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讲述人�安徽机电职业技术学院数控工程系数控3093班3北222室制作2模具�是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品�同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其它加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。模具分类塑料模具设计冲压模具设计模具CAD/CAM技术中国模具技术的现状与发展方向模具新材料及热、表处理模具制造工艺及设备•80年代以来�中国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求�也为其发展提供了巨大的动力。这些年来�中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。•目前�中国17000多个模具生产厂点�从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二�作为商品销售的约占三分之一。•在模具工业的总产值中�冲压模具约占50%�塑料模具约占33%�压铸模具约占6%�其它各类模具约占11%。•改革开放以来�中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外�其他所有制形式的模具厂家�包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业�都得到了快速发展�集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如�浙江宁波和黄岩地区�从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家�成为国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。1•(1)冲模技术以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步�东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。在设计制造方法和技术手段方面不断改善�在轿车模具国产化方面迈出了可喜的步伐。多工位级进模和多功能模具是我国重点发展的精密模具品种。目前�国内已可制造具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜和安全保护等功能的铁芯精密自动叠进模�如用于集成电路引线框架的20�30工位的级进模�用于电子枪零件的硬质合金级进模和空调器散热片的级进模�也已达到较高的水平。•片多功能模具。生产的电机定转子双回转叠片硬质合金级进模的步距精度可达20μm�寿命达到1亿次以上。其他的多工位级•(2)塑料模具技术近年来�塑料模具发展很快�在国内模具工业产值中塑料模具所占比例不断扩大。电视机、空调、洗衣机等家用电器所需的塑料模具基本上可立足于国内生产。重量达10�20吨的汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具和多达600腔的塑封模具已可自行生产。在精度方面�塑料尺寸精度可达IT6-7级�型面的粗糙度达到Ra0.05-0.025μm�塑料模使用寿命达100万次以上。在塑料模具的设计制造中�CAD/CAM技术得到较快的普及�CAE软件已经在部分厂家应用。热流道技术得到广泛应用�气辅注射技术和高效多色注射技术也开始成功应用。•(3)CAD/CAE/CAM技术目前�国内模具企业中已有相当多的厂家普及了计算机绘图�并陆续引进了高档CAD/CAE/CAM�UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等著名软件在中国模具工业应用已相当广泛。一些厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件�并成功应用于塑料模、冲压模和压铸模的设计中。•近年来�我国自主开发CAD/CAE/CAM系统有很大发展。例如�华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件�上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件�北京机电研究所开发的锻模CAD/CAE/CAM软件�北航华正软件工程研究所开发CAXA软件�吉林汽车覆盖件成型技术所独立研制的商品化覆盖件冲压成型分析KMAS软件等在国内模具行业拥有不少的用户。•(4)快速成形/快速制模技术快速成形/快速制模技术在我国得到重视和发展�许多研究机构致力于这方面的研究开发�并不断取得新成果。清华大学、华中理工大学、西安交通大学和隆源自动成形系统公司等单位都自主研究开发了快速成形技术与设备�生产出分层物体(LOM)、立体光固化(SLA)、熔融沉积(FDM)和选择性烧结(SLS)等类型的快速成形设备。这些设备已在国内应用于新产品开发、精密铸造和快速制模等方面。•快速制模技术也在国内多家单位开展研究�目前研究较多的有电弧喷涂成形模具技术和等离子喷涂制模技术。中、低熔点合金模和树脂冲压模制造技术已获得成功应用�硅橡胶模也应用于新产品的开发中。•(5)其他相关技术近年来�国内一些钢铁企业相继引进和装备了一些先进的工艺设备�使模具钢的品种规格和质量都有较大的改善。在模具制造中已较广泛地采用新的钢材�如冷作模具钢D2、D3、A1、A2、LD、65Nb等�热作模具钢H10、H13、H21、4Cr5MoVSi、45Cr2NiMoVSi等�塑料模具钢P20、3Cr2Mo、PMS、SMI、SMII等。这些模具材料的应用在提高质量和使用寿命方面取得了较好的效果。国内一些单位对多种模具抛光方法开展研究�并开发出专用抛光工具和机械。花纹蚀刻技术和工艺水平提高较快�在模具饰纹的制作中广泛应用。•高速铣削加工是近年来发展很快的模具加工技术。国内已有一些公司引进了高速铣床�并开始应用。国内机床厂陆续开发出一些准高速的铣床�并正开发高速加工机床。但是�高速铣削的应用面在国内尚不广泛。2•巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。•汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。2010年�国内汽车年产量为1800万辆�。����年我国宏观经济仍将快速发展�城乡居民生活水平稳步提高�城镇化、工业化进程加快�我国汽车工业仍将呈现较好的发展态势�预计全年汽车市场还会有�������的增长。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长�特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。家用电器�如彩电、冰箱、洗衣机、空调等�在国内的市场很大。截至2010年11月房间空调器和彩色电视机两类产品的产量双双突破1亿台�分别达到了10287.8万台和10765.1万台。同时�家用洗衣机的产量则达到了5565.8万台�家用电冰箱的产量达到了7021万台�家用冷柜的产量也达到了1554.2万台。12345678910•经过审签的正规制制件图纸�并注明采用塑料的牌号、透明度等。塑料制件说明书或技术要求。生产产量。塑料制件样品。通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出�模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。•收集、分析、消化原始资料收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料�以备设计模具时使用。•消化塑料制件图�了解制件的用途�分析塑料制件的工艺性�尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么�塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理�熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度�有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析�看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差�能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外�还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。消化工艺资料�分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当�能否落实。•成型材料应当满足塑料制件的强度要求�具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途�成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。•确定成型方法采用直压法、铸压法还是注射法。•4、选择成型设备•根据成型设备的种类来进行模具�因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说�在规格方面应当了解以下内容�注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等�具体见相关参数。•要初步估计模具外形尺寸�判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。•具体结构方案•�一�确定模具类型•如压制模�敞开式、半闭合式、闭合式�、铸压模、注射模等。•�二�确定模具类型的主要结构•选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备�理想的型腔数�在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状�表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低�生产效率高�模具能连续地工作�使用寿命长�节省劳动力。•影响模具结构及模具个别系统的因素很多�很复杂�•型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。对于注射模来说�塑料制件精度为3级和3a级�重量为5克�采用硬化浇注系统�型腔数取4-6个�塑料制件为一般精度�4-5级��成型材料为局部结晶材料�型腔数可取16-20个�塑料制件重量为12-16克�型腔数取8-12个�而重量为50-100克的塑料制件�型腔数取4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个�16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时�就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件�最多型腔数较之指出的4-5级精度的塑料增多至50%。•确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工�排气、脱模及成型操作�塑料制件的表面质量等。确定浇注系统�主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小�和排气系统�排气的方法、排气槽位置、大小�。选择顶出方式�顶杆、顶管、推板、组合式顶出��决定侧凹处理方法、抽芯方式。决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。根据模具材料、强度计算或者经验数据�确定模具零件厚度及外形尺寸�外形结构及所有连接、定位、导向件位置。确定主要成型零件�结构件的结构形式。考虑模具各部分的强度�计算成型零件工作尺寸。以上这些问题如果解决了�模具的结构形式自然就解决了。这时�就应该着手绘制模具结构草图�为正式绘图作好准备。•绘制模具图要求按照国家制图标准绘制�但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。•在画模具总装图之前�应绘制工序图�并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸�应在图上标写注明“工艺尺寸”字样。如果成型后除了修理毛刺之外�再不进行其他机械加工�那么工序图就与制件图完全相同。•在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。•绘制总装结构图绘制总装图尽量采用1�1的比例�先由型腔开始绘制�主视图与其它视图同时画出。•模具总装图应包括以下内容�•模具成型部分结构浇注系统、排气系统的结构形式。分型面及分模取件方式。外形结构及所有连接件�定位、导向件的位置。标注型腔高度尺寸�不强求�根据需要�及模具总体尺寸。辅助工具�取件卸模工具�校正工具等�。按顺序将全部零件序号编出�并且填写明细表。标注技术要求和使用说明。•模具总装图的技术要求内容�•对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm模具上、下面的平行度要求�并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。模具使用�装拆方法。防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。有关试模及检验方面的要求。2.绘制全部零件图•由模具总装图拆画零件图的顺序应为�先内后外�先复杂后简单�先成型零件�后结构零件。•图形要求�一定要按比例画�允许放大或缩小。视图选择合理�投影正确�布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配�图形尽可能与总装图一致�图形要清晰。标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为�先标主要零件尺寸和出模斜度�再标注配合尺寸�