学好《模具制造技术》课应具备的相关专业知识论文_吕兆荣

学好《模具制造技术》课应具备的相关专业知识论文_吕兆荣

青岛市技师学院 山东 青岛 266229

摘 要:《模具制造技术》课是技工院校模具专业的主要课程,要学好这门课程学生必须要有相关专业知识为基础,本文从六个方面进行了阐述,希望与同行交流,更好促进课程学习。

关键词:模具 加工制造 专业知识

一、机械制图知识

无论是制作一套冷冲模具,还是塑料模具,从凸模、凹模、型腔、型孔、导柱、导套、上模座、下模座、侧型芯滑块、楔紧块和浇口套等所有零件的制造,到模具的装配、工作原理分析和生产中的应用,都是通过图样来表达的。只有具备良好的空间想象力看懂图纸,才能按照零件图进行生产加工,按照装配图组装模具,都离不开机械制图知识。

二、金属材料与热处理知识

冷冲模具每完成一次冲压动作,动模部分在曲柄滑块机构带动下导柱和导套之间完成冲压和回位两次相对滑动。在数十万次的冲裁过程中,为了确保导向精度,导柱与导套之间除了要有良好润滑外,二者通常选用具有良好塑性低碳钢20钢制造,并且表面渗碳层深度0.8~1.2mm,表面硬度58~62HRC,既保证了外部硬度和耐磨性,又使内部有良好的塑性韧性,即所说的“内柔外硬”。对于冲裁凸、凹模多用CrWMn材料制造,锻造成毛坯长方体后,要进行预备热处理退火,主要是降低硬度,提高塑性,均匀组织成分,细化晶粒,消除开裂和变形,为后续机加工做准备。上、下模座多采用灰口铸铁HT200,正是由于这种材料有很好的抗压、缓冲吸震的特性;而对于型腔的冷挤压成形加工所用到的Cr12MoV 合金钢都要进行调质处理。所以学好《模具制造技术》也必须具备良好的金属材料与热处理的专业知识。

三、公差配合知识

导套与导柱之间一般都是基孔制间隙配合,配合代号通常采用H7/h6,要知道大小写字母分别表示孔和轴基本偏差代号,各有28个,要熟悉孔和轴的基本偏差系列图变化趋势。若给定基本尺寸能查出导套与导柱的上、下偏差,计算出最大间隙和最小间隙,掌握配合状态,确保导向精度。因为导套属于内圆柱面,其加工排屑润滑都不如外圆柱面的导柱方便,所以导套的标准公差等级是IT7,比导柱的IT6低一级。除了尺寸公差外,为了导向顺畅,导柱与导套配合面都给定较高的形状公差圆柱度要求,导柱的导向圆柱面轴线要给出较高的同轴度公差要求,而导套与模座配合面要有高的圆跳动要求,导柱与导套配合面的表面粗糙度也很高。上模座的下表面与下模座的上表面与各自的对面都有平行度加工要求,同样对相应孔和上、下面给出尺寸公差和表面粗糙度要求。

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四、机械制造工艺及设备知识 模具制造主要以传统机械加工为主,而且车、铣、刨、磨、钻、数控设备(加工中心最先进)等都有用到,所以必须对这些机床构造原理有所了解,能操作设备进行相应零件加工。针对不同模具零件,要分析结构特点,然后制定相应的加工工艺,这是加工制造的前提,对于模具中起导向作用的导柱零件,其主体结构主要是回转圆柱体,类似于阶梯轴的加工,其通常的加工工艺路线是:1.备料:圆钢棒料,留3~5mm余量→2.车端面,钻中心孔→3.车外圆→4.检验:用右边卡尺、千分尺等→5.热处理→6.研中心孔→7.磨外圆:外圆磨床→8.研磨→9.检验。

型腔是塑料模具成形外部形状的重要成型零件,用仿形铣床加工需要制作靠模和仿形销,生产周期长,且型腔加工精度不高。由于数控机床的普及,其自动化程度、生产效率和加工精度都高,但必须掌握编制加工程序的专业知识。下图是数控铣床三轴控制与五轴控制两种加工方式的比较,由于五轴控制铣刀可摆动,加工功能更强大。

五、钳工工艺知识

无论加工技术如何先进,即便是加工中心,加工出的产品不可能一步到位,都需要万能钳工来保证,模具制造也是如此。在凹模型孔的电火花加工中保证凸、凹模配合间隙的修配凸模法也是通过钳工锉修来达到的,由于手工操作不易得到均匀的配合间隙,所以修配凸模法只用于加工形状比较简单、精度要求不高的冲模。再者,在冲裁模具总装中调整凸、凹模配合间隙采用的透光法也是钳工镶配检测常用的方法。由以上几个案例分析可看出,模具制造中具备一定的钳工知识和操作技能是很必要的。

六、其它相关专业知识 随着模具技术的快速发展,越来越多高强度、高硬度、高韧性、高脆性、耐高温等难于机械加工的模具新材料不断出现,这些材料一般都采用电火花加工,线切割加工,超声加工和化学及电化学加工。这些加工方法与传统机械加工方法在原理上有着本质的不同,要求学生要有相关的电工学知识,电化学知识,液压传动知识作为支撑。

对于汽车、飞机制造中的薄钢板、铝板成形模具制造中的大型模具和新产品试制,为了减轻重量、节省模具钢材料和降低试制成本,合成树脂模具制造技术得到应用。了解一些合成树脂制模材料的成分构成特性相关知识,对这种材料模具制造都是必备知识。

参考文献

[1]胡红军 模具制造技术[M].重庆:重庆大学出版社,2014。

[2]蒋建强 模具数控制造技术[M].北京:科学出版社,2008。 [3]李奇 朱江峰 模具设计与制造[M].第2版.北京:人民邮电出版社,2008。

论文作者:吕兆荣

论文发表刊物:《素质教育》2017年6月总第238期

论文发表时间:2017/7/24

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