粉末冶金模具组成粉末冶金模具结构是什么样设

发布日期:2020-05-20 01:40

  粉末冶金模具及设计介绍_材料科学_工程科技_专业资料。模具及设计介绍 常用模具材料-致密钢材 牌号 热处理 使用硬度 价格 材质特点 及适用范围 45# 调质 淬火 HRC20~35 HRC40-45 调质+ 表HRC52-62 高频 芯HR

  模具及设计介绍 常用模具材料-致密钢材 牌号 热处理 使用硬度 价格 材质特点 及适用范围 45# 调质 淬火 HRC20~35 HRC40-45 调质+ 表HRC52-62 高频 芯HRC23-25 调质 淬火 淬火 HRC23-28 HRC40-45 HRC56~60 HRC57~60 HRC58~60 5.0 常用碳素钢 接杆,中模外套,压盖 芯棒座,30mm以上压垫 压力环,叉杆等表面耐磨 零件 大型模具压盖 芯棒座,压垫 夹具,上下冲,以及要求 不高的中模,芯棒。 夹具,上下冲,以及要求 不高的中模,芯棒。 40Cr Cr12 7.0 16 28 60 常用合金钢 高碳铬钢 耐磨韧性铬钢。存 在方向性,易开裂 Cr12MoV 淬火 SLD 淬火 日立合金钢(SKD11), 高耐磨性的通用冷 上下冲,需要真空淬火, 作模具钢,方向性 下同 较小 SKH9 SKH51 淬火 淬火 HRC58~60 HRC60-62 260 340 钨钢高速钢,耐冲 击,耐磨,韧性相 对V4较差 比SKH9更耐磨 适用要求不高的中模,异 型、圆形芯棒。齿形芯棒 强制用料 小芯棒使用,淬火硬度稍高 常用模具材料-PM高速钢 牌号 V4 热处理 淬火 使用硬度 价格 材质特点 一胜百粉末高速钢。韧性和抗 磨损性的优良组合。粉末冶金模具结构特别适宜 粘着磨损。 及适用范围 上下冲,特别是长零 件,温压零件的上下 冲 HRC58~60 450 美国CPM粉末钢,超级的尺寸稳 成形上下冲,特别是 定性,可磨削性和韧性,替代高合 温压的模冲 金钢,可解决“崩角”问题 可解决“崩角”问题, 美国CPM粉末钢,超级的尺寸稳 螺旋齿冲头,温压的 定性,可磨削性,韧性比3V更高 模冲 大同高速钢,高耐磨损高韧性 齿形下一冲强制用料, 温压不可用 3V 淬火 HRC61~63 550 9V MH85 ASP23 ASP60 WC 淬火 淬火 淬火 HRC57-59 600 HRC58~60 800 HRC61~63 650 HRC66~69 700 一胜百晶粒特细PM高速工具钢, 成形上下冲,芯棒, 热处理稳定性好,高耐磨损高 适用温压 韧性 一胜百ASP23改进型,替代易崩 适用斜齿轮或台阶中 角的WC,高耐磨损高韧性 模(用40Cr包套) 淬火 HRA91YG6 HRA89YG8 HRA87YG15 国600 G代表钴含量,越高韧性越好, 进口 耐磨性也较差,一般采用超微 中模和芯棒 1000 粒(春宝),国产稍差 常用模具材料热处理工艺 牌号 SLD V4 SKH9 Cr12 40Cr 使用硬度 HRC57~59 HRC60~61 HRC56~57 HRC60~61 HRC57~59 HRC60~61 HRC45~50 HRC45~50 热处理温度 1030 1130 1190 960 860 保温时 间 回火时间/温度/冷却方式 125分钟 3小时220/160风 125分钟 3小时220/160风 35分钟 3小时605/580风 100分钟 3小时530风 100分钟 3小时450风 模具热处理说明 ? 1.中模外套和芯棒接杆调质处理: 将45钢加热至临界点保温一定时间,在淬火 介质中迅速冷却至室温后,芯棒再经高温后 回火得到HRC 25~45。 中模外套经内径加工至所需的尺寸,高温加 热后,将WC的中模坯料放入外套内孔中,冷 却得到HRC 35~45 。 ? 2.上下冲和芯棒的淬火处理: 在淬火炉中将模具粗胚加热至临界点,保温 一定时间,冷却至室温后,经回火消除内应 力得到HRC 56~62。 硬质合金材质及特点 牌号 密度 WC Co 含量% 含量 g/cm % 93.5 6 硬度 HRA YG6 14.88~ ≥91.5 15.04 14.6~ 14.9 ≥89 抗弯强 WC晶 选择用途 度 粒 度 N/c m um 高耐磨型使用精度较高的中模、 ≥2400 ≤1.5 芯棒 ≥1840 ≤1.5 普通型使用在精度低,造价低的 范围,适用于中模、上下冲, 芯棒 超微晶粒使用比上述要求更高范 围的中模、上下冲芯棒 超微晶粒使用精度比上述要求更 高的范围,可制作中模、上 下冲芯棒 高韧性使用精度较高的中模、上 下冲芯棒 比上述要求韧性更高的范围 YG8 92 8 YG8U 91 8 14.56~ ≥93 14.65 14.3 ≥93 ≥3900 ≤0.8 YG9U 89 9 ≥3500 ≤0.8 YG15 YG20 84.5 79 15 20 13.9~ 14.2 13.4~ 13.8 ≥86.5 ≥82 ≥2320 ≥2550 ≤1.5 ≤1.5 模具材质的设计和制作注意点 尽可能选择较耐磨和高韧性高强度以及价廉的材 质以提高模具使用的性价比。 1.根据产品的订单大小; 2.根据产品的精度要求; 3.根据模具的结构要求; 4.根据模具的强度要求; 5.根据模具采用标准件的尺寸和材质要求; 6.根据模具的加工特点要求; ? ? ? ? ? ? 模具设计 ? ? ? ? ? ? ? 1.根据产品外形和尺寸、强度要求,制定产品的工艺 流程。 2.计算和设计所需的成形和整形的机台和成形结构。 3.根据产品材质要求,选择成形原料。 4.根据原料变化率和整形、切削余量,设计模具结构 与尺寸。 5.依照成形方式,画出装配图。 6.画出模具各零件图。 7.设计各测量和装模治具。 模具双边配合间隙---圆形 (mm) 模具尺 寸 常温 0.5~2 0.005 2~5 0.007 5~10 0.01 10~20 0.015 20~35 0.02 35~50 0.025 温压 模具尺 寸 常温 温压 0.015 0.02 0.025 75~90 0.05 0.08 0.03 0.04 0.045 115~ 0.08 0.11 50~65 65~75 0.03 0.055 0.04 0.065 90~10 100~11 0 5 0.06 0.09 0.07 0.1 模具双边配合间隙---异形 (mm) 模具尺寸 常温 温压 模具尺寸 常温 1~8 0.015 0.03 55~6 5 0.055 8~15 15~25 25~35 0.02 0.025 0.03 0.055 35~45 0.04 0.065 45~5 5 0.05 0.075 115~ 0.09 0.035 0.045 65~7 90~10 100~11 75~90 5 0 5 0.06 0.065 0.07 0.08 温压 0.085 0.09 0.095 0.1 0.11 0.12 WC外径尺寸的确定 圆形零件: (a)当WC内径小于20mm时,其WC壁厚应大于5mm。 (b)当WC内径大于20mm时,其壁厚应大于产品壁厚 的1.5倍。 ? 异形部品:必须以其最长处为圆形部品WC内径尺寸, 再依据圆形部品计算。 ? WC大小标准:最小外径为15mm,后以每5mm递增。 所以在外径不足15mm 时按15mm制作,外径大于 15mm的根据计算实际数据以5mm递增取整。 ? 包裹WC的钢套应大于WC外径的1.7倍。其具体尺寸 应根据所选成形/加工机的具体吨位来定。粉末冶金模具是什么样 ? 异形部品钢套上的螺纹孔应避开WC尖角、拐角处硬 力集中的部位,尽可能的选择WC壁厚最厚的部位。 ? 关于面取的设定 产品压制时面取受到向 外侧挤压的应力,当模 冲从中模中脱出时,受 到应力的影响,面取部 分向外侧张开,当模冲 再次回到中模中,变形 部分再次挤压回原来形 状,多次反复后,从面 取下部裂开 1、30°角度可以大大减小面取受力, 面取向外侧变形会减小,面取连接 处的R同时也会增强面取的强度。 2、模具检查时应列为重点检查项目, 不能再次出现类似连杆10000个订 单面取崩4次; 3、电极检查应同样注意此类问 45° 30° 模具耐用设计 1.内外有效段不一样长,有效提高模 具强度; 2.尽可能的内有效段小于外有效段, 节省成本; 3.逃气孔尽可能向上开到根部,提高 强度避免粉末喷出,上二零件不开逃 气孔,在上二冲底部磨小缺口跑气; 4.尽可能大的R弧或斜角过渡,且光 洁度尽可能高,避免应力集中; 5.尽可能小的底座,粉末冶金模具设计防止垫片受力时 挠曲导致底座受力后折断; 6.底座倒5°角,防止垫片挠曲,模 冲受力面外移引起模具断裂 模具耐用设计 1.台阶中模应有台肩挡住, 产品的受力中心应尽可能和机台 防止硬质合金脱出; 中心重合(允许2mm以内), 2.配合时台肩底部应该清根, 避免模冲或机台受力不均受损。 防止压配不到底; 模具制造技术特点-----车床 1. 车床加工范围: 粗加工范围: A:模具的上下冲圆形粗坯 ; B:芯棒粗坯及芯棒接杆; C:中模粗坯及外套: 精加工与半精加工范围: A:模具上下冲半精车: B:中模芯棒精车: 2 . 加工精度: 可加工的精度≤ 0.03mm 3. 车床加工价格: 每小时单价:20元 (加工效率高,成本低) 模具制造技术特点---- 车床 车床加工特点: 在工件直径回转的车床上,使用车刀对装夹好的旋转工件 进行内外径,台阶及端面及车削加工。操作步骤如下: 1. 在车床的三爪卡盘上,将模具轻轻夹住,用百分表先校正模 具的端面偏心再校正外径的偏心,最后将模具夹紧。 2. 选择合适的车刀将之刃磨 OK; 3. 将已选择的车刀在车床的刀架上,校正刀尖中心高和刀具的 角度后并夹紧; 4. 选择合适的车床转速,走刀量和吃刀深度。 5. 依模具图尺寸和形状的要求,对模具进行车削加工。 6. 对已车加工面采用较高的车床转速,用油石和砂纸进行研磨 抛光。 7. 抛光完毕后,停车先将三爪卡盘松开一点,用手将模具托住 再将三爪卡盘完全松开后,取下模具依照模具图要求进行自 我尺寸检查。 模具制造技术特点 ----铣床 1. 铣床加工范围: 粗加工范围: A:模具的上下冲异形粗坯 ; B:异型芯棒粗坯及芯棒接杆; 精加工与半精加工范围: A:异型模具上下冲半精铣: B:异型芯棒精铣: 2 . 加工精度: 可加工的精度≤ 0.05mm 3. 铣床加工价格: 每小时单价:30 元 (加工效率及成本尚可) 模具制造技术特点----铣床 铣床加工特点: 在刀具直径回转的铣床上,使用车刀对已装 夹好的 工件进行内外异型面的铣削加工。操作步骤如下: 1. 选择合适铣床夹具,将模具轻轻夹住,用百分表先校正 模具的垂直度再校正端面平行度,最后将模具夹紧。 2. 选择合适的铣刀将之在铣床主轴上夹紧; 3. 选择合适的铣刀转速,走刀量和吃刀深度。 4. 依模具图尺寸和形状的要求,对模具进行铣削加工。 5. 停车先将夹具松开一点,用手将模具托住再将夹具完全 松开后,取下模具依照模具图要求进行自我尺寸检查。 模具制造技术特点----内外圆磨床 1. 内外圆磨床加工范围: 半精加工与精加工范围: A:模具的圆形WC和钢质上下冲子; B:圆形WC和钢质芯棒及芯棒接杆; C:圆形WC和钢质中模内外径及台阶端面; 2 . 加工精度: 可加工的精度≤ 0.005mm 3. 内外圆磨床加工价格: 每小时单价:45元 (加工效率低,成本较高) 模具制造技术特点----内外圆磨床 在工件直径回转的磨床上,使用砂轮对装夹好的旋 转工件进行内外径,台阶及端面及磨削加工。操 作步骤如下: 1. 在磨床的三爪卡盘上,将模具轻轻夹住,用千分表 先校正模具的端面偏心再校正外径的偏心,最后将 模具夹紧。 选择合适砂轮安装在磨床的磨头主轴上并夹紧; 选择合适的车床转速,走刀量和吃刀深度。 依模具图尺寸和形状的要求,对模具进行磨削加工。 抛光完毕后,停车先将三爪卡盘松开一点,用手 将模具托住再将三爪卡盘完全松开后,取下模具 依照模具图要求进行自我尺寸检查。 2. 3. 4. 5. 模具制造技术特点----平面磨床 1. 半精加工与精加工范围: A:模具的WC和钢质上下冲子端面; B:异形WC和钢质芯棒及芯棒接杆; C:成形加工模具治具配件的平面和段差高度。 2 . 加工精度: 可加工的精度≤ 0.01mm 3. 平面磨床加工价格: 每小时单价:35 元 (加工效率及成本尚可) 模具制造技术特点----平面磨床 平面磨床加工特点: 在砂轮直径高速回转的平面磨床上,对装 夹好的 工件,进行往复的平面磨削加工。操作步骤如下: 1. 选择合适磨床夹具,用千分表先校正模具的垂直度 和平行度,将模具夹住。 2. 选择合适的砂轮将之在磨床主轴上夹紧; 3. 选择合适的砂轮转速,走刀量和吃刀深度。粉末冶金模具组成 4. 依模具图尺寸和形状的要求,对模具进行磨削加工。 5. 停车将夹具松开后,取下模具依照模具图要求进行 自我尺寸检查。 模具制造技术特点----放电加工 1. 电火花成形机加工范围: 精密加工范围: A:模具的WC和钢质上下冲子的型腔,外形,面取; B:异形的WC和钢质芯棒外形; C:圆形,异形的WC和钢质中模型腔; 2. 加工精度: 可加工的精度≤ 0.01mm (研抛后的精度) 3.电火花成形机加工价格: 每小时单价:65 元 (加工效率低,成本高) 电火花成形机加工特点: 模具制造技术特点----放电加工 在利用电腐蚀原理加工的电火花成形机上,用所需 要的形状相反的电极经校正后,对装夹并校正好的 模具进行电腐蚀仿形加工。 1. 选择合适夹具,用千分表先校正模具的垂直度和平行 度,将模具夹紧。 2. 选择合适电极在 Z 轴上夹紧,用千分表校正电极的垂 直度和平行度;选用合适的寻心程序,找正加工中心; 3. 选择合适的电加工条件,设定好加工深度。 4. 依模具图尺寸和形状的要求,对模具进行加工。 5. 停车将夹具松开后,取下模具依照模具图要求进行 自我尺寸检查。 模具制造技术特点----线. 线切割加工范围: 精密加工范围: A:模具的WC和钢质上下冲子的型腔,内径; B:异形的WC和钢质芯棒直筒型外形; C:圆形,异形的WC和钢质中模直筒型内径; 2. 加工精度: 可加工的精度≤ 0.005mm (研抛后的精度) 3. 线切割成形机加工价格: (加工效率低,成本较高) 模具制造技术特点----线切割加工 线切割成形机加工特点: 在利用电腐蚀原理加工的电火花线切割机上,以线为 电极,对装夹并校正好的模具进行电腐蚀仿形切割。 1. 选择合适夹具将模具夹紧。 并用千分表先校正模具的垂 直度和平行度, 2. 依模具图尺寸和形状的要求,编制线. 选择合适的电加工条件,设定好加工深度。 4. 穿上切割线后,选用合适的寻心程序,找正加工中心; 5. 验证和调整线切割机床切割程序,对模具进行加工。 6. 停车将夹具松开后,取下模具依照模具图要求进行 模具制作考虑的主要因素 ? 要制作符合要求的模具,主要从以下几个方面 进行考虑: 模具精度 QUALITY 模具价格 COST 制作时间 LEAD TIME 使用寿命 LIFE 精度要求越高,需要机加工、电加工以及后处 理的工时相对越多,制作完成时间就越长。另外 需要的设备也越精密,制作的单位成本就越高。 同时模具需要选择的材料也可能会不同,材料所 占的成本也会增加。 影响模具寿命的因素 模具寿命的长短,主要受以下因素的影响: ? 模具的材质 MATERIAL: 选用合适的材质,可以避免模具的损坏,如:WC比 钢质耐磨损,V4韧性好,ASP23耐磨损 ? 模具的热处理 HEAT TREATMENT 热处理的好坏直接影响材料性能的发挥,如:ASP60 如果处理不当可能不及SLD的寿命(材料价格差10倍以上!) ? 模具的加工工艺 MANUFACTURE METHOD 好的加工设备和工艺可以保证模具的精度,减少模具 的潜在损坏,如:齿形冲子采用磨齿方法制作比常规 的放电制作精度更高,使用寿命更长。 ? 模具的保养 MAINTENANCE 模具使用前后以及使用过程中的清洁,润滑,去磁,回火等 保养,对模具的寿命延长很有帮助。