模具加工件材料概述

9.1

常用沖壓件材料

9.1.1

常用沖壓件材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能9.1.2

沖壓用材料的合理選擇9.2

常用塑件材料及性能

9.2.1

概論 9.2.2

塑料的分類 9.2.3

塑料的性能 9.2.4

塑料一般選材第9章模具加工件材料概述目錄

一般來說，產(chǎn)品設(shè)計和工藝人員遇到下列情況時，都會涉及加工件材料選用問題。

(1)設(shè)計新產(chǎn)品時，根據(jù)產(chǎn)品的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對零部件的作用、受力情況和工作條件以及工藝要求選用材料。

(2)改進(jìn)產(chǎn)品或仿制產(chǎn)品時，在原產(chǎn)品和仿制品的基礎(chǔ)上提出改進(jìn)方案，根據(jù)改制和仿制的要求選用合適的材料。

(3)進(jìn)口產(chǎn)品國產(chǎn)化時，對樣品進(jìn)行技術(shù)分析和性能試驗，選用性能與之相當(dāng)?shù)男虏牧稀?/p>

(4)改變工藝流程時，選擇代用材料。在生產(chǎn)過程中，采用新材料、新工藝、新技術(shù)和節(jié)能降耗都涉及材料的變更問題。(5)原材料供需發(fā)生問題時，為確保生產(chǎn)的順利進(jìn)行，需要進(jìn)行臨時或長期材料變更。

因此，合理選用材料是保證產(chǎn)品使用性、工藝性、經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)。

9.1常用沖壓材料

沖壓所用的材料是多種多樣的，絕大多數(shù)是板料、帶料及塊料，有時也對某些型材及管材進(jìn)行沖壓加工。

材料類別包括黑色金屬、有色金屬和非金屬三大類。其中主要以各種金屬板料為沖壓加工的對象。

一是黑色金屬。

①普通碳素鋼鋼板

如Q195，Q235鋼鋼板等。

②優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼鋼板

常用牌號有08，08F，10，20鋼鋼板等

③低合金結(jié)構(gòu)鋼鋼板常用的如Q345(16Mn)，Q295(09Mn2)鋼鋼板。

④電工硅鋼鋼板如DT1，DT2鋼鋼板。

⑤不銹鋼鋼板如1Cr18Ni9Ti，1Cr13鋼鋼板等

二是有色金屬。包括紫銅板、黃銅板、錫磷青銅板、鈹青銅板、鋁板、鈦合金板、鎂錳合金板等。

三是非金屬，包括紙膠板、布膠板、皮革、塑料板、橡膠板、纖維板、云母板等。主要用于輕工業(yè)和建材業(yè)相應(yīng)的產(chǎn)品中。

3.新型沖壓材料

當(dāng)代材料科學(xué)的發(fā)展已經(jīng)做到——根據(jù)使用與制造上的要求設(shè)計并研發(fā)新的材料，因此很多沖壓用的新型板材應(yīng)運而生。新型沖壓板材包括高強(qiáng)度鋼板、耐腐蝕鋼板、涂層板及復(fù)合板材。

(1)高強(qiáng)度鋼板

(2)耐腐蝕鋼板

(3)涂層板

(4)復(fù)合板材

9.1.2沖壓材料的合理選擇

沖壓材料選擇的合理與否，直接影響到?jīng)_壓產(chǎn)品的性能、質(zhì)量和制造成本，還決定沖壓工藝過程及繼續(xù)加工的復(fù)雜程度。所以合理選材是十分重要的。

1.選擇沖壓材料應(yīng)遵循的原則

通常在選擇沖壓材料時應(yīng)遵循以下原則:

(1)所選材料首先應(yīng)滿足工件的使用性能要求;

(2)所選材料要有較好的工藝性能;

(3)所選材料要有較好的經(jīng)濟(jì)性。

3.滿足工件的工藝性能要求

沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成型工序兩大類。

在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋軋、矯正是幾種主要的沖壓工藝。

(1)分離工序

分離工序一般包括剪裁、落料、沖孔、切邊和整修等，主要以沖裁件為主，沖裁件的材料主要以滿足使用要求為前提，對材料沒有特別的要求。只是在抗拉強(qiáng)度大于600MPa時要考慮模具的強(qiáng)度。

(2)成型工序

成型工序主要以彎曲件、拉延件、成型件和冷擠壓件為主。

①彎曲件對材料的要求

②拉延件對材料的要求

（3）焊接工藝對沖壓材料的要求

金屬材料的焊接性主要決定于化學(xué)成分，也決定于焊接工藝條件及結(jié)構(gòu)的剛性。不同的焊接工藝對材料的性能及焊接工藝有不同的要求。因此，對于需要進(jìn)行焊接加工的沖壓件選材時，應(yīng)考慮材料的焊接性。

（4）機(jī)械加工工藝對沖壓材料性能的要求

沖壓件中有少部分工件在沖壓成型以后還需要進(jìn)行機(jī)械加工，如傳動軸上的儲油筒座、底盤用的制動盤以及發(fā)動機(jī)上用的一些部件等，因此對這些工件選材時應(yīng)考慮機(jī)械加工對材料的要求。

（5）涂裝工藝對沖壓材料的要求

涂裝質(zhì)量直接影響到產(chǎn)品的外觀質(zhì)量和產(chǎn)品檔次的提升，涂裝質(zhì)量除了涂裝材料本身的影響外，鋼板的涂裝性能也是涂裝工藝不可忽視的因素。一般來說，影響鋼板涂裝性能的主要因素有鋼板表面狀態(tài)、鋼板清潔度和鋼板表面粗糙度。

4.選擇沖壓材料的注意事項

充分重視廢料及余料的作用:

沖壓生產(chǎn)中的廢料通常分為兩部分，即由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)造成的，稱為結(jié)構(gòu)廢料;由工藝排樣造成的稱為工藝廢料。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)廢料應(yīng)在產(chǎn)品設(shè)計時盡量考慮對廢料的利用。如圖9-1所示的單相電度表電磁沖片，其沖下的廢料仍可作為沖制墊片，從而降低了成本。圖9-1單相電度表電磁沖片排樣

1—電磁沖片2—沖制墊片3—廢料

例：在工藝排樣時，應(yīng)盡量考慮無廢料及少廢料排樣，如圖9-2(a)所示為電度表線圈焊片無廢料排樣形式，圖9-2(b)所示為少廢料排樣形式。

圖9-2電度表線圈焊片排樣形式

1—條料;2—落料工件;3—廢料

9.2常用塑料及性能

9.2.1塑料的分類

1.按使用特性分類

(1)通用塑料

(2)工程塑料

(3)特種塑料

①增強(qiáng)塑料:

②泡沫塑料:

2.按理化特性分類

(1)熱固性塑料

(2)熱塑性塑料

3.按加工方法分類

根據(jù)成型方法，可將塑料分為膜壓、層壓、注射、擠出、吹塑、澆鑄和反應(yīng)注射塑料等多種類型。

9.2.2塑料一般選材

塑料模具典型的選材程序

1.零部件的構(gòu)思

零部件的構(gòu)思是指進(jìn)行初步的功能設(shè)計，即零部件的形狀及其功能元件的形狀，并考慮選擇基本加工方法。

2.選材

塑料性能主要包括

——相對密度、色澤與透明度、

硬度、

機(jī)械性能

3.初步分析設(shè)計

初步分析設(shè)計是指利用工程設(shè)計性能計算壁厚和工件的其他尺寸，并根據(jù)塑料的特點進(jìn)行制品設(shè)計和模具設(shè)計。

4.試制樣品

試制樣品即在部件實際使用條件下或模擬零部件的使用條件下進(jìn)行試驗。

5.重新設(shè)計和重新試驗

當(dāng)性能不能滿足使用要求時，要重新篩選材料或重新設(shè)計并試驗。

6.根據(jù)試制樣品的試驗情況和加工零部件的成本，確定最終設(shè)計和選材。

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