模具制造技术概述

现代模具技术模具：是一种特殊的模型，用来塑造(制造)产品；从工艺的角度，模具是一种成形制品的特殊工艺装备。模具技术：研究模具设计、制造以及产品成形工艺的技术。现代模塑产品举例：汽车用品系列家用产品系列军工用品系列工业产品系列•模具的种类可分为十大种（如图所示）模具制造技术概述•1模具与模具工业概述•2我国模具的发展趋势1模具与模具工业概述•模具是当今工业生产中使用的极其广泛的主要工艺设备，是最重要的工业生产手段和工艺发展方向。一个国家工业水平的高低爱很大程度上取决于模具工业的发展水平，模具工业的发展水平是一个国家工业水平的重要标志之一。鉴于此，模具工业也被称之为“黄金工业”。•国民经济的5大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应，模具是“效应放大器”，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，模具生产水平的高低，已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要的标志，也在很大程度上决定产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们关注和重视。模具的定义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。模具广泛用于工业生产中的各个领域，如汽车、摩托车、家用电器，仪器、仪表、电子等，这些领域中的60%～80%的零件都需要模具来制造；高效大批量生产的塑料件、螺钉、螺母和垫圈等标准件也需要模具来生产；工程塑料、粉末冶金，橡胶，合金压铸、玻璃成型等更需要用模具来成型。1.1我国模具工业的现状我国模具工业从起步到飞跃发展，经历了半个多世纪。近几年来，我国模具技术水平有了很大的发展和提高，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了一个新台阶，模具质量及寿命明显提高，模具交货期大大缩短。模具CAD/CAE/CAM技术广泛地得到应用，并开发了具有自主知识产权的模具CAD/CAE/CAM软件。电加工、数控加工再模具制造技术发展中发挥了重要作用。CAD（ComputerAidedDesign）计算机辅助设计CAE（ComputerAidedEngineering）计算机辅助工程CAM（ComputerAidedMenufacturing）计算机辅助制造1.冲模(汽车覆盖件)2.塑料模3.压铸模4.快速经济制模技术•快速经济制模技术与传统的机械加工相比，具有模具制造周期短、制造成本低、综合经济效益好等特点，已经在我国得到了越来越广泛的应用。•快速原型制造(RPM)技术是一种集CAD、CAM、NCN、激光和材料于一体的新技术，是当前最先进的零件和模具的成型技术之一，来在我国发展很快。已经开发出了RPMS型式的快速原型制造系统，拥有叠层实体制造(SSM)和熔融挤压成型(EME)技术，具有较好的性能价格比。由快速成型机到3维原型，通过陶瓷精铸、电弧喷涂、熔模等技术可以快速制造出各种模具。快速原型制造技术在我国已经进入国产化开发和重点推广阶段。快速原型加工1.2现代模具工业的特点1.以计算机辅助设计与应用为中心（现代模具企业的首要特征）2.设计水平上升到一个前所未有的高度（控制压力、温度、提供测量元件）3.生产设备先进（高精度机床，粗精加工，热处理，质量控制和检测，设备齐全）4.供货期短5.重视人才培养2我国模具的发展趋势2.1我国现代模具制造技术的应用现代模具制造技术的标志数控加工技术计算机应用技术（1）数控机械加工技术（车削，铣削）（2）数控电加工技术（电火花，线切割）（3）数控特种加工技术（激光，超声波，快速原型技术）（1）CAD/CAM技术（建模和提供数控加工NC程序）（2）CAE技术（改善模具设计）（3）仿真技术（检测数控加工NC程序，减少加工失误）（4）网络技术（实现异地同步通信，及时解决问题）重点2.2我国模具技术与国外的差距1.产需矛盾我国模具工业这些年虽然得到较大的发展，但无论从数量上还是从质量上均无法满足国内市场需求，目前满足率只能达到70%左右。2.产品水平衡量模具产品的水平主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的复杂程度，模具使用寿命和制造周期等，与国外相比有很大差距。3.工艺装备水平模具加工设备与国外相比有很大差距2.3我国模具技术的发展趋势1.模具产品的大型化和精密化模具产品成型零件的日趋大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔，使模具日趋大型化。随着零件微型化和模具模具结构发展的要求（如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高），精密模具精度已由原来的5μm提高到2~3μm,今后有些模具的加工精度公差要求在1μm以下，这就要求发展超精工加工。2.多功能复合模具新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上发展而来的，一套多功能复合模具除了冲压成型零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务，通过多功能复合模具生产除了的不再是单个零件，而是成批的组件。3.新型的热流道模具塑料模具中由于采用热流道技术模具可以提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省原材料和节约能源，所以广泛应用这一技术是塑料模具的一大变革，国外模具已有一半以上应用热流道技术，有的企业甚至已经达到80％，效果十分明显。4.气体辅助注射模具和高压注射成型工艺模具气体辅助注射成型是一种塑料成型的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形小、表面好、易于成型等特点，可以在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。5.快速经济模具目前快速经济模具在生产中的比例将达到75％以上，一方面是制品使用周期短和品质更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越短越好，因此，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。6.高速铣削加工近年来，国外发展的高速铣削加工，主轴转速可达到（40000~100000)r/min,快速进给可达到（30~40）m/min，换刀时间可以提到到1~3s，这样就大幅度提高了加工效率。如在加工压铸模时，可提高7~8倍，并可获得小于10μm的表面粗糙度，形状精度可达到10μm。另外，还可加工硬度达到60HRC的模块，形成了对电火花加工的挑战，因此，高速铣削加工技术的发展，促进了模具工业的发展，特别是给汽车、家电行业中的大型腔模具制造方面注入了新的活力。