第4章模具工作零件的其它成形方法-安徽机电职业技术学院校.doc

安徽机电职业技术学院教案首页教学课题第二十六讲 4.1挤压成形 4.2超塑成形 (2学时) 教学目的与要求掌握冷挤压成形；了解热挤压成形；了解锌合金模具；了解超塑成形原理和应用。教学重点冷挤压成形 难点超塑成形原理主要教学方法和手段讲授、讨论教具模型、多媒体主要教学要点4.1挤压成形一、冷挤压成形1冷挤压方式 2冷挤压的工艺准备二、热挤压成形1工艺凸模 2热挤压工艺 3后续加工4.2超塑成形1超塑成形原理和应用 2超塑性合金ZnAl22性能3超塑性成形工艺课后作业安徽机电职业技术学院教案续页 4 模具工作零件的其它成形方法4.1 挤压成形一、冷挤压成形（1）原理： 在常温下，将淬硬的工艺凸模压入模坯，使坯料产生塑性变形，以获得与工艺凸模工作表面形状相同的内成形表面。适用范围： 有色金属、低碳钢、中碳钢、部分有一定塑性的工具钢为材料的塑模型腔、压铸模型腔、锻模型腔和粉末冶金模的型腔。（2）特点1）可以加工形状复杂的型腔，尤其适用于加工某些难以进行切削加工的形状复杂的型腔。2）挤压过程简单迅速，产生率高。3）加工精度高，表面粗糙度小。4）冷挤压的型腔，材料纤维未被切断，金属组织更为紧密，型腔强度高。1冷挤压方式（1）封闭式冷挤压 是将坯料放在冷挤压模套内进行挤压加工，如图4-1所示。 图4-1 封闭式冷挤压（2）敞开式冷挤压 在挤压形腔毛坯外面不加模套，如图4-2所示。 图4-2 敞开式冷挤压2冷挤压的工艺准备（1）冷挤压设备的选择 F = pA（2）工艺凸模和模套设计 1）工艺凸模如图4-3所示。图4-3 工艺凸模工作部分图4-3中段应与型腔设计尺寸一致，其精度比型腔精度高一级，表面粗糙度Ra0.320.08。工作部分长度取型腔深度的1.11.3倍。端部圆角半径r不应小于0.2mm。其工作部分作出150的脱模斜度。导向部分图4-3中段，一般取D=1.5d；过渡部分采用较大半径的圆弧平滑过渡，一般R5mm。2）模套 单层模套 图4-5所示。 图4-5 单层模套 双层模套 图4-6所示。 图4-6 双层模套（3）模坯准备模坯材料应具有低的硬度和高的塑性，型腔成形后其热处理变形应尽可能小。模坯的形状尺寸应考虑模具的设计尺寸要求和工艺要求。封闭式冷挤压坯料的外形轮廓，一般为圆柱体或圆锥体，如图4-7所示a。 D=（22.5）dh=（2.53）h1 图4-7 模坯尺寸有时为了减小挤压力，可在模坯底部加工减荷穴，如图4-7b所示。3冷挤压时的润滑为了提高型腔的表面质量和便于脱模，以及减小工艺凸模和模坯之间的摩擦力，从而减少工艺凸模破坏的可能性，应当在凸模与坯料之间施以必要的润滑。二、热挤压成形将毛坯加热到锻造温度，用预先准备好的工艺凸模压入毛坯而挤压出型腔的制模方法称为热挤压法或热反印法。1工艺凸模采用T7、T8或5CrMnMo等。其尺寸应按锻件尺寸放出锻件本身及型腔的收缩量，一般取1.5%2.0%，并作出拔模斜度。2热挤压工艺图4-10为挤压吊钩锻模的示意图。 图4-10 热挤压法制造吊钩锻模的示意图以锻件成品作工艺凸模砂轮打磨表面涂润滑剂加工出锻模上下模坯加热保温去氧化皮将工艺凸模置于上下模坯之间加压锻出型腔。3后续加工退火机械加工淬火磨光4.2 超塑成形1超塑成形原理和应用2超塑性合金ZnAl22的性能（1）超塑性处理工艺（2）强化处理工艺3超塑性成形工艺（1）坯料准备形腔的坯料尺寸可按体积不变原理，根据形腔的结构尺寸进行计算。（2）工艺凸模 1）材料：中碳钢、低碳钢、工具钢或HPb59-1等 2）尺寸： （3）护套（4）挤压设备及挤压力的计算可以在液压机上进行。挤压力： （5）润滑减小摩擦阻力，降低单位挤压力，同时可以防止金属粘附，易于脱模，以获得理想的型腔尺寸和表面粗糙度。图4-14是用ZnAl22注射模制作的尼龙齿轮。 图4-14 尼龙齿轮型腔的加工过程安徽机电职业技术学院教案首页教学课题第二十七讲 4.3铸造成形 (2学时)教学目的与要求了解铍铜合金模具的工艺过程，了解铸造成形的工艺过程，了解合成树脂模具的制造教学重点铍铜合金模具的工艺过程、铸造成形的工艺过程难点铸造成形的工艺过程主要教学方法和手段讲授、讨论教具模型、多媒体主要教学要点4.3 铸造成形一、锌合金模具1模具用锌合金的性能 2锌合金模具制造工艺二、铍铜合金模具1特点2例：图4-19是用金属模型浇铸铍铜合金的示意图。三、陶瓷型铸造1陶瓷层材料 2工艺过程及特点四、合成树脂模具的制造1、制造模具的树脂1）聚酯树脂 2）酚醛树脂3）环氧树脂 4）塑料钢2、模具的制作工艺课后作业作业安徽机电职业技术学院教案首页4.3 铸造成形一、锌合金模具用锌合金材料制造工作零件的模具称为锌合金模具1模具用锌合金的性能必须具有一定的强度、硬度和耐磨性。2锌合金模具制造工艺（1）砂型铸造法（2）金属铸造法（3）石膏型铸造法例1 图4-15是锌合金凹模的浇铸示意图。 图4-15 锌合金凹模的浇铸示意图1）熔化合金：融化温度在450500。 2）预热：150200。 3）浇注：420450。浇注锌合金凹模的模框：可调式模框、厚模框例2 例2 例2 图4-18是鼓风机叶片冲模。采用金属型铸造。 图4-18 金属型铸造a) 鼓风机叶片 b)、c) 铸型制造 d)、e) 浇铸1-砂箱 2-模型 3-型砂 4-模框 5-压铁 6-锌合金1）制作样件 图4-18a所示。必须有足够的刚度和强度，以防止在存放或浇注时产生变形而影响模具精度。 2）铸型制作 将样件置于型砂内找正，撞实，分型面撒上分型砂，图4-18b所示。将另一砂箱置于砂型1上制成铸型，图4-18c所示。将上、下砂箱打开，把预先按尺寸制造的铁板模框放上，压上压铁防止移动，图4-18d、e所示。 3）浇注合金考虑冷凝时的收缩，浇注合金厚度为所需厚度的23倍。冷凝时用喷灯加热使其均匀凝固。完成图4-18d的浇铸后取出样件，将其放入图4-18e的模框内浇铸，即可制成鼓风机叶片冲模的工作零件。二、铍铜合金模具1特点（1）导热性好（2）可缩短模具制造时间（3）热处理后强度均匀（4）耐腐蚀（5）铸造性好，可铸成复杂形状的模具（6）模型精度要求高（7）材料价格高（8）需要用压力铸造技术2例：图4-19是用金属模型浇铸铍铜合金的示意图。工艺过程如下：图4-19 铍铜合金铸造示意图三、陶瓷型铸造1陶瓷层材料（1）耐火材料： 刚玉粉、铝矾土、碳化硅及锆砂等。（2）粘接剂： 硅酸乙酯水解液。（3）催化剂： 氢氧化钙、氧化镁、氢氧化钠以及氧化钙等。（4）脱模剂：上光蜡、变压器油、机油、有机硅油及凡士林。（5）透气剂：双氧水2工艺过程及特点（1）工艺过程1）母模制作用来制造陶瓷型的模型称为母模。如图4-20a所示。 图4-20 带砂底套的陶瓷型造型工艺2）砂套造型如图4-20b所示。3）浇注和喷烧浇注：如图4- 20c所示。喷烧：如图4- 20d所示。合箱：如图4- 21所示。 图4- 21 合箱a） 备浇注的陶瓷型 b） 铸件（2）陶瓷型铸造的特点1）铸件尺寸精度高，表面粗糙度小。2）投资少、生产准备周期短。3）可铸造大型精密铸件 四、合成树脂模具的制造（一）、制造模具的树脂1聚酯树脂 机械强度高，成形方法容易，化学性能稳定。2酚醛树脂 脆，必须加入