模具制造工艺01.ppt

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1、1,模具制造工艺,2,3,4,绪论,17000多个模具生产厂家冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%；产值达245亿元；浙江：宁波、黄岩-模具之乡 广东、无锡等,1.中国模具工业的发展现状,5,2、中国模具工业和技术的发展前景,1）巨大的市场需求将推动中国模具工业的调整发展；2）与国外的差距；3）对模具技术进步的重视；,6,交货期短、精度高、质量好、价格低,3、模具技术发展状况,7,企业信息化工程 UG、Pro/E、I-DEAS、EUCLID-IS、MOLDFLOW、C-Flow、DYNAFROM、Optris、Magmasoft 华中：注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/

2、CAM/CAE 上交大：冷冲模和精冲模CAD软件 北京机电研究所：锻模CAD/CAM/CAE软件 北航：CAXA软件 吉林汽车覆盖件成型技术所：覆盖件冲压成型分析KMAS软件,1）CAD/CAM/CAE技术将全面推广,8,2）快速原型制造(RPM)及相关技术将得到更好发展,快速原型制造技术是美国首先推出，是基于材料累加成型思想,快速原型制造技术,又叫快速成形技术,（简称RP技术）英文：RAPID PROTOTYPING（简称RP技术），或RAPID PROTOTYPING MANUFACTUREING，简称RPM。,RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术

3、以及新材料技术的基础上集成发展起来的。基本原理是分层制造，逐层叠加，类似于数学上的积分过程。形象地讲，快速成形系统就像是一台立体打印机。,快速成型过程,9,10,将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据，计算机据此信息控制激光器（或喷嘴）有选择性地烧结一层接一层的粉末材料（或固化一层又一层的液态光敏树脂，或切割一层又一层的片状材料，或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂）形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体，再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体，便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。,RP技术的基本原理是：,11,激光选区烧结（SLS）成形材料：工程塑料粉末；制

4、件性能：相当于工程塑料、蜡模、砂型；主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。,立体固化（SLA）：成形材料：液态光敏树脂；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；主要用途：高精度塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。,叠层实体制造（LOM）成形材料：涂敷有热敏胶的纤维纸；制件性能：相当于高级木材；主要用途：快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。,12,2）表面成型技术：电弧喷涂、电铸、蚀刻技术 3）浇注成型技术：锡铋合金、锌基合金、树脂、硅橡胶制模技术 4）积压成型技术：冷积压、超塑性成型技术 5）实型铸造技术：干砂、负压造型、树脂砂、陶瓷型、石蜡精铸 6）无模多点成型技术 7）钢带冲裁落料制模技术,熔融

5、沉积成型（FDM）成形材料：固体丝状工程塑料；制件性能：相当于工程塑料或蜡模；主要用途：塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。,13,14,15,16,17,18,19,1.高速加工对机床的要求 1)主轴速度应能达到1200040000r/min；2）进给速度应达4060m/min；3）快速移动速度达90m/min；,3）高速铣削加工应用,高速加工主要受设备主轴速度及材料熔点的限制，一般主轴速度为5000060000r/min或更高。对于小型模具细节结构的加工，主轴速度可达40000r/min以上，而大型汽车覆盖件模具的加工，一般主轴速度12000r/min以上的加工即可称为高速加工。,20,4）加

6、速度为1g；5）高刚性的机械结构；6）高稳定、高刚度、冷却良好的高速主轴；7）精确的热补偿系统；8）高速处理能力的控制系统（线性插补5-20Microns或NURBS插补功能）；9）具有预处理能力的控制系统。,21,3、高速加工特点主轴转速：40000100000r/min 快速进给速度：3040m/min换刀时间：12s表面加工精度：Ra1um可加工60HRC的模块,2、高速加工对刀具及装夹的要求 o 1）刀夹、刀具的加速度小于3g；2）刀具的径向跳动小于0.015mm；3）刀长一般小于刀具直径的4倍,22,高速扫描机和模具扫描系统已在我国200多家模具厂家应用 雷尼绍的 Sp2-1扫描测头

7、 高速扫描速度：3m/min,4)模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大的作用,5)电火花铣削加工技术,也称为电火花创成加工技术 采用高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工,23,6）超精加工和复合加工技术,加工精度超过1um的超精加工 集电、化学、超声波、激光等技术综合,7）热流道技术,在塑料模具设计中采用热流道技术 节约原材料和能源,24,8）气体辅助注射技术和高压注射成型工艺,是塑料成型的一种新工艺 气体一般采用：氮气,9）虚拟制造技术（Virtual Manufacturing Technology）,虚拟制造技术是一种在仿真技术、计算机图形学、多媒体技术、人机接口技术基础

8、上发展起来的新技术。它是以虚拟现实和仿真技术为基础，对产品的设计、生产过程统一建模，在计算机上实现产品从设计、加工和装配、检验、使用整个生命周期的模拟和仿真。,25,虚拟制造技术功能划分,1产品的虚拟设计技术。面向产品的原理、结构和性能的设计、分析、模拟和评测，以优化产品本身的性能、成本为目标。,2产品的虚拟制造技术。面向产品制造过程模拟、检验和优化，检验产品的可制造性、加工方法和工艺的合理性，以优化产品的制造工艺过程、保证产品的制造质量、制造周期和最低的制造成本为目标。,3虚拟制造系统。着重于生产过程的规划、组织管理、资源调度、物流、信息流等的建模、仿真与优化。如虚拟企业、虚拟研发中心等。,

9、26,虚拟制造的主要研究内容,（1）产品的虚拟设计环境，包括产品的虚拟现实环境、虚拟装配与检查、样机设计与性能评价、运动仿真、干涉检验、产品的布局设计、造型设计等。,（2）单元技术。包括虚拟样机与产品工作性能评测、产品热加工（铸、锻、焊、热等）过程仿真、产品冷加工（车、铣、磨、冲压等）过程仿真、企业生产过程规划、仿真与优化、虚拟企业（分散网络化制造）和虚拟研发中心等。,（3）单元技术的集成与虚拟制造系统。单元技术的集成和虚拟制造系统的建立，构成了一个集设计、仿真、检查、校验和评价的完善系统，可以实现产品建立了数据、信息技术和资源的共享与交换，以及技术人员之间的直接联系和协同工作的基础，使得并行

10、工程、人力和技术集成、信息交流等现代设计制造技术成为可能。,27,（4）分散网络化制造（虚拟企业）。虚拟企业是多个自主企业由网络和合作协议联系起来的动态联盟，能够充分发挥各自的优势，共同形成强大的市场竞争能力。,（5）应用示范。通过发动机、模具等10个产品的虚拟制造技术的应用与考核，达到实用、可靠、方便的目的，并带动整个虚拟制造技术的应用和进步。,28,二、制造特点 1、质量要求高。工作部分公差：0.01mm,表面精度：Ra0.8um 2、形状复杂；图1 3、材料硬度高；4、单件生产；,一、基本要求 1、制造精度高：1um 2、使用寿命长：10万次以上 3、制造周期短 4、模具成本低,第一节 模具制造的基本要求与特点,29,30,第二节 模具制造工艺路线,分析估算,模具设计,零件加工,装配调整,试模,成品,外购,返修,31,第三节 模具加工方法,机械加工,特种加工,塑性加工,车削,钻孔,磨削,铇削,铣削,电火花加工,化学腐蚀,超声波加工,电铸,电化学加工,电解加工,激光加工,铸 造,焊 接,32,本课程讲授的内容,模具 的加工方法；模具的加工工艺；,重点内容：模具的铣削加工；电火花加工；,