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河南機電高等專科學(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 標志 因為模具在很大程度上決定著產(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 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)達國家的模 具工業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè) 從 1997 年開始 我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機 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 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 嚴重 模具排氣不暢和型腔易損等 注射模精度已達到 5um 以下 最高壽命已 突破 2000 萬次 型腔數(shù)量已超過 100 腔 達到了 80 年代中期至 90 年代初期的 國際先進水平 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)達工業(yè) 國家及港臺地區(qū)先進水平相比 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 一是缺乏先進適用的 制造裝備 二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備或因計算機制式不同 或因字節(jié)差異 運算速度 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 測試及生產(chǎn)管理的全過程 達到實現(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 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 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 精度三坐標測量機 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 三坐標測量機 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 從而實現(xiàn)了從測量實物 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)控電火花加工機床 日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅(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 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 因而在模具加工中日益受到重視 3 快速經(jīng)濟制模技術(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)濟制模技術(shù)具有制模周期短 成本較低的特點 精度和壽命又能滿足生產(chǎn) 需求 是綜合經(jīng)濟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) 如采用氮氣彈簧壓邊 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 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 擴散向 CVD PVD PCVD 離子滲入 離子注入等方向發(fā)展