模具制造工艺学(绪论)

一、本课程的性质、任务和要求

1、本课程是一门综合性较强、知识面广、实践性强的课程。是建立在《机械制图》《公差配合》《机械制造基础》《冷冲模设计》《塑料模设计》《数控加工》的基础上。“一个好的设计师首先必须是好的工艺师”设计的可行性、经济性绪论目前一页\总数四十一页\编于十点2、课程内容

模具制造工艺规程基础知识模具零件的机械加工特种加工（电火花、线切割）模具零件其他加工方法模具制造装配工艺3、要求：认真做笔记、多思、多练、勤复习目前二页\总数四十一页\编于十点二、模具技术在国民经济中的地位模具是现代工业生产的重要装备，科技密集产品。利用模具生产任意几何形状和具有高尺寸精度的、用途各异的零件和工艺品，而且生产效率极高。汽车、拖拉机零件的60%～70%；一个车型的轿车，共需4000套模具，价值2~3亿元。在“十五”期间，我国平均每年有20个当量车型投入生产。目前三页\总数四十一页\编于十点目前四页\总数四十一页\编于十点

目前五页\总数四十一页\编于十点目前六页\总数四十一页\编于十点目前七页\总数四十一页\编于十点运载工具、钟表、家电、器皿和装饰品的95%无线电通讯，机电产品的60%～75%；

2000年工业品零件粗加工的75%，精加工的50%，将由模具成形完成。商品模具占模具总量的1/3，发达国家商品模具占模具总量的80%模具制造属于知识和技术密集型行业，模具生产是一种高技术的活动，是整个制造业的“加速器”。模具工业发展的状况直接影响许多工业的发展，是关系到国计民生的大事，也是衡量一个国家工艺水平的重要标志之一。目前八页\总数四十一页\编于十点关于模具的说法美国：模具工业是美国工业的基石日本：模具是进入富裕社会的原动力德国：模具是金属加工业中的帝王罗马尼亚：模具就是黄金中国：模具是效益放大器模具技术是衡量一个国家产品制造水平的重要标志目前九页\总数四十一页\编于十点三、模具技术的现状及其发展趋势（一）我国模具技术发展史我国的模具工业发展到今天经历了一个艰辛的历程。1955、1956年分别在天津和北京建立首批模具企业。“六五”和“七五”模具被列为重点科研公关项目，引进国外先进技术，制定相关标准。1980上海制造一模400腔大型热固型塑料封装模，表面粗糙度小于0.1µm。同期研制平均刃磨寿命100万次、毛刺0.5mm以下的硬质合金级进模，工位可达到10多个。目前十页\总数四十一页\编于十点（二）我国模具发展现状1、大型复杂冲模的汽车覆盖件模具为代表。我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。2、体现高水平制造技术的多工位级进模覆盖面大增。已从电机、电器铁芯片模具扩大到接插件、电子元零件、汽车零件、空调器散热片等家用电器零件模具上。3、塑料模方面已能生产34〞、48〞大屏幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，塑料模热流道技术更臻成熟，气体辅助注射技术已开始采用。目前十一页\总数四十一页\编于十点4、压铸模方面已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿箱压铸模等。5、模具质量、模具寿命明显提高，模具制造周期较大为缩短。6、模具CAD/CAM技术相当广泛地得到应用，并开发了自主版权的模具CAD/CAM软件，主要在北航海尔公司CAXA，华中理工大学开发的HS3.0系统及CAE系统，上海交大开发的冷冲模CAD系统等。MastercamSolidworksUGPro/ECimatron等。7、快速经济制模技术得到进一步提高，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术（RPM）进展很快。目前十二页\总数四十一页\编于十点9、模具加工机床品种增多，水平明显提高。毛坯下料：高速锯床、高速磨床、阳极切割激光切割等。粗加工：车床、万能工具铣床、高速铣床、刨床等。精加工：数控仿形铣、数控坐标磨床、数控光学曲线磨床、数控电火花机、数控线切割、电解加工、精密镗床加工中心等。光整加工：研磨、珩磨、镜面磨削、超声波和电解抛光等。8、模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大的进展。目前十三页\总数四十一页\编于十点----中国模具工业协会“十五”统计据不完全统计，全国共有模具厂点2万多家，一半以上是自产自用，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及标准件多于普通产品，塑料模多于压铸模。“三资”企业成为行业主力军。年份产值/亿元出口/亿美元商品化率/%模具标准件使用率/%全套模具国内市场占有率/%20002801.335357020034503.445457820056005.05050~5580目前十四页\总数四十一页\编于十点数控高速铣削加工高效、高精度、高的表面质量、可加工高硬材料目前十五页\总数四十一页\编于十点五轴车铣中心多轴联动、复合加工五轴加工中心目前十六页\总数四十一页\编于十点目前十七页\总数四十一页\编于十点

慢走丝线切割技术加工精度可达到±1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1～0.2μm。目前十八页\总数四十一页\编于十点精密坐标磨床

成型磨床数控光学曲线磨床

精密磨削、微细加工技术加工精度可达到±3μm目前十九页\总数四十一页\编于十点3R装夹系统（统一工艺基准定位系统）应用先进工艺装备技术目前二十页\总数四十一页\编于十点三坐标数控测量目前二十一页\总数四十一页\编于十点

以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区快于中西部地区。(三)我国模具工业与工业发达国家的差距1、国内自配率不足80%，低档模具供大于求，中档自配率不足60%。2、企业组织结构、产品结构、技术结构、和进出口结构不够合理。进口模具约占市场总量的20%左右，其中，中高档模具进口比例占到40%以上。3、模具产品水平和工艺水平总体比国际先进水平低许多。目前二十二页\总数四十一页\编于十点4、开发能力弱、经济效益欠佳。我国平均每个职工平均每年创造模具产值约1万美元，发达国家是10~20万美元。5、模具标准化水平和标准件使用覆盖率低。国外70%。国内50%。6、与国外先进水平相比，我国模具企业的管理落后更甚于技术落后。原因：体制不顺，基础薄弱；人才严重不足，科研人员、高级模具钳工和管理人才非常紧缺；工装水平低、配套性不好、利用率低；专业化、标准化、商品化低；模具材料及相关技术落后。目前二十三页\总数四十一页\编于十点（四）模具技术发展趋势---摘《模具工业》第7期“模具行业十一五规划”“十一五”期间，汽车工业、电子信息产业、家电和建材行业及机械工业本身发展，给模具工业提供广阔市场。争取占全世界模具总产值的10%，进入亚洲先进行列。1、CAD/CAM/CAE广泛应用，不断先进，进一步一体化、集成化、智能化；2、PDM（产品数据管理）CAPP（计算机辅助工艺设计）KBE（基于知识工程）ERP（企业资源管理）MIS（模具制造管理系统）和Internet网络技术不断发展和应用；目前二十四页\总数四十一页\编于十点3、高速、高精密加工技术发展和应用；4、超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术发展和应用；5、快速成型和快速制模技术（RP/RT）发展和应用；6、热流道技术、精密测量和高速扫描技术、逆向工程和并向工程的发展和应用；7、模具标准化和标准件发展和应用；8、优质模具材料的研制及使用；9、模具自动加工系统的研制及使用10、虚拟技术和纳米技术逐步应用。目前二十五页\总数四十一页\编于十点模具发展的重点汽车覆盖件模精密冲模大型及精密塑料模主要模具标准件其他高技术含量模具目前二十六页\总数四十一页\编于十点1、模具制造的特点（1）制造质量要求高,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）形状复杂：模具工作部分一般都是二维或三维复杂曲面（3）模具生产为单件、多品种生产：制造工艺上尽量采用通用的机床、刀具、量具和仪器。（4）材料硬度高：模具一般由淬火合金工具钢或硬质合金制成，不能用传统的一般加工方法（5）生产周期短（6）成套性生产（五）模具制造特点及基本要求目前二十七页\总数四十一页\编于十点2、模具制造基本要求四项指标制造精度高使用寿命长制造周期短模具成本低目前二十八页\总数四十一页\编于十点返回（六）模具制造的工艺过程目前二十九页\总数四十一页\编于十点

(1)分析估算在接受制造模具的委托时，首先根据制品零件图样或实物分析研究采用什么样的成型方案、确定模具套数、模具结构及主要加工方法，然后估算模具费用及交货期等。

(2)模具设计经过认真的工艺分析，然后进行模具设计。①装配图设计模具设计方案及结构确定后，就可绘制装配图。②零件图设计根据装配图拆绘零件图，使其满足装配关系和工作要求，并注明尺寸、公差、表面粗糙度等技术要求。

(3)零件加工每个需要加工的零件都必须按照图样制定其加工工艺，然后分别进行毛坯准备、粗加工、半精加工、热处理及精加工或修研抛光。返回目前三十页\总数四十一页\编于十点

(4)装配调整装配就是将加工好的零件组合在一起构成一副完整的模具。除紧固定位用的螺钉和销钉外，一般零件在装配调整过程中仍需一定的人工修研或机械加工。

(5)试模装配调试好的模具，需要安装到机器设备上进行试模。检查模具在运行过程中是否正常，所得到的制品是否符合要求。如有不符合要求的则必须拆下模具加以修正，然后再次试模，直到能够完全正常运行并能加工出合格的制品。

返回目前三十一页\总数四十一页\编于十点七、模具零件的主要加工方法模具零件绝大多数为金属材料，主要的加工方法有机械加工、特种加工和表面精加工等。

(1)机械加工

机械加工(即传统的切削与磨削加工)与现代数控机床加工，是模具制造中不可缺少的一种重要加工方法。即使采用其他方法加工制造模具，机械加工也常作为零件粗加工和半精加工的主要方法。机械加工的主要特点是加工精度和生产效率高，通用性好，用相同的设备和工具可以加工出各种形状和尺寸的工件。但是，用机械加工方法加工形状复杂的工件时，其加工速度很慢，高硬度材料难以加工。

返回目前三十二页\总数四十一页\编于十点七、模具零件的主要加工方法

(2)特种加工特种加工是有别于传统机械加工的加工方法，因为它不是用力进行加工的，所以不要求工具的硬度大于工件的硬度。它是直接利用电能、声能、光能、化学能等来去除工件上的余量，以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法，其中包括电火花成型加工、电火花线切割加工、超声波加工、激光加工、化学加工等。返回目前三十三页\总数四十一页\编于十点七、模具零件的主要加工方法

(2)特种加工特种加工是有别于传统机械加工的加工方法，因为它不是用力进行加工的，所以不要求工具的硬度大于工件的硬度。它是直接利用电能、声能、光能、化学能等来去除工件上的余量，以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度要求的加工方法，其中包括电火花成型加工、电火花线切割加工、超声波加工、激光加工、化学加工等。目前三十四页\总数四十一页\编于十点思考题1.为什么说模具制造技术的发展离不开相关技术的发展？2.与一般机械产品相比模具生产具有哪些特殊性?目前三十五页\总数四十一页\编于十点八、模具的技术经济指标(1)模具的精度和刚度

影响模具精度的主要因素：产品制件的精度、模具加工技术手段的水平、模具装配钳工的技术水平、模具制造的生产方式