温度和切削速度条件下发生。 铸铁的铁素体部分最容易焊接到刀片上,但这可用提高切削速度和温度来克服。 

    在另一方面,扩散磨损与温度有关,在高切削速度时产生,特别是使用高强度铸铁牌号时。 这些牌号有很高的抗变型能力,导致了高温。 这种磨损与铸铁和刀具之间的作用有关,这就使得一些铸铁需用陶瓷或立方氮化硼(CBN)刀具在高速下加工,以获得良好的刀具寿命和表面质量。 

    一般对加工铸铁所要求的典型刀具属性为: 高热硬度和化学稳定性,但也与工序、工件和切削条件有关;要求切削刃有韧性、耐热疲劳磨损和刃口强度。 切削铸铁的满意程度取决于切削刃的磨损如何发展: 快速变钝意味着产生热裂纹和缺口而使切削刃过早断裂、工件破损、表面质量差、过大的波纹度等。 正常的后刀面磨损、保持平衡和锋利的切削刃正是一般需要努力做到的。



5) 什么是模具制造中主要的、共同的加工工序?

切削过程至少应分为3个工序类型:

    粗加工、半精加工和精加工,有时甚至还有超精加工(大部分是高速切削应用)。 残余量铣削当然是在半精加工工序后为精加工而准备的。 在每一个工序中都应努力做到为下一个工序留下均匀分布的余量,这一点非常重要。 如果刀具路径的方向和工作负载很少有快速的变化,刀具的寿命就可能延长,并更加可预测。 如果可能,就应在专用机床上进行精加工工序。 这会在更短的调试和装配时间内提高模具的几何精度和质量。



6) 在这些不同的工序中应主要使用何种刀具?

    粗加工工序: 圆刀片铣刀、球头立铣刀及大刀尖圆弧半径的立铣刀。

    半精加工工序: 圆刀片铣刀(直径范围为10-25 mm的圆刀片铣刀),球头立铣刀。

    精加工工序: 圆刀片铣刀、球头立铣刀。

    残余量铣削工序:圆刀片铣刀、球头立铣刀、直立铣刀。 

    通过选择专门的刀具尺寸、槽形和牌号组合,以及切削参数和合适的铣削策略,来优化切削工艺,这非常重要。

    关于可使用的高生产率刀具,见模具制造用样本C-1102:1



7) 在切削工艺中有没有一个最重要的因素?

    切削过程中一个最重要的目标是在每一个工序中为每一种刀具创建均匀分布的加工余量。 这就是说,必须使用不同直径的刀具(从大到小),特别是在粗加工和半精加工工序中。 任何时候主要的标准应是在每个工序中与模具的最终形状尽可能地相近。

    为每一种刀具提供均匀分布的加工余量保证了恒定而高的生产率和安全的切削过程。 当ap/ae(轴向切削深度/径向切削深度)不变时,切削速度和进给率也可恒定地保持在较高水平上。 这样,切削刃上的机械作用和工作负载变化就小,因此产生的热量和疲劳也少,从而提高了刀具寿命。 如果后面的工序是一些半精加工工序,特别是所有精加工工序,就可进行无人加工或部分无人加工。 恒定的材料加工余量也是高速切削应用的基本标准。 

    恒定的加工余量的另一个有利的效应是对机床——导轨、球丝杠和主轴轴承的不利影响小。



8) 为什么最经常将圆刀片铣刀作为模具粗加工刀具的首选?

    如果使用方肩铣刀进行型腔的粗铣削,在半精加工中就要去除大量的台阶状切削余量。 这将使切削力发生变化,使刀具弯曲。 其结果是给精加工留下不均匀的加工余量,从而影响模具的几何精度。 如果使用刀尖强度较弱的方肩铣刀(带三角形刀片),就会产生不可预测的切削效应。 三角形或菱形刀片还会产生更大的径向切削力,并且由于刀片切削刃的数量较少,所以他们是经济性较差的粗加工刀具。

    另一方面,圆刀片可在各种材料中和各个方向上进行铣削,如果使用它,在相邻刀路之间过渡较平滑,也可以为半精加工留下较小的和较均匀的加工余量。 圆刀片的特性之一是他们产生的切屑厚度是可变的。 这就使它们可使用比大多数其它刀片更高的进给率。 圆刀片的主偏角从几乎为零(非常浅的切削)改变到90度,切削作用非常平稳。 在切削的最大深度处,主偏角为45度,当沿带外圆的直壁仿形切削时,主偏角为90度。 这也说明了为什么圆刀片刀具的强度大——切削负载是逐渐增大的。 粗加工和半粗加工应该总将圆刀片铣刀,如CoroMill 200(见模具制造样本C-1102:1)作为首选。 在5轴切削中,圆刀片非常适合,特别是它没有任何限制。 

    通过使用良好的编程,圆刀片铣刀在很大程度上可代替球头立铣刀。 跳动量小的圆刀片与精磨的的、正前角和轻切削槽形相结合,也可以用于半精加工和一些精加工工序。



9) 什么是有效切削速度(ve)和为什么它对高生产率非常重要?

    切削中,实际或有效直径上的有效切削速度的基本计算总是非常重要。 由于台面进给量取决于一定切削速度下的转速,如果未计算有效速度,台面进给量就会计算错误。

    如果在计算切削速度时使用刀具的名义直径值(Dc),当切削深度浅时,有效或实际切削速度要比计算速度低得多。如圆刀片CoroMill 200刀具(特别是在小直径范围)、球头立铣刀、大刀尖圆弧半径立铣刀和CoroMill 390立铣刀之类的刀具(这些刀具请参见山特维克可乐满的模具制造样本 C-1102:1)。由此,计算得到的进给率也低得多,这严重降低了生产率。 更重要的是,刀具的切削条件低于它的能力和推荐应用范围。 

    当进行3D切削时,切削时的直径在变化,它与模具的几何形状有关。 此问题的一个解决方案是定义模具的陡壁区域和几何形状浅的零件区域。 如果对每个区域编制专门的CAM程序和切削参数,就可以达到良好的折中和结果。 



10) 对于成功的淬硬模具钢铣削来说,重要的应用参数有哪些?

    使用高速铣对淬硬模具钢进行精加工时,一个需遵守的主要因素是采用浅切削。 切削深度应不超过0.2/0.2 mm(ap/ae:轴向切削深度/径向切削深度)。这是为了避免刀柄/切削刀具的过大弯曲和保持所加工模具拥有小的公差和高精度。

    选择刚性很好的夹紧系统和刀具也非常重要。 当使用整体硬质合金刀具时,采用有最大核心直径(最大抗弯刚性)的刀具非常重要。 一条经验法则是,如果将刀具的直径提高20%,例如从10 mm提高到12 mm,刀具的弯曲将减小50%。 也可以说,如果将刀具悬伸/伸出部分缩短20%,刀具的弯曲将减小50%。 大直径和锥度的刀柄进一步提高了刚度。 当使用可转位刀片的球头立铣刀(见模具制造样本 C-1102:1)时,如果刀柄用整体硬质合金制造,抗弯刚性可以提高3-4倍。 

    当用高速铣对淬硬模具钢进行精加工时,选择专用槽形和牌号也非常重要。 选择像TiAlN这样有高热硬度的涂层也非常重要。



11) 什么时候应采用顺铣,什么时候应采用逆铣?

主要建议是: 尽可能多使用顺铣。 

    当切削刃刚进行切削时,在顺铣中,切屑厚度可达到其最大值。 而在逆铣中,为最小值。 一般来说,在逆铣中刀具寿命比在顺铣中短,这是因为在逆铣中产生的热量比在顺铣中明显地高。 在逆铣中当切屑厚度从零增加到最大时,由于切削刃受到的摩擦比在顺铣中强,因此会产生更多的热量。 逆铣中径向力也明显高,这对主轴轴承有不利影响。

    在顺铣中,切削刃主要受到的是压缩应力,这与逆铣中产生的拉力相比,对硬质合金刀片或整体硬质合金刀具的影响有利得多。 当然也有例外。 当使用整体硬质合金立铣刀(见模具样本C- 1102:1中的刀具)进行侧铣(精加工)时,特别是在淬硬材料中,逆铣是首选。 这更容易获得更小公差的壁直线度和更好的90度角。 不同轴向走刀之间如果有不重合的话,接刀痕也非常小。 这主要是因为切削力的方向。 如果在切削中使用非常锋利的切削刃,切削力便趋向将刀“拉”向材料。 可以使用逆铣的另一个例子是,使用老式手动铣床进行铣削,老式铣床的丝杠有较大的间隙。 逆铣产生消除间隙的切削力,使铣削动作更平稳。



12) 仿形铣削还是等高线切削?

    在型腔铣削中,保证顺铣刀具路径成功的最好方法是采用等高线铣削路径。 铣刀(例如球头立铣刀,见模具制造样本C-1102:1)外圆沿等高线铣削常常得到高生产率,这是因为在较大的刀具直径上,有更多的齿在切削。 如果机床主轴的转速受到限制,等高线铣削将帮助保持切削速度和进给率。 采用这种刀具路径,工作负载和方向的变化也小。 在高速铣应用和淬硬材料加工中,这特别重要。这是因为如果切削速度和进给量高的话,切削刃和切削过程便更容易受到工作负载和方向改变的不利影响,工作负载和方向的变化会引起切削力和刀具弯曲的变化。 应尽可能避免沿陡壁的仿形铣削。 下仿形铣削时,低切削速度下的切屑厚度大。 在球头刀中央,还有刃口崩碎的危险。 如果控制差,或机床无预读功能,就不能足够快地减速,最容易在中央发生刃口崩碎的危险。 沿陡壁的上仿形铣削对切削过程较好一些,这是因为在有利的切屑速度下,切屑厚度为其最大值。

    为了得到最长的刀具寿命,在铣削过程中应使切削刃尽可能长时间地保持连续切削。 如果刀具进入和退出太频繁,刀具寿命会明显缩短。 这会使切削刃上的热应力和热疲劳加剧。 在切削区域有均匀和高的温度比有大的波动对现代硬质合金刀具更有利。 仿形铣削路径常常是逆铣和顺铣的混合(之字形),这意味切削中会频繁地吃刀和退刀。 这种刀具路径对模具质量也有不好的影响。 每次吃刀意味刀具弯曲,在表面上便有抬起的标记。 当刀具退出时,切削力和刀具的弯曲减小,在退出部分会有轻微的材料“过切削”。



13) 为什么有的铣刀上必须有不同的齿距?

    铣刀是多切削刃刀具,齿数(z)是可改变的,有一些因素可以帮助确定用于不同加工类型的齿距或齿数。 材料、工件尺寸、总体稳定性、悬伸尺寸、表面质量要求和可用功率就是与加工有关的因素。 与刀具有关的因素包括足够的每齿进给量、至少同时有两个齿在切削以及刀具的切屑容量,这些仅是其中的一小部分。

    铣刀的齿距(u)是刀片切削刃上的点到下一个切削刃上同一个点的距离。 铣刀分为疏、密和超密齿距铣刀,大部分可乐满铣刀都有这3个选项,见模具制造样本C-1102:1。密齿距是指有较多的齿和适当的容屑空间,可以以高金属去除率切削。 一般用于铸铁和钢的中等负载铣削。 密齿距是通用铣刀的首选,推荐用于混合生产。 

     疏齿距是指在铣刀圆周上有较少的齿和有大的容屑空间。疏齿距常常用于钢的粗加工到精加工,在钢加工中振动对加工结果影响很大。 疏齿距是真正有效的问题解决方案,它是长悬伸铣削、低功率机床或其它必须减小切削力应用的首选。

    超密齿距刀具的容屑空间非常小,可以使用较高的工作台进给。 这些刀具适合于间断的铸铁表面的切削、铸铁粗加工和钢的小余量切削,例如侧铣。 它们也适合于必须保持低切削速度的应用。 铣刀还可以有均匀的或不等的齿距。 后者是指刀具上齿的间隔不相等,这也是解决振动问题的有效方法。 

    当存在振动问题时,推荐尽可能采用疏齿不等齿距铣刀。由于刀片少,振动加剧的可能性就小。 小的刀具直径也可改善这种情况。 应使用能很好适应的槽形和牌号的组合——锋利的切削刃和韧性好的牌号组合。



14) 为了获得最佳性能,铣刀应怎样定位?

    切削长度会受到铣刀位置的影响。 刀具寿命常常与切削刃必须承担的切削长度有关。 定位于工件中央的铣刀其切削长度短,如果使铣刀在任一方向偏离中心线,切削的弧就长。 要记住,切削力是如何作用的,必须达到一个折中。 在刀具定位于工件的中央的情况下,当刀片切削刃进入或退出切削时,径向切削力的方向就随之改变。 机床主轴的间隙也使振动加剧,导致刀片振动。 

    通过使刀具偏离中央,就会得到恒定的和有利的切削力方向。 悬伸越长,克服所有可能的振动也就越重要。



15) 为了消除切削过程中的振动,应采取什么措施?

    当存在振动问题时,基本措施是减小切削力。 这可通过使用正确的刀具、方法和切削参数达到。

    遵守下面的已证明有效的建议: 

– 选择疏齿距或不等齿距铣刀。 

– 使用正前角、小切削力刀片槽形。 

– 尽可能使用小铣刀。 当使用减震接杆进行铣削时,这一点特别重要。 

– 使用小切削刃钝化半径(ER)的刀片。 从厚涂层到薄涂层。 如需要可使用非涂层刀片。 应使用基体为细晶颗粒的高韧性刀片牌号。 

– 使用大的每齿进给。 降低转速,保持工作台进给量(等于较大的每齿进给量)。 或保持转速并提高工作台进给量(较大的每齿进给量)。 切勿减小每齿进给量! 

– 减小径向和轴向切削深度。 

– 选择稳定的刀柄,如可乐满Capto。 使用尽可能大的接柄尺寸,以获得最佳稳定性。 使用锥度加长杆,以获得最大刚性。 

– 对于大悬伸,使用与疏齿距不等齿距铣刀结合的减震接杆。 安装铣刀时,使铣刀与减震接柄直接连接。 

– 使铣刀偏离工件中心。 

– 如果使用偶数齿的刀具——可每隔一齿拆下一个刀片。 



16) 为了使刀具平衡,应采取的最重要措施有哪些?

    在整个切削过程中,为达到刀具平衡牵涉到的典型步骤如下: 

– 测量刀具/刀柄组件的不平衡。 

– 通过变更刀具、切削它以去除一些质量,或移动刀柄上的配重来降低不平衡。 

– 经常必须重复这些步骤,包括再次检查刀具、再次精确调整,直到达到平衡。 

刀具平衡还牵涉到几个未讨论过的工艺中的不稳定性。其中之一是刀柄与主轴之间的配合问题。其原因是夹紧时常常有可测量的间隙,也可能是锥柄上有切屑或脏污。这会造成锥柄每次定位都不相同。即使刀具、刀柄和主轴在各个方面的状态都很好,但如果存在沾污,也会造成不平衡。为了平衡刀具,必须会增加切削过程中的成本,如果刀具平衡对降低成本非常重要,就应并对每种的具体情况进行分析。 

但是,为了很好地平衡刀具,在选择正确的刀具时还有许多工作要做。以下几点是选择刀具时应给予考虑的: 

– 购买高质量的刀具与刀柄。应选择预先已消除了不平衡的刀柄。 

– 最好使用短的和尽可能轻的刀具。 

– 定期检验刀具和刀柄,检查是否有疲劳螺纹和变形的征兆。 

    工艺能接受的刀具不平衡由工艺自身的情况来确定。这些情况包括切削过程的切削力、机床的平衡状况及这两个因素彼此相互影响的程度。试验是找到最佳平衡的最好方法。用不同的不平衡值运行几次,例如从不平衡值为20克毫米或更低开始。每次运行后,再用更加平衡的刀具重复试验。最佳平衡应该是这样的一个点:超过这个点后,进一步提高刀具平衡不会提高工件的表面质量;或是这样的一个点:在此点上工艺能易于保证规定的工件公差。 

    关键是始终将重点放在工艺上,而不是将动平衡等级-G值或其它任意确定的平衡值作为目标。此目标应为达到效率尽可能高的工艺。这牵涉到权衡刀具平衡的成本和因此而获得的好处,因此应在成本与好处之间合理地进行平衡。 

    关于刀具平衡更详细的技术信息, 请与当地的可乐满代表联系。 



17) 在常规和高速切削应用中,为了得到尽可能好的效果,我应使用何种刀柄?

    高速加工时,离心力非常大,会导致主轴孔慢慢变大。这对一些V形法兰的刀柄会产生负面影响,因为V形法兰的刀柄仅在径向面上与主轴孔接触。主轴孔变大会使刀具在拉杆恒定的拉力作用下被拉入主轴。这甚至会引起刀具粘住或Z轴方向的尺寸精度降低。 

    与主轴孔和端面同时接触的刀具,即径向和轴向同时配合的刀具更适用于高速下的切削。当主轴孔扩大时,端面接触可避免刀具在主轴孔内向上的移动。使用空心刀柄的刀具也容易受离心力的影响,但它们已设计成在高速下随主轴孔的增大而增大。刀具和主轴在径向和轴向都接触提供了良好的夹紧刚性,使刀具可以进行高速切削。采用独有的椭圆三棱短锥设计的可乐满Capto接口在传递扭矩和高生产率切削时,具有更优秀的性能。

    高主轴转速时主轴表面接触的对照表

主轴转速 ISO 40 HSK 50A Coromant Capto C5

0 100% 100% 100% 

20 000 100% 95% 100%

25 000 37% 91% 99%

30 000 31% 83% 95% 

35 000 26% 72% 91% 

40 000 26% 67% 84% 

    当安排高速切削时,应尽量使用由对称的刀具和刀柄组合而成的刀具系统。有几种可用的不同刀具系统。先将刀柄加热使孔扩张,待它们冷却后刀具就被夹紧了,这就是过盈配合系统。对于高速切削来说,这是最好和最可靠的固定刀具方法。这首先是因为它的跳动量非常小;第二,这种连接能传递大扭矩;第三,它很容易构建定制刀具和刀具组件;最后,用这种方法组成的刀具组件有极高的总体刚性。 

另一种出众并非常通用的刀具夹紧装置是可乐满高精度强力夹头——CoroGrip。这种刀柄系统覆盖了从粗加工到超精加工的所有应用。一个夹头可夹紧使用直柄、惠氏刻槽或侧压式刀柄的面铣刀到钻头的所有类型的刀具。标准弹簧夹套,如可用液压(HydroGrip)、BIG、Nikken、NT的弹簧夹套,均可用于CoroGrip夹头。在4XD处的跳动量仅为0.002 – 0.006 mm。夹紧力和扭矩传递特别高,其平衡设计使它用于高速切削(< 40 000转/分)时有非常完美的性能。关于刀柄的详细信息,请参见模具制造样本C-1102:1。



18) 我应怎样切削转角才能没有振动的危险?

    传统的切削转角的方法是使用线性切削(G1),在转角的过渡不连续。这就是说,当刀具到达角落时,由于线性轴的动力特性限制,刀具必须减速。在电机改变进给方向前,有一短暂的停顿,这会产生大量的热量和摩擦。很长的接触长度会导致切削力的不稳定,并常常使角落切削不足。典型的结果是振动——刀具越大和越长,或刀具总悬伸越大,振动越强。

    此问题的最佳解决方案: 

    ? 使用圆角半径比转角半径小的刀具。使用圆弧插补生成角落。这种加工方法在块的边界处不会产生停顿,这就是说,刀具的运动提供了光滑和连续的过渡,产生振动的可能性大大地降低了。

    ? 另一种解决方案是通过圆弧插补产生比图纸上的规定稍大些的圆角半径。这是很有利的,这样,有时就可在粗加工中使用较大的刀具,以保持高生产率。

    ? 在角落处余下的加工余量可以采用较小的刀具进行固定铣削或圆弧插补切削。 



19) 什么是开始切削型腔的最佳方法?

    共有4种主要方法: 

    ? 起始孔的预钻削,角落也可预钻削。不推荐这种方法: 这需要增加一种刀具,同时此刀具也要占据刀具室内空间。单从切削的观点看,刀具通过预钻削孔时因切削力而产生不利的振动。当使用预钻削孔时,常常会导致刀具损坏。使用预钻削孔,也会增加切屑的再切削。 

    ? 如果使用球头立铣刀或圆刀片刀具(见模具制造样本C-1102:1),通常采用啄铣,以保证全部轴向深度都能得以切削。使用这种方法的缺点是排屑问题和使用圆刀片会产生非常长的切屑。 

    ? 最佳的方法之一是使用X/Y和Z方向的线性坡走切削,以达到全部轴向深度的切削。 

    最后,可以以螺旋形式进行圆插补铣。这是一种非常好的方法,因为它可产生光滑的切削作用,而只要求很小的开始空间。



20) 高速切削的定义是什么?

    对于高速切削的讨论在一定程度上仍是混乱的。如何定义高速切削(HSM),目前有许多观点和许多方法。 

    让我们看一下这些定义中的几个: 

高切削速度切削 

高主轴速度切削 

高进给切削 

高速和高进给切削 

高生产率切削

    我们对高速切削的定义描述如下: 

HSM不是简单意义上的高切削速度。它应当被认为是用特定方法和生产设备进行加工的工艺。 

高速切削无需高转速主轴切削。许多高速切削应用是以中等转速主轴并采用大尺寸刀具进行的。 

如果在高切削速度和高进给条件下对淬硬钢进行精加工,切削参数可为常规的4到6倍。 

在小尺寸零件的粗加工到半精加工、精加工及任何尺寸零件的超精加工中,HSM意味着高生产率切削。 

零件形状变得越来越复杂,高速切削也就显得越来越重要。 

现在,高速切削主要应用于锥度40的机床上。

关于高速切削的详细信息,请参见模具制造应用指南 C-1120:2。 请参见模具制造应用指南 C-1120:2。



21) 高速切削的目标是什么?

    高速切削的主要目标之一是通过高生产率来降低生产成本。它主要应用于精加工工序,常常是用于加工淬硬模具钢。另一个目标是通过缩短生产时间和交货时间提高整体竞争力。

   达到这些目标的主要因素为: 

一次(更少此数)装夹的模具加工。 

通过切削改善模具的几何精度,同时可减少手工劳动和缩短试模时间。 

使用CAM系统和面向车间的编程来帮助制定工艺计划,通过工艺计划提高机床和车间的利用率。 

关于高速切削的详细信息,请参见模具制造应用指南 C-1120:2。 请参见模具制造应用指南 C-1120:2。



22) 高速切削的实际优点是什么?

    刀具和工件可保持低温度,这在许多情况下延长了刀具的寿命。另一方面,在高速切削应用中,切削量是浅的,切削刃的吃刀时间特别短。这就是说,进给比热传播的时间快。 

    低切削力得到小而一致的刀具弯曲。这与每种刀具和工序所需的恒定的加工余量相结合,是高效和安全加工的先决条件之一。 

    由于高速切削中典型的切削深度是浅的,刀具和主轴上的径向力低。这减少了主轴轴承、导轨和滚珠丝杠的磨损。高速切削和轴向铣削也是良好的组合,它对主轴轴承的冲击小,使用这种方法可以使用悬伸较长的刀具而振动的风险不大。 

    小尺寸零件的高生产率切削,如粗加工、半精加工和精加工,在总的材料去除率相对低时有很好的经济性。 

    高速切削可在一般精加工中获得高生产率,可获得杰出的表面质量。表面质量常低于Ra 0.2 um。 

    采用高速切削,使对薄壁零件的切削成为可能。使用高速切削,吃刀时间短,冲击和弯曲减小了。 

    模具的几何精度提高了,组装就容易和更快了。无论是什么人,技能如何,都能获得CAM/CNC生产的表面纹理和几何精度。如果花在切削上的时间稍多一些,费时的人工抛光工作可显著减少。常常可减少达60-100%

    一些加工,如淬火、电解加工和电火花加工(EDM),可以大大减少。这就可降低投资成本和简化后勤供应。用切削代替电火花加工(EDM),模具使用寿命和质量也得到提高。 

    采用高速切削,可通过CAD/CAM很快改变设计,特别是在不需要生产新电极的情况下。 

    关于高速切削的详细信息,请参见模具制造应用指南C-1120:2。请参见模具制造应用指南C-1120:2。



23) 高速切削有风险或缺点吗?

 由于起始过程有高的加速度和减速度以及停止,导轨、滚珠丝杠和主轴轴承产生相对快的磨损。这常常导致较高的维护成本。 

需要专门的工艺知识、编程设备和快速传送数据的接口。 

可能很难找到和挑选高级技术员工。 

常有相当长的调试和出故障时间。 

加工中无需紧急停止,导致人为错误和软件或硬件故障会产生许多严重后果。 

必须有良好的加工计划——“向饥饿的机床提供食物”。 

必须有安全保护措施:使用带安全外罩及防碎片盖的机床。避免刀具的大悬伸。不要使用“重”刀具和接杆。定期检查刀具、接杆和螺栓是否有疲劳裂纹。 仅使用注明最高主轴速度的刀具。不要使用整体高速钢(HSS)刀具! 

    关于高速切削的详细信息,请参见模具制造应用指南C-1120:2。 请参见模具制造应用指南C-1120:2。



4) 高速切削对机床有哪些要求?

ISO/BT 40号机床的典型要求如下: 

主轴速度范围 < 40 000 转/分 

主轴功率 > 22 kW 

可编程进给率 40-60 m/分 

快速横向进给 < 90 m/分 

轴向减速度/加速度 > 1 G 

块处理速度 1-20 毫秒 

数据传递速度 250 Kbit/s (1 毫秒) 

增量(线性) 5-20 微米 

模具的57条常识

1. 什么叫PL面?

PL面又称:分型面、啪拉面,是指模具在闭合时前模和后模相接触的部分。

2. 什么是碰穿,什么是插穿?

与PL面平行的公母模贴合面叫碰穿面,与PL面不平行的公母模贴合面叫插面。

3. 条和丝的关系?

条和丝都是长度单位,条为台湾用语,1条=0.01mm,丝为香港用语,1丝=0.01mm,所以1条=1丝。

模具设计之滑块设计实例

4. 枕位是什么?

外壳类塑件的边缘常开有缺口,用于安装各类配件,此处形成的枕壮分型部分称为枕位。

5. 火山口是什么?

BOOS柱根部减胶部分反映在模具上的类型于火山爆发后的形状叫做模具火山口。

6. 呵指是什么?

呵指的是模仁,香港习惯用语。

7. 什么是老虎口?

老虎口又称为:管位,即用来限位的部分。

8. 什么叫排位?

模具上的产品布局称为排位。

9. 什么叫胶位?

模具上的产品的空穴称为:胶位。

10. 什么叫骨位?

产品上的筋称为:骨位。

11. 什么叫柱位?

产品上的BOSS的柱称为:柱位。

12. 什么叫虚位?

模具上的间隙称为:虚位。

13. 什么叫扣位?

产品上连接用的钩称为:扣位。

模具的57条常识

14. 什么叫火花纹?

电火花加工后留下的纹称为火花纹。

15. 铜工是什么?

电火花通常采用易于加工的铜料做放电电极,称为铜工,也称电极,铜工一般分为:粗工、粗幼工、幼工、幼工又称精工。

16. 火花位通常是多少?

放电过程中,铜工和钢料之间的放电间隙称为火花位,粗工火花一般在15到50条,幼工火花位一般在5到15条。

17. 料位是什么?

塑胶产品的避厚,也称肉厚。

18. 原身留是什么?

原身留是相对与割镶件而言,原身留是指一整块钢材为加工胚料,加工的时候一起加工出来。

19. 熔接痕是什么?

两股塑胶相遇所形成的线称为熔接痕。

20. 喷流是什么?

塑胶从进胶口进入型腔后形成弯曲折叠似蛇的流痕称为喷流。

21. DME是指什么,HASCO是指什么?

标准件的标准,DME是美制的,HASCO是欧制的。

22. 什么叫倒扣?

产品中前后模无法直接脱模的部分成为倒扣。

23. 什么叫防呆?

防呆是一种习惯用语,就是防止出现一种非常简单的错误,防止发呆!例如:一镶件在天地侧都做有相同大小的挂台,现场装配的时候很可能会把天地侧装反,但是他在镶件的一侧做挂台,这时,如果天地侧反着装就装不进去了,想装错都不可能,这种防止出现发呆而产生错误的动作成为发呆。

24. 什么叫啤机?

啤机是地方习惯用语,也就是我们常说的注塑机,成型机。

25. 什么叫止口?

止口就是夹口美术线,又称遮丑线。

26. 什么叫飞模?

飞模就是配模或者标模。

27. 什么叫光刀?

CNC精加工的动作称为光刀,也就是在开粗的基础上加工到位。

28. 什么叫开框?

在模胚上加工放模仁的位置的动作称为开框。

29. 什么叫反呵?

将正常情况下的前后模料位倒过来开模的方法称为反呵。

30. 什么叫浮呵?

局部有倒扣的地方采用小镶件弹出的出模方法称为浮呵。

31. 什么叫吃前模?

开模时,产品留在前模称为吃前模。

32. 什么叫顶白?

顶出时所需模力较大,顶针不够力,使产品局部被顶坏,从产品正面看,有明显的白色为顶白,又叫顶高水口。

33. 什么叫烘印?

潜水时入水点在制点外观面上留下的痕迹称为烘印。

34. 什么叫码仔?

码仔属于装夹工具,一种三角形斜面开口位槽的垫块。

35. 什么叫过切?

过切是指过量切削,也就是加工工件时把不需要加工的部分也加工了,过削是不好的。

36. 校杯是什么?

前模弹出开模内行位。

37. 牙嗒是什么?

攻丝.攻螺纹称为牙嗒。

38. 何时需做双色模具?

当一个产品包含两种不同的材质或同一材质不同的颜色时,设计双色模具成型。

39. 工厂的模具设计流程是什么?

客户提供产品图→分析产品→确认塑料品种→确认模具材质→转工程图→乘缩水作镜相→完善组立图→订模胚→订模仁料→拔模→3D分模→确定流道/浇口方式→参照排位图进行结构设计→拆镶件→更正3D→工程出图《包括:模仁/镶件/模胚/散件》→做BOM表→校对审核。

40. 脱模有几种方式?

顺脱和强脱。

41. 进胶方式有哪些?

直接进胶→搭接进胶→侧胶→环行进胶→薄片进胶→潜伏式→点进胶→牛角式进胶→扇形进胶。

42. 滑块的斜度一般取多大,斜导柱的斜度一般取多大?

滑块的斜度一般取:20度,斜导柱的斜度一般取18度。

43. 冷料井的作用?

冷料井的作用是:储存先进入模具的那一小部分温度比较低的塑胶料。

44. 定位环的作用?

定位环的作用是:保证模具和注射机之间保持正确的相对位置。

45. 配合的相对位置?

配合主要分为三类:间隙配合、过渡配合、过盈配合。

46. 镶件的作用是什么?

方便加工、防止积碳、利于抛光、节省材料、帮助排气、便于更换、缩小加工机台。

47. 硬度的指标有那几种?

硬度表示材料抵抗硬物体压入其表面的能力,常用的硬度指标有布氏硬度,洛氏硬度和维氏硬度。?

48. 第一角法与第三角法的区别?

第一角画法:左视图放右边,右视图放左边,上视图放下面,依此类推;

第三角画法:左视图放左边,右视图放右边,上视图放上面,依此类推。

49. 三视图的基本原则是什么?

三视图的基本原则是:长对正、高平齐、宽相等。

50. 运水有那几种方式?

运水常用的有:直通式、环绕式、水塔式、螺旋式。

51. 什么叫溢边值?

溢边值是指塑胶产品是在多大的间隙下会溢出来,(也就是跑毛边)的一个数值,ABS的溢边值为:0.04mm,pc的溢边值为:0.06mm,pA的溢边值为:0.015mm,POM的合适壁厚为:0.04mm,PBT+15%GR的溢边值为:0.03mm,PBT+30%的溢边值为:002mm,PMMA的溢边值为:0.065mm,PVC的溢边值为:0.07mm,AS的溢边值为:0.05mm,ps的溢边值为:0.05mm,pp的溢边值为:0.03mm,PE的溢边值为:0.02mm。

52. 什么叫弹性变形?什么叫塑性变形?

物体在外力的作用下发生变形,当外力消失后,物体可以恢复到变形前的变形称为弹性变形,当外力消失后,物体无法恢复到变形前的变形称为塑性变形。

53. 运水的作用是什么?

运水的作用就是:控制模仁的温度。

54. 什么叫浇注系统?

从注射机嘴到型腔为止的塑胶流动通道称为浇注系统,浇注系统包括:主流道、分流道、浇口和冷料井。

55. 什么叫逆向工程?

逆向工程是由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描,得到其三维轮廓数据、配合反求软件进行曲向重构、并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果、最终生成IGES或STL数据,据次就能进行快速成型或CNC数控加工。

56. 塑胶件常出现的瘕疵?

缺胶→披风→气泡→缩水→熔接痕→黑点→条纹→翘起→分层→脱皮

57. 高镜面抛光用哪种纲材?

常用高硬热处理钢材,例如:SKD61、8407、S136

常用冷作模具的模具材料性能比较

材料类别

材料牌号

标准号 性  能  比  较
耐磨性 韧 性 切  削
加工性
淬火不
变形性
回火稳
定性

淬硬深度

碳  素
工具钢
T7 GB1298-86 较好 较差 水淬(15~18)mm
油淬(5~7)mm
T10 较差 中等 较差
T12 较差 中等 较差
合  金
工具钢
9SiCr、Cr2 GB1299-85 中等 中等 较好 中等 较差 油淬(40~50)mm
9Mn2V 中等 中等 较好 较好 油淬≤30mm
CrWMn 中等 中等 中等 中等 较差 油淬≤60mm
9CrWMn 中等 中等 中等 中等 较差 油淬(40~50)mm
Cr12 较差 较好 油淬≤200mm
Cr12MoV 较差 较好 油淬(200~300)mm
Cr4W2MoV 较好 较差 中等 中等 φ(150×150)mm可内外淬硬达60HRC空淬(40~50)mm
6W6Mo5Cr4V 较好 较好 中等 中等 中等 较深
SiMnMo YB/Z10-76 较好 中等 较好 较好 较差 较浅
轴承 GCr15 YB9-88 中等 中等 较好 中等 较差 油淬(30~35)mm
高  速
工具钢
W18Cr4V YB12-77 较好 较差 较差 中等
W6Mo5Cr4V2 较好 中等 较差 中等
基体钢 6Cr4Mo3Ni2WV 较好 较好 中等 中等
65Cr4W3Mo2VNb 较好 较好 中等 较好 中等 空淬≤50mm
油淬≤80mm
普通硬质合金 YG3X YB849-75 最好 不经热处理,无变形 最好,可达(800~900) ℃ 不经热处理,内外硬度均匀一致
YG6
YG8、YG8C
YG15
YG20C、YG25
钢结硬质合金 YE65(GT35)
YE50(GW50)
较差,但优于普通硬质合金 可机械加工

可热处理,几乎不变形

气辅模具设计简介

    气辅注塑成型模具技术特点:

(1)模具型腔的设计应尽量保证流动平衡以减小气体的不均匀穿透,保证流动平衡也是普通注射成型模具的一条设计原则,但对气辅注塑制品来说这一点更重要。

(2)模具设计应考虑对工艺参数的影响,因为气辅注塑成型对工艺参数比普通成型敏感得多。在注塑成型成型中,模壁温度或注射体积的微小不同会导致对称件中气体穿透的不对称。

  气辅注塑设备:

(1)普通注塑机(计料精度稍高些为好)。

(2)氮气控制系统,包括自封闭式气辅喷嘴。

(3)高压氮气发生器。

(4)工业氮气钢瓶以及提供增压动力的空气压缩机。

(5)为气体辅助注射设计制造的模具。

(6)气辅注塑气辅喷嘴

    喷嘴进气方式,即使用专用的自封闭式气辅喷嘴,在塑料注射结束后,将高压气体依靠喷嘴直接进入塑料内部,按气道形成一个延展的封闭空间—气腔并保持一定压力,直至冷却,在模具打开之前,通过座台后退使喷嘴与制品料道强行分离,使气体排出制品。

(7)气针

    气针进气方式即在模具的某个特定位置,安装排气装置—气针。当塑料注入型腔后,即将气针包裹在塑料内部;此时高压气体排出,气针在塑料内部按气道形成一个延展的封闭空间—气腔,并保持一定压力,直至冷却,在模具打开之前,气腔内的气体依靠气针由控制装置排出塑料内部。

气辅注塑工艺可分为四个阶段:

气辅注塑第一阶段:塑料注射。熔体进入型腔,遇到温度较低的模壁,形成一个较薄的凝固层。

气辅注塑第二阶段:气体入射。惰性气体进入熔融的塑料,推动中心未凝固的塑料进入尚未充满的型腔。

气辅注塑第三阶段:气体入射结束。气体继续推动塑料熔体流动,直到熔体充满整个型腔。

气辅注塑第四阶段:气体保压。在保压状态下,气道中的气体压缩熔体,进行补料确保制件的外观。

浇注系统设计简介

    注塑模具材料浇注系统设计包括主流道地选择、分流道截面形状及尺寸地确定、浇口地位置地选择、浇口形式及浇塑料注塑加工口截面尺寸地确定,当利用点浇口时,为了确保分流道地脱落还应注意脱浇口装置地设计. 

    在设计浇注系统时,首先是选择浇口地位置。浇口位置选择直接关系注塑成型到产品成型质量及注射过程地顺利进行,浇口位置地选择应遵循以下原则:

①浇口位置应尽量选择在分型面上,以便于模具加工及使用时浇口地清理;

②浇口位置注塑模具设计距型腔各个部位地距离应尽量一致,并使具流程为最短;

③浇口地位置应保证塑料流入型腔时,对塑料注塑型腔中宽畅,厚壁部位,以便于塑料顺利流入;

④浇口位置应开设在塑件截面最厚处;注塑成型

⑤避免塑料在流下型腔时直冲型腔壁、型芯或嵌件,使塑料能尽快流入到型腔各部位,模具注塑调机过程并避免型芯或嵌件变形;

⑥尽量避免使制品产生熔接痕,或使其熔接痕产生在制品不重要部位;pc常见的注塑缺陷

⑦浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行地方向均匀地注塑工艺流程流入,并有利于型腔内气体地排出;

⑧浇口应设置在制品上最易清除地部位,同时尽可能不影响产中国注塑论坛品外观。 

排气系统地设计

    排气系统对确保制品成型质量起着至关重要地作用:

A、利用排气槽,排气槽一般设在型腔最后被充满地部位,排气槽地深度因塑料不同而注塑方壳体异,基本上是以塑料不产生飞边地所允许地最大间隙来确定,如ABS 0.04以泥注塑技术员灰0.02mm以下赛钢0.02以下。

B、利用型芯镶件推杆等地配合间隙或专用排气塞排气;手机电池低压注塑

C、有时为了防止制品在顶出时造成真空变形,必设气销;

D、有时为了防止制品与苏州注塑公司模个地真空吸附,而设计防真空吸附元件。

冷却系统地设计

    冷却系统地设计是一塑料注塑项比较繁锁地工作,即要考虑冷却效果及冷却地均匀性,又要考虑冷却系统对模具整体结构地影响。注塑主管

    冷却系统地排列方式及冷却系统地具体形式;

    冷却系统地具体位置及尺寸地确定;手机电池低压注塑

    重点部位如动模或镶件地冷却;

    侧滑块及侧型芯地冷却;

    冷却元件地设晋江注塑计及冷却标准元件地选用;

    密封结构设计。

模具热处理的24问

1、H13模具钢如何热处理硬度才能达到58℃?

    进行1050~1100℃加热淬火,油淬,可以达到要求,但一般热作模具是不要求这么高的硬度的,这么高的硬度性能会很差,不好用,一般在HRC46~50性能好、耐用。

2、模具热处理过后表面用什么洗白?

    问题补充:我是开模具抛光店的,一般模具都用油石先打过再拿去渗氮,渗氮回来又要用油石把那一层黑的擦白,再抛光很麻烦,不擦白打不出镜面来,材料有H13 的,有进口的好多种,如果有药水能洗白的话,就可以直接抛光了。

(1)可以用不锈钢酸洗液,或者盐酸清洗。喷砂处理也可以。磨床磨的话费用高,而且加工量大,有可能使尺寸不达标的。盐酸洗不掉的话,估计您用的是高铬的模具钢?是D2还是 H13?高铬模具钢的氧化层比较难洗掉。用不锈钢酸洗液应该可以,磨具商店或者不锈钢商店都有卖的。

(2)你们没有不锈钢酸洗膏吗?那种可以。H13这类含铬比较高的模具钢,氧化层是难以用盐酸洗掉的。还有一个办法,我自己也在用。你们的模具既然已经油石磨过,表面就是比较光滑的。实际上,可以先只用粗的油石打磨,或者用砂带打磨,之后就去热处理。回来之后再用细油石打磨。而我用的办法是,用纤维轮先打磨,就可以有效的把黑皮去除,再研磨抛光。 或者喷砂,用800 目的碳化硼做一遍喷砂试试,应该就能够去除黑皮,还不需要化太多功夫重磨。

3、热处理厂对金属是怎么热处理的?

    热处理厂的设备非常多,炉子大概有箱式炉,井式炉,箱式炉用的最多,很多热处理都可以在这里面处理,比如退火,正火和淬火的加热过程,回火这些常见的热处理。

    其实就是一个用电加热的炉子,先将炉子升温到预定温度,然后把工件丢进去,等待一段时间到预定温度,然后保温一段时间,然后取出,或者在炉子里一起冷却,井式炉一般是作为渗碳处理设备,是一个埋到地下的炉子,工件放进去之后,密封,然后往炉子里面滴入一些富碳液体,比如煤油或则甲醇,然后在高温下这些液体分解成碳原子渗入工件表面。

    淬火池是淬火的场所,就是一个池子,里面有水溶液或者是油,就是箱式炉出来的工件淬火的冷却的地方,一般就是直接丢进去,然后等一段时间捞出来。还有其他的一些设备,比如高频机,就是一个可以将 50 赫兹的工频电变成一个200K 赫兹电流的超大功率的设备,比如常见的有 200 千瓦的最大功率,然后用一个内部通冷却水的铜管做的线圈放在工件的外面,一般几十毫米的工件,几秒种到十几秒的时候你就看到工 件表面变红,表面温度到预定值的时候,然后有一个水套升上来喷淬火液到工件 表面,完成淬火过程。常见的就这些了。

4、我们最近的 Cr12 或 Cr12MoV 的材料热处理和裂了几次了,为什么?

    五金模具上的最好将零件尺寸、形状及热处理要求,和你们采取的热处理工艺曲线告之,否则很难讲。 这两种钢是一类,属高碳高铬莱氏体钢,本身就有冷裂倾向。热处理工艺也较复杂。

    下面在没有上述资料的情况下谈些我的经验: 950-1000C 淬火,油冷,HRC>58. 为获得热硬性和高的耐磨性,淬火温度增高至 1115-1130C,油冷。 细薄的可空冷,为了减少变形也在 400-450C 盐液冷却。 不要在 300-375C 回火,会降低工具的韧性,出现回火脆性,另外淬后立即回火。高于 1100C 淬火的,在520C 回火 2-3 次。 请注意过高的淬火温度会有脱碳的倾向,为此可在淬火前进行预先热处理–球化退火。

5、怎样区分热处理件和没有热处理的工件?

    问题补充:工人不小心把一个未经热处理的生件和一批调试好的经过热处理的工件混在一起,现在如何把他们区分开来,不要切割工件看金相啊,那样会破坏产品,要急着发货?热处理工艺 30Cr 经正火、再淬火、然后回火,生件是 铸件未经热处理。两者都经过了抛丸处理颜变色分不出来了,还有硬度都是在 35-45 之间了,靠硬度无法区分。

    如果也不能通过硬度和热处理氧化色来判别。 我建议你通过敲击声音来辨别。 铸件和淬火+回火态工件金相组织不同,内耗有差异,通过轻轻敲击,可能能分辨。

6、热处理中的过烧是什么意思?

    超过规定加热温度,致使晶粒长大,各项力学性能变坏如脆性变大,韧性下降,容易变形和开裂等等,控制好加热温度可以避免过烧。指钢在固液相线的温度范围内的某一个温度以上加热时, 奥氏体晶界发生了化学 成分变化,局部或整个晶界出现烧熔现象。此时晶界上会富集 S,P等化合物,导致晶界结合力降低,机械性能严重恶化。过烧后钢材不能通过热处理或加工方法补救。

7、模具淬火裂纹产生的原因及预防措施?

产生原因:

1)模具材料存在严重的网状碳化物偏析。

2)模具中存在有机械加工或冷塑变形应力。

3)模具热处理操作不当(加热或冷却过快、淬火冷却介质选择不当、冷却温度过低、冷却时间过长等)。

4)模具形状复杂、厚薄不均、带尖角和螺纹孔等,使热应力和组织应力过大。

5)模具淬火加热温度过高产生过热或过烧。

6)模具淬火后回火不及时或回火保温时间不足。

7)模具返修淬火加热时,未经中间退火而再次加热淬火。

8)模具热处理的,磨削工艺不当。

9)模具热处理后电火花加工时,硬化层中存在有高的拉伸应力和显微裂纹。

预防措施:

1)严格控制模具原材料的内在质量

2)改进锻造和球化退火工艺,消除网状、带状、链状碳化物,改善球化组织的均 匀性。

3)在机械加工后或冷塑变形后的模具应进行去应力退火(>600℃)后再进行加热 淬火。

4)对形状复杂的模具应采用石棉堵塞螺纹孔,包扎危险截面和薄壁处,并采用分 级淬火或等温淬火。

5)返修或翻新模具时需进行退火或高温回火。

6)模具在淬火加热时应采取预热,冷却时采取预冷措施,并选择合适淬火介质。

7)应严格控制淬火加热温度和时间,防止模具过热和过烧。

8)模具淬火后应及时回火,保温时间要充分,高合金复杂模具应回火 2-3 次。

9)选择正确的磨削工艺和合适的砂轮。

10)改进模具电火花加工工艺,并进行去应力回火。

8、怎么进行大型冲压模具的热处理?尤其切边这类模具经常生产有毛刺,不能正常运行的情况。

(1) 模具热处理尽量选真空热处理, 以获得最小的变形量。

(2)模具可采用拼接结构,分成小块就好热处理了。最好用慢丝割,精度高、光洁度高、变形小。 间隙有保证,毛刺会小的。 看看你的设备精度是否很差。

(3)切边毛刺大除了上面的几位提到的,我认为凸模单边受力,强度不够可能 性大。是否凸模太单薄?是否设计靠刀?还有板料热处理后有残余应力,线割后会出现变形,可以考虑较大的线割孔预先铣出再热处理,留3~4mm 线割。

9、我用H13钢来做热挤压模具锻造工件是黄铜热处理为45~48°模具直径120mm,高70mm,工作数小时后模具开裂?

(1)锻压温度大概是900~1000℃?是不是温度太高了? 模具使用前没有经过充分预热也有可能容易开裂。模具设计不合理也有可能容易开裂。 将模具的回火温度提高一些,缩小和实际锻压温度的差距,回火实际长一些。

(2)这个要综合考虑的,必要的时候要做下金相,才能基本判断原因的哦。

10、模具表面有软点产生原因及预防?

产生原因:

1)模具在热处理前表面有氧化皮、锈斑及局部脱碳。

2)模具淬火加热后,冷却淬火介质选择不当,淬火介质中杂质过多或老化。

预防措施:

1)模具热处理前应去除氧化皮、锈斑,在淬火加热时适当保护模具表面,应尽量采用真空电炉、盐浴炉和保护气氛炉中加热。

2)模具淬火加热后冷却时,应选择合适的冷却介质,对长期使用的冷却介质要经 常进行过滤,或定期更换。

11、模具热处理前组织不佳?

产生原因:

1)模具钢材料原始组织存在严重碳化物偏析。

2)锻造工艺不佳,如锻造加热温度过高、变形量小、停锻温度高、锻后冷却速度缓慢等,使锻造组织粗大并有网状、带状及链状碳化物存在,使球化退火时难以 消除。

3)球化退火工艺不佳,如退火温度过高或过低,等温退火时间短等,可造成球化退火组织不均或球化不良。

预防措施:

1)一般应根据模具的工作条件、生产批量及材料本身的强韧化性能,尽量选择品质好的模具钢材料。

2)改进锻造工艺或采用正火预备热处理, 来消除原材料中网状和链状碳化物及碳 化物的不均匀性。

3)对无法进行锻造的碳化物偏析严重的高碳模具钢可进行固溶细化热处理。

4)对锻造后的模坯制定正确的球化退火工艺规范,可采用调质热处理和快速匀细 球化退火工。

5)合理装炉,保证炉内模坯温度的均匀性。

12、模具淬火后组织粗大,使用时将会使模具产生断裂,严重影响模具的使用寿命?

产生的原因:

1)模具钢材混淆,实际钢材淬火温度远低于要求模具材料的淬火温度(如把 GCr15 钢当成3Cr2W8V 钢)。

2)模具钢淬火前未进行正确的球化处理工艺,球化组织不良。

3)模具淬火加热温度过高或保温时间过长。

4)模具在炉中放置位置不当,在靠近电极或加热元件区易产生过热。

5)对截面变化较大的模具,淬火加热工艺参数选择不当,在薄截面和尖角处产生过热。

预防措施:

1)钢材入库前应严格进行检验,严防钢材混淆乱放。

2)模具淬火前应进行正确的锻造和球化退火,以确保良好的球化组织。

3)正确制定模具淬火加热工艺规范,严格控制淬火加热温度和保温时间。

4)定期检测和校正测温仪表,保证仪表正常工作。

5)模具在炉中加热时应与电极或加热元件保持适当的距离。

13、用 Cr12MoV 钢制造冷模具应如何进行热处理?

    高硬度高耐磨高韧性优化处理:980~1200℃加热淬火,油淬(机油)400 ℃回火一次,240 ℃回火一次,HRC57~61,超耐用不崩刃。

14、H13模具钢热处理后出现裂是什么原因,淬火温度是1100 ℃,放在油中冷却?

    可以进行金相分析,看表面是否有材料是否有脱碳现象,开裂的话一般都是脱碳引起,H13 一般都是做挤压模,对材料的硬度要求不是很高,你用的是不是真空 炉建议用 1030~1050℃试下。

15、模具的导柱导套通常采用什么材料?采用何种热处理,达到怎样的性能要求?

(1)在内地用45#碳素结构钢或碳素工具钢,热处理淬火硬度 HRC45 左右,达不到HRC58~62,就是到了那么高,很易断。

(2)一板高要求的是用SKD61或SKD11和H13等热处理淬火硬度HRC51左右。

16、模具制造中热处理的用途,怎样应用?

    问题补充:是不是模板加工好以后进行热处理,主要是哪个环节?

    模具制造中热处理的作用: 提高硬度、耐磨性,从而提高其寿命;强度加强,变形减小,保证模具的精度和精度稳定性。

17、模具的失效原因分析?

    失效大部分是由断裂、磨损和变形而引起,其主要原因是热处理不当和模具加工不良。因此,合理选择材料、正确制订热处理工艺,提高热处理质量,对于延长模具使用寿命起着关键作用。模具热处理包括预先热处理和最终热处理,热处理的最终目的是使模具有良好的表面质量和强度、塑性和韧性的合理配合。

18、Cr12mov 模具钢热处理后出现一块一块的掉的原因?

(1)你可能是在淬火时,超过温度太多,过热,造成晶粒粗,脱碳严重,马氏体粗大,断口粗晶,韧性、塑性低。

(2)加热温度过高、保温时间过长,造成材料表面脱碳严重,组织晶粒粗大、 结合力差,塑性显著降低。

建议:校对加热设备;调整淬火、回火温度和时间;做试样热处理工艺试验,进行必要性能测试分析 。

19、盐浴热处理的优点?

    优点:受热均匀变形量小,少无氧化脱碳,加热快,能很快转变工件内部组 织结构,保温性能和加热均匀性能好,可以进行固溶处理加热,适用性广泛,可进行近乎无氧化的出货处理等。   

    缺点:工作环境恶劣,对工件有一定腐蚀,使用寿命相对较短,工作空间尺寸和 功率来讲,功率较大,尺寸较小。而且废盐对环境有些污染,如果客户有对无氧化有较高要求的话可以考虑,成本一般情况。

20、检验热处理效果用什么方法?

    简单的检查表面硬度。准确的破检:检查淬硬层深、心部硬度、淬火金相组织等级、调质金相组织等级。淬硬层深临界硬度值=淬火硬度最小值 X0.8。

21、模具材料深冷处理的作用有哪些?

    深冷处理是淬火后工件冷却过程的延续,在模具行业中的应用主要体现在冷作模具钢和高速钢、轴承钢,冷作模具和模具配件都有深冷技术应用的案例。深冷将会改变一些相关机械性能,主要作用如下几点: 提升工件的硬度及强度,保证工件的尺寸精度提高工件的耐磨性,提高工件的冲击韧性,改善工件内应力分布,提高疲劳强度,提高工件的耐腐蚀性能。

22、热处理后线割开裂是模板的问题还是热处理的问题?

(1)我是搞热处理的,我个人认为是热处理的问题。因为没有经过热处理的钢进行线切割是很难开裂的,线切割开裂是因为切割时出现应力集中。因此热处理时不光要达到热处理要求的硬度还必须消除内应力。消除内应力的关键就是回火的温度和回火的时间。若回火温度太底,回火时间再长内应力也无法消除;若回火温度太高,虽然消除了应力,但却不能达到要求;若回火温度合适,但回火时间太短,应力也无法完全消除。因此热处理后线切割开裂的关键是回火温度和回火时间的控制。

(2)热处理后线切割开裂这种情况比较复杂,有模具淬火后回火不充分的可能,也有模具锻造时存在缺陷的可能。如果是一般的碳钢模具,回火不充分是主要原因,需要优先考虑,对高合金模具来说,也有可能材料本身存在缺陷,如杂质、 碳化物偏析等情况,这些需要高倍金相检测才能判断。

23、Cr12MoV热处理爆裂原因有哪些?

(1)冷却介质是否冷却过快(不能用盐水,水剂等)

(2)淬火前,可能没有退好火,造成内应力过大

(3)材料冶金不好(非金属夹杂物,带状组织,共晶碳化物)

(4)淬火时,炉温升的过快

(5)没有及时回火

24、什么是非热处理强化?

    表面处理:如镀硬铬,增加零件的耐磨性。

    喷丸强化:用于承受交变应力下工作的零件,可以大大提高疲劳强度。

    滚压:利用滚压工具在常温状态下对零件表面施加压力,使金属表面产生塑性变形,修正金属表面的微观几何形状,提高表面光洁度,提高零件疲劳强度以及耐磨性和硬度。

塑料成型方法

注塑机

模具设计之滑块设计实例模具设计之滑块设计实例

    注塑是一种通过将材料注射到模具中制造零件的制造方法。加工塑料的主要方法是注射成型。在这个过程中,塑料被放置到料斗,然后料斗将塑料加热注入,它是通过一长的腔室与一个往复螺杆推压。之后,它被软化成流体状态。喷嘴位于腔室的末端,流体塑料通过喷嘴强制冷却,闭合模具。当塑料冷却和固化时,半成品从压机中退出。

模具设计之滑块设计实例

塑料挤出

模具设计之滑块设计实例

    塑料挤压是一个大批量制造的方法,其中塑料原材料被熔化形成连续的轮廓。挤出的过程通常是用来制造如膜,连续片材,管,型材,棒材,外套丝,长丝,线,和电缆。和注塑机一起,干燥的塑料放置到料斗并送入一个长的加热室中。在腔室的末端,材料被压出一个小开口,或在所需的最终产品的形状的模具。塑料离开模具后,它被放置在传送带上冷却。鼓风机有时会在此过程被使用,帮助其冷却。

吹塑机

模具设计之滑块设计实例模具设计之滑块设计实例

    吹塑是制造空心塑料制品的成型方法,是借助气体压力使闭合在模具型腔中的处于类橡胶态的型坯吹胀成为中空制品的二次成型技术。

热成型

模具设计之滑块设计实例

    将热塑性塑料片材加工成各种制品的一种较特殊的塑料加工方法。片材夹在框架上加热到软化状态,在外力作用下,使其紧贴模具的型面,以取得与型面相仿的形状。冷却定型后,经修整即成制品。此过程也用于橡胶加工。近年来,热成型已取得新的进展,例如从挤出片材到热成型的连续生产技术。

双片热成型工艺

模具设计之滑块设计实例

压缩成形

模具设计之滑块设计实例

    压缩成型是热固性材料中最常用的方法,通常不用于热塑性塑料。此过程中,该材料被挤压成所需的形状。塑料模塑粉和其他材料添加到混合物中,以产生特殊的品质。当模具关闭并加热,该材料经过了硬化,形成其期望的形状。温度,压力和过程中使用的时间长度取决于所期望的结果。

轧光

模具设计之滑块设计实例模具设计之滑块设计实例

    又称压光。重革整理的最后一道工序。利用纤维在混热条件下的可塑性将织物表面轧平或轧出平行的细密斜线,以增进织物光泽的整理过程。材料被送入之后,加热并熔化,然后成形为片或膜,然后冷却并卷起。最常用压延材料是聚氯乙烯。

挤压成型

模具设计之滑块设计实例

    挤压成型,坯料在三向不均匀压应力作用下,从模具的孔口或缝隙挤出使之横截面积减小长度增加,成为所需制品的加工方法叫挤压,坯料的这种加工叫挤压成型。

真空成型

模具设计之滑块设计实例模具设计之滑块设计实例

    真空成型(Vacuum Forming)常称为吸塑,是一种塑料加工工艺,主要原理是将平展的塑料硬片材加热变软后,采用真空吸附于模具表面,冷却后成型,广泛用于塑料包装、灯饰、广告、装饰等行业。

旋转成型

模具设计之滑块设计实例模具设计之滑块设计实例

    滚塑成型又称旋塑、旋转成型、旋转模塑、旋转铸塑、回转成型等。滚塑成型工艺是先将塑料原料加入模具中,然后模具沿两垂直轴不断旋转并使之加热,使模内的塑料原料在重力和热能的作用下,逐渐均匀地涂布、熔融粘附于模腔的整个表面上,成型为所需要的形状,再经冷却定型、脱模,最后获得制品。

注塑动图!

一套好的模具,有哪些验收标准?

    制造一套好的模具,不仅要有好的模具设计水平和精密的加工工艺,还离不开“标准”,不允许“差不多”概念的存在。下面列举了一套好模具的若干条验收标准,你能做得到吗?

模具设计之滑块设计实例

01 模具外观

1.模具铭牌内容完整,字符清晰,排列整齐。

2.铭牌应固定在模脚上靠近模板和基准角的地方。铭牌固定可靠、不易剥落。
3.冷却水嘴应选用塑料块插水嘴,顾客另有要求的按要求。
4.冷却水嘴不应伸出模架表面。
5.冷却水嘴需加工沉孔,沉孔直径为25mm、30mm、35mm三种规格,孔口倒角,倒角应一致。
6.冷却水嘴应有进出标记。
7.标记英文字符和数字应大于5/6,位置在水嘴正下方10mm处,字迹应清晰、美观、整齐、间距均匀。
8.模具配件应不影响模具的吊装和存放。安装时下方有外露的油缸、水嘴,预复位机构等,应有支撑腿保护。

9.支撑腿的安装应用螺钉穿过支撑腿固定在模架上,过长的支撑腿可用车加工外螺纹柱子紧固在模架上。

10.模具顶出孔尺寸应符合指定的注塑机要求,除小型模具外,不能只用一个中心顶出。

11.定位圈应固定可靠,圈直径为100mm、250mm两种,定位圈高出底板10~20mm。顾客另有要求的除外。
12.模具外形尺寸应符合指定注塑机的要求。
13.安装有方向要求的模具应在前模板或后模板上用箭头标明安装方向,箭头旁应有“UP”字样,箭头和文字均为黄色,字高为50 mm。
14.模架表面不应有凹坑、锈迹、多余的吊环、进出水汽、油孔等以及影响外观的缺陷。
15.模具应便于吊装、运输,吊装时不得拆卸模具零部件,吊环不得与水嘴、油缸、预复位杆等干涉。

02 模具材料和硬度

1.模具模架应选用符合标准的标准模架。

2.模具成型零件和浇注系统(型芯、动定模镶块、活动镶块、分流锥、推杆、浇口套)材料采用性能高于40Cr以上的材料。
3.成型对模具易腐蚀的塑料时,成型零件应采用耐腐蚀材料制作,或其成型面应采取防腐蚀措施。
4.模具成型零件硬度应不低于50HRC,或表面硬化处理硬度应高于600HV。

03 顶出、复位、抽插芯、取件

1.顶出时应顺畅、无卡滞、无异常声响。

2.斜顶表面应抛光,斜顶面低于型芯面。
3.滑动部件应开设油槽,表面需进行氮化处理,处理后表面硬度为HV700以上。
4.所有顶杆应有止转定位,每个顶杆都应进行编号。
5.顶出距离应用限位块进行限位
6.复位弹簧应选用标准件,弹簧两端不得打磨,割断。
7.滑块、抽芯应有行程限位,小滑块用弹簧限位,弹簧不便安装时可用波子螺丝;油缸抽芯必须有行程开关。
8.滑块抽芯一般采用斜导柱,斜导柱角度应比滑块锁紧面角度小2°~3°。滑块行程过长应采用油缸抽拔。
9.油缸抽芯成型部分端面被包覆时,油缸应加自锁机构。
10.滑块宽度超过150 mm的大滑块下面应有耐磨板,耐磨板材料应选用T8A,经热处理后硬度为HRC50~55,耐磨板比大面高出0.05~0.1 mm,并开制油槽。

11.顶杆不应上下串动。

12.顶杆上加倒钩,倒钩的方向应保持一致,倒钩易于从制品上去除。
13.顶杆孔与顶杆的配合间隙,封胶段长度,顶杆孔的表面粗糙度应按相关企业标准要求。
14.制品应有利于操作工取下。
15.制品顶出时易跟着斜顶走,顶杆上应加槽或蚀纹。
16.固定在顶杆上的顶块,应牢固可靠,四周非成型部分应加工3°~5°的斜度,下部周边应倒角。
17.模架上的油路孔内应无铁屑杂物。
18.回程杆端面平整,无点焊。胚头底部无垫片,点焊。
19.三板模浇口板导向滑动顺利,浇口板易拉开。
20.三板模限位拉杆应布置在模具安装方向的两侧,或在模架外加拉板,防止限位拉杆与操作工干涉。
21.油路气道应顺畅,液压顶出复位应到位。
22.导套底部应开制排气口。
23.定位销安装不能有间隙。

04 冷却、加热系统

1.冷却或加热系统应充分畅通。

2.密封应可靠,系统在0.5MPa压力下不得有渗漏现象,易于检修。
3.开设在模架上的密封槽的尺寸和形状应符合相关标准要求。
4.密封圈安放时应涂抹黄油,安放后高出模架面。
5.水、油流道隔片应采用不易受腐蚀的材料。
6.前后模应采用集中送水、方式。

05 浇注系统

1.浇口设置应不影响产品外观,满足产品装配。

2.流道截面、长度应设计合理,在保证成形质量的前提下尽量缩短流程,减少截面积以缩短填充及冷却时间,同时浇注系统损耗的塑料应最少。
3.三板模分浇道在前模板背面的部分截面应为梯形或半圆形。
4.三板模在浇口板上有断料把,浇道入口直径应小于3 mm,球头处有凹进浇口板的一个深3 mm的台阶。
5.球头拉料杆应可靠固定,可压在定位圈下面,可用无头螺丝固定,也可以用压板压住。
6.浇口、流道应按图纸尺寸要求用机应加工,不允许手工甩打磨机加工。
7.点浇口浇口处应按规范要求。
8.分流道前端应有一段延长部分作为冷料穴。
9.拉料杆Z形倒扣应有圆滑过渡。
10.分型面上的分流道应为圆形,前后模不能错位。
11.在顶料杆上的潜伏式浇口应无表面收缩。
12.透明制品冷料穴直径、深度应符合设计标准。
13.料把易于去除,制品外观无浇口痕迹,制品装配处无残余料把。
14.弯勾潜伏式浇口,两部分镶块应氮化处理,表面硬度达到HV700。

06 热流道系统

1.热流道接线布局应合理,便于检修,接线号应一一对应。

2.热流道应进行安全测试,对地绝缘电阻大于2MW。
3.温控柜及热喷嘴,热流道应采用标准件。
4.主流口套用螺纹与热流道连接,底面平面接触密封。
5.热流道与加热板或加热棒接触良好,加热板用螺钉或螺柱固定,表面贴合良好。
6.应采用J型热电偶,并且与温控表匹配。
7.每一组加热元件应有热电偶控制,热电偶位置布置合理。
8.喷咀应符合设计要求。
9.热流道应有可靠定位,至少要有两个定位销,或加螺钉固定。
10.热流道与模板之间应有隔热垫。
11.温控表设定温度与实际显示温度误差应小于±5°C,并且控温灵敏。
12.型腔与喷咀安装孔应穿通。
13.热流道接线应捆扎,并且用压板盖住。
14.有两个同样规格的插座,应有明确标记。
15.控制线应有护套,无损坏。
16.温控柜结构可靠,螺丝无松动。
17.插座安装在电木板上,不能超出模板最大尺寸。
18.电线不许露在模具外面。
19.热流道或模板所有与电线接触的地方应有圆角过渡。
20.在模板装配之前,所有线路均无断路短路现象。
21.所有接线应正确连接,绝缘性能良好。
22.在模板装上夹紧后,所有线路应用万用表再次检查。

07 成型部分、分型面、排气槽

1.前后模表面不应有不平整、凹坑、锈迹等其它影响外观的缺陷。

2.镶块与模框配合,四周圆角应有小于1 mm的间隙。
3.分型面保持干净、整洁、无手提砂轮磨避空,封胶部分无凹陷。
4.排气槽深度应小于塑料的溢边值。
5.嵌件研配应到位,安放顺利、定位可靠。
6.镶块、镶芯等应可靠定位固定,圆形件有止转,镶块下面不垫铜片、铁片。
7.顶杆端面与型芯一致。
8.前后模成型部分无倒扣、倒角等缺陷。
9.筋位顶出应顺利
10.多腔模具的制品,左右件对称,应注明L或R,顾客对位置和尺寸有要求的,应符合顾客要求,一般在不影响外观及装配的地方加上, 字号为1/8。
11.模架锁紧面研配应到位,75%以上面积碰到。
12.顶杆应布置在离侧壁较近处及筋、凸台的旁边,并使用较大顶杆。
13.对于相同的件应注明编号1、2、3等。
14.各碰穿面、插穿面、分型面应研配到位。
15.分型面封胶部分应符合设计标准。中型以下模具10~20mm,大型模具30~50 mm,其余部分机加工避空。
16.皮纹及喷砂应均匀达到顾客要求。
17.外观有要求的制品,制品上的螺钉应有防缩措施。
18.深度超过20 mm的螺钉柱应选用顶管。
19.制品壁厚应均匀,偏差控制在±0.15 mm以下。
20.筋的宽度应在外观面壁厚的百分之六十以下
21.斜顶、滑块上的镶芯应有可靠的固定方式。
22.前模插入后模或后模插入前模,四周应有斜面锁紧并机加工避空。

08 注塑生产工艺

1.模具在正常注塑工艺条件范围内,应具有注塑生产的稳定性和工艺参数调校的可重复性。

2.模具注塑生产时注射压力,一般应小于注塑机额定最大注射压力的85%。
3.模具注塑生产时的注射速度,其四分之三行程的注射速度不低于额定最大注射速度的10%或超过额定最大注射速度的90%。
4.模具注塑生产时的保压压力一般应小于实际最大注射压力的85%。
5.模具注塑生产时的锁模力,应小于适用机型额定锁模力的90%。
6.注塑生产过程中,产品及水口料的取出要容易、安全(时间一般各不超过2秒钟)。
7.带镶件产品的模具,在生产时镶件安装方便、镶件固定要可靠。

09 包装、运输

1.模具型腔应清理干净喷防锈油。

2.滑动部件应涂润滑油。
3.浇口套进料口应用润滑脂封堵。
4.模具应安装锁模片,规格符合设计要求。
5.备品备件易损件应齐全,并附有明细表及供应商名称。
6.模具水、液、气、电进出口应采取封口措施封口防止异物进入。
7.模具外表面喷制油漆,顾客有要求的按要求。
8.模具应采用防潮、防水、防止磕碰包装,顾客有要求的按要求。
9.模具产品图纸、结构图纸、冷却加热系统图纸、热流道图纸、零配件及模具材料供应商明细、使用说明书,试模情况报告,出厂检测合 格证,电子文档均应齐全。

模具设计中镶件设计的要点

从加工效率方面。有些大模镶成几个小件,分开加工,可以节省时间。一般情况下镶件分两种,镶通和盲镶。对于一些较小的镶件,可以用Y-CUT线割的形式,用挂台定位。对于一些较大的镶件,如60X60以上的,可以采取盲镶的形式,有镙丝挂住。加工相对困难,却保证了模具的强度。

模具设计之滑块设计实例

镶件的材料:没有擦穿的镶件,材料与模仁料可以做到一样。

模具设计之滑块设计实例

如果有擦穿的镶件,材料可以与模仁料一样,只不过硬度加高2度,或是不同硬度的材料。

模具设计之滑块设计实例

然后就是在设计挂台之时,得留意加工的难易度以及基准位置,以方便线割和磨床加工。挂台的尺寸一般可以设计为5X2.0MM或者4X3MM。

模具设计之滑块设计实例

还有挂台应该放在镶件的平直位置。如图

模具设计之滑块设计实例

模具设计之滑块设计实例

模具设计之滑块设计实例

挂台应该短过平边0.5-2.0,这是为了方便线割R角。

模具设计之滑块设计实例

当镶件是异型,不适合作挂台时,可以周边做1-2度的斜度,直接插下去。这就是斜度镶件。

模具设计之滑块设计实例

模具设计之滑块设计实例

出口模滑块机构设计要点

模具设计之滑块设计实例

在我们的塑胶模具行业里面一般分为两大类模具,那就是出口模与国内模,出口模顾名思义,就是在国内按照国外的设计要求制造模具,做好试模没问题之后,出口到对方的国家,出口模与国内模相比,要求比较高,所用的设计标准不一样,出口模常用的标准有HASCO、DME、MISUMI、PUNCH等,下面我来跟大家分享出口模滑块机构的设计要求,希望对大家有所提升。

模具设计之滑块设计实例

1.滑块镶件的设计:当后模滑块有突出到前模时,必须要做3度角度与前模仁插穿,底部也要设计3度角度与后模仁插穿,如图所示。

模具设计之滑块设计实例

2.铲机的设计:对于胶位有外观要求的滑块且滑块胶位面积比较大是,铲机必须要设计反铲,与滑块座接触面必须设计耐磨块,如图所示。

模具设计之滑块设计实例

3.压板设计要求:压板分为3种类型,平导轨、平齐的L型导轨、沉入的L型导轨,如图所示:(1)平导轨不好调整,因为只能磨行位,不方便(2)与滑动面平齐的L形导轨,好调整,但最好加定位销(3)沉入的L形导轨,好调整且不用定位销。

模具设计之滑块设计实例

模具设计之滑块设计实例

4.限位装置设计要求:(1)所有行位都须加限位块,禁止用螺丝杯头做限位,当限位块不是锁在模板侧面时,要沉入模板5MM做定位防止限位块的螺丝受力

模具设计之滑块设计实例

4.限位装置设计要求:(2)天侧行位要采用弹簧+行位夹的方式限位,并保证行位夹夹紧力>行位重量,其它位置用行位夹或行位扣即可。行位夹一般采用DME、STRACK的行位夹,使用行位夹时其装配间隙必须参考标准。

模具设计之滑块设计实例

5.油槽设计要求:当客户有要求有3D设计上画出油槽才画,否则只作为车间加工油槽的指引(1)油槽位置选用原则:有摩擦的两个零件,取其中容易加工的零件的一面来做油槽,另外一个零件不做(2)注意事项:油槽不可以破螺丝孔或棱边的倒角边。

模具设计之滑块设计实例

6.滑块机构设计细节要求:(1)行位座左右两侧一定要跟平导轨或L形导轨摩擦,不能跟模胚摩擦(2)行位座底面的耐磨片要高出行位槽0.5MM,耐磨片的面积尽量需大(3)当行位座深入到内模,耐磨片也要深入到内模里,而且要做成一整块(4)当耐磨片出到挤紧块上时,耐磨片要高出挤紧块0.5MM(5)当模胚原身留压行位座时,模胚上必须增加耐磨片

模具设计之滑块设计实例