模具设计与制造

第二章模具设计与制造在大型工业生产中，人们为了提高生产力，使工业用零件生产快捷、批量生产、外形美观、简洁、品质稳定及零件有预定的功用和使用寿命，故人们为此而设计了该零件外形可开合、多次重复使用的模腔，称之为模具。

第一节常用设备及工具一、常用设备：CNC加工中心、计算机铣床、计算机3D抄数机、车床、铣床、磨床、钻床、镗床、手提打磨机、砂轮机、磨刀机、手提砂轮机、吊钻机、电葫芦、线切割机、攻牙机、电焊机、氧焊机、氩焊机、手动压力泵、空气压缩机、锯床、雕刻机、灯箱、粹火炉、无心研磨床、拋光机等等二、常用工具:钳子、虎口钳、铁钻、扳手、六角匙、起子、铁锤、研磨石、手锯、锉刀、卡尺、千分尺、高度尺、分度尺、直尺、直角尺、角度尺、厚薄规、塞规、塞尺、外圆规、内圆规、R规、硬度测试仪、光洁度测试仪.第二节合金模和塑料模的主要区别:一、模具主要区别:二、适用啤注材料的区别:第三Array节工模的基本结构及各部分的常用材料一、模具常用部件名称及定义：１、上哥\下哥：上哥为嵌入上内模的镶件，下哥为嵌入下内模的镶件．２、上/下模镶针：嵌入上/下内模的销子叫上/下模镶针，用来制作工件上的盲孔或通孔等．３、行位/斜鸡/行位油板/斜鸡油板/斜边/压条：行位即滑块，行位的工作面为工件料位，有两面为滑动面，一面贴斜鸡（又名压座、压块）滑动，中间穿有斜边（又名斜导边、斜导销)，起推动行位的作用．另外在行位的工作面和斜鸡的滑动面都嵌有油板(即耐磨块)．４、方铁（垫脚)/底板:方铁在底板(又名底部固定板，下模板、Ｃ板）与下模框之间用来固定间隔距离,提供顶出啤件的行程，为弹簧提供行程范围．５、弹簧杆：又名弹簧柱,穿在弹簧中心，固定在面针板上，弹簧压缩复位时在下模的孔中行走．６、直边(导柱)/托司（导套)/直司（直套)：直边穿入托司或直司,沿内孔行走,使上下模作相对运动,对上下模作配位固定．７、面针板（顶针固定板）/管针(销钉、暗销）/托板(顶针托板)/底针板(推板、脱模板）：面针板用来固定顶针，顶针用管针固定在面针板上,底针板在压力机作用下将顶针和面针板推动,使顶针顶出工件．底针板、面针板和顶针在弹簧和回针的作用下复位．８、垃圾钉(限位钉）:为了保证不让可能掉下来的啤料垃圾影响顶针板的行程,在底板上装有垃圾钉，使托板与底板之间保持一定的距离．９、顶针(起模杆)/托针（有托顶针）/垃圾顶针：顶针、托针和垃圾顶针都是用来将工件顶出的，顶针和托针直接顶工件，不同的是托针下部要粗一些．垃圾顶针不直接顶工件，而是通过工件边上小水口流入垃圾钉孔口的啤料将工件顶出．１０、司筒(顶杆套、顶管、推管)/司筒针：司筒中间有一根固定的销子，司筒顺销子运动，顶出工件．中间的销子为司筒针．１１、大水口／细水口:流体流入内模的水口，开在工件边上的为大水口，开在工件中间的点浇口为细水口．１２、单托唧咀(A型浇套）/双托唧咀(B型浇套）:唧咀又名为水口司,浇道套，位于上模的中心，起浇道套筒的作用，与压力机的喷料咀连接,液态材料经此喷入内模．１３、分流锥（用于合金模)：分流锥又名为浇道分流器，水口分配器,喷入的液料由此分流出去．１４、唧咀中心线:唧中心线与压力机喷料咀中心线重合．１５、喉塞(管塞)：用来堵塞运水道的堵头．１６、水口板(浇道脱模板)：用来顶出浇道啤料．１７、勾针：用来将上模唧咀段的啤料拉到下模．１８、定位圈(法兰）：使压机喷料口，内模，唧咀成一线的定位圈．另外还有水口边、隔片、滑动锁、杯司(衬套）、O型圈（密封圈)、撑头（支柱)、球掣、锁扣、限位块、摇臂、拉板(拉杆）、推杆(剑身)、加速顶针机构、活动臂、回针（复位销)、提前回针、复位机构,提前复位机构、粗框、压板(面板、工字板、上模板)、分型面（分模线)、模具镶块、下模板（托板）、上模板、铜公、杯头螺丝(内六角螺丝）、平头螺钉、无头螺钉等．第四节模具设计注意事项：一、模图设计与绘制：模图设计就是依据客人要求制造产品的件数（即一模几头）,将产品在模具上进行排位,然后将模具结构用图纸的形式表示出来的过程; 绘好模图后,还要做加工工艺资料,来指示模具各部分的加工方法、加工要求等；最后还要对模图进行审核，才能正式做模. 有关模图的审核一般应考虑以下几点：1.检查一些料位过细且难走齐胶的产品零件是否离主流道太远,一些小件、薄型件、跳级多的件应尽量排在离唧咀较近的水道边.2.检查水口是否幵在适当的地方,水口应幵在能迅速填满型腔而不昜产生缩水或夹水纹的地方。

3.检查分模面是否合理.应选择在不扣模而又能经济取出制品的地方；飞边不明显、容昜加工、改模、维修的位置；形状外观要求较高的产品要求选在包R的位置.4.检查顶针位是否合理，顶针位应尽量布置在有骨位、啤把小、出模困难而不会顶白、能平行顶出制品的地方。

5.把握好每一个细件的形状及装配在哪个位置,应清楚了解每个零件的镶针孔、柱位的装配尺寸和距离等6.考虑工件的生产加工工艺,如电镀件的排列尽量在同一套模.7.考虑工件的形状、壁厚薄不同及收缩率不同，它们在同套模具上的排列位置应尽量迖到收缩一致,或做在不同套的模具上。

8.当多款产品同时开模有共享件时，要留意共享件和单独件的组合方式.9.所啤的材料不同应适用不同的模具及不同的材料等.二、排模时考虑材料的溢边值:三、模具设计时塑件结构分析：分型面是否合理，可否经济出模，塑件壁厚能否尽量一致，入水口位置等。

第五节工模制作流程手办修改完成后，模房先进行胶样制作，即可根据模图和加工工艺资料开始模具制作。

一、胶样制作：胶样制作，是利用石膏等特殊材料,将手办复制成放大的模具型腔。

它的作用是做仿型雕刻的依据(即靠模）,也是模具完成后复核型腔尺寸的依据,具体制作过程请参见手办制作部份。

二、模具制造工艺流程：工模生产流程基本上按合金模制定，对于塑料模，流程顺序可以视情而变．无论对合金模或对塑料模，有的工步可以交叉进行,内模钻孔的程序可视淬火情况调整，在粹火条件限制下而要加快进度，工步[行位淬火］可放在工步［内模淬火］中进行，工步[弗行位］可放在工步[二次弗行位]中进行,在工艺条件不允许情况下，工步[弗模]可在工步[落框］以后进行．三、模具的具体制造步骤：1、开料根据模具设计要求，按不同模具所用材料的材质要求先开坯料．先按照图纸设计的凈呎寸放粗加工,加工余量应控制在双边5mm左右．用铣床将内模、行位、镶件及铜公坯料加工成六面平直，周边直角的粗坯料．然后用磨床加工成表面光洁、平整的精坯料，以便下道工序制作．(1）、下料时应看清图纸要求，根据模具各部件所用的材料材质开料．（2)、坯料经加工后必须有足够的余量，以防下道工序加工出错,便于更正．具体的加工余量以双边3mm左右为宜,朝内模厚度方向应尽量放余量．（3)、每块模料在磨床加工时必须确保角度尺精度，确保对边平行，邻边垂直,垂直度公差最好控制在0.02/100mm左右．（4)、加工完成的精坯料，要打上模号及材料名称．2、幵框幵框是按照设计图纸要求，将在模坯上按装内模、行位及镶件的部位加工成符合模具结构的一个工作配合位．加工过程分为放少量加工余量的粗加工(粗框)和加工到图纸和工艺要求呎寸的精加工(精框)．(1)、开框前应把整套模具的模号和散件编号打上。

(2）、开框前必须检查所用的铣床的车头轴与工作台面的垂直度，垂直度最好控制在0.02/100mm左右．(3）、将模内框中心呎寸的公差最好控制在0。

02/100mm左右．3、雕刻雕刻是按照图纸配位要求和分模胶样形状,加工成所需模具设计要求形态的加工制作过程．必须根据设计要求的比例加工，分为开粗和仿雕刻两个步骤．(1）、开粗对雕刻时加工余量大的内模、行位及镶件进行粗加工，用铣床加工到余量最低限度．（2）、仿形雕刻将以过开粗的坯料安装在雕刻机上，按分模中心定好中心，调模具与分模胶样的定位精度和比例，按照分模胶样的形状进行仿形雕刻,使模具的形状和各加工部位的流道,入水下胶完全相同．（3）、工艺要求a)雕刻前应检查送来的各种坯料的垂直度，确保角尺面正确无误，且有足够的加工余量．b)看清图纸,确认工件成品中心与分模胶样完全一致后才划线开粗．c)看清分模每件成品的精度．如对形状复杂、料位较深、线条细而使用雕刻不能确保精度的，应做单面铜公和立体铜公．一些有配位或插穿的应做镶件，特别是玻璃窗和小灯片，以便晒纹后在生产过程出现批锋而以不可烧焊时用升高镶件的方法来消除批锋．d)对成品精度要求一般而不必雕铜公的,应雕清上模或下模，另一面留0.1—0.3mm的余量供打磨弗模，待弗好后进行反雕，确保夹口和线条流畅．e)雕刻完,后应检查每件成品，分型应与分模胶样相同，料位清晰，雕清的部位不得有凹凸不平的刀痕和线条不清的情况．f)仿真车的玻璃窗下模在雕刻时应留搭边余量,以便与上模配位,仿真车的玻璃窗分型面一般在上模出料位，尖角包Ｒ便于配车身时无离隙．（4）、铜公铜公是对使用仿形雕刻不能满足产品精度要求的形状复杂、料位较深、线条细的内模型腔进行电火花电蚀加工时所用的电极，，作为一种电火花加工方式的工具，它是根据产品所需形状和呎寸仿制的一个产品实体，必须根据产品设计，分模实心胶样和客户资料雕刻制作，再由铜公专业技术人员依据实心胶样、手办和产品照片进行手工修正．a)参照手办和客户照片把雕刻出来的铜公修正到线条大小适中，R部位线条联接流畅、表面光滑、锐角部位角度清晰.b)所有配位之间应留足虚位（间隙），保证喷油和电火花放电间隙．c)配位部位必须符合加工资料,做到线条过渡部位清晰、流畅．d)立体铜公根据产品铜公配位，有特殊要求时，则必须待所配啤件试出办后根据所配啤件再配位．如车窗、灯片、鬼面罩、车门、倒后镜等．4、弗模（1）、贴合校正(弗模)在雕刻好的内模分型碰撞面上涂红漆，将该内模与相对的内模固定合在一起，通过碰撞到位后将上、下内模打开．检查未涂红漆的内模碰撞面料位边是否印上红漆,若没有完全印上,则要用打磨机，锉刀及铲刀等反复打磨、修整、反复检查直到全部印上红漆为止．雕刻好的内模须弗模时,应首先将基准面修妥作为基准，然后再弗去另一边．(2)、执模(修正)用锉刀及铲刀工具锉、修正料位(模具上工件压铸位置）、流道(工件材料流道)、入水口(工件材料流入料位的料边位置)、修顺脱模斜度（啤把），把影响啤件顺利出模的尖头、毛刺、凸起等除掉．（流道和入水口若没有用雕刻机加工，则要用铣床按图加工）5、行位加工滑道在行位上加工滑块，在模架行位框中开行位槽、加压条，使行位能在滑道移动．6、弗行位内模弗好后，将上、下模和行位固定到位，用红漆检查行位与内模的贴合面，用砂轮、锉刀及铲刀工具反复打磨、修铲、反复检查直到贴合面料位边完全贴合为止．固定行位：(1）、将行位夹到位（2)、在行位上平面取一点作为起点钻孔，将行位钻穿后继续在模框上钻盲孔．（该孔为工艺孔，在没有斜边和斜鸡条件下用来插销子固定行位的位置．）7、内模淬火(1）、淬火前工作ａ）钻唧咀孔：按图要求在上模钻唧咀孔,上模钻唧咀孔时要留意与底板孔在同一中心．ｂ）钻分流锥孔：在下模流道中心按图纸要求钻好分流锥孔，然后配制分流锥，在上面钻好顶针孔．c) 钻运水孔：按图标要求，在内模的侧面钻运水(冷却水)孔．ｄ）在内模与模框的贴合面上钻攻固定孔(盲孔) 内模与模体的连结处．ｅ) 内模上有镶针的，则要钻镶针孔．（2)、钻顶针孔顶针是模具机械工作中的一个重要组成部份，其作用是通过啤机顶杆动作将产品从模具型蕊上脱离出来，达到整体出模的效果，顶针加工精度的好坏直接影响模具的质量和使用寿命．工艺要求：ａ）顶针孔位应该根据产品的总体设计要求,加工尽量避开薄壁和影响外观的部位，为避免过渡位出现啤把（斜度)，生产时出现断针，钻顶针孔前应用小一个科的钻咀从下面钻穿，然后再用大一个科的钻咀从反面钻穿．ｂ)加工孔位时，应检查所用钻床和铣床轴与工作台面的垂直度．ｃ)顶针孔在加工时应留有余量，以便用铰刀铰孔后保证孔与顶针的机械过渡配合，太紧时，孔和顶针在生产中会烧损；太松时产品上会有批锋．ｄ)在钻顶针孔时，应该保证不会钻穿运水孔位．ｅ)钻1。