Ⅰ 试举例论述在模型加工中如何正确合理选择材料
模具选材是整个模具制作过程中非常重要的一个环节。
模具选材需要满足三个原则,模具满足耐磨性、强韧性等工作需求,模具满足工艺要求,同时模具应满足经济适用性。
(一)模具满足工作条件要求
1、耐磨性
坯料在模具型腔中塑性变性时,沿型腔表面既流动又滑动,使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦,从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下,模具零件的硬度越高,磨损量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
2、强韧性
模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的冲击负荷,从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。
模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
3、疲劳断裂性能
模具工作过程中,在循环应力的长期作用下,往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。
模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
4、高温性能
当模具的工作温度较高进,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此,模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。
5、耐冷热疲劳性能
有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受拉、压力变应力的作用,引起表面龟裂和剥落,增大摩擦力,阻碍塑性变形,降低了尺寸精度,从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
6、耐蚀性
有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。
(二)模具满足工艺性能要求
模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
1、可锻性
具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
2、退火工艺性
球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。
3、切削加工性
切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。
4、氧化、脱碳敏感性
高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。
5、淬硬性
淬火后具有均匀而高的表面硬度。
6、淬透性
淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。
7、淬火变形开裂倾向
常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。
8、可磨削性
砂轮相对损耗小,无烧伤极限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。
(三)模具满足经济性要求
在给模具选材是,必须考虑经济性这一原则,尽可能地降低制造成本。因此,在满足使用性能的前提下,首先选用价格较低的,能用碳钢就不用合金钢,能用国产材料就不用进口材料。
另外,在选材时还应考虑市场的生产和供应情况,所选钢种应尽量少而集中,易购买。
Ⅱ 如何用SolidWorks制作模具
如何用SolidWorks制作模具?下面通过一个底座模具来演示一下,具体步骤如下:
1、首先打开SolidWorks软散缓圆件,在CommandManager上面点击右键,激活“模具工具”命令工具栏。
2、点击“分型线”,选择TopPlane,设定拔模角度,然后选择“拔模分析”,系统将自动分析分型线。
3、选择“分型面”,软件会自动选择分型线,设定好分型面延长的长度即可。
4、选择“切削分割”,然后选择TopPlane,绘制草图(草图大小即是模具大小)。
5、退出草图,软件自动跳转,此时在“冲塌块大小”中输入模具的高度即可,其他选项软件会自动选择。
6、点击确认,完成分模。
7、隐藏曲面实体,对模具(公模、母模)进行重命名。在模具上面点击右键,选择“插入到新零件”,把模具保存好。
8、点击“相交”,选择公母模具,点击“相交”,在要排除哪配的区域选择公母模具。剩下的就是模具中间的产品。
Ⅲ 模具设计分型面的选择及设计原则
一、分型面的选择
分型面的选择也是模具设计的第一步,它受到产品的形状,外观,壁厚,尺寸精度,模穴数等很多因素的影响。一般的产品拿到手里,大分型面确定我相信大家对这个基本没什么问题。可对于很多有侧抽芯,或者涉及到枕位,碰穿,插穿时。这些就有争论了,怎么去选择有时候还真不是个简单的事,因此,咱们这里来聊聊如何去选择分型面。
一般来说分型面的选择都会遵循以下的几个原则:
1:符合产品脱模要求
分型面也就是为了产品能顺利取出模具的。因此,分型面的位置应该选在产品断面尺寸最大的部位,这是一条最基本的原则。
2:方位的确定
在决定产品在模具里面的方位时,分型面的选择应该尽量防止产品形成侧孔或者侧扣位,应避免采用复杂的模具结构。
3:分型面的形状
一般的产品,常常采用一个与注塑机开模运动方向垂直的分型面,特殊情况下才采用其它形状的分型面。分型面的形状以方便加工和脱模为原则。像某此弯曲的产品,分型时就得根椐它弯曲的曲率来。
4:确保产品外观和质量
分型面不要选择在产品光滑的外表面。外观面一般来说是不允许有夹线及其它影响美观的线条出现的;有些有同心度要求的产品,得把有同心度要求的.部分全部放到同一侧,这样才能保证其同心度。
5:有利于脱模
一般的模具的脱模机构都是在动模的,所以选择分型面时应尽可能的使开模后产品留在动模。因此对于有些有可能粘住定模的地方,我们往往会加做定模辅助脱模机构。
6:考虑侧向开模距离
一般的侧向机械式开模的距离都是比较小的。因此选择分型面时应把抽芯距长的方向选择在前后模开合的方向上,将短的方向做为侧向分型。
7:锁模力的考虑
模具的侧向锁模力相对来说比较小,所以对于投影面积较大的大型产品,应将投影面积大的方向放在前后模开合模方向上,而将侧投影面积较小的作为侧向分型。
8:利于排气
当把分型面做为主要排气时,应该把分型面设计在塑料流动的末端,以利于排气。
9:模具零件易于加工
选择分型面时,应把模具分割成易于加工的零件,减小机加工难度。
10:R分型
对于很多产品,分型面处有一整圈R角的,这时的分型得考虑到R最佳分型,不能出现尖的一边。
二、模具设计的几大设计原则
1、材料的选择
模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着极为重要的影响。绿色设计的材料选择必须建立在绿色材料的基础上, 摒 弃过去对材料进行表面处理所采用的化学方法。代之以物理的方法以达到防腐或易于脱模的目的。
选择优质镜面模具钢加工模具型腔;用不锈钢材料来加工防腐的模具以替代电镀;或用对环境的危害小和镍磷镀替代电镀铬。
绿色材料应具备的基本性能有:①低污染、低耗能、低成本:②易加工和加工过程中无污染或少污染:③可降解,可重复使用。
2、设计规范化、标准化
模具标准化是组织模具专业化生产的前提。而模具的专业化生产是提高模具质量、模具制造周期、降低成本的关键。
采用和购买标准模架及其它标准件。模架及标准件由专门的厂家、企业通过社会化分工进行生产,使有限的资源得到优化配置。
模具通常在报废之后只是凸凹模不能再用.但是模架还基本完好无损.因此使用标准模架有助于模架的再利用。
冲压模和注塑模的模架都有很多种类,而这些模架也基本是由标准的上下模座。导柱。导套等部件组成。同时.模架的标准化可以使生产模架所使用的设备大大减少,从而节约资源。也利于管理。
模具各结构单元的规范化、标准化。这样可加快设计速度,缩短设计周期,方便加工管理。
3.可拆卸性设计
模具在使用过程当中,部分零部件由于承受过大的摩擦与冲击,磨损较大。这时,只需更换这部分零部件模具仍可使用。
另外,有时只要更换工作零件,即可实现一种新产品的生产。不可拆卸不仅造成大量可重复零部件材料的浪费。 而且因废弃物不好处置.还会严重污染环境。
因而在设计初期就要考虑到拆卸的问题:
①尽可能选择通用结构,以便更换。
②在满足强度要求的前提下。尽量采用可拆卸联接。如用螺纹联接,不用焊接、铆接等。
4.制造环境设计
机械生产车间,尤其是冲压车间的噪音和污染非常严重。对工作人员的身体健康造成非常大的威胁,也干扰了周边的安宁,所以,在进行模具设计的时候要对产生的噪音加以控制,甚至消除。
通常消除机器噪音的方法有以下几种方法:用v带代替齿轮传动;以摩擦离合器代替刚性离合器;做好飞轮等回转体的动平衡:在压力机产生噪音的主要部位加盖隔音罩:采用有减震器的无冲击模架等。
5.包装方案设计
包装方案的设计主要包括三方面:包装材料的选用、包装结构的改进以及包装材料及其废弃物的回收利用。包装材料的使用和废弃物对环境产生了巨大的影响.尤其是一些难以回收或难降,解的材料,这些材料只能焚烧或掩埋。因此,产品的包装应尽量从简及使用绿色包装材料(无毒、无公害、易回收、易降解的材料),这样既可以减少资源的浪费,又可以减少对环境的污染。
6、回收处理设计
模具回收处理就是在模具的设计阶段就考虑模具使用后回收利用的可能性及回收处理的方法及费用。回收性设计的主要内容包括可回收材料及标志、回收处理方法、回收性的技术经济评估和回收性的结构设计。其主要措施如下;①使用对环境影响较模具材料,如无毒无害的材料、可再生材料、易回收的材料等;②使用可重新利用的材料;③对使用过的模具零部件进行翻新、再加工等。
Ⅳ 如何选择折弯机模具
工件
第一个值得考虑的重要事项是您要生产的零件,要点是购买一台能够完成加工任务而工作台最短、吨数最小的机器。
仔细考虑材料牌号以及最大加工厚度和长度。如果大部分工作是厚度16 gauge、最大长度10英尺的低碳钢,那么自由弯曲力不必大于50吨。不过,若是从事大量的有底凹模成形,也许应该考虑一台150吨位的机床。
好了,假定最厚的材料是1/4英寸,10英尺自由弯曲需要165吨,而有底凹模弯曲(校正弯曲)至少需要600吨。如果大部分工件是5英尺或更短一些,吨数差不多减半,从而大大降低购置成本。零件长度对确定新机器的规格是相当重要的。
挠变
您还要考虑这台机器可能发生的挠变。在相同的载荷下,10英尺机工作台和滑块出现的挠变是5英尺机的4倍。这就是说,较短的机器需要较少的垫片调整,就能生产出合格的零件。减少垫片调整又缩短了准备时间。
材料牌号也是一个关键因素。与低碳钢相比,不锈钢需要的载荷通常增加50%左右,而大多数牌号的软铝减少50%左右。您随时可以从折弯机厂商那里得到机器的吨数表,该表显示在不同厚度、不同材料下每英尺长度所需要的吨数估算。
零件的弯曲半径
接着,须着眼于零件的弯曲半径。
采用自由弯曲时,弯曲半径为凹模开口距的0.156倍。 在自由弯曲过程中,凹模开口距应是金属材料厚度的8倍。例如,使用1/2英寸的开口距成形16 gauge低碳钢时,零件的弯曲半径约0.078英寸。若弯曲半径差不多小到材料厚度,须进行有底凹模成形。不过,有底凹模成形所需的压力比自由弯曲大4倍左右。
如果弯曲半径小于材料厚度,须采用前端圆角半径小于材料厚度的凸模,并求助于压印弯曲法。这样,就需要10倍于自由弯曲的压力。
就自由弯曲而言,凸模和凹模按85°或小于85°加工(小点儿为好)。采用这组模具时,注意凸模与凹模在冲程底端的空隙,以及足以补偿回弹而使材料保持90°左右的过度弯曲。
通常,自由弯曲模在新折弯机上产生的回弹角≤2°,弯曲半径等于凹模开口距的0.156 倍。
对于有底凹模弯曲,模具角度一般为86 ~ 90°。在行程的底端,凸凹模之间应有一个略大于材料厚度的间隙。成形角度得以改善,因为有底凹模弯曲的吨数较大(约为自由弯曲的4倍),减小了弯曲半径范围内通常引起回弹的应力。
压印弯曲与有底凹模弯曲相同,只不过把凸模的前端加工成了需要的弯曲半径,而且冲程底端的凸凹模间隙小于材料厚度。由于施加足够的压力(大约是自由弯曲的10倍)迫使凸模前端接触材料,基本上避免了回弹。
为了选择最低的吨数规格,最好为大于材料厚度的弯曲半径作打算,并尽可能地采用自由弯曲法。弯曲半径较大时,常常不影响成件的质量及其今后的使用。
精度
弯曲精度要求是一个需要慎重考虑的因素,正是这个因素,决定了您需要考虑一台CNC折弯机还是手控折弯机。如果弯曲精度要求±1°而且不能变,您必须着眼于CNC机。
CNC折弯机滑块重复精度是±0.0004英寸,成形精确的角度须采用这样的精度和良好的模具。手控折弯机滑块重复精度为±0.002英寸,而且在采用合适的模具的条件下一般会产生±2~3°的偏差。此外,CNC折弯机为快速装模作好准备,当您需要弯制许多小批量零件时,这是一个不容置疑的考虑理由。
模具
即使您有满架子的模具,勿以为这些模具适合于新买的机器。必须检查每件模具的磨损,方法是测量凸模前端至台肩的长度和凹模台肩之间的长度。
对于常规模具,每英尺偏差应在±0.001英寸左右,而且总长度偏差不大于±0.005英寸。至于精磨模具,每英尺精度应该是±0.0004英寸,总精度不得大于±0.002 英寸。最好把精磨模具用于CNC 折弯机,常规模具用于手动折弯机。
确实,我们常常犯了只买新的折弯机而不买与之配套的合适模具的错误。
弯曲件边长
人们经常忽视的一个因素是材料在折弯机前的弯曲边长。
假设沿着一张5×10英尺的10-gauge低碳钢板弯曲90°,折弯机大概必须额外施加7.5吨压力把钢板顶起来,而操作者必须为280磅重的直边下落作好准备。制造该零件可能需要好几个身强力壮的工人甚至一台起重机。折弯机操作者经常需要弯制长边零件,却意识不到他们的工作有多么费劲。
现在有一种托料装置适合于从事这种工作的车间,这种装置可以根据新老机器的需要加以改进。利用该装置,成形长边零件只需一人操作。