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1、材材料料科科学学与与工工程程学学院院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g Page Page 1 1 模模 具具材材料料科科学学与与工工程程学学院院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g Page Page 2 2 第第1 1节节 概述概述第第2 2节节 模具的基本结构与组成模具的基本结构与组成第第3 3节节 模具材料与模具寿命模具材料与模具寿命第第4 4节节 模具的制造模具的制造第第5
2、 5节节 其它模具制造技术其它模具制造技术第第6 6节节 模具的标准化模具的标准化主要内容主要内容材材料料科科学学与与工工程程学学院院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g Page Page 3 3 7.1 概述概述所谓模具就是所谓模具就是“型型”和和“模模”，古时也称作古时也称作“范范”，它是材料成形加它是材料成形加工的工具。随着产品工业化生产的发展而形成了工的工具。随着产品工业化生产的发展而形成了“模具模具”的概念。通的概念。通过一定的方式使材料在模具内成形以制造所需制件。过一定的方式
3、使材料在模具内成形以制造所需制件。模具模具是工业产品生产的重要工艺装备是工业产品生产的重要工艺装备 采用模具成形零件的技术代替传统的切削加工技术，可以采用模具成形零件的技术代替传统的切削加工技术，可以提高生产效提高生产效率、保证零件品质、节约材料、降低生产成本，取得很高的经济效益率、保证零件品质、节约材料、降低生产成本，取得很高的经济效益。模具工业是国民经济的基础工业模具工业是国民经济的基础工业 利用模具生产零件的方法已成为工业上进行成批或大批生产的主要技利用模具生产零件的方法已成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段，它对于保术手段，它对于保证制品品质，缩短试制周期，进而争先占领市场，证制
4、品品质，缩短试制周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性意义。以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性意义。模具技术是体现一个国家制造技术水平的重要标志模具技术是体现一个国家制造技术水平的重要标志 利用模具成形和生产零件的方法是一种少切削、无切削、多工序组合利用模具成形和生产零件的方法是一种少切削、无切削、多工序组合的生产方法。模具生产出的制件具有的生产方法。模具生产出的制件具有精度高、形状复杂、尺寸一致性精度高、形状复杂、尺寸一致性好、材料利用率高、生产效率高、能耗低好、材料利用率高、生产效率高、能耗低等优点。是其它加工制造方等优点。是其它加工制造方法不能比拟的。法不
5、能比拟的。材材料料科科学学与与工工程程学学院院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g Page Page 4 4 7.2 模具的基本模具的基本结构与构与组成成7.2.17.2.1材料成形模具的分类材料成形模具的分类 1 1、冲压模、冲压模 包括冲裁模、单工序模、复合模、级进模、汽车覆盖件冲模、硬包括冲裁模、单工序模、复合模、级进模、汽车覆盖件冲模、硬质合金冲模等。质合金冲模等。2 2、塑料成型模具、塑料成型模具 包括注射模、压缩模、挤塑模、吹塑模、发泡模等。包括注射模、压缩模、挤塑模、吹塑模
6、、发泡模等。3 3、橡胶制品成型模、橡胶制品成型模 4 4、玻璃制品成型模、玻璃制品成型模 5 5、陶瓷模具、陶瓷模具 包括压缩模、注射模等。包括压缩模、注射模等。6 6、锻造成形模具、锻造成形模具 7 7、压铸模、压铸模 可按压室温度分为冷压室压铸机用压铸模、热压室压铸机用压铸模。可按压室温度分为冷压室压铸机用压铸模、热压室压铸机用压铸模。8 8、铸造金属型模具、铸造金属型模具 9 9、粉末冶金成型模、粉末冶金成型模 1010、通用模具和经济模具、通用模具和经济模具材材料料科科学学与与工工程程学学院院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c
7、e & E n g i n e e r i n g Page Page 5 5 7.2.2 材料成形模具的基本材料成形模具的基本结构构组成成7.2.2.17.2.2.1模具的基本结构模具的基本结构从结构上看主要由从结构上看主要由动模（上模）和定模（下模）动模（上模）和定模（下模）两大主要部分组成。从各个部件的功能上可分如下几类零部件组成：两大主要部分组成。从各个部件的功能上可分如下几类零部件组成：1 1）成形工作零件：）成形工作零件：直接加工或形成制件形状和表面的零部件。直接加工或形成制件形状和表面的零部件。2 2）导向、定位零件：）导向、定位零件：保证模具的运动方向和模具定位，确保成形零件的
8、相对关系合理保证模具的运动方向和模具定位，确保成形零件的相对关系合理( (或间隙均匀或间隙均匀) )，能准确对合，保证坯料有一个正确的加工位置。，能准确对合，保证坯料有一个正确的加工位置。3 3）支承零件：）支承零件：固定、连接和支承模具成形零件、功能零件的零部件，使模具各固定、连接和支承模具成形零件、功能零件的零部件，使模具各部分能组装一起形成一副完整的模具，方便安装和调试；也是与部分能组装一起形成一副完整的模具，方便安装和调试；也是与设备连接的接口部分。设备连接的接口部分。4 4）送料、顶料机构、检测及安全机构：）送料、顶料机构、检测及安全机构：保证模具连续可靠工作，方便制件的取出，可靠的
9、进行手工或自保证模具连续可靠工作，方便制件的取出，可靠的进行手工或自动送、进料等。动送、进料等。5 5）其它零件：）其它零件：各类标准件，如螺钉、销、键、弹簧等。各类标准件，如螺钉、销、键、弹簧等。材材料料科科学学与与工工程程学学院院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g Page Page 6 6 7.2.2.27.2.2.2模具的模具的驱动以及模具与以及模具与设备的的连接接(1)(1)模具的驱动模具的驱动 模具的运动形式取决于模具的运动形式取决于制件的材料和成形工艺过程，其制件的材料和成
10、形工艺过程，其运动和动力是由成形设备的动力和传动机构驱动和提供运动和动力是由成形设备的动力和传动机构驱动和提供的。作的。作为模具的运动形式也与成形工艺过程有关，模具为模具的运动形式也与成形工艺过程有关，模具运动部分的运动形式在各类模具中有以下几种：运动部分的运动形式在各类模具中有以下几种：单向平移运动：单向平移运动：如板材成形、挤压成形、塑料压制和注如板材成形、挤压成形、塑料压制和注射成型、金属压铸成形、陶瓷、橡胶与玻璃制品的模压射成型、金属压铸成形、陶瓷、橡胶与玻璃制品的模压成型等。成型等。单向、多向直线运动：单向、多向直线运动：无冲击的，如抽芯、送料与推料无冲击的，如抽芯、送料与推料等。有
11、冲击的，如冲孔、落料、弯曲、锻造等。等。有冲击的，如冲孔、落料、弯曲、锻造等。旋转运动旋转运动：如旋压成形、辊锻成形、塑件旋转卸件等。：如旋压成形、辊锻成形、塑件旋转卸件等。 材材料料科科学学与与工工程程学学院院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g Page Page 7 7 机机电驱动：电驱动：由由电动机电动机提供动力和旋转运动，以驱动传动机提供动力和旋转运动，以驱动传动机构，并通过滑块等和模具运动部分相连，驱动模具定向构，并通过滑块等和模具运动部分相连，驱动模具定向运动，并传递动力给模
12、具作用于材料进行成形加工。如运动，并传递动力给模具作用于材料进行成形加工。如各类各类曲柄压力机、摩擦压力机、辊锻机曲柄压力机、摩擦压力机、辊锻机等。等。电电液驱动：液驱动：通过通过电动机驱动液压泵或水泵电动机驱动液压泵或水泵产生液体压力，产生液体压力，驱动与模具运动部分相连的液压缸或活塞，使模具动模驱动与模具运动部分相连的液压缸或活塞，使模具动模部分相对于定模作定向平移运动，从而实现对材料施加部分相对于定模作定向平移运动，从而实现对材料施加压力进行成形加工。如各类压力进行成形加工。如各类液压机、水压机液压机、水压机等。等。气压成形：气压成形：主要用于主要用于吸塑、吹塑成形吸塑、吹塑成形加工，也
13、常用于加工，也常用于玻玻璃材料成型璃材料成型，即模具处于固定状态，经气泵产生负压将，即模具处于固定状态，经气泵产生负压将塑料吸附于模具型面形成制件，或产生一定气压，吹入塑料吸附于模具型面形成制件，或产生一定气压，吹入热熔塑件或热熔状态的玻璃制件毛坯内，使其扩展、变热熔塑件或热熔状态的玻璃制件毛坯内，使其扩展、变形，并贴附于模具型腔表面，形成制件。形，并贴附于模具型腔表面，形成制件。材材料料科科学学与与工工程程学学院院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g Page Page 8 8 (2)
14、模具与成形模具与成形设备的的连接接在确定了成形工艺和成形设备类型后，模具设计时，需在确定了成形工艺和成形设备类型后，模具设计时，需要对所选设备进行要对所选设备进行公称压力、工作速度、工作行程、连公称压力、工作速度、工作行程、连接部位接口的几何尺寸接部位接口的几何尺寸等参数进行校核计算。模具与设等参数进行校核计算。模具与设备通过模架（或模板）与设备相连，首先需要备通过模架（或模板）与设备相连，首先需要确定模具确定模具与设备的连接形式和接口尺寸，与设备的连接形式和接口尺寸，模具的连接形式根据成模具的连接形式根据成形工艺过程和成形设备的不同可采用螺钉、压板、或是形工艺过程和成形设备的不同可采用螺钉、
15、压板、或是模柄等连接形式。模柄等连接形式。接口尺寸是指模具外形结构形状及尺接口尺寸是指模具外形结构形状及尺寸与设备滑块和工作台面尺寸、设备工作行程、滑块最寸与设备滑块和工作台面尺寸、设备工作行程、滑块最大移动距离（设备开口高度或宽度）、送料所需空间和大移动距离（设备开口高度或宽度）、送料所需空间和取件所需空间等相应尺寸的匹配和适应性取件所需空间等相应尺寸的匹配和适应性。模具结构尺模具结构尺寸中，与设备相连的主要尺寸是模具闭合高度或模具厚寸中，与设备相连的主要尺寸是模具闭合高度或模具厚度度，在设计时还要考虑它们与设备滑块工作行程之间的，在设计时还要考虑它们与设备滑块工作行程之间的关系。关系。材材
16、料料科科学学与与工工程程学学院院S c h o o l o f M a t e r i a l s S c i e n c e & E n g i n e e r i n g Page Page 9 9 7.2.2.3 模具的通用技模具的通用技术要求要求模具必须满足以下要求：模具必须满足以下要求：保证制件结构要素的精度与品质；保证制件的保证制件结构要素的精度与品质；保证制件的互换性；保证生产规模，即保证模具的使用性能和寿命。互换性；保证生产规模，即保证模具的使用性能和寿命。因此，设计制因此，设计制造模具时应满足下列技术要求。造模具时应满足下列技术要求。1 1）组成模具的各零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和热处）组成模具的各零件的材料、尺寸公差、形位公差、表面粗糙度和热处理等均应符合成形过程的技术要求。理等均应符合成形过程的技术要求。2 2）模座（模板）安装平面的平行度、导柱轴心线和导套轴心线对各自模）模座（模板）安装平面的平行度、导柱轴心线和导套轴心线对各自模座（模板）安装平面的垂直度应达到规定的精度等级要求。座（模板）安装平面的垂直度应达到规定的精度等级要求。3 3）所有导
