模具材料的选用原则(模具材料的选用原则有哪些?)

模具钢 4年前 (2023) aysz01
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模具材料的选用原则(模具材料的选用原则有哪些?)

本篇文章给大家谈谈模具材料的选用原则,以及模具材料的选用原则有哪些?对应的知识点,希望对各位有所帮助。

冲压模具材料怎么选择合适的?

冲压模具材料的选用原则。在冲压模具中,使用了各种金属材料和非金属材料,主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。制造模具的材料,要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。

合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。对用途不同的模具,根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等因素综合考虑,并对上述要求的各项性能有所侧重,然后作出对钢种及热处理工艺的选择。

1、生产批量,当冲压件的生产批量很大时,模具的工作零件凸模和凹模的材料选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料,也要提高。在批量不大时,对材料性能的要求,以降低成本。

2、被冲压材料的,性能、模具零件的使用条件,当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时,冲模的凸、凹模选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时,可采用铝青铜凹模,因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性,故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如,碳素工具钢的主要不足是淬透性差,在冲模零件断面尺寸较大时,淬火后其中心硬度仍然较低,但是,在行程次数很大的压床上工作时,由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件,不但要有足够的强度,而且要求在工作过程中变形小。另外,还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模,选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢,同时具有一定的红硬性和热疲劳强度等。

3、冲压材料性能,考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。

4、降低生产成本,注意采用微变形模具钢,以减少机加工费用。

5、开发专用模具钢,对特殊要求的模具,开发用具有专门性能的模具钢。

6、考虑我国模具的生产和使用情况,选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定,做到在满足主要条件的前提下,选用价格低廉的材料,降低成本。

模具设计分型面的选择及设计原则

模具设计分型面的选择及设计原则

所谓的分型面,就是打开模具取出产品的面。那么分型面的选择有什么要求么?模具设计又有哪些设计原则呢?我为你讲解如下:

一、分型面的选择

分型面的选择也是模具设计的第一步,它受到产品的形状,外观,壁厚,尺寸精度,模穴数等很多因素的影响。一般的产品拿到手里,大分型面确定我相信大家对这个基本没什么问题。可对于很多有侧抽芯,或者涉及到枕位,碰穿,插穿时。这些就有争论了,怎么去选择有时候还真不是个简单的事,因此,咱们这里来聊聊如何去选择分型面。

一般来说分型面的选择都会遵循以下的几个原则:

1:符合产品脱模要求

分型面也就是为了产品能顺利取出模具的。因此,分型面的位置应该选在产品断面尺寸最大的部位,这是一条最基本的原则。

2:方位的确定

在决定产品在模具里面的方位时,分型面的选择应该尽量防止产品形成侧孔或者侧扣位,应避免采用复杂的模具结构。

3:分型面的形状

一般的产品,常常采用一个与注塑机开模运动方向垂直的分型面,特殊情况下才采用其它形状的分型面。分型面的形状以方便加工和脱模为原则。像某此弯曲的产品,分型时就得根椐它弯曲的曲率来。

4:确保产品外观和质量

分型面不要选择在产品光滑的外表面。外观面一般来说是不允许有夹线及其它影响美观的线条出现的;有些有同心度要求的产品,得把有同心度要求的部分全部放到同一侧,这样才能保证其同心度。

5:有利于脱模

一般的模具的脱模机构都是在动模的,所以选择分型面时应尽可能的使开模后产品留在动模。因此对于有些有可能粘住定模的地方,我们往往会加做定模辅助脱模机构。

6:考虑侧向开模距离

一般的侧向机械式开模的距离都是比较小的。因此选择分型面时应把抽芯距长的方向选择在前后模开合的方向上,将短的方向做为侧向分型。

7:锁模力的考虑

模具的侧向锁模力相对来说比较小,所以对于投影面积较大的`大型产品,应将投影面积大的方向放在前后模开合模方向上,而将侧投影面积较小的作为侧向分型。

8:利于排气

当把分型面做为主要排气时,应该把分型面设计在塑料流动的末端,以利于排气。

9:模具零件易于加工

选择分型面时,应把模具分割成易于加工的零件,减小机加工难度。

10:R分型

对于很多产品,分型面处有一整圈R角的,这时的分型得考虑到R最佳分型,不能出现尖的一边。

二、模具设计的几大设计原则

1、材料的选择

模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着极为重要的影响。绿色设计的材料选择必须建立在绿色材料的基础上, 摒 弃过去对材料进行表面处理所采用的化学方法。代之以物理的方法以达到防腐或易于脱模的目的。

选择优质镜面模具钢加工模具型腔;用不锈钢材料来加工防腐的模具以替代电镀;或用对环境的危害小和镍磷镀替代电镀铬。

绿色材料应具备的基本性能有:①低污染、低耗能、低成本:②易加工和加工过程中无污染或少污染:③可降解,可重复使用。

2、设计规范化、标准化

模具标准化是组织模具专业化生产的前提。而模具的专业化生产是提高模具质量、模具制造周期、降低成本的关键。

采用和购买标准模架及其它标准件。模架及标准件由专门的厂家、企业通过社会化分工进行生产,使有限的资源得到优化配置。

模具通常在报废之后只是凸凹模不能再用.但是模架还基本完好无损.因此使用标准模架有助于模架的再利用。

冲压模和注塑模的模架都有很多种类,而这些模架也基本是由标准的上下模座。导柱。导套等部件组成。同时.模架的标准化可以使生产模架所使用的设备大大减少,从而节约资源。也利于管理。

模具各结构单元的规范化、标准化。这样可加快设计速度,缩短设计周期,方便加工管理。

3.可拆卸性设计

模具在使用过程当中,部分零部件由于承受过大的摩擦与冲击,磨损较大。这时,只需更换这部分零部件模具仍可使用。

另外,有时只要更换工作零件,即可实现一种新产品的生产。不可拆卸不仅造成大量可重复零部件材料的浪费。 而且因废弃物不好处置.还会严重污染环境。

因而在设计初期就要考虑到拆卸的问题:

①尽可能选择通用结构,以便更换。

②在满足强度要求的前提下。尽量采用可拆卸联接。如用螺纹联接,不用焊接、铆接等。

4.制造环境设计

机械生产车间,尤其是冲压车间的噪音和污染非常严重。对工作人员的身体健康造成非常大的威胁,也干扰了周边的安宁,所以,在进行模具设计的时候要对产生的噪音加以控制,甚至消除。

通常消除机器噪音的方法有以下几种方法:用v带代替齿轮传动;以摩擦离合器代替刚性离合器;做好飞轮等回转体的动平衡:在压力机产生噪音的主要部位加盖隔音罩:采用有减震器的无冲击模架等。

5.包装方案设计

包装方案的设计主要包括三方面:包装材料的选用、包装结构的改进以及包装材料及其废弃物的回收利用。包装材料的使用和废弃物对环境产生了巨大的影响.尤其是一些难以回收或难降,解的材料,这些材料只能焚烧或掩埋。因此,产品的包装应尽量从简及使用绿色包装材料(无毒、无公害、易回收、易降解的材料),这样既可以减少资源的浪费,又可以减少对环境的污染。

6、回收处理设计

模具回收处理就是在模具的设计阶段就考虑模具使用后回收利用的可能性及回收处理的方法及费用。回收性设计的主要内容包括可回收材料及标志、回收处理方法、回收性的技术经济评估和回收性的结构设计。其主要措施如下;①使用对环境影响较模具材料,如无毒无害的材料、可再生材料、易回收的材料等;②使用可重新利用的材料;③对使用过的模具零部件进行翻新、再加工等。

冲压模具通常用什么材料

制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主,常用的模具工作部件材料的种类有:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。具体介绍如下:

1、碳素工具钢

在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等,优点为加工性能好,价格便宜。但淬透性和红硬性差,热处理变形大,承载能力较低。

2、低合金工具钢

低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比,减少了淬火变形和开裂倾向,提高了钢的淬透性,耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。

3、高碳高铬工具钢

常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代号D2),它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性,热处理变形很小,为高耐磨微变形模具钢,承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重,必须进行反复镦拔(轴向镦、径向拔)改锻,以降低碳化物的不均匀性,提高使用性能。

4、高碳中铬工具钢

用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr5MoV等,它们的含铬量较低,共晶碳化物少,碳化物分布均匀,热处理变形小,具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比,性能有所改善。

5、高速钢

高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度,承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V(代号8-4-1)和含钨量较少的W6Mo5Cr4V2(代号6-5-4-2,美国牌号为M2)以及为提高韧性开发的降碳降钒高速钢6W6Mo5Cr4V(代号6W6或称低碳M2)。高速钢也需要改锻,以改善其碳化物分布。

6、基体钢

在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素,适当增减含碳量,以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢,为高强韧性冷作模具钢,材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代号LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代号012AL)等。

7、硬质合金和钢结硬质合金

硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢,但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类,对冲击性小而耐磨性要求高的模具,可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具,可选用含钴量较高的硬质合金。

钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末(如铬、钼、钨、钒等)做粘合剂,以碳化钛或碳化钨为硬质相,用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢,克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点,可以切削、焊接、锻造和热处理。钢结硬质合金含有大量的碳化物,虽然硬度和耐磨性低于硬质合金,但仍高于其它钢种,经淬火、回火后硬度可达68~73HRC。

【拓展资料】

一、冲压模具的一般组成及作用:

1、上下托板、上下垫脚、上下模座:一般用A3、Q235等“软料”做成,起支撑整个模具、方便架模、落料等作用。

2、上、下模板:上、下模板起固定刀口、入块、入子、顶料销等作用,外定位、内定位、浮升引导销、两用销、导料板、浮块这些也是固定在下模板上的,下模板硬度要求必须在HRC58~62左右,硬度太低会影响冲裁质量。厚度一般为25~40mm。有的刀口直接割在模板上的,即在模板上直接挖刀口,这样做的话如果刀口缺了、打崩了、磨损了、有毛边就不好修模。

还有一种做法是挖入块,即把刀口挖在一个入块上(该入块习惯称为“下模刀口”),然后再把下模刀口装入下模板里面。高度要保证和下模板一样高,误差要在正负1~2条之内,最好正负0、005mm以内,一般磨床师傅或钳工师傅都可以达到。太多会把产品打出印子(模印)。

3、上、下垫板:垫板一般用Cr12制成。根据需要,每套模具的上下垫板厚度都不一样,看冲裁力,如果冲的孔少的话,上下垫板可以适当做薄一点8~10mm即可,如果冲孔比较多的话,就要适当做厚一点,一般17~20mm左右。下垫板上主要是落料孔、弹簧过孔、螺丝过孔、导柱透气孔等。

4、上、下夹板:上下夹板主要起固定凸模、冲头、导柱之用,一般17~20mm即可。冲压模具夹板的材料硬度一般不需要特别高,一般用软料即可,但是太软了也不行,有可能会把冲头的挂台直接拉到夹板里面去,把夹板拉坏。所以设计冲压模具,要从所要总裁的工件的冲裁工艺来考虑其模具的结构、模具材料的选材,所选冲床的吨位,冲裁间隙的大小等等,才能使加工完的工件毛刺更小,延长模具的使用寿命。

5、止挡板、脱料板:止挡板用Cr12即可,但脱料板必须使用硬料如Cr12Mov。止挡板和脱料板是通过M6或M8螺丝打合销然后锁在一起的,止挡板上面主要是一些过孔,冲头过孔、导柱过孔等。脱料板主要起脱料、压料、导正冲头等作用。

一般我们使用脱料板来导正凸模、导柱、冲头。生产铝料的话因为铝屑容易跳进脱料板里面,把冲头拉毛、或卡住冲头、把冲头拉断、拉出脱料板等,所以必须使用止挡板来导正冲头,而脱料板单边适当放大10~20条;或脱料板做两节的,上面一节用来导正、下面一节同样是单边放大10~20条。止挡板一般厚度8~17毫米,也是根据冲孔的多少、所要受到的力的大小来看的;脱料板一般厚度20~25mm。

6、凹模、凸模:也称冲头或刀口,是用来把多余的材料冲掉、切掉,或切开、刺破、拉伸。如:拉伸冲头、折弯冲头、滑块的插刀、打沙拉冲头、打凸包冲头、抽芽冲、铆合模的铆合冲头等等。。凹模凸模的材料需要的硬度较高,常用的凹模凸模材料有:Cr12Mo1v1、Cr12Mov、Skd-51、Skd-11、W6Mo5Cr4V2(钨钢)等。

【扩展资料】

相关专业术语解释:

挖:做模具人习惯称呼,是指线切割框口的意思。比如:挖刀口、挖入块等。

软料:在冲压模具中,是指硬度在HRC35左右、硬度比较低的模具钢,如45#钢、A3、Q235等。用硬度稍微高一点的东西在上面敲一下,就能敲出个坑出来,这种材料很软、所以习惯称为“软料”,因为它的抗震性能比较好,一般用来制作冲压模具的上下托板、上下垫脚、上下模座。

硬料:在冲压模具中,是指硬度(热处理后)在HRC58~62左右或以上的模具钢料,如:Cr12、Cr12Mo1v1、Cr12Mov、Skd-51、Skd-11、W6Mo5Cr4V2(钨钢),这些钢料硬度很高(但是也比较脆,稍微不注意有可能就被你搞崩掉一块,55),一般用来做冲压模具的刀口、冲头或其它要求硬度较高的零件。

参考资料:

冲压模具-百度百科:冲压模具-百度百科

冲压模具材料及热处理

模具材料的性能对模具寿命有决定性的影响,根据模具的结构和使用情况,合理选用制模材料是模具工程师的重要任务之一。

模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺,是保证模具质量和使用寿命的重要环节,实际使用证明,在模具失效中由于热处理不当引起的占很大比例。

模具用途广泛,工作条件差别大,制造模具的材料范围很广。目前,冲压模、塑料模、压铸模、粉末冶金模的材料以钢为主,有些模具还可采用低熔点合金和非金属材料等。

模具材料的性能要求及选用原则

模具用钢主要性能要求如下:

1,硬度和耐磨性(最重要的模具失效形式,决定模具寿命)

2,可加工性能(模具零件形状复杂,要求热处理变形小)

3,强度和韧性(足够的强度承受高压,冲击载荷等要求高韧性)

4,淬透性、抛光性、耐腐蚀性(塑料及添加剂的腐蚀作用)。

模具用钢按用途可分为三大类:

1,冷作模具钢:制作金属在冷态下变形的模具,包括:冷冲模、冷挤压模、冷镦模、粉末压制模。要求高硬度、高耐磨性及足够强度和韧性。

2,热作模具钢:制造经过加热的固态或液态金属在压力下成型的模具,包括:热锻模、压铸模。要求高温下足够的强度、韧性和耐磨性及高热疲劳抗力和导热性

3,塑料模具钢:制造各种塑料模具。塑料品种多,要求差别大,其模具材料范围广。主要要求工艺性能高(热处理变形小、抛光性好、耐腐蚀)

选用一般原则:满足使用性能要求、良好的工艺性能、适当考虑经济性。

关于模具材料的选用原则和模具材料的选用原则有哪些?的介绍到此就结束了,如果你还想了解更多这方面的信息,记得收藏关注本站。

版权声明:aysz01 发表于 2023-01-15 10:40:54。
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