模具制造工艺01

1模具制造工艺234绪论•17000多个模具生产厂家•冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%；•产值达245亿元；•浙江：宁波、黄岩----模具之乡广东、无锡等1.中国模具工业的发展现状52、中国模具工业和技术的发展前景1）巨大的市场需求将推动中国模具工业的调整发展；2）与国外的差距；3）对模具技术进步的重视；6交货期短、精度高、质量好、价格低3、模具技术发展状况7•企业信息化工程•UG、Pro/E、I-DEAS、EUCLID-IS、MOLDFLOW、C-Flow、DYNAFROM、Optris、Magmasoft•华中：注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAM/CAE•上交大：冷冲模和精冲模CAD软件•北京机电研究所：锻模CAD/CAM/CAE软件•北航：CAXA软件•吉林汽车覆盖件成型技术所：覆盖件冲压成型分析KMAS软件1）CAD/CAM/CAE技术将全面推广82）快速原型制造(RPM)及相关技术将得到更好发展•快速原型制造技术是美国首先推出，是基于材料累加成型思想快速原型制造技术,又叫快速成形技术,（简称RP技术）英文：RAPIDPROTOTYPING（简称RP技术），或RAPIDPROTOTYPINGMANUFACTUREING，简称RPM。RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。基本原理是分层制造，逐层叠加，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台立体打印机。快速成型过程910将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。RP技术的基本原理是：11•激光选区烧结（SLS）成形材料：工程塑料粉末；制件性能：相当于工程塑料、蜡模、砂型；主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。•立体固化（SLA）：成形材料：液态光敏树脂；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；主要用途：高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。•叠层实体制造（LOM）成形材料：涂敷有热敏胶的纤维纸；制件性能：相当于高级木材；主要用途：快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。122）表面成型技术：电弧喷涂、电铸、蚀刻技术3）浇注成型技术：锡铋合金、锌基合金、树脂、硅橡胶制模技术4）积压成型技术：冷积压、超塑性成型技术5）实型铸造技术：干砂、负压造型、树脂砂、陶瓷型、石蜡精铸6）无模多点成型技术7）钢带冲裁落料制模技术•熔融沉积成型（FDM）成形材料：固体丝状工程塑料；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。13141516171819•1.高速加工对机床的要求•1)主轴速度应能达到12000～40000r/min；•2）进给速度应达40～60m/min；•3）快速移动速度达90m/min；3）高速铣削加工应用高速加工主要受设备主轴速度及材料熔点的限制，一般主轴速度为50000～60000r/min或更高。对于小型模具细节结构的加工，主轴速度可达40000r/min以上，而大型汽车覆盖件模具的加工，一般主轴速度12000r/min以上的加工即可称为高速加工。20•4）加速度为1g；•5）高刚性的机械结构；•6）高稳定、高刚度、冷却良好的高速主轴；•7）精确的热补偿系统；•8）高速处理能力的控制系统（线性插补5-20Microns或NURBS插补功能）；•9）具有预处理能力的控制系统。213、高速加工特点•主轴转速：40000~100000r/min•快速进给速度：30~40m/min•换刀时间：1~2s•表面加工精度：Ra1um•可加工60HRC的模块2、高速加工对刀具及装夹的要求o1）刀夹、刀具的加速度小于3g；2）刀具的径向跳动小于0.015mm；3）刀长一般小于刀具直径的4倍22•高速扫描机和模具扫描系统已在我国200多家模具厂家应用•雷尼绍的Sp2-1扫描测头•高速扫描速度：3m/min4)模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大的作用5)电火花铣削加工技术•也称为电火花创成加工技术•采用高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工236）超精加工和复合加工技术•加工精度超过1um的超精加工•集电、化学、超声波、激光等技术综合7）热流道技术•在塑料模具设计中采用热流道技术•节约原材料和能源248）气体辅助注射技术和高压注射成型工艺•是塑料成型的一种新工艺•气体一般采用：氮气9）虚拟制造技术（VirtualManufacturingTechnology）•虚拟制造技术是一种在仿真技术、计算机图形学、多媒体技术、人机接口技术基础上发展起来的新技术。它是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。25虚拟制造技术功能划分1．产品的虚拟设计技术。面向产品的原理、结构和性能的设计、分析、模拟和评测，以优化产品本身的性能、成本为目标。2．产品的虚拟制造技术。面向产品制造过程模拟、检验和优化，检验产品的可制造性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺过程、保证产品的制造质量、制造周期和最低的制造成本为目标。3．虚拟制造系统。着重于生产过程的规划、组织管理、资源调度、物流、信息流等的建模、仿真与优化。如虚拟企业、虚拟研发中心等。26虚拟制造的主要研究内容（1）产品的虚拟设计环境，包括产品的虚拟现实环境、虚拟装配与检查、样机设计与性能评价、运动仿真、干涉检验、产品的布局设计、造型设计等。（2）单元技术。包括虚拟样机与产品工作性能评测、产品热加工（铸、锻、焊、热等）过程仿真、产品冷加工（车、铣、磨、冲压等）过程仿真、企业生产过程规划、仿真与优化、虚拟企业（分散网络化制造）和虚拟研发中心等。（3）单元技术的集成与虚拟制造系统。单元技术的集成和虚拟制造系统的建立，构成了一个集设计、仿真、检查、校验和评价的完善系统，可以实现产品建立了数据、信息技术和资源的共享与交换，以及技术人员之间的直接联系和协同工作的基础，使得并行工程、人力和技术集成、信息交流等现代设计制造技术成为可能。27（4）分散网络化制造（虚拟企业）。虚拟企业是多个自主企业由网络和合作协议联系起来的动态联盟，能够充分发挥各自的优势，共同形成强大的市场竞争能力。（5）应用示范。通过发动机、模具等10个产品的虚拟制造技术的应用与考核，达到实用、可靠、方便的目的，并带动整个虚拟制造技术的应用和进步。28二、制造特点1、质量要求高。工作部分公差：±0.01mm,表面精度：Ra0.8um2、形状复杂；图13、材料硬度高；4、单件生产；一、基本要求1、制造精度高：1um2、使用寿命长：10万次以上3、制造周期短4、模具成本低第一节模具制造的基本要求与特点2930第二节模具制造工艺路线分析估算模具设计零件加工装配调整试模成品外购返修31第三节模具加工方法机械加工特种加工塑性加工车削钻孔磨削铇削铣削电火花加工化学腐蚀超声波加工电铸电化学加工电解加工激光加工铸造焊接32本课程讲授的内容•模具的加工方法；•模具的加工工艺；重点内容：•模具的铣削加工；•电火花加工；