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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。 模具加工技术一、 概述模具加工作为工业技术的核心, 本身就充满了各种各样的技术含量, 包括结构设计、 加工工艺、 进度优化等等, 蕴含了工业机械设备加工中的主要切削功能, 是不折不扣的各种工业机械设备加工技巧代言人, 而且模具在现实生活中担当的角色相当重要。很多家庭生活中使用的家电产品, 电视机、 影碟机、 空调、 冰箱以及日常工作中使用的手机、 小灵通、 电话机、 传真机、 电脑、 打印机等, 都需要模具来做父母一样的角色, 才能生产出模具成品来, 还有社会交通工具, 特别是各类型汽车上的配件, 发动机、 保险杠、 仪表盘、 方
2、向盘、 门把手等, 塑胶的、 铝锌压铸的、 胶木的、 五金冷冲的、 吹塑的、 橡胶的很多, 特别在我们国家改革开放以后, 社会不断的进步发展, 人民生活日新月异, 消费不断的刺激需求, 新产品、 新款式的不断开发变换, 模具就作为一种产业经济一样发展壮大起来, 而且还作为一种区域经济被另眼看待, 比如很多慧眼独具的城市利用本地优势的产业经济树立起模具产业的城市品牌来, 比如”中国模具生产基地”, ”中国模具之都”, ”中国模具之乡”, ”中国轻工业模具城”等等, 各式各样的模具招牌, 相继落户到各地区, 以招睐客商, 引进外资, 持续发展本地区经济。看来模具不单单是一件产品而已了, 而是一个城
3、市的形象品牌了。因此, 模具加工技术的地位日渐提升, 而模具加工的一个关键性问题, 就是要抓住模具加工的要害: 数控铣加工。模具这么重要的作用, 内部生产上的问题却不可小觑了数控铣, 它是我们很多模具加工技术人员和模具企业老板必须要认识到的一个关键部位, 它是在模具加工结构设计、 加工工艺、 进度优化等等中扮演了精度与速度、 效益与效率的主导者角色, 也一直是模具加工技术变革的跨越者。模具加工在70、 80年代的时候, 还是以手工作业为主, 尤以钳工优先, 且分一至八等级, 模具结构中简单的、 复杂的产品面, 基本上以手工来完成( 型腔、 型芯、 滑块等) , 开始用锉刀来挫, 凿子来铲或者用
4、锯来锯, 再加一些简易的测量设备、 角度尺、 卡尺、 千分尺等, 很多老师傅因此还练就了一双能目测尺寸的火眼金睛, 据说能精确到0.02mm。到了80年代90年代初, 有了现在一些基本的机械设备来辅助手工制作模具了, 加工, 线切割加工车床, 铣床, 刨床, 磨床等等, 还依靠了手摇动作, 在精度与速度上还远远不能适应时代发展的需要; 那时一个模芯镶块的r角先拿凿子加榔头铲它, 再用锉刀平衡挫直、 平、 弧, 接着用红丹泥来覆模, 一次上来, 看见黑块铲去它, 不多也不要少, 接着再覆下去, 重复这样, 直到模芯镶块到底面为止。而模具到了90年代, 国家经济发展的不断提速, 进入了一个更加先进
5、的时代。模具加工中于是出现了以数字化控制工业机械设备的技术, 早期比如电子尺, 接着就以电脑形式来控制机床的设备叫做控制面板, 普通的铣床就升级到叫数控铣了, 也有名称谓它叫电脑锣, 电脑铣, 加工中心等等, 它从结构上优化了原来的基础配置, 加上了先进的电路板, 导轨上强化了钢质, 手摇动作上更是以电脑数字化设备来代替。模具出现使社会迅速发展, 模具加工技术的提升使社会飞速向前。二、 传统的模具加工有以下方法: barrel滚筒(加工) bending波纹加工 broaching拉刀切削 centering定中心 cutting切削 cylindrical lathe cutting外圆车削
6、electric discharge machine放电加工 electrolytic grinding电解研磨embossing压花加工 facing面车削filing锉刀修润 hemming卷边加工hobbing滚齿加工 joggling摇动加工lapping抛光/研磨修润 laser beam machining雷射加工lathe cutting车床车削 planning刨削加工polishing抛亮光 reaming铰孔修润rough machining粗切削 rounding圆形加工sawing锯削 scaling清除钢碇缺陷shaping成形加工 skiving表面研磨 slott
7、ing切缝切削 taper turning锥度车削 thread cutting螺纹切削 ultrasonic machining超音波加工 up cut milling逆铣加工 hand finishing手工修润三、 新的模具技工方法随着模具技术的快速发展, 一些新的模具加工方法不断被应用与实践生产中, 现将一些新的模具加工技术罗列如下: 1. 模具加工应用高速切削技术模具作为模压产品生产的关键工装, 其设计与生产周期日益成为决定新产品开发周期的决定因素。模具的型面一般都是十分复杂的自由曲面, 而且硬度很高, 常规的加工方法是在退火后进行切削加工, 然后进行热处理、 磨削或电火花加工, 最
8、后手工打磨、 抛光, 加工周期很长。其中的手工加工占模具整个加工周期的很大一部分。高速切削加工技术能够达到模具加工的精度要求, 减少甚至取消了手工加工, 而且由于新型对具材料(如PCBN、 陶瓷、 金属陶瓷涂层刀具等)的出现, 高速切削能够加工硬度到HRC6O, 甚至硬度更高的工件材料, 能够加工淬硬后的模具, 取代电火花加工和磨削加工。统计表明, 到 1996年为止, 己有44%的德国模具公司在使用高速切削技术, 而59%的公司打算投资应用高速切削技术, 日本和美国大约有30%的模具公司有高速切削的使用经验; 大多数公司认为高速切削是未来模具加工很有吸引力的一项技术。 高速切削加工技术按其目
9、的而言可分为两类: 以实现单位时间最大材料去除量为目的的加工和以实现高质量加工表面与细节结构为目的的加工。模具的高速切削加工都是这两类技术的综合运用。高速切削加工技术引进到模具加工行业, 主要应用于以下三个方面: 一是淬硬模具型腔的直接加工。利用高速切削可加工硬材料的特点直接加工淬硬后的模具型腔, 可提高模具加工的质量和效率, 可取代电火花加工; 二是EDM电极加工。应用高速切削技术加工电极对提高电火花加工效率起到了很大作用。高速切削电极提高了电极的表面质量和精度, 减少了后续加工工序; 三是快速样件制造。利用高速切削加工效率高的特点, 用于加工塑料和铝合金模型, 经过CAD设计后可快速生成3
10、D实体模型, 比快速原型制造技术效率高、 质量好。 与模具的传统加工方式相比, 模具的高速切削加工的优势如下: (1)高速切削加工提高了模具加工速度: 从材料去除速度而言, 高速切削加工比一般加工快四倍以上甚至更快; (2)高速切削加工可获得高质量的加工表面: 因高速切削加工精加工时采取小的进给量与切削深度, 故可获得很高的表面质量, 有时甚至能够省去钳工修光的工序, 从而因表面质量的提高省去了修光及电火花等工序肘间; (3)简化了加工工序: 传统切削加工只能在淬火之前进行, 因淬火造成的变形必须要手工修整或用电加工最终成型。高速切削加工省去了电极材料电极加工编程及加工、 以及电加工过程的所有
11、费用, 而且没有电加工的表面硬化。另外, 高速切削加工可使用小直径的刀具, 对模具更小的圆角半径及模具细节加工, 节省部分手工修整工艺, 减少人工修光时间, 简化的工艺可缩短模具的生产周期; (4)高速切削加工还可十分方便地用于模具修复过程: 模具使用过程中往往需要多次修复, 以延长使用寿命, 以往模具的修复主要靠电加工来完成, 而采用高速加工能够更快地完成该工作, 并可使用原NC程序, 无须重新编制.2. 微型模具加工技术 微型制件、 微型模具的应用技术与市场前景随着微纳米科技的进步, 产品不断向微型化方向发展, 特征尺寸为微米级的微机电系统受到了人们的高度重视。微机电系统(MEMS, Mi
12、cro-Electro-Mechanical Systems)技术是集微型传感器、 执行器以及信号处理和控制电路、 接口电路、 通信和电源于一体的微型机电系统。MEMS包括微型机构、 微型传感器、 微型执行器和相应的处理电路等几部分, 是在融合多种微细加工技术、 并在应用现代信息技术最新成果的基础上发展起来的高科技前沿学科。MEMS为美国叫法, 在日本被称为微机械, 在欧洲则被称作微系统。近几年, MEMS已相继应用于精密机械、 光电通讯、 影像传输、 生化医疗、 信息储存等领域, 如微齿轮、 插头式光纤连接器、 医学用微量泵、 导光板、 微透镜、 内窥镜零件、 微流控芯片、 细胞培养用微型容
13、器, 以及旋转传感器中的衍射光栅等, 其广泛应用值得期待。当前对微制品的概念还没有准确的定义, 从微注塑成形的角度, 给出了微型制品的含义, 即微型制品应具有以下特征: 整体结构尺寸微小, 一般其单件重量仅为几毫克;具有表面微小结构, 即制品总体尺寸仍为普通尺寸, 但其局部细微结构的尺度为微米量级;微型精密零件, 是指制品尺寸为任意的, 但应有微米量级的尺寸精度。如果在尺寸和制造精度上加以限定, 即微型模具拥有以下几个特征: 成形制件体积达到1立方毫米;微观尺寸从几微米到几百微米;模具表面粗糙度在0.1m以下;模具制造精度从1m到0.1m。预计从 开始, 中国MEMS巿场增速将加快, 的增速有
14、望达29.2%。微型模具加工难点微型模具并不一定指体积微小, 传统的体积大但具有微结构特征的模具也称作微型模具。微型模具的制造难点在于微小型腔或微小凸凹结构加工, 而模具其它结构件的制造与普通模具基本一致。微小型腔的成形可在一个小体积的金属块上加工, 然後把金属块作为一个镶块嵌入模板并进行整体组装, 这不但便于微小型腔的微细加工和镶块的更换, 且能提高模具整体寿命。传统的机械式加工方法不能加工尺寸太小或者微结构尺寸太小的微型模具, 尺寸精度和表面粗糙度都达不到微型模具的设计要求。现在发展起来的光刻技术虽然能实现尺寸小精度高的要求, 但光刻技术因其制造费用昂贵、 加工周期长, 工艺流程复杂等缺陷而限制了其广泛应用。微型模具加工技术发展快速、 种类繁多微型模具加工技术经过近几年快速发展, 种类比较繁多。按其加工原理不同可分为三大类: 光制作技术, 如LIGA技术、 UV-LIGA技术、 电子束光刻技术、 激光加工技术;腐蚀技术, 如刻蚀技术;微机械加工技术, 如微细车削、 微细铣削、 微细磨削、 微细电火花等传统加工法。光制作技术主要应用于具有微米级微结构的零件加工, 加工精度达10nm以下;微机械加工技术应用于具有毫米级微结构的零
