高分问题专业的介绍模具定义和生产所运用到的知识
模具基本知识
1、引言
日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。 因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。
近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。 一个设计合理的塑料件往往能代替...全部
模具基本知识
1、引言
日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。
因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。
近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。
一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。
2、模具的一般定义
在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。
3、注塑过程说明
模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。
4、模具的一般分类
可分为塑胶模具及非塑胶模具：
（1）非塑胶模具有：铸造模、锻造模、冲压模、压铸模等。
A．铸造模——水龙头、生铁平台
B．锻造模——曲轴、连杆
C．冲压模——汽车车身覆盖件，计算机面板
D．压铸模——超合金，汽缸体
（2）塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为：
A．注射成型模——电视机外壳、键盘按钮（应用最普遍）
B．吹气模——饮料瓶
C．压缩成型模——电木开关、科学瓷碗碟
D．转移成型模——集成电路制品
E．挤压成型模——胶水管、塑胶袋
F．热成型模——透明成型包装外壳
G．旋转成型模——软胶洋娃娃玩具
◆ 注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。
该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的，作为注射成型加工的主要工具之一的注塑模具，在质量精度、制造周期以及注射成型过程中的生产效率等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。
◆注塑模具是由若干块钢板配合各种零件组成的，基本分为：
A 成型装置（凹模，凸模）
B 定位装置（导柱，导套）
C 固定装置（工字板，码模坑）
D 冷却系统（运水孔）
E 恒温系统（加热管，发热线）
F 流道系统（唧咀孔，流道槽，流道孔）
G 顶出系统（顶针，顶棍）
5、根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类：
（1） 大水口模具：流道及浇口在分模线上，与产品在开模时一起脱模，设计最简单，容易加工，成本较低，所以较多人采用大水口系统作业。
（2） 细水口模具：流道及浇口不在分模线上，一般直接在产品上，所以要设计多一组水口分模线，设计较为复杂，加工较困难，一般要视产品要求而选用细水口系统。
（3） 热流道模具：此类模具结构与细水口大体相同，其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里，无冷料脱模，流道及浇口直接在产品上，所以流道不需要脱模，此系统又称为无水口系统，可节省原材料，适用于原材料较贵、制品要求较高的情况，设计及加工困难，模具成本较高。
所谓的2板模一般指大水口系统模具，3板模一般指细水口系统模具。3板模不可简单地认为比2板模多一块模板，根据产品形状和模具设计的需要，模具可有多于3板的结
热流道系统，又称热浇道系统，主要由热浇口套，热浇道板，温控电箱构成。
常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。单点热浇口是用单一热浇口套直接把熔融塑料射入型腔，它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔，它适用于单腔多点入料或多腔模具。
◆热流道系统的优势
（1）无水口料，不需要后加工，使整个成型过程完全自动化，节省工作时间，提高工作效率。
（2）压力损耗小。热浇道温度与注塑机射嘴温度相等， 避免了原料在浇道内的表面冷凝现象，注射压力损耗小。
（3）水口料重复使用会使塑料性能降解，而使用热流道系统没有水口料，可减少原材料的损耗，从而降低产品成本。在型腔中温度及压力均匀，塑件应力小，密度均匀，在较小的注射压力下，较短的成型时间内，注塑出比一般的注塑系统更好的产品。
对于透明件、薄件、大型塑件或高要求塑件更能显示其优势，而且能用较小机型生产出较大产品。
（4）热喷嘴采用标准化、系列化设计，配有各种可供选择的喷嘴头，互换性好。独特设计加工的电加热圈，可达到加热温度均匀，使用寿命长。
热流道系统配备热流道板、温控器等，设计精巧，种类多样，使用方便，质量稳定可靠。
◆热流道系统应用的不足之处
（1）整体模具闭合高度加大，因加装热浇道板等，模具整体高度有所增加。
（2）热辐射难以控制，热浇道最大的毛病就是浇道的热量损耗，是一个需要解决的重大课题。
（3）存在热膨胀，热胀冷缩是我们设计时要考虑的问题。
（4）模具制造成本增加，热浇道系统标准配件价格较高，影响热浇道模具的普及。
◆提供热流道标准件的公司有: DME、HASCO、HUSKY、EOC、FULLY、MASTER-TIP、INCOE等公司。
补充：模具 成型中赋予塑料形状所用部件的组合体。
模具具有特定的轮廓或内腔形状，具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离，即进行冲裁；内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。
模具一般分为两个部分：动模和定模，或凸模和凹模，它们可分可合。
分开时装入坯料或取出制件，合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中，分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上；在挤压、压铸和注塑过程中，外力则由气压、柱塞、冲头等施加在坯料上，模具承受的是坯料的胀力。
模具除其本身外，还需要模座、模架、导向装置和制件项出装置等，这些部件一般都是制成通用型，以适用于一定范围的不同模具。
模具的应用极为广泛，大量生产的机电产品，如汽车、自行车、缝纫机、照相机、电机、电器、仪表等，以及日用器具的制造都应用大量模具。
模具基本上是单件生产的，其形状复杂，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求，所以模具生产需要有很高的技术水平。模具的及时供应及其质量，直接影响产品的质量、成本和新产品研制。
因此，模具生产的水平是机械制造水平的重要标志之一。
加工金属的模具按所采用的加工工艺分类，常用的有：冲压模，包括冲裁模、弯曲模、拉深模、翻孔模、缩孔模、起伏模、胀形模、整形模等；锻模，包括模锻用锻模、镦锻模等；以及挤压模和压铸模。
用于加工非金属和粉末冶金的模具，则按加工对象命名和分类，有塑料模、橡胶模和粉末冶金模等。
冲压模是用于板料冲压成形和分离的模具。成形用的模具有型腔，分离用的模具有刃口。最常用的冲压模只有一个工位，完成一道生产工序。
这种模具应用普遍，结构简单，制造容易，但生产效率低。为提高生产率，可将多道冲压工序，如落料、拉深、冲孔、切边等安排在一个模具上，使坯料在一个工位上完成多道冲压工序，这种模具称为复合模。
另有将落料、弯曲、拉深、冲孔和切边等多工序安排在一个模具的不同工位上，在冲压过程中坯料依次通过多工位被连续冲压成形，至最后工位成为制件，这种模具称为级进模，又称连续模。
冲压模的特点是：精度高，尺寸准确，有些冲裁模的凸模与凹模的间隙近于0；冲压速度快，每分钟可冲压数十次至上千次；模具寿命长，有些硅钢片冲裁模寿命在几百万次以上。
煅模是用于热态金属模锻成形的模具。
模锻时，坯料往往经过多次变形才能制成锻件，这就需要在一个模块上刻有几个型腔。金属依次送至各个型腔，并在型腔内塑性流动，最后充满型腔，制成锻件。在模锻成形中，坯料很难与终锻时的型腔体积相等，为了避免废品，常选用稍大一些的坯料。
为此，在终锻模的上、下模分界面的型腔四周设有飞边槽，以存贮多余的金属，成形后将飞边切去。
锻模的技术特点是：有多个形式复杂的型腔；工作条件恶劣，1000℃以上炽红的钢在模具型腔内变形和流动冲刷；模具要承受锻锤的高速冲击或重负载的压下；在使用过程中常处于急冷、急热和冷热交变状态。
因此，模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性。热锻时还须有较高的温度强度和硬度，并经过强韧化热处理。
挤压模是用于将金属挤压成形的模具。正挤压模有一个静止的凹模和放置坯料的挤压筒，以及对坯料施加压力的冲头。
反挤压模的挤压筒为凹模，冲头为凸模。由于金属需要在很大的压强下才能从凹模挤出成形，因此，挤压筒和反挤压的凹模需要有很高的强度，故常采用多层预应力组合结构。冲头和凸模的工作长度宜短，避免在高的压应力下发生不稳和弯曲。
压铸模是安装在压铸机上的，能够将液态金属在高压下注入型腔，并保压至金属凝固、成形的模具。它主要用于铝、锌、铜件，也可用于钢件。压铸模的结构与塑料注射模类似，它由动模与定模构成型腔，用型芯做铸件的孔腔。
金属在型腔内冷却、凝固后抽出型芯，分开模具。
压铸件一般壁薄中空，有众多台、筋，形状结构复杂，尺寸要求较精确，表面较光洁。由于金属在熔融的高温下成形，因此压铸模需要采用耐高温的材料制造。
塑料模是用于塑料成形的模具。随着塑料工业的发展，塑料模需求量日益增多，其产量已占各类模具产量的首位。常用的塑料模有注射模、压塑模和挤塑模等。
塑料模工作时，所承受的压力、温度都不高，但制件数量很大，表面要求特别光洁。
为此，模具材料可选用预淬硬钢，即先对模具进行热处理，达到一定硬度后再进行切削加工，以防止热处理后变形，最后再进行抛磨加工，以提高表面质量。
橡胶模是主要用于轮胎、汽车蓄电池壳、鞋底等橡胶产品成形的模具。
一般是将橡胶材料夹入模具内，经蒸汽加热成形，也有与塑料注射模相似的橡胶注射模。
粉末冶金模是将固体金属粉末压制成形的模具。工作时，将金属粉末定量地倒入下模，然后上模压下、闭合、成形，再用顶料装置顶出预制坯，并送入烧结炉内烧结，遂制成粉末冶金零件。
一般粉末冶金件的空隙很大，占总体积的15％左右，成形压力不大，模具结构较简单，精度、表面粗糙度要求一般，所以对模具无特殊要求。为了减少空隙、提高密度和强度，对烧结后的坯件，再进行一次热锻，通称粉末锻造，所用的模具与模锻模相似。
由于模具是进行成型加工的工具，所以要求尺寸精确、表面光洁、结构合理、生产效率高、易于自动化；并且还要制造容易、寿命高、成本低；另外还要考虑到设计符合工艺需要，经济合理等。
模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素，模具上的易损件应容易更换。
对于塑料模和压铸模，还要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态，以及进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失，可采用多型腔模具，即在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。
模具的生产一般为单件、小批生产，在制造要求严格、精确。
因此多采用精密的加工设备和测量装置。按结构特点，模具一般分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。
平面冲裁模可用电火花加工初成形，再用成形磨削、坐标磨削等方法进一步提高精度。坐标磨床一般用于模具的精密定位，以保证精密孔径和孔距。
也可用计算机数控连续轨迹坐标磨床，磨削任何曲线形状的凸模和凹模。
型腔模主要用于立体形状工件的成形，因此在长、宽、高三个方向都有尺寸要求，形状复杂，制造难度较大。象冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模，型腔模多用仿形铣床加工、电火花加工和电解加工。
将仿形铣加工与数控联合应用，和在电火花加工中增加三向平动头装置，都可提高型腔的加工质量。
计算机数控多轴铣床、坐标磨削和加工中心机床，是型腔模加工的重要设备。型腔的表面研磨和抛光一般采用电动或风动工具，配以各种研磨、抛光轮和研磨膏粉，或采用超声波研磨、挤压珩磨、化学抛光等方法。
三坐标测量机和光学投影比较仪是模具制造中常用的精密测量设备。
模具是精密工具，价格昂贵，必须尽量提高使用寿命。模具的正常失效形式主要有磨损、塌陷断裂、粘合等，不同用途的模具失效形式也各不相同。
提高模具寿命的途径主要是根据应用条件，合理选用模具钢和确定热处理规范。
选用在使用温度下强度高的材料可防止塌陷；提高模具硬度可以减少磨损率；较高的韧性和抗疲劳性能，以及消除电加工的硬化层及加工残余应力，可以阻碍裂纹的产生和发展，防止裂断。
表面处理、润滑和选用抗粘合性能好的模具材料，是延长模具寿命的重要措施。模具工作表面和基体的要求差异很大，很难用一种材料完全合理地满足，但可以在工作部位用镶块、堆焊、喷镀和局部强化的办法提高其综合性能。
此外，合理的操作使用，是消除非正常失效、减缓正常失效的另一途径。
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