模具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述 課題名稱：滾珠夾持式自動(dòng)送料切斷扭彎模及鋼絲彎曲成形模學(xué)院（系）：機(jī)械工程學(xué)院學(xué)生姓名：宋秋龍指導(dǎo)教師：呂知清完成日期：2011年 一、課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志1。因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中60%80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)部件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)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(kuò)大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值

2、，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前，全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)。我國(guó)的模具工業(yè)的發(fā)展，也日益受到人們的關(guān)注和重視。近幾年，我國(guó)模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長(zhǎng)速度發(fā)展。二、發(fā)展趨勢(shì)據(jù)相關(guān)專業(yè)人士分析，未來(lái)十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵率畟€(gè)方面。（1） 模具結(jié)構(gòu)日趨大型、精密、復(fù)雜及壽命日益提高 隨著零件微型化和模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求（如多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高），模具精度已由原來(lái)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(jìn)超精密加工的發(fā)展。（2） CAD/C

3、AE/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的廣泛應(yīng)用 模具制造是設(shè)計(jì)的延續(xù)，推行模具設(shè)計(jì)與制造一體化可達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是當(dāng)代最合理的模具生產(chǎn)方式，既可用于建模、為數(shù)控加工提供NC 程序，也可針對(duì)不同的模具類型，以相應(yīng)的基礎(chǔ)理論，通過(guò)數(shù)值模擬方法達(dá)到預(yù)測(cè)產(chǎn)品成型（形）過(guò)程的目的，改善模具結(jié)構(gòu)。從CAD/CAE/CAM 一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢(shì)是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)CADCAECAM 協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢(shì)和功效1。因此，應(yīng)大力進(jìn)行ANSYS、MSC、Moldflow、Dynaform 等高端輔助

4、設(shè)計(jì)制造軟件的培訓(xùn)、推廣和應(yīng)用。（3） 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的推廣應(yīng)用快速模具制造及快速成型技術(shù)（RP）是在近兩年內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的，并正向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術(shù)相比，該技術(shù)具有制模周期短、成本低的特點(diǎn)，是綜合經(jīng)濟(jì)效益較顯著的模具制造技術(shù)。具體新技術(shù)包括：快速原型制造技術(shù)（RPM）、表面現(xiàn)象成形技術(shù)、澆鑄成形制模技術(shù)、冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)、無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)、KEVRON 鋼帶沖裁落料制模技術(shù)以及模具毛坯快速制造技術(shù)。此外，氮?dú)鈴椈蓧哼吪c卸料、快速換模、沖壓?jiǎn)卧M合、刃口堆焊以及實(shí)型鑄造沖模刃口鑲塊等輔助技術(shù)也有極大提高了快速經(jīng)濟(jì)制模的綜合技術(shù)水平。 （4） 新型技術(shù)在塑料模

5、具中的推廣應(yīng)用 采用新型熱流道技術(shù)是塑料模設(shè)計(jì)制造中的一大變革，可顯著提高模具制造的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，國(guó)外模具企業(yè)已有一半用上了該項(xiàng)技術(shù)，甚至已達(dá)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(diǎn)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。 （5） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)進(jìn)一步增加規(guī)格、品種，發(fā)展和完善銷售網(wǎng)絡(luò)，保證供貨速度，為客戶提供交貨期短、精度高、生產(chǎn)工藝性好

6、、使用壽命長(zhǎng)、價(jià)格低的優(yōu)質(zhì)模具標(biāo)準(zhǔn)件2。（6） 開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)模具材料是模具工業(yè)的基礎(chǔ)，當(dāng)前，國(guó)外模具材料系列日趨完善與細(xì)化，系列化程度已越來(lái)越高。中國(guó)是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)，國(guó)內(nèi)開發(fā)的高級(jí)優(yōu)質(zhì)模具鋼品種雖然不少，已納入國(guó)標(biāo)的如：6Cr4W3Mo2VNb（65Nb），7Cr7Mo2V2Si（LD），7Cr-SiMnMoV（CH-1），6CrNiMnSiMoV（GD），8Cr2Mn-WMoVS（8Cr2S）等。模具表面處理技術(shù)對(duì)模具的制造精度、模具的強(qiáng)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(shù)和納米表面工程技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)模具制造的表面工程技術(shù)的發(fā)

7、展，其主要趨勢(shì)是：（1）由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲（如TD 法）發(fā)展；（2）由一般擴(kuò)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(shí)處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍（刷鍍）防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視3。（7） 高速銑削在模具加工中的推廣應(yīng)用 高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)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(diǎn)，是高精度型腔模具的重要加工手段。國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速

8、銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到40000 轉(zhuǎn)/min ， 快速進(jìn)給速度達(dá)到3040m/min，換刀時(shí)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(dá)10m。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)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(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程 隨著三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、掃描儀、便攜式掃描儀、激光跟蹤儀等先進(jìn)測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用，現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)正向高速度、高精度、高適應(yīng)性、數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展，并不斷融入模具產(chǎn)品逆向工程設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步推動(dòng)模具制造產(chǎn)品快速制造的響應(yīng)能力。逆向工程（RE）又稱反向工程或反求工程，是相

9、對(duì)于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程即所謂的正向工程（FE）而提出的4。其基本思想是：通過(guò)對(duì)實(shí)物或零件進(jìn)行掃描測(cè)量以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息， 然后充分利用CAD/CAM 技術(shù)快速、準(zhǔn)確地建立產(chǎn)品的數(shù)學(xué)幾何模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)設(shè)計(jì)，最后經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)墓こ谭治?、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和CAM 編程，就可以加工出產(chǎn)品模具。該設(shè)計(jì)理念是以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和創(chuàng)新思維，對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)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(jìn)制造技術(shù)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(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念

10、與模式，具體主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團(tuán)隊(duì)精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。此外，還應(yīng)大力研發(fā)模具的拋光技術(shù)和模具制造設(shè)備，可進(jìn)一步改善成型產(chǎn)品的表面質(zhì)量。三、存在問(wèn)題近年來(lái)，隨著國(guó)際交往的日益增多和外資在中國(guó)模具行業(yè)的投入日漸增加，中國(guó)模具已經(jīng)與世界模具密不可分，中國(guó)模具在世界模具中的地位和影響越來(lái)越重要5。我國(guó)模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得不小成績(jī)，無(wú)論是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)，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(jìn)口幾十億元的設(shè)備。在創(chuàng)新開發(fā)方面的投入仍顯不足，模具行業(yè)內(nèi)綜合開發(fā)能力的提升已嚴(yán)重滯后于生產(chǎn)能力的提高，主要問(wèn)題體現(xiàn)在十個(gè)方面6：（1）各層次的模具技術(shù)人才資源不足，尤其是高級(jí)模具鉗工、CNC 數(shù)控機(jī)床操作工、高級(jí)模具設(shè)計(jì)人員等，需求缺口較大（2）模具標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)一步提高。（4）模具修理機(jī)制不健全，因修模拖期影響生產(chǎn)的事時(shí)有發(fā)生。（5）模具壽命偏低，使模具費(fèi)占產(chǎn)品成本比率過(guò)高且長(zhǎng)期居高不下。（6）模具及其零部件市場(chǎng)價(jià)偏低，模具修理費(fèi)用更低，而且沒有市場(chǎng)指導(dǎo)價(jià)，完全靠購(gòu)銷雙方“議價(jià)”，地

12、區(qū)與廠際之間價(jià)差懸殊。（7）模具新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料推廣應(yīng)用緩慢，特別是國(guó)內(nèi)自行開發(fā)的模具新材料大多至今未能推廣應(yīng)用。（8）設(shè)備老化嚴(yán)重，超期服役的情況普遍。（9）各類模具的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指導(dǎo)性文件不齊全，特別是與國(guó)際市場(chǎng)接軌的各類模具國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)缺口大。（10）模具鋼的精煉和模具鍛坯的鍛造技術(shù)推廣應(yīng)用問(wèn)題，至今未能解決。四、研究主要成果4.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用模具行業(yè)發(fā)展最關(guān)鍵的是用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平。由最初的機(jī)械 CAD/CAM 軟件到現(xiàn)在的鍛模CAD/ CAM 系統(tǒng), 再到功能強(qiáng)大的有限元數(shù)值模擬技術(shù),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(xiàn)的缺陷,及時(shí)對(duì)模具的設(shè)計(jì)和冷鍛工藝做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,使設(shè)計(jì)更合理,精度更高,這是未來(lái)冷鍛工藝發(fā)展的大趨勢(shì)。4.2 先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用精密、超精、高速、高效是冷鍛模具制造不斷追求的目標(biāo), 隨著科技的不斷發(fā)展,各種先進(jìn)制造技術(shù)不斷涌現(xiàn),例如虛擬技術(shù)、快速模型制造技術(shù)、高速掃描技術(shù)、逆向工程、并行工程等技術(shù)在模具研究、開發(fā)、加工過(guò)程中的應(yīng)用,提高了模具生產(chǎn)效率,降低了生產(chǎn)成本。4.3 先進(jìn)的專用設(shè)備研究與開發(fā)隨著人們生活的提高,對(duì)外形的要求越來(lái)越高,這就對(duì)模具加工設(shè)備的機(jī)動(dòng)性提出了更高的要求。數(shù)控精密高效加工設(shè)備在模具開發(fā)和制造水平的應(yīng)用解決了這一問(wèn)題,如五軸加工機(jī)床、高速銑等大大提高了模具加工水平。4.4冷鍛模具結(jié)構(gòu)的開發(fā)冷鍛模具結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)與開發(fā)是冷鍛模具發(fā)展必不可少的。目前, 生產(chǎn)所用的冷鍛模具主要是組合預(yù)應(yīng)力模具, 在此基礎(chǔ)上開發(fā)出的纏繞預(yù)應(yīng)力模具比組合預(yù)應(yīng)力模具具有更好的綜合性能, 相信未來(lái)還會(huì)出現(xiàn)更加合理的冷鍛模具結(jié)構(gòu)。7五、主要參考文獻(xiàn)1李發(fā)致編著.模具先進(jìn)制造技術(shù)M,北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2003.2袁崇磷.模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展趨勢(shì)及需要解決的問(wèn)題J,模具制造.2006,(6):1