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1.4 模具的分类与主要加工方法
1.4 模具的分类与主要加工方法
在工业生产中，为适应不同制品零件的用途及生产，模具的种类很多。根据成型方法、材料和设备的不同，模具可分为冲压模具和型腔模具两大类。型腔模具又可分为塑料模、锻模、压铸模、粉末冶金模、陶瓷模、橡胶模、玻璃模等。模具的主要分类见表 1-1。
表 1-1 模具的分类
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1.冲压模具
冲压模具简称冲模，它是对金属板料或型材进行冲压加工的模具，也可以冲压一些非金属板料。其使用的配套成型设备是压力机。
在冷冲压生产中，冲模又分很多种。按工序性质不同，可分为冲裁模、弯曲模、拉深模、成型模、冷挤压模等；按工序组合方式，可分为单工序冲模、连续模和复合模等；按冲模导向方式，可分为无导向冲模、有导向冲模；按模具使用材料，可分为钢制冲模、钢板模、硬质合金冲模及低熔点合金冲模、锌基合金冲模、橡胶冲模等；按生产适应性，可分为通用冲模、组合冲模、专用冲模等；按机械化程度，可分为手工操作冲模、半自动冲模及自动冲模等；按生产管理形式，可分为小型冲模、中型及大型冲模等。
下面以冷冲模为例，说明其成型过程及特点。冷冲模是指在室温下把金属或非金属板料放在模具内，通过压力机和模具对板料施加压力，使板料发生分离或变形制成所需零件的模具。下面介绍各类冷冲模成型的特点。
（1）冲裁模
冲裁模可将一部分材料与另一部分材料分离。图 1-1 所示为落料模结构形式，它的成型特点是将材料封闭的轮廓分开，而最终得到的是一平整的零件。图 1-2 所示为一冲孔模结构，它是将零件内的材料与封闭的轮廓分离，使零件得到孔。
（2）弯曲模
弯曲模可将板料或冲裁后的坯料通过压力在模具内弯成一定的角度和形状。图 1-3 所示的弯曲模是将平直的板料压成带有一定角度的弯曲形状。
（3）拉深模
拉深模可将经过冲裁所得到的平板坯料，压制成开口的空心零件。图 1-4 所示的模具是将平板的坯料拉深成筒形零件。
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图 1-1 落料模
1-凸模；2-凹模；3-模座；4-板料
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图 1-2 冲孔模
l-模柄；2-凸模；3-凹模；4-模座；5-定位板
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图 1-3 弯曲模
l-凸模；2-凹模
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图 1-4 拉深模
l-凸模；2-凹模
（4）成型模
成型模是用各种局部变形的方法来改变零件或坯料的形状。图 1-5 所示的是将空心件或管件毛坯的端部由外向内压缩，以缩小其口径成为所要求的零件形状。
（5）冷挤压模
冷挤压模是室温下在模具型腔内将金属坯料加压，使其产生塑性变形，挤压成所需的形状、尺寸及性能的零件。图 1-6 所示的是将一部分金属在压力作用下，冲挤到凸凹模形成的型腔内，使毛坯变成所需要的空心零件。
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图 1-5 成型模
1-凸模；2-凹模；3-顶件器
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图 1-6 冷挤压模
l-凹模；2-凸模
2.型腔模具
型腔模是指将金属或非金属材料经加热或熔融后，填入模具型腔内，经一定压力并冷却后而形成与型腔相应形状的零件的一种模具。
（1）塑料模
塑料模是将塑料原料制成塑料制件的模具。在工业生产中，塑料可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。热固性塑料加热即能固化，但一旦固化即使再加热也不再软化；热塑性塑料则加热即软化，冷却即固化。因此，塑料模又分为热固性塑料压缩模、压注模和热塑性塑料注射模及挤塑模、吹塑模、吸塑模、发泡成型模等多种结构形式。无论采用哪种形式模具成型零件，从原理上都要使塑料经过熔化、流动、固化三个阶段。
常见塑料模的成型过程如下：
① 压缩模的成型过程。将热固性塑料放在模具型腔内，在压力机上通过加热板对其加热、加压后使其软化充满型腔，经保温、保压一定时间后，软化的塑料就固化成与型腔相应形状的零件，如图 1-7 所示。
② 挤塑模的成型过程。将塑料放入专用的加料室内，通过压力机加热、加压，使受热而软化的塑料经过浇注系统挤入模具型腔内，待型腔填满固化后即可形成所需的零件，如图 1-8 所示。
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图 1-7 塑料压缩模
1-上模；2-下模；3-模套
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图 1-8 塑料挤塑模
1-压料柱塞；2-浇注口模板；3-加料室；4-型腔
③ 注射模的成型过程 将热塑性塑料放入专用的注射机料筒内，通过加热使其熔化成流动状态，再以较高的速度和压力，通过推杆将其注入模具型腔内，待其固化后，形成所需要的零件，如图 1-9 所示。
（2）锻模
锻模是在锻压设备上实现模锻工艺的装备，是热模锻的主要工具。根据使用设备的不同，锻模又可分为锤锻模、机械压力机锻模、螺旋压力机锻模、平锻模、胎模等多种类型。锻模的成型过程如图 l-10 所示，将金属毛坯加热后放在模膛内，利用锻锤的压力使材料发生塑性变形，待充满型腔后，形成所要求形状的零件。
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图 1-9 塑料注射模
1-注射筒；2-模具型腔
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图 1-10 锻模
1、2-锻模模膛
（3）压铸模
压铸模是用压力铸造方法获得锡、铅、锌、铝、镁、铜等各种合金材料铸件的模具。如图 1-11 所示，把经加热熔化成液体的有色金属合金，放入压铸机的加料室内，用压铸机活塞加压后使其进入模具型腔内，待冷却后固化成所需要的形状的零件。采用压铸模成型的铸件表面光洁、轮廓清晰，尺寸及形状稳定、精度较高。
（4）粉末冶金模
粉末冶金模是将金属粉末压制成制品零件的模具。根据成型零件的材料、性能、形状及精度要求，粉末冶金模又分为常温压模、加热压模及无压成型模、注射成型模等多种类型。而每种类型，根据其成型特点又分为成型、整型、挤压、热压、热挤、散装烧结、冷冻成型等多种结构形式。粉末冶金模的成型过程如图 1-12 所示，将混料后的合金粉末或金属粉末放入模内进行高压成型成坯件，然后将坯件在熔融点以下的温度加热烧结而形成金属零件。
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