數(shù)控加工在模具制造中的作用與地位

1、畢 業(yè) 論 文數(shù)控加工在模具制造中的作用與地位 學(xué) 號(hào) 姓 名 班 級(jí) 專 業(yè) 系 部 指導(dǎo)老師 完成時(shí)間: 2013年2月10號(hào)到2013年3月10號(hào)題目:數(shù)控加工在模具制造中的作用與地位摘要: 當(dāng)今社會(huì)科技信息化產(chǎn)業(yè)是主流行業(yè)，伴隨著科技的發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)有著非常重要的作用，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展程度則完全顯示了國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化的戰(zhàn)略性作用。數(shù)控加工則是將傳統(tǒng)的機(jī)械制造工業(yè)轉(zhuǎn)變成機(jī)械自動(dòng)化，由傳統(tǒng)的粗加工向精密度加工轉(zhuǎn)型。數(shù)控加工普遍運(yùn)用于航空航天工業(yè)，電子工業(yè)等高精度，零件復(fù)雜的加工生產(chǎn)中。針對(duì)市場(chǎng)需求狀況，模具制造的需求量逐年替增，質(zhì)量要求也越來(lái)越高。完整的模具又是由很多塊單件構(gòu)成，而各個(gè)

2、零件的加工形狀復(fù)雜。針對(duì)這種情況，數(shù)控加工的智能化和網(wǎng)絡(luò)化則大大的彌補(bǔ)了模具的缺點(diǎn)，將模具與數(shù)控加工完美的結(jié)合在一起。提高了效率與質(zhì)量的同時(shí)也提高了企業(yè)所生產(chǎn)的產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。所以，掌握數(shù)控加工技術(shù)則是了解工業(yè)產(chǎn)品文化必不可少的知識(shí)。關(guān)鍵詞： 機(jī)械制造 精加工 高效率 自動(dòng)化 競(jìng)爭(zhēng)力目 錄引言1第1章數(shù)控加工2 1.1數(shù)控加工技術(shù)概述2 1.2數(shù)控加工的特點(diǎn)與運(yùn)用3 1.3 數(shù)控加工的地位及作用 4第2章模具5 2.1模具概述5 2.2 模具的種類及其成型分類 6 2.3 模具的特點(diǎn)與運(yùn)用9 2.4模具與數(shù)控加工的關(guān)系10第3章 數(shù)控造模和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展與前景11 3.1模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析 11

3、 3.2數(shù)控技術(shù)在模具中的作用12 3.3數(shù)控技術(shù)在模具中的運(yùn)用12第4章 中國(guó)模具制造企業(yè)SWOT戰(zhàn)略分析 14 4.1 SWOT分析14結(jié)束語(yǔ)15參考文獻(xiàn)16引言 計(jì)算機(jī)的普及與發(fā)展，推動(dòng)著社會(huì)文明的快速發(fā)展，數(shù)字化信息被廣泛的運(yùn)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中。工業(yè)生產(chǎn)以數(shù)字化信息的形式打破了傳統(tǒng)的以手工為準(zhǔn)的粗放型的低精度，低質(zhì)量，高成本，高污染向集約型的高精度，高質(zhì)量，低成本，低污染生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)型。 首先，模具在工業(yè)生產(chǎn)過程中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備，模具工業(yè)則是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成形、壓鑄成形、擠壓成形、塑料注射或其它成形加工方法，與成形模具相配套，

4、使坯料加工成符合產(chǎn)品要求的零件。模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備，工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)都離不開模具，用模具生產(chǎn)制件要達(dá)到以下幾種標(biāo)準(zhǔn)，即：高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材。在制造業(yè)中，模具工業(yè)的地位變得越來(lái)越重要。其次，人們通常見到的模具沖壓成型件都與數(shù)控加工密不可分。模具的高精度，高質(zhì)量，是模具必備的一個(gè)特點(diǎn)。而要提高模具技術(shù)水平不僅要有技術(shù)水平，更基礎(chǔ)的是要有先進(jìn)的制造設(shè)備及制造和控制技術(shù)的支持。數(shù)控加工是模具制造業(yè)新的發(fā)展方向。對(duì)于現(xiàn)代模具制造業(yè)，市場(chǎng)要求必須在最短時(shí)間內(nèi)完成新成品的開發(fā)和投產(chǎn)，為用戶提供精度模具，利用數(shù)控加工及模具計(jì)算機(jī)輔助制造等新技術(shù)，從

5、而使模具加工技術(shù)進(jìn)入數(shù)控加工和模具計(jì)算機(jī)輔助制造為主的新階段。 同時(shí)，在強(qiáng)烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)下，模具的制造更加地離不開數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，為適應(yīng)模具的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床要不斷地投入研發(fā)，采用更新的材料，選用具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的材料，這不僅能夠提高模具的制造質(zhì)量，還能夠推動(dòng)模具生產(chǎn)速度的提高。同時(shí)，不斷改進(jìn)數(shù)控技術(shù)，不斷革新著技術(shù)，使那些復(fù)雜難功的模具制造工藝也得到發(fā)展，企業(yè)就能在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中立于不敗之地。第一章 數(shù)控技術(shù)1.1 數(shù)控加工技術(shù)概述數(shù)控加工是運(yùn)用數(shù)控機(jī)床，在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法。數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工的工藝規(guī)程是一致的。但最明顯的區(qū)別在于數(shù)控加工用數(shù)字信息控制零件

6、和刀具位移的機(jī)械加工方法。它是解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問題和實(shí)現(xiàn)高效化和自動(dòng)化加工的有效途徑。數(shù)控機(jī)床如圖所示：圖示1 數(shù)控機(jī)床數(shù)控加工，即采用計(jì)算機(jī)控制的方法對(duì)某一工作過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的技術(shù)，數(shù)控機(jī)床的運(yùn)作與其輔助動(dòng)作受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。數(shù)控加工這一技術(shù)的運(yùn)用給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來(lái)了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工對(duì)國(guó)計(jì)民生的一些重要行業(yè)如：IT、汽車、輕工、重工、醫(yī)療等的發(fā)展起著越來(lái)越重要的

7、作用，因?yàn)檫@些行業(yè)所需裝備的結(jié)構(gòu)性非常復(fù)雜，發(fā)動(dòng)機(jī)等零固件的尺寸小，精度高。因此，在這些行業(yè)中，數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢(shì)。在我國(guó)數(shù)控發(fā)展的時(shí)間短，距離歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家還有一定的差距。所以我國(guó)在已生產(chǎn)出自主版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機(jī)床中的同時(shí)要不斷的引進(jìn)消化國(guó)外數(shù)控技術(shù)，但是中、高檔以上的數(shù)控系統(tǒng)仍然是以進(jìn)口產(chǎn)品為主。研究數(shù)控系統(tǒng)及技術(shù)的現(xiàn)狀與未來(lái)發(fā)展方向，將對(duì)開發(fā)中高檔的數(shù)控產(chǎn)品，擴(kuò)大數(shù)控機(jī)床市場(chǎng)份額起到重要作用。1.2數(shù)控加工的特點(diǎn)與運(yùn)用數(shù)字技術(shù)是制造業(yè)信息化工程的關(guān)鍵技術(shù)之一，數(shù)控加工是現(xiàn)代制造重要的組成部分。1948年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)空軍委托，研制飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設(shè)備。由

8、于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想。于1952年試制成功并在美國(guó)出現(xiàn)了世界上第一臺(tái)數(shù)控銑床，1957年正式投產(chǎn)。這一發(fā)明對(duì)于制造業(yè)而言，對(duì)于模具的發(fā)展而言，具有劃時(shí)代的意義。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)界得到了廣泛的運(yùn)用，在模具制造行業(yè)的運(yùn)用尤其普及。數(shù)控編程技術(shù)從手工編程發(fā)展到自動(dòng)編程。早期的數(shù)控程序由手工編寫，只能針對(duì)點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件。自動(dòng)編程是用計(jì)算機(jī)來(lái)協(xié)助完成數(shù)控加工編程編制，又從APT（Automatically Programmed Tool）語(yǔ)言編程發(fā)展到如今的圖像編程。20世紀(jì)70年代，由于貝塞爾（Bezie

9、r）曲線算法、B樣條曲線算法的提出，達(dá)索（DASSAULT）飛機(jī)制造公司推出了含有三維曲面功能的造型系統(tǒng)CATIA軟件，推動(dòng)了CAD和CAM向一體化的方向發(fā)展。近年來(lái)，在CAD/CAE/CAM一體化概念的基礎(chǔ)上，又逐步形成了計(jì)算機(jī)集成制造（CIMS）的概念，向著集成化、智能化、可視化、虛擬化的方向躍進(jìn)。在加工制造方面，在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家中，現(xiàn)代制造業(yè)的數(shù)控化率達(dá)35-70，而我國(guó)只有不到1 。加入WTO以后，國(guó)內(nèi)制造業(yè)開始了前所未有的發(fā)展，并快速成為全球重要的制造基地，2000年以來(lái)每年新增各類數(shù)控設(shè)備在5萬(wàn)臺(tái)套以上，并以35的速度持續(xù)增長(zhǎng)。隨著急速跟進(jìn)的跨躍式的技術(shù)升級(jí)，業(yè)內(nèi)對(duì)掌握數(shù)控編程、

10、加工等現(xiàn)代制造技術(shù)的新型人才也形成了巨大的需求。數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，將編制好的零件加工數(shù)控程序，輸入到數(shù)控裝置中，再由數(shù)控裝置控制機(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變速、啟停、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向、速度和位移大小，以及其他諸如刀具選擇交換、工件夾緊松開和冷卻潤(rùn)滑的啟、停等動(dòng)作，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴(yán)格地按照數(shù)控程序規(guī)定的順序、路程和參數(shù)進(jìn)行工作，從而加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。數(shù)控加工是一種現(xiàn)代化的加工手段。同時(shí)數(shù)控加工技術(shù)也成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。利用數(shù)控加工技術(shù)可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工,而且加工的準(zhǔn)確性和精度都可以得到很好的保證?？傮w上說(shuō),和傳統(tǒng)的機(jī)械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有

11、以下優(yōu)點(diǎn):1、高速、高效、高精度、高可靠性 利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工過程是由計(jì)算機(jī)控制,所以零件的互換性強(qiáng),加工的速度快。要提高加工效率，首先必須提高切削量和進(jìn)給速度，同時(shí)，在確保加工質(zhì)量的同時(shí)提高機(jī)床的運(yùn)作軌跡縮短了加工的時(shí)間。 同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比,數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)裝置,提高分辨率,減少了人為誤差,因此加工的精度及其可靠程度可以得到很大的提高。2、 實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)普通機(jī)床很難實(shí)現(xiàn)或根本沒法實(shí)現(xiàn)軌跡為三次以上的曲線或曲面運(yùn)動(dòng)，而數(shù)控機(jī)床則實(shí)現(xiàn)了在任何軌跡上加工，適應(yīng)于復(fù)雜異形零件的加工。3、勞動(dòng)強(qiáng)度低 采用了自動(dòng)控制方式,也就是說(shuō)加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成,不象

12、傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣,操作者在數(shù)控機(jī)床工作時(shí),只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。所以勞動(dòng)強(qiáng)度很低。4、 有利于生產(chǎn)管理和現(xiàn)代化數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信息和標(biāo)準(zhǔn)代碼處理、傳遞信息，特別是在數(shù)控機(jī)床上使用計(jì)算機(jī)控制、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造及管理一體化奠定了基礎(chǔ)。5、工作環(huán)境好 數(shù)控加工機(jī)床是機(jī)械控制、強(qiáng)電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物,對(duì)機(jī)床的運(yùn)行溫度、濕度及環(huán)境都有較高的要求。數(shù)控加工系統(tǒng)就象計(jì)算機(jī)一樣,在封閉的空間內(nèi)加工，減少了污染。6、 就業(yè)率高，待遇好 由于我國(guó)處于數(shù)控加工技術(shù)的大力發(fā)展階段,大量的數(shù)控機(jī)床和先進(jìn)的加工手段的快速引進(jìn),卻沒有大量熟練數(shù)控技術(shù)操作的人員參與,因此該行業(yè)嚴(yán)重缺乏人才。 同時(shí)，數(shù)

13、控機(jī)床存在著一定的缺點(diǎn)！而最大的缺點(diǎn)則是機(jī)床設(shè)備費(fèi)用昂貴，要求維修人員具有較高的水準(zhǔn)。1.23數(shù)控加工的地位及作用機(jī)械制造業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基石，是國(guó)家綜合競(jìng)爭(zhēng)力的基礎(chǔ)。全球正加速?gòu)墓I(yè)化社會(huì)向信息化社會(huì)過渡，先進(jìn)制造技術(shù)的提高有利于國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)力。伴隨著我國(guó)科技的快速發(fā)展，機(jī)械制造技術(shù)也發(fā)生了根本性的改變。機(jī)械產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、性能、精度及生產(chǎn)效率得到了根本性的改變。目前，我國(guó)的制造業(yè)工業(yè)增加值居世界第四，約為美國(guó)的四分之一、日本的二分之一，與德國(guó)相近。但是，在機(jī)械產(chǎn)品中，我國(guó)單件和小批量產(chǎn)品所占的比例占到了80%左右，由于其加工難度低，自動(dòng)化不高，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量很難得到保證。要保證加工效率及其

14、質(zhì)量的問題，以現(xiàn)有的技術(shù)，數(shù)控加工則是解決這類難題的關(guān)鍵?，F(xiàn)代模具產(chǎn)品的一些關(guān)鍵零部件，加工復(fù)雜，精度要求極高，加工批量小，改動(dòng)頻繁。這些要求，普通機(jī)床顯然無(wú)法達(dá)標(biāo)，解決這類問題就需要自動(dòng)化加工。數(shù)控加工則適合加工復(fù)雜工件，高精度的工件。模具裝配所需的零件需求很少。但是，有些關(guān)鍵部位要求的精度極高而且工期短。傳統(tǒng)工藝就需要多臺(tái)機(jī)床的協(xié)調(diào)工作，周期長(zhǎng)，效率低，在長(zhǎng)工序流程中，人為因素?zé)o法得到保障。而采用數(shù)控加工技術(shù)，生產(chǎn)完全由程序自動(dòng)控制，避免了長(zhǎng)流程，減少了硬件投資和人為干擾，具有高質(zhì)量，高生產(chǎn)率的優(yōu)點(diǎn)。數(shù)控加工中心還適合加工多工位和工序集中的工件，難測(cè)量的工件。第二章 模具2.1 模具概述模

15、具是工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓、拉伸等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。 簡(jiǎn)而言之，模具是用來(lái)成型物品的工具，這種工具由各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。通過外部力量加壓是坯料成為有特定形狀和尺寸的制件的工具。模具具有特定的輪廓和內(nèi)腔形狀，用有刃口的輪廓形狀使坯料按輪廓線形狀發(fā)生分離。運(yùn)用內(nèi)腔形狀可以使坯料相應(yīng)的立體形狀。模具一般包括上下模兩部分，兩者可以分開。分開時(shí)，在下模裝入坯料，根據(jù)定位銷找準(zhǔn)準(zhǔn)確位置沖壓成型。模具是精密工具，形狀復(fù)雜，對(duì)坯料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，表面粗糙度和加工精度都有較高的要求，模具

16、的發(fā)展水平是機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。2.2模具的種類及其成型分類 模具的種類主要分：五金模具和塑料模具。 1）五金模具可分成沖壓模、壓鑄模、粉末冶金模具。 五金模具在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機(jī)和裝在壓力機(jī)上的專用工具，通過壓力把金屬材料制出所需形狀的零件或制品，這種專

17、用工具統(tǒng)稱為五金模具。五金模具又可分為單模和連續(xù)模。五金模具如下圖所示:圖示2 連續(xù)模 圖示3 單模 單工序模：在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 連續(xù)模： 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。近年來(lái)，隨著越來(lái)越多的跨國(guó)企業(yè)進(jìn)入我國(guó)，我國(guó)五金企業(yè)的本土優(yōu)勢(shì)受到挑戰(zhàn)。我國(guó)五金模具企業(yè)尤其是成長(zhǎng)型企業(yè)，抓住戰(zhàn)略發(fā)展機(jī)遇，為自己設(shè)立合理的發(fā)展目標(biāo)。五金模具的精度將會(huì)越來(lái)越高，10年前，精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已達(dá)到23微米，不久1微米精度的模具將上市。這要求超精加工。五金加工模具產(chǎn)業(yè)將日趨大型化。這

18、是由于模具成型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求而發(fā)展的一模多腔所造成的。模具行業(yè)多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能要求也越來(lái)越高。這也將會(huì)在很大程度上刺激國(guó)內(nèi)五金模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 2）塑料模分為注塑模、擠塑模、吸塑模隨著制造業(yè)快速發(fā)展，塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具，在總的模具產(chǎn)量中所占的比例逐年增加，隨著高性能塑料的發(fā)展和不斷生產(chǎn)，塑料制品的種類日益增多，用途不斷擴(kuò)大，制品向精密化、大型化、復(fù)雜化發(fā)展。成型生產(chǎn)向高速化發(fā)展，模具的工作條件也越趨復(fù)雜。塑料模具如下圖所示： 圖示3 模具的成型分類有：注射

19、成型、壓縮成型、擠塑成型、壓鑄成型和中空成型。 1)注射成型是先把塑料加入到注射機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔融，在注射機(jī)螺桿或柱塞的推動(dòng)下，經(jīng)噴嘴和模具澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔，由于物理及化學(xué)作用而硬化定型成為注塑制品。注射成型由具有注射、保壓（冷卻）和塑件脫模過程所構(gòu)成循環(huán)周期，因而注射成型具有周期性的特點(diǎn)。熱塑性塑料注射成型的成型周期短、生產(chǎn)效率高，熔料對(duì)模 具的磨損小，能大批量地成型形狀復(fù)雜、表面圖案與標(biāo)記清晰、尺寸精度高的塑件；但是對(duì)于壁厚變化大的塑件，難以避免成型缺陷。塑件各向異性也是質(zhì)量問題之 一，應(yīng)采用一切可能措施，盡量減小。 2)壓縮成型俗稱壓制成型，是最早成型塑件的方法之一。壓縮成

20、型是將塑料直接加入到具有一定溫度的敞開的模具型腔內(nèi)，然后閉合模具，在熱與壓力作用下塑料熔融變成流動(dòng)狀態(tài)。由于物理及化學(xué)作用，而使塑料硬化成為具有一定形狀和尺寸的常溫保持不變的塑件。壓縮成型主要是用于成型熱固性塑料，如酚醛模塑粉、脲醛與三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纖維增強(qiáng)酚醛塑料、環(huán)氧樹脂、DAP樹脂、有機(jī)硅樹脂、聚酰亞胺等的模塑料，還可以成型加工不飽和聚酯料團(tuán)（DMC）、片狀模塑料（SMC）、預(yù)制整體模塑料（BMC）等。一般情況下，常常按壓縮膜上、下模的配合結(jié)構(gòu)，將壓縮模分為溢料式、不溢料式、半溢料式三類。 2）擠塑成型是使處于粘流狀態(tài)的塑料，在高溫和一定的壓力下，通過具有特定斷面形狀的口模，然后

21、在較低的溫度下，定型成為所需截面形狀的連續(xù)型材的一種成型方法。擠塑成型的生產(chǎn)過程，是準(zhǔn)備成型物料、擠出造型、冷卻定型、牽引與切斷、擠出品后處理。在擠塑成型過程中，注意調(diào)整好擠出機(jī)料筒各加熱段和機(jī)頭口模的溫度、螺桿轉(zhuǎn)數(shù)、牽引速度等工藝參數(shù)以便得到合格的擠塑型材。特別要注意調(diào)整好聚合物熔體由 機(jī)頭口模中擠出的速率。因?yàn)楫?dāng)熔融料擠出的速率較低時(shí)，擠出物具有光滑的表面、均勻的斷面形狀；但是當(dāng)熔融物料擠出速率達(dá)到某一限度時(shí)，擠出物表面就會(huì)變 得粗糙、失去光澤，出現(xiàn)鯊魚皮、桔皮紋、形狀扭曲等現(xiàn)象。當(dāng)擠出速率進(jìn)一步增大時(shí)，擠出物表面出現(xiàn)畸變，甚至支離和斷裂成熔體碎片或圓柱。因此擠出速率的控制至關(guān)重要。 3)

22、壓注成型亦稱鑄壓成型。是將塑料原料加入預(yù)熱的加料室內(nèi)，然后把壓柱放入加料室中鎖緊模具，通過壓柱向塑料施加壓力，塑料在高溫、高壓下熔化為流動(dòng)狀態(tài)，并通過澆注系統(tǒng)進(jìn)入型腔逐漸固化成塑件。此種成型方法，也稱傳遞模塑成型。壓注成型適用于各低于固性塑料，原則上能進(jìn)行壓縮成型的塑料，也可用壓注法成型。但要求成型物料在低于固化溫度時(shí)，熔融狀態(tài)具有良好的流動(dòng)性，在高于固化溫度時(shí)，有較大的固化速率。 4)中空成型是把由擠出或注射制得的、尚處于塑化狀態(tài)的管狀或片狀坯材趨勢(shì)固定于成型模具中，立刻通入壓縮空氣，迫使坯材膨脹并貼于模具型腔壁面上，待冷卻定型后脫模，即得所需中空制品的一種加工方法。適合中空成型的塑料為高壓

23、聚乙烯、低壓聚乙烯、硬聚氯乙烯、軟聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根據(jù)型坯成型方法的不同，中空成型主要分為擠出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型兩種。擠出吹塑中空成型的優(yōu)點(diǎn)是擠出機(jī)與擠出吹塑模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是型坯的壁厚不一致，容易造成塑料制品的壁厚不勻。右圖是擠出吹塑中空成型原理示意圖。注射吹 塑中空成型的優(yōu)點(diǎn)是型坯的壁厚均勻、無(wú)飛邊，由于注射型坯有底面，因此中空制品的底部不會(huì)產(chǎn)生拼和縫，不僅美觀而且強(qiáng)度高。缺點(diǎn)是所用的成型設(shè)備和模具價(jià)格貴，故這種成型方法多用于小型中空制品的大批量生產(chǎn)上，在使用上沒有擠出吹塑中空成型方法廣泛。2.3 模具的特點(diǎn)和應(yīng)用目前，隨著汽車及輕工業(yè)的迅速發(fā)展，模具

24、設(shè)計(jì)制造日益受到人們的廣泛關(guān)注，已成為一個(gè)行業(yè)。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證； 1) CAD/UG的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在CAD的應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段，目前三維設(shè)計(jì)已達(dá)到了70-89，PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。 2）普遍采用高速切削加工技術(shù)來(lái)縮短制造周期，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 3）快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用。有SLA、SLS、FDM、LOM等各種類型的快速成型設(shè)備。國(guó)外工業(yè)先進(jìn)國(guó)家都擁有上萬(wàn)個(gè)模具企業(yè)與支持模具企業(yè)或?yàn)槟＞咂髽I(yè)提供生產(chǎn)裝備的企業(yè)相組成的強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)

25、基礎(chǔ)。這是為適應(yīng)社會(huì)產(chǎn)品工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的重要條件和特點(diǎn)。如汽車的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)需要一大批專業(yè)性模具企業(yè)為其提供模具，同時(shí)根據(jù)汽車零件的生產(chǎn)技術(shù)要求，這些模具企業(yè)還配有相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)裝備，包括數(shù)控和計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床、CAD/CAM系統(tǒng)，以及各種工藝裝備。成形加工的社會(huì)效益很高，是高技術(shù)含量的社會(huì)產(chǎn)品，其價(jià)值和價(jià)格主要取決于模具材料、加工、外購(gòu)件的勞動(dòng)與消耗三項(xiàng)直接發(fā)生的費(fèi)用和模具設(shè)計(jì)與試模等技術(shù)費(fèi)用，后者，是模具價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)格的主要組成部分，其中一部分技術(shù)價(jià)值計(jì)入了市場(chǎng)價(jià)格，而更大一部分價(jià)值，則是模具用戶和產(chǎn)品用戶受惠變?yōu)樯鐣?huì)效益。如電視機(jī)用模，其模具費(fèi)用僅為電視機(jī)產(chǎn)品價(jià)格的1/30001/500

26、0，盡管模具的一次投資較大，但在大批量生產(chǎn)的每臺(tái)電視機(jī)的成本中僅占極小的部分，甚至可以忽略不計(jì)，而實(shí)際上，很高的模具價(jià)值為社會(huì)所擁有，變成了社會(huì)財(cái)富。2.4模具與數(shù)控加工的關(guān)系數(shù)控技術(shù)是用于加工模具的一種方式。在制造模具的眾多工序中，進(jìn)行模具的加工是最主要環(huán)節(jié)，模具的精度決定了加工出來(lái)的產(chǎn)品的精度，而在傳統(tǒng)的機(jī)械加工中，其技術(shù)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于數(shù)控加工，在數(shù)控加工中，不僅可以提高加工產(chǎn)品的效率，也可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量，在未來(lái)的數(shù)控加工系統(tǒng)中，其發(fā)展趨勢(shì)為智能化和數(shù)字化，由原來(lái)的一人一臺(tái)機(jī)床轉(zhuǎn)向到一人多臺(tái)機(jī)床，大大降低了人工成本。數(shù)控機(jī)床作為一種高效率的設(shè)備,欲充分發(fā)揮其高性能、高精度和高自動(dòng)化的特點(diǎn)

27、,除了必須掌握機(jī)床的性能、特點(diǎn)及操作方法外,還應(yīng)在編程前進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析和確定合理的加工工藝,以得到最優(yōu)的加工方案。Mastercam 軟件是世界上應(yīng)用最普遍最富競(jìng)爭(zhēng)力的CAD/CAE/CAM軟件之一，在制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，在模具制造等有著日益廣泛的應(yīng)用，已成為這些行業(yè)中不可缺少的加工技術(shù)。Mastercam軟件中的制造模塊在模具制造中發(fā)揮著它獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，其中的數(shù)控編程又是一項(xiàng)實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)

28、檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。第三章 數(shù)控造模和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展與前景3.1模具行

29、業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析 1)模具市場(chǎng)全球化，模具生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮短模具市場(chǎng)全球化是當(dāng)今模具工業(yè)最主要的特征之一，模具的購(gòu)買者和生產(chǎn)商遍布全世界，模具工業(yè)的全球化發(fā)展使生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、精度低的模具加工企業(yè)向技術(shù)相對(duì)落后、生產(chǎn)率較低的國(guó)家遷移，發(fā)達(dá)國(guó)家的模具生產(chǎn)企業(yè)則定位在生產(chǎn)高水準(zhǔn)的模具上，模具生產(chǎn)企業(yè)必須面對(duì)全球化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)模具生產(chǎn)廠家不得不千方百計(jì)地加快生產(chǎn)進(jìn)度，努力簡(jiǎn)化和廢除不必要的生產(chǎn)工序，模具的生產(chǎn)周期將進(jìn)一步縮短。 2)模具CAD/CAM向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 軟件的功能模塊越來(lái)越齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及

30、生產(chǎn)管理的全過程。有的系列化軟件包括了曲面/實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)渲染、模具設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、復(fù)雜形體CAM、藝術(shù)造型及雕刻自動(dòng)編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測(cè)量系統(tǒng)等；模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無(wú)紙化使新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來(lái)設(shè)計(jì)模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享；羅百輝表示，隨著競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國(guó)際化，以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)使得在模具行業(yè)應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)成為新的發(fā)展趨勢(shì)。 3)模具產(chǎn)品將向大型、精密、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展 一方

31、面模具成型零件日漸大型化和為提高生產(chǎn)效率開發(fā)的“一模多腔”造成了模具日趨大型化，另一方面電子信息產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展帶來(lái)了零件微型化及精密化，有些模具的加工精度公差就要求在以下。另外多功能復(fù)合模具將得到進(jìn)一步發(fā)展，新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率一般為80左右，隨著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強(qiáng)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進(jìn)一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用和生產(chǎn)在“十二五”期間必將得到較大的發(fā)展。 4)優(yōu)質(zhì)模具材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受到重視 因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具

32、的45以上，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處，理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命顯得十分重要，提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或具特殊，性能的模具鋼，開發(fā)模具鋼品種規(guī)格，擴(kuò)大其他優(yōu)質(zhì)模具材料如硬質(zhì)合金、陶瓷材料、復(fù)合材料等的應(yīng)用范圍，是主要研究熱點(diǎn)；用鋁合金作模具材料以縮短制模周期、降低模具成本，將在快速經(jīng)濟(jì)模具中得到較快發(fā)展。 模具表面處理的主要趨勢(shì)是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲發(fā)展，由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展，可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等，同時(shí)熱處理，手段由大氣熱處理向真空熱處理

33、發(fā)展。目前激光強(qiáng)化、輝光離子氮化及電鍍（刷鍍）防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。 3.2數(shù)控技術(shù)在模具中的作用隨著科技的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的要求越來(lái)越強(qiáng)烈，產(chǎn)品更新的速度越來(lái)越快。同時(shí)，隨著我國(guó)汽車、航空航天工業(yè)的高速發(fā)展，復(fù)雜零件的要求越來(lái)越高。激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中要求產(chǎn)品的生產(chǎn)周期縮短。因此，能夠解決復(fù)雜、精密、加工零件結(jié)構(gòu)不同的問題上，數(shù)控加工起到了至關(guān)重要的地位。在制造模具模板是的工藝分析，根具其特點(diǎn)，確定模板的加工方式和加工工序，必要時(shí)可以采用特殊的加工方式，采用數(shù)控車床或加工中心，可以達(dá)到一人操作幾臺(tái)或多臺(tái)機(jī)床，只要完成對(duì)刀工作后就可以自動(dòng)加工，利用數(shù)控加工可以達(dá)到非規(guī)則曲面加工，

34、有的數(shù)控機(jī)床可以達(dá)到多軸聯(lián)動(dòng)，與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比較，數(shù)控加工有著不可卓越的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然，凡事有利必有弊，數(shù)控加工需要專業(yè)的數(shù)控編程人員，需要專業(yè)的三維建模軟件，培養(yǎng)專業(yè)的技術(shù)人才可以有效地發(fā)展數(shù)控技術(shù)，提高公司的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量。模具在成型之后，其尺寸未能達(dá)到技術(shù)要求，根據(jù)其三維模型軟件生成的數(shù)控代碼，將成形模具固定到數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行精確的數(shù)控加工已達(dá)到要求尺寸和表面粗糙度，零件運(yùn)用數(shù)控機(jī)床加工可以快速的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位和精準(zhǔn)的切削，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)提高效率。3.3數(shù)控技術(shù)在模具中的運(yùn)用 模具用戶對(duì)模具產(chǎn)品的直接要求是物美、價(jià)廉、交貨及時(shí),而模具生產(chǎn)企業(yè)追求的目標(biāo)則是短周期、高質(zhì)量、低成本,高速加工技

35、術(shù)的發(fā)展恰恰滿足了模具市場(chǎng)發(fā)展的這些需要。隨著模具工業(yè)向大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命和多功能的方向發(fā)展,模具制造更趨精細(xì)化,模具制造業(yè)要求數(shù)控機(jī)床能滿足高速、高動(dòng)態(tài)精度、高剛性、熱穩(wěn)定性、高可靠性、網(wǎng)絡(luò)化以及與之配套的控制系統(tǒng),同時(shí)各種先進(jìn)軟件對(duì)機(jī)床整體運(yùn)行實(shí)現(xiàn)開放性、兼容性。由于數(shù)控加工中心具備高速加工的特性,所以近幾年逐漸成為模具制造行業(yè)的寵兒。 高速加工作為一種新的技術(shù),它給傳統(tǒng)的金屬切削理論帶來(lái)了一種革命性的變化。高速加工技術(shù)應(yīng)用于模具制造業(yè)中,能減少加工工序,在粗加工后,可以直接對(duì)工件進(jìn)行精加工,不需要半精加工;采用高速加工技術(shù),工件表面質(zhì)量提高,減少或不需要打磨,可以使得零件表面達(dá)到磨

36、削的效果,減少了試模工作量;高速加工可以采用小型刀具加工模具,減少電極制作和電加工工序;采用高速加工可以在高精度、大進(jìn)給的方式完成淬火鋼的精加工,且達(dá)到很高的模具表面質(zhì)量,減少傳統(tǒng)加工因精加工后再淬火而引起的模具變形。長(zhǎng)久以來(lái)，空間精度補(bǔ)償技術(shù)一直應(yīng)用于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上，以保證三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)作為計(jì)量器具而對(duì)其較高的精度要求, 而其機(jī)械制造與電器調(diào)試的精度難以滿足相關(guān)要求。 高速切削加工主軸轉(zhuǎn)速高、切削進(jìn)給速度高、切削量小，但單位時(shí)間內(nèi)的材料切除量卻增加36倍。它以高效率、高精度和高表面質(zhì)量為基本特征，在汽車工業(yè)、航空航天、模具制造和儀器儀表等行業(yè)中獲得了愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用，已取得了重大的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，是當(dāng)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。 高速切削中主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度的提高，可提高材料去除率。對(duì)復(fù)雜型面加工也可直接達(dá)到零件表面質(zhì)量要求，高速切削工藝往往可省卻電火花加工、手工磨修模具等工序，縮短工藝路線，進(jìn)而大大提高加工生