現(xiàn)代模具制造技術(shù) 第一講概論

1、2022-7-51第一講 概論l模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位l我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢l模具制造的基本要求模具制造的基本要求l模具制造的特點(diǎn)模具制造的特點(diǎn)l模具制造的工藝路線模具制造的工藝路線l模具的主要加工方法模具的主要加工方法l本課程的性質(zhì)、任務(wù)和要求本課程的性質(zhì)、任務(wù)和要求2022-7-52模具工業(yè) 在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位l什么是模具什么是模具定義：模具在現(xiàn)代生產(chǎn)中，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝設(shè)備，模具在現(xiàn)代生產(chǎn)中，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝設(shè)備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成形。它以其特定的形狀通過一定的方式

2、使原材料成形。l發(fā)展模具工業(yè)的意義發(fā)展模具工業(yè)的意義l模具在機(jī)械、電子、汽車、摩托車、航空航天、儀器儀表、家電通模具在機(jī)械、電子、汽車、摩托車、航空航天、儀器儀表、家電通訊、石油化工、輕工日用品等工業(yè)領(lǐng)域里，正日益成為使用最廣泛訊、石油化工、輕工日用品等工業(yè)領(lǐng)域里，正日益成為使用最廣泛的、工業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝配，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中產(chǎn)品的的、工業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝配，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中產(chǎn)品的60%80%的零部件的加工生產(chǎn)。的零部件的加工生產(chǎn)。l模具工業(yè)涉及的行業(yè)相當(dāng)廣泛，在日本其構(gòu)成為：沖模占模具工業(yè)涉及的行業(yè)相當(dāng)廣泛，在日本其構(gòu)成為：沖模占40，塑，塑料模占料模占40，壓鑄模占，壓鑄

3、模占5，橡膠模占，橡膠模占4，鍛模占，鍛模占3，鑄造模占，鑄造模占3，玻璃模，玻璃模3%，粉末冶金模占，粉末冶金模占2，在中國其構(gòu)成為：沖模占，在中國其構(gòu)成為：沖模占50，塑料模占塑料模占33，壓鑄模占，壓鑄模占6，其它模具占，其它模具占112022-7-53l由于用模具生產(chǎn)制件表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一由于用模具生產(chǎn)制件表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。同時(shí)模具又是的。同時(shí)模具又是“效益放大器效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品，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

4、十倍、上百倍。的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。l模具與新產(chǎn)品是緊密聯(lián)系在一起的。隨著全球化市場經(jīng)濟(jì)的模具與新產(chǎn)品是緊密聯(lián)系在一起的。隨著全球化市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代日新月異，模具技術(shù)應(yīng)時(shí)而生，引起發(fā)展，產(chǎn)品的更新?lián)Q代日新月異，模具技術(shù)應(yīng)時(shí)而生，引起世界各國的高度重視，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。世界各國的高度重視，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。l因此在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)因此在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常重要的行業(yè)，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，非常重要的行業(yè)，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之

5、一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要地位2022-7-54模具模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位羅馬尼亞：羅馬尼亞：“模具就是黃金模具就是黃金”2022-7-55模具模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 在機(jī)械、電子、汽車、摩托車、航空航天、儀器儀表、家電通訊、輕工日用品等工業(yè)領(lǐng)域里，60%70%的零部件依靠模具加工生產(chǎn)。 以汽車行業(yè)為例，一種車型的轎車共需模具約4000套，模具價(jià)值達(dá)2億元至3億元

6、。 單臺(tái)電冰箱需要模具生產(chǎn)的零件約150個(gè)，共需模具約350套，模具價(jià)值約400萬元。 在建筑行業(yè)用的地磚、墻磚、衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具；塑料管件、塑鋼門窗需要大量的塑料模具。2022-7-56國家對(duì)模具工業(yè)的政策支持2022-7-57我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀-快速發(fā)展l我國目前模具總產(chǎn)值已躍居世界第三，僅次于日本我國目前模具總產(chǎn)值已躍居世界第三，僅次于日本和美國。和美國。l19962002年間，中國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增年間，中國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長長14%左右，左右，2003年增長年增長25%左右。左右。l2004年我國模具產(chǎn)值達(dá)年我國模具產(chǎn)值達(dá)600億元人民幣。億元人民幣。l“十

7、一五十一五”期間提出的發(fā)展目標(biāo)為年均增速期間提出的發(fā)展目標(biāo)為年均增速12% 15% 。2022-7-58模具工業(yè)的現(xiàn)狀模具工業(yè)的現(xiàn)狀不足不足 2022-7-59模具工業(yè)的人才需求模具工業(yè)的人才需求l模具設(shè)計(jì)專業(yè)人才已列入國家急需的重要復(fù)合型人才之模具設(shè)計(jì)專業(yè)人才已列入國家急需的重要復(fù)合型人才之一，一直被人才市場列為最受歡迎的專業(yè)人才之一，有一，一直被人才市場列為最受歡迎的專業(yè)人才之一，有較高的工作待遇。較高的工作待遇。l2005年，全國有模具制造企業(yè)年，全國有模具制造企業(yè)3萬余家，從業(yè)人員萬余家，從業(yè)人員90萬。萬。l目前，從事模具技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)和院校已達(dá)目前，從事模具技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)和院校已達(dá)

8、30余家，從余家，從事模具技術(shù)教育的培訓(xùn)的院校已超過事模具技術(shù)教育的培訓(xùn)的院校已超過50余家。余家。2022-7-510模具工業(yè)的人才需求模具工業(yè)的人才需求l目前目前“模具設(shè)計(jì)與制造模具設(shè)計(jì)與制造”專業(yè)人才的需求遠(yuǎn)大于供專業(yè)人才的需求遠(yuǎn)大于供給，且供求關(guān)系日趨緊張。給，且供求關(guān)系日趨緊張。 l1、我國經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟(jì)全、我國經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國內(nèi)模具市展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向

9、場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團(tuán)到我國進(jìn)行模具采購趨向也我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團(tuán)到我國進(jìn)行模具采購趨向也十分明顯。十分明顯。 2022-7-511l2、我國加入、我國加入WTO后，各行業(yè)大批境外企業(yè)的涌入，后，各行業(yè)大批境外企業(yè)的涌入，使作為支柱工業(yè)的模具行業(yè)將迎來新一輪的發(fā)展機(jī)使作為支柱工業(yè)的模具行業(yè)將迎來新一輪的發(fā)展機(jī)遇。遇。l3、模具人才的薪酬有上漲趨勢，如專業(yè)模具設(shè)計(jì)、模具人才的薪酬有上漲趨勢，如專業(yè)模具設(shè)計(jì)人才一般月薪人才一般月薪3000元。熟悉設(shè)計(jì)、加工、造型整元。熟悉設(shè)計(jì)、加工、造型整個(gè)操作流程的高級(jí)人才月薪個(gè)操作流程的高級(jí)人才月薪5000元左右，其中

10、技元左右，其中技能好的人才月薪過萬元也不鮮見。能好的人才月薪過萬元也不鮮見。2022-7-512我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢l進(jìn)步進(jìn)步l不足不足l發(fā)展方向發(fā)展方向4開發(fā)、發(fā)展精密、復(fù)雜、大型、長壽命模具4加速模具標(biāo)準(zhǔn)化、商品化4大力開發(fā)和推廣應(yīng)用模具CAD/CAM技術(shù)4開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料4發(fā)展復(fù)雜模具加工成套設(shè)備l模具模具CAD/CAE/CAM向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。絡(luò)化發(fā)展。l模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展。模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展。l快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到應(yīng)用，主要在四個(gè)方面：高速快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到

11、應(yīng)用，主要在四個(gè)方面：高速銑削、快速原型（）、易切削模具材料、復(fù)合銑削、快速原型（）、易切削模具材料、復(fù)合加工和多軸加工。加工和多軸加工。l特種加工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展：電火花加工向精密化、微特種加工技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展：電火花加工向精密化、微細(xì)化方向發(fā)展。細(xì)化方向發(fā)展。l模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速：模具表面處理趨模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速：模具表面處理趨勢：多元素共滲等勢：多元素共滲等l模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到認(rèn)同。模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到認(rèn)同。模具技術(shù)發(fā)展趨勢2022-7-514模具制造的基本要求l制造精度高制造精度高模具精度主要由制品精度制品精度和模具結(jié)構(gòu)模具結(jié)構(gòu)

12、的要求來決定工作部分精度通常要比制品精度高 24級(jí)；上、下模之間配合精度配合精度要求高l使用壽命長使用壽命長l制造周期短制造周期短決定因素：制模技術(shù)制模技術(shù)、生產(chǎn)管理水平生產(chǎn)管理水平現(xiàn)代快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)（講座內(nèi)容）l模具成本低模具成本低模具成本與模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具材料模具材料、制造精度制造精度要求要求和加工方法加工方法有關(guān)2022-7-515模具制造的特點(diǎn) 模具制造屬機(jī)械制造的研究范疇模具制造屬機(jī)械制造的研究范疇l制造質(zhì)量要求高制造質(zhì)量要求高4加工精度高、表面質(zhì)量好4一般：制造公差 0.01mm;工作部分Ra0.8ml形狀復(fù)雜形狀復(fù)雜(二維、三維的復(fù)雜曲面二維、三維的復(fù)

13、雜曲面)l材料硬度高材料硬度高4模具相當(dāng)于刀具，工作部分一般都用淬火工具鋼或硬質(zhì)合金鋼，若用傳統(tǒng)機(jī)械加工方法制造往往困難。l單件生產(chǎn)單件生產(chǎn)2022-7-516模具制造的工藝路線分析估算分析估算模具設(shè)計(jì)與制圖模具設(shè)計(jì)與制圖零件加工零件加工裝配調(diào)整裝配調(diào)整外外 購購 件件成成 品品試試 模模返修交貨期模具總壽命制品材料所用設(shè)備模具費(fèi)用收集信息2022-7-517現(xiàn)代模具制造與傳統(tǒng)模具制造比較現(xiàn)代模具制造與傳統(tǒng)模具制造比較l傳統(tǒng)模具制造主要根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣，用仿型加工、成傳統(tǒng)模具制造主要根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣，用仿型加工、成型磨削及電火花加工制造模具。近年來隨著計(jì)算機(jī)型磨削及電火花加工制造模具。近年來隨著計(jì)算機(jī)

14、技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，提出了技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展，提出了現(xiàn)代模具制造，利用現(xiàn)代模具制造，利用CAD/CAE/CAPP技術(shù)和數(shù)控加技術(shù)和數(shù)控加工技術(shù)有效地對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)制造過程進(jìn)行預(yù)測評(píng)估。工技術(shù)有效地對(duì)整個(gè)設(shè)計(jì)制造過程進(jìn)行預(yù)測評(píng)估。傳統(tǒng)模具制造與現(xiàn)代模具制造比較：傳統(tǒng)模具制造與現(xiàn)代模具制造比較：l1.傳統(tǒng)制模質(zhì)量依賴人為因素，再現(xiàn)能力差，整體傳統(tǒng)制模質(zhì)量依賴人為因素，再現(xiàn)能力差，整體水平不易控制，現(xiàn)代制模質(zhì)量依賴物化因素。水平不易控制，現(xiàn)代制模質(zhì)量依賴物化因素。2022-7-518l2.傳統(tǒng)制模采用串行方式進(jìn)行，易造成設(shè)計(jì)與制造傳統(tǒng)制模采用串行方式進(jìn)行，易造成設(shè)計(jì)與

15、制造脫節(jié)，現(xiàn)代制模采用并行方式，設(shè)計(jì)和制造基于共脫節(jié)，現(xiàn)代制模采用并行方式，設(shè)計(jì)和制造基于共同數(shù)學(xué)模型，通過公共數(shù)據(jù)庫并行通信，共享信息，同數(shù)學(xué)模型，通過公共數(shù)據(jù)庫并行通信，共享信息，重復(fù)勞動(dòng)少，加工周期短。重復(fù)勞動(dòng)少，加工周期短。l3. 傳統(tǒng)制模只能通過試模來完成對(duì)模具的評(píng)價(jià)，傳統(tǒng)制模只能通過試模來完成對(duì)模具的評(píng)價(jià)，返修多，成本高；現(xiàn)代制模通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬和返修多，成本高；現(xiàn)代制模通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)模擬和仿真技術(shù)來完善模具結(jié)構(gòu)，返修少，成本低。仿真技術(shù)來完善模具結(jié)構(gòu)，返修少，成本低。2022-7-519傳傳統(tǒng)統(tǒng)模模具具制制造造流流程程圖圖2022-7-520現(xiàn)現(xiàn)代代模模具具制制造造流流程程圖圖

16、2022-7-5212022-7-522模具的主要加工方法l機(jī)械加工（主要的加工手段）機(jī)械加工（主要的加工手段）傳統(tǒng)的切削與磨削加工是模具制造不可缺少的加工方法。左右的模具主要由銑削、車削、磨削等機(jī)加工方法完成。如模架加工、模胚加工、模具型面粗加工以及孔類加工等。主要加工方法包括：切削加工及高速銑削技術(shù)，高速銑削是目前切削技術(shù)中最熱門的一種工藝技術(shù)，一般用于大、中型模具加工。磨削加工及多軸聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)磨研磨及拋光特點(diǎn)：加工精度高、生產(chǎn)效率高、通用性強(qiáng)l特種加工（電加工）特種加工（電加工） 定義 特點(diǎn)：以柔克鋼、不施加明顯機(jī)械力、加工復(fù)雜形狀零件、加工過程自動(dòng)化。 主要方法有：電加工（電火花、電解加

17、工），化學(xué)腐蝕加工。l模具的成型法加工模具的成型法加工 主要方法有：鑄造法制模（砂型鑄造、陶瓷鑄造、實(shí)型鑄造），塑性擠壓法制模（熱壓印法、冷擠壓法），超塑性擠壓法制模。l模具累加法加工模具累加法加工 是指零件形狀是不斷地按一定指令添加材料、累積而得到。主要方法包括：金屬噴涂、電鑄法、快速原型法和快速制模（）技術(shù)l焊接焊接2022-7-524本課程的性質(zhì)、任務(wù)和要求l性質(zhì)：性質(zhì)：模具模具方向的一門專業(yè)課方向的一門專業(yè)課l任務(wù)任務(wù)掌握模具設(shè)計(jì)與制造所必須具備的工藝知識(shí)，提高合理設(shè)計(jì)模具的能力l要求要求掌握各種現(xiàn)代模具加工方法的基本原理、特點(diǎn)及加工工藝掌握各種制造方法對(duì)模具結(jié)構(gòu)的要求提高分析模具結(jié)構(gòu)

18、工藝性的能力模具設(shè)計(jì)主干線模具設(shè)計(jì)主干線材料學(xué)金屬材料成形工藝及模具設(shè)計(jì)高分子材料金屬材料成形加工理論機(jī)械制造基礎(chǔ)工程材料金屬工藝學(xué)切削加工數(shù)控機(jī)床與數(shù)控技術(shù)特種加工模具加工技術(shù)模具加工技術(shù)模具失效與壽命程序設(shè)計(jì)語言電子技術(shù)測試技術(shù)模具CAM模具CAD模具CAD/CAM微機(jī)原理與應(yīng)用非金屬材料成形工藝及模具設(shè)計(jì)模具制造主干線模具制造主干線模具知識(shí)結(jié)構(gòu)框圖模具知識(shí)結(jié)構(gòu)框圖設(shè)計(jì)制造設(shè)計(jì)制造機(jī)械電子機(jī)械電子模具模具 一體應(yīng)用一體應(yīng)用寧波某汽配模具廠的部分產(chǎn)品照片寧波某汽配模具廠的部分產(chǎn)品照片2022-7-527l研究開發(fā)了一些新技術(shù)和新工藝，如模具表面拋光、三維曲面研究開發(fā)了一些新技術(shù)和新工藝，如模

19、具表面拋光、三維曲面數(shù)控仿形加工、模具鋼的超塑性成形技術(shù)和快速制模技術(shù)等。數(shù)控仿形加工、模具鋼的超塑性成形技術(shù)和快速制模技術(shù)等。l模具加工設(shè)備得到較大的發(fā)展，國內(nèi)已能批量生產(chǎn)精密坐標(biāo)磨床、模具加工設(shè)備得到較大的發(fā)展，國內(nèi)已能批量生產(chǎn)精密坐標(biāo)磨床、CNC仿形銑床、仿形銑床、CNC電火花線切割機(jī)床及電火花加工機(jī)床。電火花線切割機(jī)床及電火花加工機(jī)床。l模具模具CAD/CAM技術(shù)已在國內(nèi)數(shù)十個(gè)單位得到開發(fā)應(yīng)用。技術(shù)已在國內(nèi)數(shù)十個(gè)單位得到開發(fā)應(yīng)用。l發(fā)展了一些多工位級(jí)進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國內(nèi)發(fā)展了一些多工位級(jí)進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)需要研制了一批精密塑料注射模。生產(chǎn)需要研制了

20、一批精密塑料注射模。我國模具技術(shù)的進(jìn)步表現(xiàn)：我國模具技術(shù)的進(jìn)步表現(xiàn)：l研究開發(fā)了幾十種模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材研究開發(fā)了幾十種模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料，并采用了一些熱處理新工藝，使模具使用壽命得到延長。料，并采用了一些熱處理新工藝，使模具使用壽命得到延長。2022-7-528我國模具技術(shù)的進(jìn)步表現(xiàn)我國模具技術(shù)的進(jìn)步表現(xiàn)l1997年以來，國家相繼把模具和設(shè)備列入當(dāng)前國年以來，國家相繼把模具和設(shè)備列入當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)目錄和鼓勵(lì)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品和技術(shù)目錄和鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄，從外商投資產(chǎn)業(yè)目錄，從1997年年2005年，對(duì)全國年，對(duì)全國專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅減免專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅減免70的優(yōu)惠政策。的優(yōu)惠政策。l1994年有模具企業(yè)約年有模具企業(yè)約1萬，職工萬，職工43萬，產(chǎn)值萬，產(chǎn)值130億，億，2005年，企業(yè)年，企業(yè)3萬，職工萬，職工90萬，產(chǎn)值萬，產(chǎn)值610億。億。 2022-7-529我國模具技術(shù)的不足原因：我國模具技術(shù)的不足原因：l專