模具技术现状与发展趋势ppt课件

.1、模具技术的现状和发展趋势。2、主要内容1、前言2、模具设计技术发展方向3、模具加工技术发展方向4、模具制造集成技术发展方向5、模具材料和先进表面处理技术6、国内模具发展趋势结论。3，1，前言，模具工业是国民经济的基础，模具工业是衡量一个国家工业水平的重要标志，而模具工业是技术改造成果的基础，4。一些国家对模具行业的评价在欧美等发达工业国家被称为“磁性行业”。美国工业认为“模具工业是美国工业的基石”，而德国认为它是所有工业中的“关键工业”。日本模具协会也相信“模具是社会繁荣的驱动力”。5.近年来，在世界模具市场上，美国、日本、法国和瑞士出口的模具约占其模具总值的1/3。日本模具工业的年产值超过了日本的机床。今天，世界模具工业的发展甚至超过了新兴的电子工业。中国模具工业产值居世界第三，仅次于日本和美国。近年来，中国模具工业以每年13%左右的速度快速发展。7。我国模具行业的现状，以及精密加工设备的缺乏，生产与需求之间的矛盾，大型、精密、复杂和长寿命模具非常突出。许多先进技术如计算机辅助设计/计算机辅助工程/计算机辅助制造技术的普及率仍然不高，8.中国模具行业的进出口，近年来，中国进口模具每年约占市场总量的20%。成为世界上最大的模具进口国，塑料和橡胶模具占全部进口模具的50%以上，冲压模具占全部进口模具的40%左右，高档模具占全部市场的40%以上。9，2。模具设计技术的发展方向，技术支持-模具设计数据库和知识库系统的统一技术-模具和零件理论研究的标准化。有必要进一步探讨冲压模具金属成形过程的模拟、缺陷预测、起皱、开裂和回弹分析，如大弹塑性变形的本构关系和新材料的表面摩擦特性(弹性=E，塑性=E1)。10、计算机辅助工艺设计(CAPP)用于压铸流动模拟、热传导和凝固分析、锻造成形过程模拟、金属流动和填充分析、模具刚度、强度、流道和冷却路径设计、发展方向(续1)。11、对塑料模具的塑性成形过程进行各种模拟分析。如塑料模具填充、热传导、冷却、固化、翘曲和收缩等。(Moldflow Australia和AC-Tech USA)。模具加工技术的发展方向主要有精密铸造、金属切削、电火花加工、电化学加工、激光及其他高能束加工。数控技术和计算机技术的不断发展，使得它们在模具加工方法中的应用越来越广泛。高速铣削(HSM)技术，铣削是型腔模具加工的重要手段，而高速数控加工是模具加工的前沿技术。其关键技术之一是采用先进的CAD/CAM集成设计制造系统，并通过图形交互实现自动数控编程。该工件具有温升小、热变形小、切削力小、加工稳定、加工质量好、加工效率高(比普通铣削高5-10倍)、可加工硬质材料(60HRC)等特点。嘿。15.高速铣削的快速发展体现在高精度上：定位精度2-5微米/全过程，加工精度2-5微米，因此高速铣削已经进入精密切削领域。高速：主轴转速40，000 60，000转/分；切削进给速度为1 6m/min；快速进给速度为30-40m/min，换刀时间为1-2s，加工效率提高了5-10倍，实现了硬质材料的加工(36-60 HRC)。高速铣削是不够的，所以对刀具提出了很高的要求。适用于铣削材料的特殊工具材料(例如，新工具包括金属陶瓷工具、立方氮化硼工具、聚晶金刚石工具、PCBN工具、涂层硬质合金工具等。)适用于相对平坦的浅腔加工，而对于深腔加工存在某些困难。对于具有内部间隙角的型腔模具、表面具有图案或图案的模具以及具有深槽或窄狭缝的模具，也存在某些困难。高速铣床成本高，17.高速铣削在中国的应用。在一段时间内，中国模具企业进口的高速加工机床主轴的最大转速仍将为10000 20000转/分，少数达到40000转/分左右。近年来，我国模具制造业的一些重点企业相继引进了高速铣床和高速加工中心，在模具加工中发挥了很好的作用。可以预见，中国模具企业将越来越多地使用高速铣削技术。电火花加工虽然受到高速铣削的严重挑战，但高速铣削不能完全取代它。复杂轮廓、深而窄的小腔、尖角、窄狭缝、凹槽、深凹坑和模具的其他部分的加工(将是未来电火花加工应用的重点)，但是成本比电火花加工高得多。对于60HRC以上的高硬度材料，电火花加工比HSM便宜。同时，电火花加工比铣削加工更容易实现自动化。电火花铣削技术使用简单的管状电极高速旋转，并应用计算机辅助设计/计算机辅助制造技术加工三维或二维轮廓(如数控铣削)。电火花铣削的最大特点是简化电极制造。它不需要处理形成的电极。可以选择标准电极，并在电极库中进行自动电极更换(AEC)，以补偿电极损耗并提高加工精度。该方法在高精度微细加工中具有良好的应用前景。该技术已在国外模具加工中得到应用。低速走丝数控电火花线切割机床和低速走丝数控电火花线切割机床的发展水平相当高，功能相当完善，自动化程度达到无人值守水平。加工技术的水平也值得称道。最大切削速度达到300mm2/min，加工精度可达0.5m，加工表面粗糙度ra为Ra0.10.2m。直径为0.030.1mm的细线精密切削技术的发展，可实现凹凸模一次切削，可切削直径为0.04mm的窄槽和半径为0.02 mm的圆角。锥度30以上的精密加工，镜面光亮加工技术有：21、混粉等采用在普通煤油工作液中加入固体细粉的方法，增加精加工的极间距离，减小电容效应，增加放电通道的分散性，排屑效果好，放电稳定，提高加工效率，有效降低加工表面粗糙度。使用该混合粉末工作液还可以在模具工件表面形成硬度较高的涂层，从而提高模具型腔表面的硬度和耐磨性。快速原型制造(RPM)首先在美国推出。它伴随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展。它是一种全新的制造技术，被认为是继数控技术之后的一场技术革命。快速成型是基于一种新的离散/累积(即材料累积)成型理念。根据零件的三维计算机辅助设计模型，复杂的三维实体(模型)制造可以在没有任何加工工具的情况下快速和自动地完成，而不管零件的几何复杂性。从模具概念设计到制造完成，快速原型制造方法及其应用仅是传统加工方法所需时间的1/3左右，成本的1/4左右，具有广阔的发展前景。海尔、春兰、科龙、华宝等国内一些大型企业集团在新产品开发中应用激光快速成型技术，取得了显著的经济效益。快速成型模具制造直接快速模具制造是指利用不同类型的快速成型技术直接制造模具本身，然后进行一些必要的后处理和加工，以获得所需的模具机械性能、尺寸精度和表面粗糙度。目前，能够直接制造金属模具的快速成型工艺包括激光选择性烧结(SLS)、三维印刷(3D-P)、形状沉积制造(SDM)、三维3D焊接等。25、间接快速模具制造，首先通过光固化快速成型(SLA)、层压固体制造(LOM)、激光选择性烧结(SLS)、三维印刷(3D-P)、熔融沉积成型(FDM)等不同方法获得产品的原型，然后通过一些传统的快速成型(RapidManufacturingTooling)方法。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸、表面沉积、旋转铸造(使用热固性橡胶作为模具)和熔融注射(热喷涂)等方法获得长寿命金属模具或非金属低寿命模具。26转/分的缺陷和发展趋势限制了其工业应用和推广：不适合大规模生产，所用材料基本上不是工业产品中常用的材料。目前，RHMT硬质合金模具，尤其是铁基硬质合金模具的快速制造正在迅速发展。27、国产快速成型设备性能对比表。快速经济成型技术(RTM)，缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。RTM具有成型周期短、成本低的特点，其精度和寿命能满足生产要求。是一项综合经济效益显著的模具制造技术。它非常适合新产品开发、样品试制、工艺验证或中小批量生产的需要，近年来在我国发展迅速。29、RTM技术类型、挤压成型技术、超塑成型技术；表面成型成型技术电弧喷涂徐成型成型成型技术电铸成型技术型腔表面精细图案成型蚀刻技术模具毛坯快速制造技术干砂固体模铸造负压固体模铸造树脂砂固体模铸造蜡损精密铸造等技术快速换模技术冲压单元组合技术等。30、铸造成型成型技术、秘密锡合金成型技术、锌合金成型技术、树脂复合成型技术、硅橡胶成型技术等。作为铸造成型技术应用的一个实例，一汽模具制造公司设计制造了12套树脂模具，均为大型复杂内外覆盖件的拉深模具，用于全新红旗轿车的改型和试制。其主要特点是模具表面以计算机辅助设计/计算机辅助制造所加工的主模型为基础，用高强度树脂铸造而成。凸模和凹模之间的间隙由特殊的蜡片精确控制。制造周期可缩短1/2 2/3，制造成本可节约近千万元。32、5、超精密、微细和复合加工技术。目前，超细加工已稳步达到亚微米水平，纳米级精度的超细加工技术也已应用于生产。国外已经使用波长仅为0.5纳米的辐射波来制造纳米级塑料模具。复合加工是指在一台机床上组合两种或多种不同的加工技术，以实现不同加工技术的优缺点。33、复合加工技术的发展方向之一，铣削与激光加工的复合技术：铣削(包括高速铣削)后，用附加的激光头在腔体表面雕刻图案或图案，或者用激光头根据铣削的运动方式进行激光精加工，去除腔体表面的铣削痕迹。据国外报道，这种复合加工机床已经研制成功：机床激光头采用功率为100瓦、光束直径为0.1m、加工效率为20 m3/min的Q-5WITCHYAG激光器；采用逐层加工方法，每层加工5m，最大加工深度为10mm，表面粗糙度仅为1.3 m35、3.6模具的磨削和抛光技术，模具表面质量对模具的使用寿命和零件的外观质量有很大的影响。然而，模具表面的精加工是迄今尚未很好解决的难题之一。德国66%，日本、美国30%的模具采用自动抛光机抛光，抛光处理可达镜面。产生轨迹的自动抛光机是抛光的发展方向。36、镜面抛光技术在中国，中国引进了数控磨床，可以实现三维曲面模具的自动抛光，人工智能自动抛光技术也取得了成果，但其应用很少，有望得到发展。目前，我国正在研究和开发可抛至0.05m的镜面。国内对透明度要求高的注塑模具，如相机、光盘、光盘等注塑模具，仍需进口。镜面加工的定义是镜面加工中的混合粉末电火花加工，其表面粗糙度仅为Ra0.10.2m，可实现Ra 0.1 0.2 m的大面积镜面加工，最佳表面粗糙度可达Ra0.04m，满足镜面加工的要求。LWEDM镜面加工的主要方法是压缩放电时间，电流脉冲宽度为纳秒量级，并增加峰值电流(最高可达几百安或更高)，以便材料在放电加工过程中迅速汽化和腐蚀。该方法不仅避免了裂纹的产生，而且使表面粗糙度达到Ra0.10.2m。应开发特殊的磨削和抛光方法来提高模具的表面质量：挤压磨削电化学抛光超声抛光复合抛光，这是四模制造集成技术的发展方向，传统的模具制造技术主要是基于设计图纸，采用仿形加工、成形磨削和电火花加工方法来制造模具。然而，现代模具是不同的。它们不仅形状和结构非常复杂，而且有较高的技术要求。用传统的模具制造方法显然很难制造。必须采用先进的制造技术来满足其技术要求。与现代模具制造技术相比，现代模具设计与制造技术在世界发达工业国家的模具中得到了广泛应用：模具CAD/CAE/CAM集成、三维设计与制造技术、模具激光快速成型技术、模具精密成形技术、模具超精密加工技术、模具成形过程动态模拟与仿真技术、模具表面工程技术、模具绿色制造技术等。模具CAD/CAE/CAM集成技术。模具CAD/CAE/CAM技术是模具技术发展的里程碑。模具行业推广计算机辅助设计/计算机辅助制造的条件已经成熟，并将在未来迅速发展。目前，世界上的汽车需要大约48个月来翻新，而在美国只需要30个月。这主要是由于计算机辅助设计/CAE/CAM和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件在模具行业的应用。模具CAD/CAE/CAM的集成以及软件的舒适性、集成性、智能化和网络化将是未来的发展方向。嘿。44岁，美国参数化技术公司PTC集成系统Pro/engineeringnigraphicsolutions公司的软件Unigraphic(UG)美国SDRC公司的I-DEAS以色列Cimatron公司的三维计算机辅助设计/计算机辅助制造软件Cimatron，CATIA，由法国达索公司开发，EUCLIB，法国数据视觉集成软件，实窗软件SOLIDEGE，软件CADDS5，由北京航空航天大学开发的计算机辅助设计/计算机辅助制造软件caxa，CADEM大型软件，45，模具cadem主软件，澳大利亚Moldflow注塑模CAE分析软件。英国DELC