模具基礎(chǔ)知識

模具基礎(chǔ)知識第1頁/共43頁模具的概念模具---工業(yè)之母模具的定義

模具是一種有一定形狀與尺寸的型腔工具，與模具內(nèi)各種系統(tǒng)或輔助機(jī)構(gòu)配合使用，將各種高溫液態(tài)的材料（塑料或金屬合金等）填充至模具型腔內(nèi)，即可生產(chǎn)出具有特定的形狀、尺寸、功能和質(zhì)量的工業(yè)零件。

復(fù)制意識第2頁/共43頁模具的概念與模具有關(guān)的常見事物第3頁/共43頁模具的概念通訊、電子行業(yè)的模具應(yīng)用第4頁/共43頁模具的概念模具分類方法很多，過去常使用的有：1、按模具結(jié)構(gòu)形式分類，如單工序模，復(fù)式?jīng)_模等；2、按使用對象分類，如汽車覆蓋件模具、電機(jī)模具等；3、按加工材料性質(zhì)分類，如金屬制品用模具，非金屬制用模具等；4、按模具制造材料分類，如硬質(zhì)合金模具等；5、按工藝性質(zhì)分類，如拉深模、粉末冶金模、鍛模等。這些分類方法中，有些不能全面地反映各種模具的結(jié)構(gòu)和成形加工工藝的特點，以及它們的使用功能。為此，采用以使用模具進(jìn)行成形加工的工藝性質(zhì)和使用對象為主的綜合分類方法，將模具分為十大類，各大類模具，又可根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、材料、使用功能以及制模方法等分為若干小類或品種。

第5頁/共43頁模具的概念第6頁/共43頁模具的概念第7頁/共43頁塑膠模具材料鐵（Fe）銅（Cu）

模具的主要材料，通常叫：模具鋼鋼是鐵元素加入一定量的微量元素而得到的，具備各種不同的特性，在模具使用中具備不同功效的特殊鐵材。

模具的加工用材料，以紅銅為主紅銅又稱純銅，模具用紅銅純度一段在90%以上。含鋅：黃銅，強(qiáng)度較高、耐磨、耐水汽腐蝕

含鎳：白銅，室溫下物理性能穩(wěn)定

其它：青銅，不同的元素，有不同的特性石墨（C）

石墨是一種特殊的導(dǎo)電材料在加熱下，單質(zhì)碳較易被酸氧化；在高溫下，碳還能與許多金屬反應(yīng)，生成金屬碳化物。第8頁/共43頁塑膠模具材料模具鋼材的分類冷作模具冷作模具鋼主要用于制造對冷狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓制成型的模具。如：冷沖裁模具、冷沖壓模具、冷拉深模具、壓印模具、冷擠壓模具、螺紋壓制模具和粉末壓制模具等。冷作模具鋼的范圍很廣，.從各種碳素工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼到粉末高速工具鋼和粉末高合金模具鋼。冷作模具鋼具是真空脫氣精煉鋼，內(nèi)質(zhì)純凈，機(jī)械加工性良好，切削明顯提高，淬透性良好，空冷淬硬不易出現(xiàn)淬裂，耐磨性極為優(yōu)異，韌性良好，可用作不銹鋼及高硬度材料的沖裁模。熱作模具熱作模具鋼主要用于制造對高溫狀態(tài)下的工件進(jìn)行壓力加工的模具。如：熱鍛模具、熱擠壓模具、壓鑄模具、熱鐓鍛模具等。常用的熱作模具鋼有：中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具鋼；對特殊要求的熱作模具鋼，有時采用高合金奧氏體耐熱模具鋼制造。塑料模具由于塑料的品種很多，對塑料制品的要求差別也很大，對制造塑料模具的材料也提出了各種不同的性能要求。所以，不少工業(yè)發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)形成了范圍很廣的塑料模具用鋼系列。包括碳素結(jié)構(gòu)鋼、滲碳型塑料模具鋼、預(yù)硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、耐蝕塑料模具鋼、易切塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、馬氏體時效鋼以及鏡面拋光用塑料模具鋼等。第9頁/共43頁塑膠模具材料塑膠模具鋼材各國對照表中國（國標(biāo)）瑞典（一勝百）奧地利（百祿）日本（大同）特性用途備注45#cr124cr13第10頁/共43頁塑膠模具設(shè)計第11頁/共43頁塑膠模具設(shè)計固定側(cè)固定板(面板）流道剝料板（水口推板）3)固定側(cè)型模板（A板）4)可動側(cè)型模板（B板）5)承板（托板）6)間隔塊（方鐵）7)頂針定位板（面針板）8)頂針固定板（底針板）9)可動側(cè)固定板（底板）10)型芯（CORE）11)定位圈12)

唧嘴13)導(dǎo)柱14)導(dǎo)套15)導(dǎo)套16)頂針17)流道頂針18)限位螺栓19)拉桿20)流道勾針21)固定螺釘22)拉板第12頁/共43頁塑膠模具設(shè)計三板模(Three-PlateMolds)二板模(Two-PlateMolds)注射模具類型第13頁/共43頁塑膠模具設(shè)計三板模三板式模具與兩板式模具最大不同的地方是,除了兩塊型模板外,另外插入一塊流道剝料板(水口推板),模具的主要部分是固定側(cè)型模板（A板）、可動側(cè)型模板（B板）及流道剝料板(水口推板)三塊板所構(gòu)成,因此稱為三板式模具。在模具開啟時,除了A板與B板分開,以便取出成品外,流道剝料板(水口推板)也在固定側(cè)固定板上安裝的導(dǎo)柱上滑動而分離,如此動作可使流道脫離,亦即成品與流道系統(tǒng)分開取出。兩板模此類型模具的固定側(cè)（定模）固定于“注塑機(jī)”的固定盤上?？蓜觽?cè)（動模）固定于“注塑機(jī)”的可動盤上,射出成形完成,開模時,固定側(cè)（定模）與可動側(cè)（動模）分開,成品附著于可動側(cè)（動模）,再利用“注塑機(jī)”的開模動作,將成品頂出。 第14頁/共43頁塑膠模具設(shè)計第15頁/共43頁塑膠模具設(shè)計優(yōu)點:1.節(jié)省切除料頭的修整工序,從而有效地節(jié)約了人力和加工費(fèi)用.2.提高了原料利用率和生產(chǎn)效率.缺點:1.模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜.2.加工成本高,不適合小批量生產(chǎn).熱流道結(jié)構(gòu)第16頁/共43頁塑膠模具設(shè)計固定側(cè)固定板(Top-Clampplate):

固定側(cè)固定板與A板鎖合在一起.中央有定位圈及唧咀,其一邊之寬度較A板要大,多出之寬度供模具安裝于射出成型機(jī)臺固定盤,壓板之壓著位置.,將整個模具之固定側(cè)予以固定在注塑機(jī)之固定盤上。(2)固定側(cè)型模板(Aplate):

亦稱定模板,為固定側(cè)之主體,導(dǎo)柱導(dǎo)套即裝在此板上, 此板之主要功能是用來裝置型腔（CAVITY）.

(3)可動側(cè)型模板(Bplate):

亦稱動模板,此板為可動側(cè)之主體,型芯(CORE)及導(dǎo)柱即裝置在此板上?；蒯樋?、主流道抓料針孔也都在此板上加工而定位。此板與固定側(cè)型模板（A板）之接合面即構(gòu)成模具上之分模面。(4)可動側(cè)固定板(BottomClampplate):

亦可稱可動側(cè)裝置板,此板將整個模具之可動側(cè)組裝起來,

并將其固定在注塑機(jī)之可動盤上。此板與方鐵及承板（托板）(或B板)構(gòu)成頂出空間。其寬度與上固定板相同,目的是將活動模板部分安裝于塑膠射出成型機(jī)活動盤,活動盤前后移動時,帶動活動模板側(cè),使模具閉合及開模。第17頁/共43頁塑膠模具設(shè)計(5)剝料板(水口推板)

脫模板置于A板上,四個角落亦有緊密配合之導(dǎo)柱導(dǎo)套,當(dāng)射料完結(jié),開模,成品附著于型芯及流道拉銷(勾針)上.此時頂出板受活動床臺活塞之推力,將歸位銷前推,使脫模板和

活動模板分開一定之距離,成品及流道塑料便可脫離取下.

(6)間隔板(方鐵)承板(或B板)與底板中央有一空間,讓頂針板在此空間前后移動,可將成品頂出及回復(fù)原來位置.此一空間由間隔板分開,頂出板的移動行程由間隔板的厚薄來決定.(7)面針板與底針板

面針板與底針板用螺絲固定在一起,將頂針、回針定于適當(dāng)位置,底針板受注塑機(jī)頂棍推力,頂出便可將成品頂出.(8)型腔(CAVITY)

型腔指母模仁,使成型零件獲得所需外形形狀和尺寸。(9)型芯

(core):亦可稱模芯或公模,與型穴（CAVITY）構(gòu)成模具之成形空間。成形完畢,模具開啟,成品附著在型芯上,再由頂出機(jī)構(gòu)之頂出動作而脫模。(10)導(dǎo)柱(guidepin):

一般裝置于可動側(cè)型模板上的導(dǎo)柱是經(jīng)過硬化與研磨的,用來使模具之固定側(cè)與可動側(cè)能迅速而確實地定位配合。第18頁/共43頁塑膠模具設(shè)計(11)頂針

(ejectorpin):

當(dāng)模具開啟動作完畢時,將成品頂出脫落。(12)其他

: 承板、方鐵、定位圈、唧咀、導(dǎo)柱導(dǎo)套、

主流道抓料銷、回針、垃圾釘。1)Spure

唧嘴。為接觸注塑機(jī)噴嘴的那部分,即主流道.2)Runner

分流道。為塑膠材料從主流道到成形空間的主通路,依材料 的流動性、成形品的重量及投影面積來決定形狀、斷面 尺寸及流道長度。不同形狀的流道加工法亦不同,也為

選用時需考慮之因素。 3)Gate

澆口。位于流道與成形空間的小通道。澆口的位置、數(shù)量、 形狀、尺寸等是否適宜,直接影響到成品的外觀、尺寸 精度、物性和成形效率。4)AirVent

排氣槽。模具在未射出成形前,成形空間中含有空氣,在材料填滿成形空間時,其間之氣體必須排出,未排出之空氣,會造成壓縮之空氣而產(chǎn)生熱,而且足夠熱會使材料燃燒。未燃燒之空氣則會造成氣泡。若成形空間中之空氣無法順利從頂針或滑塊周圍以及分模面上排出時,就必須另設(shè)排氣孔。第19頁/共43頁塑膠模具設(shè)計CAD（ComputerAidedDesiqn，計算機(jī)輔助設(shè)計）是指利用計算機(jī)幫助工程設(shè)計人員進(jìn)行設(shè)計，主要應(yīng)用于機(jī)械、電子、宇航、建筑、紡織等產(chǎn)品的總體設(shè)計、造型設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計等環(huán)節(jié)。

最早的CAD的含義是計算機(jī)輔助繪圖，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，CAD的含義發(fā)展為現(xiàn)在的計算機(jī)輔助設(shè)計。一個完善的CAD系統(tǒng)，應(yīng)包括交互式圖形程序庫、工程數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序庫。對于產(chǎn)品或工程的設(shè)計，借助CAD技術(shù)，可以大大縮短設(shè)計周期，提高設(shè)計效率。

AUTOCAD是工程技術(shù)人員最常用的制圖軟件，常被簡稱為CAD.第20頁/共43頁塑膠模具設(shè)計CAM(computerAidedManufacturing，計算機(jī)輔助制造)的核心是計算機(jī)數(shù)值控制(簡稱數(shù)控)，是將計算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過程的過程或系統(tǒng)。1952年美國麻省理工學(xué)院首先研制成數(shù)控銑床。數(shù)控的特征是由編碼在穿孔紙帶上的程序指令來控制機(jī)床。此后發(fā)展了一系列的數(shù)控機(jī)床，包括稱為“加工中心”的多功能機(jī)床，能從刀庫中自動換刀和自動轉(zhuǎn)換工作位置，能連續(xù)完成銳、鉆、餃、攻絲等多道工序，這些都是通過程序指令控制運(yùn)作的，只要改變程序指令就可改變加工過程，數(shù)控的這種加工靈活性稱之為“柔性”。

加工程序的編制不但需要相當(dāng)多的人工，而且容易出錯，最早的CAM便是計算機(jī)輔助加工零件編程工作。麻省理工學(xué)院于1950年研究開發(fā)數(shù)控機(jī)床的加工零件編程語言APT，它是類似FORTRAN的高級語言。增強(qiáng)了幾何定義、刀具運(yùn)動等語句，應(yīng)用APT使編寫程序變得簡單。這種計算機(jī)輔助編程是批處理的。第21頁/共43頁塑膠模具設(shè)計CAE(ComputerAidedEngineering)是用計算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應(yīng)、熱傳導(dǎo)、三維多體接觸、彈塑性等力學(xué)性能的分析計算以及結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)化設(shè)計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。CAE系統(tǒng)的核心思想是結(jié)構(gòu)的離散化，即將實際結(jié)構(gòu)離散為有限數(shù)目的規(guī)則單元組合體，實際結(jié)構(gòu)的物理性能可以通過對離散體進(jìn)行分析，得出滿足工程精度的近似結(jié)果來替代對實際結(jié)構(gòu)的分析，這樣可以解決很多實際工程需要解決而理論分析又無法解決的復(fù)雜問題。

根據(jù)經(jīng)驗，CAE各階段所用的時間為：40%～45%用于模型的建立和數(shù)據(jù)輸入，50%～55%用于分析結(jié)果的判讀和評定，而真正的分析計算時間只占5%左右。針對這種情況，采用CAD技術(shù)來建立CAE的幾何模型和物理模型，完成分析數(shù)據(jù)的輸入，通常稱此過程為CAE的前處理。同樣，CAE的結(jié)果也需要用CAD技術(shù)生成形象的圖形輸出，如生成位移圖、應(yīng)力、溫度、壓力分布的等值線圖，表示應(yīng)力、溫度、壓力分布的彩色明暗圖，以及隨機(jī)械載荷和溫度載荷變化生成位移、應(yīng)力、溫度、壓力等分布的動態(tài)顯示圖。我們稱這一過程為CAE的后處理。針對不同的應(yīng)用，也可用CAE仿真模擬零件、部件、裝置(整機(jī))乃至生產(chǎn)線、工廠的運(yùn)動和運(yùn)行狀態(tài)。第22頁/共43頁模具的加工工藝傳統(tǒng)的模具加工：車、銑、刨、磨（按加工工藝分類）現(xiàn)行的模具加工：銑床、磨床、電腦鑼、火花機(jī)、線切割（按加工設(shè)備分類）第23頁/共43頁模具的加工工藝銑床加工方式物理切削控制數(shù)顯精度0.02MM使用轉(zhuǎn)速0-800RPM切削工具銑刀使用粗加工、開料操作人工第24頁/共43頁模具的加工工藝磨床加工方式物理切削控制數(shù)顯精度0.002MM使用轉(zhuǎn)速0-3600RPM切削工具砂輪使用精加工操作人工第25頁/共43頁模具的加工工藝電腦鑼CNC加工方式物理切削控制數(shù)控精度0.005MM使用轉(zhuǎn)速0-40000RPM切削工具銑刀使用精加工操作人工/CAM高速機(jī)：20000RPM以上普通機(jī)：20000RPM以下第26頁/共43頁模具的加工工藝火花機(jī)

EDM加工方式化學(xué)切削控制數(shù)顯/數(shù)控精度0.02MM使用轉(zhuǎn)速/切削工具銅（電極）使用精加工操作人工/數(shù)控鏡面機(jī)：可加工成光面普通機(jī)：有紋面第27頁/共43頁模具的加工工藝銑床加工方式化學(xué)切削控制數(shù)顯/數(shù)控精度0.01MM使用轉(zhuǎn)速/切削工具銅線、鉬絲使用粗加工、精加工操作人工慢走絲：精度高，可加工光面快走絲：精度低，有紋面第28頁/共43頁模具的加工工藝鋼料開粗銑床熱處理處理機(jī)磨床精料磨床CNC開粗CNCCNC光刀CNCCNC電極CNCEDM放電EDMW/C線割W/C裝配第29頁/共43頁模具的加工工藝1、將鋼材加硬，一般在48-52RC;2、去除鋼材內(nèi)部內(nèi)力，提高鋼材使用壽命；1、使用銅或石墨將產(chǎn)品進(jìn)行仿形，然后在模具上進(jìn)行仿形加工；2、可按要求做到產(chǎn)品需求的紋面；第30頁/共43頁模具的裝配

模具裝配就是根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)條件，以一定的裝配順序和方法，將符合圖樣技術(shù)要求的零件，經(jīng)協(xié)調(diào)加工，組裝成滿足使用要求的模具過程。

模具裝配是模具制造過程中的關(guān)鍵工序。模具裝配的質(zhì)量將影響制件的質(zhì)量及模具的使用、維修和模具的壽命，又將影響模具的制造周期和生產(chǎn)成本，是模具制造中的重要環(huán)節(jié)。第31頁/共43頁模具的裝配一、裝配動模部分1）裝配型芯；2）動模固定板上的推桿孔；3）配作限位螺桿孔和復(fù)位4）

推桿及復(fù)位桿5）

墊塊裝配

二、裝配定模部分

1）鑲塊11、16與定模17的裝配

2）模和定模座板的裝配

模具的總裝順序第32頁/共43頁模具的裝配1)裝配后模具安裝平面的平行度誤差不大于0.05mm。2)模具閉合后分型面應(yīng)均勻密合。3)導(dǎo)柱、導(dǎo)套滑動靈活，推件時推桿和卸料極動作必須保持同步。4)合模后，動模部分和定模部分的型芯必須緊密接觸。在進(jìn)行總裝前，模具已完成導(dǎo)柱、導(dǎo)套等零件的裝配并檢查合格。

模具裝配要求第33頁/共43頁模具的裝配模具裝配技能1、識圖的能力三視圖象限孔牙孔尺寸標(biāo)題欄避空位公差第34頁/共43頁模具的裝配模具裝配技能2、游標(biāo)卡尺的使用游標(biāo)卡尺的使用方法游標(biāo)卡尺測量面與工件錯誤接觸第35頁/共43頁模具的裝配模具裝配技能3、位置尺寸的合理預(yù)留1、火花位的預(yù)留；2、省模位的預(yù)留；3、FIT位置的預(yù)留要求；4、活動件的配合預(yù)留；第36頁/共43頁模具的裝配模具裝配技能4、模具尺寸的測量及檢查1、枕位的尺寸高度2、碰穿位的尺寸誤差；3、插穿位置的斜度及預(yù)留；4、活動件的配合公差；第37頁/共43頁模具的裝配模具裝配技能5、銼刀的正確使用不良形式產(chǎn)生的原因

平面中凸

1．銼削時雙手的用力不能使銼刀保持平衡2．銼刀在開始推出時，右手壓力太大，銼刀被壓下，銼刀推到前面，左手壓力太大，銼刀被壓力下，形成前、后面多樣3．銼削姿勢不正確4．銼刀本身中凹對角扭曲或塌角1．左手或右手施加壓力時重心偏在銼刀一側(cè)2．工件未夾正確3．銼刀本身扭曲

平面橫向中凹或中凸

銼刀在銼削時左右移動不均勻

第38頁/共43頁模具的裝配模具裝配技能6、緊固件的安裝1、模具的螺絲選用，基本是選用公制，