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端华塑胶:模具设计技巧

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端华塑胶:模具设计技巧

发布日期:2017-07-10 作者: 点击:

长沙模具结构设计、模具材料、冷热加工工艺、热处理、研磨、机床的调整与操作、被加工材料的性质与状态、润滑条件及模具的服役环境是影响模具使用寿命的八大基本因素。 

1 模具材料与热处理 

  模具材料对模具寿命的影响反映在模具材料的选择是否正确、材质是否良好和使用是否合理3个方面。选材时必须兼顾模具使用性能要求。对于冷冲模应主要考虑钢的强度、韧性和耐磨性。强度与韧性以及韧性与耐磨性之间往往此消彼长。当模具的主要失效方式是脆性开裂时可考虑选择强度较低但韧性更好的材料或制订合理的热处理工艺以改善钢的韧性,亦可根据实际情况选择同时具有高强度与高韧性的高级合金钢。从兼顾韧性和耐磨性的角度除了整体合理选材外,亦可考虑在保证韧性的同时,采用合理的表面处理以改善模具的耐磨性。塑料模具钢选用时要兼顾其在塑料成形温度下的强度、耐磨性和耐蚀性,同时还应考虑其加工性能和镜面度。 

  热处理不当是导致模具早期失效的重要因素。热处理对模具寿命的影响主要反映在热处理技术要求不合理和热处理质量不良两个方面。统计资料表明,由于选材和热处理不当,致使模具早期失效的约占70%。

2 冷热加工工艺 

  锻造和机加工对模具寿命的影响,常常被人们忽略,不正确的锻造和机加工往往成为导致模具早期失效的关键。以Cr12MoV钢为例,该钢是国内最常用的冷作模具钢之一,属于高碳高铬莱氏体钢,含有大量的一次和二次碳化物,偏析很大。因此,改善其碳化物分布状况成为提高模具寿命的重要环节。

3 结构设计 

  不合理的结构设计往往是造成模具早期失效和热处理变形开裂的重要因素。模具的结构设计应尽量避免尖锐的圆角和过大的截面变化。尖锐圆角引起的应力集中可高达平均计算应力的10多倍。当由于模具结构的要求,尖锐圆角不允许消除时,可将整体结构改成组合式或将圆角的加工放在最终热处理后进行。如内四方头螺栓,原设计用冷镦模镦制,使用寿命500件,在冲头圆角过渡应力集中部位折断;后来改进设计,加大圆角过渡部位的半径,由R=0.127mm增大到0.381~0.5mm,寿命提高到12000~27000件,仍在圆角过渡处断裂失效;第二次改进设计成组合式,寿命提高到100,000件,最终以磨损失效[3]。为防止热处理变形与开裂,截面尺寸力求均匀,形状力求对称而且简单,盲孔尽量开成通孔,必要时可开工艺孔,对于形状复杂易变形开裂的模具可改成组合式。

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