模具制造的基本要求及特点（PPT30页)

1模具设计与制造专业主要专业课程一、模具生产合同二、模具制造基本要求三、模具制造工艺特点模具制造的基本要求与特点一、模具生产合同模具的生产过程是指由模具制造合同签定开始，到模具试模、验收、交付使用的全部过程。模具制造合同的主要内容有：合同双方单位有关资料；模具名称及结构要求；模具数量和价格；模具交货期；模具质量要求和寿命要求；验收方法和付款方式等。(1)模具是精密成型工具反映在以下两个方面：①必须满足制件(冲件、塑料件、压铸件、锻件等)的尺寸精度、形状精度要求；保证制件大批量成型加工中的互换性；保证其在长期使用(允许寿命范围)内的可靠性要求。因此，模具精度等级，通常需高于制件2级或2级以上。②模具精度还受成型件(如凸、凹模)相互配合间隙及其均匀性的影响。这样，构成模具导向副、结构件和支撑件之间的配合精度、连接零件之间的定位精度、位置精度等需要进一步提高。就是说，成型件之间的配合间隙及其均匀性，与构成模具每个零部件的精度与表面质量有关。见图2.31。精度23二、模具制造基本要求模具制造的基本要求是模具精度和寿命满足客户要求的前提下，尽量缩短制模周期，降低模具成本。模具的技术经济指标有：模具精度、模具的生产周期、模具的生产成本和模具寿命等四项。模具生产过程中，模具的这四个技术经济指标应综合考虑。•制造精度高•制造周期短•使用寿命长•制造成本低1、模具的精度模具的精度主要体现在工作零件的精度和相关部位的配合精度，包括尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度。模具的精度应与制品精度相适应，模具精度对制模周期和生产成本有很大影响。模具的精度分静态精度和动态精度，平时测量出的精度是非工作状态下进行的，是非工作状态精度称为静态精度；而在工作状态时，受到工作条件和模具刚度的影响，静态精度数值会发生变化，工作状态测出的精度是工作状态精度，也称为动态精度，动态精度是真正有实际意义的。静态精度主要受加工设备和加工方法的制约，动态精度除取决于静态精度外，还受模板厚度或材料性能的影响，另外还受所用压力机的刚度和精度的影响。模板厚度应取得恰当，与模具精度要求相适应。模板取较厚时，模具刚度好，不易变形，但成本高。反之，模板薄，模具刚度差易变形。通常小型模具模板厚度不小于30mm，中型模具模板厚度不小于40mm，大型模具模板厚度不小于45mm。影响模具精度的主要因素有：①制品的精度要求制品的精度要求高，模具工作零件的精度就高。模具精度的高低不仅对制品精度有直接影响，而对模具生产周期、生产成本都有很大影响。②模具加工手段模具加工设备的精度、自动化程度是保证模具精度的基本条件。模具精度主要依赖模具加工设备。比如慢走丝线切割加工的模具比快走丝线切割加工的模具精度要高。③模具钳工水平模具的最终精度还依赖钳工装配调试来保证，模具钳工的装配水平也会影响模具精度。④模具生产方式和管理水平是采用“实配法”加工，还是“分别制造法”加工，是影响模具精度的重要方面。对于高精度模具只有采用“分别制造法”才能满足高精度的要求和实现互换性生产。⑤模具零件的刚度模具设计时，既要满足强度要求，也要保证足够的刚度，同时应避免零件加工不当，导致内应力大而变形。模板的厚度对模具刚度影响较大。2、模具的生产周期模具生产周期就是制模周期，是从接受模具订货任务开始到模具试模后交付合格模具所用的时间。制模周期长短是衡量一个模具企业生产能力和技术水平的综合标志之一，它反映了模具企业的竞争力。国内模具生产周期大模为二至三个月，而国外模具生产周期大模为一个月。影响制模周期主要因素是标准化程度和加工手段。影响制模周期的主要因素：①模具标准化程度大量采用模具标准件和标准模坯可显著缩短制模周期。（因为标准件可直接在市场采购）②模具企业专门化程度生产本企业最擅长的模具类型，做自己最擅长的加工，搞协作化生产，可缩短制模周期。（将利润低的普通加工发外加工，自己专门做数控加工、特种加工和模具装配等技术含量多，附加值高的工序，这样不仅可缩短制模周期，而且可多做模具获得更多利润。）③模具生产手段采用先进的高效设备可缩短制模周期。④模具管理水平采用并行工程的思想按排生产，避免零件加工进度不匹配影响模具装配进度。安排生产时优先安排工序多加工周期长的零件，如凸模和凹模加工工序多，优先安排生产。在模具设计阶段提供备料清单，开始备料，避免停工待料。3、模具的生产成本模具成本是指企业为生产和销售模具支付费用的总和。模具生产成本通常是指与模具生产有直接关系的材料费、外购件费、外协件费、设备折旧费、工时费等。影响模具成本的主要因素有：模具结构、模具材料、模具标准化程度和加工手段。材料费在模具生产成本中约占25%~30%，复杂模具加工费高，材料费在模具生产成本中约占20%~25%，估算模具成本一般为材料费的3~4倍。模具特别复杂的，成本为材料费的5倍。模具材料类别的选择应与模具寿命要求相适应。模板的厚度应与模具精度及制品批量相适应。应采取各种措施充分发挥材料的效能。模具成本很大程度由模具设计人员决定，因此模具设计人员应有成本意识。选择加工设备时应与零件精度要求相适应。如慢走丝线切割加工费是快走丝线切割加工费的8~10倍；中走丝线切割加工费是快走丝线切割加工费的2~3倍；对表面粗糙度值小，但精度不是十分高的模具零件，如塑料模的型芯可采用中走丝线切割加工。模具的标准化程度和企业生产的专门化程度，也是制约模具成本和生产周期的重要因素。如采用标准冲针一般有现货供应，外购价格低。采用非标冲针需定制，价格较高。如果冲针自已加工，不仅质量难以达到要求，成本也相当高。因为标准冲针在标准件厂是用先进的专用数控加工设备成批生产的，质量容易保证，价格也不高。4、模具寿命模具的寿命是指模具保证产品零件质量的前提下，所能加工制件的总数量，它包括刃口多次修磨和易损件更换后的寿命。模具的寿命应与制品产量相适应，模具寿命对模具制造成本有影响。模具寿命主要受模具材料和模具结构的制约。模具材料是根据模具寿命要求或制品生产批量来选择。普通模具工作零件通常选用合金工具钢Cr12或Cr12MoV。长寿命模具工作零件通常选用粉末高速钢或硬质合金。在模具结构方面，采用良好的导向机构，防止凸、凹模啃伤；工作零件截面尺寸变化时尽量采用大回圆弧过渡，避免应力集中而开裂。模具的加工质量、模具工作状态和制品材料的性能也会影响模具寿命。模具工作零件的重要表面时应无明显刀痕和热处理缺陷；模具使用的压力机应有足够的精度和刚度，模具运动部位应润滑良好。制品材料的硬度、厚度公差、表面质量等都会影响模具寿命。总之，模具的四个技术经济指标是相互影响和互相制约的，要综合考虑，抓住主要矛盾，求得最佳经济效益，满足生产需要。提高模具寿命的措施有：采用优质模具材料，采用可靠的导向，零件结构避免应力集中，避免零件加工缺陷等。同时，模具使用时注意滑动部件及材料的滑润，注意模具的日常保养及维护，也能提高模具寿命。模具寿命不是越高越好，应与制品生产批量相适应。三、模具制造工艺特点现代模具制造集中了制造技术的精华，体现了先进的制造技术，已成为技术密集型的综合加工技术。模具制造正由过去的劳动密集形和靠人工控制加工精度为主转变为现在的技术密集形数控加工为主，模具精度由设备保证，钳工工作量呈减少之势。模具工作零件的特点：品种多，形状复杂，精度要求高，材料硬度高，工序多而加工周期要求短。翅片模工作零件模具制造有以下特点：①模具制造属于单件、多品种生产。每副模具只能生产某一特定的制品，模具一般没有通用性。②客户要求模具生产周期短。由于新产品更新换代快和市场竞争激烈，客户要求模具生产周期短，模具生产应适应该客观要求。③模具生产的成套性。当某个制件需要多副模具来加工时，各副模具之间往往相互牵连和影响。只有最终制件合格，这一系列模具才算合格，因此，在生产和计划安排上必须充分考虑这一特点。④模具装配后需试模和试修。由于模具生产的上述特点和模具设计的经验性，模具装配后必须通过试冲才能确定模具是否合格。同时有些部位的尺寸需试修才能最后确定。因此，在生产进度安排上必须留有一定的试模时间。⑤模具精度要求高，精度取决于机床精度、加工工艺、测量手段。(加工向机械化、精密化和自动化发展)广泛使用数控机床加工，三坐标测量机的使用越来越普遍。模具制造常用精加工设备有数控铣床、加工中心、线切割机床、慢走丝线切割机床、电火花成形机床、数控成形磨床等。⑥在通用机床上加工，为降低加工难度，保证相关零件的装配关系，较多采用“实配法”和“同镗法”加工，这样降低了零件的互换性。12345当相关零件的孔径不同，孔位要求一致时，可用垫块将相关零件隔开一定距离后装夹固定在一起，同时加工几个零件的同一孔位的不同孔径的孔。图2-13冲模模座同镗加工1、下模座2、垫块3、上模座4、镗刀5、夹钳⑦在制造工序安排上，工序相对集中，以保证模具加工质量和进度，简化管理，减少工序周转时间。⑧模具工作零件形状复杂，材料硬度高，工序中需安排热处理，常用数控加工和特种加工。总上所述，模具制造的特点是：单件生产，成套生产；零件复杂，精度要求高，材料硬，加工工序多，生产周期短，主要加工手段是数控加工和特种加工；模具制造工作的主要内容有模具非标零件的制造、外购件和标准件的补充加工、模具装配与试模等。其中，模具工作零件的制造和模具装配是重点。如塑料模的制造，主要工作是加工非标零件（型芯、型腔），模架通常是外购，只需补充加工内模固定部分的相关零件的配合孔。总结作业P41T11