Ⅰ 試舉例論述在模型加工中如何正確合理選擇材料
模具選材是整個模具製作過程中非常重要的一個環節。
模具選材需要滿足三個原則,模具滿足耐磨性、強韌性等工作需求,模具滿足工藝要求,同時模具應滿足經濟適用性。
(一)模具滿足工作條件要求
1、耐磨性
坯料在模具型腔中塑性變性時,沿型腔表面既流動又滑動,使型腔表面與坯料間產生劇烈的摩擦,從而導致模具因磨損而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影響耐磨性的主要因素。一般情況下,模具零件的硬度越高,磨損量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性還與材料中碳化物的種類、數量、形態、大小及分布有關。
2、強韌性
模具的工作條件大多十分惡劣,有些常承受較大的沖擊負荷,從而導致脆性斷裂。為防止模具零件在工作時突然脆斷,模具要具有較高的強度和韌性。
模具的韌性主要取決於材料的含碳量、晶粒度及組織狀態。
3、疲勞斷裂性能
模具工作過程中,在循環應力的長期作用下,往往導致疲勞斷裂。其形式有小能量多次沖擊疲勞斷裂、拉伸疲勞斷裂接觸疲勞斷裂及彎曲疲勞斷裂。
模具的疲勞斷裂性能主要取決於其強度、韌性、硬度、以及材料中夾雜物的含量。
4、高溫性能
當模具的工作溫度較高進,會使硬度和強度下降,導致模具早期磨損或產生塑性變形而失效。因此,模具材料應具有較高的抗回火穩定性,以保證模具在工作溫度下,具有較高的硬度和強度。
5、耐冷熱疲勞性能
有些模具在工作過程中處於反復加熱和冷卻的狀態,使型腔表面受拉、壓力變應力的作用,引起表面龜裂和剝落,增大摩擦力,阻礙塑性變形,降低了尺寸精度,從而導致模具失效。冷熱疲勞是熱作模具失效的主要形式之一,幫這類模具應具有較高的耐冷熱疲勞性能。
6、耐蝕性
有些模具如塑料模在工作時,由於塑料中存在氯、氟等元素,受熱後分解析出HCI、HF等強侵蝕性氣體,侵蝕模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加劇磨損失效。
(二)模具滿足工藝性能要求
模具的製造一般都要經過鍛造、切削加工、熱處理等幾道工序。為保證模具的製造質量,降低生產成本,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
高溫加熱時抗氧化懷能好,脫碳速度慢,對加熱介質不敏感,產生麻點傾向小。
5、淬硬性
淬火後具有均勻而高的表面硬度。
6、淬透性
淬火後能獲得較深的淬硬層,採用緩和的淬火介質就能淬硬。
7、淬火變形開裂傾向
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,無燒傷極限磨削用量大,對砂輪質量及冷卻條件不敏感,不易發生磨傷及磨削裂紋。
(三)模具滿足經濟性要求
在給模具選材是,必須考慮經濟性這一原則,盡可能地降低製造成本。因此,在滿足使用性能的前提下,首先選用價格較低的,能用碳鋼就不用合金鋼,能用國產材料就不用進口材料。
另外,在選材時還應考慮市場的生產和供應情況,所選鋼種應盡量少而集中,易購買。
Ⅱ 如何用SolidWorks製作模具
如何用SolidWorks製作模具?下面通過一個底座模具來演示一下,具體步驟如下:
1、首先打開SolidWorks軟散緩圓件,在CommandManager上面點擊右鍵,激活「模具工具」命令工具欄。
2、點擊「分型線」,選擇TopPlane,設定拔模角度,然後選擇「拔模分析」,系統將自動分析分型線。
3、選擇「分型面」,軟體會自動選擇分型線,設定好分型面延長的長度即可。
4、選擇「切削分割」,然後選擇TopPlane,繪制草圖(草圖大小即是模具大小)。
5、退出草圖,軟體自動跳轉,此時在「沖塌塊大小」中輸入模具的高度即可,其他選項軟體會自動選擇。
6、點擊確認,完成分模。
7、隱藏曲面實體,對模具(公模、母模)進行重命名。在模具上面點擊右鍵,選擇「插入到新零件」,把模具保存好。
8、點擊「相交」,選擇公母模具,點擊「相交」,在要排除哪配的區域選擇公母模具。剩下的就是模具中間的產品。
Ⅲ 模具設計分型面的選擇及設計原則
一、分型面的選擇
分型面的選擇也是模具設計的第一步,它受到產品的形狀,外觀,壁厚,尺寸精度,模穴數等很多因素的影響。一般的產品拿到手裡,大分型面確定我相信大家對這個基本沒什麼問題。可對於很多有側抽芯,或者涉及到枕位,碰穿,插穿時。這些就有爭論了,怎麼去選擇有時候還真不是個簡單的事,因此,咱們這里來聊聊如何去選擇分型面。
一般來說分型面的選擇都會遵循以下的幾個原則:
1:符合產品脫模要求
分型面也就是為了產品能順利取出模具的。因此,分型面的位置應該選在產品斷面尺寸最大的部位,這是一條最基本的原則。
2:方位的確定
在決定產品在模具裡面的方位時,分型面的選擇應該盡量防止產品形成側孔或者側扣位,應避免採用復雜的模具結構。
3:分型面的形狀
一般的產品,常常採用一個與注塑機開模運動方向垂直的分型面,特殊情況下才採用其它形狀的分型面。分型面的形狀以方便加工和脫模為原則。像某此彎曲的產品,分型時就得根椐它彎曲的曲率來。
4:確保產品外觀和質量
分型面不要選擇在產品光滑的外表面。外觀面一般來說是不允許有夾線及其它影響美觀的線條出現的;有些有同心度要求的產品,得把有同心度要求的.部分全部放到同一側,這樣才能保證其同心度。
5:有利於脫模
一般的模具的脫模機構都是在動模的,所以選擇分型面時應盡可能的使開模後產品留在動模。因此對於有些有可能粘住定模的地方,我們往往會加做定模輔助脫模機構。
6:考慮側向開模距離
一般的側向機械式開模的距離都是比較小的。因此選擇分型面時應把抽芯距長的方向選擇在前後模開合的方向上,將短的方向做為側向分型。
7:鎖模力的考慮
模具的側向鎖模力相對來說比較小,所以對於投影面積較大的大型產品,應將投影面積大的方向放在前後模開合模方向上,而將側投影面積較小的作為側向分型。
8:利於排氣
當把分型面做為主要排氣時,應該把分型面設計在塑料流動的末端,以利於排氣。
9:模具零件易於加工
選擇分型面時,應把模具分割成易於加工的零件,減小機加工難度。
10:R分型
對於很多產品,分型面處有一整圈R角的,這時的分型得考慮到R最佳分型,不能出現尖的一邊。
二、模具設計的幾大設計原則
1、材料的選擇
模具材料的綠色程度對最終產品的綠色性能有著極為重要的影響。綠色設計的材料選擇必須建立在綠色材料的基礎上, 摒 棄過去對材料進行表面處理所採用的化學方法。代之以物理的方法以達到防腐或易於脫模的目的。
選擇優質鏡面模具鋼加工模具型腔;用不銹鋼材料來加工防腐的模具以替代電鍍;或用對環境的危害小和鎳磷鍍替代電鍍鉻。
綠色材料應具備的基本性能有:①低污染、低耗能、低成本:②易加工和加工過程中無污染或少污染:③可降解,可重復使用。
2、設計規范化、標准化
模具標准化是組織模具專業化生產的前提。而模具的專業化生產是提高模具質量、模具製造周期、降低成本的關鍵。
採用和購買標准模架及其它標准件。模架及標准件由專門的廠家、企業通過社會化分工進行生產,使有限的資源得到優化配置。
模具通常在報廢之後只是凸凹模不能再用.但是模架還基本完好無損.因此使用標准模架有助於模架的再利用。
沖壓模和注塑模的模架都有很多種類,而這些模架也基本是由標準的上下模座。導柱。導套等部件組成。同時.模架的標准化可以使生產模架所使用的設備大大減少,從而節約資源。也利於管理。
模具各結構單元的規范化、標准化。這樣可加快設計速度,縮短設計周期,方便加工管理。
3.可拆卸性設計
模具在使用過程當中,部分零部件由於承受過大的摩擦與沖擊,磨損較大。這時,只需更換這部分零部件模具仍可使用。
另外,有時只要更換工作零件,即可實現一種新產品的生產。不可拆卸不僅造成大量可重復零部件材料的浪費。 而且因廢棄物不好處置.還會嚴重污染環境。
因而在設計初期就要考慮到拆卸的問題:
①盡可能選擇通用結構,以便更換。
②在滿足強度要求的前提下。盡量採用可拆卸聯接。如用螺紋聯接,不用焊接、鉚接等。
4.製造環境設計
機械生產車間,尤其是沖壓車間的噪音和污染非常嚴重。對工作人員的身體健康造成非常大的威脅,也干擾了周邊的安寧,所以,在進行模具設計的時候要對產生的噪音加以控制,甚至消除。
通常消除機器噪音的方法有以下幾種方法:用v帶代替齒輪傳動;以摩擦離合器代替剛性離合器;做好飛輪等回轉體的動平衡:在壓力機產生噪音的主要部位加蓋隔音罩:採用有減震器的無沖擊模架等。
5.包裝方案設計
包裝方案的設計主要包括三方面:包裝材料的選用、包裝結構的改進以及包裝材料及其廢棄物的回收利用。包裝材料的使用和廢棄物對環境產生了巨大的影響.尤其是一些難以回收或難降,解的材料,這些材料只能焚燒或掩埋。因此,產品的包裝應盡量從簡及使用綠色包裝材料(無毒、無公害、易回收、易降解的材料),這樣既可以減少資源的浪費,又可以減少對環境的污染。
6、回收處理設計
模具回收處理就是在模具的設計階段就考慮模具使用後回收利用的可能性及回收處理的方法及費用。回收性設計的主要內容包括可回收材料及標志、回收處理方法、回收性的技術經濟評估和回收性的結構設計。其主要措施如下;①使用對環境影響較模具材料,如無毒無害的材料、可再生材料、易回收的材料等;②使用可重新利用的材料;③對使用過的模具零部件進行翻新、再加工等。
Ⅳ 如何選擇折彎機模具
工件
第一個值得考慮的重要事項是您要生產的零件,要點是購買一台能夠完成加工任務而工作台最短、噸數最小的機器。
仔細考慮材料牌號以及最大加工厚度和長度。如果大部分工作是厚度16 gauge、最大長度10英尺的低碳鋼,那麼自由彎曲力不必大於50噸。不過,若是從事大量的有底凹模成形,也許應該考慮一台150噸位的機床。
好了,假定最厚的材料是1/4英寸,10英尺自由彎曲需要165噸,而有底凹模彎曲(校正彎曲)至少需要600噸。如果大部分工件是5英尺或更短一些,噸數差不多減半,從而大大降低購置成本。零件長度對確定新機器的規格是相當重要的。
撓變
您還要考慮這台機器可能發生的撓變。在相同的載荷下,10英尺機工作台和滑塊出現的撓變是5英尺機的4倍。這就是說,較短的機器需要較少的墊片調整,就能生產出合格的零件。減少墊片調整又縮短了准備時間。
材料牌號也是一個關鍵因素。與低碳鋼相比,不銹鋼需要的載荷通常增加50%左右,而大多數牌號的軟鋁減少50%左右。您隨時可以從折彎機廠商那裡得到機器的噸數表,該表顯示在不同厚度、不同材料下每英尺長度所需要的噸數估算。
零件的彎曲半徑
接著,須著眼於零件的彎曲半徑。
採用自由彎曲時,彎曲半徑為凹模開口距的0.156倍。 在自由彎曲過程中,凹模開口距應是金屬材料厚度的8倍。例如,使用1/2英寸的開口距成形16 gauge低碳鋼時,零件的彎曲半徑約0.078英寸。若彎曲半徑差不多小到材料厚度,須進行有底凹模成形。不過,有底凹模成形所需的壓力比自由彎曲大4倍左右。
如果彎曲半徑小於材料厚度,須採用前端圓角半徑小於材料厚度的凸模,並求助於壓印彎曲法。這樣,就需要10倍於自由彎曲的壓力。
就自由彎曲而言,凸模和凹模按85°或小於85°加工(小點兒為好)。採用這組模具時,注意凸模與凹模在沖程底端的空隙,以及足以補償回彈而使材料保持90°左右的過度彎曲。
通常,自由彎曲模在新折彎機上產生的回彈角≤2°,彎曲半徑等於凹模開口距的0.156 倍。
對於有底凹模彎曲,模具角度一般為86 ~ 90°。在行程的底端,凸凹模之間應有一個略大於材料厚度的間隙。成形角度得以改善,因為有底凹模彎曲的噸數較大(約為自由彎曲的4倍),減小了彎曲半徑范圍內通常引起回彈的應力。
壓印彎曲與有底凹模彎曲相同,只不過把凸模的前端加工成了需要的彎曲半徑,而且沖程底端的凸凹模間隙小於材料厚度。由於施加足夠的壓力(大約是自由彎曲的10倍)迫使凸模前端接觸材料,基本上避免了回彈。
為了選擇最低的噸數規格,最好為大於材料厚度的彎曲半徑作打算,並盡可能地採用自由彎曲法。彎曲半徑較大時,常常不影響成件的質量及其今後的使用。
精度
彎曲精度要求是一個需要慎重考慮的因素,正是這個因素,決定了您需要考慮一台CNC折彎機還是手控折彎機。如果彎曲精度要求±1°而且不能變,您必須著眼於CNC機。
CNC折彎機滑塊重復精度是±0.0004英寸,成形精確的角度須採用這樣的精度和良好的模具。手控折彎機滑塊重復精度為±0.002英寸,而且在採用合適的模具的條件下一般會產生±2~3°的偏差。此外,CNC折彎機為快速裝模作好准備,當您需要彎制許多小批量零件時,這是一個不容置疑的考慮理由。
模具
即使您有滿架子的模具,勿以為這些模具適合於新買的機器。必須檢查每件模具的磨損,方法是測量凸模前端至台肩的長度和凹模台肩之間的長度。
對於常規模具,每英尺偏差應在±0.001英寸左右,而且總長度偏差不大於±0.005英寸。至於精磨模具,每英尺精度應該是±0.0004英寸,總精度不得大於±0.002 英寸。最好把精磨模具用於CNC 折彎機,常規模具用於手動折彎機。
確實,我們常常犯了只買新的折彎機而不買與之配套的合適模具的錯誤。
彎曲件邊長
人們經常忽視的一個因素是材料在折彎機前的彎曲邊長。
假設沿著一張5×10英尺的10-gauge低碳鋼板彎曲90°,折彎機大概必須額外施加7.5噸壓力把鋼板頂起來,而操作者必須為280磅重的直邊下落作好准備。製造該零件可能需要好幾個身強力壯的工人甚至一台起重機。折彎機操作者經常需要彎制長邊零件,卻意識不到他們的工作有多麼費勁。
現在有一種托料裝置適合於從事這種工作的車間,這種裝置可以根據新老機器的需要加以改進。利用該裝置,成形長邊零件只需一人操作。