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1、“模具设计及计算机应用”概论模具设计及计算机应用概论 主讲教师主讲教师夏琴香夏琴香主讲教师主讲教师：夏琴香夏琴香 博士/教授/博士生导师博士/教授/博士生导师 联系电话联系电话1390223311813902233118联系电话联系电话：1390223311813902233118 Email:Email: QQQQQQQQ: 2234442469: 2234442469 机械与汽车工程学院 学院拥有2个教育部创新团队，中国工程院院士1人，国家教学名师1 包括5个系及2个研究所 人，特聘教授1人，共有教职工309人，其中专任教师204 人，专任教师中有教授75人（博导60人）。 塑性加工及模具
2、计算机技术 7个学术团队：个学术团队： 包括5个系及2个研究所 和1个工程训练中心。 机械制造工程系 -团队负责人：夏琴香博士/教授/ 博士生导师、机械制造工程系副主任 团队负责人：夏琴香博士/教授/ 博士生导师、机械制造工程系副主任 精密装备与现代控制技术 机械制造工程系 机械电子工程系 机械学系精密装备与现代控制技术 微电子制造中超精密切削、磨削及 特种加工 机械学系 汽车工程系 现代加工理论及制造系统计算机应用 制造过程智能监控 工业装备与控制工程系 高分子材料先进制造技术与装备研究所 机电一体化与现代检测技术 制造工程智能化检测与仪器 金属材料制备成形及装备研究所 工程培练中心 “模具
3、设计及计算机应用”概论“模具设计及计算机应用”概论 1 、模具分类1 、模具分类 2、塑性成形技术概论2、塑性成形技术概论 3、自由锻概述3、自由锻概述 4、 模鍛概述4、 模鍛概述 5、 模具行业发展现状5、 模具行业发展现状 课程情况总体简介课程情况总体简介 课程性质：课程性质： “模具设计及计算机应用”是一门“模具设计及计算机应用”是一门专业性专业性、实 践性、综合性 实 践性、综合性很强的课程。很强的课程。 课程任务：课程任务： 1、掌握塑性、塑性变形及塑性成形的基本概念、掌握塑性、塑性变形及塑性成形的基本概念 2、了解塑性成形的分类及主要成形方法、了解塑性成形的分类及主要成形方法 3
4、、认识塑性成形新技术及、认识塑性成形新技术及CAE技术技术 4了解模具分类方式及模具行业发展现状了解模具分类方式及模具行业发展现状4、了解模具分类方式及模具行业发展现状了解模具分类方式及模具行业发展现状 5、掌握模具技术研究热点、掌握模具技术研究热点 课程学习方法课程学习方法：课程学习方法课程学习方法： 1、注意将、注意将“金属材料与热处理技术”“金属材料与热处理技术”与本课程内容相结合与本课程内容相结合 2、注意有些专业术语须在后续课程、注意有些专业术语须在后续课程“塑性成形原理”“塑性成形原理”中解释。中解释。 3理论联系实际理论联系实际将课堂识与生产实际相结合将课堂识与生产实际相结合3、
5、理论联系实际理论联系实际，将课堂将课堂知知识与生产实际相结合识与生产实际相结合 4、立足、立足“塑性”“塑性”，进行成形工艺分析及模具设计。，进行成形工艺分析及模具设计。 1 模具分类1 模具分类 一一、模具分类模具分类、模具分类模具分类 模具号称工业之母，种类非常繁杂。模具号称工业之母，种类非常繁杂。 日常生产日常生产生活中所使用到的各种工具和产品生活中所使用到的各种工具和产品大到大到日常生产日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品生活中所使用到的各种工具和产品，大到大到 汽车覆盖件、机床的底座，小到一个胚头螺丝、纽扣以及汽车覆盖件、机床的底座，小到一个胚头螺丝、纽扣以及 各种家用各种家用电
6、器的电器的外壳外壳，无无不与不与模具有着模具有着密密切切的的关系关系。各种家用外壳各种家用外壳，无模具有着切关系无模具有着切关系。 因为各种产品的 材质、外观、规材质、外观、 格及用途的不同 ，模具分为了铸铸 造模、锻造模、 压铸模、冲压模 造模、锻造模、 压铸模、冲压模 等非塑胶模具等非塑胶模具等非塑胶模具等非塑胶模具， 以及塑料模 ， 以及塑料模。 1 模具分类1 模具分类 一、一、模具分类模具分类模具分类模具分类 大的分类大的分类：五金模、塑料模。 五金模五金模分为铸造模锻造模压铸模冲压模等五金模五金模分为铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等。 塑料模塑料模分为注塑模、挤塑模、吹塑模等。 五
7、金模具五金模具是在工业生产中，用各种压力机和装在 压力机上的专用工具，通过压力把金属材料制出所需 形状的零件或制品这种专用工具统称为五金模具形状的零件或制品，这种专用工具统称为五金模具。 冲压模冲压模包括：单工序模、复合模、连续模等；冲压模冲压模包括：单工序模、复合模、连续模等； 注塑模注塑模分为：两板模、三板模 二、五二、五金金模模 （1）铸造铸造模模 金金 铸造铸造 金属成形的基本方法有多 种，铸造是一种人们熟悉的最 古老的生产金属零件的工艺方 法。 开元通宝 （1）铸造模）铸造模 eo 采用在铸型（铸造 模）内浇入熔融金属的 在铸型（铸造 模）内浇入熔融金属的 方法直接生产成型产品方法直
8、接生产成型产品方法直接生产成型产品方法直接生产成型产品 ，不需经过其它机械压 力加工等中间工序。 eo 铸造模具铸造模具是指为了 力加工等中间工序。 获得零件的结构形状，预 先用其他容易成型的材料做成零件的结构形状，然后再 成结在砂型中放入模具，于是砂型中就形成了一个和零件结 构尺寸一样的空腔，再在该空腔中浇注流动性液体，该 液体冷却凝固之后就能形成和模具形状结构完全一样的液体冷却凝固之后就能形成和模具形状结构完全一样的 零件了。 （2）锻造模）锻造模 锻造：锻造：包括自由锻和模锻包括自由锻和模锻 A、自由锻自由锻：自由锻是在锻锤或水压机上，利用简单的工 具将金属锭料或坯料锻成所需形状和尺寸的
9、加工方法。 自由锻时不使用专用模具因自由锻时不使用专用模具，因 而锻件的尺寸精度低，生产率 也不高主要用于单件小批也不高，主要用于单件、小批 量生产或大锻件生产。 B、模锻、模锻 模锻是将金属坯料放在与成品形状、尺寸相同的模腔与成品形状、尺寸相同的模腔中使其产 生塑性变形，从而获得与模腔形状、尺寸相同的坯料或零件的加工 方法。 模锻又分开式模锻和闭式模锻由 于金属的成形受模具控制，因而模锻 我国自行研制的万吨级水压机我国自行研制的万吨级水压机 于金属的成形受模具控制，因而模锻 件有相当精确的外形和尺寸，也有相 当高的生产率，适合于大批量生产。 （2）锻造模（锻模：）锻造模（锻模：forging
10、 die） 定义定义模锻时使坯料成形而获得锻件的模具模锻时使坯料成形而获得锻件的模具定义定义：模锻时使坯料成形而获得锻件的模具模锻时使坯料成形而获得锻件的模具。 单模膛模单模膛模锻锻示意图示意图多模膛模多模膛模锻锻示意图示意图单模膛模示意图单模膛模示意图多模膛模示意图多模膛模示意图 （3）压铸模）压铸模 压力铸造压力铸造(pressure casting)：将熔融的液态金属压力铸造压力铸造(pressure casting)：将熔融的液态金属 或半熔融的金属注入压铸机的压室，通过压射冲头的运 动，使液态金属在高压高压作用下、高速高速通过模具浇注系统 填充型腔，在压力下结晶并迅速冷却凝固成形的一
11、种精 密铸造方法，简称压铸，也称金属压铸。 （3）压铸模 压力铸造成形工艺中压力铸造成形工艺中，用以成形铸用以成形铸压力铸造成形工艺中压力铸造成形工艺中，用以成形铸用以成形铸 件所使用的金属模具件所使用的金属模具。 压铸模结构组成压铸模结构组成:压铸模结构组成压铸模结构组成: 定模：定模：固定在压铸机定模安装 板上，有直浇道与喷嘴或压室联接 动模：动模：固定在压铸机动模安 装板上并随动模安装板作 ，有或压室联 装板上，并随动模安装板作 开合模移动合模时，闭合构 成型腔与浇铸系统，液体金 属在高压下充满型腔；开模 时，动模与定模分开，借助 于设在动模上的推出机构将于设在动模上的推出机构将 铸件推
12、出。 压力铸造工艺与其它生产工艺的比较压力铸造工艺与其它生产工艺的比较 （4）冲压模 冲压冲压 是在室利用安装冲压冲压-是在室温下，利用安装 在压力机上的模具对材料施加 压力使其产生分离分离或塑性变塑性变压力，使其产生分离分离或塑性变塑性变 形形，从而获得所需零件的一种 压力加工方法。 冲压模冲压模-在冷冲压加工中，将冲压模冲压模 在冷冲压加工中，将 材料（金属或非金属）加工成 零件（或半成品）的一种特殊 工艺装备，称为冷冲压模具（ 俗称冷冲模）。 （4）冲压模）冲压模 冲裁模的基本形式与构造冲裁模的基本形式与构造 导柱式单工序落料模导柱式单工序落料模 三、塑料模三、塑料模 用于塑料成型的模具
13、用于塑料成型的模具，按照成型原理可以分为注用于塑料成型的模具用于塑料成型的模具，按照成型原理可以分为注 塑模、压缩模、注射模等。 注射模的结构组成注射模的结构组成 1 成型零部件成型零部件1. 成型零部件成型零部件 2. 浇注系统浇注系统 根据各零件所根据各零件所 2. 浇注系统浇注系统 3. 导向机构导向机构 根据各零件所根据各零件所 起作用细分起作用细分 4. 推出机构推出机构 5 温度调节系统温度调节系统5. 温度调节系统温度调节系统 6. 排气系统排气系统6 排气系统排气系统 7. 支承与紧固零部件支承与紧固零部件 8. 侧向分型与抽芯机构侧向分型与抽芯机构 （1） 注射模具的基本结构
14、） 注射模具的基本结构 凸模凸模/型芯型芯 （）（core） 凹模凹模/型腔 （ 型腔 （cavity） 注射注射/进浇进浇 （shot）（shot） 浇浇浇浇注系统 （ 注系统 （runner system） 模腔模腔/型腔型腔 合模状态合模状态 （cavity） 定模定模 （） 动模动模 （fixed mold） （movable mold） 分型面 （ 分型面 （parting line） 开模（开模（open） 注射状态注射状态 冷却系统 （ 冷却系统 （cooling system） 开模状态开模状态 推出推出 （eject） 推出推出/脱模状态脱模状态 注射机 推出杆 注射机 推出
15、杆 推出系统推出系统 （ejector system） 合模（合模（close） 合模状态合模状态 （2）单分型面模具（两板模结构）单分型面模具（两板模结构/Two-plate-mold） Animation 8 7 6 5 4 3 2 1 定距拉板定距拉板 （3）双分型面双分型面（3）双分型面双分型面 注射模注射模（三板模（三板模 结构结构/ Three-结构结构/ Three plate-mold 9 10 11 12 13 14 15 开模方向开模方向 （3）双分型面注射模）双分型面注射模 结构特征：结构特征： 动模动模定模定模之间增加了一个可移动的之间增加了一个可移动的中间板中间板动模动模、定模定模之间增加了一个可移动的之间增加了一个可移动的中间板中间板 两个分型面两个分型面，分别取出塑件和浇注系统凝料，分别取出塑件和浇注系统凝料 特点：特点： 中心部位设置点浇口中心部位设置点浇口中心部位设置点浇口中心部位设置点浇口 制造成本高、结构复杂、较少用于大型塑件的注射制造成本高、结构复杂、较少用于大型塑件的注射 模具模具
