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1、模具制造工艺 绪论 模具 基本概念1 是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具 1 模具 是一种工具 2 模具与塑件 一模一样 3 模具生产制件所具备的高精度 高复杂程度 高一致性 高生产率和低消耗 是其他加工制造方法所不能比拟的 特点 模具生产的优点 生产率高 质量稳定 一致性好 节约原材料和能源 生产成本低 模具是现代工业生产的重要装备 科技密集产品 利用模具生产任意几何形状和具有高尺寸精度的 用途各异的零件和工艺品 而且生产效率极高 汽车 拖拉机零件的60 70 一个车型的轿车 共需4000套模具 价值2 3亿元 各种类型的汽车平均一个车型需冲压模2000套 其中大型覆
2、盖件模具300套 在 十五 期间 我国平均每年有20个当量车型投入生产 一 模具在国民经济发展中的作用 二 我国模具发展现状1 大型复杂冲模的汽车覆盖件模具为代表 我国主要汽车模具企业 已能生产部分轿车覆盖件模具 2 体现高水平技制技术的多工位级进模覆盖面大增 已从电机 电器铁芯片模具扩大到接插件 电子元零件 汽车零件 空调器散热片等家用电器零件模具上 3 塑料模方面已能生产34 48 大屏幕彩电塑壳模具 大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具 塑料模热流道技术更臻成熟 气体辅助注射技术已开始采用 4 压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后桥齿箱压铸模等 5 模具
3、质量 模具寿命明显提高 模具制造周期较以往大为缩短 6 模具CAD CAE CAM技术相当广泛地得到应用 并开发了自主版权的模具CAD CAM软件 主要在北航海尔公司CAXA 华中理工大学开发的HS3 0系统及CAE系统 上海交大开发的冷冲模CAD系统等 MastercamSolidworksUGPro ECimatron等 7 快速经济制模技术得到进一步提高 尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术 RPM 进展很快 8 模具材料方面 由于对模具寿命的重视 优质模具钢的应用有较大的进展 9 模具加工机床品种增多 水平明显提高 毛坯下料 高速锯床 高速磨床 阳极切割 激光切割等 粗加工 车床 万
4、能工具铣床 高速铣床 刨床等 精加工 数控仿形铣 数控坐标磨床 数控光学曲线磨床 数控电火花机 数控线切割 电解加工 精密镗床 加工中心等 光整加工 研磨 珩磨 镜面磨削 超声波和电解抛光等 模具发展的重点汽车覆盖件模精密冲模大型及精密塑料模主要模具标准件其他高技术含量模具 三 模具制造技术的特点 与机械制造相比 有以下特点 1 制造质量要求高 包括加工精度高 表面质量好 模具工作部分的制造公差和表面粗糙度有严格的要求 2 形状复杂 模具的工作部分一般是二维或三维复杂曲面 型腔模具 加工比较困难 3 模具为单件 多品种生产 模具生产制品具有复制性 即只能生产某一特定形状 尺寸和精度的制件 模具
5、制造一般为单件生产 4 模具材料硬度高 模具材料一般均为淬火合金钢或硬质合金 采用非传统方法加工 如电火花 激光加工 5 生产周期短 由于产品换代与市场竞争的加剧 要求模具生产周期短 采用快速成型技术生产模具比传统方法缩短2 3的时间 6 成套性生产 多副模具生产制品时 要考虑各套模具之间的衔接性 三 模具制造技术的特点 四 模具制造的基本要求 1 制造精度高模具的精度由制品的精度与模具结构要求来决定 1 一般模具工作部分的精度比制品精度高2 4级 2 各零件必须有足够高的制造精度模具加工技术手段的水平加工设备的加工精度设备自动化程度 3 模具结构要求上下模之间配合高模具装配钳工技术 2 使用
6、寿命长模具费用占成本的10 30 寿命的长短影响成本的高低 要求模具有较长的使用寿命 模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下 所能加工的制件总数量 包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命 模具寿命 工作面的一次寿命 修磨次数 易损件更换寿命 一次寿命指修磨一次后所能加工产品的件数 四 模具制造的基本要求 1 模具结构如可靠的导向机构 四 模具制造的基本要求 2 使用寿命长影响寿命的因素 2 模具材料高性能材料材料的冶金质量 3 模具加工质量机加工 电火花加工 淬火硬 4 模具工作状态润滑条件 预热 冷却条件 3 制造周期短制造周期指从接受模具定货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模所用的时
7、间 影响制造周期的因素 1 模具技术和生产的标准化程度2 模具企业的专门化程度3 模具生产技术手段的现代化CAD CAM技术4 模具生产的经营和管理水平 四 模具制造的基本要求 4 模具成本低生产成本包括原材料费 外购件费 外协件费 设备折旧费 经营开支等 影响成本的因素 1 模具结构复杂程度2 模具精度3 模具材料料费占25 30 的成本 要正确选材4 模具加工设备 四 模具制造的基本要求 1 制造精度高2 使用寿命长3 制造周期短4 模具成本低以上的四个指标互相关联 互相影响 在设计与制造模具时 应根据实际情况全面考虑 在保证质量的前提下 使模具制造周期短 降低成本 四 模具制造的基本要求
8、 五 模具的主要加工方法 模具加工的方法有 机械加工 特种加工 塑性加工 铸造 焊接 1 机械加工 切削 磨削 生产率高 加工精度高1 复杂形状工件加工速度慢2 硬材料难加工3 材料利用率不高4 要求操作工熟练 优点 缺点 2 特种加工不需用机械力 利用电 化学能 光等去除工件多余部分的加工方法 如电火花成型 线切割 电解加工等1 加工情况与材料硬度无关2 工具与工件不接触 不施加机械力3 可加工各种形状复杂的零件4 易实现过程自动化 五 模具的主要加工方法 特点 3 塑性加工利用金属塑性变形 高压下挤压凸模压入塑性坯料中 从而获得与挤压凸模形状相同 凹凸相反的型腔模具型面不需精加工 制模速度
9、快 省料 复杂形状型面形状精确压制后的模具淬火时会变形 淬火前需进行去应力处理 五 模具的主要加工方法 优点 缺点 4 铸造对象 精度不高使用寿命不长的模具铸造常用的材料 优 流动性好 易铸出形状复杂的零件 缺 耐磨性差 精度差优 熔点低 可铸性好 缺 材质软 耐热性差优 快速制模 复制维修简单 缺 耐磨性差 热变形大 老化 五 模具的主要加工方法 1 铸铁 2 锌基合金 3 合成树脂 五 模具的主要加工方法 5 焊接将加工好的模具焊接在一起 形成所需模具优 加工简单 快速 省料 缺 精度难以保证 残留热应力 承受冲击能力差 六 本课程的性质 要求和学习方法 性质 本课程是模具的主要专业课之一 通过对本课程的学习 使学生掌握模具制造的基本专业知识和常用的工艺方法 了解和掌握先进模具制造技术 具有分析模具结构工艺性的能力 提高模具设计的综合水平 使学生具有较强的从事模具制造工艺技术工作和组织模具生产管理的能力 一个好的设计师首先必须是好的工艺师 六 本课程的性质 要求和学习方法 要求 掌握模具制造的基本方法 掌握模具装配要求及方法 模具选材的基本要求 模具工艺编制的一般方法 学习最前沿的模具制造技术 掌握模具新技术 新工艺 方法 重视理论学习 关注模具制造的新发展 注意实践环节 参观模具制造和使用厂家 增加感性认识 提高动手能力
