模具制造的基本要求与主要加工方法

1、模 具 制 造 工艺模具制造工艺模具制造工艺绪绪 论论模 具 制 造 工艺模具模具(基本概念基本概念1)：是指利用其本身特定是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。 1）模具）模具-是一种是一种工具工具； 2）模具与塑件）模具与塑件-“一模一样一模一样” ； 3）模具生产制件所具备的）模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造，是其他加工制造方法所不能比拟的。方法所不能比拟的。特点：特点：模具生产的优点：生产率高，质量稳定，一致性好，模具生产的优点

2、：生产率高，质量稳定，一致性好，节约原材料和能源，生产成本低。节约原材料和能源，生产成本低。模 具 制 造 工艺 模具是现代工业生产的重要装备模具是现代工业生产的重要装备 ，科技密集产品。，科技密集产品。利用模具生产任意几何形状和具有高尺寸精度的、用利用模具生产任意几何形状和具有高尺寸精度的、用途各异的零件和工艺品，而且生产效率极高途各异的零件和工艺品，而且生产效率极高 。 汽车、拖拉机零件的汽车、拖拉机零件的60%70%；一个车型的轿；一个车型的轿车，共需车，共需4000套模具，价值套模具，价值23亿元，各种类型的汽亿元，各种类型的汽车平均一个车型需冲压模车平均一个车型需冲压模2000套，其

3、中大型覆盖件模套，其中大型覆盖件模具具300套套 。在。在“十五十五”期间，我国平均每年有期间，我国平均每年有20个当个当量车型投入生产。量车型投入生产。一、模具在国民经济发展中的一、模具在国民经济发展中的作用作用模 具 制 造 工艺（二）我国模具（二）我国模具发展现状发展现状1 1、大型复杂冲模的汽车覆盖件大型复杂冲模的汽车覆盖件模具为代表。我国主模具为代表。我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。 2 2、体现高水平技制技术的、体现高水平技制技术的多多工位级进模工位级进模覆盖面大增。覆盖面大增。已从电机、电器铁芯片模具扩大到接插件、电子

4、已从电机、电器铁芯片模具扩大到接插件、电子元零件、汽车零件、空调器散热片等家用电器零元零件、汽车零件、空调器散热片等家用电器零件模具上。件模具上。3 3、塑料模方面已能生产、塑料模方面已能生产3434、4848大屏幕彩电塑大屏幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，塑料模热流道技术杠和整体仪表板等塑料模具，塑料模热流道技术更臻成熟，气体辅助注射技术已开始采用。更臻成熟，气体辅助注射技术已开始采用。模 具 制 造 工艺4 4、压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模、压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后桥齿

5、箱压铸模等。及汽车后桥齿箱压铸模等。5 5、模具质量、模具寿命模具质量、模具寿命明显提高，模具明显提高，模具制造周期制造周期较以往大为缩短。较以往大为缩短。6 6、模具模具CAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAM技术相当广泛地得到应用，技术相当广泛地得到应用，并开发了自主版权的模具并开发了自主版权的模具CAD/CAMCAD/CAM软件，主要软件，主要在北航海尔公司在北航海尔公司CAXACAXA，华中理工大学开发的，华中理工大学开发的HS3.0HS3.0系统及系统及CAECAE系统，上海交大开发的冷冲模系统，上海交大开发的冷冲模CADCAD系统等。系统等。Mastercam Solidwor

6、ksUG Pro/E Cimatron等等模 具 制 造 工艺7、快速经济制模技术快速经济制模技术得到进一步提高，尤其这一领域得到进一步提高，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术（的高新技术快速原型制造技术（RPM）进展很快。）进展很快。8、模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具、模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大的进展。钢的应用有较大的进展。 9、模具加工机床品种增多，水平明显提高。、模具加工机床品种增多，水平明显提高。毛坯下料：毛坯下料：高速锯床、高速磨床、阳极切割、激光切高速锯床、高速磨床、阳极切割、激光切 割等。割等。粗加工：粗加工：车床、万能工具铣床、

7、高速铣床、刨床等。车床、万能工具铣床、高速铣床、刨床等。精加工：精加工：数控仿形铣、数控坐标磨床、数控光学曲线数控仿形铣、数控坐标磨床、数控光学曲线 磨床、数控电火花机、数控线切割、电解加磨床、数控电火花机、数控线切割、电解加 工、精密镗床、加工中心等。工、精密镗床、加工中心等。光整加工：光整加工：研磨、珩磨、镜面磨削、超声波和电解抛研磨、珩磨、镜面磨削、超声波和电解抛 光等光等 。模 具 制 造 工艺模具发展的模具发展的重点重点汽车覆盖件模汽车覆盖件模精密冲模精密冲模大型及精密塑料模大型及精密塑料模主要模具标准件主要模具标准件其他高技术含量模具其他高技术含量模具模 具 制 造 工艺三、模具制

8、造技术的特点三、模具制造技术的特点与机械制造相比，有以下特点：与机械制造相比，有以下特点： 1 1、制造质量要求高制造质量要求高：包括加工精度高，表面质量好。：包括加工精度高，表面质量好。模具工作部分的模具工作部分的 制造公差和表面粗糙度有严格的要制造公差和表面粗糙度有严格的要求。求。2 2、形状复杂形状复杂：模具的工作部分一般是二维或三维复：模具的工作部分一般是二维或三维复杂曲面（型腔模具），加工比较困难。杂曲面（型腔模具），加工比较困难。3 3、模具为、模具为单件、多品种单件、多品种生产：模具生产制品具有复生产：模具生产制品具有复制性，即只能生产某一特定形状、尺寸和精度的制制性，即只能生产

9、某一特定形状、尺寸和精度的制件，模具制造一般为单件生产。件，模具制造一般为单件生产。模 具 制 造 工艺4 4、模具、模具材料硬度高材料硬度高： 模具材料一般均为淬火合模具材料一般均为淬火合金钢或硬质合金，采用非传统方法加工，如电火金钢或硬质合金，采用非传统方法加工，如电火花、激光加工。花、激光加工。5 5、生产周期短生产周期短：由于产品换代与市场竞争的加剧，：由于产品换代与市场竞争的加剧，要求模具生产周期短，采用快速成型技术生产模要求模具生产周期短，采用快速成型技术生产模具比传统方法缩短具比传统方法缩短2/32/3的时间。的时间。6 6、成套性生产成套性生产： 多副模具生产制品时，要考虑多副

10、模具生产制品时，要考虑各套模具之间的衔接性。各套模具之间的衔接性。三、模具制造技术的特点三、模具制造技术的特点模 具 制 造 工艺四、模具制造的基本要求四、模具制造的基本要求1 1、制造精度高、制造精度高 模具的精度由模具的精度由制品的精度制品的精度与与模具结构要求模具结构要求来决定，来决定，( (1 1) )一般模具工作部分的精度比制品精度高一般模具工作部分的精度比制品精度高24级；级；( (2)2)各零件必须有足够高的各零件必须有足够高的制造精度制造精度 模具加工技术模具加工技术手段的水平手段的水平 加工设备的加工精度加工设备的加工精度 设备自动化程度设备自动化程度（3 3）模具结构要求上

11、下模之间）模具结构要求上下模之间配合配合高高 模具装配钳模具装配钳工技术工技术模 具 制 造 工艺2 2、使用寿命长、使用寿命长 模具费用占成本的模具费用占成本的1030%，寿命的长短影响成本的，寿命的长短影响成本的高低，要求模具有较长的使用寿命。高低，要求模具有较长的使用寿命。模具寿命模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下，是指模具在保证产品零件质量的前提下，所能加工的制件总数量，包括工作面的多次修磨和所能加工的制件总数量，包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命。易损件更换后的寿命。模具寿命模具寿命= =工作面的一次寿命工作面的一次寿命* *修磨次数修磨次数* *易损件更换易损件更换寿

12、命；一次寿命指修磨一次后所能加工产品的件数寿命；一次寿命指修磨一次后所能加工产品的件数 四、模具制造的四、模具制造的基本要求基本要求模 具 制 造 工艺1 1）模具）模具结构结构 如可靠的导向机构如可靠的导向机构四、模具制造的四、模具制造的基本要求基本要求2、使用寿命长、使用寿命长影响寿命的影响寿命的因素因素：2）模具）模具材料材料 高性能材料高性能材料 材料的冶金质量材料的冶金质量3）模具）模具加工质量加工质量 机加工、电火花加工、淬火硬机加工、电火花加工、淬火硬4）模具）模具工作状态工作状态 润滑条件、预热、冷却条件润滑条件、预热、冷却条件模 具 制 造 工艺3 3、制造周期短、制造周期短

13、 制造周期制造周期指从接受模具定货任务开始到模具试模指从接受模具定货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模所用的时间。鉴定后交付合格模所用的时间。影响制造周期的影响制造周期的因素因素：1 1）模具技术和生产的模具技术和生产的标准化标准化程度程度2 2）模具企业的模具企业的专门化专门化程度程度3 3）模具生产技术手段的模具生产技术手段的现代化现代化 CAD/CAMCAD/CAM技术技术4 4）模具生产的）模具生产的经营和管理经营和管理水平水平 四、模具制造的四、模具制造的基本要求基本要求模 具 制 造 工艺4 4、模具成本低、模具成本低 生产成本生产成本包括原材料费、外购件费、外协件费、包括原材料费

14、、外购件费、外协件费、设备折旧费、经营开支等；设备折旧费、经营开支等；影响成本的影响成本的因素因素：1 1）模具结构模具结构复杂程度复杂程度2 2）模具模具精度精度3 3）模具模具材料材料 料费占料费占25%25%30%30%的成本，要正确选材的成本，要正确选材4 4）模具）模具加工设备加工设备 四、模具制造的四、模具制造的基本要求基本要求模 具 制 造 工艺1 1、制造、制造精度高精度高2 2、使用、使用寿命长寿命长 3 3、制造、制造周期短周期短 4 4、模具、模具成本低成本低 以上的四个指标互相关联、互相影响，在设计以上的四个指标互相关联、互相影响，在设计与制造模具时，应根据实际情况全面

15、考虑，在保与制造模具时，应根据实际情况全面考虑，在保证质量的前提下，使模具制造周期短，降低成本证质量的前提下，使模具制造周期短，降低成本。四、模具制造的四、模具制造的基本要求基本要求模 具 制 造 工艺五、五、模具的主要加工方法模具的主要加工方法模具加工的方法有：机械加工、特种加工、塑性模具加工的方法有：机械加工、特种加工、塑性加工、铸造、焊接加工、铸造、焊接 1、机械加工（切削、磨削）、机械加工（切削、磨削） 生产率高，加工精度高生产率高，加工精度高 1）复杂形状工件加工速度慢）复杂形状工件加工速度慢 2）硬材料难加工）硬材料难加工 3）材料利用率不高）材料利用率不高 4）要求操作工熟练）要

16、求操作工熟练 优点：优点： 缺点：缺点：模 具 制 造 工艺 2、特种加工、特种加工 不需用机械力，利用电、化学能、光等去除工件不需用机械力，利用电、化学能、光等去除工件多余部分的加工方法，如电火花成型、线切割、电多余部分的加工方法，如电火花成型、线切割、电解加工等解加工等 1）加工情况与材料）加工情况与材料硬度无关硬度无关 2）工具与工件不接触，不施加机械力）工具与工件不接触，不施加机械力 3）可加工各种）可加工各种形状复杂形状复杂的零件的零件 4）易实现过程自动化）易实现过程自动化 五、五、模具的模具的主要加工方法主要加工方法特点：特点：模 具 制 造 工艺3、塑性加工、塑性加工利用金属塑

17、性变形，高压下挤压凸模压入塑性利用金属塑性变形，高压下挤压凸模压入塑性坯料中，从而获得与挤压凸模形状相同、凹凸坯料中，从而获得与挤压凸模形状相同、凹凸相反的型腔相反的型腔 模具型面不需精加工模具型面不需精加工 、制模速度快、省料、制模速度快、省料、复杂形状型面形状精确复杂形状型面形状精确 压制后的模具淬火时会压制后的模具淬火时会变形变形，淬火前需进，淬火前需进行去应力处理行去应力处理 五、五、模具的模具的主要加工方法主要加工方法优点：优点：缺点：缺点：模 具 制 造 工艺4、铸造、铸造 对象：精度不高使用寿命不长的模具对象：精度不高使用寿命不长的模具 铸造常用的材料：铸造常用的材料： 优：流动

18、性好，易铸出形状复杂的零件；优：流动性好，易铸出形状复杂的零件； 缺：耐磨性差，精度差缺：耐磨性差，精度差 优：熔点低，可铸性好；优：熔点低，可铸性好； 缺：材质软，耐热性差缺：材质软，耐热性差 优：快速制模，复制维修简单；优：快速制模，复制维修简单； 缺：耐磨性差，热变形大，老化缺：耐磨性差，热变形大，老化五、五、模具的模具的主要加工方法主要加工方法1）铸铁）铸铁2）锌基合金）锌基合金3）合成树脂）合成树脂模 具 制 造 工艺五、五、模具的模具的主要加工方法主要加工方法5、焊接、焊接 将加工将加工好的模具焊接在一起，形成所需模具好的模具焊接在一起，形成所需模具 优：优：加工简单，快速、省料；加工简单，快速、省料； 缺：缺：精度难以保证，残精度难以保证，残留热应力，承受冲击能留热应力，承受冲击能力差力差 模 具 制 造 工艺六、六、本课程的性质、要求和学习方法本课程的性质、要求和学习方法 性质：性质： 本课程是