搜索
二十二、简述模具制造的主要加工方法及特点1．机械加工机械加工（即传统的切削与磨削加工）是模具制造不可缺少的一种重要的加工方法。机械加工的特点是加工精度高、生产效率高。但加工复杂的形状时，加工速度慢，硬材料也难加工，材料利用率不高。2．特种加工也被称为电加工。从广义上说，特种加工是指直接利用电能、化学能、声能、光能等来去除工件上多余的材料，以达到一定形状、尺寸和表面粗糙度的加工方法，其中包括电火花成形加工、线切割加工、电解加工、电化学抛光、电铸、化学刻蚀、超声波加工、激光加工等。特种加工与工件的硬度无关，可以实现以柔克刚，并可加工各种复杂形状的零件。特种加工在模具制造中得到了越来越广泛的应用。3．塑性加工主要指冷挤压制模法，即将淬火过的成形模强力压人未进行硬化处理的模坯中，使成形模的形状覆印在被压的模坯上，制成所需要的模具。这种成形方法不需要型面精加工，制模速度快，可以制成各种复杂型面的模具。4．铸造加工对于一些精度和使用寿命要求不高的模具，可以采用简单方便的铸造法快速成形。例如用低熔点锌基合金铸造锌基合金模具，其制模速度快，容易制成形状复杂的模具。但模具材质较软，耐热性差，所以模具寿命短，多用于试制和小批量生产的场合。5．焊接加工焊接法制模是将加工好的模块焊接在一起，形成所需的模具。这种方法与整体加工相比，加工简单、尺寸大小不受限制，但精度难于保证，易残留热应变及内部应力，主要用于精度要求不高的大型模具的制造。6、数控加工是利用数控机床和数控技术完成模具零件的加工。根据零件图样及工艺要求等原始条件编制数控加工程序，输入数控系统，然后控制数控机床中刀具与工件的相对运动，以完成零件的加工。数控机床范围很广，在机械加工中有数控车加工、数控铣加工、数控钻加工、数控磨加工、加工中心加工；在塑性加工中有数控冲床加工、弯管机加工等；在特种成形中则有数控电火花加工、数控线切割加工、数控激光加工等。数控加工的特点(1)加工精度高、加工质量稳定数控机床的机械传动系统和结构都有较高的精度、刚度和热稳定性，零件的加工精度和质量由机床保证，完全消除了操作者的人为误差，所以数控机床的加工精度高，加工误差一般能控制在0.005-0.lmm以内，而且同一批零件加工尺寸的一致性好，加工质量稳定。(2)加工生产效率高数控机床结构刚性好、功率大，能自动进行切削加工，所以能选择较大的、合理的切削用量，并能自动完成整个切削加工过程，大大缩短机动加工时间。数控机床定位精度高，可省去加工过程中的中间检测，提高生产效率(3)对零件加工适应性强因数控机床能实现几个坐标联动，加工程序可因加工零件的要求而变换，所以它的适应性和灵活性很强，可以加工普通机床无法加工的形状复杂的零件。(4)有利于生产管理数控机床加工，能准确地计算出零件的加工工时，并有效地简化刀具、夹具、量具和半成品的管理工作。加工程序是用数字信息的标准代码输人，有利于与计算机连接，由计算机来控制和管理生产。二十三、试述反向设计技术的基本思想及重点研究内容以实物模型为依据来生成数字化几何模型的设计方法即为反向设计。反向设计并不是一种创造性的设计思路，但是通过对多种方案的筛选和评估，有可能使其设计方案优于现有方案，并且缩短方案的设计时间，提高设计方案的可靠性。反向设计是产品数字化的重要手段之一，作为21世纪数字化塑性成形技术的重要环节，反向设计这种思想对于消化吸收国外模具设计的先进技术，提高我国的模具设计水平具有重要的意义。目前，反向设计的研究重点在于：1、数据采集设备和思路。数据采集设备与方法是数据获取的保证，研制快速、精确和能够测量具有复杂内外形状的新设备是发展方向。2、数据前处理。包括对测量所得数据点进行测头半径补偿、数据噪声点的有效滤除以及测量数据的合理分布，此外还包括建立统一的数据格式转化标准，减少数据丢失和失真等。3、数据优化。测量所得的数据文件通常非常庞大，往往被形象地称为数据云或者海量数据，需要对测量数据进行优化处理，主要问题有：如何合理的分布数据点，在尽量保有各种特征信息的基础上合理简化数据；如何使数据真实反映形面的保凸特性；如何减少人工交互，提高数据区域划分中的自动化与效果。4、曲面重构研究。在反算控制点时仍然存在反算标准及精度的问题；对于起伏剧烈的数据点群，使用单块曲面描述会有较大差异；如何解决有关曲面重构算法的有效性、效率以及误差问题；曲面在三角离散和层切时的不确定性问题等。二十四、试述快速成形技术的基本思想和主要实施过程快速成形技术是一种基于离散堆积成形思想，由零件的CAD模型直接驱动，在计算机的管理和控制下快速制造出任意复杂形状的三维物理实体的技术总称。这一新型技术是集成计算机、数控、激光和新材料等最新技术而发展起来的先进的产品研究与开发技术。快速原型技术通过离散获得堆积的路径和方式，再通过精确地堆积材将材料“叠加”起来形成复杂的三维实体。（1）离散阶段：首先利用CAD软件设计出零件的三维曲面或者实体造型，然后将三维模型沿一定方向离散成一系列有序的二维层片（习惯称为分层）。这个“分层”离散过程是一个对CAD模型的信息处理。（2）堆积阶段：根据每层轮廓信息，进行工艺规划，选择加工参数，自动生成数控代码；成形机制造一系列层片并自动将它们联接起来，得到三维物理实体。二十五、快速原型技术的主要工艺方法有哪些？(1)光固化成型工艺（StereoLithigraphyApparatus，SLA），又称立体光刻成型或光造型.SLA技术是基于液态光敏树脂的光固化原理上工作的。这种液态材料在一定波长和强度的紫外光(如λ=325nm)的照射下能迅速发生光反应,分子量急剧增大,材料也就从液态转变成固态。其原理是：将激光聚集到液态光固化材料（如光固化树脂）表面，令其有规律地固化，由点到线到面，完成一个层面的建造，而后升降移动一个层片厚度的距离，重新覆盖一层液态材料，再建造一个层面，由此层层迭加成为一个三维实体。(2)叠层实体制造工艺（LaminatedObjectManufacturing，LOM）LOM工艺只须在片材上切割出零件截面的轮廓，而不用扫描整个截面。因此成形厚壁零件的速度较快，易于制造大型零件。工艺过程中不存在材料相变，因此不易引起翘曲变形，零件的精度较高（公差小于0.15mm）。工件外框与截面轮廓之间的多余材料在加工中起到了支撑作用，所以LOM工艺无需加支撑。（3)熔融沉积快速成型工艺（FusedDepositionModeling，FDM）SLS工艺是利用粉末状材料成形的。将材料粉末铺洒在已成形零件的上表面，并刮平；用高强度的CO2激光器在刚铺的新层上扫描出零件截面；材料粉末在高强度的激光照射下被烧结在一起，得到零件的截面，并与下面已成形的部分连接；当一层截面烧结完后，铺上新的一层材料粉末，继续选择性烧结下一层截面。(4)选择性激光烧结工艺(SelectiveLaserSintering，SLS)又称为选区激光烧结FDM的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等。以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出；材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。FDM工艺不用激光器件，因此使用、维护简单，成本较低。用蜡成形的零件原型，可以直接用于熔模铸造。用ABS制造的原型因具有较高强度而在产品设计、测试与评估等方面得到广泛应用。由于以FDM工艺为代表的熔融材料堆积成形工艺具有一些显著优点，该类工艺发展极为迅速。二十六、为什么说CAD/CAM的衔接存在缺陷？当前在CAD/CAM衔接方面做了哪些改进？建立统一的产品数据交换标准是实现CAD/CAM技术集成化的必要条件。复杂机械产品的生产需要不同企业、部门的分工协作完成。由于产品信息是在不同的地点、不同的计算机和不同的CAD/CAM系统中产品,造成同一产品的信息表达差异。困难:（1)靠数据交换难以实现建立在满足下游开发活动约束及特定外部过程约束的智能决策支持机制。世界上各种CAD/CAM集成软件(如CATIA,Euclid,Pro/Engineer,CADDS5,UGII及I-DEAS等),都只是某些方面具有特长,结果导致软件之间进行数据交换时丢失信息。（2）基于图形学发展起来的CAD技术和基于数控技术发展起来的CAM技术，缺乏统一的信息描述方式。由于彼此间模型定义、实现手段和存取方式均有差异，导致了设计模型难以转化为制造模型。改进：为确保信息在传递过程中的正确性和无歧异性，处理更为复杂的CAD/CAM集成问题，解决系统公用接口问题，需要更可靠的数据交换技术作保证。目前，国际上对解决这一问题的公认看法已经明确，即采用开放型的数据交换标准STEPoSTEP（StandardfortheExchangeofProductModelData)主要解决统一的产品模型数据定义及数据传递交换问题，以确保产品整个生命周期获取信息、传递信息的准确性和一致性。目前国际上对STEP标准的整体框架已有了比较明确的描述，它主要包括:描述方法、实现形式、一致性测试、集成资源、应用协议、抽象测试等6部分内容，并从3个层次上(应用层、逻辑层和物理层)描述了在不同系统间实现数据交换的方法和手段。在应用层，根据不同应用领域提出相应的模型要求;逻辑层则根据应用层提出的模型，进行分析、归类，形成统一的集成信息模型;物理层的最终目标是完成一种用于数据交换的中性文件结构，也是实现CAD/CAM集成的最初级形式。具体方法是:集成系统中各子系统只与STEP文件交换数据。为实现这一目的，各系统需设计两个接口，即将自身模型转换为STEP文件的前置处理和将STEP文件转换为自身模型数据的后处理。它与IGES的区别在于，STEP提供的中性文件不依赖于任何系统。