工信版（中职）模具工程技术基础第三章教学课件.ppt-淘文阁

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1、Y CF（中职）模具工程技术基础第三章教学课件第三章模具的基本要求第一节模具的精度与表面质量第二节模具寿命与模具材料第三节模具安全第四节模具的使用与维护第一节模具的精度与表面质量一、模具精度与表面质量的概念 1.模具精度模具精度可分为模具零件本身的精度和发挥模具效能所需的精度。如凸模、凹模、型芯等零件的尺寸精度、形状精度和位置精度是属于模具零件本身的精度;各零件装配后，面与面或面与线之间的平行度、垂直度，定位及导向配合等精度，都是为了发挥模具效能所需的精度。模具的精度越高，则成形的制件精度也越高。今后随着模具加工技术手段的提高，模具精度会有大的提高，模具工作零件或成形零件的互换性生

2、产将成为现实。下一页返回第一节模具的精度与表面质量 2.模具的表面质量模具的表面质量是指模具零件的表面层状态，包括表面粗糙度、表面层金相组织、残余应力、力学性能和化学性能等。但通常所讲的模具表面质量，主要是指模具工作零件或成形零件的表面质量。表面质量的主要评价指标是表面粗糙度参数Ra。模具的表面质量直接影响成形制件的质量，而且还影响模具的工作性能、使用寿命和可靠性等。如模具表面质量越好，则配合零件的配合精度易于保证，相对滑动零件的滑动阻力小、耐磨性好、使用寿命长。因此，模具的表面质量越高，则所成形的制件质量越好、模具工作越可靠、使用寿命越长。上一页下一页返回第一节模具的精度与表面质量

3、二、确定模具精度与表面质量的依据合理确定模具精度与表面质量要考虑的问题较多，主要包括以下几方面:(1)制件的精度和质量带(2)制件的生产批量(3)模具的加工方式(4)制件材料的成形性能(5)模具类型与结构形式(6)模具加工技术水平上一页下一页返回第一节模具的精度与表面质量三、模具精度与表面质量的确定 1.模具精度的确定模具精度一般由模具零件精度及模架的精度决定。对凸模、型芯、凹模等模具工作零件或成形零件的型面尺寸精度，一般可根据成形制件的尺寸精度要求按如下经验方法确定。冲裁模:凸、凹模按“分别加工法”制造时，普通冲裁取IT6IT7，精密冲裁取IT5IT6;凸、凹模按“实配加工法”制造

4、时，基准凸模或凹模的制造偏差取冲裁制件公差的1/4。弯曲模:按IT7ITS 取值。拉深模:按ITSIT10 取值。塑料模:一般取制件公差的1/41/6。压铸模:一般取铸件公差的1/41/5。上一页下一页返回第一节模具的精度与表面质量 2.模具表面质量的确定模具表面质量主要以模具零件的表面粗糙度衡量。对一般没有标准化的模具工作零件或成形零件，其工作型面的表面粗糙度要求可参考表3-1 确定。不同表面粗糙度等级在模具零件中的使用范围可参考表3-2。上一页返回第二节模具寿命与模具材料一、模具寿命 1.模具的工作条件及失效形式(1)冷冲模的工作条件都承受较大的压力和摩擦力，其中凸模在工作时承受

5、压应力，在回程时又承受卸料产生的拉应力，构成了拉、压循环应力。凹模工作时一般都承受径向压应力和切向拉应力，这些应力也是周期性变化的。冷冲模的凸、凹模在以上受力情况下可能导致折断或疲劳破坏。塑料模和压铸模一般必须在一定的温度和压力条件下工作，其工作条件和冷冲模不同。塑料模和压铸模在成形过程中所受的力有合模时的压力、型腔内熔体的压力、开模时的拉力等。下一页返回第二节模具寿命与模具材料(2)失效形式模具经过使用，由于种种原因，不能再生产出合格的制件，也不能再修复，这种情况称为模具失效。模具的失效从宏观上可分为非正常失效和正常失效。模具经大量的生产使用，因缓慢塑性变形或较均匀地磨损或疲劳断裂而不能继

6、续使用时，称模具的正常失效。模具未达到一定的工艺技术水平下公认的寿命就不能再使用时，称模具的非正常失效。模具种类繁多，损坏部位也各不相同，但具体的失效形式归纳起来分为:磨损失效、变形失效、断裂失效、啃伤失效、热疲劳失效、腐蚀失效等。若模具在使用中出现工作条件很差、安装、操作和保护不当等原因，会导致模具加速失效。上一页下一页返回第二节模具寿命与模具材料 2.影响模具寿命的因素及提高寿命的措施模具因为磨损或其他形式失效终至不可修复而报废之前所成形的制件总数，称为模具寿命。模具的寿命是由其所成形的制件是否合格决定的。使用了很长时间仍能成形出合格制件，这就是要求模具的寿命长。影响模具寿命的因素是

7、多方面的，设计与制造模具时应全面分析影响模具寿命的因素，并采取切实有效的措施提高模具的寿命。(1)制件材料对模具寿命的影响实际生产中，由于冲压用原材料的厚度公差不符合要求、材料性能的波动、表面质量差和不干净等造成模具工作零件磨损加剧、崩刃的情况时有发生。上一页下一页返回第二节模具寿命与模具材料对冷冲压制件所用的钢板或其他原材料，应在满足使用要求的前提下，尽量采用成形性能好的材料，以减少冲压变形力，改善模具工作条件。另外，保证材料表面质量和清洁对任何冲压工序都是必要的。对塑料制件而言，不同塑料品种的模塑成型温度和压力是不同的。模塑过程中产生的腐蚀性气体会腐蚀模具表面。因此，应在满足使用要

8、求的前提下，尽量选用模塑工艺性能良好的塑料来成型制件，这样既有利于模塑成型，又有利于提高模具寿命。(2)模具材料对模具寿命的影响冲压模具因工作零件在工作中承受拉伸、压缩、弯曲、冲击摩擦等机械力的作用，因此冲模材料应具备抗变形、抗磨损、抗断裂、耐疲劳、抗软化及抗赫合的能力。上一页下一页返回第二节模具寿命与模具材料塑料模和压铸模，因型腔一般比较复杂，表面粗糙度值要求小，且工作时要承受熔体较大的冲击、摩擦和高温的作用，所以要求模具材料具有足够的强度、刚度、硬度和具有良好的耐磨性、耐腐蚀性、抛光性和热稳定性。(3)模具热处理对模具寿命的影响模具的热处理质量对模具的性能与使用寿命影响很大。因为

9、热处理的效果直接影响着模具用钢的硬度、耐磨性、抗咬合性、回火稳定性、耐冲击以及抗腐蚀性，这些都是与模具寿命直接有关的性质。通过热处理可以改变模具工作零件的硬度，而硬度对模具寿命的影响是很大的。硬度提高，韧性一般要降低，而抗压强度、耐磨性、抗赫合能力则有所提高。上一页下一页返回第二节模具寿命与模具材料(4)模具结构对模具寿命的影响合理的模具结构是保证模具高寿命的前提，因而在设计模具结构时，必须认真考虑模具寿命问题。模具结构对模具受力状态的影响很大，合理的模具结构，能使模具在工作时受力均匀，应力集中小，也不易受偏载，因而能提高模具寿命。(5)模具加工艺对模具寿命的影响模具工作零件需要经过车

10、、铣、刨、磨、钻、冷压、刻印、电加工、热处理等多道加工工序。(6)模具的使用、维护和保管对模具寿命的影响一副模具即使设计合理、加工装配精确、质量良好，但若使用、维护及保管不当，则会导致模具变形、生锈、腐蚀，使模具失效加快，寿命降低。上一页下一页返回第二节模具寿命与模具材料二、模具材料 1.模具材料的分类随着模具工业的迅速发展，目前国内外涌现出的模具材料种类和牌号十分繁多。为选用方便，可以将模具材料按图3-1 所示进行分类。2.对模具材料的基本要求模具的工作条件复杂、恶劣，工作温度高低不一，工作零件一般承受高压、高温、冲击、振动、摩擦、弯扭、拉伸等作用，所以要求模具材料的性能比较高。

11、(1)模具材料的使用性能要求上一页下一页返回第二节模具寿命与模具材料具有足够的强度、刚度、耐疲劳性、韧性和足够的硬度、耐磨性;具有较高的热硬性，即材料在较高温度时具有保持硬度稳定的能力;具有良好的热稳定性，即材料具有抗高温化学腐蚀能力;具有良好的热疲劳抗力，即模具工作在受热和冷却交替进行的环境时，模具材料具有抗疲劳损伤能力;热处理变形小、开裂倾向小，以保证模具在热处理中不因过大变形而报废。(2)模具材料的加工工艺性能要求具有良好的热加工工艺性能，包括锻造、铸造、焊接、热处理等加工性能;具有良好的冷加工工艺性能，包括切削、研磨、抛光等加工性能;具有良好的特种加工工艺性能，包括电火花加工、

12、化学与电化学加工等加工性能。上一页下一页返回第二节模具寿命与模具材料 3.模具材料的选用原则模具的种类很多，工作条件千差万别，对模具材料性能的要求也是多种多样的。模具的选材一般应考虑:满足使用性能要求;良好的加工工艺性能;易于供应、经济性合理。设计制造模具时，具体选材的原则应针对以下几方面因素，但要注意侧重点和主次:(1)针对模具失效形式的选材原则模具失效形式主要有塑性变形失效、磨损失效及断裂失效。分析找出失效原因，则可以有针对性地进行选材。(2)针对模具工作要求的选材原则模具工作时受力大，则要求所选材料的强度高;受冲击大，则要求材料韧性好;对于工作温度差别很大的模具，应选择抗热性能有

13、很大差别的材料;工作环境对模具腐蚀严重时，应考虑选择具有耐腐蚀的材料。上一页下一页返回第二节模具寿命与模具材料(3)针对模具设计因素的选材原则设计模具时，可考虑将大型或复杂的模具设计成组合或镶拼式结构，在模具刃口等成形部分或其他经受强烈磨损、冲击或高温部位采用贵重的高性能材料，而对于性能要求不太高的其他模体部分，可采用价格较低廉的一般材料。(4)针对制件要求的选材原则模具所成形的制件批量大时应采用材质和性能好的模具材料，批量小时可采用性能差些而价格较低的模具材料。模具所成形的制件是金属材料还是非金属材料，模具的工作条件差异极大，则所选模具材料差别亦很大。上一页下一页返回第二节模具寿

14、命与模具材料(5)针对模具结构因素的选材原则对于形状复杂的模具，应选易加工、淬透性好的材料;对于大型模具一般应选好一些的模具材料，尤其是材料的淬透性要好;对于模具的辅助零件，一般可按通常的结构零件的要求来选材。上一页返回第三节模具安全一、模具在设计、制造、使用过程中易出现的安全问题模具安全技术包括人身安全和设备与模具安全技术两个方面。前者主要是保护操作者的人身的安全，也包括降低生产噪声。后者主要是防止设备事故，保证模具与压力机、注射机等设备不受意外损伤。模具在设计、制造、使用过程中易出现的安全问题主要有:操作者疏忽大意，在冲床滑块下降时将手、臂、头等伸入模具危险区;模具结构不合理，模具

15、给手指进入危险区造成方便，在冲压生产中工件或废料回升而没有预防的结构措施，或单个毛坯在模具上定位不准确而需用手校正位置等;模具的外部弹簧断裂飞出，模具本身具有尖锐的边角;塑料模具或模塑设备中的热塑料逸出，压缩空气逸出，液压油逸出;下一页返回第三节模具安全裸露在外的热模具零件，绝缘保护不好的电接头;模具的安装、调整、搬运不当，尤其是手工起重模具;压力机的安全装置发生故障或损坏;在生产中，缺乏适当的交流和指导文件。目前新生产的压力机，国家规定都必须附设安全保护装置才能出厂。从事故发生的统计数据表明:在冲压生产中发生的人身事故比一般机械加工多。压力机用的安全保护装置有安全网、双手操作机构、摆杆或

16、转板护手装置、光电或安全保护装置等。在保障冲压加工的安全性方面，除压力机应具有安全装置外，还必须使所设计的模具具有杜绝人身事故发生的合理结构和安全措施。上一页下一页返回第三节模具安全二、提高模具安全的措施在设计模具时，不仅要考虑到生产效率、制件质量、模具成本和寿命，同时必须考虑到操作方便、生产安全。1.技术安全对模具结构的基本要求不需要操作者将手、臂、头等伸入危险区即可顺利工作;操作、调整、安装、修理、搬运和储藏方便、安全;不使操作者有不安全的感觉;模具零件要有足够的强度，原则上冲压模具的导柱应安装在下模并远离操作者，模具中心应通过或靠近成形设备的中心。上一页下一页返回第三节模具

17、安全 2.模具的安全措施(1)设计自动模当压力机没有附设的自动送料装置时，可将冲模设计成自动送料、自动出件的半自动或自动模，这是防止发生人身安全事故的有效措施。(2)设置模外装卸机构对于单个毛坯的冲压，当无自动送料装置时，为了避免手伸入危险区，可以设置模外手动装料的辅助机构，在模外手工装料，然后利用斜面料槽将待冲工件滑到冲模工作位置。(3)设置防护装置设置防护装置的目的是把模具的工作区或其他容易造成事故的运动部分保护起来，以免操作者接触危险区。上一页下一页返回第三节模具安全(4)防止工件或废料回升在冲裁模中，落料制件或冲孔废料有时被赫附在凸模端面上带回凹模面，造成冲叠片，这不仅会损

18、坏模具刃口，有时还会造成碎块伤人的事故。为此通常在凸模中采用顶料销或通入压缩空气的方法，迫使制件或废料从凹模中漏下。(5)缩小模具危险区的范围在无法安装防护挡板和防护罩时，可通过改进冲模零件的结构和有关空间尺寸以及冲模运动零件的可靠性等安全措施，以缩小危险区域，扩大安全操作范围。上一页返回第四节模具的使用与维护一、模具的安装与调整一副质量完好的模具，在其设计制造完成之后，并不能直接生产制件，必须将模具正确地安装到压力机、注射机或压铸机等成形设备上，并进行细心的调试后才能开始生产制件。1.冲压模具的安装与调整(1)上模的安装方法由于模具的尺寸和体积的大小不同，将上模安装到压力机上的方法有

19、以下几种:采用模具的上模座安装。这种方法一般在模具比较大、使用大型压力机时采用。压力机滑块底平面上开有T 形槽，利用T形槽将上模座固定在压力机的滑块上，使模具的上模部分与压力机的滑块连成一体。下一页返回第四节模具的使用与维护利用模具的模柄安装。这种安装方法一般在模具较小、使用开式压力机时采用。由于模具的模柄连接着整个模具的上模部分，故直接将模柄固定在压力机的滑块模柄孔内，压力机工作时其滑块的上下直线运动带动整个模具的上模部分完成冲压动作。同时利用模柄和上模座安装。有些压力机的滑块上既有T 形槽，又有模柄孔，这时可同时利用模柄和上模座安装。这种方法适用大型模具的安装。(2)下模座的安装方法

20、下模的安装一般在上模安装后进行。下模一般直接用压板通过穿在T 形槽内的螺钉加螺母紧固在压机工作台或垫板上，压板下面应加垫块，垫块的高度要与下模座被压处高度等高。上一页下一页返回第四节模具的使用与维护(3)冲模闭合高度的调整方法模具要保持正常使用必须调整好闭合高度，而这项工作是在模具的上、下模安装到压力机上之后进行的。对于冲孔、落料、弯曲、拉深等工序所采用的不同功能的模具，其闭合高度的调整值是不完全相同的。对于弯曲模，凸模进入凹模的深度与所弯制件的形状有关，一般凸模应全部进入凹模或进入凹模一定深度，将弯曲件压至成形为止。对于拉深模，闭合高度的调整应重点考虑两个问题:一是应使凸模必须全部进入

21、凹模;二是应使开模后制件能顺利地从模具中卸下来。对于各种不同的压力机，其闭合高度都有一个可调范围，其数值等于压力机最大闭合高度与最小闭合高度之差。上一页下一页返回第四节模具的使用与维护(4)冲裁模间隙的调整方法设计与制造冲裁模时要保证凸、凹模之间留有大小合理且均匀的间隙。冲裁间隙一般在模具设计阶段即确定，装配时，把若干加工好的模具零件装配成一副完整的冲模过程中，应把凸、凹模之间的间隙调整均匀。2.塑料注射模的安装与调整(1)定模和动模的安装方法注射模由定模和动模两部分组成，一般首先将定模部分安装到注射机上，安装方式是通过定模上的定位环与注射机定模板上的定位孔配合对准定心。当定模座板紧紧地贴

22、靠在注射机的定模板上后再利用螺钉、压板、垫块将定模部分压紧并固定。对于小型模具或一些专用模具可用螺钉直接固定，但模具上的螺钉孔距需与注射机定模板上的相应孔距相符。上一页下一页返回第四节模具的使用与维护(2)定模和动模的调整方法合模与开模距离的调整，一般常用的注射机，其开模行程是固定的，定、动模之间的合模距离可通过调节螺母调整，使注射机定、动模板之间的闭合距离调整到等于模具的闭合高度为止，并且还应有足够的锁模力，保证模具开闭运动平稳、锁模可靠;注射机喷嘴与模具浇口套关系，注射机的喷嘴孔径是固定不变的，为了使喷嘴与模具浇口套贴合好，保证注射成型时在浇口套处不形成死角和积存熔料，便于主流道凝料

23、的脱模，在设计制造模具时就应使模具的浇口套球面半径和孔径与注射机喷嘴孔径和球面半径相对应;推出距离的调整，推出距离通常等于模具型芯的高度，为了顺利取出制件，注射机开模行程应大于取出制件所需的开模距离。上一页下一页返回第四节模具的使用与维护 3.压铸模的安装与调整(1)压铸模的安装方法压铸模所使用的压铸机安装部分结构与注射模所使用的注射机相似，而压铸模的基本结构与注射模也很相似，所以压铸模的安装与注射模安装也很相似。在压铸模安装之前，首先要根据模具的闭合高度，调整压铸机动、定模安装板之间的距离，使安装板距离的大小调整到比压铸模闭合高度略小为止。然后在开启状态下将压铸模固定在定模安装板上，接

24、着点动合模。当动模安装板接触压铸模时，用压板将动模部分固定在动模安装板上，最后将螺母扳紧并装上开模挡块。至此压铸模安装完毕。上一页下一页返回第四节模具的使用与维护在压铸模安装完毕的情况下，还要进行锁模力预紧调整。预紧应根据具体情况，通过压铸机上的四个预紧螺母调整到压射时分型面不致产生熔融合金飞溅为止。将压铸模安装到压铸机的连接方式，主要靠压铸机的动、定模安装板上的T 形槽，将螺钉穿入T 形槽，再用压板、垫块、螺母固定定模和动模。压铸模的外形尺寸(长宽高)应在所选用的压铸机许可装模范围内，即模具的长宽外形尺寸不能超过压铸机安装面尺寸，同时不能超过压铸机拉杆内间距，否则模具无法安装。模具

25、开模后，应保证制件能从模具里取出来，因此对开模距离应进行校核。上一页下一页返回第四节模具的使用与维护(2)压铸模的调整方法压铸模安装在压铸机上之后，要经过试模调整，选择合理的压储成形工艺条件，才能压铸出稳定合格的铸件。压铸成形工艺条件调整的内容有:材料熔融槛度、模具温度及熔体温度、压铸机的注射压力、锁模力、开模力、压射比压及压射速度等。1.模具的适用与保管(1)模具的使用模具使用必须保证安全，操作要合理，符合模具设计要求和结构特点，对于制件中含有嵌件的模具必须精心操作。(2)模具的保管无论是新模具或是使用过的模具，在短期或长期不用时要进行妥善的保管，这对于保护模具的精度、模具各个部位

26、的表面粗糙度以及延长其使用寿命都有重要意义，所以说模具的保管是一项非常重要的工作。上一页下一页返回第四节模具的使用与维护对于各使用单位中的成批模具，要按企业管理标准化的规定对所有模具进行统一编号，并刻写在模具外形的指定部位，然后在专用库房里进行存放及保管。模具库房的条件应当是温差小、湿度小，货架不宜过高，货架上铺设木板或耐油橡胶板或者塑料板。模具库存时，要求对货位进行编号并与模具编号对应统一，并且要建立库房的模具技术档案，由专人负责验收、借出等使用事宜。严禁将模具与碱性、酸性、盐类物质或化学药剂等存放在一起，严禁将模具放置室外风吹雨淋、日晒雪浸。模具的种类规格一般比较繁杂，模具的存放库要

27、做到井井有条、科学管理、多而不乱、便于存取，不能因存放库的条件不好而损坏模具。上一页下一页返回第四节模具的使用与维护 2.模具的维护与修理(1)模具使用期内的检修模具在使用期内应定期维护及检修，维修人员开始应仔细观察模具的损坏部位、损坏的特征和损坏的程度，同时应了解该模具结构及动作原理以及制造使用方面的情况，最后分析损坏和要修理的原因。模具修理方案的制订是先分析破损原因，再确定修理方法、具体的修理工艺以及根据修理工艺准备必要的专用工具和备件。在对模具进行修理的具体操作过程中，要对模具进行检查，拆卸损坏部位，清洗零件，对于有拉毛的部位要修光，配备及修整损坏零件，最后重新装配模具。上一页下

28、一页返回第四节模具的使用与维护(2)冲模的维护与修理冲模工作时受力大，工作条件恶劣，最容易损坏的部位是冲模的凸模和凹模。常见的凸、凹模损坏现象及维修方法如下:凸、凹模之间应保持合理的间隙及良好的润滑，从而降低工作过程中的磨损，若凸、凹模之间间隙变大了，可用更换凸模或凹模的方式修复，若是刃口的局部间隙太大，可采取割去一块后再镶嵌补上的方法修复;凸、凹模刃口局部如果崩掉，可采用下述三种方法修复:将崩刃部分用磨削方法磨去、堆焊补上崩掉的部分，再按原设计要求加工恢复原样、若刃口崩掉缺损太大，可更换新的凸、凹模;上一页下一页返回第四节模具的使用与维护凸、凹模刃口如果变钝不太严重时，可不拆开模具

29、，用油石直接研磨刃口;凸模如果折断了，一般应更换新的，凹模上如果出现裂纹，可用焊接方法将裂纹焊合使其不再发展，严重的要更换新凹模。(3)注射模的保养与维修定期擦洗，擦洗完后要及时吹干;易损件应适时更换，导柱、导套、推杆、复位杆等活动件因长时间使用会有磨损，需定期检查并及时更换；及时对型面进行研磨、抛光等处理;型腔表面要按时进行防锈处理；上一页下一页返回第四节模具的使用与维护(4)压铸模具的保养与维修由于压铸模是在急冷急热的条件下工作的，所以工作条件很差，模具的损伤较大。具体可采用下述一些做法:严格控制工艺流程，在工艺许可范围内，尽量降低铭液浇铸温度和压射速度，同时提高模具的预热温度;使

30、用适当的压射速度，压射速度太高，会促使模具腐蚀，型腔和型芯上沉积物增多;压射速度太低，易使铸件产生缺陷;清除凹模和型芯上的沉积物。可采用研磨或机械去除，不能用喷灯加热清除，因为这可能导致模具表面局部软点或脱破点的产生，从而成为热裂的祸根。但研磨或机械去除时以不得伤害其型面和造成尺寸变化为原则;上一页下一页返回第四节模具的使用与维护及时清除电加工型腔表面留有的淬硬层和加工表面应力，淬硬层和加工表面应力容易使模具在使用过程中产生龟裂、点蚀和开裂，可用油石或研磨的办法去除，也可以在不降低硬度的情况下，用低于回火温度的消应力回火来消除;模板较厚时尽可能采用整料而不用叠加板的方式，因为钢板厚1倍，弯曲变形量减少85%,叠层只起叠加作用，厚度与单板相同的两块板弯曲时变形量是单板的4倍。上一页返回表3-1 模具工作型面的表面粗糙度返回表3-2 模具零件表面粗糙度的使用范围返回图3-1 模具材料分类返回

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