模具設(shè)計基礎(chǔ)知識(已修改)
2025-07-05 14:32 本頁面
【正文】 第1章 模具設(shè)計基礎(chǔ)主要內(nèi)容 為何學(xué)習(xí)模具設(shè)計 材料成型技術(shù)與設(shè)備 模具的種類與結(jié)構(gòu) 模具設(shè)計與制造的一般流程 模具設(shè)計與產(chǎn)品設(shè)計的注意事項 模具CAD輔助設(shè)計塑料成型模具的種類較多，主要有塑料注射成型模具、塑料壓縮成型模具、熱固性塑料傳遞成型模具、擠塑成型模具、塑料吹塑成型模具及熱成型模具等。作為全書的產(chǎn)品設(shè)計項目的實現(xiàn)，并對產(chǎn)品造型設(shè)計的設(shè)計要求、設(shè)計方案和實施路線做出概要介紹。該項目產(chǎn)品為相機外殼。 為何學(xué)習(xí)模具設(shè)計模具設(shè)計是一門涵蓋領(lǐng)域廣、專業(yè)知識強的學(xué)問，隨著技術(shù)的發(fā)展，任何想學(xué)好這門學(xué)問的人，都要腳踏實地的從基礎(chǔ)做起。對于模具初學(xué)者而言，本章就是進入模具設(shè)計的門檻。任何一門學(xué)問或者技術(shù)，都有讓人們?nèi)W(xué)習(xí)的理由，作者結(jié)合多年的實際工作經(jīng)驗，對模具設(shè)計總結(jié)了以下幾點。職業(yè)壽命長：模具設(shè)計為傳統(tǒng)的機械專業(yè)技能，發(fā)展不像電子專業(yè)那樣快，因而其專業(yè)人員的職業(yè)壽命長，不易受到年輕人的挑戰(zhàn)。模具設(shè)計是一種理論成熟與經(jīng)驗累積的總成，工作時間越長，越能站到高處。專業(yè)人才缺失：因為缺少這樣的專業(yè)人才，使得新手獲得了機遇。新手一般要經(jīng)過不斷的磨煉，雖然薪酬不高，但只要堅持不懈，就能達到一定水平。不錯的薪酬待遇：在模具行業(yè)，經(jīng)驗豐富者往往是高薪酬的。即使是一般的技術(shù)人員，待遇也是不錯的，這使得越來越多的人希望從事這項技術(shù)。具有良好的發(fā)展前景：在日常生活中，與模具相關(guān)的生活用品占到了90%以上，因此模具行業(yè)是一個極具發(fā)展前景的行業(yè)。模具設(shè)計是集學(xué)習(xí)和創(chuàng)新于一體的工作，模具技術(shù)發(fā)展了，社會也就更進步了。 材料成型技術(shù)與裝備材料成型技術(shù)是各種可成型工程材料的工藝及加工方法。材料成型的方法有很多，主要包括金屬液態(tài)成型、金屬塑性成型、連接成型、粉末冶金成型及非金屬材料成型等。 金屬液態(tài)成型金屬液態(tài)成型（鑄造）指將液態(tài)金屬在重力或外力作用下填充到型腔中，待其凝固冷卻后，獲得所需形狀和尺寸的毛坯或零件的方法。金屬液態(tài)成型的優(yōu)點如下：適應(yīng)性廣，工藝靈活性大（材料、大小、形狀幾乎不受限制）；適合形狀復(fù)雜的箱體、機架、閥體、泵體和缸體等；成本較低（鑄件與最終零件的形狀相似、尺寸相近）。金屬液態(tài)成型的缺點是：組織疏松、晶粒粗大，鑄件內(nèi)部常有縮孔、縮松、氣孔等產(chǎn)生，從而導(dǎo)致鑄件的力學(xué)性能降低，特別是沖擊性能降低。傳統(tǒng)的金屬砂型鑄造工藝流程如圖11所示。圖11 砂型鑄造工藝流程圖圖12所示為金屬連接盤零件的一般鑄造過程。圖12 金屬連接盤零件的一般鑄造過程 金屬塑性成型金屬塑性成型指在外力作用下，金屬材料通過塑性變形，獲得具有一定形狀、尺寸和力學(xué)性能的零件或毛坯的加工方法。1．金屬塑性成型的特點金屬塑性成型的特點如下：改善金屬組織并提高其力學(xué)性能；材料的利用率高；較高的生產(chǎn)率；毛坯或零件的精度較高。2．材料鋼和非鐵金屬可以在冷態(tài)或熱態(tài)下進行壓力加工。3．用途用來承受沖擊或交變應(yīng)力的重要零件（如機床主軸、齒輪、曲軸和連桿等），應(yīng)采用鍛件毛坯加工。壓力加工在機械制造、軍工、航空、輕工、家用電器等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。例如，飛機上的塑性成型零件的質(zhì)量分?jǐn)?shù)占85%；汽車、拖拉機上的鍛件質(zhì)量分?jǐn)?shù)占60%～80%。4．金屬塑性成型的缺點不能加工脆性材料（如鑄鐵）、形狀特別復(fù)雜（特別是內(nèi)腔形狀復(fù)雜）或體積特別大的零件或毛坯。金屬塑性成型在工業(yè)生產(chǎn)中稱為壓力加工。其成型方法包括自由鍛、模鍛、板料沖壓、擠壓、軋制和拉拔，如圖13所示。圖13 常用的壓力加工方法 連接成型常見的連接成型工藝包括焊接、膠接和機械連接等。1．焊接焊接通常指金屬的焊接，是通過加熱或加壓（或兩者同時使用），使兩個分離物體產(chǎn)生原子間結(jié)合力而連接成一體的成型方法。焊接技術(shù)在機器制造、造船工業(yè)、建筑工程、電力設(shè)備生產(chǎn)、航空及航天工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛。焊接生產(chǎn)的特點如下：節(jié)省金屬材料，結(jié)構(gòu)重量輕；以小拼大、化大為小，適合制造重型、復(fù)雜的機器零部件，能簡化鑄造、鍛造及切削加工工藝，獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟效果；焊接接頭具有良好的力學(xué)性能和密封性；能夠制造雙金屬結(jié)構(gòu)，使材料的性能得到充分利用。焊接生產(chǎn)的不足：焊接結(jié)構(gòu)不可拆卸，給維修帶來不便；焊接結(jié)構(gòu)中會存在焊接應(yīng)力和變形；焊接接頭的組織性能往往不均勻，會產(chǎn)生焊接缺陷等。手工電弧焊的焊接示意圖如圖14所示。2．膠接膠接技術(shù)使用膠粘劑來連接各種材料。與其他連接方法相比，膠接不受材料類型的限制，能夠?qū)崿F(xiàn)各種材料之間的連接（例如各種金屬、非金屬，或金屬與非金屬之間的連接），而且具有工藝簡單、應(yīng)力分布均勻、密封性好、防腐節(jié)能、應(yīng)力和變形小等特點，已被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代化生產(chǎn)的各個領(lǐng)域。膠接的主要缺點是固化時間長、膠粘劑易老化、耐熱性差等。圖15所示為常見的金屬膠接形式。圖14 手工電焊焊接示意圖圖15 常見的金屬膠接形式3．機械連接機械連接包括螺栓連接、鍵連接和鉚釘連接等，其中，鉚釘連接為不可拆連接，其余均為可拆連接。機械連接的主要特點是所采用的連接件一般為標(biāo)準(zhǔn)件，具有良好的互換性，且選用方便、工作可靠、易于檢修，其不足之處是增加了機械加工工序、結(jié)構(gòu)重量大、密封性差、影響外觀，且成本較高。 粉末冶金成型粉末冶金成型指采用成型和燒結(jié)等工序，將金屬粉末或金屬與非金屬粉末的混合物制成金屬制品的工藝技術(shù)。由于粉末冶金的生產(chǎn)工藝與陶瓷的生產(chǎn)工藝形式類似，因此該工藝方法又被稱為金屬陶瓷法。粉末冶金工藝的基本工序如下：（1）原料粉
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