各类模具常识

6.3模具制造方法一、模具的成形加工在常温下将淬火过的成形模(原阳模)强有力地缓慢地

压入未进行处理的模坯(铜或其它软质材料)内,让模坯产生

塑性变形,使原阳模的形状复印在被压的模坯上,制成所需

要的模具。

2）特点

①无切屑加工,生产率高。②表面质量好,Ra小,0.8～0.2m。③机械性能有所提高,模具寿命长。④变形抗力大。（需要500T以上的液压机）⑤模坯及原阳模的材料要求高。1）原理塑性加工主要是冷挤压制模法。

1．塑性加工（成形）3）方法①开式挤压②闭式挤压主要用于小尺寸、浅型槽的锻模制造。4）应用模坯金属未受限制,成形模具结构简单,但挤出的模具型腔精度较低。故适于精度要求不高、型腔较浅的模具成形,挤压后

还需机加工。由于金属流动受限，保证了模坯与冲头紧密吻合,故成形精

度高。但挤压力比开式的大得多。2．铸造铸造法制造模具是将液体金属浇到铸型内,待其冷却后,获

得与铸型空腔形状相应的铸件，即模具。①容易制成形状复杂特别是内腔复杂的模具,制作周期短；①铸铁模1)原理2）特点及应用3）常用铸造模具②锌基合金模③陶瓷型精密铸造模具②铸造用材料广泛,可适用于钢模、铸铁模及有色合金模的制造。③主要用于精度不高,使用寿命要求不高的模具的快速制成。3．焊接焊接法制模是将分散加工好的模块焊接在一起,形成所需

的模具。①加工简单、快速、省料；主要用于精度要求不高的大型模具的制造,或是用于模具

的修复。3）应用1）原理2）特点②尺寸大小不受限；③精度难以保证；④承受冲击的能力差。二、模具的去除加工（精密加工）１．机械加工（传统加工方法）①精度很高（可达0.005mm）；B应用

1）坐标镗床加工

①是高精度孔用机床。具有精密定位装置,加工精度为0.005～

0.01mm；②具有万能转台（绕垂直轴转360°，绕水平轴转90°）。③可进行钻、镗、铰、划线、检验。所以特别适合于孔距有较

高要求的孔系凹模的精加工。2）坐标磨床加工

②表面粗糙度Ra可达0.2μm以上；③可磨削孔径为0.8～200mm。适用于具有孔系凹模淬火后的精加工。3）成形磨削A原理B特点

C应用主要适用于精加工凸模（外成形面），拼块凹模及电火花

加工用的电极等。①热处理后精加工，精度高（IT7～IT6）。②表面质量好，Ra可达0.8～0.4μm。③生产率高。把形状复杂的零件的几何线型分解成若干直线、圆弧等简

单几何线型，然后分段进行磨削。D方法a)成形砂轮磨削法

将砂轮用专用修砂轮工具修出与零件型面完全吻合的成

形面，再用此砂轮磨削工件形面。b)夹具磨削法

利用夹具使零件倾斜一定的角度或回转，利用一般砂

轮在平面磨床或成形磨床上把斜面和圆弧面磨削出来。②主要用于磨削斜面和平面。需要修整砂轮(用金刚石笔），适用于各种线型的成

形面加工。②特点：①原理：①原理：根据工件形状和尺寸、材料、技术要求，进行程序设

计；通过数控装置的变换，发出相应的指令，控制机床的动作。c)数控机床加工自动化程度高，生产率高；加工精度高，质量稳定；

适应性强。为单件、小批、试制产品（主要是模具）提供了

较大的便利。数控铣床、数控磨床主要有数控通用磨床、数控

成形磨床、连续轨迹坐标磨床

三种。加工中心:加工中心机床

即是多工序可自动换刀的数控

镗铣床。①原理：②特点：③常用数控机床分类：２.特种加工（电加工）1）特种加工

2）特点

①可以用软工具加工难以切削材料②工具和被加工工具之间作用力很小，可以用来加工小孔、窄

缝、各种形状复杂的型孔和型腔。③加工质量好、钳修量小。④效率低。（对电火花加工而言，电极有损耗）直接利用电能、化学能、光能和声能对工件进行加工，以

达到一定的形状、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法。3）模具常用特种加工方法A电火花加工①加工原理：基于电火花腐蚀原理，即在工具电极（做成与被加工零

件相反形状）与工件电极（被加工零件）互相靠近时，极间

电压将在二极间使电介质（电介液）电离击穿而形成火花放

电，在火花通道中瞬时产生大量热能，使进金属（被加工零

件）局部熔化、甚至汽化、蒸发，而将金属腐蚀下来，从而

形成所需要的型孔或盲孔。广泛用于冷冷冲模穿孔孔加工、型型腔模成形形加工、冲冲模刃刃口表面强强化处理、、塑料模刻刻字、花纹纹及电火花花攻制螺螺纹。②应用：：与电火花成成形原理相相同，只是是工具电极极改为金属属丝。利用用连连续往往复运动的的电极丝与与零件之间间在介质中中产生火花花放电而腐腐蚀蚀零件件，从而切切割出零件件的一种加加工方法。。B电火花花线切割不需要作工工具电极，，节约工时时和贵重材材料；周期期短、成本本低低。。使用范围围广（内外外穿孔、成成形面均可可加工）；；节约模具具材料料（在切缝缝宽度与凸凸凹模间隙隙相当当时，可一一次切割出出凸、凹模模来来。。广泛用于于冷冲模的的凸凹模、、卸卸料料板、固定定板等零件件加工。②特点及及应用：①加工原原理：C电解加加工利用金属在在电解液中中发生阳极极溶解的原原理，将金金属零件加加工工成形形。②特点及及应用：加工效率高高；表面粗糙度度可达Ra1.6～0.2m以上；工具电极基基本不损耗耗，可重复复长期使使用；设备投资大大、成本高高。不易达到较较高精度和和加工稳定定性（精度度约为±0.1mm左右）。。电解产物对对环境有污污染。适用于大型型型腔模（（如锻模、、塑料模、、压铸模））加工及电电

解磨削削、电解抛抛光等批量量较大且精精度要求不不高的零件件加工。①原理：：D电铸成成形用电解的方方法使金属属离子还原原沉积在在母模（阴阴极）表面面上，使母母模通过过电解液获获得金属沉沉积层，然然后将金金属沉积层层与母模（（胎模）分分离，即即可获得与与母模型面面凸凹相相反的型腔腔或型面。。复制精度高高。（可达达到微米级级，一般不不需要修正正加工）①原理：：②特点及及应用：表面粗糙度度小，Ra0.05m（表面光洁洁，轮廓清清晰）。母模可用各各种材料，，利用率高高（一般重重复铸多件件）；设备简单，，可一槽多多模，同时时加工不同同形状的型型腔零件。。效率低，制制模周期长长；铸层厚度不不均匀主要用于塑塑料模、电电火花加工工用电极的的加工，以以及小形拉拉深深凹模、、印刷板等等。E超声波波加工利用工具端端面作超声声频震动，，并通过悬悬浮液中的的磨料加工工脆硬硬材料的一一种加工方方法。适于加工各各种硬脆材材料，特别别是不导电电的非金属属材料（如如陶陶瓷瓷、玻璃、、宝石、金金刚石等））扩大了模模具材料的的选用范围围；①原理：：②特点及及应用：工具可用较较软的材料料制成各种种复杂形状状；机床结构简简单、操作作方便；加加工精度可可达0.01～0.02mm，Ra1～0.1m。型孔、型腔腔加工；切切割加工单单晶硅片、、陶瓷模块块；超声波波抛磨。F激光加加工利用激光强强度高、方方向性好、、单色性好好，在其聚聚焦出的功功率率密密度大，温温度高（10000℃）以上上，在这样样高温下，，工具材料料将瞬瞬间急剧熔熔化和汽化化，以实现现打孔和切切割。②特点及及应用：①原理：：能加工所有有材料；不需制作加加工工具；；加工速度快快，效率高高，热影响响小。适用于加工工深而小的的微孔和和窄缝（几几微米），，如金刚石石拉丝模模打孔。三、模具的的热处理和和表面处理理１．模具热热处理及表表面处理的的目的２．模具热热处理工艺艺方法1）预先热热处理消除应力；；改善组织织中相的形形态与分布布；降降低低硬度、便便于切削加加工；为最最终热处理理做好准备备。①模具钢钢球化退火火模具钢的毛毛坯锻成形形后、机加加工前，应应进行球化化退火。目的：2）表面处处理的目的的改善模具表表面性能，，提高模具具寿命。1）热处理理的目的①改善模模具零件的的工艺性能能。②提高模模具零件的的使用性能能。球化退火工工艺规范范②去应力力退火和中中间退火防止在机加加工过程中中产生的应应力在淬火火加热时会会发生松弛弛造成淬火火变形。去应力退火火工艺规定定去应力退火火目的：消除应力、、降低硬度度。主要用用于旧模翻翻新与新模模返修。③提高塑塑性软化处处理降低硬度、、提高塑性性、减少冷冷作硬化趋趋向，降低变形抗抗力。冷挤、冷滚滚加工模具具型腔时，，常需采用用提高塑塑性软化处处理工艺。。应用：中间退火目目的：目的：2）模具零零件的最终终热处理淬火和回火火是模具零零件加工过过程中的关关键工序之之一。随着着淬、回回火质量的的优劣，模模具使用寿寿命会出现现悬殊差别别。为了缩短淬淬火保温时时间、减小小淬火开裂裂与变形倾倾向,在淬淬火

加热热前要进行行预热。注：括号内数据据是指二次次硬化法所所采用的温温度及硬度度。常用模具钢钢加热、淬淬火和冷却却工艺规范范①淬火：：②精密模模具冷处理理冷处理是将将淬火工件件继续冷至至室温以下下，使在室室温下尚未未转变的残残留奥氏体体继续转变变成马氏体体的一种工工艺。防止精密模模具零件在在使用过程程中因残余余奥氏体转转变而发生生尺寸的变变化，稳定定精密零件件几何尺寸寸；可提高高工件淬火火硬度（1～2HRC），增增加工件耐耐磨性。作用：冷处理工艺艺是在零件件淬火后冷冷至室温后后立即进行行；冷处理理温度依相相应模具材材料的马氏氏体转变终终了温度Mf而定。冷处理主要要应用于低低温回火的的冷作模具具精密零件件。③回火和和时效处理理回火的主要要目的：获得零件最最终所需的的力学性能能、减少或或消除应力力、提高组组织和尺寸寸的稳定性性、减小模模具零件在在随后加工工或使用中中的变形开开裂倾向。。回火温度、、回火时间间、回火次次数是回火火工艺中的的三要素，，直接影响响模具的使使用寿命。。在允许的条条件下（保保证硬度及及耐磨性要要求），尽尽可能采用用较高温度度、较长时时间、较多多次数回火火。一般原则是是：常用碳素工工具钢和低低合金工具具钢的回火火温度注：在硝盐中进进行加火1～3h，，若用箱式式炉回火，，时间应增增加一倍常用高合金金工具钢、、高速钢的的回火温度度3Cr2W8钢回火火工艺规范范塑料模常常用钢回回火温度度常用钢结结硬质合合金回火火温度析出硬化化钢时效效处理：：用析出硬硬化钢制制造的模模具毛坯坯，采用用软化处处理至20～30HRC的低低硬度，，随后经经粗、精精加工成成型，这这种低硬硬度模具具零件再再经500℃左左右保温温６～８８ｈ时效效处理，，由于从从固溶体体中析出出镍、铝铝金属间间化合物物的缘故故，使模模具零件件基体（（心部至至表面））硬度从从20～～30HRC提提高到38～45HRC。满满足零件件的工作作硬度要要求。热处理变变形小得得多（与与淬、回回火相比比），时时效处理理和表面面氮化处处理可同同炉进行行。特点：析出硬化化模具钢钢时效处处理工艺艺３．模具具零件表表面强化化处理工工艺1)化化学热处处理2）在模模具零件件表面涂涂覆一层层硬而耐耐磨的物物质包括镀硬硬铬、镍镍－磷镀镀、喷涂涂硬质合合金、沉沉积合金金氮化物物、电电火花表表面强化化等。包括渗碳碳、渗氮氮、碳氮氮共渗、、渗硼、、渗硫、、渗金属属、表面面合合金化化等。模具常用用表面强强化处理理方法四、模具具的检验验1.模模具的检检验内容容2.模模具检测测常用工工具①光学学投影仪仪。②工具具显微镜镜。③三坐坐标测量量机。①模具具材料的的质量检检验。②模具具加工零零件的尺尺寸精度度测量。。③模具具零件形形状误差差与位置置误差的的测量与与检验。。④模具具零件的的表面粗粗糙度的的检测。。⑤模具具零件的的硬度检检测。⑥模具具型面、、型腔的的检测。。⑦模具具装配后后的外观观质量检检测。⑧模具具内在质质量无损损探伤检检测。五、模具具的使用用与维护护１.模具具与设备备的合理理匹配A常用用冲压设设备①曲柄柄压力机机（分开开式、闭闭式）②摩擦擦压力机机③冲压压液压机机可用于冲冲裁、浅浅拉深、、变形等等工序。。主要用于于校平、、压印、、切边、、弯曲等等工序。。主要用于于拉深模模。1）冲压压设备的的选用原原则B冲压压设备的的型号按有关标标准规定定。用汉汉语拼音音字母和和数字表表示如：：ＪＡ３1——160Ａ机械压力力机代号号变型设计计代号列别代号号组别代号号压力机公公称压力力（吨））改进设计计代号机械压力力机代号号表示冲冲压设备备类别，，用字母母表示。。常用类类别为为：：Ｊ——机械械压力机机Ｙ——液压压压力机机Ｑ——剪切切机Ｗ——弯曲曲校正机机表示变型型设计次次数，用用顺序字字母表示示。如ＡＡ为第一次变型型设计；；Ｂ为第第二次变变型设计计。冲压设备备的型号号共分十十列九组组，分别别以１、、２、３３、...10表示。。变型设计计代号：列（组））别代号号：注：②冲压压设备选选用原则则中小型冲冲模应选选用单柱柱开式压压力机；；压力机的的工作台台尺寸、、滑块底底面尺尺寸应满满足模具具的正确确安装。。

漏料料孔的尺尺寸应大大于或能能通过制制

品及及废料尺尺寸。大中型冲冲模选用用双柱闭闭式压力力机；压力机的的公称压压力应大大于计算算压力（（模具冲冲压力））的1.2～1.3倍倍。压力机的的行程应应满足制制品高度度尺寸寸要求，，并保证证冲压后后制品能能顺利利地从模模具中取取出。压力机的的装模高高度应大大于冲冲模的高高度。2）锻模模常用设设备及选选用①锻模模常用设设备②选用用模锻设设备的原原则自由锻锤锤（空气气锤、蒸蒸汽－空空气锤））；摩擦压力力机；热模锻曲曲柄压力力机；平锻机。。正确选用用模锻设设备的规规格。设设备的公公称压力力要稍大大于计算算

的模模锻压力力。根据锻模模的结构构不同，，选用不不同的模模锻设备备。根据批量量大小选选用模锻锻设备。。3）压铸铸模常用用设备及及选用①常用用压铸机机类型②压铸铸机的选选用原则则理论计算算的锁模模力要小小于压铸铸机公称称锁模力力。模具外形形尺寸和和伸出模模体的外外部机构构的最大大尺寸，，应不与与压铸机机拉杆相相碰，否否则会影影响压铸铸机的正正常运行行和使用用。理论计算算压室容容量应小小于压铸铸机公称称压室容容量。理论计算算的模具具开模和和推件力力应小于于所选压压铸机的的最大开开模力和和推件力力。模具的总总厚度应应大于压压铸机最最小合模模距；而而压铸机机最大开开模距应应大于模模具总厚厚度与制制品高度度之和。。模具安装装在压铸铸机上的的模板尺尺寸及孔孔位置，，应与压压铸机固固定板尺尺寸及孔孔位置相相适应应。4）压缩缩（塑））模常用用设备及及选用①压缩缩模常用用设备②合理理选用液液压机液压机的的顶出力力一定要要大于计计算的模模具脱模模力，即即Ｐ顶﹥Ｐ脱（KN））。液压机顶顶出杆最最大行程程一定要要大于塑塑件所需需顶出高高度，即即Ｌ≥≥Ｌ顶。框架连接接式液压压机（适适用于中中小型液液压机））立柱式液液压机（（大、中中型液压压机）液压机的的额定压压力必须须大于所所计算的的塑件成成形压力力。Ｐ压≥Ｐ成/K(KN)Ｐ压———压压机机额额定定压压力力（（KN））Ｐ成———计计算算塑塑件件成成形形压压力力（（KN））Ｋ————压压机机效效率率，，ＫＫ＝＝0.9～～0.75.Ｌ顶＝ＨＨ＋＋h＋＋（（10～～15））（（cm））Ｌ————液液压压机机顶顶出出最最大大行行程程（（mm））Ｌ顶———塑塑件件所所需需顶顶出出高高度度（（mm））Ｈ————塑塑件件最最大大高高度度（（mm））ｈ————加加料料室室高高度度（（mm））模具具的的闭闭合合高高度度应应大大于于压压力力机机最最小小开开模模距距离离；；小小于于压压力力机机最大大开开模模距距离离。。式中中:5））注注射射模模常常用用设设备备及及应应用用A注注射射模模常常用用设设备备注射射装装置置为为竖竖立立布布置置，，锁锁模模部部分分、、顶顶出出装装置置及及动动模模板板、、定定模模板板卧卧式式排排列列，，二二者者互互危危直直角角。。开开模模后后制制品品能能自自动动落落下下，，锁锁紧紧可可靠靠、、受受力力均均匀匀。。但但型型芯芯及及嵌嵌件件安安放放不不方方便便。。只只适适于于小小型型塑塑件件及及中中心心部部位位不不允允许许留留有有浇浇口口液液痕痕迹迹的的特特殊殊零零件件的的成成形形。。注射射装装置置为为柱柱塞塞式式，，锁锁模模机机构构为为液液压压机机构构，，动动模模设设有有顶顶出出装装置置，，装装卸卸模模方方便便，，便便于于安安装装活活动动型型芯芯及及嵌嵌件件。。取件件方方便便，，安安装装嵌嵌件件较较麻麻烦烦。。适适宜宜各各种种大大、、中中小小型型塑塑件件生生产产，，应应用用最最普普遍遍。。③直直角角式式注注射射机机：：②卧卧式式注注射射机机：：①立立式式注注射射机机：：B设设备备选选用用原原则则①成成形形塑塑件件（（包包括括浇浇道道））的的体体积积不不能能超超过过注注射射机机容容量量的的80％％。。②成成形形的的注注射射压压力力应应小小于于注注射射机机的的额额定定最最大大注注射射力力。。③选选用用注注射射机机的的锁锁模模力力必必须须大大于于型型腔腔压压力力产产生生的的开开模模力力。。④注注射射机机行行程程与与模模具具最最大大厚厚度度应应满满足足如如下下关关系系：：Ｈ模最最大大＝ＬＬ－－ＳＳ；；其中中ＨＨ模最最大大———模模具具最最大大厚厚度度（（cm））；；Ｌ————注注射射机机模模板板间间最最大大开开档档（（mm））；；Ｓ————注注射射机机模模板板行行程程。。⑤注注射射机机的的闭闭合合高高度度与与模模具具厚厚度度应应满满足足：：Ｈ小≤ＨＨ≤≤ＨＨ大⑥卧卧式式或或立立式式注注射射机机开开模模行行程程与与模模具具应应满满足足下下式式：：⑦模模具具最最大大外外形形尺尺寸寸安安装装时时应应不不受受拉拉杆杆间间距距的的影影响响。。⑧模模具具安安装装用用的的定定位位环环尺尺寸寸应应与与机机床床定定位位孔孔直直径径相相配配合合。。⑨模模具具的的模模板板各各安安装装孔孔一一定定要要与与注注射射机机模模板板上上的的安安装装孔孔相相对对应应设设计计。。⑩机机床床喷喷嘴嘴孔孔径径和和球球面面半半径径一一定定要要与与模模具具进进料料孔孔相相对对应应。。Ｈ————模模具具厚厚度度Ｈ小———注注射射机机最最小小闭闭合合高高度度Ｈ大———注注射射机机最最大大闭闭合合高高度度Ｓ≥≥ＨＨ1＋ＨＨ2＋（（5～～10））mm。。Ｓ————注注射射机机开开模模行行程程（（ｍｍｍｍ））Ｈ1———脱脱模模距距离离（（ｍｍｍｍ））Ｈ2——塑塑件高高度（（ｍｍｍ）式中：：2．模模具的的安装装与拆拆卸1）模模具在在安装装前应应做的的准备备工作作2）模模具安安装于于压力力机上上的要要求A压压力机机①吨吨位应应大于于模具具工艺艺力；；②压压力机机要有有足够够的刚刚性、、强度度、精精度。。③制制动器器、离离合器器及操操作系系统等等机构构的工工作要要正常常可靠靠。④压压力机机启动动手柄柄或脚脚踏板板、滑滑块不不应有有连冲冲现象象，若若发生生连冲冲，，应调调整后后再装装模。。②检检查模模具的的安装装条件件：模模具的的闭合合高度度是否否与压压机相相符；；压机机公公称压压力是是否满满足模模具工工艺要要求。。③检检查压压力机机的技技术状状态。。④检检查模模具的的表面面质量量。①熟熟悉模模具的的结构构及动动作原原理B压压力机机工作作台面面与模模具底底面要要用毛毛刷及及棉纱纱擦试试干净净，不不准准有有任何何污物物及金金属渣渣屑。。C模模具的的紧固固D凸凸、凹凹模相相对位位置①安安装模模具的的螺栓栓、螺螺母、、压板板等零零件应应采用用专用用件，，一般般不能能代代用用。②其其紧固固用的的螺栓栓拧入入螺孔孔中的的长度度应大大于螺螺栓直直径的的1.5～～2倍倍。③压压板的的位置置应使使压板板的基基面平平行于于压力力机的的工作作台面面，不不准偏偏斜斜。。①模模具安安装后后，凸凸模的的中心心线应应与凹凹模工工作平平面垂垂直。。②凸凸模与与凹模模间隙隙应均均匀。。③冲冲模的的凸模模进入入凹模模的深深度不不应超超过允允许值值。（（冲裁裁厚度度小于于2mm，，不得得超过过0.8mm；；硬质质合金金模具具不得得超过过0.5mm））3）模模具的的拆卸卸方法法①用用手或或橇杆杆转动动压力力机的的飞轮轮（大大型压压机开开启电电源））使滑滑块下下降降将将上下下模处处于完完全闭闭合状状态。。②卸卸开模模板压压