汽車模具分類及制造工藝

2016-10-18 by:CAE仿真在線來源:互聯網

人們一說汽車,首先呈現在眼前的是汽車的車身,也就是說車身是汽車的標識性總成。車身代表了那款汽車的形象特征。因此,汽車模具,從狹義上講,就是沖制汽車車身上所有沖壓件的模具的總稱,也就是“汽車車身沖壓模具”,例如,頂蓋翻邊模、橫梁加強板壓形模等。

但從廣義上講,“汽車模具”是制造汽車上所有零件的模具總稱,例如,注塑模具、沖壓模具、鍛造模具、鑄造蠟模、玻璃模具等。

一、汽車塑料模具分類

汽車塑料模具分類的方法很多,按照塑件成型加工方法的不同,可以分為以下幾類:

1.注射模

注射模的成型工藝特點是,將塑原材料放置在注射機的加熱料筒內,塑料受熱熔融,在注射機的螺桿或柱塞推動下,經噴嘴和模具的澆注系統進入模具型腔,塑料在模具型腔內經保壓、冷卻固化成型。

由于加熱加壓裝置能夠分階段發揮作用,注射成型不但能成型形狀復雜的塑料制件,而且生產效率高、質量好。故注射成型在塑料制件成型中占有很大的比重,注射模占塑料成型模具的一半以上。注射機主要用于熱塑性塑料的成型,近年來,也逐漸用于熱固性塑料的成型。

2.壓縮模

壓縮模的成型工藝特點是,將塑料原材料直接加在敞開的模具型腔內,然后合模,塑料在熱和壓力作用下呈熔融狀態后,以一定壓力充滿型腔。此時,塑料的分子結構產生了化學交聯反應,逐漸硬化定型。壓縮模多用于熱固性塑料,其成型塑件大多用于電器開關的外殼和日常生活用品。

3.傳遞模

傳遞模,又稱壓注模或擠膠模,其成型工藝特點是,將塑料原料加入預熱的加料室里,然后由壓柱向加料室內的塑料原料施加壓力,塑料在高溫高壓下熔融,并通過模具的澆注系統進入型腔,然后發生化學交聯反應而逐漸固化成型。傳遞成型工藝多用于熱固性塑料,可以成型形狀比較復雜的塑料制件。

4.擠出模

擠出模,能連續生產斷面形狀相同的塑料,例如塑料管材、棒材、片材等。擠出機的加熱加壓裝置與注射機的裝置相同。熔融狀態的塑料經過機頭會形成連續不斷的成型塑件,生產效率特別高。

除了上述所列舉的幾類塑料模具外,還有真空成型模、壓縮空氣模、吹塑模、低發泡塑料模等。

二、汽車沖壓模具分類

汽車車身上的沖壓件,大體上分為覆蓋件、梁架件和一般沖壓件。能夠明顯表示汽車形象特征的沖壓件是汽車覆蓋件。因此,更加特指的汽車模具,可以說成是“汽車覆蓋件沖壓模具”,簡稱汽車覆蓋件沖模,例如,前車門外板修邊模、前車門內板沖孔模等。

當然,汽車上不只車身上有沖壓件,汽車上所有沖壓件的模具都稱為“汽車沖壓模具”,歸納起來就是:

1.汽車模具是制造汽車上所有零件的模具總稱。

2.汽車沖壓模具是沖制汽車上所有沖壓件的模具。

3.汽車車身沖壓模具是沖制汽車車身上所有沖壓件的模具。

4.汽車覆蓋件沖壓模具是沖制汽車車身上所有覆蓋件的模具。

三、汽車輪胎模具分類

1.活絡模具

由花紋圈、模套、上下側板組成。活絡模具區分圓錐面導向活絡模具及斜平面導向活絡模具。

2.兩半模具

由上模、下模兩片組成。

四、汽車模具高速切削加工技術

高速切削加工技術在國內外汽車模具制造行業得到了廣泛的應用,并且已取得了巨大的效益,但是,高速切削加工的機理和相關理論至今仍不完善,針對汽車模具的高速切削數據庫尚未建立。

國內外企業選擇高速切削刀具參數和高速切削加工參數的方式仍以傳統的“試切法”和“經驗法”為主。在加工某一新型材料時,往往需要使用多種刀具進行重復切削試驗,研究分析刀具的磨損、破損方式及其原因,從中找出一組最佳的刀具材料和加工參數,如此反復多次,盲目性大,并且浪費大量的人力、財力和資源。而針對特種材料如合金鑄鐵、高強度合金鋼、超級合金(如鈦合金)等材料的高速切削加工,如何根據材料特性選擇合適的切削刀具,如何設計合理的切削參數,目前仍在研究和發展中。

高速切削加工技術是21世紀的一種先進制造技術,有著強大的生命力和廣闊的應用前景。通過高速切削加工技術,可以解決在汽車模具常規切削加工中備受困擾的一系列問題。

近幾年來,在美國、德國、日本等工業發達國家,高速切削加工技術在大部分的模具公司都得到了廣泛應用,85%左右的模具電火花成形加工工序已被高速加工替代。高速加工技術集高效、優質、低耗于一身,已成為國際模具制造工藝中的主流。

通過國內外汽車模具制造行業的高速切削加工技術實踐應用,高速切削加工技術具有如下優勢:

1.提高了加工速度

高速切削加工以高于常規切削10倍左右的切削速度對汽車模具進行高速切削加工。由于高速機床主軸激振頻率遠遠超過“機床—刀具—工件”系統的固有頻率范圍,汽車模具加工過程平穩且無沖擊。

2.生產效率高

用高速加工中心或高速銑床加工模具,可以在工件一次裝夾中完成型面的粗、精加工和汽車模具其他部位的機械加工,即所謂“一次過”技術(One Pass Machining)。高速切削加工技術的應用大大提高了汽車模具的開發速度。

3.可獲得高質量的加工表面

由于采取了極小的步距和切深,高速切削加工可獲得很高的表面質量,甚至可以省去鉗工修光的工序。

4.簡化加工工序

常規銑削加工只能在淬火之前進行,淬火造成的變形必須要經手工修整或采用電加工最終成形。現在則可以通過高速切削加工來完成,而且不會出現電加工所導致的表面硬化。

另外,由于切削量減少,高速加工可使用更小直徑的刀具對更小的圓角半徑及模具細節進行加工,節省了部分機械加工或手工修整工序,從而縮短了生產周期。