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文本内容:
授课主要内容或板书设计第1章模具概述模具材料热处理
一、普通热处理
二、模具钢热处理时的注意事项模具材料的检测模具标准化及标准件
一、中国模具标准化现状
二、模具标准化的意义模具技术的发展趋势导入型腔模具是指利用材料塑性或液态流动,填充型腔而制成塑料制件或合金制件的模具型腔模是依靠模具型腔使材料成形的所以模具制件的外表面形状与型腔形状相同在模具使用中,除了冲压模应用广泛之外,型腔模的应用范围也非常广,其种类也非常多按照模具压制材料的不同,型腔模具一般分为塑料模具、金属压铸模具、橡胶模具、玻璃模具、陶瓷模具及粉末冶金模具等,其中,塑料模具的应用最广泛新授第1章模具概述
1.3模具材料热处理在模具制造中,热处理的作用非重要一般情况下,模具材料都要经过热处理才能获得较高的硬度、较好的耐磨性等使用性能,模具的使用寿命和精度,在很大程度上也取决于热处理热处理是将金属材料放在一定的介质内加热、保温、冷却,通过改变材料表面或内部的金相组织结构,来控制其性能的一种金属热加工工艺模具热处理分为模具预处理和模具最终处理两大类有些模具在机械加工中要进行去应力处理,有的模具使用一段时间后还要进行恢复性处理“金属热处理工艺大体可分为普通热处理、表面热处理和化学热处理三大类
一、普通热处理普通热处理包括退火、正火、淬火和回火等基本工艺
1.退火退火是将钢加热到适当的温度,保温一定时间,然后随炉冷却至室温,这一热处理工艺方法称为退火退火的目的
(1)降低钢的硬度、提高塑性、有利于切削加工;
(2)细化晶粒、均匀钢的组织,改善钢的性能,为以后的热处理作准备;
(3)削除钢中的残余应力,以防止工件变形或开裂根据钢的成份及退火的目的不同,常用的退火方法有完全退火、球化退火、去应力退火、再结晶退火常用退火的应用如表1-3所示表1・3常用退火方法及应用
二、模具钢热处理时的注意事项.模具钢价格较昂贵,模具零件加工复杂、制造成本高、周期长、不宜返修所以制定工艺和操作时应十分慎重,采用科学合理的热处理方法,在保证钢件热处理质量的前提下确保生产安全、成本较低.模具的类型、结构、尺寸、形状、应用场合、生产批量等诸多因素中,每一个因素的改变,都可能改变热处理工艺方法.模具钢中合金元素品种多,合金化较复杂,因此大多情况下采用预热处理方式.淬火时最好采用较缓和的冷却方式,如等温淬火、分级淬火、空冷淬火、高压气淬等.为提高钢的表面质量,应慎重合理的选择加热介质一般采用真空炉等先进加热设备和方法,盐浴加热应充分净化.盐浴处理后应及时清理.,并重视工序间的防护工作模具材料的检测模具材料的检测主要在热处理后和机械加工之前进行模具零件经热处理后应有硬度检查、变形检查、外观检查、金相检查、力学性能检查等项目,确保热处理的质量;在模具零件进入粗加工之前,应对毛坯的宏观缺陷和内部缺陷进行检测,确保毛坯质量;对一些重要模具,还应检测材料的材质,以防止不合格材料进入下道工序模具标准化及标准件
一、中国模具标准化现状模具标准化,是指模具中许多零件的形状和尺寸以及各种典型组合和典型结构符合国家统一规定的标准系列,同类同型号零件具有互换性如螺钉、销钉和垫圈等普通标准件均可在市场上销售和购买模具标准件也和普通标准件一样,可根据具体情况进行销售和购买工业较为发达的国家,对模具标准化工作都十分重视,如美国、德国、日本等,这些国家的模具标准化工作已有近百年的历史,模具标准的制订和修订,模具标准件的生产和供应,已形成了一个完整体系据初步估计,在国际上“模具标准化程度”般在70%以上,其中中小模具在80%以上而我国模具标准化程度以及模具标准件的生产与供应能力还比较低,约在30%至35%之间,差距还很大直到20世纪80年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道,近几年,我国对模具标准件的研究、开发和生产正在全面深入展开,无论是产品类型、品种、规格,还是产品的技术性能和质量水平都有明显的提高
二、模具标准化的意义.模具的标准化程度和应用水平是衡量一个国家模具工业水平的重要标志.模具标准化可以促使模具工业的发展,促进技术的交流.模具标准化可实现模具零件商品化,缩短模具的制造周期据有关统计资料表明采用模具标准件可使企业的模具加工工时节约25%-45%能缩短模具生产周期3%-4%.模具标准化可提高模具质量,降低成本.模具标准化可提高企业的市场快速应变能力和竞争能力.模具标准化可实现模具专业化生产和现代化管理.模具标准化有利于加强我国模具业的国际贸易和区域贸易
1.6模具技术的发展趋势.模具计算机辅助设计、制造与分析CAD/CAM/CAE向集成化、智能化和网络化方向发展模具软件功能的集成化是指对模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程实现信息的综合管理与共享,从而达到实现最佳效益的目的;模具软件功能的智能化是指在先进设计理论的指导下,运用新一代模具软件对复杂曲面零件进行计算机模拟和有限元分析,预测某一工艺方案对零件成形的可能性与成形过程中将会发生的问题,供设计人员进行修改和选择通过人工智能的方法实现设计的合理性和先进性,克服设计人员和工艺人员的经验局限,将传统的经验设计提升为优化设计,缩短模具设计与制造周期,节省昂贵的试模费用;模具软件应用的网络化趋势是指CAD/CAM/CAE技术能够跨地区、跨行业、跨院所的进行推广和应用,实现技术资源的重新整合,使虚拟设计、敏捷制造技术不再成为梦想.模具成形工艺的发展将使模具制件的质量更高,加工速度更快•些新材料和具有特殊要求的制件,传统成形方法已不再适应,必须使用新的成形方法和成形工艺,如精密冲裁工艺、液压拉深工艺、电磁成形工艺、超塑成形工艺、动力熔融成形工艺、气体辅助成形工艺、高压注射成形工艺、塑料模的反应注射成形工艺、多品种的共注射成形工艺、软模成形工艺、高能高效成形工艺及无模多点成形工艺等.模具生产向自动化高效化多功能化方向发展为了满足大量生产的需要,模具生产正向自动化、无人化方向发展利用高速冲床和多工位精密级进模实现单机自动生产,大型零件的生产实现多机联合生产线极大地减轻工人的劳动强度,提高生产率目前已逐渐向冲压柔性制造单元和冲压柔性制造系统发展另外,模具研磨抛光也将向自动化、智能化、多样化方向发展模具表面的质量对模具外观质量和模具使用寿命等方面有着较大的影响模具表面的精加工是模具加工中的难题之一采用手工研磨抛光,工人劳动强度大、效率低,且模具表面质量不稳定,制约了我国模具加工向高层次方向发展,因此研磨抛光的自动化、智能化是提高模具表面质量的发展趋势另外,由于模具型腔形状复杂,应大力发展特种研磨和抛光,如挤压研磨、电化学抛光、超声波抛光及复合抛光等模具精加工工艺,以达到模具表面质量的要求.模具标准化的实施将进一步降低模具成本,提高模具精度模具采用标准化后,模具的设计和制造只需要专注于非标准件和成形零件(凸模和凹模)即可,标准件可直接购买,模具设计和制造的周期将显著缩短,同时还能有效地提高模具的精度,降低成本我国近年来冲压模的标准化程度有了较大提高,但提高的速度和专业化程度还远远满足不了社会的需求和模具工业发展的要求,标准件的品种和规格较少,标准件的质量也有待提高
5.模具新材料的开发和利用使模具能够满足精密、复杂和长寿命的要求具有较高的韧性、耐磨性、耐蚀性和耐热性的高合金工具钢基本满足了模具成形要求另外,硬质合金、陶瓷材料及复合材料等也得到了很好的发展许多新钢种的硬度可达HRC58-HRC70而变形只为普通工具钢的1/2—1/5o如我国研制的65Nb、LD、CD等新钢种,热加工性能好、热处理变形小、抗冲击韧性好等有些受力不大的模具零件,其材料可采用特殊塑料,实现“以塑代钢”,或者采用塑料中填充金属等方法制成.多功能复合模具将进一步发展新型多功能复合模具除了冲压成形零件外,还担负叠压、攻螺纹、钾接和锁紧等组装任务,对钢材的性能要求也越来越高多功能级进模不仅可以完成冲压全过程,还可以完成焊接、装配等工序,我国已自行设计制造了精密多功能级进模,如铁芯精密多功能级进模已达到国际水平.模具日趋大型化由模具成形的零件日趋大型化,以及为满足高生产效率要求而发展的“一模多腔”,使模具日趋大型化.模具设计与制造技术向快速成形技术方向转变快速经济制模技术的应用是赢得市场竞争的有效方法之一与传统的模具加工技术相比,快速经济制模技术具有制模周期短、成本较低的特点,是综合经济效益较好的模具制造技术快速原型制造技术(RPM)是近年来制造技术领域的一次重大突破它是综合利用CAD技术、数控技术、材料科学、机械工程、电子技术、激光技术等于一体的新技术,是当前比较先进的模具成形方法之一利用RPM技术快速成形三维原型后,通过陶瓷精铸、电弧涂镀、消失模、熔模等技术可快速制造成形模未来,快速原型和快速经济制模新技术将会进一步开发、提高和应用小结模具制造已广泛应用于国民经济的各个领域,随着制造业水平的提升,近年来我国模具行业不断提升技术水平许多企业己应用了CAD/CAE/CAM一体化技术、信息管理技术,以及高速加工、快速成型、虚拟仿真、机器人技术、智能制造及网络技术等课题序号4授课班级授课时间2课时授课形式授课章节名称第1章模具概述
1.3模具材料热处理
1.4模具材料的检测
1.5模具标准化及标准件
1.6模具技术的发展趋势教学目的教学重点教学难点补用容更弗内课外作业教学后记类别主要目的应用范围完全退火细化组织、降低硬度、改善切削加工性能、去除内应力中碳钢、中碳合金钢的铸、轧、锻焊件等球化退火降低硬度,改善切削加工性、改善组织、为淬火作准备碳素工具钢、合金钢等在锻压加工后,必须进行球化退火去应力退火消除内应力、防止变形开裂铸、锻、轧、焊接件与机械加工工件等再结晶退火工件经过一定量的冷塑变形(如冷冲和冷轧等)后,产生加工硬化现象及残余的内应力,经过再结晶退火后,消除加工硬化现象和残余应力,提高塑性冷形变钢材(如冷拉、冷轧、冷冲等)和零件教学过程及时间分配主要教学内容及步骤许多高新技术模具制造正向着集成化、敏捷化、高速化、精细化、智能化、自动化和管理现代化方向发展,因此掌握模具设计与制造技术对学生职业生涯的发展将起到十分重要的作用,在制造行业中将大有可为作业2分钟作业略。