模具設計文獻綜述

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上燕 山 大 學本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述 課題名稱：滾珠夾持式自動送料切斷扭彎模及鋼絲彎曲成形模學院（系）：機械工程學院學生姓名：宋秋龍指導教師：呂知清完成日期：2011年 一、課題國內外現狀模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志1。因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產品中60%80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產部件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和代消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益擴大器”，用模具生產的最終產品的價值

2、，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。目前，全世界模具年產值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達國家的模具工業(yè)產值已超過機床工業(yè)。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，也日益受到人們的關注和重視。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展。二、發(fā)展趨勢據相關專業(yè)人士分析，未來十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向將主要集中在以下十個方面。（1） 模具結構日趨大型、精密、復雜及壽命日益提高 隨著零件微型化和模具結構發(fā)展的要求（如多工位級進模工位數的增加，其步距精度的提高），模具精度已由原來的5m 提高到23m，今后有些模具加工精度公差更是要求在1m 以下，這必將促進超精密加工的發(fā)展。（2） CAD/C

3、AE/CAM 技術在模具設計制造中的廣泛應用 模具制造是設計的延續(xù)，推行模具設計與制造一體化可達到優(yōu)化設計的要求。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術是當代最合理的模具生產方式，既可用于建模、為數控加工提供NC 程序，也可針對不同的模具類型，以相應的基礎理論，通過數值模擬方法達到預測產品成型（形）過程的目的，改善模具結構。從CAD/CAE/CAM 一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網絡化，其中心思想是讓用戶在統一的環(huán)境中實現CADCAECAM 協同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和功效1。因此，應大力進行ANSYS、MSC、Moldflow、Dynaform 等高端輔助

4、設計制造軟件的培訓、推廣和應用。（3） 快速經濟制模技術的推廣應用快速模具制造及快速成型技術（RP）是在近兩年內迅速發(fā)展起來的，并正向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統的模具技術相比，該技術具有制模周期短、成本低的特點，是綜合經濟效益較顯著的模具制造技術。具體新技術包括：快速原型制造技術（RPM）、表面現象成形技術、澆鑄成形制模技術、冷擠壓及超塑成形制模技術、無模多點成形技術、KEVRON 鋼帶沖裁落料制模技術以及模具毛坯快速制造技術。此外，氮氣彈簧壓邊與卸料、快速換模、沖壓單元組合、刃口堆焊以及實型鑄造沖模刃口鑲塊等輔助技術也有極大提高了快速經濟制模的綜合技術水平。 （4） 新型技術在塑料模

5、具中的推廣應用 采用新型熱流道技術是塑料模設計制造中的一大變革，可顯著提高模具制造的生產效率和質量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，國外模具企業(yè)已有一半用上了該項技術，甚至已達80%以上；氣體輔助注射成型也是塑料成型的一種新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好、易于成型、壁厚差異較大等優(yōu)點，可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。 （5） 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率 模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質量和降低模具制造成本。模具標準件應進一步增加規(guī)格、品種，發(fā)展和完善銷售網絡，保證供貨速度，為客戶提供交貨期短、精度高、生產工藝性好

6、、使用壽命長、價格低的優(yōu)質模具標準件2。（6） 開發(fā)優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術模具材料是模具工業(yè)的基礎，當前，國外模具材料系列日趨完善與細化，系列化程度已越來越高。中國是世界第一產鋼大國，國內開發(fā)的高級優(yōu)質模具鋼品種雖然不少，已納入國標的如：6Cr4W3Mo2VNb（65Nb），7Cr7Mo2V2Si（LD），7Cr-SiMnMoV（CH-1），6CrNiMnSiMoV（GD），8Cr2Mn-WMoVS（8Cr2S）等。模具表面處理技術對模具的制造精度、模具的強度、模具的工作壽命、模具的制造成本等有著直接的影響。稀土表面工程技術和納米表面工程技術的出現進一步推動模具制造的表面工程技術的發(fā)

7、展，其主要趨勢是：（1）由滲入單一元素向多元素共滲、復合滲（如TD 法）發(fā)展；（2）由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；（3）鍍膜膜層多樣化，主要有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C 等，同時處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，激光強化、輝光離子氮化技術及電鍍（刷鍍）防腐強化等技術也日益受到重視3。（7） 高速銑削在模具加工中的推廣應用 高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質量好、加工效率高（為普通銑削加工的510 倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點，是高精度型腔模具的重要加工手段。國外近年來發(fā)展的高速

8、銑削加工，主軸轉速可達到40000 轉/min ， 快速進給速度達到3040m/min，換刀時間可提高到13s，大幅度提高了加工效率，并可獲得Ra10m 的加工表面粗糙度，形狀精度可達10m。高速銑削加工技術的發(fā)展，促進了模具加工的發(fā)展，特別給汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。（8） 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程 隨著三坐標測量機、掃描儀、便攜式掃描儀、激光跟蹤儀等先進測量儀器的應用，現代檢測技術正向高速度、高精度、高適應性、數字化、自動化方向發(fā)展，并不斷融入模具產品逆向工程設計中，進一步推動模具制造產品快速制造的響應能力。逆向工程（RE）又稱反向工程或反求工程，是相

9、對于傳統的產品設計流程即所謂的正向工程（FE）而提出的4。其基本思想是：通過對實物或零件進行掃描測量以及各種先進的數據處理手段獲得產品的幾何信息， 然后充分利用CAD/CAM 技術快速、準確地建立產品的數學幾何模型，進行數據重構設計，最后經過適當的工程分析、結構設計和CAM 編程，就可以加工出產品模具。該設計理念是以設計方法學為指導，以現代化設計理論、方法、技術為基礎，運用各種專業(yè)人員的工程設計經驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有產品進行解剖、深化和再創(chuàng)造。（9） 開發(fā)成形新工藝和模具，培養(yǎng)新理念和新模式 隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現了一些新的設計、生產、管理理念

10、與模式，具體主要有：適應模具單件生產特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神，精益生產；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網絡制造等新的生產哲理；廣泛采用標準件的分工協作生產模式；適應可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設計與制造等。此外，還應大力研發(fā)模具的拋光技術和模具制造設備，可進一步改善成型產品的表面質量。三、存在問題近年來，隨著國際交往的日益增多和外資在中國模具行業(yè)的投入日漸增加，中國模具已經與世界模具密不可分，中國模具在世界模具中的地位和影響越來越重要5。我國模具行業(yè)結構調整取得不小成績，無論是企業(yè)組織結構、產品結構、技術結構和進出口結構，都在向著合理化的方向發(fā)展。為

11、更新和提高裝備水平，模具企業(yè)每年都需進口幾十億元的設備。在創(chuàng)新開發(fā)方面的投入仍顯不足，模具行業(yè)內綜合開發(fā)能力的提升已嚴重滯后于生產能力的提高，主要問題體現在十個方面6：（1）各層次的模具技術人才資源不足，尤其是高級模具鉗工、CNC 數控機床操作工、高級模具設計人員等，需求缺口較大（2）模具標準化程度不高，模具及其零部件的商品率偏低。（3）模具制造的專業(yè)化程度和集中度有待進一步提高。（4）模具修理機制不健全，因修模拖期影響生產的事時有發(fā)生。（5）模具壽命偏低，使模具費占產品成本比率過高且長期居高不下。（6）模具及其零部件市場價偏低，模具修理費用更低，而且沒有市場指導價，完全靠購銷雙方“議價”，地

12、區(qū)與廠際之間價差懸殊。（7）模具新技術、新工藝、新設備、新材料推廣應用緩慢，特別是國內自行開發(fā)的模具新材料大多至今未能推廣應用。（8）設備老化嚴重，超期服役的情況普遍。（9）各類模具的標準及技術指導性文件不齊全，特別是與國際市場接軌的各類模具國家標準缺口大。（10）模具鋼的精煉和模具鍛坯的鍛造技術推廣應用問題，至今未能解決。四、研究主要成果4.1 計算機技術的應用模具行業(yè)發(fā)展最關鍵的是用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的制造技術水平。由最初的機械 CAD/CAM 軟件到現在的鍛模CAD/ CAM 系統, 再到功能強大的有限元數值模擬技術,可以很直觀的得到金屬和模具的受力情況, 模具的失效情況以及鍛件

13、可能出現的缺陷,及時對模具的設計和冷鍛工藝做適當的調整,使設計更合理,精度更高,這是未來冷鍛工藝發(fā)展的大趨勢。4.2 先進制造技術的應用精密、超精、高速、高效是冷鍛模具制造不斷追求的目標, 隨著科技的不斷發(fā)展,各種先進制造技術不斷涌現,例如虛擬技術、快速模型制造技術、高速掃描技術、逆向工程、并行工程等技術在模具研究、開發(fā)、加工過程中的應用,提高了模具生產效率,降低了生產成本。4.3 先進的專用設備研究與開發(fā)隨著人們生活的提高,對外形的要求越來越高,這就對模具加工設備的機動性提出了更高的要求。數控精密高效加工設備在模具開發(fā)和制造水平的應用解決了這一問題,如五軸加工機床、高速銑等大大提高了模具加工水平。4.4冷鍛模具結構的開發(fā)冷鍛模具結構的不斷改進與開發(fā)是冷鍛模具發(fā)展必不可少的。目前, 生產所用的冷鍛模具主要是組合預應力模具, 在此基礎上開發(fā)出的纏繞預應力模具比組合預應力模具具有更好的綜合性能, 相信未來還會出現更加合理的冷鍛模具結構。7五、主要參考文獻1李發(fā)致編著.模具先進制造技術M,北京:機械工業(yè)出版社.2003.2袁崇磷.模具標準件的發(fā)展趨勢及需要解決的問題J,模具制造.2006,(6):1