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制作模具零件毛坯的方法

时间:2023-06-28 理论教育 版权反馈
【摘要】:模具零件毛坯,锻造时应严格执行锻造工艺规范,各项质量指标合格后方可转入下道工序加工。2)铸件毛坯的形状、尺寸应符合铸件毛坯图的规定。采用这种半成品毛坯,对降低成本及缩短加工周期均有利,应成为模具零件毛坯的主导方向。

制作模具零件毛坯的方法

模具制作过程常用的毛坯有各种原型材、铸件、锻件半成品四种。

1.原型材毛坯及其制取方法

各种型材是指利用冶金厂提供的各种尺寸的圆形截面的棒材和不同厚度的板材以及其他截面形状的材料,经下料后直接进行各种成形加工的毛坯。其主要制取方法有:

1)不同厚度板材的剪切法。例如,厚度t≤13mm的金属板用机械式剪板机下料;厚度t=13~32mm的金属板用液压式剪板机下料。对于棒料的剪切,应在专门的棒料剪切设备上进行,其剪切直径D≤25mm。

2)不同直径棒材的锯切法。其中有卧式锯床(最大锯切直径Dmax=500mm)、立式带锯床(最大锯切直径Dmax=320mm)、圆盘锯床(最大锯切直径Dmax=500mm)和弓锯床(最大锯切直径Dmax=50mm、160mm、220mm、280mm、320mm)等。

3)直径Dmax=80mm的棒料可用薄片砂轮切割法下料。

4)厚度t≥32mm的钢板和直径D≥25mm圆钢,在不具备上述下料方法时也可采用火焰切割法下料。但用这种方法下料后,其毛坯边缘不如前几种方法规整,且切口有硬化现象,特别是在碳含量偏高(如45钢)的情况下尤为严重。

2.锻件毛坯及其制取方法

将型材按预先计算的质量下料后,通过锻造工艺获得预期的形状、尺寸和合理的内部组织结构的坯料,即为锻件毛坯。

由于模具大多为单件或小批生产,通常采用自由锻造。锻件毛坯的形状多为圆柱形、圆盘形、矩形以及T形、L形等。锻件毛坯的预留加工余量不宜过大或过小。过大浪费材料;过小可能在锻造过程产生脱碳层、折叠和表面微裂等缺陷,机加工时切除不净。

对锻件的质量要求主要是:

1)锻件的形状和尺寸应符合锻件图的规定。

2)锻件表面缺陷(脱碳层、折叠和发纹等)的深度不得超过预留加工量的1/3。

3)碳素工具钢和合金工具钢的网状碳化物、带状碳化物及碳化物偏析一般均不得大于2级;受力不大的、形状简单的模具可不大于3级(按GB/T1298—2008和GB/T1299—2000第一级别图和第二级别图评定);高合金钢(高铬钢和高速钢等)的共晶碳化物一般不得大于4级,重载荷模具不得大于3级(按GB/T9943—2008第一、第二级别图评定)。由于直径≥40mm的高合金钢原材料的共晶碳化物一般大于4级,故必须重新锻造。只有直径≤40mm的高碳高合金钢原型材,因碳化物比较均匀,故可下料后不经锻造而直接使用。(www.xing528.com)

4)毛坯的纤维组织应有合理分布,材料表面层锻后处于恰当位置。锻造时,应避免圆棒料的端面处于模具型腔(或型孔)处;锻造后最好是纤维方向无定向分布,使其性能各向同性

5)锻件组织与性能。锻件锻后应及时进行球化退火的预备热处理,并满足模具图样规定的(或相关标准规定的)组织状态和硬度要求。

模具零件毛坯,锻造时应严格执行锻造工艺规范,各项质量指标合格后方可转入下道工序加工。

3.铸件毛坯及其制取要点

模具零件中常用的铸件有冲压模模架的上、下模座和大型塑料模的模架等。对铸件的质量要求主要是:

1)铸件的化学成分和力学性能应符合模具图样中规定的(或相关标准规定的)要求(如相当于灰铸铁HT200和HT250或球铁QT400-15的化学成分和性能;铸钢ZG270-500的化学成分和性能等)。

2)铸件毛坯的形状、尺寸应符合铸件毛坯图的规定。

3)铸件表面应清除残砂和其他污物及结疤、飞边、毛刺等,其残留物高度不得大于3mm。

4)铸件切削加工后,工作面不得出现任何铸造缺陷(如气孔、砂眼和裂纹等);非工作面不得有严重疏松和较大缩孔,必要时应进行焊补。

5)铸件应及时进行完全退火处理,并符合模具图样中规定的或相关标准规定的组织和硬度要求。

4.半成品毛坯

随着模具专业化生产的进展和标准化水平的不断提高,以商品形式供应的冷冲模和塑料模的模架、矩形凹模板、矩形垫板等零件毛坯日益广泛。采用这种半成品毛坯,对降低成本及缩短加工周期均有利,应成为模具零件毛坯的主导方向。

关于毛坯种类的选择原则及其尺寸和形状的确定,将在第7章中详述。

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