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河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 緒論 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低 已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要 標(biāo)志 因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 在電子 汽車 電機(jī) 電器 儀器 儀表 家電和通信等產(chǎn)品中 60 80 的零部件都要依靠模具成形 用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度 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的 模具又是 效益放大器 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值 往往是模具自身價值的幾十倍 上百倍 目前全世界模具年產(chǎn)值約為 600 億美元 日 美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模 具工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè) 從 1997 年開始 我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機(jī) 床工業(yè)產(chǎn)值 1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分 我國模具基本分為 10 大類 其中 沖壓模 和塑料成型模兩大類占主要部分 按產(chǎn)值計算 目前我國沖壓模占 50 左右 塑料成形模約占 20 拉絲模 工具 約占 10 而世界上發(fā)達(dá)工業(yè)國家和地 區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的 40 以上 我國的塑料成形模具設(shè)計 制作技術(shù)起步較晚 整體水平還較低 目前單型 腔 簡單型腔的模具達(dá) 70 以上 仍占主導(dǎo)地位 一模多腔精密復(fù)雜的塑料注 射模 多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計和制造 模具平均壽命約為 80 萬次左右 主要差距是模具零件變形大 溢邊毛刺大 表面質(zhì)量差 模具型腔沖蝕和腐蝕 嚴(yán)重 模具排氣不暢和型腔易損等 注射模精度已達(dá)到 5um 以下 最高壽命已 突破 2000 萬次 型腔數(shù)量已超過 100 腔 達(dá)到了 80 年代中期至 90 年代初期的 國際先進(jìn)水平 2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 我國模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊 懸殊較大 從總體上來講 與發(fā)達(dá)工業(yè) 國家及港臺地區(qū)先進(jìn)水平相比 還有較大的差距 在采用 CAD CAM 等技術(shù)設(shè)計與 制造模具方面 無論是應(yīng)用的廣泛性 還是技術(shù)水平上都存在很大的差距 在應(yīng) 用 CAD 技術(shù)設(shè)計模具方面 僅有約 10 的模具在設(shè)計中采用了 CAD 距拋開繪圖 板還有漫長的一段路要走 在應(yīng)用 CAM 技術(shù)制造模具方面 一是缺乏先進(jìn)適用的 制造裝備 二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備或因計算機(jī)制式不同 或因字節(jié)差異 運(yùn)算速度 差異 抗電磁干擾能力差異等 聯(lián)網(wǎng)率較低 只有 5 左右的模具制造設(shè)備近年 來才開展這項(xiàng)工作 三 模具的發(fā)展趨勢 1 模具 CAD CAE CAM 正向集成化 三維化 智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 2 1 模具軟件功能集成化 3 模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全 同時各功能模塊采 用同一數(shù)據(jù)模型 以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享 從而支持模具設(shè)計 制 河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 造 裝配 檢驗(yàn) 測試及生產(chǎn)管理的全過程 達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的 集成化程度較高的軟件包括 Pro ENGINEER UG 和 CATIA 等 2 模具設(shè)計 分析及制造的三維化 傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求 模 具設(shè)計 分析 制造的三維化 無紙化要求新一代模具軟件以立體的 直觀的感 覺來設(shè)計模具 所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的 CAE 分析 模 具可制造性評價和數(shù)控加工 成形過程模擬及信息的管理與共享 如 Pro ENGINEER UG 和 CATIA 等軟件具備參數(shù)化 基于特征 全相關(guān)等特點(diǎn) 從 而使模具并行工程成為可能 國內(nèi)有華中理工大學(xué)研制的同類軟件 HSC3D4 5F 及 鄭州工業(yè)大學(xué)的 Z mold 軟件 2 模具檢測 加工設(shè)備向精密 高效和多功能方向發(fā)展 1 模具檢測設(shè)備的日益精密 高效 精密 復(fù)雜 大型模具的發(fā)展 對檢測設(shè)備的要求越來越高 現(xiàn)在精密模具 的精度已達(dá) 2 3 m 目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利 美國 日本等國的高 精度三坐標(biāo)測量機(jī) 并具有數(shù)字化掃描功能 如東風(fēng)汽車模具廠不僅擁有意大利 產(chǎn) 3250mm 3250mm 三坐標(biāo)測量機(jī) 還擁有數(shù)碼攝影光學(xué)掃描儀 率先在國內(nèi)采 用數(shù)碼攝影 光學(xué)掃描作為空間三維信息的獲得手段 從而實(shí)現(xiàn)了從測量實(shí)物 建立數(shù)學(xué)模型 輸出工程圖紙 模具制造全過程 成功實(shí)現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開 發(fā)和應(yīng)用 2 數(shù)控電火花加工機(jī)床 日本沙迪克公司采用直線電機(jī)伺服驅(qū)動的 AQ325L AQ550LLS WEDM 具有驅(qū)動反 應(yīng)快 傳動及定位精度高 熱變形小等優(yōu)點(diǎn) 瑞士夏米爾公司的 NCEDM 具有 P E3 自適應(yīng)控制 PCE 能量控制及自動編程專家系統(tǒng) 3 高速銑削機(jī)床 HSM 銑削加工是型腔模具加工的重要手段 而高速銑削具有工件溫升低 切削力小 加工平穩(wěn) 加工質(zhì)量好 加工效率高 為普通銑削加工的 5 10 倍 及可加工硬材 料 60HRC 等諸多優(yōu)點(diǎn) 因而在模具加工中日益受到重視 3 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù) 縮短產(chǎn)品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一 與傳統(tǒng)模具加工技術(shù)相比 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)具有制模周期短 成本較低的特點(diǎn) 精度和壽命又能滿足生產(chǎn) 需求 是綜合經(jīng)濟(jì)效益比較顯著的模具制造技術(shù) 具體主要有以下一些技術(shù) 1 快速原型制造技術(shù) RPM 它包括激光立體光刻技術(shù) SLA 疊層輪廓制造 技術(shù) LOM 激光粉末選區(qū)燒結(jié)成形技術(shù) SLS 熔融沉積成形技術(shù) FDM 和三 維印刷成形技術(shù) 3D P 等 2 表面成形制模技術(shù) 它是指利用噴涂 電鑄和化學(xué)腐蝕等新的工藝方法形 成型腔表面及精細(xì)花紋的一種工藝技術(shù) 3 澆鑄成形制模技術(shù) 主要有鉍錫合金制模技術(shù) 鋅基合金制模技術(shù) 樹脂 復(fù)合成形模具技術(shù)及硅橡膠制模技術(shù)等 河南機(jī)電高等專科學(xué)校材料工程系畢業(yè)設(shè)計說明書 論文 4 冷擠壓及超塑成形制模技術(shù) 8 其他方面技術(shù) 如采用氮?dú)鈴椈蓧哼?卸料 快速換模技術(shù) 沖壓單元組 合技術(shù) 刃口堆焊技術(shù)及實(shí)型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等 4 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 模具工業(yè)要上水平 材料應(yīng)用是關(guān)鍵 因選材和用材不當(dāng) 致使模具過早 失效 大約占失效模具的 45 以上 在模具材料方面 常用冷作模具鋼有 CrWMn Cr12 Cr12MoV 和 W6Mo5Cr4V2 火焰淬火鋼 如日本的 AUX2 SX105V 7CrSiMnMoV 等 常用新型熱作模具鋼有美國 H13 瑞典 QRO80M QRO90SUPREME 等 常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼 如美國 P20 時效硬化 型鋼 如美國 P21 日本 NAK55 等 熱處理硬化型鋼 如美國 D2 日本 PD613 PD555 瑞典一勝白 136 等 粉末模具鋼 如日本 KAD18 和 KAS440 等 覆蓋件拉延模常用 HT300 QT60 2 Mo Cr Mo V 鑄鐵等 大型模架用 HT250 多工位精密沖模常采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金 YG20 等 在模具表面處理方面 其主要趨勢是 由滲入單一元素向多元素共滲 復(fù)合滲 如 TD 法 發(fā)展 由一般 擴(kuò)散向 CVD PVD PCVD 離子滲入 離子注入等方向發(fā)展