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模具钢材及模具价格估算办法

更新时间:2020-08-12 23:29
 

  模具钢材及模具价格估算办法_生产/经营管理_经管营销_专业资料。模具钢材及模具价格估算 概 论 第1章 冷作模具钢材 第2章 热作模具钢材 第3章 塑料模具钢材 第4章 模具表面处理钢材 第5章 模具概述 第6章 模具价格的技术经济

  模具钢材及模具价格估算 概 论 第1章 冷作模具钢材 第2章 热作模具钢材 第3章 塑料模具钢材 第4章 模具表面处理钢材 第5章 模具概述 第6章 模具价格的技术经济分析及评价方法 第7章 冲压模具价格估算 第8章 型腔模具价格估算 第9章 其它模具价格估算 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 客服热线联系人:陈先生 模具材料在模具工业中的地位 0.2 模具材料的应用状况及发展趋势 0.3 模具表面处理技术 0.4 本课程的性质和要求 0.5 模具材料的分类 0.6 模具材料的主要性能指标 0.7 模具的失效形式 0.8 影响模具寿命的主要因素 概 论 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 客服热线联系人:陈先生 第1章 冷作模具材料 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 1.1 1.1.1 1.1.2 1.1.3 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.2.4 1.2.5 1.2.6 1.2.7 1.2.8 1.3 1.3.1 1.3.2 冷作模具零件的失效形式 冷作模具的工作条件 冷作模具的失效形式 冷作模具材料的性能要求 冷作模具材料 低淬透性冷作模具钢 低变形冷作模具钢 高耐磨微变形冷作模具钢 高强度高耐磨冷作模具钢 高强韧性冷作模具钢 高耐磨高强韧性冷作模具钢 特殊用途冷作模具钢 硬质合金 冷作模具零件的热处理工艺 冷作模具的热处理工艺 主要冷作模具的热处理特点 客服热线.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.3 2.3.1 2.3.2 热作模具零件的失效形式 热作模具的工作条件 热作模具的失效形式 热作模具材料的性能要求 热作模具材料 热作模具钢的分类及钢号 热锻模用钢 热挤压模用钢 压铸模用钢 其它热作模具材料 热作模具零件的热处理工艺 主要热作模具的制造工艺路线 主要热作模具的热处理特点 第2章 热作模具材料 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 客服热线章 塑料模具材料 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 塑料模具零件的失效形式 塑料模具的工作条件 塑料模具的主要失效形式 塑料模具材料的性能要求 塑料模具材料 渗碳型塑料模具用钢 淬硬型塑料模具用钢 预硬型塑料模具用钢 时效硬化型塑料模具钢 耐蚀塑料模具钢PCR 其它塑料模具材料 塑料模具零件的热处理工艺 塑料模具的制造工艺路线 塑料模具的热处理特点 塑料模的表面处理 客服热线章 模具表面处理技术 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.3 4.3.1 4.3.2 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.3 4.4.4 表面化学热处理技术 渗碳 钢的渗氮(氮化) 渗硼 碳氮共渗 涂镀技术 电镀 电刷镀 化学镀 热浸镀 气相沉积技术 化学气相沉积 物理气相沉积 其它表面处理技术 热喷涂 激光表面处理 离子注入 电子束表面处理 客服热线 模具成形工艺特点 5.1.2 模具的分类 5.2 模具设计及其特点 5.2.1 模具设计 5.2.2 模具设计特点 5.3 模具制造及其特点 5.3.1 模具制造方法 5.3.2 模具制造特点 5.3.3 模具制造的工艺特点 第5章 模具概述 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 5.3.4 模具制造的发展方向 客服热线 模具的技术经济指标 6.2 模具价格的构成 6.2.1 模具生产的一般过程 6.2.2 模具价格的基本构成及计算公式 6.2.3 模具价格的基本构成费用分解 6.3 模具价格的评价方法 6.4 模具估价与报价关系 6.5 模具报价单的填写 第6章 模具价格的技术经济分析及评价方法 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 客服热线 7.2.2 7.2.3 7.2.4 7.2.5 7.2.6 7.2.7 7.3 7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.3.5 7.3.6 7.3.7 冲压模具概述 冲压模具的分类 冲压模具的经济特点 小型冲压模具价格估算 小型冲压模具的特点 小型冲压模具的种类 小型冲压模具的制造工艺 小型冲压模具价格估算方法适用范围 小型冲压模具价格的构成 小型冲压模具价格估算方法 小型冲压模具价格估算步骤 中、大型冲压模具销售价格估算 中、大型冲压模具的特点 中、大型冲压模具的种类 中、大型冲压模具的制造特点及工艺顺序 中、大型冲压模具价格估算方法适用范围 中、大型冲压模具价格的构成 中、大型冲压模具价格估算方法 中、大型冲压模具价格估算步骤 第7章 冲压模具价格估算 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 客服热线 型腔模具的分类 8.1.2 注塑模具概述 8.1.3 型腔模具的制造特点 8.1.4 注塑模具的制造工艺 8.2 8.3 注塑模具价格估算方法适用范围 注塑模具价格的构成 8.4 8.5 注塑模具价格估算方法 注塑模具价格估算步骤 第8章 型腔模具价格估算 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 客服热线 粉末冶金模具价格估算 9.3 冷挤压模具价格估算 9.4 玻璃模具价格估算 9.5 橡胶模具价格估算 9.5.1 依据材料费用估算橡胶模价格 9.5.2 类比法估算橡胶压制成形模具价格 9.6 简易冲压模具价格估算 第9章 其它模具价格估算 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 客服热线 模具材料在模具工业中的地位 模具是制造技术的核心,工业要发展,首先要发展 模具工业。模具作为国民经济的基础工业,涉及机械、 汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业,量 大面广,品种繁多。 “模具是工业之母”,模具性能好坏,寿命高低, 直接影响产品的质量和经济效益。而模具材料与热处理、 表面处理是影响模具寿命诸因素中的主要因素。所以, 目前世界各国都在不断地开发模具新材料,改进热处理 工艺和表面强化技术。 0.2 模具材料的应用状况及发展趋势 (1)在冷作模具钢方面:开发了一批高性能的新钢种,如 7CrSiMnMoV(CH-1)、Cr12Mo1V1(D2)钢等。 (2)在热作模具钢方面:研制新钢种,如4CrMnSiMoV、 5Cr2NiMoVSi(5Cr2);热锻、热挤、精锻、辊锻用的 4Cr3Mo3W4VNb(GR)等;冷热兼用的5Cr4Mo3SiMnVAl (012Al)等。这些钢具有高的热稳定性、高温强度、热 疲劳性及耐磨性。 (3)塑料模用钢方面:开发了如预硬钢3Cr2Mo(P20)、 3Cr2NiMo(718)等,时效硬化钢25CrNi3MoAl(25CrNi3); 耐蚀钢0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR);镜面塑料模具钢 10Ni3CuAlMoS(PMS)等。这些钢种强韧性适当,热处理 工艺较简便,变形小,易于切削加工。 0.3 模具表面处理技术 采用表面处理技术可以延缓和控制表面的破坏,成为提 高模具寿命的有效方法,在解决问题的同时,促进了表面处 理技术的发展。 目前表面处理技术发展的主攻方向为以下三方面技术: (1)离子技术:包括等离子和离子束技术。 (2)激光技术:包括激光涂镀、激光热处理、激光熔融。 (3)复合技术:复合技术大多是为涂镀耐磨层而开发的。 益丰华模具钢整理 0.4 本课程的性质和要求 本课程是模具设计与制造专业的专业课程。课程任务是使学生 具有必需的模具材料及表面处理方面的基本知识和基本技能。 知识教学目标: (1)了解当前模具材料的现状和发展趋势。 (2)模具材料及表面处理与模具使用性能、寿命、成本间的关系。 (3)初步掌握常用冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料的 牌号、性能特点及工艺特点。 (4)熟悉常见的模具表面处理方法。 能力培养目标: (1)具有合理选用模具材料的初步能力。 (2)具备正确制订常用模具材料热处理工艺的初步能力。 (3)具备根据模具要求,合理选用模具表面处理方法的初步能力。 模具材料的分类 模具材料的品种繁多、分类方法也不尽相同。由于模具钢是制 造模具的主要材料,所以我们可将材料分类如下: 模具材料 其它模具 材料 模具钢 冷作模具钢 热作模具钢 塑料模具钢 铸铁 有色金属 及其合金 硬质合金 非金属材料 根据模具的工作条件不同,一般把模具钢分为三类: 1.冷作模具钢 2.热作模具钢 3.塑料模具钢。 模具材料的主要性能指标 (1)强度:表征材料变形抗力和断裂抗力的性能指标。 (2)硬度:衡量材料软硬程度的性能指标,实际上它是表征着材料 对变形和接触应力的抗力。 a.洛氏硬度HR b.布氏硬度HB c.维氏硬度HV (3)塑性:衡量模具钢塑性通常采用断后伸长率δ和断面收缩率ψ 两个指标。 (4)韧性:材料在冲击载荷作用下抵抗产生裂纹的特性,反映了模 具的脆断抗力。 (5)疲劳抗力:材料在交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的性能指标。 模具的失效形式 模具失效是指模具丧失正常工作能力。具体是指模具 工作部分发生严重磨损或损坏而不能用一般修复方法(刃 磨、抛磨)使其重新服役的现象。 模具寿命是指模具自正常服役至必然失效期间内所能 完成制件加工的次数。 模具的主要失效形式是断裂、过量变形、表面损伤和 冷热疲劳。 影响模具寿命的主要因素 (1)模具结构设计对模具寿命的影响 (2)模具材料对模具寿命的影响 (3)模具制造质量对模具寿命的影响 a.模具零件加工精度的影响 b.模腔表面粗糙度的影响 c.模具硬度均匀性的影响 d.模具装配精度的影响 (4)模具的热处理质量与表面强化对模具寿命的影响 (5)模具的使用对模具寿命的影响 a.机床设备的特性。 b.被加工材料的性质。 c.模具的安装和使用条件。 d.模具的操作规程及维护。 冷作模具零件的失效形式 冷作模具主要有如下几种类形: 冷冲裁模、冷挤压模、冷镦模、拉深模、冷弯曲模等。 冷作模具的材料有: 冷作模具钢、硬质合金、铸铁、铜合金、锌基合金等。 冷作模具主要用于完成金属和非金属材料的冲裁、弯 曲、拉深、镦锻、挤压等工序。由于加载形式和被加工材 料的性质、规格不同,因而各种模具的工作条件差别很大, 故其失效形式也不相同。 冷作模具的工作条件 1.冷冲裁模的工作条件 冷冲裁模主要用于各种板材的冲切及成形。模具的工 作部位是凸、凹模的刃口,刃口工作时受到压力及摩擦力 的作用。根据被切板料的厚度,冷冲裁模具分为薄板冲裁 模(板厚≤1.5mm)和厚板冲裁模(板厚>1.5mm)两种, 在冲裁软质薄板时,冲头的压力并不大。在冲裁中、厚钢 板时,尤其是在厚钢板上冲小孔,冲头所承受的单位压力 很大,对模具要求更高。 益丰华模具钢整理 1.1.1 冷作模具的工作条件 2.冷弯曲模的工作条件 冷弯曲模主要用于各种金属零件的弯曲成形,作用 于模具的力量不很大。但对有些模具的形状过于复杂, 而造成巨大的应力集中时,则要求具有高的断裂抗力。 冷作模具的工作条件 3.冷拉深模的工作条件 冷拉深模主要用于软质板材的冷拉深成形,这一工序 的工作应力不大,要求模具的工作面保持较低数值粗糙度 不发生黏附磨损和擦伤。如果被拉深的板材较薄、强度较 低、塑性较高、模具承受载荷较轻时,属于轻载拉深;如 被拉深材料强度较高或板材较厚时,则模具承受载荷较大, 属于重载拉深。 冷作模具的工作条件 4.冷镦模的工作条件 冷镦成形工艺主要用在紧固件、滚动轴承、滚子链条、 汽车零件等。零件的冷镦成形在冷镦机上进行,冷镦频率为 60~120次/min,冲击力从300KN到2500KN。冷镦凸模承受 强烈的冲击力,又由于被镦材料硬度不均,坯料端面不平, 冷镦机精度不够等原因,还可使凸模产生弯曲应力;凸模表 面还承受剧烈的冲击性摩擦,可使凸模面磨损。冷镦凹模的 型腔承受冲击性胀力,型腔表面还承受强烈的摩擦和压力。 冷作模具的工作条件 5.冷挤压模的工作条件 冷挤压成形时,凸模受到巨大的压应力,当毛坯端面不 平整,凸模和凹模不同心时,凸模必然会受到弯曲应力的 作用,此外,脱模时由于毛坯与凸模之间的摩擦,使凸模 还受到拉应力的作用。因此,在多种作用力的叠加作用下, 在凸模应力集中处,极易发生脆性断裂(折断、劈裂)等。 同时,凹模内壁受到变形金属的强烈摩擦,容易导致磨损, 此外,凹模还受到切向应力的作用,有胀裂的可能。 冷作模具的失效形式 1.冷作模具的主要失效形式 (1)断裂失效 (2)变形失效 (3)磨损失效 (4)咬合失效 (5)啃伤失效 (1)断裂失效 模具在使用中突然出现裂纹或发生破损而失效,按其 损坏情况可分为局部破损(剥落、崩刃、掉牙等)和整体 性破损(如碎裂、断裂、胀裂、劈裂等)。它们的特点是 破损大多产生在受力最大的工作部位,或是在截面变化的 应力集中处。 按断裂过程特征可分为脆性断裂和疲劳断裂两种形式。 1)脆断失效:主要是由于模具存在冶金缺陷。 2)疲劳断裂失效:主要是由于循环应力所造成,其断裂过 程要比脆断失效缓慢的多。 (2)变形失效 模具在使用过程中发生塑性变形,失去原有的几何形 状,通常发生在硬度偏低或淬硬层太薄的模具,具体表现 为凸模镦粗、弯曲;凹模型腔下沉塌陷、棱角堆塌、模孔 胀大等。 益丰华模具钢陈生 (3)磨损失效 冷作模具在工作时,坯料沿着模具表面既滑动又流动, 使模具与坯料间产生了很大摩擦力,造成模具表面被划出或 多或少的凹凸痕迹,这些痕迹与坯料表面的凹凸不平相咬合, 在模具表面逐渐产生了机械破损而磨损。如果在凸凹模之间 夹有细而硬的夹杂物如氧化物等,将导致模具磨损加剧,以 致于使模具和坯料表面刮伤或黏着等。 在模具中常遇到的磨损形式有,磨料磨损、黏着磨损、 腐蚀磨损和疲劳磨损等。 (4)咬合失效 当坯料与模具表面接触时,在高压摩擦下,润滑油膜破 坏,发生咬合。此时,金属坯料“冷焊”在模具型腔表面上, 使后续加工的工件表面就会被冷焊在型腔表面的金属瘤划出 道痕。造成工件表面粗糙度值变大,甚至出现沟槽。 在弯曲、拉深、冷镦、冷挤压等成形中,咬合是最常见 的一种失效形式。当工件表面出现划痕和拉沟时,模具必须 进行研磨与抛光,特别是在拉深成形中出现咬合现象时,模 具必须经过修整后才能继续生产。 (5)啃伤失效 当冲头与凹模直接碰撞时,将出现啃伤失效。其表现 形式为模具刃口崩裂,使冲件的毛刺突然增大。一旦出现 啃伤后,模具的修磨量剧增到0.5~0.2mm,才能去除损伤 部分恢复锐利的刃口。 冷作模具的失效形式 2.各类冷作模具的失效特点 (1)冷冲裁模 (2)冷拉深模 (3)冷镦模 (4)冷挤压模 (1)冷冲裁模 磨损是冲裁模最基本的失效形式,当刃口磨损严重时, 会使冲件产生毛刺,此时模具就会因磨损超差而不能再用。 当冲件厚度大或具有较强的磨粒磨损作用(如硅钢片等)或 咬合倾向(如奥氏体钢)时,都会加快磨损失效。 薄板冷冲裁模的主要失效形式是磨损,极少情况是脆断失效, 脆断的原因主要是热处理不当或操作失误;厚板冲裁模除磨 损外,还可能发生崩刃、断裂等。 (2)冷拉深模 在拉深外观要求光滑的各种仪表、电器、汽车、轻工产品 的工件时,模具主要是由于咬合而失效。黏附是拉深过程常 出现的问题,是造成模具咬合失效的重要原因,模具表面越 硬,越光洁,如在润滑条件较好的条件下拉深,则越不易发 生黏附现象。 (3)冷镦模 冷镦模主要的失效方式是开裂、折断,即由韧性不足 引起的损伤占有很大比例,因上述原因导致的失效占90%以 上,材料韧性不足极大影响着模具寿命。 (4)冷挤压模 冷挤凸模的失效形式有折断、疲劳断裂、塑性变形 及磨损;凹模的失效形式主要是胀裂及磨损。 冷作模具材料的性能要求 冷作模具在工作中由于承受拉伸、压缩、弯曲、冲 击、疲劳等机械力的作用,从而发生脆断、堆塌、磨损、 咬合、啃伤、软化等现象。因此,冷作模具材料应具有 高的磨损抗力、断裂抗力、疲劳抗力、抗咬合能力等。 冷作模具材料的性能要求 1.冷作模具材料的主要性能指标 (1)耐磨性能 (2)变形抗力 (3)断裂抗力 (4)咬合抗力 (5)受热软化抗力 (1)耐磨性能 材料的耐磨性能好坏与材料的硬度及组织有关。一 般条件下,材料的硬度愈高,耐磨性愈好。另外,软的 基体与分布均匀的硬质点的材料组织,其耐磨性能较好。 (2)变形抗力 表征冷作模具材料变形抗力的指标,主要有硬度、 拉伸屈服点、压缩屈服点、弯曲屈服点。 1)硬度:在一定硬度范围内,硬度与变形抗力成正比。实 践表明,在同一硬度条件下,不同冷作模具材料在使用 过程中所表现的变形抗力,有明显的差别。因此单纯用 硬度指标并不能充分反映各种模具材料的变形抗力。 2)压缩屈服点:压缩屈服点是衡量冷作模具材料变形抗力 的主要指标。 3)弯曲屈服点:弯曲试验的优点是测试方便,应变量的绝 对值大,能灵敏地反映出不同钢材之间,以及在不同热 处理条件下的变形抗力的差别。 (3)断裂抗力 1)一次性脆断抗力:能表征一次性脆断抗力的指标为: 一次冲击断裂功,抗压强度和抗弯强度。上述指标可 反映冲头在过载时的断裂抗力。 2)疲劳断裂抗力:由在一定的循环载荷下所表现的断裂 循环次数或在规定的循环次数导致试样断裂的载荷值 来表征,可用下列指标来反映:小能量多次冲击断裂 功或多次冲击断裂寿命;拉-压疲劳强度或疲劳寿命; 接触疲劳强度或接触疲劳寿命。 3)裂纹断裂抗力:当模具中已存在微裂纹后,其断裂抗 力大大减弱。因此,不能采用光滑试样测试的各种断 裂抗力,来评价裂纹体的断裂抗力。根据断裂力学理 论,可采用断裂韧度指标来表征裂纹体的断裂抗力。 (4)咬合抗力 咬合抗力实际就是对发生“冷焊”的抵抗能力。通 常在干摩擦条件下,把被试验模具钢的试样,与具有咬 合倾向的材料(如奥氏体钢),进行恒速对偶摩擦运动, 以一定速度逐渐增大载荷,此时转矩也相应增大,当载 荷加大到某一临界数值时,转矩突然急剧增大。这意味 着已发生咬合。这一载荷称为“咬合临界载荷”。临界 载荷愈高,标志着咬合抗力愈强。 益丰华模具钢优价销售各种模具钢材 (5)受热软化抗力 受热软化抗力,反映冷作模具在承载时的温升对硬 度、变形抗力及耐磨性的影响。 表征冷作模具钢受热软化抗力的指标主要有两项:软化 温度(℃);二次硬化硬度(HRC)如表1-2。 冷作模具材料的性能要求 2.各类冷作模具的材料性能要求 (1)冷冲裁模 (2)冷拉深模 (3)冷镦模 (4)冷挤压模 (1)冷冲裁模: 通过对冷冲裁模工作条件及失效形式的分析,对薄板 冲裁模具用钢则要求具有高的耐磨性,而对厚板冲裁模 除要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外,为防止模具崩 刃或断裂,还应具有高的强韧性。 (2)冷拉深模: 对冷拉深模用钢的性能要求,主要是模具应有高 的强度和耐磨性,在工作时不发生黏附和划伤,具 有一定韧性及较好的切削加工性能,并要求热处理 时模具变形小。 (3)冷镦模: 冷镦模具除应具备高硬度,高强度和高的耐磨性外, 还需有高的冲击韧度以增强模具在冲击载荷作用下的断 裂抗力和疲劳抗力。 (4)冷挤压模: 制作冷挤压模具的材料必须具有高的强韧性及良好 的耐磨性。一般要求硬度61~63HRC,硬度过高,模具容 易碎裂、崩块;硬度不够,模具容易磨损,也可能发生 压塌及变形。 冷作模具材料 冷作模具钢是应用最广的冷作模具材料。按化学成分、 工艺性能和承载能力可将冷作模具钢分类为表1-3所示。 类 形 钢 号 低淬透性冷作模具钢 低变形冷作模具钢 高耐磨微变形冷作模具钢 高强度高耐磨冷作模具钢 高强韧性冷作模具钢 高耐磨高强韧性冷作模具 钢 特殊用途冷作模具钢 T7A、T8A、T10A、T12A、8MnSi、Cr2、9Cr2、Cr06、W、GCr15、V、 CrW5 9Mn2V、CrWMn、9SiCr、9CrWMn、9Mn2、MnCrWV、SiMnMo Cr12、Cr12Mo1V1(D2)、Cr12MoV、Cr5Mo1V、Cr4W2MoV、 Cr12Mn2SiWMoV、Cr6WV、Cr6W3Mo2.5V2.5 W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、W12Mo3Cr4V3N 6W6Mo5Cr4V、65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(LD)、 7CrSiMnMoV(CH-1)、5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)、6CrNiSiMnMoV (GD)、8Cr2MnWMoVS 9Cr6W3Mo2V2(GM)、Cr8MoWV3Si(ER5) 9Cr18、Cr18MoV、Cr14Mo、Cr14Mo4、1Cr18Ni9Ti、5Cr21Mn9Ni4W、 7Mn15Cr2Al3V2WMo 益丰华客服热线 低淬透性冷作模具钢 1.碳素工具钢 常用的碳素工具钢有T7A、T8A、T10A、T12A,其中T7A 为亚共析钢,T8A为共析钢。 (1)钢的力学性能 (2)工艺性能 (3)碳素工具钢的选用 2.GCr15钢 GCr15钢是专用的轴承钢之一,但也常用来制造冷作模 具,如落料模、冷挤压模和成形模等。该钢具有过共析成 分,并加入少量的铬以提高淬透性和耐回火性。 (1)钢的力学性能 (2)钢的工艺性能 低变形冷作模具钢 低变形冷作模具钢是在碳素工具钢的基础上加入 了适量的铬、钼、钨、钒、硅、锰等合金元素,可以 降低淬火冷却速度,减少了热应力和组织应力,减少 了淬火变形及开裂倾向,钢的淬透性也明显提高。因 此,碳素工具钢不能胜任的模具,可考虑用高碳低合 金来制作。 低变形冷作模具钢常用的钢号有:CrWMn、9Mn2V、 9SiCr、9CrWMn、9Mn2、MnCrWV、SiMnMo等。这里仅介 绍前面三种。 低变形冷作模具钢 1.化学成分及相变点 冷作模具钢的化学成分及相变点见表1-10和表1-11。 2.力学性能 CrWMn、9Mn2V、9SiCr具有较高的硬度和耐磨性。钨还能 细化晶粒,使钢具有较好的韧性。 3.工艺性能 (1)锻造工艺 (2)退火工艺 (3)淬火工艺 (4)回火工艺 4.使用范围 CrWMn主要用作轻载拉深模及弯曲翻边模等。 9Mn2V适于制造一般要求的尺寸较小的冷冲压模、雕刻模等。 9SiCr适于制作冲模及打印模等。 高耐磨微变形冷作模具钢 高耐磨微变形钢常用钢号有:Cr12 、Cr12MoV 、 Cr12Mo1V1(D2)、Cr5Mo1V、Cr4W2MoV、Cr2Mn2SiWMoV、 Cr6WV、Cr6W3Mo2.5V2.5,这里主要介绍高碳高铬的Cr12 形三种钢。 高耐磨微变形冷作模具钢 1.Cr12形高碳高铬钢的化学成分及相变点 2.组织与性能 硬度高、耐磨性高、淬透性好,加入Mo和V的Cr12MoV及 Cr12Mo1V1钢,回火稳定性和淬透性高,改善了钢的韧性。 3.锻造及退火 (1)锻造及改锻的必要性 (2)锻造工艺与实际操作 (3)退火工艺 4.热处理工艺 (1)淬火 (2)回火 5.应用范围 几乎在所有冷作模具中均有应用。 高强度高耐磨冷作模具钢 高速钢具有很高的硬度、抗压强度和耐磨性,采用低温 淬火、快速加热淬火等工艺措施可以有效地改善其韧性。因 此,高速钢越来越多地应用于要求重载荷、高寿命的冷作模 具。 常用的钢号有W18Cr4V(18-4-1)、W6Mo5Cr4V2(6-54-2)、W12Mo3Cr4V3N(V3N)以及为提高韧性而研制的降碳 降钒高速钢6W6Mo5Cr4V(低碳M2或称6W6),这些钢在制造 重载荷的冷作模具方面取得了良好的使用效果。 高强度高耐磨冷作模具钢 1.化学成分 2.工艺性能 (1)锻造 (2)退火 (3)淬火 (4)回火 (5)淬、回火注意事项 3.力学性能 右图为低碳M2钢不同 温度回火后的力学性能。 4.应用 主要用于重载荷凸模。 6W6Mo5Cr4V钢力学性能 与回火温度关系(1200℃淬火) 1.2.5 高强韧性冷作模具钢 高强韧性冷作模具钢具有最佳的强韧性配合,此类钢 包括基体钢、低合金高强度钢、降碳减钒的低碳M2钢,马 氏体时效钢等。基体钢是指具有高速钢正常淬火后基体成 分的钢,这类钢的碳质量分数一般为0.5%左右,合金元素 质量分数在10%~20%范围内,在具有一定耐磨性和硬度的 前提下,抗弯强度的韧性得到显著改善。 1.2.5 高强韧性冷作模具钢 1.基体钢 2.低合金高强度钢6CrNiSiMnMoV(GD) 3.火焰淬火冷作模具钢7CrSiMnMoV(CH-1) 4.易切削精密冷作模具钢8Cr2MnWMoVS(8Cr2S) 1.基体钢 (1) 65Cr4W3Mo2VNb(65Nb)钢 1)65Nb钢化学成分及相变点 2)工艺性能 ①锻造 ②退火 ③淬火 ④回火 3)力学性能 4)应用范围 (2) 7Cr7Mo2V2Si(LD)钢 1)成分及相变点 2)工艺性能 ①锻造 ②退火 ③淬火 ④回火⑤推荐工艺 3)力学性能 4)应用范围 (3) 5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al)钢 1)成分及相变点 2)工艺性能 ①锻造 ②退火 ③淬火 ④回火⑤推荐工艺 3)力学性能 4)应用范围 低合金高强度钢6CrNiSiMnMoV(GD) (1)化学成分及相变点 (2)工艺性能 1)锻造 2)退火 3)淬火 4)回火 5)推荐热处理工艺 (3)力学性能 (4)应用范围 3.火焰淬火冷作模具钢7CrSiMnMoV(CH-1) (1)化学成分及相变点 (2)工艺性能 1)锻造工艺 2)退火 3)淬火及回火 ①整体淬火、回火 ②火焰表面淬火 (3)力学性能 (4)应用范围 易切削精密冷作模具钢8Cr2MnWMoVS(8Cr2S) (1)化学成分及相变点 (2)工艺性能 1)锻造 2)退火 3)淬火及回火 (3)应用范围 1.2.6 高耐磨高强韧性冷作模具钢 高强韧性钢虽然克服了高铬、高速钢的脆断倾向,但由 于钢中含碳量的减少,其耐磨性不如高铬钢和高速钢。 对一些以磨损为主要失效形式的模具,上述钢种仍满足 不了要求。为此研制了高耐磨、高韧性的冷作模具钢,其 典形钢种主要有GM、ER5。 1.2.6 高耐磨高强韧性冷作模具钢 1.9Cr6W3Mo2V2(GM)钢 9Cr6W3Mo2V2(GM)钢的耐磨性、强韧性、加工性能都 优于Cr12形钢,是较理想的精密、耐磨冷作模具钢。 2.Cr8MoWV3Si(ER5)钢 ER5钢的化学成分与基体钢比较,ER5钢提高了含碳量、 含钒量以及Cr、Mo、W等碳化物形成元素,因而使ER5钢具 有高耐磨性及高强韧性。 益丰华客户热线)化学成分及相变点 (2)工艺性能 1)锻造工艺 2)退火 3)淬火及回火 (3)力学性能 1)硬度 2)抗压及抗弯性能 3)冲击韧度 4)冲击磨损性能 (4)使用范围 2.Cr8MoWV3Si(ER5)钢 (1)化学成分及相变点 (2)工艺性能 1)锻造工艺 2)退火 3)淬火、回火工艺 4)推荐热处理工艺 (3)力学性能 1)抗拉强度 2)抗压性能 3)抗弯强度 (4)使用范围 特殊用途冷作模具钢 1.耐蚀冷作模具钢 耐蚀冷作模具钢的成分特点是高碳高铬,既具有高的硬度 和耐磨性,又具有良好的耐蚀性能。 2.7Mn15Cr2Al3VWMo(7Mn15)无磁冷作模具钢 作为无磁模具钢,除具备一般冷作模具钢的使用性能外, 还具有在磁场中使用时不被磁化的特性。该钢具有非常低的磁 导率、高的硬度、强度和较好的耐磨性。 (1)化学成分 (2)工艺性能 1)锻造2)退火3)固溶处理4)时效处理5)气体氮碳共渗 (3)力学性能 (4)应用 制造无磁模具,也可制造700~800℃使用的热作模具。 1.2.8 硬质合金 硬质合金的种类很多,但制造模具用的硬质合金通常 是金属陶瓷硬质合金和钢结硬质合金。 1.金属陶瓷硬质合金 2.钢结硬质合金 (1)DT合金的力学性能 (2)DT合金的热加工特性 1)退火工艺 2)淬火、回火工艺 3)锻造工艺性 (3)DT合金的切削加工性 (4)DT合金的应用 冷作模具零件的热处理工艺 在模具材料选定之后,必须配以正确的热处理,才能保 证模具的使用性能和寿命。 1.3.1 冷作模具的热处理工艺 1.冷作模具的制造工艺路线.冷作模具钢的强韧化处理工艺 冷作模具的制造工艺路线 模具的成形加工和热处理工序安排对模具的质量也有很 大影响,在制定与实施热处理工艺时,必须予以考虑。通常 冷作模具的制造工艺路线)一般成形冷作模具 锻造→球化退火→机械加工成形→淬火与回火→钳修装配。 (2)成形磨削及电加工冷作模具 锻造→球化退火→机械粗加工→淬火与回火→精加工成形 (凸模成形磨削,凹模电加工)→钳修装配。 (3)复杂冷作模具 锻造→球化退火→机械粗加工→高温回火或调质→机械加工 成形→钳工修配。 在热处理工序安排上要注意以下几点: ①对于位臵公差和尺寸公差要求严格的模具,为减少热处理 变形,常在机加工之后安排高温回火或调质处理; ②对于线切割加工模具,由于线切割加工破坏了淬硬层,增 加淬硬层脆性和变形开裂的危险性,因而,线切割加工之前 的淬回火,常采用分级淬火或多次回火和高温回火,以使淬 火应力处于最低状态,避免模具线切割时变形、开裂; ③为使线切割模具尺寸相对稳定,并使表层组织有所改善, 工件经线切割后应及时进行再回火,回火温度不高于淬火后 的回火温度。 冷作模具的淬火 淬火是冷作模具的最终热处理中最重要的操作,它对模 具的使用性能影响极大。 主要的工艺问题有以下几个方面: (1)合理选择淬火加热温度 (2)合理选择淬火保温时间 (3)合理选择淬火冷却介质 (4)采用合适的淬火加热保护措施 3.冷作模具钢的强韧化处理工艺 冷作模具钢的强韧化处理工艺主要包括:低淬低回、 高淬高回、微细化处理、等温和分级淬火等。 (1)冷作模具钢的低温淬火工艺 (2)冷作模具钢的高温淬火工艺 (3)冷作模具钢的微细化处理 (4)冷作模具钢的分级淬火和等温淬火 (5)其它强韧化处理方法 1.3.2 主要冷作模具的热处理特点 模具在最终淬火、回火之前进行的正火、球化退火、 调质以及低温回火等统称预备热处理,而最终热处理工序 是使模具获得必要的性能,保证模具寿命的重要工序。 1.冷冲裁模具的热处理 (1)薄板冲裁模的热处理 (2)厚板冲裁模的热处理 (3)冷剪刀的热处理 (4)冲裁模的热处理操作 (5) 冷冲裁模具的表面强化处理 冷镦模热处理特点 冷镦模的失效方式主要是开裂、折断,即由韧性不足导致 的失效占90%以上,材料韧性不足极大影响着模具寿命。因此, 如何通过热处理工艺制度的改善获得高耐磨、高强韧性是提高 冷镦模寿命的关键之一。 冷镦模的热处理有如下特点。 (1)对于碳素工具钢制冷镦凹模,常采用喷水淬火法。 (2)冷镦模必须充分回火,回火保温时间应在2h以上,并进 行多次回火,使其内应力全部释放。 (3)采用中温淬火、中温回火工艺。 (4)采用快速加热工艺。 (5)采用表面处理。 3.冷挤压模的热处理特点 根据冷挤压模材料的性能要求,即具有高的硬度、耐磨性、 抗压强度、高强韧性,一定的抗耐热疲劳性和足够的回火抗力。 (1)采用常规工艺下限温度淬火,再经回火得到高强韧性。 (2)采用较长时间的回火或多次回火,消除应力,提高韧性, 稳定尺寸。 (3)对于以脆性破坏为主,韧性不足的采用等温淬火工艺, (4)应用表面强化处理。 (5)在使用过程中进行低温去应力回火。 拉深模应具有高的硬度,良好的耐磨性和抗粘附性能。 (1)要避免模具表面产生氧化脱碳。氧化脱碳会造成模具淬 火后硬度不足或出现软点。当表面硬度低于500HV以下 时,模具表面就会出现拉毛现象。同时还要防止磨削引 起二次回火使表面硬度降低。 (2)为了提高拉深模表面的抗磨损和抗粘附性能,常对模具 进行表面处理,如渗氮、渗硼、镀硬铬、渗钒等。 拉深模的典型热处理规范见表1-55。 5.综合实例 2.1 热作模具零件的失效形式 热作模具主要用于高温条件下的金属成形。 热作模具按其用途可分为锤锻模、机锻模、热挤压模、 压铸模和热冲裁模等五大类。 热作模具是在机械载荷和温度均发生循环变化下工作, 由于使用的成型设备和被加工材料差别,模具的工作条件 存在较大差异。因此,模具的失效形式不同,对模具材料 的性能要求也各不相同。 2.1.1 热作模具的工作条件 1.锤锻模的工作条件 承受巨大的冲击载荷,又受高温的作用。 2.压力机模具的工作条件 受静压力,冲击成分小,模具型腔的表面温度高于锤锻模。 3.热挤压模的工作条件 既承受压缩应力和弯曲应力,也承受一定的拉应力,还受到 冲击负荷的作用,模具受热温度比锤锻模更高。 4.金属压铸模的工作条件 型腔表面承受液态金属的冲刷、侵蚀、高温及急冷急热作用。 5.热冲裁模的工作条件 各种热冲裁模刃口部位所承受的热载荷和机械载荷,差别很 大。热冲裁模刃口应具有足够的热强性和耐磨性。 热作模具的失效形式 1.常见热作模具的失效形式 (1)塑性变形 (2)热疲劳 (3)热磨损 (4)断裂 (5)热熔损和冲蚀 2.各类热作模具失效特征及其概率统计 2.1.3 热作模具材料的性能要求 1.热作模具材料的主要性能指标 ①室温硬度、高温硬度 ②室温抗拉强度、高温抗拉强度 ③室温冲击韧度、高温冲击韧度 ④冷热疲劳抗力、断裂韧度 还要求具有某些特殊性能 (1)热稳定性 (2)回火稳定性 (3)热疲劳抗力及断裂韧度 (4)高温磨损与抗氧化性能 热作模具材料的性能要求 2.各类热作模具的材料性能要求 (1)锤锻模:较高的高温强度和韧性,良好的耐磨性,还 应有冷热疲劳和机械疲劳抗力的要求。此外,锤锻模 尺寸比较大,还要求锤锻模用钢具有高的淬透性。 (2)热挤压模:具有高的热稳定性,较高的高温强度和足 够的韧性,良好的耐热疲劳性和高的耐磨性。 (3)压铸模:较高的耐热性和良好的高温力学性能,优良 的耐热疲劳性,高的导热性,良好的抗氧化性和耐蚀 性,高的淬透性等。 (4)热冲裁模:工作温度较低,应具有高的耐磨性、良好 的强韧性以及加工工艺性能。 热作模具材料 2.2.1 热作模具钢的分类及钢号 1.热作模具钢的分类 (1)按用途分类:热锻模用钢、热挤压模用钢、压铸模用 钢、热冲裁模用钢。 (2)按工作温度分:低耐热钢(350~370℃)、中耐热钢 (550~600℃)、高耐热钢(580~650℃)。 (3)按性能分:高韧性热作模具钢、高热强热作模具钢、 高耐磨热作模具钢。 2.热作模具钢的标准钢号 国家标准GB1299—85《合金工具钢技术条件》列入了 12个热作模具钢钢号。 2.2.2 热锻模用钢 锤锻模常用钢种主要有:5CrNiMo、5CrMnMo、4CrMnSiMoV 等,此外还有国内近年来研制的新钢种,如4SiMnMoV、 5Cr2NiMoVSi、 45Cr2NiMoVSi等。其中45Cr2NiMoVSi是应用比 较成熟的高强韧大截面锤锻模具钢。 1. 5CrNiMo、5CrMnMo及4CrMnSiMoV钢 (1)临界点 (2)力学性能 (3)工艺性能 1)锻造 2)退火 3)淬火 4)回火 (4)实际应用 热锻模用钢 2. 5Cr2NiMoVSi及45Cr2NiMoVSi钢 (1)化学成分及临界点 (2)力学性能 (3)工艺性能 1)锻造 2)退火 3)淬火及回火 (4)实际应用 2.2.3 热挤压模用钢 常用的热挤压模具用钢是钨系热作模具钢和铬系热作模具 钢,还有铬钼系、钨钼系和铬钼钨系等新型的热作模具钢以及 基体钢等。 a.5%铬系热作模具钢4Cr5MoSiV1(H13)、4Cr5MoSiV(H11) 和4Cr5W2VSi b.铬钼系热作模具钢3Cr3Mo3W2V(HM1)、4Cr3Mo3SiV(H10) 及25Cr3Mo3VNb(HM3) c.5Cr4W5Mo2V(RM2)钢 d.4Cr3Mo3W4VNb(GR)钢 e.5Cr4Mo3SiMnVAl(012Al) f.6Cr4Mo3Ni2WV(CG-2)钢 g.4Cr3Mo2NiVNbB(HD)钢 压铸模用钢 常用的压铸模用钢以钨系、铬系、铬钼系和铬钨钼系 热作模具钢为主,也有一些其它的合金工具钢或合金结构 钢,用于工作温度较低的压铸模,如40Cr、30CrMnSi、 4CrSi、4CrW2Si、5CrW2Si、5CrNiMo、5CrMnMo、 4Cr5MoSiV、4Cr5MoSiV1、4Cr5W2VSi、3Cr2W8V、 3Cr3Mo3W2V等。其中3Cr2W8V钢是制造压铸模的典型钢种, 常用于制造压铸铝合金和铜合金的压铸模;与其性能和用 途相类似的还有3Cr3Mo3W2V钢。 1. 3Cr2W8V钢 2. 3Cr3Mo3W2V钢(代号HM1) 3. 4Cr5Mo2MnSiV1(y10)及4Cr3Mo2MnVNbB(y4)钢 2.2.5 其它热作模具材料 1.热冲裁模用钢 2.硬质合金 3.高温合金 热作模具零件的热处理工艺 根据热作模具的工作条件、失效形式和性能要求, 选择符合要求的模具材料之后,必须制定合理的热处理 工艺,才能保证模具的使用要求。因此掌握各类热作模 具热处理工艺的特点是必要。 2.3.1 主要热作模具的制造工艺路线)锤锻模的制造工艺路线 下料→锻造→退火→机械粗加工→探伤→成形加工→ 淬火及回火→钳修→抛光。 (2)热挤压模的制造工艺路线 下料→锻造→预先热处理→机械加工成形→淬火及回 火→研磨抛光。 (3)压铸模的制造工艺路线 一般压铸模:锻造→退火→机械粗加工→稳定化处理 →精加工成形→淬火及回火→钳工修配→发蓝。 形状复杂、精度要求高的压铸模:锻造→退火→粗加工→ 调质→精加工成形→钳工修磨→渗氮(或软氮化)→研磨 抛光。 主要热作模具的热处理特点 1.锤锻模热处理的特点 为了保证锤锻模获得足够的强度和韧性,最终热处理为淬 火加中温或高温回火。 (1)锻造与退火(2)淬火(3)回火 2.热挤压模热处理的特点 (1)锻造工艺(2)预先热处理 (3)淬火及回火(4)化学热处理工艺 3.压铸模热处理的特点 (1)稳定化处理(去应力退火) (2)预处理 (3)淬火及回火 (4)表面强化处理 3.1 塑料模具零件的失效形式 塑料模具是利用其自身特定的形状和尺寸来成型塑料制 品的。由于塑料制品形状复杂、表面粗糙度要求高,因而塑 料模具的制造难度较大。如何正确合理地选用模具钢材,对 模具的制造和使用都具有重要意义。 塑料模具按塑料品种不同,可以分为两大类,即热固性塑料 压模和热塑性塑料注射模,分别来成型热固性和热塑性两大 类塑料制品。 塑料模具的使用寿命与模具的工作条件及失效形式有着 密切关系。不同的工作条件,不同类型的模具,其失效形式 也各不相同,所以对模具性能要求也不同。 塑料模具的工作条件 热固性塑料压模和热塑性塑料注射模的工作条件及特 点见表3-1。 随着高性能塑料的发展和不断生产,塑料制品的种类 日益增多,用途不断扩大,制品向精密化、大型化、复杂 化发展,成型生产向高速化发展,模具的工作条件也越趋 复杂。 3.1.2 塑料模具的主要失效形式 塑料模具的基本失效形式也是表面磨损、塑性变形及断 裂,但由于对塑料制品的表面粗糙度及精度要求较高,故因 表面磨损造成的模具失效比例较大。 1.表面磨损 (1)模具型腔表面粗糙度恶化 (2)模具型腔尺寸超差 (3)型腔表面侵蚀 2.塑性变形 3.断裂 塑料模具材料的性能要求 1.足够的强度和韧性,以防止模具在工作中的塑性变形和 冲击损坏。 2.高的表面硬度和耐磨性,以防止模具在工作中的磨损和 抵抗塑料的成型压力。 3.有一定的耐热性,且线.有较高的耐腐蚀性。。 5.加工性能好,热处理变形小。 6.抛光性能好。 7.花纹图案光蚀性能较好。 3.2 塑料模具材料 随着塑料产量的提高和应用领域的扩大,对塑料模具提 出了越来越高的要求,促进了塑料模具的不断发展。目前塑 料模具正朝着高效率、高精度、高寿命方向发展,推动了塑 料模具材料迅速发展。 我国目前用于塑料模具的钢种,可按钢材特性和使用时 的热处理状态分类,见表3-2。 对于我国传统常用的塑料模具钢,已有很多书藉资料作 过详细的论述,本节主要介绍我国近年研制和从国外引进并 已在生产中推广使用的塑料模具钢。 渗碳型塑料模具用钢 渗碳型塑料模具用钢主要用于冷挤压成形的塑料模。为 了提高模具的耐磨性,这类钢在冷挤压成形后一般都进行渗 碳和淬回火处理,表面硬度可达58~62HRC。 1. 0Cr4NiMoV(LJ)钢 (1) 化学成分 (2)工艺性能 (3)实际应用 2. 12CrNi3A钢 (1)化学成分 (2)工艺性能 (3) 实际应用 3.2.2 淬硬型塑料模具用钢 1.常用钢种及热处理 常用的淬硬型塑料模具钢有:碳素工具钢(如T7A、 T8A)、低合金冷作模具钢、Cr12型钢、高速钢、基体钢和 某些热作模具钢等。最终热处理一般是淬火和低温回火, 热处理后的硬度通常在45~50HRC以上。 2.实际应用 碳素工具钢仅适于制造尺寸不大,受力较小,形状简 单以及变形要求不高的塑料模;低合金冷作模具钢主要用 于制造尺寸较大、形状较复杂和精度较高的塑料模;Cr12 型钢适于制造要求高耐磨性的大型、复杂和精密的塑料模; W6Mo5Cr4V2钢适于制造要求强度高和耐磨性好的塑料模; 热作模具钢适合于制造有较高强韧性和一定耐磨性的塑料 模。 3.2.3 预硬型塑料模具用钢 所谓预硬钢就是供应时已预先进行了热处理,并使之达 到模具使用态硬度。这类钢的特点是在硬度30~40HRC的状 态下可以直接进行成形车削、钻孔、铣削、雕刻、精锉等 项加工,精加工后可直接交付使用,这就完全避免了热处 理变形的影响,从而保证了模具的制造精度。 1. 2. 3. 4. 5. 3Cr2Mo(P20)塑料模具钢 3Cr2NiMo(P4410)塑料模具钢 8Cr2MnWMoVS(8Cr2S)钢 5CrNiMnMoVSCa(5NiSCa)钢 Y55CrNiMnMoV(SM1) 时效硬化型塑料模具钢 此类钢的共同特点是含碳量低、合金度较高,经高温 淬火(固溶处理)后,钢处于软化状态,组织为单一的过 饱和固溶体。但是将此固溶体进行时效处理,即加热到某 一较低温度并保温一段时间后,固溶体中就会析出细小弥 散的金属化合物,从而造成钢的强化和硬化。并且,这一 强化过程引起的尺寸、形状变化极小。 1. 2. 3. 4. 5. 25CrNi3MoAl钢 18Ni类钢 06Ni6CrMoVTiAl(06Ni)钢 10Ni3CuAlMoS(PMS)镜面塑料模具钢 Y20CrNi3AlMnMo(SM2)钢 3.2.5 耐蚀塑料模具钢PCR 0Cr16Ni4Cu3Nb(PCR)钢属析出硬化不锈钢,硬度为 32~35HRC时可进行切削加工。该钢再经460~480℃时效 处理后,可获得较好的综合力学性能。 1.PCR钢的化学成分及相变点 2.力学性能 3.工艺性能 (1)锻造工艺 (2)固溶处理 (3)时效处理 (4)淬透性及淬火变形 4.实际应用 其它塑料模具材料 1.铜合金 2.铝合金 3.锌合金 3.3 塑料模具零件的热处理工艺 选用不同品种钢材作塑料模具,其化学成分和力学性 能各不相同,因此制造工艺路线不同;同样,不同类型塑 料模具钢采用的热处理工艺也是不同的。本节主要介绍塑 料模具的制造工艺路线和热处理工艺的特点。 塑料模具的制造工艺路线.低碳钢及低碳合金钢制模具 下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→冷挤压成形→再结晶 退火→机械精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。 2.高合金渗碳钢制模具 下料→锻造模坯→正火并高温回火→机械粗加工→高温回火 →精加工→渗碳→淬火、回火→研磨抛光→装配。 3.调质钢制模具 下料→锻造模坯→退火→机械粗加工→调质→机械精加工→ 修整、抛光→装配。 4.碳素工具钢及合金工具钢制模具 下料→锻成模坯→球化退火→机械粗加工→去应力退火→机 械半精加工→机械精加工→淬火、回火→研磨抛光→装配。 5.预硬钢制模具 棒料直接加工成形后抛光、装配。坯料其工艺路线为:下料 →改锻→球化退火→刨或铣六面→预硬处理(34~42HRC)→机 械粗加工→去应力退火→机械精加工→抛光→装配。 3.3.2 塑料模具的热处理特点 1.渗碳钢塑料模的热处理特点 2.淬硬钢塑料模的热处理 3.预硬钢塑料模的热处理 4.时效硬化钢塑料模的热处理 3.3.3 塑料模的表面处理 1.镀铬是一种应用最多的表面处理方法,镀铬层在大气中 具有强烈的钝化能力,能长久保持金属光泽,在多种酸 性介质中均不发生化学反应。镀层硬度达1000HV,因而 具有优良的耐磨性。镀铬层还具有较高的耐热性,在空 气中加热到500℃时其外观和硬度仍无明显变化。 2.渗氮具有处理温度低(一般为550~570℃),模具变形 甚微和渗层硬度高(可达1000~1200HV)等优点,因而 也非常适合塑料模的表面处理。含有铬、钼、铝、钒和 钛等合金元素的钢种比碳钢有更好的渗氮性能,用作塑 料模时进行渗氮处理可大大提高耐磨性。 适于塑料模的表面处理方法还有:氮碳共渗、化学 镀镍、离子镀氮化钛、碳化钛或碳氮化钛,PVD、CVD法 沉积硬质膜或超硬膜等。 表面化学热处理技术 化学热处理是将金属或合金工件臵于一定温度的活性 介质中保温,使一种或几种元素渗入工件表层,以改变其 化学成分、组织和性能的热处理工艺。 作用: (1)强化工件表面 (2)保护工件表面 活性原子渗入工件表层都是由以下三个基本过程组成: (1)分解 (2)吸收 (3)扩散 4.1.1 渗碳 渗碳:把钢臵于渗碳介质中,加 热到单相奥氏体区,保温一定时 间,使碳原子渗入钢表层的化学 热处理工艺。一般情况下,渗碳 在850~950℃进行。 目的:使表层硬度、耐磨性、接 触疲劳强度较心部有较大提高, 心部保持一定强度和较高韧性。 渗碳方法:可分为固体渗碳、液 体渗碳和气体渗碳、真空渗碳和 离子渗碳。目前生产中广泛采用 气体渗碳。 图4-1 气体渗碳示意图 4.1.2 钢的渗氮(氮化) 简介气体渗氮和离子渗氮两种方法。 1.气体渗氮 气体渗氮是将工件臵于通入氨气的炉中,加热至500~ 600℃,使氨分解出活性氮原子,渗入工件表层,并向内部 扩散形成氮化层。 2.离子渗氮 离子渗氮是在一定真空度下,利用工件(阴极)和阳 极之间产生的辉光放电现象进行的,所以又叫辉光离子渗 氮。图4-2为离子渗氮装臵示意图。 4.1.3 渗硼 渗硼是模具制造中比较有效的一种化学热处理工艺。它 是把工件臵于含有活性B原子的介质中加热到一定温度,保 温一段时间后,在工件表面形成一层坚硬的渗硼层。渗硼 层具有优异的特性:渗硼层的硬度很高;耐磨性高,超过 渗碳层、渗氮层的耐磨性;具有良好的耐蚀性,但不耐硝 酸;热硬性高。 渗硼的方法有固体渗硼、气体渗硼、液体渗硼等。其中 固体法和液体浴法应用最多。 由益丰华模具钢提供 4.1.4 碳氮共渗 碳氮共渗是向工件的表面同时渗入碳和氮,并以渗碳为 主的化学热处理工艺。因为兼顾了渗碳和渗氮的优点,所以 在模具上也有应用。 碳氮共渗的方法有液体碳氮共渗和气体碳氮共渗。目前 生产中应用较广的有低温气体氮碳共渗和中温气体碳氮共渗 两种方法。生产中习惯所说的气体碳氮共渗就是指中温气体 碳氮共渗。 其主要目的是提高工件的表面硬度、耐磨性和疲劳极限 4.2 涂镀技术 4.2.1 电镀 电镀的目的在于改变固体材料的表面特性,改善外观, 提高耐蚀、耐磨、减摩性能,或制取特定成分和性能的金属 覆层,提供特殊的点、磁、光、热等表面特性和其它物理性 能等。 电镀是应用电化学的基本原理,将金属工件浸入欲镀金 属盐溶液(即电解质溶液)中并作为阴极与直流电源负极相 连,以镀层金属板作为阳极与电源正极相连,通入直流电, 在直流电场的作用下,金属盐溶液中的阳离子在工件表面沉 积出牢固镀层的工艺过程。 4.2.2 电刷镀 电刷镀是依靠一个与阳极联接的垫或刷提供电镀需要的电 解液,电镀时,垫或刷在被镀的阴极上移动的一种电镀方法。 电刷镀是由电镀发展起来的并成为一项独立的表面工程技术。 它是有槽电镀技术的发展,它仍然依靠电流的作用来获得所 需的金属镀层,许多电镀的电化学原理和定律都适用于电刷 镀。因此,电刷镀可以看作是电镀的一种特殊形式,不用镀 槽,故又称无槽镀或涂镀。 益丰华模具钢整理 4.2.3 化学镀 化学镀是利用合适的还原剂,使溶液中的金属离子在经 催化的表面上还原出金属镀层的一种化学方法。在化学镀 中,溶液内的金属离子是依靠镀液中的化学反应所产生的 电子而还原成相应的金属。因此,它的沉积过程不是通过 界面上固液两相间金属原子和离子的交换,而是液相离子 通过液相中的还原剂在金属或其它材料表面上的还原沉积。 它从本质上说是一个无外加电场的电化学过程。 4.2.4 热浸镀 热浸镀是将一种基体金属浸在熔融状态的另一种低熔 点金属中,在其表面形成一层金属保护膜的方法。镀层金 属主要有锌、锡、铝、铅等及其合金,镀层金属为锌时镀 层耐蚀性好,粘附性好,镀层金属为铝时镀层有优异的耐 蚀性,良好的耐热性,对光、热有良好的反射性。 根据热浸镀前处理方法的不同,其工艺可分为溶剂法 和保护气法两大类。 热浸镀工艺分镀前表面处理、助镀处理、热浸镀和镀 后处理四个基本工艺阶段,主要步骤: 预镀件碱洗→酸洗→水洗→稀盐酸处理→水洗→溶剂处理 →烘干→热浸镀→镀后处理→制品。其中,溶剂处理是该 工艺的重要环节,是提高镀层质量、防止漏镀的关键步骤。 气相沉积技术 气相沉积是利用气相中发生的物理、化学过程,改变 工件表面成分,在表面形成具有特殊性能的金属或化合物 涂层的新技术。 特点: (1)涂层具有很高的硬度,低的摩擦系数和自润滑性能。 (2)涂层具有很高的熔点、化学稳定性好,基体金属在 涂层中的溶解度小,以及较低的摩擦系数。 (3)涂层具有较强的抗蚀能力 (4)涂层在高温下也具有良好的抗大气氧化能力 4.3.1 化学气相沉积 化学气相沉积(CVD)是利用气态物质在一定的温度下于固 体表面上进行化学反应,并在其上面生成固态沉积膜的过程。 其过程如下: (1)反应气体向工件表面扩散并被吸附; (2)吸附于工件表面的各种物质发生表面化学反应; (3)生成物质点聚集成晶核并长大; (4)表面化学反应中产生的气体产物脱离工件表面返回气相; (5)沉积层与基体的界面发生元素的互扩散形成镀层。 物理气相沉积 物理气相沉积(PVD)是将金属、合金或化合物放在真空 室中蒸发(或称溅射),使这些气相原子或分子在一定条件 下沉积在工件表面上的工艺称为物理气相沉积(简称PVD)。 物理气相沉积可分为真空蒸镀、真空溅射和离子镀三类。 与CVD法相比,PVD法的主要优点是处理温度较低,沉积速 度较快、无公害等,因而有很高的实用价值。它的不足之处 是沉积层与工件的结合力较小,镀层的均匀性稍差。此外它 的设备造价高,操作维护的技术要求也较高。 4.4 其它表面处理技术 4.4.1 热喷涂 热喷涂是一种采用专用设备利用热源将金属或非金属材 料加热到熔化或半熔化状态,用高速气流将其吹成微小颗粒 并喷射到机件表面,形成覆盖层。 热喷涂工艺过程通常分为喷涂前预处理、喷涂、喷后处 理等三个基本步骤。 热喷涂技术具有下列特点: (1)方法多样。 (2)基材不受限制。 (3)可喷涂材料极为广泛。 (4)涂层广泛。 (5)涂层厚度可以控制。 (6)工艺简便并不受工件限制。 激光表面处理 利用专门的激光器发出能量极高的激光(即高功率密度 激光束),以极快的速度加热工件表面,自冷淬火后使工 件表面强化的热处理方法称为激光热处理。 激光热处理分为激光相变硬化(表面淬火、表面非晶 化处理、表面重熔淬火)、激光表面合金化(表面敷层合 金化、硬质粒子喷射合金化、气体合金化)。 激光热处理的特点是:能量集中;能量利用率高;畸变 极小;表面实现相变硬化、微晶化、冲击加热硬化,覆层 镀层合金化等多种表面改性处理,产生用其它表面加热淬 火强化难于达到的表面成分、组织、性能的改变。 4.4.3 离子注入 把工件(金属、合金、陶瓷等)放在离子注入机的 真空靶室中,在几十至几百千伏的电压下,把所需元素 的离子注入到工件表面的一种工艺。实验证实,离子注 入能使金属和合金的摩擦因数、耐磨性、抗氧化性、抗 腐蚀性、耐疲劳性以及某些材料的超导性能、催化性能、 光学性能等发生显著的变化。目前,离子注入已在改善 工业零件的抗蚀、耐磨等性能方面得到应用。 电子束表面处理 电子束淬火是利用电子枪发射成束电子,轰击工件 表面,使之急速加热,自冷淬火后使工件表面强化的热 处理。其能量利用率大大高于激光热处理,可达80%。目 前电子束和激光束一样已被用于钢和铸铁的表面硬化, 提高其抗疲劳、耐磨损和抗腐蚀性能。 5.1 模具的基本知识 模具是具有特定形状的工作型面,通过加压加热等 方法成形金属或非金属零件的一种专用工具,同时也是 能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部 件的工艺装备。大到飞机、汽车、电视机外壳,小到茶 杯、钮扣,众多的工业产品和日用品都必须依靠模具成 形。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生 产率是任何其它加工方法所不能比拟的。所以模具又有 “工业之母”的美誉。 5.1.1 模具成形工艺特点 1.生产效率高,适于大批量零件与制品的加工与制造。 2.属少、无切削加工,节省原材料。 3.制件精度高,尺寸稳定,内部质量较好,有良好的互换性。 4.操作简单,操作者不需具备高技能。 5.模具能成型出用其它加工工艺方法难以加工的、形状复杂 的制件。 6.易于实现生产的机械化及自动化。 7.模具成形工艺批量生产零件与制品,成本低、经济效益高。 模具的分类 冲裁模 弯曲模 冲压模具 拉深模 成形模 模具分类 覆盖件模具 塑料模 锻模 压铸模 粉末冶金模 挤压模 玻璃模 陶土模 橡胶模 注射模 压注模 压缩模 落料模 冲孔模 切断模 弯型模 卷边模 扭曲模 变薄拉深 不变薄拉深 胀形模 缩口模 翻边模 整形模 型腔模具 5.2 模具设计及其特点 5.2.1 模具设计 设计人员从事的主要工作包括: 1.数字化制图:运用CAD软件,将产品及模具绘制成二维 或三维工程图纸以便设计与加工;根据样品反求测绘(逆 向工程)。 2.模具的数字化分析仿真:根据产品成形工艺条件,进行 模具零件的结构分析、热分析、疲劳分析和模具的运动分 析等; 3.产品成形过程模拟:利用CAE软件对注塑成形、锻造成 形、冲压成形等工艺过程进行分析模拟; 4.定制适合本公司的模具设计标准件及标准设计过程; 5.模具生产管理。 5.2.2 模具设计特点 1.模具属单件小批量生产,每一副模具的设计都是一种高智 能、无重复性的劳动。 2.设计的模具要充分考虑制品特点,尽量减少后续加工。 3.以最低成本满足制品的各项技术要求和生产纲领。 4.尽量选择标准件以便缩短模具生产周期,降低其制造成本。 5.设计时要考虑试模后的修模方式,应留有足够的修模余地。 6.设计的模具零件应当耐磨、耐用。 模具制造及其特点 5.3.1 模具制造方法 目前,广泛采用的将模具材料加工成模具的方法: 1.机械加工 2.数控设备加工 3.特种加工 4.塑性加工 5.铸造 6.焊接 5.3.2 模具制造特点 由于模具制造难度较大,它与一般机械制造相比, 有许多特殊性。 1.单件生产 2.制造周期长 3.加工精度高、形状复杂 4.模具材料 5.模具生产的成套性 6.试模和试修 由益丰华模具钢整理 5.3.3 模具制造的工艺特点 由于我国模具加工的技术手段还普遍偏低,同时又有上 述生产特点,当前我国模具制造上的工艺特点主要表现如下: 1.模具加工上尽量采用万能通用机床、通用刀具、量具和 仪器,尽可能地减少专用二类工具的数量。 2.过去在模具设计和制造上,一些主要模具零件采用“配 做法”、“同膛法”等,虽然使得模具零件的互换性降低, 但保证了加工精度,减小了加工难度。现在随着先进加工技 术手段的提高,不需要再进行配做,可直接采用高精度的加 工机床制造,以达到互换性的精度要求。一些传统的普通加 工方法已退居为非主要零件的辅助加工手段。 3.在制造工序安排上,工序相对集中,以保证模具加工质 量和进度,简化管理和减少工序周转时间。 5.3.4 模具制造的发展方向 模具制造正由劳动密集向技术密集发展;依靠手工技 巧向依靠高效、高精度的数控切削机床、电加工机床发展; 机械加工时代向机、电结合加工以及其它特殊加工时代发 展。现代模具制造集中了制造技术的精华,模具制造技术 已成为技术密集型的综合加工技术。 模具的技术经济指标 1.模具的精度、强度与刚度 2.模具的生产周期 3.模具生产成 4.模具寿命 6.2 模具价格的构成 6.2.1 模具生产的一般过程 (1)模具技术开发 (2)坯料准备与外协准备 (3)加工制造 (4)其它 6.2.2 模具价格的基本构成及计算公式 Mx=Mc+Mz+Dd+Mg+Q+R+T 式中: Mx——模具销售价格,即模具的总价格(含税收价); Mc——材料费,包括原材料费及所有外购部分的价格; Mz——制造费; Dd——技术开发费; Mg——管理费; Q ——其它费用,如运输费、售后服务费、差旅费等由合 同规定的费用; R ——利润; T ——税金。 模具钢材知识中心 6.2.3 模具价格的基本构成费用分解 1.材料费Mc Mc =mp+mf+mg+mb 式中 mp——坯料费; mf——各种辅助材料费; mg——辅助部件购入费; mb——模具标准件费。 模具钢材知识中心模具价格的基本构成费用分解 2.制造费Mz Mz =Ga+Mh+U+E Ga——加工工时费 Mh——热处理费 U——试模费 E——外委 (1)制造工费Ga Ga =mj+ms+md+mx+mm+mq mj——常规机械加工费 ms——CNC机床加工费 md——电火花成型加工费 mx——线切割加工费 mm——磨削加工费 mq——其它加工费 6.2.3 模具价格的基本构成费用分解 3.技术开发费Dd Dd =D1+D2+D3+D4+D5 D1——模具结构设计费用 D2——产品和模具3D造型费 D3——CAM编程费用 D4——检测费 D5——计算机辅助工艺分析与成形过程分析 目前,常取制造工费的一定比例计算Dd,在有充分原始 数据积累的基础上,对类似模具的开发也可按照技术开发费 的各项项目累计。 6.2.3 模具价格的基本构成费用分解 4.管理费Mg 包括管理摊派费用(即企业为管理和组织全厂正常生 产所发生的各项费用)、商务费,以及其它间接费用等。 管理费Mg的计算常采用材料费、制造费和技术开发费之和 的一定比例计算。 由益丰华模具钢整理 6.2.3 模具价格的基本构成费用分解 5.其它费用 这部分费用需由双方商定,以合同方式确定,如产品 的测量与建模费、模具的包装运输费、售后服务费、风险 费、不可预见费等。 益丰华模具钢客服热线 模具价格的基本构成费用分解 6.利润 利润率高低是各企业在细分市场的地位所决定的,据 调查,我国当前模具行业利润率一般在10%~30%之间。若 采用独特工艺(包括新生工艺),往往意味着大量的资本 投资或者长期的知识积累、交叉知识的有效运用,其模具 利润自然应偏高,各企业可根据市场的变化有针对地自我 调节。 6.2.3 模具价格的基本构成费用分解 7.税金 税率由国家的法规确定,目前我国模具行业取17%,若材 料费或劳务费是含税价,在计算税收时应予以扣除。 根据上述各项费用分解,总的模具销售价(含税价)如 公式(6-6)所示: Mx=(Mc+Mz+Dd+Mg+Q)(1+r11)(1+r12)- r12(Mc+E) 6.3 模具价格的评价方法 当前,许多模具制作单位摒弃了经验估价法、分解汇 总估价法等以经验为主的价格计算方法。而是以科学统计 为基础的方法来对所设计的模具进行价格估算,其中用得 较广的是重量法和工时法: 1.重量法 2.工时法 3.其他一些估价方法 6.4 模具估价与报价关系 模具估价后,并不能马上直接作为报价。一般说来,还 要根据市场行情、客户心理、竞争对手、企业状况等因素进 行综合分析,对估价进行适当的调整,可在估价的基础上增 加10%~30%作为第一次报价。经过讨价还价,可根据实际情 况调低报价。 模具的报价策略正确与否,直接影响模具的价格,影响 模具利润的高低,影响所采用的模具生产技术管理水平等的 发挥,是模具企业管理的重要的,是否成功的体现。 6.5 模具报价单的填写 模具价格估算后,一般要以报价单的形式向外报价。报 价单的主要内容有:模具的报价、模具的生产周期、要求达 到的模次(寿命)、对模具的技术要求与条件、付款方式、 结算方式以及保修期等。 模具钢材知识中心冲压模具概述 冲压是利用安装在压力设备上的模具对材料施加压力, 使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种加工方 法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采 用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲 压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料 成形工程技术范畴。 冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将 材料批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重 要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有 先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、 冲压设备和冲压材料构成了冲压加工的三要素。 7.1.1 冲压模具的分类 1.根据工艺性质分类 (1)冲裁模 (2)弯曲模 (3)拉深模 (4)成形模 2.根据工序组合程度分类 (1)单工序模 (2)复合模 (3)级进模 3.按模具轮廓尺寸大小分类 (1)小型冲压模具 (2)中型冲压模具 (3)中大型冲压模具 (4)大型冲压模具 7.1.2 冲压模具的经济特点 冲压模具的经济特点主要包括: (1)冲模的制造精度与工件精度、模具结构密切相关。 (2)冲模的结构选择与工件的尺寸大小、结构形状、批量 等因素有关。 (3)冲模材料的选择、制造周期的长短、模具的供需状况 等也会明显地影响模具的价格。 (4)小型冲压模具与中、大型冲压模具无论从模具结构、 模具材料还是模具制造的角度来看都存在着很大的不 同。因此,采用的经济分析方法与估价方法也不同。 7.2 小型冲压模具价格估算 7.2.1 小型冲压模具的特点 小型冲压模具是相对于中、大型冲压模具而言的,当模 具凹模板(或模具底板)的半周长小于1400mm时,统称为 小型冲压模具。小型冲压模具的结构很多都已经标准化, 结构相同或相似。 7.2.2 小型冲压模具的种类 小型冲压模具根据工序类型的不同可分为单工序小型冲 压模具和多工序小型冲压模具。单工序小型冲压模具包括冲 孔模、落料模、弯曲模、拉深模和成形模等;多工序小型冲 压模具包括复合模和级进模。 小型冲压模具的制造工艺 小型冲压模具的常规制造工艺流程如图7-1所示。小型 冲压模具精加工的主要手段为电火花加工(电火花线切割、 电火花穿孔加工)和磨削(成型磨削、数控坐标磨削、光 学曲线 小型冲压模具价格估算方法适用范围 1.仅用于计算凹模板半周长小于1400mm的冲压模具的价格; 2.仅用于计算的模具类型有落料模、冲孔模、弯曲模、拉深模、 复合模、精冲模及简单的级进模; 3.仅用于模具主要零部件采用适宜的模具钢,以常规的工艺方 法制造的非简易模具,对于采用其它特殊工艺方法制造的小型 冲压模具,其价格计算中的有关参数要作适当的修正; 4.仅用于计算国内用户订制的模具,“出口”模具的价格另议; 5.对于在技术上有特殊要求或加急的模具,其价格可在按公式 (7-3)计算的基础上适当加价; 6.在满足用户对冲压件质量要求的前提下,模具还应具备良好 的制造精度和装配精度,并能在正常使用条件下达到正常的使 用寿命。 小型冲压模具价格的构成 M1={[Ga1(1+d1)+Mc1+U1](1+g1)+Q}(1+ r11)(1+ r12) M0——小型冲压模具的销售成本(元); M1——小型冲压模具的销售价格(元); Ga1——小型冲压模具的制造工费(元); d1——小型冲压模具的技术开发费系数; Mc1——小型冲压模具的材料费(元); U1——小型冲压模具的试模费(元); g1——模具制造的管理费系数; Q——运输费、售后服务费、差旅费等其它费用(元); R——利润; T——税金; r11——成本利润率; r12——税率。 7.2.6 小型冲压模具价格估算方法 一.工时法:以模具制造工时为依据估算小型冲压模具价格。 1.制造工费的计算 小型冲压模具的制造工费Ga1是其制造全过程中发生的全部工 时费用的总和,即 Ga1=∑T1A1 式中 ∑T1——小型冲压模具制造全过程的总工时(h); A1——小型冲压模具制造中的单位工时的平均费用,简称工 时单价(元/h)。 (1)制造总工时∑T1的计算 ∑T1=T01K10+∑N1i ∑N1i = N11+ N12+N13+N14+N15+N16+N17 (2)工时单价A1的确定 工时单价A1是将完全成本中的原材料费、设计费、试 模费、销售费用等非制造费用除去后的非完全成本与制造 过程中实际发生的所有工时之和的比值。 2.小型冲压模具原材料费的计算公式及参数 Mc1=∑1.3Viρi×10-3ai+∑a 3.技术开发费系数d1(设计费系数)的确定 小型冲压模具设计费系数d1,依据设计难易程度、工作量 多少,分三种情况选取,其值列于表7-9中。 4.试模费U1的确定 在一般情况下,试模工作在制模单位即可完成,所以 试模费U1可忽略不计。若由于条件限制,试模工作必须在 其它外单位进行时,可按每次试模发生的实际费用累计, 当然最高试模次数必须给予限定,小型冲压模具以三次试 模次数为限。 5.管理费系数g1的确定 模具制造管理费是指企业为管理和组织全厂生产所发 生的各项费用的总和,管理费系数g1其值列于表7-10中。 6.运输费、售后服务费、差旅费等其它费用Q的确定 小型冲压模具的包装运输费等其它费用根据实际情况 予以统计核算。 7.成本利润率r11和税率r12的确定 小型冲压模具的成本利润率r11和税率r12其值列于表710中。 7.2.6 小型冲压模具价格估算方法 二.重量法:以模具重量和单位重量价格作为价格要素 估算的模具销售价格。 模具钢材知识中心.重量法的计算公式 M1 = WA0 (1 + K1 + K 2 + K3 )(1 + g )(1+r11 )(1+r12 ) =V r K w A0 (1 + K1 + K 2 + K3 )(1 + g )(1+r11 )(1+r12 ) =LBH r K w A0 (1 + K1 + K 2 + K3 )(1 + g )(1+r11 )(1+r12 ) M1——模具销售价格(万元); W——模具实体重量(t); Kw——模具实体重量系数; ρ——模具材料的密度(kg/m3); A0——重量的含金额度(万元/t); L——模具的长度(m); B——模具的宽度(m); H——模具的闭合高度(m); K1——制件的形状复杂系数; K2——模具材料系数; K3——制件厚度系数; g1——模具制造的管理费系数; r11——成本利润率; r22——税率。 (1)模具实体重量W 这里所说的模具实体重量,是指在没有设计制造前, 通过零件尺寸以及设计制造经验估算的模具尺寸计算的 实体重量。计算公式如(7-16)所示: W=LBHρKw (7-16) 因为模具的尺寸是估算的,在估算时已经对整个模 具的尺寸进行了放量,故在公式中不用再考虑。 (2)模具实体重量系数Kw 由于模具本身并不是轮廓尺寸包含的实体,有些地方 是空开的。所以,在计算模具实体重量时要乘以一个系数 进行修正,该系数即为模具重量实体系数Kw,0.6≤Kw< 1.0。 (3)模具材料的密度ρ 模具制造常用材料有45钢、T10A、Cr12MoV等模具钢,以 及HT250、HT300等铸造材料,其密度都与铁的密度非常接近, 所以在计算公式中模具材料的密度ρ=7.85×103kg/m3。 (4)模具重量的含金额度A0 模具重量的含金额度,它是设计、制造、装配、调试、 运输、售后服务等所有费用分解到单位重量中的量化体现。 在不同的国家,不同的企业,由于加工制造的手段、模具 原材料等方面的不同,其A0值也不同;此外,模具的种类 不同,其A0值也不同,如一般成形类模具的A0值就比冲裁 类模具的A0值大,其具体取值大小有赖经验积累。 (5)制件的形状复杂系数K1,材料系数K2,厚度系数K3 制件的形状复杂程度、模具材料以及制件板料厚度对 模具价格具有显著影响,根据经验,相关参数见表7-11~ 表7-13。 (6)成本利润率r11、税率r12 成本利润率、税率是模具厂家通常选用的参数,也 是模具价格的重要组成部分,两个参数的选取详见表710。 模具钢材知识中心小型冲压模具价格估算步骤 一.工时法估算步骤 步骤一:计算小型冲压模具的工费Ga1 (1)根据模具类型、模具结构或弯曲模及拉深模的冲件形 状、凹模板周界尺寸由表7-1确定基点工时T01的值; (2)根据圆形件冲裁模的凹模板周界尺寸,由表7-2选取 基点工时修正系数K10的值; (3)列出需增加工时的相关因素工时,依据公式(77)~公式(7-13),分别确定各因素工时N11~N17,然后 逐一累加计算因素工时∑N1i; (4)依据公式(7-5)计算制造总工时∑T1的值; (5)确定工时单价A1的值; (6)依据公式(7-4)计算制造工费Ga1的值; 步骤二:计算小型冲压模具的材料费Mc1 (1)估算模具的总体积∑Vi(不含模架); (2)确定所用模具钢的综合单价; (3)累计外购标准模架及标准件的总价; (4)依据公式(7-14)计算原材料费Mc1的值。 步骤三:计算小型冲压模具的销售价格M1 (1)由表7-9选取设计费系数d1的值; (2)由表7-10选取成本利润率r11、税率r12的值; (3)按实际发生费用确定试模费U1和包装运输费等其它 费用Q的值; (4)依据公式(7-3)计算销售价格的值M1; 7.2.7 小型冲压模具价格估算步骤 二.重量法估算小型冲压模具价格步骤 步骤一:模具实体重量W (1)估算模具长L、宽B、闭合高度H; (2)确定模具实体重量系数Kw; (3)依据公式(7-16)计算模具实体重量W。 步骤二:确定重量的含金额度A0 步骤三:确定制件的形状复杂系数K1,查表7-11;模具材料 系数K2,查表7-12;制件厚度系数K3,查表7-13; 步骤四:确定模具制造的管理费系数g1,查表7-10;成本 利润率r11,查表7-10;税率r12,查表7-10; 步骤五:依据公式(7-15)计算小型冲压模具销售价格。 中、大型冲压模具销售价格估算 7.3.1 中、大型冲压模具的特点 当凹模板的半周长(L+B)满足:1400mm≤(L+B) ≤2500mm时,称做中型冲压模具;当2500mm<(L+B) ≤4500mm时,称做中大型冲压模具;当(L+B)>4500mm时称 做大型冲压模具。 中、大型冲压模具主要用于汽车、飞机等中、大型制件 内、外覆盖件的成形。这些制件一般具有表面质量光洁、美 观、刚性好,并且轮廓尺寸大、三维空间曲面形状复杂等特 点。因此,模具需采用专业的二维和三维CAD软件辅助设计, 模具的加工制造依赖CAM技术,使用的是大型高精度数控加工 机床。有时为了进行成形工艺模拟、缺陷预测与分析还要采 用CAE技术。比较而言,制造中、大型冲压模具更具技术密集、 资金密集、劳动力密集及生产周期长的特点。 7.3.2 中、大型冲压模具的种类 中、大型冲压模具的种类较。

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