模具制造工藝學(xué)(緒論)

一、本課程的性質(zhì)、任務(wù)和要求

1、本課程是一門綜合性較強、知識面廣、實踐性強的課程。是建立在《機械制圖》《公差配合》《機械制造基礎(chǔ)》《冷沖模設(shè)計》《塑料模設(shè)計》《數(shù)控加工》的基礎(chǔ)上?！耙粋€好的設(shè)計師首先必須是好的工藝師”設(shè)計的可行性、經(jīng)濟性緒論2、課程內(nèi)容

模具制造工藝規(guī)程基礎(chǔ)知識模具零件的機械加工特種加工（電火花、線切割）模具零件其他加工方法模具制造裝配工藝3、要求：認(rèn)真做筆記、多思、多練、勤復(fù)習(xí)二、模具技術(shù)在國民經(jīng)濟中的地位模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要裝備，科技密集產(chǎn)品。利用模具生產(chǎn)任意幾何形狀和具有高尺寸精度的、用途各異的零件和工藝品，而且生產(chǎn)效率極高。汽車、拖拉機零件的60%～70%；一個車型的轎車，共需4000套模具，價值2~3億元。在“十五”期間，我國平均每年有20個當(dāng)量車型投入生產(chǎn)。

運載工具、鐘表、家電、器皿和裝飾品的95%無線電通訊，機電產(chǎn)品的60%～75%；

2000年工業(yè)品零件粗加工的75%，精加工的50%，將由模具成形完成。商品模具占模具總量的1/3，發(fā)達國家商品模具占模具總量的80%模具制造屬于知識和技術(shù)密集型行業(yè)，模具生產(chǎn)是一種高技術(shù)的活動，是整個制造業(yè)的“加速器”。模具工業(yè)發(fā)展的狀況直接影響許多工業(yè)的發(fā)展，是關(guān)系到國計民生的大事，也是衡量一個國家工藝水平的重要標(biāo)志之一。關(guān)于模具的說法美國：模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石日本：模具是進入富裕社會的原動力德國：模具是金屬加工業(yè)中的帝王羅馬尼亞：模具就是黃金中國：模具是效益放大器模具技術(shù)是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志三、模具技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢（一）我國模具技術(shù)發(fā)展史我國的模具工業(yè)發(fā)展到今天經(jīng)歷了一個艱辛的歷程。1955、1956年分別在天津和北京建立首批模具企業(yè)?！傲濉焙汀捌呶濉蹦＞弑涣袨橹攸c科研公關(guān)項目，引進國外先進技術(shù)，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。1980上海制造一模400腔大型熱固型塑料封裝模，表面粗糙度小于0.1μm。同期研制平均刃磨壽命100萬次、毛刺0.5mm以下的硬質(zhì)合金級進模，工位可達到10多個。（二）我國模具發(fā)展現(xiàn)狀1、大型復(fù)雜沖模的汽車覆蓋件模具為代表。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。

2、體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模覆蓋面大增。已從電機、電器鐵芯片模具擴大到接插件、電子元零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家用電器零件模具上。3、塑料模方面已能生產(chǎn)34〞、48〞大屏幕彩電塑殼模具，大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，塑料模熱流道技術(shù)更臻成熟，氣體輔助注射技術(shù)已開始采用。4、壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒箱壓鑄模等。5、模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高，模具制造周期較大為縮短。6、模具CAD/CAM技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開發(fā)了自主版權(quán)的模具CAD/CAM軟件，主要在北航海爾公司CAXA，華中理工大學(xué)開發(fā)的HS3.0系統(tǒng)及CAE系統(tǒng)，上海交大開發(fā)的冷沖模CAD系統(tǒng)等。MastercamSolidworksUGPro/ECimatron等。7、快速經(jīng)濟制模技術(shù)得到進一步提高，尤其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù)（RPM）進展很快。9、模具加工機床品種增多，水平明顯提高。毛坯下料：高速鋸床、高速磨床、陽極切割激光切割等。粗加工：車床、萬能工具銑床、高速銑床、刨床等。精加工：數(shù)控仿形銑、數(shù)控坐標(biāo)磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控電火花機、數(shù)控線切割、電解加工、精密鏜床加工中心等。光整加工：研磨、珩磨、鏡面磨削、超聲波和電解拋光等。8、模具材料方面，由于對模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大的進展。----中國模具工業(yè)協(xié)會“十五”統(tǒng)計據(jù)不完全統(tǒng)計，全國共有模具廠點2萬多家，一半以上是自產(chǎn)自用，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長壽命中高檔模具及標(biāo)準(zhǔn)件多于普通產(chǎn)品，塑料模多于壓鑄模?！叭Y”企業(yè)成為行業(yè)主力軍。年份產(chǎn)值/億元出口/億美元商品化率/%模具標(biāo)準(zhǔn)件使用率/%全套模具國內(nèi)市場占有率/%20002801.335357020034503.445457820056005.05050~5580數(shù)控高速銑削加工高效、高精度、高的表面質(zhì)量、可加工高硬材料五軸車銑中心多軸聯(lián)動、復(fù)合加工五軸加工中心

慢走絲線切割技術(shù)加工精度可達到±1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。精密坐標(biāo)磨床

成型磨床數(shù)控光學(xué)曲線磨床

精密磨削、微細(xì)加工技術(shù)加工精度可達到±3μm3R裝夾系統(tǒng)（統(tǒng)一工藝基準(zhǔn)定位系統(tǒng)）應(yīng)用先進工藝裝備技術(shù)三坐標(biāo)數(shù)控測量

以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)快于中西部地區(qū)。(三)我國模具工業(yè)與工業(yè)發(fā)達國家的差距1、國內(nèi)自配率不足80%，低檔模具供大于求，中檔自配率不足60%。2、企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)、和進出口結(jié)構(gòu)不夠合理。進口模具約占市場總量的20%左右，其中，中高檔模具進口比例占到40%以上。3、模具產(chǎn)品水平和工藝水平總體比國際先進水平低許多。4、開發(fā)能力弱、經(jīng)濟效益欠佳。我國平均每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約1萬美元，發(fā)達國家是10~20萬美元。5、模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。國外70%。國內(nèi)50%。6、與國外先進水平相比，我國模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。原因：體制不順，基礎(chǔ)薄弱；人才嚴(yán)重不足，科研人員、高級模具鉗工和管理人才非常緊缺；工裝水平低、配套性不好、利用率低；專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化低；模具材料及相關(guān)技術(shù)落后。（四）模具技術(shù)發(fā)展趨勢---摘《模具工業(yè)》第7期“模具行業(yè)十一五規(guī)劃”“十一五”期間，汽車工業(yè)、電子信息產(chǎn)業(yè)、家電和建材行業(yè)及機械工業(yè)本身發(fā)展，給模具工業(yè)提供廣闊市場。爭取占全世界模具總產(chǎn)值的10%，進入亞洲先進行列。1、CAD/CAM/CAE廣泛應(yīng)用，不斷先進，進一步一體化、集成化、智能化；2、PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）CAPP（計算機輔助工藝設(shè)計）KBE（基于知識工程）ERP（企業(yè)資源管理）MIS（模具制造管理系統(tǒng)）和Internet網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展和應(yīng)用；3、高速、高精密加工技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用；4、超精加工、復(fù)合加工、先進表面加工和處理技術(shù)發(fā)展和應(yīng)用；5、快速成型和快速制模技術(shù)（RP/RT）發(fā)展和應(yīng)用；6、熱流道技術(shù)、精密測量和高速掃描技術(shù)、逆向工程和并向工程的發(fā)展和應(yīng)用；7、模具標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展和應(yīng)用；8、優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及使用；9、模具自動加工系統(tǒng)的研制及使用10、虛擬技術(shù)和納米技術(shù)逐步應(yīng)用。模具發(fā)展的重點汽車覆蓋件模精密沖模大型及精密塑料模主要模具標(biāo)準(zhǔn)件其他高技術(shù)含量模具1、模具制造的特點（1）制造質(zhì)量要求高,工作部分的制造公差控制在±0.01mm，工作部分表面粗糙度要求Ra≤0.8mm（2）形狀復(fù)雜：模具工作部分一般都是二維或三維復(fù)雜曲面（3）模具生產(chǎn)為單件、多品種生產(chǎn)：制造工藝上盡量采用通用的機床、刀具、量具和儀器。（4）材料硬度高：模具一般由淬火合金工具鋼或硬質(zhì)合金制成，不能用傳統(tǒng)的一般加工方法（5）生產(chǎn)周期短（6）成套性生產(chǎn)（五）模具制造特點及基本要求2、模具制造基本要求四項指標(biāo)制造精度高使用壽命長制造周期短模具成本低返回（六）模具制造的工藝過程

(1)分析估算在接受制造模具的委托時，首先根據(jù)制品零件圖樣或?qū)嵨锓治鲅芯坎捎檬裁礃拥某尚头桨浮⒋_定模具套數(shù)、模具結(jié)構(gòu)及主要加工方法，然后估算模具費用及交貨期等。

(2)模具設(shè)計經(jīng)過認(rèn)真的工藝分析，然后進行模具設(shè)計。①裝配圖設(shè)計模具設(shè)計方案及結(jié)構(gòu)確定后，就可繪制裝配圖。②零件圖設(shè)計根據(jù)裝配圖拆繪零件圖，使其滿足裝配關(guān)系和工作要求，并注明尺寸、公差、表面粗糙度等技術(shù)要求。

(3)零件加工每個需要加工的零件都必須按照圖樣制定其加工工藝，然后分別進行毛坯準(zhǔn)備、粗加工、半精加工、熱處理及精加工或修研拋光。返回

(4)裝配調(diào)整裝配就是將加工好的零件組合在一起構(gòu)成一副完整的模具。除緊固定位用的螺釘和銷釘外，一般零件在裝配調(diào)整過程中仍需一定的人工修研或機械加工。

(5)試模裝配調(diào)試好的模具，需要安裝到機器設(shè)備上進行試模。檢查模具在運行過程中是否正常，所得到的制品是否符合要求。如有不符合要求的則必須拆下模具加以修正，然后再次試模，直到能夠完全正常運行并能加工出合格的制品。

返回七、模具零件的主要加工方法模具零件絕大多數(shù)為金屬材料，主要的加工方法有機械加工、特種加工和表面精加工等。

(1)機械加工

機械加工(即傳統(tǒng)的切削與磨削加工)與現(xiàn)代數(shù)控機床加工，是模具制造中不可缺少的一種重要加工方法。即使采用其他方法加工制造模具，機械加工也常作為零件粗加工和半精加工的主要方法。機械加工的主要特點是加工精度和生產(chǎn)效率高，通用性好，用相同的設(shè)備和工具可以加工出各種形狀和尺寸的工件。但是，用機械加工方法加工形狀復(fù)雜的工件時，其加工速度很慢，高硬度材料難以加工。

返回七、模具零件的主要加工方法

(2)特種加工特種加工是有別于傳統(tǒng)機械加工的加工方法，因為它不是用力進行加工的，所以不要求工具的硬度大于工件的硬度。它是直接利用電能、聲能、光能、化學(xué)能等來去除工件上的余量，以達到一定形狀、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法，其中包括電火花成型加工、電火花線切割加工、超聲波加工、激光加工、化學(xué)加工等。返回七、模具零件的主要加工方法

(2)特種加工特種加工是有別于傳統(tǒng)機械加工的加工方法，因為它不是用力進行加工的，所以不要求工具的硬度大于工件的硬度。它是直接利用電能、聲能、光能、化學(xué)能等來去除工件上的余量，以達到一定形狀、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法，其中包括電火花成型加工、電火花線切割加工、超聲波加工、激光加工、化學(xué)加工等。思考題1.為什么說模具制造技術(shù)的發(fā)展離不開相關(guān)技術(shù)的發(fā)展？2.與一般機械產(chǎn)品相比模具生產(chǎn)具有哪些特殊性?八、模具的技術(shù)經(jīng)