精密體積成形模具的設(shè)計(jì)制造

1、引言

面對二十一世紀(jì)的國內(nèi)建設(shè)形勢，企業(yè)要適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，作為國家支拄產(chǎn)業(yè)的汽車工業(yè)將加大輕、微、轎車的產(chǎn)量，因而對模鍛件的精度提出了更高的要求。在生產(chǎn)過程中，提高模具壽命是一個(gè)復(fù)雜的綜合性問題。所有鍛壓工藝，特別是凈形和近似凈形加工工藝，在很大程度上取決于模具的精度和品質(zhì)，取決于模具的技術(shù)水平。模具技術(shù)反映在模具設(shè)計(jì)和制造上，而模具壽命除與上述兩個(gè)環(huán)節(jié)有關(guān)外，還與使用環(huán)節(jié)有關(guān)。

提高模具壽命有極大的經(jīng)濟(jì)效益，一般在試生產(chǎn)階段模具工裝費(fèi)用占生產(chǎn)成本的25%左右，而定型生產(chǎn)時(shí)僅為10%。

模具的早期失效形式，多為凸模斷裂、模膛邊緣堆塌、飛邊遭橋部龜裂、模腔底部發(fā)生裂紋。影響模具壽命的因素較多，涉及面廣，模具設(shè)計(jì)是模具壽命的基礎(chǔ)。模具設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是指模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、成形模腔設(shè)計(jì)和確定模具鋼種、模具硬度等。模具制造環(huán)節(jié)是指制模工藝、熱處理規(guī)范和表面處理技術(shù)等。本文僅從模具設(shè)計(jì)和模具制造兩個(gè)方面探討提高模具壽命的措施。

2、合理設(shè)計(jì)精密體積成形件(精鍛件)

模鍛件應(yīng)盡量避免帶小孔、窄槽、夾角，形狀要盡量對稱，即使不能做到軸對稱，也希望達(dá)到上、下對稱或左、右對稱。要設(shè)計(jì)拔模斜度，避免應(yīng)力集中和模鍛單位壓力增大，克服偏心受載和模具磨損不均等缺陷。

對于鍛模模腔邊緣和底部圓角半徑R，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)從保證鍛件型腔容易充滿的前提下盡可能放大。若圓角半徑過小，模腔邊緣很容易在高溫高壓下堆塌，嚴(yán)重者會形成倒錐，影響模鍛件出模。如底部圓角半徑R過小而又不是光滑過渡，則容易產(chǎn)生裂紋且會不斷擴(kuò)大。

設(shè)計(jì)模具時(shí)應(yīng)充分利用CAD系統(tǒng)功能對產(chǎn)品進(jìn)行二維和三維設(shè)計(jì)，保證產(chǎn)品原始信息的統(tǒng)一性和精確性，避免人為因素造成的錯(cuò)誤，提高模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量。產(chǎn)品三維立體的造型過程以在鍛造前全面反映出產(chǎn)品的外部形狀，及時(shí)發(fā)現(xiàn)原始設(shè)計(jì)中可能存在的問題，同時(shí)根據(jù)產(chǎn)品信息，用電腦設(shè)計(jì)出加工模具型腔的電極，為后續(xù)模具加工做好準(zhǔn)備。

采用CAM技術(shù)可以將設(shè)計(jì)的電極精確地按指定方式生產(chǎn)。采用數(shù)控銑床(或加工中心)加工電極，可保證電極的加工精度，減小試模時(shí)間，減少模具的廢品率和返修率，減少鉗工勞動量。

對于一些外形復(fù)雜，精度要求高的鍛件，靠模具鉗工采用常規(guī)模具制造方法保證某些外形尺寸而采用CAD/CAM技術(shù)可以對這些復(fù)雜的鍛件進(jìn)行精確的尺寸描述，確定合理的分模面，保證合模精度，從模具制造這一環(huán)節(jié)確保產(chǎn)品精度。