模具制造技術對零件成型的影響研究

杜希亮（淮安中綠園林機械制造有限公司，江蘇淮安　223300）

?

模具制造技術對零件成型的影響研究

杜希亮
（淮安中綠園林機械制造有限公司，江蘇淮安223300）

摘要：模具制造業已經成為國家制造業競爭的一個主要參考因素，對機械加工技術的發展有重要影響。文章介紹了沖壓模具和注塑模具的特點和成型原理，進一步分析了模具型腔壁厚、澆口尺寸、零件的形狀和壁厚等對溶液收縮率的影響，繪制了影響曲線，從而確定了這些參數對零件成型的影響，為研究模具制造過程的參數選擇具有一定的參考作用。

關鍵詞：模具；制造技術；零件成型；參數選擇

目前模具制造業成為機械制造業的一個新的分支，模具的成型原理和傳統的機械加工原理有所區別，且對于不同的模具，通常有不同的模具設計要求。模具是一類具有重要地位的基礎性工藝裝備，模具的水平與工業水平相關，可以作為一個國家制造業發展的重要衡量指標，模具制造工藝多樣，設計主要通過以產品為基礎。進行三維軟件的建模與開發，模具的制造加工精度影響零件的精度，所以模具一般精度較高。當模具與一些機械設備成套使用時，模具可以改變金屬材料的形狀，同時可以改變結構尺寸，位置精度和相對位置等。

1　模具制造技術

模具制造大概可以分為兩類，一類是沖模，一類是注塑模。沖模主要用于一些新產品和小批量的沖壓零件，比如一些簡易的沖壓設備，結構簡單，主要是為了滿足沖模條件。沖模的制造成本和設計成本較低，模具制造工藝并不復雜。注塑模是利用液體的冷卻成型，在冷卻過程中利用固定形狀的零件使其固定。注塑模制造比較復雜，但是可以完成復雜零件的制造加工。

沖模屬于冷加工，主要通過沖頭與零件之間的機械作用力是材料分離，這個過程材料發生塑型變形直到斷裂，可能產生飛邊等破壞情況。沖壓模具的類型很多，從沖模的作用原理看，模具需要上模和下模，這兩部分相互作用使材料分離。上模通過模柄或者上模座固定的安裝在壓力滑塊上，滑塊是可以上下移動的，可以上下活動。下模與下模座安裝固定，壓力機的工作臺上上模與墊板固定，這是主要的固定部位。

2　模具制造與零件成型原理

沖壓模的工作原理較為簡單，在工作時，較長的條料沿著傳動導料銷傳動移動，當到達擋板處時固定柄實現定位，這時候打開壓力機器，上模沿著導軌向下移動，沖模具有鋒利的刃口，落料凹模和上模刃口穿過材料，使得制件和沖口板料分離，完成沖壓沖裁工作。之后，滑塊向上運動，上模在卸料板的作用下條料被卸下，推件機構將落料固定在下模面上，隨著機構的不斷運行，凸模內在廢料不斷被推出，這樣便完成了一次沖壓循環。

注塑模具包括動模、定模、成型零件、澆筑系統等，注塑模具工作原理復雜。模具和注射機的作用下塑料溶解的液體通過噴嘴注射到型腔中，液體通過模具澆口，在型腔每流動一段時間，等到冷卻定型時，注射機合模機構開始動作并退出運動。塑料冷卻后，在材料型腔型芯處形成孔，在無填充材料的地方形成實體，在推桿和注射機合模等機構作用下，制件和流道被推桿推下，并從分型面推出脫落，從而完成注射成型過程。

3　模具制造系統參數的影響

（1）模具型腔壁厚的影響。模具型腔壁厚的影響是通過實驗方法確定的，模具壁厚增加時，零件的制造性能先逐漸增加后接著減小，收縮率具有相同的變化趨勢。收縮率增加，收縮變形增加，零件尺寸減少。模具壁厚受到材料的影響，模具壁厚在5mm左右時，收縮率處于分界狀態，當超過10mm時，向心收縮的作用大大減小，模具的收縮變小。通過實驗過得的模具壁厚的影響程度圖如圖1所示。

圖1　模具型腔壁厚影響圖

（2）澆口的影響。澆口大小對零件精度有很大影響，當澆口的直徑增加時，零件的精度下降。主要是因為澆口增加時，制品的收縮率變化，成型的難度變化，氣體的排除受到影響。在一般的合理的澆口，其尺寸應小于零件壁厚的二分之一，流動性比較差時，澆口可以適當增加。另外，澆口位置不同，液體流去型腔的方向，流程都會產生變化，制件精度受到影響。對澆筑位置進行不同性能的測定可以過得橫縱方向上收縮速度。澆口尺寸大小的實驗獲得的影響趨勢圖如圖2所示。

圖2　不同尺寸大小對零件影響圖

（3）零件制品形狀的影響。一般而言，零件形狀不同對鑄造結果影響不同，使得空間三維方向的收縮速度不同。為了簡單起見，這里討論圓形和正方形板材的零件的收縮率影響。模具形狀不同，流體受到的阻力也不相同，流動的路徑也會產生差別。對于圓形的零件，模具內效應明顯，零件脫離模具時受到限制，圓環零件的內徑收縮率比外徑的收縮率小，而正方形平板的收縮率是最大的。零件的壁厚增加時，液體的收縮率也相應增加，材料同時，收縮率不同。

3　結語

模具設計技術和現代加工技術的進步為模具制造業發展奠定基礎，模具制造過程中，基本模具性能參數對零件成型有重要影響。模具屬于比較精密的機械加工成品，模具的基本組成包括成形工作零件、澆筑液體導向零件、定位支撐零件等。未來的模具設計將朝著科學化方向發展。

參考文獻

［1］王廣春，趙國群.快速成型與快速模具制造技術及其應用［M］.北京：機械工業出版社，2004.

［2］姚長虹，詹肇麟，劉健雄.快速原型制造技術的發展與應用研究［J］.昆明理工大學學報，2000，25（5）：83-86.

［3］王學農，陳發，吐魯洪.應用快速成型技術提高科研創新水平［J］.新疆農機化，2003，（1）：56-58.

［4］趙萬華，李滌塵，洪軍，等.快速成形集成制造系統的開發與研究［J］.中國機械工程，2000，11（10）：1083-1086.

The influence of Mould Manufacturing Technology ofInfluence of mold Manufacturing Technology on parts Shaping

DU Xi-liang
（Huaian Zhonglv Garden Machinery manufacturing co.，LTD.，Huaian，Jiangsu 223300，China）

Abstract:Mold manufacturing has become a major reference factor in a country's manufacturing industry competition，it has important influence on the development of mechanical processing technology.This article introduces the characteristics of injection mold and molding principle，analyzes the influence of the mold cavity wall thickness，the size of the gate，the shape and wall thickness of the parts on solution shrinkage rate in order to provide reference.

Key words:mold；manufacturing technology；molding parts；parameter selection

中圖分類號：TH16

文獻標識碼：A

文章編號：2095-980X（2016）05-0066-01

收稿日期：2016-04-15

作者簡介：杜希亮（1985-），男，江蘇淮安人，助理工程師，主要研究方向；模具設計與制造。