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文档简介

压铸模具制造规程一、概述

压铸模具制造是精密成型工艺的关键环节,直接影响产品质量和生产效率。本规程旨在规范压铸模具的设计、材料选择、加工、装配及检验等全过程,确保模具性能稳定、使用寿命长。制造流程需严格遵循技术标准,确保每道工序符合质量要求。

二、模具设计

(一)设计原则

1.结构合理:模具应具备足够的强度和刚度,避免变形或损坏。

2.流动性优化:浇口、流道设计需减少阻力,确保金属液均匀填充型腔。

3.易修模性:预留修模余量,方便后期调整。

(二)设计要点

1.型腔设计:根据产品尺寸确定型腔深度和宽度,确保壁厚均匀(示例:壁厚范围0.5-3mm)。

2.分型面选择:优先选择平整表面,减少飞边产生。

3.冷却系统:合理布置冷却通道,控制型腔温度(示例:模温范围200-400℃)。

三、材料选择

(一)模具钢种类

1.热作模具钢:如H13、H11,适用于高温高压环境。

2.冷作模具钢:如Cr12MoV,适用于高硬度零件加工。

(二)材料处理

1.淬火处理:硬度达到50-60HRC(示例)。

2.回火工艺:消除内应力,提高韧性。

四、加工工艺

(一)加工步骤

1.铣削:使用数控铣床加工型腔、型芯等主要部件。

2.线切割:精加工细小特征(如电极)。

3.磨削:提高表面光洁度(Ra值≤0.8μm)。

(二)关键控制点

1.定位精度:模具各部件配合间隙≤0.02mm。

2.表面处理:型腔表面进行抛光(Ra值≤0.1μm)。

五、装配要求

(一)装配顺序

1.安装型腔和型芯。

2.连接动模和定模。

3.安装导柱、导套等导向部件。

(二)装配检查

1.检查配合间隙:确保运动部件灵活无卡滞。

2.紧固力度均匀:防止变形。

六、检验标准

(一)外观检验

1.无裂纹、砂眼等缺陷。

2.表面无划痕(深度≤0.05mm)。

(二)功能测试

1.开合测试:确认动作顺畅。

2.压铸试模:检测填充完整性,无短射、冷隔等问题。

七、维护与保养

(一)日常维护

1.模具表面涂防锈剂。

2.定期检查紧固件是否松动。

(二)故障处理

1.裂纹修复:采用堆焊或镶块补强。

2.磨损补偿:研磨型腔表面恢复尺寸。

八、安全注意事项

1.操作前检查设备是否完好。

2.加工时佩戴防护用品(如护目镜)。

3.高温模具避免直接接触。

本规程涵盖压铸模具制造全过程,各环节需严格执行,确保模具质量符合生产要求。

**一、概述**

压铸模具制造是精密成型工艺的关键环节,直接影响产品质量和生产效率。本规程旨在规范压铸模具的设计、材料选择、加工、装配及检验等全过程,确保模具性能稳定、使用寿命长。制造流程需严格遵循技术标准,确保每道工序符合质量要求。通过标准化操作,降低制造成本,提高模具成品率,满足客户对产品精度和可靠性的要求。

**二、模具设计**

(一)设计原则

1.**结构合理**:模具应具备足够的强度和刚度,以承受压铸过程中的高温、高压冲击,避免变形或损坏。设计时应充分考虑应力分布,优化结构形式,如增加加强筋、采用整体式结构等,确保关键部位(如型腔、型芯、浇口套)的承载能力满足要求。同时,要便于模具的加工、装配和维修。

2.**流动性优化**:浇口、流道设计需减少金属液的流动阻力,确保金属液能够快速、均匀地填充型腔。应选择合适的浇口形式(如直接浇口、侧浇口、点浇口等)和尺寸,优化流道布局(如采用平衡式流道),并考虑冷铁的设置,以控制型腔各处的温度,促进金属液的流动和填充。

3.**易修模性**:在设计时应预留修模余量,并在易损部位(如型腔表面、分型面)设计方便修复的结构,如设置镶块、采用可更换的易损件等。合理的结构设计应便于对模具进行检测和调整,延长模具的使用寿命。

(二)设计要点

1.**型腔设计**:根据产品图纸和压铸工艺要求,确定型腔的深度、宽度和高度,并确保壁厚均匀。均匀的壁厚有助于模具温度的均匀分布,减少变形和内应力。对于薄壁产品,需特别考虑补缩问题,可能需要设计抽芯斜度或采用其他工艺措施。型腔表面应光滑,避免尖角或突变,以减少金属液的流动阻力,防止困气。

2.**分型面选择**:分型面是模具中动模和定模分离的表面,其选择直接影响模具的复杂程度、排气效果和飞边控制。优先选择平整、垂直于开模方向的表面作为分型面。当产品形状复杂时,可能需要设计斜分型面或阶梯分型面,以方便脱模。分型面应尽量减少数量,简化模具结构。

3.**冷却系统**:合理布置冷却通道,是确保压铸件质量和模具寿命的关键。冷却通道应均匀分布在型腔、型芯等关键部位,以有效控制模具温度。冷却通道的设计应考虑通道尺寸、数量、布局方式(如直通式、螺旋式)以及与模具体的连接方式,确保冷却效率高且不影响模具强度。应预留足够的冷却水道数量和布局,以满足压铸过程中的散热需求,例如,大型模具可能需要多达数十个冷却水道。

**三、材料选择**

(一)模具钢种类

1.**热作模具钢**:主要用于承受反复高温高压的模具,如压铸模。常用牌号如H13(铬钼钢)、H11、H21等。H13钢具有优良的综合性能,包括高温强度、硬度、耐磨性、抗热疲劳性和良好的韧性,是压铸模最常用的材料之一,适用于制作型腔、型芯、滑块等。

2.**冷作模具钢**:主要用于承受冷加工、剪切力的模具,但在压铸模中,某些承受高耐磨或高强度的部件也可能选用,如Cr12MoV(铬钼钒钢)。它具有高硬度和高耐磨性,但韧性相对较低。

3.**预硬钢**:如P20(铬钼钢),在出厂时已进行淬火和回火处理,硬度适中(通常在40-50HRC),可直接进行切削加工,简化了热处理工序,降低了成本,但耐磨性和高温强度不如H13。

(二)材料处理

1.**淬火处理**:将模具钢加热到临界温度以上,保温一定时间后快速冷却(通常采用油冷或空冷),以获得高硬度的马氏体组织。淬火温度和冷却速度需要根据钢种和模具部件的具体要求精确控制,以获得理想的硬度和性能,并避免出现裂纹等缺陷。例如,H13钢的淬火温度通常在1020-1050°C。

2.**回火工艺**:淬火后的模具钢存在很大的内应力,且硬度过高、脆性大,需要进行回火处理以消除内应力,降低脆性,提高韧性。通常采用两次或多次回火,回火温度需要根据所需的硬度和韧性精确控制。例如,H13钢的第一次回火温度通常在580-620°C,第二次回火温度可能在650-680°C。回火后的硬度通常控制在50-60HRC范围内,以平衡强度和韧性。

3.**其他处理**:根据需要,可能还会进行渗氮处理(如气体氮化、离子氮化),以增加模具表面的硬度、耐磨性和抗蚀性,特别适用于要求高耐磨表面的模具部件,如型腔表面。

**四、加工工艺**

(一)加工步骤

1.**粗加工**:使用数控铣床(CNCMillingMachine)或加工中心(MachiningCenter)对模具毛坯进行粗加工,去除大部分余量,初步形成模具部件的形状和尺寸。粗加工时需选择合适的刀具路径和切削参数,保证加工效率,同时尽量减少对模具材料的损伤。常用粗加工策略包括留有适当精加工余量的环切或清角。

2.**半精加工**:在粗加工基础上,进一步提高尺寸精度和形状精度,为精加工做准备。此时可使用更精确的刀具路径,减少空行程,提高加工效率。例如,使用球头刀进行曲面半精加工,使用平底刀进行平面和棱边的半精加工。

3.**精加工**:这是模具加工的关键步骤,直接影响模具的最终精度和表面质量。使用高精度的数控机床和精密刀具,按照严格的刀具路径进行加工,达到图纸要求的尺寸公差和表面粗糙度。型腔和型芯的工作表面通常需要进行精铣或精磨。精加工时,切削参数需选择较小值,以保证加工精度和表面质量。

4.**线切割(EDM)**:对于模具中的细小特征、复杂形状的型腔或型芯、长方形或异形孔洞等,当使用传统切削方法难以加工或效率低下时,采用电火花线切割工艺。线切割可以加工硬质材料和复杂形状,精度高,是模具制造中不可或缺的工序。切割后可能需要进行去除毛刺和边缘倒角等后续处理。

5.**磨削**:对于要求高精度和低表面粗糙度的模具部件(如导柱、导套、型腔、型芯的配合面等),采用平面磨床、外圆磨床或内圆磨床进行磨削加工。磨削可以显著提高尺寸精度和表面光洁度,达到Ra值≤0.2μm甚至更高的要求。磨削前通常需要对工件进行充分的退火或回火处理,以减少磨削应力。

(二)关键控制点

1.**定位精度**:模具各部件在装配前的加工尺寸和形位公差必须严格控制。特别是基准面(如动模面、定模面、导柱孔轴线等)的平行度、垂直度、圆度、圆柱度等,以及配合零件(如型腔与型芯、浇口套与定模镶块)之间的间隙和同轴度。这些精度直接决定了模具的装配精度和产品的一致性。加工过程中应使用高精度的测量仪器(如三坐标测量机CMM、激光干涉仪等)进行检测。

2.**表面处理**:型腔和型芯的工作表面需要进行精细的抛光处理,以获得极低的表面粗糙度(Ra值通常要求≤0.8μm,甚至更低)。抛光可以提高金属液的流动性,减少卷气,获得更好的产品表面质量。抛光方法可以采用手工抛光、机械抛光或化学抛光。抛光后需彻底清洗,去除油污和抛光颗粒。

3.**尺寸控制**:严格按照图纸要求控制各加工部位的尺寸,特别是型腔和型芯的轮廓尺寸、孔位尺寸、配合间隙等。对于有公差要求的尺寸,必须控制在允许的范围内。可以使用千分尺、卡尺、量规等常规量具进行抽检,对于关键尺寸和复杂形位,应使用CMM等高精度测量设备进行全尺寸检测。

**五、装配要求**

(一)装配顺序

1.**准备与检查**:装配前,对所有模具部件进行最终检验,确认尺寸、形位、表面质量等符合要求。检查各部件是否有损伤、锈蚀或毛刺。准备好所有装配所需的工具、夹具、紧固件(如螺丝、螺母、销钉)、润滑油等。

2.**型腔与型芯装配**:将型腔和型芯部件分别组装到动模和定模座板(或模块)上。确保型腔和型芯的定位准确,无错位。对于大型或复杂的模具,可能需要使用专用夹具进行定位和固定。检查型腔与型芯之间的配合间隙是否均匀,符合图纸要求。

3.**导柱与导套装配**:将导柱和导套分别装入动模和定模(或滑块)的导向孔中。确保导柱与导套的配合间隙适当(通常为0.01-0.03mm),既保证导向精度,又允许微小的热膨胀。装配后检查导柱、导套的移动是否顺畅,无卡滞。

4.**浇口套装配**:将浇口套压入定模镶块或定模座板中,确保压入深度和垂直度符合要求。对于有螺纹连接的浇口套,需确保螺纹连接牢固,无松动。

5.**滑块与抽芯机构装配**:如果模具带有滑块或抽芯机构,需按设计顺序装配滑块、导滑槽、斜导柱、抽芯油缸(或机械驱动装置)等。确保滑块的移动顺畅,抽芯动作到位,无干涉。

6.**冷却水路连接**:将冷却水管的接头连接到模具上的冷却通道接口处。连接前需清洁管道和接头,确保密封良好,防止漏水。连接后检查水路是否通畅。

7.**模架组装**:将装配好的动模、定模(或模块)安装在模架上,使用定位销定位,并用螺丝等紧固件紧固。确保模架各部件安装牢固,无松动。

8.**最终检查与调整**:完成所有装配后,进行全面检查。包括模具闭合高度、各部件运动是否顺畅、冷却水路是否通畅、有无干涉等。根据检查结果进行必要的调整。

(二)装配检查

1.**配合间隙检查**:使用塞尺或厚薄规检查关键配合部位的间隙,如型腔与型芯、导柱与导套、滑块与导滑槽等,确保在图纸规定的公差范围内。不均匀的间隙会导致装配困难、运动卡滞或产品尺寸偏差。

2.**垂直度与平行度检查**:使用百分表或指示表检查导柱轴线与模面的垂直度、模面之间的平行度等,确保符合精度要求。这关系到模具的开合精度和产品的尺寸稳定性。

3.**紧固力度均匀性**:在紧固螺丝、螺母时,应使用扭力扳手,按照从中间到四周、对角线交叉的顺序逐渐加紧,确保所有紧固件受力均匀,防止因受力不均导致模具变形或损坏。特别是对于大型模具,更需注意这一点。

4.**运动部件检查**:检查所有运动部件(如抽芯机构、滑块、顶出系统等)的运动是否灵活、平稳,有无卡滞或干涉现象。可以通过手动操作或模拟运行来检查。

**六、检验标准**

(一)外观检验

1.**表面质量**:模具所有加工表面应光滑,无划伤、碰伤、凹坑、锈蚀等缺陷。型腔、型芯等工作表面应无明显加工痕迹,抛光表面应均匀细腻。

2.**尺寸检查**:使用卡尺、千分尺、量规等常规量具,或三坐标测量机(CMM),对模具的关键尺寸进行抽检或全检,确保尺寸在图纸公差范围内。例如,检查型腔尺寸、孔位、配合间隙等。

3.**形位公差**:检查模具的形位公差,如平面度、平行度、垂直度、同轴度等,使用百分表、指示表、水平仪或CMM进行检测,确保符合图纸要求。

(二)功能测试

1.**模具闭合高度测试**:使用高度尺或专用量具测量模具闭合时的总高度,确保与设计值一致,允许的偏差通常很小(例如±0.02mm)。

2.**运动部件功能测试**:手动或使用动力源(如液压缸)驱动模具开合、抽芯、滑块动作等,检查各运动部件是否灵活、平稳、到位,有无卡滞、干涉或异常噪音。

3.**冷却系统测试**:连接冷却水管,通入规定压力和温度的水(例如,冷水机提供5-15°C的水),检查各冷却通道是否通畅,出水温度是否正常,有无漏水现象。

4.**试模与试片检验**:

***填充情况检查**:在压铸机上使用实际压铸材料对模具进行试压,观察金属液是否能够完全填充型腔,有无短射(金属液未完全填充)、冷隔(金属液在冷却前未完全融合)、飞边过大等问题。

***产品尺寸与外观检查**:取下试铸件,使用测量工具检查其关键尺寸,使用放大镜或视觉检测设备检查其表面质量,如有无气孔、缩孔、流痕、拉伤等缺陷。

***脱模情况检查**:检查试铸件从模具中脱出的难易程度,应顺利无损伤。

***模具温升与热平衡检查**:在试模过程中监测模具各部位的温度,特别是冷却通道附近区域的温度,确保模具温度分布均匀,符合压铸工艺要求。

**七、维护与保养**

(一)日常维护

1.**清洁**:每次使用后或定期对模具进行清洁,去除工作表面残留的金属液、助流剂、脱模剂等,防止它们干涸后难以清理,并影响模具表面质量或下次使用。使用合适的清洁剂和软布进行擦拭。

2.**润滑**:根据需要,在模具的滑动部位(如导柱、导套、滑块导轨、抽芯油缸活塞杆等)定期涂抹合适的润滑剂,保证运动部件润滑良好,减少磨损,延长运动部件寿命。润滑剂的选择应考虑工作温度、环境条件等因素。

3.**防锈**:对于不常使用的模具或暴露在空气中容易生锈的部位,应涂抹防锈油或防锈剂进行保护。长期存放的模具,应存放在干燥、通风的环境中,必要时进行封存。

4.**紧固件检查**:定期检查模具上的螺丝、螺母等紧固件是否松动,特别是在经历高温高压的压铸循环后,可能因振动或热胀冷缩导致松动。发现松动应及时重新紧固。

(二)故障处理

1.**裂纹修复**:模具在使用过程中可能出现微小的裂纹,特别是在受力集中或应力集中的部位。对于轻微的表面裂纹,可以采用焊接修复,但需注意控制焊接温度和焊接工艺,避免对模具基体造成热损伤。对于较深的或位于关键部位的裂纹,可能需要采用镶块更换或报废处理。修复后需进行适当的热处理,恢复其性能。

2.**磨损补偿**:模具型腔、型芯、导柱、导套等工作表面在使用一段时间后会因摩擦产生磨损,导致尺寸变化或表面粗糙度增加。轻微的磨损可以通过研磨或抛光进行修复,恢复其尺寸和表面质量。对于磨损严重的部件,或无法修复的部件,需要更换新的镶块或部件。

3.**锈蚀处理**:发现模具表面有锈蚀,应使用细砂纸或专用除锈工具小心去除锈蚀层,注意不要损伤基体金属。除锈后,应立即进行清洁并涂抹防锈油或防锈剂进行保护。

4.**变形矫正**:模具在长期承受高温高压或受到外力撞击后,可能会发生变形,如模面翘曲、型腔尺寸变化等。对于轻微的变形,可以尝试使用加热矫正法,但在加热过程中需严格控制温度和加热时间,避免引起材料性能变化或开裂。严重变形的模具通常难以修复,需要更换。

**八、安全注意事项**

1.**设备操作安全**:操作数控铣床、加工中心、线切割机、磨床、电火花机床等设备时,必须严格遵守设备的安全操作规程。操作前检查设备是否处于良好状态,安全防护装置是否齐全有效。严禁在设备运行时将手或身体任何部位伸入工作区域。

2.**个人防护**:在模具加工和装配过程中,必须佩戴适当的个人防护用品(PPE),如安全眼镜或面罩(防止飞溅物伤害眼睛)、耳塞或耳罩(防止噪音伤害)、防护手套(防止烫伤、刺伤、化学品接触)、防护服和安全鞋(防止机械伤害和烫伤)。打磨、抛光等作业时,应佩戴防尘口罩。

3.**高温模具防护**:压铸模具在工作过程中会达到非常高的温度(可达300-500°C甚至更高),必须防止接触高温模具表面,避免烫伤。在清理或调整高温模具时,应使用耐热工具,并佩戴耐热手套和面罩。必要时,可使用隔热垫或推杆等辅助工具进行操作。

4.**化学品安全**:在模具的清洁、防锈、脱模剂处理等环节可能会使用各种化学品(如清洗剂、防锈油、切削液等),应了解其安全数据说明书(SDS),并在通风良好的环境下使用。避免皮肤直接接触,使用后妥善处理废弃化学品。

5.**用电安全**:确保所有电气设备、线路、开关和保护装置都符合安全标准,无破损或漏电。湿手不得接触开关或插座。定期检查电气线路和设备。

6.**作业环境安全**:保持作业区域整洁,通道畅通,工具、量具摆放整齐,防止绊倒或砸伤。使用起重设备搬运模具时,应确保操作规范,防止模具掉落。

7.**应急准备**:了解并熟悉紧急停止按钮的位置,知道如何应对火灾、化学品泄漏等紧急情况。配备必要的消防器材和急救用品。

本规程涵盖压铸模具制造的主要环节,各环节需严格执行,确保模具质量符合生产要求,并保障生产安全。在实际操作中,应根据具体情况进行调整和补充。

一、概述

压铸模具制造是精密成型工艺的关键环节,直接影响产品质量和生产效率。本规程旨在规范压铸模具的设计、材料选择、加工、装配及检验等全过程,确保模具性能稳定、使用寿命长。制造流程需严格遵循技术标准,确保每道工序符合质量要求。

二、模具设计

(一)设计原则

1.结构合理:模具应具备足够的强度和刚度,避免变形或损坏。

2.流动性优化:浇口、流道设计需减少阻力,确保金属液均匀填充型腔。

3.易修模性:预留修模余量,方便后期调整。

(二)设计要点

1.型腔设计:根据产品尺寸确定型腔深度和宽度,确保壁厚均匀(示例:壁厚范围0.5-3mm)。

2.分型面选择:优先选择平整表面,减少飞边产生。

3.冷却系统:合理布置冷却通道,控制型腔温度(示例:模温范围200-400℃)。

三、材料选择

(一)模具钢种类

1.热作模具钢:如H13、H11,适用于高温高压环境。

2.冷作模具钢:如Cr12MoV,适用于高硬度零件加工。

(二)材料处理

1.淬火处理:硬度达到50-60HRC(示例)。

2.回火工艺:消除内应力,提高韧性。

四、加工工艺

(一)加工步骤

1.铣削:使用数控铣床加工型腔、型芯等主要部件。

2.线切割:精加工细小特征(如电极)。

3.磨削:提高表面光洁度(Ra值≤0.8μm)。

(二)关键控制点

1.定位精度:模具各部件配合间隙≤0.02mm。

2.表面处理:型腔表面进行抛光(Ra值≤0.1μm)。

五、装配要求

(一)装配顺序

1.安装型腔和型芯。

2.连接动模和定模。

3.安装导柱、导套等导向部件。

(二)装配检查

1.检查配合间隙:确保运动部件灵活无卡滞。

2.紧固力度均匀:防止变形。

六、检验标准

(一)外观检验

1.无裂纹、砂眼等缺陷。

2.表面无划痕(深度≤0.05mm)。

(二)功能测试

1.开合测试:确认动作顺畅。

2.压铸试模:检测填充完整性,无短射、冷隔等问题。

七、维护与保养

(一)日常维护

1.模具表面涂防锈剂。

2.定期检查紧固件是否松动。

(二)故障处理

1.裂纹修复:采用堆焊或镶块补强。

2.磨损补偿:研磨型腔表面恢复尺寸。

八、安全注意事项

1.操作前检查设备是否完好。

2.加工时佩戴防护用品(如护目镜)。

3.高温模具避免直接接触。

本规程涵盖压铸模具制造全过程,各环节需严格执行,确保模具质量符合生产要求。

**一、概述**

压铸模具制造是精密成型工艺的关键环节,直接影响产品质量和生产效率。本规程旨在规范压铸模具的设计、材料选择、加工、装配及检验等全过程,确保模具性能稳定、使用寿命长。制造流程需严格遵循技术标准,确保每道工序符合质量要求。通过标准化操作,降低制造成本,提高模具成品率,满足客户对产品精度和可靠性的要求。

**二、模具设计**

(一)设计原则

1.**结构合理**:模具应具备足够的强度和刚度,以承受压铸过程中的高温、高压冲击,避免变形或损坏。设计时应充分考虑应力分布,优化结构形式,如增加加强筋、采用整体式结构等,确保关键部位(如型腔、型芯、浇口套)的承载能力满足要求。同时,要便于模具的加工、装配和维修。

2.**流动性优化**:浇口、流道设计需减少金属液的流动阻力,确保金属液能够快速、均匀地填充型腔。应选择合适的浇口形式(如直接浇口、侧浇口、点浇口等)和尺寸,优化流道布局(如采用平衡式流道),并考虑冷铁的设置,以控制型腔各处的温度,促进金属液的流动和填充。

3.**易修模性**:在设计时应预留修模余量,并在易损部位(如型腔表面、分型面)设计方便修复的结构,如设置镶块、采用可更换的易损件等。合理的结构设计应便于对模具进行检测和调整,延长模具的使用寿命。

(二)设计要点

1.**型腔设计**:根据产品图纸和压铸工艺要求,确定型腔的深度、宽度和高度,并确保壁厚均匀。均匀的壁厚有助于模具温度的均匀分布,减少变形和内应力。对于薄壁产品,需特别考虑补缩问题,可能需要设计抽芯斜度或采用其他工艺措施。型腔表面应光滑,避免尖角或突变,以减少金属液的流动阻力,防止困气。

2.**分型面选择**:分型面是模具中动模和定模分离的表面,其选择直接影响模具的复杂程度、排气效果和飞边控制。优先选择平整、垂直于开模方向的表面作为分型面。当产品形状复杂时,可能需要设计斜分型面或阶梯分型面,以方便脱模。分型面应尽量减少数量,简化模具结构。

3.**冷却系统**:合理布置冷却通道,是确保压铸件质量和模具寿命的关键。冷却通道应均匀分布在型腔、型芯等关键部位,以有效控制模具温度。冷却通道的设计应考虑通道尺寸、数量、布局方式(如直通式、螺旋式)以及与模具体的连接方式,确保冷却效率高且不影响模具强度。应预留足够的冷却水道数量和布局,以满足压铸过程中的散热需求,例如,大型模具可能需要多达数十个冷却水道。

**三、材料选择**

(一)模具钢种类

1.**热作模具钢**:主要用于承受反复高温高压的模具,如压铸模。常用牌号如H13(铬钼钢)、H11、H21等。H13钢具有优良的综合性能,包括高温强度、硬度、耐磨性、抗热疲劳性和良好的韧性,是压铸模最常用的材料之一,适用于制作型腔、型芯、滑块等。

2.**冷作模具钢**:主要用于承受冷加工、剪切力的模具,但在压铸模中,某些承受高耐磨或高强度的部件也可能选用,如Cr12MoV(铬钼钒钢)。它具有高硬度和高耐磨性,但韧性相对较低。

3.**预硬钢**:如P20(铬钼钢),在出厂时已进行淬火和回火处理,硬度适中(通常在40-50HRC),可直接进行切削加工,简化了热处理工序,降低了成本,但耐磨性和高温强度不如H13。

(二)材料处理

1.**淬火处理**:将模具钢加热到临界温度以上,保温一定时间后快速冷却(通常采用油冷或空冷),以获得高硬度的马氏体组织。淬火温度和冷却速度需要根据钢种和模具部件的具体要求精确控制,以获得理想的硬度和性能,并避免出现裂纹等缺陷。例如,H13钢的淬火温度通常在1020-1050°C。

2.**回火工艺**:淬火后的模具钢存在很大的内应力,且硬度过高、脆性大,需要进行回火处理以消除内应力,降低脆性,提高韧性。通常采用两次或多次回火,回火温度需要根据所需的硬度和韧性精确控制。例如,H13钢的第一次回火温度通常在580-620°C,第二次回火温度可能在650-680°C。回火后的硬度通常控制在50-60HRC范围内,以平衡强度和韧性。

3.**其他处理**:根据需要,可能还会进行渗氮处理(如气体氮化、离子氮化),以增加模具表面的硬度、耐磨性和抗蚀性,特别适用于要求高耐磨表面的模具部件,如型腔表面。

**四、加工工艺**

(一)加工步骤

1.**粗加工**:使用数控铣床(CNCMillingMachine)或加工中心(MachiningCenter)对模具毛坯进行粗加工,去除大部分余量,初步形成模具部件的形状和尺寸。粗加工时需选择合适的刀具路径和切削参数,保证加工效率,同时尽量减少对模具材料的损伤。常用粗加工策略包括留有适当精加工余量的环切或清角。

2.**半精加工**:在粗加工基础上,进一步提高尺寸精度和形状精度,为精加工做准备。此时可使用更精确的刀具路径,减少空行程,提高加工效率。例如,使用球头刀进行曲面半精加工,使用平底刀进行平面和棱边的半精加工。

3.**精加工**:这是模具加工的关键步骤,直接影响模具的最终精度和表面质量。使用高精度的数控机床和精密刀具,按照严格的刀具路径进行加工,达到图纸要求的尺寸公差和表面粗糙度。型腔和型芯的工作表面通常需要进行精铣或精磨。精加工时,切削参数需选择较小值,以保证加工精度和表面质量。

4.**线切割(EDM)**:对于模具中的细小特征、复杂形状的型腔或型芯、长方形或异形孔洞等,当使用传统切削方法难以加工或效率低下时,采用电火花线切割工艺。线切割可以加工硬质材料和复杂形状,精度高,是模具制造中不可或缺的工序。切割后可能需要进行去除毛刺和边缘倒角等后续处理。

5.**磨削**:对于要求高精度和低表面粗糙度的模具部件(如导柱、导套、型腔、型芯的配合面等),采用平面磨床、外圆磨床或内圆磨床进行磨削加工。磨削可以显著提高尺寸精度和表面光洁度,达到Ra值≤0.2μm甚至更高的要求。磨削前通常需要对工件进行充分的退火或回火处理,以减少磨削应力。

(二)关键控制点

1.**定位精度**:模具各部件在装配前的加工尺寸和形位公差必须严格控制。特别是基准面(如动模面、定模面、导柱孔轴线等)的平行度、垂直度、圆度、圆柱度等,以及配合零件(如型腔与型芯、浇口套与定模镶块)之间的间隙和同轴度。这些精度直接决定了模具的装配精度和产品的一致性。加工过程中应使用高精度的测量仪器(如三坐标测量机CMM、激光干涉仪等)进行检测。

2.**表面处理**:型腔和型芯的工作表面需要进行精细的抛光处理,以获得极低的表面粗糙度(Ra值通常要求≤0.8μm,甚至更低)。抛光可以提高金属液的流动性,减少卷气,获得更好的产品表面质量。抛光方法可以采用手工抛光、机械抛光或化学抛光。抛光后需彻底清洗,去除油污和抛光颗粒。

3.**尺寸控制**:严格按照图纸要求控制各加工部位的尺寸,特别是型腔和型芯的轮廓尺寸、孔位尺寸、配合间隙等。对于有公差要求的尺寸,必须控制在允许的范围内。可以使用千分尺、卡尺、量规等常规量具进行抽检,对于关键尺寸和复杂形位,应使用CMM等高精度测量设备进行全尺寸检测。

**五、装配要求**

(一)装配顺序

1.**准备与检查**:装配前,对所有模具部件进行最终检验,确认尺寸、形位、表面质量等符合要求。检查各部件是否有损伤、锈蚀或毛刺。准备好所有装配所需的工具、夹具、紧固件(如螺丝、螺母、销钉)、润滑油等。

2.**型腔与型芯装配**:将型腔和型芯部件分别组装到动模和定模座板(或模块)上。确保型腔和型芯的定位准确,无错位。对于大型或复杂的模具,可能需要使用专用夹具进行定位和固定。检查型腔与型芯之间的配合间隙是否均匀,符合图纸要求。

3.**导柱与导套装配**:将导柱和导套分别装入动模和定模(或滑块)的导向孔中。确保导柱与导套的配合间隙适当(通常为0.01-0.03mm),既保证导向精度,又允许微小的热膨胀。装配后检查导柱、导套的移动是否顺畅,无卡滞。

4.**浇口套装配**:将浇口套压入定模镶块或定模座板中,确保压入深度和垂直度符合要求。对于有螺纹连接的浇口套,需确保螺纹连接牢固,无松动。

5.**滑块与抽芯机构装配**:如果模具带有滑块或抽芯机构,需按设计顺序装配滑块、导滑槽、斜导柱、抽芯油缸(或机械驱动装置)等。确保滑块的移动顺畅,抽芯动作到位,无干涉。

6.**冷却水路连接**:将冷却水管的接头连接到模具上的冷却通道接口处。连接前需清洁管道和接头,确保密封良好,防止漏水。连接后检查水路是否通畅。

7.**模架组装**:将装配好的动模、定模(或模块)安装在模架上,使用定位销定位,并用螺丝等紧固件紧固。确保模架各部件安装牢固,无松动。

8.**最终检查与调整**:完成所有装配后,进行全面检查。包括模具闭合高度、各部件运动是否顺畅、冷却水路是否通畅、有无干涉等。根据检查结果进行必要的调整。

(二)装配检查

1.**配合间隙检查**:使用塞尺或厚薄规检查关键配合部位的间隙,如型腔与型芯、导柱与导套、滑块与导滑槽等,确保在图纸规定的公差范围内。不均匀的间隙会导致装配困难、运动卡滞或产品尺寸偏差。

2.**垂直度与平行度检查**:使用百分表或指示表检查导柱轴线与模面的垂直度、模面之间的平行度等,确保符合精度要求。这关系到模具的开合精度和产品的尺寸稳定性。

3.**紧固力度均匀性**:在紧固螺丝、螺母时,应使用扭力扳手,按照从中间到四周、对角线交叉的顺序逐渐加紧,确保所有紧固件受力均匀,防止因受力不均导致模具变形或损坏。特别是对于大型模具,更需注意这一点。

4.**运动部件检查**:检查所有运动部件(如抽芯机构、滑块、顶出系统等)的运动是否灵活、平稳,有无卡滞或干涉现象。可以通过手动操作或模拟运行来检查。

**六、检验标准**

(一)外观检验

1.**表面质量**:模具所有加工表面应光滑,无划伤、碰伤、凹坑、锈蚀等缺陷。型腔、型芯等工作表面应无明显加工痕迹,抛光表面应均匀细腻。

2.**尺寸检查**:使用卡尺、千分尺、量规等常规量具,或三坐标测量机(CMM),对模具的关键尺寸进行抽检或全检,确保尺寸在图纸公差范围内。例如,检查型腔尺寸、孔位、配合间隙等。

3.**形位公差**:检查模具的形位公差,如平面度、平行度、垂直度、同轴度等,使用百分表、指示表、水平仪或CMM进行检测,确保符合图纸要求。

(二)功能测试

1.**模具闭合高度测试**:使用高度尺或专用量具测量模具闭合时的总高度,确保与设计值一致,允许的偏差通常很小(例如±0.02mm)。

2.**运动部件功能测试**:手动或使用动力源(如液压缸)驱动模具开合、抽芯、滑块动作等,检查各运动部件是否灵活、平稳、到位,有无卡滞、干涉或异常噪音。

3.**冷却系统测试**:连接冷却水管,通入规定压力和温度的水(例如,冷水机提供5-15°C的水),检查各冷却通道是否通畅,出水温度是否正常,有无漏水现象。

4.**试模与试片检验**:

***填充情况检查**:在压铸机上使用实际压铸材料对模具进行试压,观察金属液是否能够完全填充型腔,有无短射(金属液未完全填充)、冷隔(金属液在冷却前未完全融合)、飞边过大等问题。

***产品尺寸与外观检查**:取下试铸件,使用测量工具检查其关键尺寸,使用放大镜或视觉检测设备检查其表面质量,如有无气孔、缩孔、流痕、拉伤等缺陷。

***脱模情况检查**:检查试铸件从模具中脱出的难易程度,应顺利无损伤。

***模具温升与热平衡检查**:在试模过程中监测模具各部位的温度,特别是冷却通道附近区域的温度,确保模具温度分布均匀,符合压铸工艺要求。

**七、维护与保养**

(一)日常维护

1.**清洁**:每次使用后或定期对模具进行清洁,去除工作表面残留的金属液、助流剂、脱模剂等,防止它们干涸后难以清理,并影响模具表面质量或下次使用。使用合适的清洁剂和软布进行擦拭。

2.**润滑**:根据需要,在模具的滑动部位(如导柱、导套、滑块导

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