模具,是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品,同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。
大到飞机、汽车,小到茶杯、钉子,几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何起它加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力,所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。
拉延模:保证制成合格覆盖件的最主要的装备,其作用是将平板状毛料经拉延工序使之成为主体空间工件,分正装和倒装两种形式。
•修边模:用于将拉延件的工艺补充部分和压料凸缘多余部分切除,为翻边和整形准备条件,在小批量生产时,可以用手工或简单设备代替,修边模往往兼冲孔。
在常温下,把金属或非金属板料放入模具内,通过压力机和安装在压力机上的模具对板料施加压力,使板料发生分离或变形制成所需的零件。这类零件称为冲压模。
直接完成冲压工序,即与材料或冲压件发生直接接触的零件。如成形零件(凸模、凹模)、定位零件(定向板、定位销)、压料零件(压料圈)等。
在模具中起安装、组合、导向作用的零件。如支撑零件(上、下模座、凸、凹模固定板)、导向零件(导柱、导套)及紧固零件等。
上模座、下模座、压料圈、凸模部分、凹模部分、各类镶块、各类斜契吊契、定向板、定位销、定向导柱导套、限位装置、安全装置、挡料板、废料槽以及各种标准件等。
模具制造不仅要求加工精度高,而且还要求加工表面质量要好。一般来说,模具工作部分的制造公差都应控制在正负0.01mm以内,有的甚至要求在微米级范围内;模具加工后的表面不仅不允许有任何缺陷,而且工作部分的表面粗糙度Ra都要求小于0.4um。
模具实际上相当于一种机械加工工具,其硬度要求较高,一般都是用淬火工具钢等材料制成,若用传统的机械加工方法,往往感到十分困难。
通常生产少量冲压件,一般都需要三—五副模具,模具制造一般是单件生产。每副制造一幅模具,都必须从设计开始,大约需要一个多月甚至十几个月的时间才能完成,设计、制造周期都比较长。
在接受模具制造的委托时,首先要根据制品零件图样或实物,先做冲压工艺分析,分析研究将采用模具的套数、模具结构及主要加工方法,然后进行模具估算。
冲压工艺是通过模具对毛坯施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得一定尺寸、形状和性能的工件的加工方法。冲压工艺的应用范围十分广泛,既可以加工金属板料、棒料,也可以加工多种非金属材料。由于加工通常是在常温下进行的,故又称为冲压压。而冲压工艺分析是通过各个方面的参数综合确定最佳的冲压工艺。
冲压件工艺性的好坏,直接关系到产品的质量和成本。工艺性良好的冲压件,所需工序过程简单,容易加工,能节省原材料,延长模具的使用寿命.同时产品质量稳定。
在—定生产批量条件下,高质量、低成本地制造出零件,取得很好的生产效益。在考虑冲压件的工艺性时,一般应遵循下列原则:
(1) 尽量简化生产工序,考虑用最少和尽量简单的冲压工序来完成整个零件的加工、提高劳动生产率。
指材料费、外购零件费、设计费、加工费、装配调整及试模费等。必要时,还要估算各种加工方法所用的:工具及其加工费等,最后得出模具制造价格;
在进行模具设计时,首先要尽量多收集信息,并认真地加以研究,然后再进行模具设计。若不这样做,即使是设计出的模具功能优良,精度很高,也不能符合要求,所完成的设计并不是最佳设计。所要收集的信息有:
如果模具设计方案及其结构已经确定,就可以绘制装配图。装配图的绘制方法有三种:①主视图画成上、下模对合状态(下止位置);俯视图只画下模。②主视图画上、下模组合状态,俯视图上、下模各画一半。②绘制组合状态的主视图后再分别画上、下模俯视图。应用时,可根据模具结构的需要选用其中的一种。
零件因要根据装配图绘制,使其满足各种配合关系,并注明尺寸公差及表面粗糙度,有的还要写明技术条件。标准件不要画零件图。
合理确定切削用量对保证加工质量,提高生产效率,减少刀具的损耗具有重要意义。机械加工的切削量内容包括:主轴转速,切削速度,进给量,吃刀量和进给次数;
在一定生产条件下,规定模具制造周期和完成每道工序所消耗的时间,不仅对提高工作人员积极性和生产技术水平,有很大作用,对保证按期完成用户合同中规定的交货期,更具有重要的经济、技术意义。
要充分发挥数控机床自动化程度高的特点,减少人工干预,在加工过程中必须做到切削量均匀,以减少机床震动,延长机床使用寿命。
对被加工零件的几何形状、加工性能、材料特性和技术要求进行分析,确定工艺路线、选用机床及加工工序。
根据毛坯尺寸、零件形状大小、材料特性、零件质量要求、刀具库存选用经济且加工效率高的刀具,将刀具参数加入UG程序进行编程运算。并在程序单上注明刀具。
设计或选用工夹具、刀具,确定加工特性(如对刀点、走刀路线、走刀速度、切削深度、刀程间距、主轴转速等),选用冷却剂等。
生成数控加工走刀程序信息,包括数据准备、程序编制与程序调试。将生成的加工信息根据传递介质的不同予以记录。
(5)钳调车间按图纸、工艺、要求对零件修整、拆卸、划线)拼装车间按图纸、工艺、技术要求二次加工小型零件(空刀、背刀等)
(8)钳调车间待零件的二次加工结束后,检查零件是否还有没加工和不合格处,如零件已全部加工完并合格,即可送热处理
根据工艺要求分别进行整体热处理和表面热处理(热处理包含:淬火、退火、正火、调质、黑化处理、发蓝处理、渗碳淬火、渗氮淬火、盐浴、实效处理、表面火焰淬火等等)。其作用是使零部件的HRC值达到模具所需要的标准。
(14)钳调车间按图纸、工艺、技术要求修整型面、轮廓、刃口、安装附件等,直至符合图纸要求,完成模具的装配
装配就是把加工好的零件组合在一起构成一副完整的模具。在这一过程中,仅仅把加工好的零件紧固,或是打入定位销等纯装配操作是极少见的。一般都是在装配调整过程中进行一定的人工整修或机械加工。
(17)钳调车间对模具进行调试、修整,直至调出合格的产品工序件,其中包括预验收、模具整改、客户的终验收
冲压模制造完成以后,还必须在压力机上对其动态精度进行试冲压验证,通过试冲压出的工序件检查来鉴别冲压模制造质量,并发现问题消除制造缺陷,达到合格的零件,这个过程叫做冲压模的制造调整。制造调整通常是在制造单位应用其试冲压设备进行的。当模具移交给使用单位以后,在生产线上使用的压力机往往和制造单位压力机不相同,环境和条件也各有差别,所以模具移交后还必须进行试压验收,并在试冲压中再次检查发现问题,消除制造存在的缺陷,试冲压出合格的冲压产品。这个过程叫做使用调整。制造调整和使用调整是冲压模试冲压调整的两个方面,俗称冲压模调整。冲压模调整可以发现冲压件的工艺性、冲压工艺设计、冲压模设计和冲压模制造等方面的问题,可以积累大量的原始资料和丰富的实践经验。
1、冲模凸、凹模工作表面粗糙度Ra值大,将造成凹模孔初期磨损增大,则凸、凹模之间间隙亦将随之增大;2、 导向副配合面的Ra值增大,将会破坏油膜,产生摩擦;Ra值过小,则易产生“咬合”,加速表面的破坏与磨损;
3、影响型面的疲劳强度,如凸模在工作时受压应力与拉应力交变载荷,Ra值大将产生局部应力集中,其尖凹处易形成裂纹,造成疲劳损坏;
4、影响耐腐蚀性能,Ra值过大,其波凹处易积聚腐蚀性介质,产生化学腐蚀;其波峰面易产生电化学腐蚀。
汽车模具的冲压件加工工序,根据零件的形状、大小、精度、材料和批量不同,基本上分成两大类,即分离工序和成形工序。
指金属板材所受应力超过材料的屈服极限,使板材发生塑性变形并转化成所需形状的零件。成形工序主要包括:
是一种辅助成形工序,用以消除钣金零件经过各种成形加工后几何形状尺寸上出现的缺陷,或经热处理后由于应力不均而产生的翘曲,使零件的形状尺寸精度达到设计要求。
模具钳调各是利用各种手工工具、钻床及制造模具的 专用设备,通过技术加工操作,来完成目前机械加工还不 能完成的工序,并将加工好的零件,按模具总装图进行装 配、调试,最后制出合格的模具产品来。模具钳调工要制造好模具,必须熟悉、掌握以下几点:
识图是模具钳工的基础。识图主要是能看懂零件图和装配图,零件图对钳调工序来说主要是反映加工面的尺寸、相对位置、型面公差及加工精度。装配图主要反映零件的相对位置及零件间的配合公差。模具装配在实际操作中和一般装配相对装配图来说有很大的区别。
在模具标准件、镶块、斜契、吊契、拼块及辅助件固定或定位都需要钻孔加工。钻孔加工主要掌握以下几个方面:⑴钻床的正确使用:各种按钮和操作手柄的使用、主轴转速的选择、进给量的选择。⑵钻法的刃磨及刀刃角度对切削的影响。⑶工件的正确夹紧。⑷各种材料(铸钢和铸铁)对主轴转速、进给量、刀刃角度的影响、选择切削液等。⑸常用标准螺纹孔径的选择以及丝锥的正确使用方法。⑹钻床的保养及安全事项。
量具是测量实物或实物间的实际尺寸。钳调通常有一下几种:卷尺(1mm)、钢尺(0.5mm)、塞尺(0.02-1mm)、游标卡尺(0.02mm)、千分尺(0.01mm)、内径百分表(0.01mm)、R规。()是代表尺的精确度。
装配是钳调是重要环节。模具的装配和一般的钳工装配有很大的区别。一般的钳工装配只需要按照装配图安装即可,一般视为静态装配,而模具装配大部分属于动态装配,一般考虑压机工作状况和热处理后的变形。以下是常用几种类型:
导板紧贴靠山面,找到导板的相对位置,用样冲找到孔的中心点,再钻孔攻丝。另外还要检查导板和安装面的研合率。在导板安装完毕后,检查上下模座导板间的配合间隙,外导板间隙为10道以内、内导板为8道以内。
吊契斜契的分为3部分,安装槽、滑动部分和驱动座。它们的基准是安装槽,滑动部分以安装槽为标准,驱动座以数控与滑动部分为标准。斜契(吊契)冲孔模的凸模的是以数控为粗基准,再在压机上调节侧间隙。斜契(吊契)上的导板与安装面的有效接触面应达到80%以上。导板的侧面间隙为3道(500以下)以内;500以上为5道以内。上导板的间隙为2(500以下)以内;500以上为3道以内,同时要保证它们之间运动的灵活。
拼块的安装是在拼装车间拼装完毕粗加工和淬火后的安装和局部的调整。先对型面和型腔作一次调整,包括型面和间隙的修整和镶块之间间隙的修整。有靠山面的则以靠山面为基准,没有靠山面的则要定出几个镶块的位置,一般是对角。再精加工。
由于凸模和凹模的侧边间隙只有3。