《模具数控加工技术--全书笔记整理.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《模具数控加工技术--全书笔记整理.doc（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第1章 模具制造技术概述1、模具是“效益放大器”，用模具生产的最终产品价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍，模具也在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，2、 模具是一种专用工具，用于装在各种压力机上，通过压力把金属或非金属材料制造成为所需要零件的形状制品，这种专用工具统称模具。3、分类（1）冲模 （2）塑料模（3）、压铸模（4）、快速经济制模技术快速制模技术与传统的机械加工相比，具有周期短制造成本低，综合经济效益好等特点。 快速原型制造(RPM)技术是种集CAD、CAM、NCN、激光和材料科学于一体的技术。RPMS型式的快速原型制造系统，拥有叠层实体制造(SSM)和熔融挤压
2、成型EME技术，具有较好的性能价格比。通过陶瓷精铸、电弧喷涂、消失模、熔模等技术可快速制造出各种模具。 4、现代模具工业的特点；1 以计算机辅助设计及应用为中心，2设计水平、 3生产设备先进、 4供货期短、 5重视人才培养 现代模具企业都广泛采用设计计算机辅助技术、人工智能技术等进行设计决策、模拟分析和优化，现代具企业的首要特征是以计算机辅助设计及应用为中心。 5、我国模具的发展趋势；特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈，用户对模具制造要求是“交贷期短”、“精度高”、“质量好”和“价格低”。 6、我国现代模具制造技术的应用；是以两大技术的应用为标志的，一是数控加工技术，二是计算机应用技术。1
3、数控加工技术包括：数控机械加工技术、数控电加工技术和数控特种加工技术。 (1)数控机械加工技术。模具制造中的数控车削技术、数控铣削技术。 (2)数控电加工技术。如数控电火花加工技术、数控线切害技术。(3)数控特种加工技术。通常利用光能声能和超声波等来完成加工的，为现代模具制造提供了新的工艺方法和加工途径。2计算机技术； (1) CAD/CAM技术。 (2) CAE技术。 (3)仿真技术。(4)网络技术4点。 7、我国模具技术与国外的差距 1产需矛盾；一是专业化、标准化程度低；二是设计和工艺技术落后，模具生产效率不高，周期较长， 2产品水平；主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的复杂度
4、、模具的使用寿命和制造周期等。3工艺装备水平； 加工中心、数控机床、数控仿形铣床、电加工机床、坐标磨床、光曲磨床和三坐标测量机等。8、我国模具技术的发展趋势；对模具制造的要求是交货期短，精度高，质量好，价格低。1、 模具产品的大型化和精密化： 模具精度由5um提高到2-3um，模具加工精度公差要求0.1um以下，这要求发展超精加工 2、多功能复合模具 3新型的热流道模具 4气体辅助注射模具和高压注射成型工艺模具 、5快速经济模具； 6高速铣削加工；主轴转速可达到(40000100000) r/min，快速进给速度可达到（30-40）m/min 9、模具市场分析： 冲模、塑料模和压铸模的总和一般
5、占模具总量的80%左右，在未来的模具市场中，塑料模墨和压铸模的发展速度将高于冲模，它们在模具总量中的比例将逐步提高。 第2章模具的加工方法先进的模具加工方法主要有机制模法、堆积制模法和切除制模法等加工方法， 2.1模具的成型制模法 2.1.1挤压成型是指将热熔性材料（ABS、尼龙或蜡）通过加热器熔化，挤压喷出并堆积成 1个3维实体，采用熔融挤压成型的典型工艺为熔融沉积成型（FDM），模具的挤压成型加工方法有热挤压成型法和冷挤压成型法。 1.型腔的冷挤压成型是在常温下利用装在压力机上的工艺压头，在一定的压力和速度下挤压毛坯金属，使之产生塑性变形而形成具有一定几何形状和尺寸的模具型腔。（1 ）凹模
6、型腔冷挤压的形式，按型腔成型方式不同，分为开式和闭式两种。A.开式挤压，使金属不受限制地向周围流动。该方法简便成型压力小B闭式挤压：金属变形受挤压套的限制，只能向上流动。尺寸精度高。 (2）凸模的冷挤压成型：在常温下以一定压力和速度将经过软化的凸模毛坯压入淬硬的凹模型腔使毛坯产生塑性变形而形成与凹模腔形状和尺寸一致的凸模，适用于形状复杂、数量较多的同类型凸模的制造。凸模冷挤压工艺的步骤：a.将准备好的模具工装安放在压力机的工作台上，用压板压牢b把凸模毛坯插入导向板内，开动压力机缓慢加压。c压制时用皂化液冷却。d当毛坯压入凹模挤压。e.将压好的凸模取下，修整成型并淬硬即可使用。 2.1.1.2模
7、具的热挤压成型法是将毛坯加热到锻造温度用预先准备好的模芯压入毛坯而挤压出型槽的制模方法。热挤压成型制模法的方法简单，周期短。成本低，所挤成的模具内部纤维连续，组织致密强度高，耐磨性好，寿命长。故常用于尺寸精度要求不高的小批量锻模制造中。过程1模芯准备 2、热挤压成型 3后续加工（退火、机械加工、淬火和磨光等）工序制成模具。 2.1.2模具的铸造成型制模法；是一种将液体金属或其他液体材料浇注到型腔中，等其冷却凝固后，即可获得相应的铸件。新型材料的铸造成型主要有锌合金、钛合金、金属基复合材料和颗粒增强型金属基复合材料的铸造成型 2.1.2.1锌合金模具的铸造成型； 利用硬材料凸模（凹模）浇注锌合金
8、凹模（凸模）的方法，称为铸造制模工艺。按浇注合金用量的多少，可采用模内浇注法（20kg以下）、模外烧注法两种不同的浇注方法2.1.2.2钛合金的铸造成型；按应用可分为高温钛合金、结构钛合金和功能钛合金3种，钛合金的成型方法有铸造、锻造、超塑和焊接等 1.铸造钛合金的熔炼：主要有电子束炉、等离子体炉和真空感应炉等2钛合金的铸造工艺； 一是要求耐火度非常高的造型材料：二是浇注必须在较高空度或惰性气体的保护下进行，有时还要附以离心力。 其铸造工艺种类如下： (1)永久铸型。主要有加工石墨型、金属型（铁铸型、钛铸型）。 (2）一次性铸型按其造型方法捣实石墨砂型和熔模型壳两种。2.1.2.3金属基复合材
9、料的铸造成型； 金属基复合材料（MMC）具有较好的物理性能和力学性能。其成型工艺主要有粉末冶金和铸造两种，前者由于工艺复杂，成本高，采用铸造法成型颗粒增强型金属基复合材料具有工艺简单，成木低对尺寸和形状没有限制，可大批量连续生产等优点。 2.1.2.4颗粒增强型金属基复合材料的铸造成型主要有如下6种；1.液态金属陶瓷颗粒搅拌铸造法2.熔体浸渗铸造法3.挤压铸造法。4.高能超声法 5.流变铸造法 6.原位反应铸造法 2.1.2.5塑料模具的铸造成型； 1 制造塑料模具的主要成分是合成树脂，如聚酸树脂、酚醛树脂和环氧树脂等。 2铸塑法：就是将配好的液态原料浇入模样，使其按模腔形状和尺寸固化为塑料模
10、具加工方法。主要工艺过程为：液态原料配制、模型准备、浇铸成型等 2.1.3.1超塑成型原理； 超塑成型技术是在组织结构上经过处理的金属材料，这种材料具有晶粒直径在5um以下的稳定超细晶粒，具有很小的变形抗力和远远超过普通金属材料的塑性或超塑性，其伸长率可达100%-2000%，凡伸长率超过100%的材料均称为超塑性材料。2.1.3.2模具的超塑成型工艺， 超塑成型技术可用来制造各种形状复杂的冲裁模、注射模、橡胶模和锻模等。其方法是先加工一个形状、尺寸与欲加工模具型腔相吻合的凸模压头），在超塑变形温度及速率范围内用挤压制模法对超塑性模坯进行压制，加工出凹模型腔。 2.1.3.3超塑成型所用设备、
11、工装及模具 1.超塑成型设备； 将模具与模坯一起置于压力机上，在超塑温度下以超塑变形速度一次挤压成型。2超塑成型加热装置3.模具成型所用模具 4.超塑成型的润滑 当成型温度低于500时，可选用硅脂、硅油、胶体石墨、二硫化钼等润滑剂。对于工具钢，其成型温度高，常采用熔融玻璃润滑剂2.2堆积制模法包括喷涂制模法、电铸制模法和快速原型制模法等3种2.2.1喷涂制模法1 热喷涂设备与材料；真空等离子、大气等离子、爆炸喷涂、等离子堆焊、电弧喷涂、火焰粉末喷涂和火焰线材喷涂设备，生产金属粉末、陶瓷、金属陶瓷粉未等2热喷涂技术的应用； (1)应用范围大。 (2)采用的工艺和材料广泛 (3)热喷涂应用的企业。
12、 (4)热喷涂研究 2.2.2电铸制模法 可分为3类。装饰性电镀（以镀镍一铬、金、银为代表）、防护性电铸（以镀锌为代表）和功能电镀（以镀硬铬）。2，电铸法的优点；1)能进行超精密加工（复制精度好）。 (2)能调节沉积金属的物理性质。调节沉积金属的硬度、韧性和拉伸强度等，还可以采用多层电镀、合金电镀、复合电镀方法得到好的物理性质。 (3）不受制品大小的限制。只要能够放入电镀槽就行。 (4）容易制造复杂形状的零件3.电铸方法电铸法也称电解沉积，工件与负极端（阴极）相接，在距阴极一定距离的阳极与电源正极端相接，阳极金属溶解，以离子的形式通过电解液移向阴极，并以的形式沉淀在模型上。对于金属模型，在浸入
13、电解池以前必须进行除油处并在其表面涂以脱模剂。而非金属模型，必须进行活化处理，使其具有导电性能，采用方法在模型表面极以还原银层，这银层对于非金属表面同样起到脱模剂的作用。 2.2.3快速原型制模法 快速模具(RT)技术是随着快速原型技术RP)的发展而迅速发展起来的一门新技术，用RP系统制造的原型做母模，快速复制简易模具，用快速原型制件作母模可以复制蜡模、硅橡胶模、环氧树脂模或聚氨酯模等软模具，此类软模具又可浇铸出环氧树脂、石膏、陶瓷、低熔点金属、金属基复合材料等硬模具，可用于各种铸造模、注塑模、蜡模的成型模和拉伸模等。用快速原型制件做母模，通过金属喷涂等方法可快速制造电脉冲机床用电极。2.2.
14、3.2快速原型制模技术的原理 快速原型制模技术是由CAD模型直接驱动的快速制造任意复杂形状3维实体的技术总称，它的特征是：(1)可以制造任意复杂的3维几何实体。(2) CAD模型直接驱动。(3)成型设备无需专用夹具或工具。(4)成型过程中无须干预。快速原型技术采用离散和堆积成型的原理，其过程是先由3维CAD软件设计出所需要零件的计算机3维曲面或实体模型（电子模型），然后根据工艺要求，将其按一定厚度进行分层，把原来的3维电子模型变成2维平面信息（截面信息）。即离散的过程：在微机控制下，数控系统以平面加工方式有序地连续加工出每个薄层，并使它们自动黏结而成型，这就是材料堆积过程。2. 2.3.3快速
15、原型制模技术（简称：RPM）的主要方法；根据采用材料及对材料处理方式的区别，RPM技术可归纳为3种方法。1.选择性液体固化SL；选择性液体固化的原理是将激光聚集到液态光固化材料（如光固化树脂）表面，使其有规律地固化3维实体。2迭择性层片黏结LOM；选择性层片粘结采用激光或刀具对箔材进行切割出工艺边框和原型的边廓线层片黏结在一起，这样层层叠加后得到下一个3维实体。其箔材可以是涂覆纸、涂覆陶瓷箔、金属其他材质的箔材。3选择性粉末熔结或黏结SLS；由粉末铺成的层面，有选择地直接或间接将粉末熔化或黏结，形成一个层面，层层叠加为一个3维实体。直接熔结是将粉末直接熔化而连接。间接熔结是指仅熔化粉末表面的黏结涂层，以达到互相黏结的目的。这种粉末材料主要有蜡、聚碳酸脂、水洗砂等非金属粉和金属粉4快速原型及模具制造技术的优点(1）大大缩短新产品研制周期。（2)成倍地降低新产品研发成本。(3)提高新产品投产的一次成功率。（4）支持同步（并行）工程的实施。(5)支持技术创新，改进产品外观设计。5快速原型及模具制造技术( RPM)的应用 (1） RPM的广阔应用领域。 （2)产品设计中的应用-快速产品开发RPD。 (3）快速工具。采用RP技术节约成本1/3。2 .3切除制模法（包括机加工制
