模具工作零件其它成形方法

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1、安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院第 四 章 模 具 工 作 零 件 的 其 它 成 形 方 法 本 章 要 點 擠 壓 成 形鑄 造 成 形合 成 樹 脂 模 具 隨 著 模 具 制 造 技 術(shù) 的 發(fā) 展 和 模具 新 材 料 的 出 現(xiàn) ， 對 于 凸 模 、 凹 模等 模 具 工 作 零 件 ， 除 采 用 切 削 加 工和 特 種 加 工 方 法 進(jìn) 行 加 工 外 ， 還 可以 采 用 擠 壓 成 形 、 鑄 造 等 方 法 進(jìn) 行加 工 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 掌 握 冷 擠 壓 成 形 ， 了 解 熱 擠壓

2、 成 形 、 了 解 鋅 合 金 模 具 ， 知道 超 塑 成 形 原 理 和 應(yīng) 用 ， 了 解鈹 銅 合 金 模 具 的 工 藝 過 程 ， 了解 鑄 造 成 形 的 工 藝 過 程 ， 了 解合 成 樹 脂 模 具 的 制 造 。本章知識要點 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院第 一 節(jié) 擠 壓 成 形 一 、 冷 擠 壓 成 形 1、 原 理 ： 在 常 溫 下 ， 將 淬 硬 的 工 藝 凸 模 壓 入 模 坯 ， 使 坯 料 產(chǎn) 生 塑 性變 形 ， 以 獲 得 與 工 藝 凸 模 工 作 表 面 形 狀 相 同 的 內(nèi) 成 形 表 面 。2、 特 點1

3、） 可 以 加 工 形 狀 復(fù) 雜 的 型 腔 ， 尤 其 適 用 于 加 工 某 些 難 以進(jìn) 行 切 削 加 工 的 形 狀 復(fù) 雜 的 型 腔 。2） 擠 壓 過 程 簡 單 迅 速 ， 生 產(chǎn) 率 高 。3） 加 工 精 度 高 ， 表 面 粗 糙 度 小 。4） 冷 擠 壓 的 型 腔 ， 材 料 纖 維 未 被 切 斷 ， 金 屬 組 織 更 為 緊密 ， 型 腔 強 度 高 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院3 冷 擠 壓 方 式（ 1） 封 閉 式 冷 擠 壓 是 將 坯 料 放 在 冷 擠 壓 模套 內(nèi) 進(jìn) 行 擠 壓 加 工 ，擠 壓 力 大

4、 。應(yīng) 用 ： 精 度 高 、 深 度 大 、 體積 小 的 型 腔 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 2） 敞 開 式 冷 擠 壓 在 擠 壓 形 腔 毛 坯 外 面 不 加 模 套 。應(yīng) 用 ： 精 度 要 求 不 高 的 情 況 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院4 冷 擠 壓 的 工 藝 準(zhǔn) 備（ 1） 冷 擠 壓 設(shè) 備 的 選 擇小 型 專 用 油 壓 機壓 力 ： F = pA（ 2） 工 藝 凸 模 和 模 套 設(shè) 計 1） 工 藝 凸 模足 夠 的 強 度 、 硬 度 和 耐 磨 性 T10 T12A CrW

5、Mn Cr12MoV 等 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 工 作 部 分 L1段 應(yīng) 與 型 腔 設(shè) 計 尺 寸 一 致 ，其 精 度 比 型 腔 精 度 高 一 級 ，Ra0.40.08。 長 度 取 型 腔 深 度 的1.11.3倍 。 端 部 圓 角 半 徑 r不 應(yīng) 小于 0.2mm。 1 50的 脫 模 斜 度 。 導(dǎo) 向 部 分 一 般 取 D=1.5d； 過 渡 部 分采 用 較 大 半 徑 的 圓 弧 平 滑 過 渡 ， 一般 R 5mm。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2） 模 套 單層模套雙層模套 安徽機電職業(yè)

6、技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院（ 3） 模 坯 準(zhǔn) 備模 坯 材 料 應(yīng) 具 有 低 的 硬 度 和 高 的 塑 性 ， 型 腔 成 形 后 其熱 處 理 變 形 應(yīng) 盡 可 能 小 。如 ： 鋁 及 鋁 合 金 、 銅 及 銅 合 金 、 10、 20、 20Cr、T10A 3Cr2W8V, 擠 壓 前 進(jìn) 行 退 火 處 理 。模 坯 的 形 狀 尺 寸 應(yīng) 考 慮 模 具 的 設(shè) 計 尺 寸 要 求 和 工 藝 要求 ， 防 止 開 裂 、 翹 曲 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院D=（22.5）dh=（2.53）h1 為 了 減 小

7、 擠 壓 力 ， 可 在 模 坯 底 部 加工 減 荷 穴 。 封 閉 式 冷 擠 壓 坯 料 的 外 形 輪 廓 ， 一 般 為 圓 柱 體 或圓 錐 體 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院5 冷 擠 壓 時 的 潤 滑 為 了 提 高 型 腔 的 表 面 質(zhì) 量 和 便 于 脫 模 ， 以 及 減 小 工 藝 凸 模和 模 坯 之 間 的 摩 擦 力 ， 從 而 減 少 工 藝 凸 模 破 壞 的 可 能 性 ，應(yīng) 當(dāng) 在 凸 模 與 坯 料 之 間 施 以 必 要 的 潤 滑 。 1） 浸 入 硫 酸 銅 溶 液 、 后 涂 上 凡 士 林 或 潤 滑 劑2）

8、 鍍 銅 或 鍍 鋅 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院二 、 熱 擠 壓 成 形 將 毛 坯 加 熱 到 鍛 造 溫 度 ， 用 預(yù) 先 準(zhǔn) 備 好 的 工 藝 凸 模 壓 入毛 坯 而 擠 壓 出 型 腔 的 制 模 方 法 稱 為 熱 擠 壓 法 或 熱 反 印 法 。1 工 藝 凸 模采 用 T7、 T8或 5CrMnMo等 。 其 尺 寸 應(yīng) 按 鍛 件 尺 寸 放 出 鍛件 本 身 及 型 腔 的 收 縮 量 ， 一 般 取 1.5%2.0%， 并 作 出 拔 模斜 度 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2 熱 擠 壓 工

9、 藝 擠壓吊鉤鍛模以 鍛 件 成 品 作 工 藝 凸 模 砂 輪打 磨 表 面 涂 潤 滑 劑 加 工 出 鍛模 上 下 模 坯 加 熱 保 溫 去 氧化 皮 將 工 藝 凸 模 置 于 上 下 模坯 之 間 加 壓 鍛 出 型 腔 。3 后 續(xù) 加 工退 火 機 械 加 工 淬 火 磨 光 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 近 年 來 發(fā) 展 了 超 塑 性 制 模 技 術(shù) ， 也 就 是 以 超 塑 性 金 屬為 型 腔 材 料 ， 在 超 塑 性 狀 態(tài) 下 將 工 藝 凸 模 壓 入 坯 料 內(nèi) 部 ，以 實 現(xiàn) 成 型 加 工 模 具 型 腔 的 工 藝

10、 方 法 。 材 料 不 會 因 大 的塑 性 變 形 而 斷 裂 和 硬 化 ， 是 制 造 復(fù) 雜 形 狀 模 具 型 腔 的 有效 方 法 。 所 謂 超 塑 性 是 指 某 些 金 屬 材 料 ， 在 一 定 條 件 下 具 有 特別 好 的 塑 性 。 其 伸 長 率 可 達(dá) 100% 2000%， 這 種 現(xiàn) 象稱 之 為 超 塑 性 。 凡 是 伸 長 率 能 超 過 100%的 材 料 ， 均 稱為 超 塑 性 材 料 。 目 前 ， 用 于 模 具 制 造 的 超 塑 性 金 屬 主 要 是 近 年 研 制 的鋼 ， 如 10Ni3MnCuAl鋼 ， 簡 稱 PMS鋼 。 三

11、 、 超 塑 成 形 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院1 超 塑 成 形 原 理 和 應(yīng) 用2 超 塑 性 合 金 ZnAl22的 性 能（ 1） 超 塑 性 處 理 工 藝（ 2） 強 化 處 理 工 藝3 超 塑 性 成 形 工 藝（ 1） 坯 料 準(zhǔn) 備形 腔 的 坯 料 尺 寸 可 按 體 積 不 變 原 理 ， 根 據(jù) 形 腔 的 結(jié) 構(gòu) 尺 寸進(jìn) 行 計 算 。（2） 工 藝 凸 模 1） 材 料 ： 中 碳 鋼 、 低 碳 鋼 、 工 具 鋼 或 HPb59-1等 2） 尺 寸 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 （ 3）

12、 護(hù) 套（ 4） 擠 壓 設(shè) 備 及 擠 壓 力 的 計 算 可 以 在 液 壓 機 上 進(jìn) 行 。（ 5） 潤 滑減 小 摩 擦 阻 力 ， 降 低 單 位 擠 壓 力 ， 同 時 可 以 防 止 金 屬 粘附 ， 易 于 脫 模 ， 以 獲 得 理 想 的 型 腔 尺 寸 和 表 面 粗 糙 度 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院圖 4-14是 用 ZnAl22注 射 模 制 作 的 尼 龍 齒 輪 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 第 二 節(jié) 鑄 造 成 形 一 、 鋅 合 金 模 具用 鋅 合 金 材 料 制 造 工 作 零

13、 件 的 模 具 稱 為 鋅 合 金 模 具1 模 具 用 鋅 合 金 的 性 能必 須 具 有 一 定 的 強 度 、 硬 度 和 耐 磨 性 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2 鋅 合 金 模 具 制 造 工 藝（ 1） 砂 型 鑄 造 法（ 2） 金 屬 鑄 造 法（ 3） 石 膏 型 鑄 造 法 1） 熔 化 合 金 ： 融 化 溫 度 在450500 。 2） 預(yù) 熱 ： 150200 。 3） 澆 注 ： 420450 。澆 注 鋅 合 金 凹 模 的 模 框 ： 可調(diào) 式 模 框 、 厚 模 框 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電

14、職業(yè)技術(shù)學(xué)院 例 2圖 4-18是 鼓 風(fēng) 機 葉 片 沖 模 ， 采 用 金 屬 型 鑄 造 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院1） 制 作 樣 件 圖 a必 須 有 足 夠 的 剛 度 和 強 度 ， 以 防 止 在 存 放 或 澆 注 時 產(chǎn) 生 變 形 而影 響 模 具 精 度 。 2） 鑄 型 制 作 將 樣 件 置 于 型 砂 內(nèi) 找 正 ， 撞 實 ， 分 型 面 撒 上 分 型 砂 ， 圖 b將 另 一 砂 箱 置 于 砂 型 1上 制 成 鑄 型 ， 圖 c 將 上 、 下 砂 箱 打 開 ，把 預(yù) 先 按 尺 寸 制 造 的 鐵 板 模 框 放

15、上 ， 壓 上 壓 鐵 防 止 移 動 圖 d、 e3） 澆 注 合 金 考 慮 冷 凝 時 的 收 縮 ， 澆 注 合 金 厚 度 為 所 需 厚 度 的 23倍 。冷 凝 時 用 噴 燈 加 熱 使 其 均 勻 凝 固 。 完 成 圖 d的 澆 鑄 后 取 出 樣 件 ，將 其 放 入 圖 e的 模 框 內(nèi) 澆 鑄 ， 即 可 制 成 鼓 風(fēng) 機 葉 片 沖 模 的 工 作零 件 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院1 特 點（ 1） 導(dǎo) 熱 性 好（ 2） 可 縮 短 模 具 制 造 時 間（ 3） 熱 處 理 后 強 度 均 勻（ 4） 耐 腐 蝕（ 5）

16、 鑄 造 性 好 ， 可 鑄 成 復(fù) 雜 形 狀 的 模 具（ 6） 模 型 精 度 要 求 高（ 7） 材 料 價 格 高（ 8） 需 要 用 壓 力 鑄 造 技 術(shù)二、鈹銅合金模具 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2 金 屬 模 型 澆 鑄 鈹 銅 合 金 的 示 意 圖 。工 藝 過 程 如 下 ： 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院三 、 陶 瓷 型 鑄 造 1 陶 瓷 層 材 料（ 1） 耐 火 材 料 ： 剛 玉 粉 、 鋁 礬 土 、 碳 化 硅 及 鋯 砂 等 。（ 2） 粘 接 劑 ： 硅 酸 乙 酯 水 解 液 。（

17、 3） 催 化 劑 ： 氫 氧 化 鈣 、 氧 化 鎂 、 氫 氧 化 鈉 以 及 氧 化 等 。（ 4） 脫 模 劑 ： 上 光 蠟 、 變 壓 器 油 、 機 油 、 有 機 硅 油 及 凡 林 。（ 5） 透 氣 劑 ： 雙 氧 水 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2 工 藝 過 程 及 特 點 （ 1） 工 藝 過 程 1） 母 模 制 作用 來 制 造 陶 瓷 型 的模 型 稱 為 母 模 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院2） 砂 套 造 型3） 澆 注 和 噴 燒澆 注 噴 燒 合 箱 （ 2） 陶 瓷 型 鑄 造 的

18、 特 點1） 鑄 件 尺 寸 精 度 高 ， 表 面 粗 糙 度 小 。2） 投 資 少 、 生 產(chǎn) 準(zhǔn) 備 周 期 短 。3） 可 鑄 造 大 型 精 密 鑄 件 。 安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院模 具 制 造 技 術(shù)安徽機電職業(yè)技術(shù)學(xué)院第 三 節(jié) 合 成 樹 脂 模 具 的 制 造一 、 制 造 模 具 的 樹 脂 1 聚 酯 樹 脂 機 械 強 度 高 ， 成 形 方 法 容 易 ， 化 學(xué) 性 能 穩(wěn) 定 。 2 酚 醛 樹 脂 脆 ， 必 須 加 入 填 料 方 能 獲 得 所 要 求 的 性 能 ， 價 格 低 廉 。3 環(huán) 氧 樹 脂 收 縮 率 最 小 ， 機 械 性 能 高 ， 耐 酸 、 堿 、 鹽 和 有 機 溶 劑 等 化 學(xué)藥 品 的 侵 蝕 ， 但 抗 沖 擊 性 能 低 ， 質(zhì) 脆 ， 需 加 填 充 劑 、 稀 釋劑 等 來 改 善 其 性 能 。4 塑 料 鋼 可 作 拉 深 模 ， 其 缺 點 是 價 格 昂 貴 。