今天給各位分享《冷擠壓成型工藝及模具設計》課程大綱.pdf的知識，其中也會對模具表面處理之鍍硬鉻知識介紹進行分享，希望能對你有所幫助！

本文導讀目錄：

1、《冷擠壓成型工藝及模具設計》課程大綱.pdf

2、模具表面處理之鍍硬鉻知識介紹

3、豐田汽車公司內部模具資料 絕對值得一看

《冷擠壓成型工藝及模具設計》課程大綱.pdf

　　英文名稱：ColdExtrusionProcessesandDieDesign。

　　機械設計、材料成形工藝、金屬學及熱處理和材料成形原理等。

　　本課程面向材料成型及控制工程專業學生開設，也可以供材料科學與工程專。

　　六、課程教學目的（對學生知識、能力、素質培養的貢獻和作用）。

　　本課程是第七學期開設的一般選修課，其教學目的主要包括：。

　　1、掌握金屬材料冷擠壓的變形性質和成型規律，以及冷擠壓模具設計的方法；。

　　2、掌握冷擠壓成型工藝及模具設計的特點及國內外發展概況，查找并掌握冷擠壓技術。

　　3、掌握擠壓成形的各種方法，能獨立編制工藝規程和設計冷擠壓模具，分析和解決冷。

模具表面處理之鍍硬鉻知識介紹

　　,(1)鉻的性質：鉻是一種微帶天藍色的銀白色金屬，電極電位為負，但它有很強的鈍化性能，在大氣中很快鈍化，顯示出具有貴金屬的性質，所以鋼鐵零件鍍鉻層是陰極鍍層。

　　鉻層在大氣中很穩定，能長期保持其光澤，在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽以及有機酸等腐蝕介質中也非常穩定，但可溶于鹽酸等氫鹵酸和熱的濃硫酸中。

　　鉻層硬度高(HVkgmm2)、耐磨性好、反光能力強以及有較好的耐熱性，在500以下光澤和硬度均無明顯變化，溫度大于500開始氧化變色，大于700時才開始變軟。

　　,(2)硬度及電泳液溫度：對比各種熱處理形式，情況如下頁表l所示。

　　通過比較，我們發現，對于車身上的大件如側圍、。

　　6、產生的費用，1t以下的剝離費用是500元左右，120t的剝離費用是6000元左右。

　　,(7)鍍鉻處理適用材料：有一定含碳量的各種鋼材，硬質合金都可以形成鍍鉻層，如HT300、SKD11、DC53、Crl2、Crl2MoVMoCr和GGG70L等。

　　,(5)極高的耐腐蝕性能：鉻的電位比鐵負，鋼鐵鍍鉻是屬于陽極性保護鍍層，而鉻本身干大氣中易形成極薄的鈍態膜，在潮濕大氣中也很安定，能長久保持顏色，在堿、硝酸、硫化物、碳酸鹽及有機酸和大多數氣體中也很穩定，所以耐腐蝕性好。

　　,(4)附著力：無論配對材料是難以加工的不銹鋼，還是其他各種鋼材或有色金屬，只要處理得當，鍍鉻處理都體現了較好的附著力。

　　一般硬鉻鍍層硬度是隨厚度提高而提高的，硬度的最高值在0.2左右。

　　對于汽車覆蓋件的模具，鍍層厚度一般在5-20um之間。

　　鍍鉻溶液中的主鹽，其含量的高低對鍍液的電流效率、分散能力、鍍層性能以及溶液損耗及電損耗有直接關系。

　　含量過低，電流效率高，溶液分散能力較好，鍍層的硬度也較高同時溶液的帶出損失減少；含量過高，雖然鍍液的導電率提高，均鍍能力也隨著升高。

　　但電流效率下降槽電壓升高，分散能力變差同時鍍液的帶出損失較大，鍍層的硬度也較低。

豐田汽車公司內部模具資料 絕對值得一看

　　在豐田，模面設計實際上是由曲面造型和nc編程兩部分共同完成的，為了傳達和描述模面設計思想，就產生了除dl圖、模具圖之外的第三種圖-間隙圖也叫質量保證圖。

　　間隙圖本人在以前還沒有見識過，這可能是豐田的一種創造。

　　模具的設計不是單純為了設計出一種機器，能夠完成它一定的動作就完了（這只能叫作結構設計），模具設計的最終目的是為了保證它所壓出的產品件是合格的高質量的，間隙圖就是這樣一種專為保證產品件質量的圖。

　　質量保證圖中，主要包括這樣幾項內容：模具實際符型面區域、各個符型區域的間隙值、工藝要求的模面變化情況、拉延圓角的變化、各種模面的挖空等等。

　　凡是無法通過曲面造型實現的模面設計，都通過間隙圖的傳達，依靠nc編程的設計來實現，在這里nc編程也不再是單純的實現模具結構的加工，它實際上也參與到模面設計中來了。

　　因此，間隙圖的應用也是精細模面設計的一種必然。

　　減少沖壓工序：模具設計的趨勢是，零件的合并，左右對稱件合模，前后順序件合模等等，原來幾個件合成一個件，不同的件合在一套模，模具越來越大，單件工序大大減少，整車模具數量越來越少，這對降低沖壓的成本起關鍵作用。

　　例如：豐田把整車制件的模具系數，由過去的3點幾降到2左右。

　　沖壓自動化：為適應沖壓線完全自動化，模具必須考慮機械手上下料，廢料的自動排出，氣動、自動和傳感裝置普遍采用等等。

　　模具的快速裝換：沖壓線的換模時間，也成為一個模具設計必須考慮的問題。

　　如：拉延模完全以單動代替雙動，模具自動卡緊，換模不換氣頂桿等等。

　　豐田在cad三維實體設計與制造緊密相配合方面為我們提供了比較成功的經驗。

　　豐田的模具設計已全部采用三維實體設計，應用的軟件為enginner。

　　模面設計與結構設計的分開：豐田把模具結構設計與模面設計完全分開的，前者是實體設計，后者仍然是曲面設計。

　　在結構設計中模面部分只是示意性的，可用于實型加工，不能用于模具加工。

　　這種分工大大簡化了模具實體設計，這種簡化對三維實體設計的成敗很重要。

　　取消二維圖紙：尺寸標注大約占繪圖工作量的40%，豐田不繪制傳統意義上的二維圖紙，也就完全省去了這一部分的工作量。

　　取而代之的是根據各工序需要，給出必須的三維立體簡圖，和標注必要尺寸的平面簡圖。

　　如果從三維設計出發，最終得二維圖的結果，那把一個三維實體轉變成符合人看圖習慣的二維圖，將是非常費時、費事的，設計出的實體變得毫無價值，這顯然違背了實體設計的初衷，豐田的成功之處就是沒有這么做。

　　搭積木和編輯式設計：三維實體設計采用搭積木式設計，依靠三維標準件和典型結構庫，使模具結構極大的標準化，變二維繪圖構思為三維立體布置。

　　同時大量借用已有的相似模具結構，經過簡單編輯、修改，完成新模設計。

　　這對設計者來說，是觀念上的一場革命，如果還墨守成規，先畫平面圖再生成立體型，那三維設計的優勢就成了負擔，效率太低了。

　　干涉檢查：在二維設計中，往往設計者并沒有真正的建立起三維的模具形象，對復雜的空間問題只能靠斷面圖，一旦經驗不足，考慮不周，空間干涉就再所難免。

　　三維實體設計最直接的好處，就是非常直觀方便的干涉檢查，甚至可以作運動干涉分析。

　　以往二維圖設計時的一個老大難問題，在實體設計面前迎刃而解。

　　半自動設計：豐田在實體設計的基礎上，對拉延模等一些結構典型而標準化比較高的模具，已經開發出具有一定功能的輔助程序，做到半自動設計。

　　比如：拉延模結構設計一般都交給，新手、女職員來完成，設計一套模全部工作也用不了一周時間。

　　模具構造面就是模具型面以外的機加工面，如：導向面、鑲塊安裝面、螺釘孔、其他需加工面等等。

　　實體設計為模具的構造面數控編程加工帶來了可能。

　　構造面加工編程化，可以大大提高機加工效率，減少現場的人為操作失誤，提高加工的自動化程度。

　　當然要做到這一點，除實體設計之外，還要作許多工作，如：自動對刀、刀具管理、加工參數、編程經驗等等，這方面我們與豐田的差距就更大，沒有這些基礎，構造面的編程加工是不可能的。

　　豐田通過實體設計真正做到在模具結構上的cad/cam一體化，也只有一體化，取消繪制二維圖的束縛，實體設計才顯示出的它的價值，兩者應該同步發展相宜得彰，這就是豐田為我們提供的經驗。

　　模面的加工是模具加工的重點，豐田在近年來大力發展高精度模面加工技術，取得了讓人耳目一新的成果。

　　型面高精度加工主要體現在這樣幾個方面：提高模面加工精度、提高加工到位程度、實現模面的精細設計。

　　高精度加工除機床精度和刀具的管理外，主要是靠編程技術的改進來實現的。

　　加工方法包括等高線加工、最大長度順向走刀加工，精加工走刀移行密度達到0.3mm，同時改垂直刀為30度角的高速加工等等方法，以提高加工精度。

　　同時在凹角清根、凸圓角加工到位、控制模具配合的不等距間隙、最大可能的縮小符型面方面都要加工到位，以實現模面的精細加工。

　　豐田的二維刃口鑲塊加工，采用在專用的鑲塊加工流水線上，單塊加工成活，加工精度可以達到按銷定位裝配，合模無須對間隙的程度。

　　當二維刃口整體加工時，也采用在線測量的方法來保證凸凹模的合模間隙，二維刃口的高精度最大的好處是能保證制件的修邊毛刺得到很好的控制。

　　豐田通過高精度加工，使模具精度達到了模面的少鉗工、無鉗工化的目標。

　　豐田的標準計劃中，由機加工完成之后到第一次試模之間，只有七個鉗工工作日，它基本是鉗工裝配時間，而沒有鉗工修磨工時。

　　在豐田，模具一經加工完成，基本上不用修圓角、不用開間隙、不用修清根，不對刃口，不研合，甚至拉延模的型面都不用去刀痕、不推磨，唯一的鉗修就是用油石推磨拉延凸圓角和壓料拉延面。

　　而且第一次試模，無須修模的試壓制件合格率都達到80%以上。

　　如果不是親眼所見難以讓人置信，這就是精細模面設計和高精度加工的威力。

　　豐田的拉延模材料主要采用球墨鑄鐵而不是目前國內流行的合金鑄鐵。

　　球墨鑄鐵焊接性能、可加工性能好、耐磨性能和表面淬火硬度都比較理想，而成本比合金鑄鐵要低得多了。

　　修邊刃口材料，選用型材鑲塊而不是符型的鑄鋼，主要是因為鑄鋼成本要高得多。

　　最值得注意的是，豐田現已經大量采用基體與刃口一體化的特殊鑄鐵材料作修邊模，使模具的機加工成本大為降低。

　　請注意這里的刃口既不堆焊，也不是鋼材，鑄鐵整體刃口只經表面火焰淬火，直接用于幾十萬次壽命的薄板料修邊模。

　　豐田的拉延模型面的表面處理，要求較高的采用電鍍，其它模，翻邊、修邊刃口鑲塊基本上采用火焰淬火。

　　日本目前沒有采用離子滲氮技術，據豐田人講，也有試用的考慮。

　　對厚板料長壽命的刃口材料，豐田采用具有自己專利的特殊鋼材，也是火焰淬火。

　　而先加工成型，后整體淬火的方法，由于淬火帶來的變形只能靠人工修整，在豐田沒有見到使用。

　　大量的型面檢測，如測拉延圓角，拉延筋的修正量，曲面的光順度等主要是為了模面設計積累經驗，而不是為了檢驗模具質量是否合格。

　　制件檢測：豐田的產品件檢查，主要靠三維測量機進行自動數值檢測，但他們也做驗具，驗具只起產品件定位支撐的作用。

　　因此驗具結構簡單，沒有強制卡緊裝置，他們的產品件檢測幾乎是處于自由狀態下的檢測，這對產品件的符型性是一個非常嚴格的要求。

　　我們舉個例子，拉延模型面的光潔度歷來是我們強調的質量標準，過去為達到這一點主要是靠鉗工推磨。

　　為減少或不推磨，就要減少銑削刀痕余量，有人主張采用垂直型面加工的五軸銑床，也有采用數控型面磨。

　　這些豐田也都采用過，但實踐證明，五軸機床成本高、效率低，編程十分困難，效果也十分不理想。

　　最后，豐田采用高速、小移行的三軸銑削加工方式，得到高精度型面，把圓角人工推磨，而其他型面干脆不修磨，模面帶刀痕拉延。

　　結果證明，雖然模面談不上光潔度（還帶刀痕呢），但即使是表面質量要求很高的轎車外板件，除制件內表面有一些拉痕外，對有用的制件外表面沒有任何不良影響，就是需要電鍍的那些模面，也同樣是帶刀痕電鍍。

　　據說德國和美國有些汽車模具廠也早已廢除了型面推磨。

　　這對那些追求模具表面光潔度的人來說，真是命運開了一個大玩笑。

　　同樣，對型面凹角采用清虧，立面加工采用30度頭防讓刀，用不等間隙控制制件成型壓力等等各種方法，現在凸凹模的配合精度，使研合和鉗修失去意義。

　　因此，某種意義上的消滅鉗工，不再是一個夢。

　　當然，在國內，目前一個模具廠怎樣說服用戶接受這種帶刀痕的模具還是一個大課題。

　　豐田的機加工車間現場，有三種數控加工線：第一種是由幾臺床身可互換的數控機床組成的加工線，一條線里包括底面加工、臥銑、粗銑、精銑各種機床，配套分工明確，工件換機床時不必重新裝卡找正，這條流水線大約是80年代的產品。

　　第二種是帶立體倉庫的無人職守的揉性加工機群，這是90年代初的產物。

　　第三種是近年才投入使用的粗精加工一體化、高速、高精度、五面加工中心。

　　第一種加工線，它的單機就是我們目前使用的數控機床，但機床為多工作臺式，它的不重新裝卡找正方面效率很高，而我們還基本上停留在單機作業的水平上，很值得我們借鑒。

　　對于揉性加工機群，雖然很先進，但操作起來很困難，準備工作和時間很長，如果沒有很大量的精加工任務，使用起來并不實用，就是在豐田也是如此，看來這不是一個成功的方向。

　　一體化加工中心是目前正在發展的最新技術，它的優點是，集各種機床優點之大成，除底面加工之外，一次裝卡，粗、精、臥，高功率、高精度、高速面面俱到，十八班武藝樣樣精通，加工效率很高。

　　缺點是機床成本很高，需要環境要求也很高，用它來粗活、重活一起干時是不是很經濟呢。

　　但，無疑這是一個很理想主義的技術，代表著數控加工技術的發展，應引起我們的注意。

　　我們感到我們與世界先進水平的差距是一種很大的壓力，面對世界經濟一體化的潮流，你如果不是世界上最好的，你可能在國內也站不住腳。

　　國內的汽車模具廠家不是很多，但卻吃不飽，我們高質量模具的市場被周邊國家和地區的模具廠占領了，我們不向世界上最先進的模具技術學習，還能生存么。

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