精密体积成形模具的设计制造与模具寿命,湖南农机7月刊录用.doc

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1、精密体积成形模具的设计制造与模具寿命摘要：影响模具寿命的因素较多，涉及面广本文仅从模具设计和模具制造两个方面探讨提高模具寿命的措施。模具设计环节是指模具的结构设计、成形模腔设计和确定模具钢种、模具硬度等。模具制造环节是指制模工艺、热处理规范和表面处理技术等。关键词:精密体积成形模具;制造;设计1合理设计精密体积成形件（精锻件）模锻件应尽量避免带小孔、窄槽、夹角，形状要尽量对称，即使不能做到轴对称，也希望达到上、下对称或左、右对称。要设计拔模斜度，避免应力集屮和模锻单位压力增大，克服偏心受载和模具磨损不均等缺陷。设

2、计模具时应充分利用CAD系统功能对产吊进行二维和三维设计，保证产品原始信息的统一性和精确性，避免人为因索造成的错误，提高模具的设计质量。产品三维立体的造型过稈以在锻造前全面反映出产品的外部形状，及时发现原始设计屮可能存在的问题，同时根据产品信息，用电脑设计出加工模具型腔的电极，为后续模具加工做好准备。对于一些外形复杂，精度要求高的锻件，靠模具钳工采用常规模具制造方法保证某些外形尺寸而采川CAD/CAM技术可以对这些复杂的锻件进行精确的尺寸描述，确定合理的分模血，保证合模精度，从模具制造这一环节确保产品精度。2合理

3、设计锻压工艺H前，一般企业无健全的工艺试验室，缺乏工艺试验条件，客观上要求T艺方案必须正确，一次成功。尤其步入市场经济以后，企业负责人要求锻造技术人员只能成功，不许失败，这就给工艺设计人员带来了较大的困难，要求工艺人员要具有较高的水平，但即使具有丰富实践经验的工艺人员也难免会感到棘手，一旦失误就会造成校大损失。采用锻模CAE软件，可以分析材料的流动情况、磨擦阻力以及材料的充腔溢料情况，帮助设计人员有效合理地进行工艺设计。3合理的模具结构设计模具结构设计主要考虑导向精度合理、冲裁间隙恰当、刚性好，还要考虑尽量采用组

4、合式模具。模架应有良好的刚性，不要仅仅满足强度要求，模板不宜太薄，在可能的情况下尽量增厚。4合理选择模具材料根据模具的工作条件、生产批量以及材料本身的强韧性能来选择模具用材，应尽可能选用品质好的钢材。据有关资料介绍，模具的制造费较高，而材料费用一般仅是模具价格的6%〜20%。对模具材料要进行质量检测，模块要符合供货协议要求，模块的化学成份要符合国际上的有关规定。只有在确信模块合格的情况下，才能锻造。大型模块（100kg以上）采用电渣重熔钢H13时要确保内部质量,避免可能出现的成份偏析、杂质超标等内部缺陷。要采用超

5、声波探伤等无损检测技术检查，确保每件锻件内部质量良好，避免可能出现的冶金缺陷，将废品及早剔除。5合理制定模具钢的锻造规范根据碳化物偏析对模具寿命的影响，必须限制碳化物的不均匀度，对精密模具和负荷大的细长凸模，必须选用韧性好强度高的模具钢，碳化物不均匀度应控制为不大于3级。Crl2钢碳化物不均匀度3级要比5级耐用度提高1倍以上。滚丝模的碳化物不均匀度为5〜6级时最多滚丝2000件，而碳化物不均匀度提高到1〜2级时可滚丝550000件。如果碳化物偏析严重，可能引起过热、过烧、开裂、崩刃、塌陷、拉断等早期失效现彖。带状

6、、网状、大颗粒和大块堆集的碳化物使制成的模具性能呈备向界性，横向的强度低,槊•性也差。6合理选择热处理工艺热处理不当是导致模具早期失效的重要原因，据某厂统计，其约占模具早期失效因索的35%.模具热处理包括锻造后的退火，粗加工以后高温H火或低温I叫火，精加T后的淬火与冋火，电火花、线切割以后的去应力低温冋火。只有冷热加工很好相互配合，才能保证良好的模具寿命。锻模的表面处理技术国内应用不太多，这一领域大有开发的必要。整体模腔的渗碳、渗氮、渗硼、碳氮共渗以及模腔局部的喷涂、刷镀和堆焊等表面驶化支持都是很有发展前途的，突

7、破这一领域将使我国制模技术得到很大提高。7合理确定机械加工制造工艺和加工精度采用先进设备和技术确保毎副模具具有高精度和互换性以保证锻模所要求的高精度和重复精度。制造工艺首先要解决加工后的加工变形与残留应力不能太大。粗加工时最好不要使表面粗糙度Ra>3.2Hin,特别应注意在模具T作部分转角处要光滑过渡，减少热处理产生的热应力。模具的制造装配精度对模具寿命的影响很大，装配精度高，底面平直，平行度好，凸模与凹模垂直度高，间隙均匀，亦可获得相当高的寿命。