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1、第八章 模具制造的基础知识,第一节 模具制造技术的特点与发展趋势 第二节 模具制造的基本要求和生产流程 第三节 模具生产的组织形式与标准化 第四节 模具的测量,第一节 模具制造技术的特点与发展趋势,一、模具制造的特点 二、模具制造技术的发展趋势,一、模具制造的特点,1)形状复杂，加工精度高，表面质量好。 2)模具材料优异，加工难度大，加工难度大。 3)模具生产批量小，大多具有单件生产的特点。 4)生产周期短。 5)要求模具的寿命高。 6)要求进行试模和调整。,二、模具制造技术的发展趋势,1)模具CAD/CAM技术将得到更快的发展。 2)快速原型制造(RPM)及相关技术将在我国得到更好的发展，快
2、速原型制造技术是最新发展的高科技技术，被公认为是继NC技术以来的一次革命。 3)高速加工机床将得到更广泛的应用。 4)模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更达作用，高速扫描机和模具扫描系统，已在我国200多家模具厂点得到应用，取得良好效果。 5)电火花铣削加工技术将得到发展。 6)超精加工和复合加工将得到发展。 7)模具标准化程度将不断提高。 8)为了适应对模具寿命的要求，优质材料及先进表面处理技术将进一步受到重视。 9)模具研磨、抛光将向自动化、智能化方向发展。 10)模具自动加工系统的研制和发展，随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统，这也是我国长远发展的目标。,二、
3、模具制造技术的发展趋势,11)虚拟技术将得到发展，计算机和网络的发展正使虚拟技术成为可能。,第二节 模具制造的基本要求和生产流程,一、模具制造的基本要求 二、模具制造的流程,一、模具制造的基本要求,1.模具的精度和刚度 2.模具的生产周期 3.模具的生产成本 4.模具的寿命,1.模具的精度和刚度,(1)模具的精度 机械产品的精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度。 (2)模具的刚度 对于高速冲裁模、大型件冲压成型模、精密塑料模和大型塑料模，不仅要求其精度高，同时还要求其具有良好的刚度。,(1)模具的精度 机械产品的精度包括尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度。,(2)模具的刚度
4、对于高速冲裁模、大型件冲压成型模、精密塑料模和大型塑料模，不仅要求其精度高，同时还要求其具有良好的刚度。,2.模具的生产周期,模具的生产周期是指从接受模具订货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模具所用的时间。当前，模具使用单位要求模具的生产周期越来越短，以满足市场竞争和更新换代的需要。因此，模具生产周期的长短是衡量模具企业生产能力和技术水平的综合标志之一，也关系到模具企业在激烈的市场竞争中有无立足之地。同时模具的生产周期长短也是衡量一个国家模具技术管理水平高低的标志。,3.模具的生产成本,模具的生产成本是指企业为生产和销售模具支付费用的总和。模具的生产成本包括原材料费、外购件费、外协件费、设备折
5、旧费、经营开支等等。从性质上又分为生产成本、非生产成本和生产外成本，通常讲的模具生产成本是指与模具生产过程有直接关系的生产成本。,4.模具的寿命,(1)模具的结构 合理的模具结构有助于提高模具的承载能力，减轻模具承受的热-机械负荷水平。 (2)模具的材料 应根据产品零件生产批量的大小，选择模具材料。 (3)模具的加工质量 模具零件在机械加工、电火花加工、铸造、预处理、淬硬和表面处理时的缺陷，都会对模具的耐磨性、抗咬合能力、抗断裂能力产生显著的影响。 (4)模具的工作状态 模具工作时，所使用设备的精度与刚度、润滑条件、被加工材料的预处理状态、模具的预热和冷却条件等都对模具的寿命产生影响。 (5)
6、产品零件的状况 被加工零件材料的表面质量状态，材料的硬度、延展率等力学性能，被加工零件的尺寸精度等都与模具的寿命有直接的关系。,(1)模具的结构 合理的模具结构有助于提高模具的承载能力，减轻模具承受的热-机械负荷水平。,(2)模具的材料 应根据产品零件生产批量的大小，选择模具材料。,(3)模具的加工质量 模具零件在机械加工、电火花加工、铸造、预处理、淬硬和表面处理时的缺陷，都会对模具的耐磨性、抗咬合能力、抗断裂能力产生显著的影响。,(4)模具的工作状态 模具工作时，所使用设备的精度与刚度、润滑条件、被加工材料的预处理状态、模具的预热和冷却条件等都对模具的寿命产生影响。,(5)产品零件的状况 被
7、加工零件材料的表面质量状态，材料的硬度、延展率等力学性能，被加工零件的尺寸精度等都与模具的寿命有直接的关系。,二、模具制造的流程,1.分析估算 2.模具设计 3.零件加工 4.模具的装配 5.试模与调整,二、模具制造的流程,图8-1 模具制造的基本工艺路线,1.分析估算,分析估算指的是根据制品零件图样或实物进行估算。在接受模具制造的委托时，首先要根据制品零件图样或实物，分析研究将用模具的套数、模具结构及主要加工方法，然后进行模具价格估算。,2.模具设计,在进行模具设计时，首先要尽量多收集信息，并认真地加以研究，然后再进行模具设计。否则，即使是设计出的模具性能优良，精度很高，也不能符合要求，所完
8、成的设计并不是最佳设计。,3.零件加工,(1)备料、下料 备料的方式有标准模坯和自制模坯两种方式。 (2)模具零件粗加工 在粗加工时，要对毛坯进行划线、钻孔、攻螺纹等。 (3)热处理 通过淬火、退火、正火、回火等热处理工艺，改变模具材料的力学性能，达到加工或使用要求。 (4)模具零件精加工 在精加工时，零件加工余量比较少，某些零件已淬火处理，材料硬度比较高。,(1)备料、下料 备料的方式有标准模坯和自制模坯两种方式。,选用标准模坯时一般根据模具的大小选用标准模架、模板毛坯、螺钉销钉等。自制模坯时要进行板材切割、锻造毛坯的选择等工作。一般情况下，尽量选用标准模坯，模具基本设计完后，在备料时，对整
9、幅模具的主要零件进行同时备料，并列好备料清单。,(2)模具零件粗加工 在粗加工时，要对毛坯进行划线、钻孔、攻螺纹等。,(3)热处理 通过淬火、退火、正火、回火等热处理工艺，改变模具材料的力学性能，达到加工或使用要求。,(4)模具零件精加工 在精加工时，零件加工余量比较少，某些零件已淬火处理，材料硬度比较高。,4.模具的装配,模具装配是模具制造过程的最后阶段，装配质量如何将影响模具的精度、寿命和各部分的功能。同时模具装配阶段的工作量又比较大，又将影响模具的生产制造周期和生产成本。因此，模具装配是模具制造中的重要环节之一。,5.试模与调整,试模与调整是模具制造中的最后工序。它的主要工作是弥补模具在
10、设计和制造上所存在的缺陷以及制出合格零件的实验性生产。因此，模具调整与设计、制造、检验及工艺各部门所发生的关系极为广泛。在模具专业工厂及大中型模具生产厂，均设有专门负责调整模具的工段或班组。而小型工厂则一般由模具制造者共同设计，检验部门对模具进行试模与调整。这些部门之间相互关系密切，根据试模情况，共同鉴定模具质量。,第三节 模具生产的组织形式与标准化,一、模具生产的组织形式 二、模具标准化,一、模具生产的组织形式,1.按生产工艺指挥生产 2.以模具装配钳工为核心的指挥生产 3.全封闭式生产,1.按生产工艺指挥生产,1)便于计划管理，为采用计算机辅助设计、制造、管理和网络技术创造了条件。 2)符
11、合专业化生产的原则，有利于提高生产效率，提高技术水平。 3)生产组织严密，计划性强，要求技术人员和管理人员有较高的素质和能力。 4)由于分工细，生产环节多，模具生产周期长。,2.以模具装配钳工为核心的指挥生产,1)属于作坊式生产，因此模具质量和进度主要取决于模具钳工的技术水平和管理水平。 2)生产目标明确，责任性强，有利于调动生产人员的积极性，便于实行一专多能。 3)简化生产环节，有利于缩短制造周期和降低成本。 4)不利于生产技术的提高和标准化工作的发展。,3.全封闭式生产,1)工段内有生产指挥权，减少了生产环节，加快了生产进度。 2)不便于生产技术的统一管理，各工段之间无法有效地进行协调和平
12、衡。 3)当某一环节出现问题，易造成整个生产过程无法正常进行。,二、模具标准化,1.模具标准化的意义 2.模具标准件的应用和发展,1.模具标准化的意义,(1)提高模具零件的合格率 稳定、提高和保证模具设计质量及制造中必须达到的质量规范，以保证模具零件的加工质量，使模具零件制造的不合格率减少到最低限度。 (2)降低模具的设计和制造成本 组织模具件的批量化生产，并使之商品化，以提高专业化协作生产水平，提高模具制造质量和使用性能，降低生产成本，大幅度节约原材料，节省加工时间，以取得最大的社会、技术和经济效益。 (3)减少模具设计人员的重复工作量 模具零、部件的标准化，可以使模具设计人员，将主要精力用
13、来进行改进性和创造性设计。 (4)缩短模具制造周期 模具零、部件的标准化，有助于缩短模具制造周期。 (5)是模具现代化生产的基础 模具标准化是模具现代化生产技术和装备、实现模具的计算机辅助设计和制造、利用高效精密数控及计算机数控加工机床、建立模具成型零件柔性成型加工技术的基础。,1.模具标准化的意义,(6)有利于国际间的交流与合作 模具的技术名词、术语、技术条件的规范化、标准化，将非常有利于在国内外商业、贸易和科学技术等方面进行合作与交流，增强国家的技术经济实力。,(1)提高模具零件的合格率 稳定、提高和保证模具设计质量及制造中必须达到的质量规范，以保证模具零件的加工质量，使模具零件制造的不合
14、格率减少到最低限度。,(2)降低模具的设计和制造成本 组织模具件的批量化生产，并使之商品化，以提高专业化协作生产水平，提高模具制造质量和使用性能，降低生产成本，大幅度节约原材料，节省加工时间，以取得最大的社会、技术和经济效益。,(3)减少模具设计人员的重复工作量 模具零、部件的标准化，可以使模具设计人员，将主要精力用来进行改进性和创造性设计。,(4)缩短模具制造周期 模具零、部件的标准化，有助于缩短模具制造周期。,(5)是模具现代化生产的基础 模具标准化是模具现代化生产技术和装备、实现模具的计算机辅助设计和制造、利用高效精密数控及计算机数控加工机床、建立模具成型零件柔性成型加工技术的基础。,(
15、6)有利于国际间的交流与合作 模具的技术名词、术语、技术条件的规范化、标准化，将非常有利于在国内外商业、贸易和科学技术等方面进行合作与交流，增强国家的技术经济实力。,2.模具标准件的应用和发展,(1)国家对发展模具工业扶植的政策和内容 为加快我国模具工业和标准件的发展，国家把模具工业列为“十五”期间优先发展的三大类重点产品之一，并从1997年开始，国家对模具企业实行了“增殖税先征后返”的优惠政策予以扶植。 (2)模具标准件的应用与发展历程 近20年来，模具标准件的应用水平和商品化程度正在逐年提高。,(1)国家对发展模具工业扶植的政策和内容,1)技术含量高，能反映模具制造水平和发展方向的模具，以
16、及进口的中、高档模 2)模具的主要标准件：模架(冷冲、塑料、压铸等)；导向件(导柱、导套、导板等)；推杆、推管(圆形、异形)；弹性元件(异型截面钢丝螺旋压缩簧、聚氨酯弹性件及氮气缸等)；小型标准件(标准凸凹模、浇口套、定位圈、拉钩等)；热流道装置(内热式、外热式、针阀式、管式、温控式)；标准组件(凸模块换装置、侧冲装置等)。,(2)模具标准件的应用与发展历程,近20年来，模具标准件的应用水平和商品化程度正在逐年提高。20世纪70年代国内只有中小型模架、普通导向件(不含油的导柱、导套)；20世纪80年代主要推广应用了异型截面钢丝弹簧、气动元件等；20世纪90年代至今主要推广应用了各种快换结构的冲切装置，含油导向装置、斜楔侧冲装置和液压缸等。“十五”期间主要大力发展塑料模具用的热流道装置，以及模具标准件，如：固体润滑导套(A、B、C、D型)、导柱、斜导柱、推板导柱(A、B型)、固体润滑耐磨板、含油导板、含油滑块倒轨等导向零件；圆锥定位销、楔形定位块等定位零件；型芯滑块、斜杆滑块、斜导柱滑块、锁紧块等斜导柱分型抽芯机构。,第四节 模具的测量,一、测量基准 二、
