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(qiáng)、知識(shí)面廣、實(shí)踐性強(qiáng)的課程。是建立在《機(jī)械制圖》《公差配合》《機(jī)械制造基礎(chǔ)》《冷沖模設(shè)計(jì)》《塑料模設(shè)計(jì)》《數(shù)控加工》的基礎(chǔ)上?！耙粋€(gè)好的設(shè)計(jì)師首先必須是好的工藝師”設(shè)計(jì)的可行性、經(jīng)濟(jì)性緒論目前一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)2、課程內(nèi)容

模具制造工藝規(guī)程基礎(chǔ)知識(shí)模具零件的機(jī)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)目前二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)二、模具技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)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(jī)零件的60%～70%；一個(gè)車型的轎車，共需4000套模具，價(jià)值2~3億元。在“十五”期間，我國(guó)平均每年有20個(gè)當(dāng)量車型投入生產(chǎn)。目前三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)目前四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)

目前五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)目前六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)目前七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)運(yùn)載工具、鐘表、家電、器皿和裝飾品的95%無線電通訊，機(jī)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(dá)國(guó)家商品模具占模具總量的80%模具制造屬于知識(shí)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(dòng)，是整個(gè)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(guó)計(jì)民生的大事，也是衡量一個(gè)國(guó)家工藝水平的重要標(biāo)志之一。目前八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)關(guān)于模具的說法美國(guó)：模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石日本：模具是進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力德國(guó)：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(guó)：模具是效益放大器模具技術(shù)是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志目前九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)三、模具技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)（一）我國(guó)模具技術(shù)發(fā)展史我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展到今天經(jīng)歷了一個(gè)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)。“六五”和“七五”模具被列為重點(diǎn)科研公關(guān)項(xiàng)目，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)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(jí)進(jìn)模，工位可達(dá)到10多個(gè)。目前十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)（二）我國(guó)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(guó)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(jí)進(jìn)模覆蓋面大增。已從電機(jī)、電器鐵芯片模具擴(kuò)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(jī)全套塑料模具及汽車保險(xiǎn)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。目前十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)4、壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動(dòng)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(jì)制模技術(shù)得到進(jìn)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(jìn)展很快。目前十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)9、模具加工機(jī)床品種增多，水平明顯提高。毛坯下料：高速鋸床、高速磨床、陽(yáng)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(jī)、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(duì)模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大的進(jìn)展。目前十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)----中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)“十五”統(tǒng)計(jì)據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)共有模具廠點(diǎn)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(zhǎng)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(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率/%20002801.335357020034503.445457820056005.05050~5580目前十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)數(shù)控高速銑削加工高效、高精度、高的表面質(zhì)量、可加工高硬材料目前十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)五軸車銑中心多軸聯(lián)動(dòng)、復(fù)合加工五軸加工中心目前十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)目前十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)

慢走絲線切割技術(shù)加工精度可達(dá)到±1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。目前十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)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(dá)到±3μm目前十九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)3R裝夾系統(tǒng)（統(tǒng)一工藝基準(zhǔn)定位系統(tǒng)）應(yīng)用先進(jìn)工藝裝備技術(shù)目前二十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)三坐標(biāo)數(shù)控測(cè)量目前二十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)

以珠江三角洲和長(zhǎng)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(guó)模具工業(yè)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距1、國(guó)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(jìn)出口結(jié)構(gòu)不夠合理。進(jìn)口模具約占市場(chǎng)總量的20%左右，其中，中高檔模具進(jìn)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(guó)際先進(jìn)水平低許多。目前二十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)4、開發(fā)能力弱、經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國(guó)平均每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約1萬美元，發(fā)達(dá)國(guó)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(guó)外70%。國(guó)內(nèi)50%。6、與國(guó)外先進(jìn)水平相比，我國(guó)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(jí)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。目前二十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)（四）模具技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)---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(jī)械工業(yè)本身發(fā)展，給模具工業(yè)提供廣闊市場(chǎng)。爭(zhēng)取占全世界模具總產(chǎn)值的10%，進(jìn)入亞洲先進(jìn)行列。1、CAD/CAM/CAE廣泛應(yīng)用，不斷先進(jìn)，進(jìn)一步一體化、集成化、智能化；2、PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）CAPP（計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)）KBE（基于知識(shí)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；目前二十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)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(jìn)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(cè)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(dòng)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。目前二十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)模具發(fā)展的重點(diǎn)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)含量模具目前二十六頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)1、模具制造的特點(diǎn)（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(jī)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(diǎn)及基本要求目前二十七頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)2、模具制造基本要求四項(xiàng)指標(biāo)制造精度高使用壽命長(zhǎng)制造周期短模具成本低目前二十八頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)返回（六）模具制造的工藝過程目前二十九頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)

(1)分析估算在接受制造模具的委托時(shí)，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(fèi)用及交貨期等。

(2)模具設(shè)計(jì)經(jīng)過認(rèn)真的工藝分析，然后進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。①裝配圖設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì)方案及結(jié)構(gòu)確定后，就可繪制裝配圖。②零件圖設(shè)計(jì)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(gè)需要加工的零件都必須按照?qǐng)D樣制定其加工工藝，然后分別進(jìn)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。返回目前三十頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)

(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(jī)械加工。

(5)試模裝配調(diào)試好的模具，需要安裝到機(jī)器設(shè)備上進(jìn)行試模。檢查模具在運(yùn)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(yùn)行并能加工出合格的制品。

返回目前三十一頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)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(jī)械加工、特種加工和表面精加工等。

(1)機(jī)械加工

機(jī)械加工(即傳統(tǒng)的切削與磨削加工)與現(xiàn)代數(shù)控機(jī)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(jī)械加工也常作為零件粗加工和半精加工的主要方法。機(jī)械加工的主要特點(diǎn)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(jī)械加工方法加工形狀復(fù)雜的工件時(shí)，其加工速度很慢，高硬度材料難以加工。

返回目前三十二頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)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(jī)械加工的加工方法，因?yàn)樗皇怯昧M(jìn)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(dá)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。返回目前三十三頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)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(jī)械加工的加工方法，因?yàn)樗皇怯昧M(jìn)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(dá)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。目前三十四頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)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(jī)械產(chǎn)品相比模具生產(chǎn)具有哪些特殊性?目前三十五頁(yè)\總數(shù)四十一頁(yè)\編于十點(diǎn)八、模具的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)(1)模具的精度和剛度

影響模具精度的主要因素：產(chǎn)品制件的精度、模具加工技術(shù)手段的水平、模具裝配鉗工的技術(shù)水平、模具制造的生產(chǎn)方式