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        注塑

        时间:2018-09-19 10:09:11   来源:模具     字号:    点击数:107 次

        代表建议办理工作的质量和效率稳步提升。常委会在加强综合分析、实行统一交办的基础上,创新代表建议办理工作机制和方式方法,提高交办精准性,密切沟通协调,加大督办力度,广泛凝聚各方共识、形成建议办理合力。四年多来,将代表反映比较集中的91项突出问题作为办理重点,涉及5300多人次代表提出的860件建议,交由有关单位负责具体承办,由有关专门委员会负责督办,推动解决了一批关系群众切身利益的重点难点问题。比如,2014年内务司法委员会督办、民政部会同有关单位承办大力发展养老服务业的建议,在一年内先后出台了10多个部门文件,推动养老服务标准化、养老机构责任保险、养老服务设施建设等方面工作取得积极成效。

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        注塑是一种工业产品生产造型的方法。产品通常使用橡胶注塑和塑料注塑。注塑还可分注塑成型模压法和压铸法。注射成型机(简称注射机或注塑机)是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备,注射成型是通过注塑机和模具来实现的。

        注塑

        模具种类

        模具种类很多

        根据加工对象和加工工艺可分为:

        ①加工金属的模具。

        ②加工非金属和粉末冶金的模具。包括塑料模(如双色模具、压塑模和挤塑模等) 、橡胶模和粉末冶金模等。 根据结构特点,模具又可分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。模具一般为单件,小批生产。

        模具分类

        按所成型的材料的不同

        五金模具、塑胶模具、以及其特殊模具。

        五金模具分为:包括冲压模 ( 如冲裁模具、弯曲模具、拉深模具、翻孔模具、缩孔模具、起伏模具、胀形模具、整形模具等)、锻模(如模锻模、镦锻模等)、挤压模具、挤出模具、压铸模具、锻造模具等;

        非金属模具分为:塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同,模具可分为:砂型模具,金属模具,真空模具,石蜡模具等等。其中,随着高分子塑料的快速发展,塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为:注射成型模具,挤塑成型模具,气辅成型 模具等等。

        模具构成

        模具除其本身外,还需要模座、模架、模芯导致制件顶出装置等,这些部件一般都制成通用型。 模具企业需要做大做精,要根据市场需求,及技术、资金、设备等条件,确定产品定位和市场定位,这些做法尤其值得小型模具企业学习和借鉴,集中力量逐步形成自己的技术优势和产品优势。所以,我国模具企业必须积极努力借鉴国外这些先进企业的经验,以便其未来更好的发展。

        模具模具材料

        模具材料最重要的因素是热强度和热稳定性,常用料模具材料:工作温度 成形材料 模具材料

        <300℃锌合金Cr12、Cr12MoV、S-136、SLD、NAK80、GCr15、T8、T10。

        300~500℃铝合金、铜合金 5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2。

        500~800℃ 铝合金、铜合金、钢钛 GH130、GH33、GH37。

        800~1000℃ 钛合金、钢、不锈钢、镍合金 K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA。

        >1000℃ 镍合金 铜基合金模具、硬质合金模具。

        模具浇注系统分类

        根据浇注系统型制的不同可将塑料模具分为三类:

        (1)大水口模具:流道及浇口在分模线上,与产品在开模时一起脱模,设计最简单,容易加工,成本较低,所以较多人采用大水口系统作业。塑料模具结构分为两部分:动模和定模。随注射机活动部分为动模(多为顶出侧),在注射机射出端一般不活动称为定模。因大水口模具的定模部分一般由两块钢板组成故也有称此类结构模具为两板模。两板模是大水口模具中最简单的结构。

        (2) 细水口模具:流道及浇口不在分模线上,一般直接在产品上,所以要设计多一组水口分模线,设计较为复杂,加工较困难,一般要视产品要求而选用细水口统。细水口模具的定模部分一般由三块钢板组成故也有称此类结构模具为“三板模”。三板模是细水口模具中最简单的结构。

        (3) 热流道模具:此类模具结构与细水口大体相同,其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里,无冷料脱模,流道及浇口直接在产品上,所以流道不需要脱模,此系统又称为无水口系统,可节省原材料,适用于原材料较贵、制品要求较高的情况,设计及加工困难,模具成本高。 热流道系统,又称热浇道系统,主要由热浇口套,热浇道板,温控电箱构成。我们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。单点热浇口是用单一热浇口套直接把熔融塑料射入型腔,它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔,它适用于单腔多点入料或多腔模具。

        模具成型分类

        (1)注射成型

        是先把塑料加入到注射机的加热料筒内,塑料受热熔融,在注射机螺杆或柱塞的推动下,经喷嘴和模具浇注系统进入模具型腔,由于物理及化学作用而硬化定型成为注塑制品。注射成型由具有注射、保压(冷却)和塑件脱模过程所构成循环周期,因而注射成型具有周期性的特点。热塑性塑料注射成型的成型周期短、生产效率高,熔料对模 具的磨损小,能大批量地成型形状复杂、表面图案与标记清晰、尺寸精度高的塑件;但是对于壁厚变化大的塑件,难以避免成型缺陷。塑件各向异性也是质量问题之 一,应采用一切可能措施,尽量减小。

        (2)压缩成型

        俗称压制成型,是最早成型塑件的方法之一。压缩成型是将塑料直接加入到具有一定温度的敞开的模具型腔内,然后闭合模具,在热与压力作用下塑料熔融变成流动状态。由于物理及化学作用,而使塑料硬化成为具有一定形状和尺寸的常温保持不变的塑件。压缩成型主要是用于成型热固性塑料,如酚醛模塑粉、脲醛与三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纤维增强酚醛塑料、环氧树脂、DAP树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等的模塑料,还可以成型加工不饱和聚酯料团(DMC)、片状模塑料(SMC)、预制整体模塑料(BMC)等。一般情况下,常常按压缩膜上、下模的配合结构,将压缩模分为溢料式、不溢料式、半溢料式三类。

        (3)挤塑成型

        是使处于粘流状态的塑料,在高温和一定的压力下,通过具有特定断面形状的口模,然后在较低的温度下,定型成为所需截面形状的连续型材的一种成型方法。挤塑成型的生产过程,是准备成型物料、挤出造型、冷却定型、牵引与切断、挤出品后处理(调质或热处理)。在挤塑成型过程中,注意调整好挤出机料筒各加热段和机头口模的温度、螺杆转数、牵引速度等工艺参数以便得到合格的挤塑型材。特别要注意调整好聚合物熔体由 机头口模中挤出的速率。因为当熔融料挤出的速率较低时,挤出物具有光滑的表面、均匀的断面形状;但是当熔融物料挤出速率达到某一限度时,挤出物表面就会变 得粗糙、失去光泽,出现鲨鱼皮、桔皮纹、形状扭曲等现象。当挤出速率进一步增大时,挤出物表面出现畸变,甚至支离和断裂成熔体碎片或圆柱。因此挤出速率的控制至关重要。

        (4)压注成型

        亦称铸压成型。是将塑料原料加入预热的加料室内,然后把压柱放入加料室中锁紧模具,通过压柱向塑料施加压力,塑料在高温、高压下熔化为流动状态,并通过浇注系统进入型腔逐渐固化成塑件。此种成型方法,也称传递模塑成型。压注成型适用于各低于固性塑料,原则上能进行压缩成型的塑料,也可用压注法成型。但要求成型物料在低于固化温度时,熔融状态具有良好的流动性,在高于固化温度时,有较大的固化速率。

        (5)中空成型

        是把由挤出或注射制得的、尚处于塑化状态的管状或片状坯材趋势固定于成型模具中,立刻通入压缩空气,迫使坯材膨胀并贴于模具型腔壁面上,待冷却定型后脱模,即得所需中空制品的一种加工方法。适合中空成型的塑料为高压聚乙烯、低压聚乙烯、硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根据型坯成型方法的不同,中空成型主要分为挤出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型两种。挤出吹塑中空成型的优点是挤出机与挤出吹塑模的结构简单,缺点是型坯的壁厚不一致,容易造成塑料制品的壁厚不匀。右图是挤出吹塑中空成型原理示意图。注射吹 塑中空成型的优点是型坯的壁厚均匀、无飞边,由于注射型坯有底面,因此中空制品的底部不会产生拼和缝,不仅美观而且强度高。缺点是所用的成型设备和模具价格贵,故这种成型方法多用于小型中空制品的大批量生产上,在使用上没有挤出吹塑中空成型方法广泛。

        (6)压铸成型模具

        压铸成型模具又称传递成型模具。将塑料原料加入预热的加料室,然后向压柱施加压力,塑料在高温高压下熔融,并通过模具的浇注系统进入型腔,逐渐硬化成型,这种成型方法叫作压铸成型,所用的模具叫压铸成型模具。这种模具多用于热固性塑料的成型。

        除此之外,还有泡沫塑料成型模具、玻纤增强塑料低压成型模具等等。

        模具其它分类

        (1)热流道模具

        借助加热装置使浇注系统中的塑料不会凝固,也不会随制品脱模,所以又称无流道模。优点:1)无废料 2)可降低注射压力,可以采用多腔模 3)可缩短成型周期 4)提高制品的质量 适合热流道模塑料的特点:5)塑料的熔融温度范围较宽。低温时,流动性好,高温时,具有较好的热稳定性。6)对压力敏感,不加压力不流动,但施加压力时即可流动。7)比热性好,以便在模具中很快冷却。可用热流道的塑料有PE,ABS,POM,PC,HIPS,PS。常用的热流道有两种:1)加热流道模 2)绝热流道模。

        (2)硬模

        内模件所采用的钢板,买回来后需要进行热处理,如淬火渗碳,才能达到使用的要求,这样的注塑模叫硬模,如内模件采用H13钢,420钢,S7钢。

        (3)软模(44HRC 以下)

        内模件所采用的钢材,买回来后不需要进行热处理,就能达到使用的要求,这样的注塑叫软模。如内模件采用P20钢,王牌钢,420钢,NAK80,铝,铍铜。

        模具双射成型

        模具原理

        基本原理:

        双射成型主要以双射成型机两只料管配合两套模具按先后次序经两次成型制成双射产品。

        工作步骤:

        1.A原料经A料管射入1次成型模制成单射产品A。

        2.经周期开模,产品A留于公模,成型机动模板旋转至B合模。

        3.B原料经B料管射入2次成型模制成双射成品,开模顶出。

        模具设计要点

        一.设计前检讨事项工作步骤

        1.模具材质

        2.成型品

        3.成型机选择

        4.模座基本构造

        二.模具设计重要项目

        1.多色射出组合方式

        2.浇道系统

        (1)射出压力较低。

        (2)快速充填完成,可提升产量。

        (3)可均匀射出,产品质量较好。

        (4)减少废料,缩短射出时间。

        3.成型设备:

        (1)各射出料缸的射出量,决定那一色用那一支料缸。

        (2)打击棒的位置及打击行程。

        (3)旋转盘上水路,油路,及电路的配置问题。

        (4)旋转盘的承载重量。

        4.模座设计:模仁配置设计

        首先考虑到模具公模侧必需旋转180度,模仁设置必需交叉对称排列,否则无法合模成型。

        (1)导柱:具有导引公模与母模的功能.在多色模中必需保持同心度。

        (2)回位销:由于模具必需旋转的动作,所以必需将顶出板固定,在回位销上加弹簧使顶出板保持稳定。

        (3)定位块:确保两模座固定于大固板时不因螺丝的间隙问题而造成偏移。

        (4)调整块(耐磨块):主要用于合模时模具高度z坐标值误差时可以做调整。

        (5)顶出机构:顶出方式的设计与一般模具相同。

        (6)冷却回路设计:模具一与模具二的冷却回路设计尽量相同。

        模具制作检验

        模具的原材料的控制从下列几方面进行:

        1、宏观检验

        化学成分对保证钢材的性能是决定性的,但成分合格,不能全面来说明钢材性能,由于钢材内部组织和成分的不均匀性,宏观检验在很大程度上补充了这方面的不足。

        宏观检测可以观察钢的结晶情况,钢的连续性的破坏和某些成分的不均匀性。

        标准《结构钢的低倍组织缺陷评级图》GB1979

        宏观常见8种缺陷:偏析、疏松、夹杂、缩孔、气泡、白点、裂缝、折叠。

        模具图片(5张)2.1、退火组织的评定

        退火的目的,降低钢的硬度,便于机加工,同时也为后续的热处理作组织准备。

        碳素工具钢退火组织按GB1298第一级别评级图评定。

        2.2、碳化物不均匀性

        Cr12型莱氏体钢,组织中含有大量的共晶碳化物,碳化物不均匀性对使用性能产生非常重要的影响,所以对其碳化物的分布必须有严格的控制。

        总而言之,由于模具生产厂和车间的生产对象比较繁琐,并且多少又是单件、小批量,从而为模具生产定额的制定和管理带来一定的难度,再加上各厂和车间的生产方式、设备、技术素质又不太一样,所以在制定定额时,必须要根据本厂和车间的实际情况,找出适当的方法制定出既先进又合理的工时定额,以提高劳动生产率的目的。

        模具生产流程

        模具就是一个模型,按照这个模型做出产品来,但是模具是怎样生产出来的呢,可能除了模具专业人士大多数回答不出来.模具已经在我们生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具,如,电脑,电话机,传真机,键盘,杯子等等这些塑胶制品就不用说了,另外像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出来的,光一个汽车各种各样的模具就要用到2万多个.所以说现代生活模具的作用不可替代.只要批量生产就离不开模具。

        那么模具是怎样做成的呢?

        下面对现代模具生产流程做一个简单的介绍。

        1)ESI(Earlier Supplier Involvement 供应商早期参与):此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开发等方面的技术探讨,主要的目的是为了让供应商清楚地领会到产品设计者的设计意图及精度要求,同时也让产品设计者更好地明白模具生产的能力,产品的工艺性能,从而做出更合理的设计。

        2)报价(Quotation):包括模具的价格、模具的寿命、周转流程、机器要求吨数以及模具的交货期。(更详细的报价应该包括产品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。)

        3)订单(Purchase Order):客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受。

        4)模具生产计划及排工安排(Production Planning and Schedule Arrangement):此阶段需要针对模具的交货的具体日期向客户作出回复。

        5)模具设计(Design):可能使用的设计软件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等

        6)采购材料

        7)模具加工(Machining):所涉及的工序大致有车、锣(铣)、热处理、磨、电脑锣(CNC)、电火花(EDM)、线切割(WEDM)、坐标磨(JIG GRINGING)、激光刻字、抛光等。

        8)模具装配(Assembly)

        9)模具试模(Trial Run)

        10)样板评估报告(SER)

        11)样板评估报告批核(SER Approval)

        模具设计原理

        因为不同的成型模具已应用很多领域,加之专业模具的制造技术在这些年也有了一定的变化发展,因此在这部分,总结了真空吸塑成型模具的一般设计规则。

        真空吸塑成型模具的设计包括了批量大小、成型设备、精度条件、几何形状设计、尺寸稳定性及表面质量等内容。

        1、批量的大小实验用,模具产量小时,可采用木材或树脂进行制造。但是,如果实验用模具是为了获得制品有关收缩、尺寸稳定性及循环时间等的数据时,应该使用单型腔模具来实验,且能保证其能在生产条件下运用。模具一般用石膏、铜、铝或铝-钢合金制造,很少用到铝-树脂。

        2、几何形状设计,设计时,经常要综合考虑尺寸稳定性及表面质量。例如,制品设计和尺寸稳定性要求采用阴模(凹模),但是表面要求光泽度较高的制品却要求使用阳模(凸模),这样一来,塑件订购方会综合考虑到这两点,以使制品能在最佳条件下进行生产。经验证明,不符合实际加工条件的设计往往是失败的。

        3 、尺寸稳定,在成型过程中,塑件与模具接触的面要比离开模具部分的尺寸稳定性更好。如果日后由于材料刚度的需要要求改变材料厚度,可能导致要将阳模转换为阴模。塑件的尺寸公差不能低于收缩率的10%。

        4 、塑件表面 ,就成型材料能够包住的范围而言,塑件可见面的表面结构应在与模具接触处成型。如果可能的话,塑件的光洁面不要与模具表面接触。就像采用阴模制造浴盆和洗衣盆的情况。

        5、修饰, 如果使用机械式水平锯锯掉塑件的夹持边,在高度方向上,至少要有6~8mm的余量。其他的修整工作,如磨削、激光切削或射流,也必须留有余量。刀口模切割线间的间隙最小,冲孔模修整时的分布宽度也很小,这些都是要注意的。

        6 、收缩和变形 ,塑料易收缩(如PE) ,有些塑件易变形,无论如何预防,塑件在冷却阶段都会发生变形。在这种条件下,就要改变成型模具的外形来适应塑件的几何偏差。例如:尽管塑件壁保持平直,但其基准中心已偏离10mm ;可以抬高模具底座,以调整这种变形的收缩量。

        7、收缩量, 在制造吸塑成型模具时一定要考虑到下列的收缩因素。① 成型制品收缩。如果不能清楚地知道塑料的收缩率,则必须取样或用相似形状的模具通过试验来得到。注意:通过这种方法只能得到收缩率,不能得到变形尺寸。② 中间介质的不利影响造成的收缩,如陶瓷、硅橡胶等。③ 模具所用材料的收缩,如铸造铝时的收缩。

        模具模具设计

        按国家职业定义,模具设计是:从事企业模具的数字化设计,包括型腔模与冷冲模,在传统模具设计的基础上,充分应用数字化设计工具,提高模具设计质量,缩短模具设计周期的人员。

        模具概念

        冲压模具整体构造可分成二大部分:

        (1)共通部分。

        (2)依制品而变动的部分。共通部分可加以标准化或规格化,依制品而变动的部分是难以规格化。

        模具规格

        1. 模板之构成

        冲压模具之构成将依模具种类及构成及相异,有顺配置型构造与逆配置型构造二大类。前者是最常使用的构造,后者构造主要用于引伸成形模具或配合特殊模具。

        2. 模具之规格

        (1)模具尺寸与锁紧螺丝

        模具图片(3张)模板之尺寸应大于工作区域,并选择标准模板尺寸。模板锁紧螺丝之位置配置与模具种类及模板尺寸有关。其中单工程模具最常使用锁紧螺丝配置于四边角,最标准形式工作区域可广大使用。长形之模具及连续模具最常使用锁紧螺丝配置于四边角及中间位置。

        (2)模板之厚度

        模板之厚度选择与模具之构造、冲压加工种类、冲压加工加工力、冲压加工精度等有绝对关系。依据理论计算决定模具之厚度是困难的,一般上系由经验求得,设计使用的模板厚度种类宜尽量少,配合模具高度及夹紧高度加以标准化以便利采购及库存管理。

        模具模板设计

        连续模具之主要模板有冲头固定板、压料板、凹模板等等,其构造设计依冲压制品之精度、生产数量、模具之加工设备与加工方法、模具之维护保养方式等有下列三种形式:(1)整块式,(2)轭式,(3)镶入式。

        1. 整块式

        整块式模板亦称为一体构造型,其加工形状必须是封闭的。整块式模板主要用于简单结构或精度不高的模具,其加工方式以切削加工为主(不需热处理),采用热处理之模板必须再施行线切割加工或放电加工及研磨加工。模板尺寸长(连续模具)之场合将采用两块或多块一体型并用之。

        2. 轭式

        轭式模板之中央部加工成凹沟状以组装块状品。其构造依应用要求,凹沟部可以其他模板构成之。此轭式模板构造之优点有:沟部加工容易,沟部宽度可调整之,加工精度良好等。但刚性低是其缺点。

        轭式模板之设计注意事项如下:

        (1)轭板构部与块状部品之嵌合采中间配合或轻配合方式,如采强压配合将使轭板发生变化。

        (2)轭板兼俱块状部品之保持功能,为承受块状部品之侧压及面压,必须具有足够的刚性。还有为使轭板沟部与块状部品得到密着组合,其沟部角隅作成逃隙加工,如轭板沟部角隅不能作成逃隙加工,则块状部品须作成逃隙加工。

        (3)块状部品之分割应同时考虑其内部之形状,基准面必须明确化。为使冲压加工时不产生变形,亦要注意各个块状部品之形状。

        (4)轭板组入许多件块状部品时,由于各块状部品之加工累积误差使得节距产生变动,解决对策是中间块状部品设计成可调整方式。

        (5)块状部品采并排组合之模具构造,由于冲切加工时块状部品将承受侧压使各块状部品间产生间隙或造成块状部品之倾斜。此现象是冲压尺寸不良、冲屑阻塞等冲压不良之重要原因,因此必须有充分的对策。

        (6)轭板内块状部品之固定方法,依其大小及形状有下列五种:A.以锁紧螺丝固定,B.以键固定,C.以揳形键固定,D.以肩部固定,E.以上压件(如导料板)压紧固定。

        3. 镶入式

        模板中加工圆形或方形之凹部,将块状部品镶合嵌入于模板中,此种模板称为镶入式构造,此构造之加工累积公差少、刚性高,分解及组立时之精度再现性良好。由于具有容易机械加工、加工精度由工作机械决定、最后调整之工程少等优点,镶入式模板构造已成为精密冲压模具之主流,但其缺点是需要高精度的孔穴加工机。

        连续冲压模具采用此模板构造时,为使模板具有高刚性要求,乃设计空站。镶入式模板构造之注意事项如下所述:

        (1)嵌入孔穴之加工:模板之嵌入孔穴加工使用立式铣床(或治具铣床)、综合加工机、治具镗床、治具磨床、线割放电加工机等。嵌入孔穴之加工基准,使用线割放电加工机时,为提高其加工精度乃进行二次或以上之线割加工。

        (2)嵌入件之固定方法:嵌入件固定方法之决定因素有不变动其加工的精度、组立及分解之容易性、调整之可能性等。嵌入件之固定方法有下列四种:A.以螺丝固定,B.以肩部固定,C.以趾块固定,D.其上部以板件压紧。凹模板之嵌入件固定方法亦有采用压入配合,此时应避免因加工热膨胀而产生的松弛结果,使用圆形模套嵌入件加工不规则孔穴时应设计回转防止方法。

        (3)嵌入件组立及分解之考量:嵌入件及其孔穴加工精度要求高以进行组立作业。为得到即使有稍微的尺寸误差亦能于组立时加以调整,宜事先考虑解决对策,嵌入件加工之具体考虑事项有下列五项:A.设有压入导入部,B.以隔片调整嵌入件之压入状态及正确位置,C·嵌入件底面设有压出用孔穴,D.以螺丝锁紧时宜采用同一尺寸之螺丝,以利锁固及松开,E.为防止组立方向之失误,应设计防呆倒角加工。

        设计 

        1. 单元

        模具对准单元亦称为模具刃件之对合引导装置。为确实保持上模与下模之对准及缩短其准备时间,依制品精度及生产数量等条件要求,模具对准单元主要有下列五种:


          (1)无导引型:模具安装于冲床时直接进行其刃件之对合作业,不使用引导装置。

        (2)外导引型:此种装置是最标准的构造,导引装置装设于上模座及下模座,不通过各模板,一般称为模座型。

        (3)外导引与内导引并用型(一):此种装置是连续模具最常使用之构造,冲头固定板及压料板间装设内导引装置。冲头与凹模之对合利用固定销及外导引装置。内导引装置之另一作用是防止压料板倾斜及保护细小冲头。

        (4)外导引与内导引并用型(二):此种装置是高精密度高速连续模具之使用构造,内导引装置贯穿冲头固定板、压料板及凹模固定板等等。内导引装置本身亦有模具刃件对合及保护细小冲头作用。外导引装置之主要作用是模具分解及安装于冲床时能得到滑顺目的。

        (5)内导引型:此构造不使用外导引装置,内导引装置贯穿冲头固定板、压料板及凹模固定板等等,正确地保持各块板之位置关系性以保护冲头。

        2. 导柱及导套单元

        模具之导引方式及配件有导柱及导套单元之种类有两种:(A).外导引型(模座型或称主导引),(B).内导引型(或称辅助引)。另行配合精密模具之要求,使用外导引与内导引并用型之需求性高。

        (1)外导引型:一般上使用于不要求高精密度之模具,大多与模座构成一单元贩卖之,主要作用是模具安装于冲床时之刃件对合,几乎没有冲压加工中之动态精度保持效果。

        (2)内导引型:由于模具加工机之进展,急速普及。主要作用除了模具安装于冲床时之刃件对合外,亦有冲压加工中之动态精度保持效果。

        (3)外导引与内导引并用型:一副模具同时使用外导引与内导引装置。

        3. 冲头与凹模单元 (圆形)

        (1)冲头单元:圆形冲头单元依其形状(肩部型及平直型)、长度、维修之方便性,使用冲头单元宜与压料板导套单元配合。

        (2)凹模单元:圆形凹模单元亦称为凹模导套单元,其形式有整块式及分开式,依生产数量、使用寿命及制品或冲屑之处理性,凹模单元之组合系列有:(A).使用模板直接加工凹模形状,(B).具有二段斜角之逃隙部,(C).是否要使用背板,(D).不规则凹模形状必须有回转防止设计。

        4. 压料螺栓与弹簧单元

        (1)、压料螺栓单元:压料板螺栓之种类有:(A).外螺丝型,(B).套筒型,(C).内螺丝型。为保持压料板于指定位置平行状态,压料螺栓之停止方法(肩部接触部位):(A).模座凹穴承受面,(B).冲头固定板顶面,(C).冲头背板顶面。

        (2)、压料弹簧单元:可动式压料板压料弹簧单元可大致分为:(A).单独使用型,(B).与压料螺栓并用型

        选择压料弹簧单元时最好考虑下列要点再决定之:

        (A)、确保弹簧之自由长度及必要的压缩量 (压缩量大之弹簧宜置于压料板凹穴)。

        (B)、初期的弹簧压缩量 (预压缩量) 或荷重之调整有无必要。

        (C)、考量模具组立或维护保养之容易性。

        (D)、考量与冲头或压料螺栓长度之关系。

        (E)、考量安全性 (防止弹簧断裂时之飞出)。

        5. 导引销单元 (料条送料方向之定位)

        (1)、导引销单元:导引销之主要作用是连续冲压加工时得到正确的送料节距。冲压模具用导引单元有间接型 (导引销单独使用) 及直接型(导引销装设于冲头内部)两种形式。

        (2)、导引销之组装方式与冲孔冲头有相同(装设于冲头固定板)。利用弹簧将其受制于冲头固定板。

        (3)、导引销另外装设于压料板之形式,由于要求导引销突出于压料板之量达到一定及防止模具上升时之容易带上被加工材料,压料板之刚性及导引形式有必要注意之。

        (4)、导引销单元有直接型,其装设于冲头内,主要用于外形冲切(下料加工) 或引伸工程之切边加工,其位置定位系利用制品之孔及引伸部内径。

        6. 导料单元

        (1)、外形冲切 (下料加工) 或连续冲压加工时,为使被加工材料之宽度方向受到导引及得到正确的送料节距,乃使用导料单元。

        (2)、料条宽度方向之导引装置,导引方式有:(A).固定板导引销型,(B).可动导引销型,(C).板隧道导引型 (单块板),(D).板导引型 (两块构成),(E).升料销导引型 (有可动式、固定式及两者并用之。

        (3)、起始停止之导引装置,其形式有:(1).滑块式,(2).可动销式等两种,主要作用是材料置于模具之最初起始位置定位。

        (4)、送料停止装置,可正确地决定出送料节距,主要用于人手送料之场合,其形式有:(A).固定式停止销,(B).可动式停止销,(C).边切停止方式,(D).挂钩停止机构,(E).自动停止机构。

        (5)、侧推式导料机构,冲压加工时材料被压向一方,可防止材料因料条宽度与导料件宽度差所产生的蛇行现象。

        (6)、胚料位置定位导料机构,其形式有:(A).固定销导料型(利用胚料之外形),(B).固定销导料型 (利用胚料之孔穴),(C).导料板 (大件部品用),(D).导料板 (一体形),(E).导料板(分割形)。

        7. 升料与顶料单元

        (1)、升料销单元:其主要作用是进行连续冲压加工时将料条升至凹模上 (位置高度称为送料高度,并达到顺利送料目的,其形式有:(A).升料销型 (圆形,纯粹升料用),是最普通的升料销单元。(B).升料销型 (圆形,设有导料销用孔),升料销设有导料销用孔可防止材料承受导引销之变形及使导引销确实发生作用。(C).升料及导料销型,兼俱导料功能,连续模具之导料最常使用此形式升料销型。(D).升料销型(方形) 如有需求设有空气吹孔。(E).升料及导料销型 (方形)。

        (2)、顶料单元:自动冲压加工时必须防止冲切制品或冲屑之跳于凹模表面以避免模具损坏及不良冲压件之产生。

        (3)、顶出单元:顶出单元之主要作用是每次冲压加工时将制品或废料自凹模内顶出。顶出单元之装设场所有二:(A)、逆配置型模具时装设于上模部份,(B).顺配置型模具时装设于下模部份。

        8.固定销单元

        模具图片(5张)固定销单元之形状及其尺寸依标准规格需要而设计,使用时之注意事项有:(A).固定销孔宜为贯穿孔,不能的场合,考虑容易使用螺丝卸除之设计方法。(B).固定销长度适度最好,不可大于必要的长度。(C).固定销孔宜有必要的逃离部。(D).置于上模部份之场合,应设计防止落下之机构以防止其掉落。(E).采用一方压入配合一方滑动配合之场合,滑动侧之固定销孔稍微大于固定销。(F).固定销之数量以两只为原则,尽量选择相同之尺寸。

        9.压料板单元

        压料板单元之特别重要点是压料面与凹模面有正确的平行度及缓冲压力要求平衡。

        10. 误送检测单元

        以连续模具冲压加工时,模具必须设计失误检出单元以检出送料节距之变化量是否超过其基准而停止冲床之运转。失误检出单元是装设于模具内部,依其检出方法有下列两种装设形式:(A).上模内装设检出销之形式,当其偏离料条孔穴时,将与料条相接触而检知。(B).下模内装设检出销之形式,当料条之一部与检出销接触而检知。

        11. 废料切断单元

        连续冲压加工时料条 (废料) 将陆续离开模具内,其处理方式有两种:(A).利用卷料机卷取之,(B).利用模具切断装置将其细化。又后者之方式有两种:(A).利用专用废料切断机 (设置于冲压机械外部),(B).装设于连续模具最后工程之切断单元。

        12. 高度停止块单元

        高度停止块单元之主要作用是正确地决定上模之下死点位置,其形式有下列两种:(A).冲压加工时亦经常接触之方式,(B).组装时才接触,冲压加工时不接触之方式。还有,当模搬运、保管时,为防止上模与下模之接触,最好于上模与下模之间置入隔块。当精度要求无必要时,其使用标准可采用螺丝调整型。

        模具主要元件

        1. 标准部品及规格

        模具用标准规格之选择方法最好考量下列事项:(A).使用的规格内容不受限制时,最好采用最高层者。(B).原则上采用标准数。(C).模具标准部品无此尺寸时,采用最接近者再进行加工。

        2.冲头之设计

        冲头依其功能可大致分为三大部份:(A).加工材料之刃部先端(切刃部,其形状有不规则形、方形、圆形等)。(B).与冲头固定板接触部(固定部或柄部,其断面形状有不规则形、方形、圆形等)。(C).刃部与柄部之连结部份 (中间部)。

        冲头各部份之设计基准分别从 (A).切刃部长度,(B).切刃部之研磨方向,(C).冲头之固定法及柄部之形状等方面简述之。

        3. 冲头固定板之设计

        冲头固定板之厚度与模具及荷重之大小有关系性,一般上为冲头长度之30~40%,还有冲头引导部长度宜高于冲头直径之1.5倍

        4. 导引销(冲头)之设计

        导引销 (冲头) 之引导部直径与材料导引孔之间隙,其尺寸及突出压料板之量依材料之厚度而设计,导引销之先端形状大致分为两种:A.炮弹形,B.圆锥形 (推拔形)。

        (1).炮弹形是最普通之形式,市面上亦有标准部品。

        (2).圆锥形有一定的角度,很适合用于小件之高速冲压,推拔角度之决定因素有冲压行程、被加工件之材质、导引孔之大小,加工速度等。推拔角度大时较容易修正被加工材料之位置,但推拔部之长度将变长。推拔部与圆筒部连接处宜滑顺之。

        5.凹模之设计

        (1).冲切凹模之设计

        冲切凹模之形状设计应考量之要项有:A.模具寿命及逃角之形状,B.凹模之剪角,C.凹模之分割。

        (A).模具寿命及逃角之形状:此设计是非常重要的事项,如设计不正确将会造成冲头之破损、冲屑之堵塞或浮上、毛边之发生等冲压加工不良现象。

        (B).凹模之剪角:外形冲切时为减低其冲切力,凹模可采剪角设计,剪角大时冲切力之减低亦大,但易造成制品之反曲及变形。

        (C).凹模之分割:凹模必须施以成形研磨等精加工,由于其是凹形状,研磨工具不易进入,故必须加以分割。

        (2).弯曲凹模之设计

        弯曲加工用凹模之设计,为防止回弹及过度弯曲等现象之发生,U形弯曲加工用凹模之部形状为双R与直线部 (斜度为30度) 之组合,最好近似R形状。R部形状经成形研磨或NC放电加工后应施以抛光处理。

        (3).引伸凹模之设计

        引伸凹模角隅部形状及逃角形状是非常重要的设计事项,有关角隅部及逃角之形状及特征如下:引伸凹模R角值大时较易引伸加工,但亦产生引伸产品表面产生皱摺现象,引伸制品侧壁厚度大于板厚。引伸厚板件及顶出困难之场合,凹模R值要取小,约为板厚之1-2倍,一般上圆筒及方筒引伸凹模之大多引伸部作成直段状,为防止烧着发生、润滑油油膜之破坏及减少顶出力等目的,直段部下方宜有逃部 (阶段形或推拔形) 设计。特别是引缩加工之场合,此直段部有必要尽量少。

        6. 冲头之侧压对策

        冲压加工时冲头左右承受均等之荷重是最佳理想 (即侧压为零) 状态,冲头承受侧向压力时将使上模与下模产生横方向之偏移,造成模具间隙之部份变大或变小 (间隙不均匀) 及无法得到良好精度的冲压加工。有关冲头之侧压对策有下列方法:(A).改变加工方向,(B).单侧加工 (冲切、弯曲、引伸等) 之制品宜采两排布列方式,(C).冲头或凹模装设侧压挡块,切刃之侧面设有导引部 (尤其是切断及分断加工)。

        7. 背压板之设计

        冲压加工时主要作用件(冲头、压料板、凹模) 之后方将承受面压,当冲压力高于面压力时宜采用背压板 (特别是冲头及凹模模套之背面) 背压板之使用方式有局部使用与全面使用两种形式。

        模具设计软件

        现代工业发展很快,基本上都是利用电脑进行设计和加工,其精度能够保证在0.002~0.01。搞模具设计工作有一条无边无际的广阔天地.如果能够用电脑进行辅助设计,则你的对手,无形之中,就落在你的后面了.常用模具设计软件有AUTOCAD Pro/E UG SW CImatron,mishiong 等等。

        模具对寿命的影响

        设计是模具生产中的关键步骤、生产的初始环节,把控着模具生产的全过程,因此设计还对模具的使用寿命有着极大的影响,设计主要从以下两个方面影响冲压模具的使用寿命。

        (1)模具的导向机构精度。准确和可靠的导向,对于减少模具工作零件的磨损,避免凸、凹模啃伤影响极大,尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模和多工位级进模则更为有效。为提高模具寿命,设计时必须根据工序性质和零件精度等要求,正确选择导向形式和确定导向机构的精度。

        (2)模具(凸、凹模)刃口几何参数。凸、凹模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压件成形有较大的影响,而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。如模具的配合间隙直接影响冲裁件质量和模具寿命。精度要求较高的,设计中就宜选较小的间隙值;反之则可适当加大间隙,以提高模具寿命。

        模具常用软件

        模具塑料模具

        PTC的EMX,Siemens的NXMold Wizard,CimatronE,Delcam Moldmaker,Missler 的Topsolid Mold,Think3的Mold Design,Manusoft的IMOLD,R&B的MoldWorks等。

        模具五金模具

        PTC的PDX、Siemens的NXProgressive Die Design、Logopress的Logopress3、3D QuickTools Limited的3DQuickPress、R&B Mold & Die Design的MoldWorks、Missler的Topsolid Progress等。

        模具模具制造

        模具设计制作的要求是:尺寸精确、表面光洁;结构合理、生产效率高、易于自动化;制造容易、寿命高、成本低;设计符合工艺需要,经济合理。

        模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素。模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模,还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失,可采用多型腔模具,在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。在大批量生产中应采用高效率、高精度、高寿命的模具。

        冲压模应采用多工位级进模,可采用硬质合金镶块级进模,以提高寿命。在小批量生产和新产品试制中,应采用结构简单、制造快、成本低的简易模具,如组合冲模、薄板冲模、聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌合金模、超塑性合金模等。模具已开始采用计算机辅助设计(CAD),即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行最优化设计。这是模具设计的发展方向。

        模具

        模具制造按结构特点,分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。冲裁模利用凸模与凹模的尺寸精确配合,有的甚至是无间隙配合。其他锻模如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模,用于成形立体形状的工件。型腔模在长、宽、高 3个方向都有尺寸要求,形状复杂,制造困难。模具生产一般为单件、小批生产,制造要求严格、精确,多采用精密的加工设备和测量装置。

        平面冲裁模可用电火花加工初成形,再用成形磨削,坐标磨削等方法进一步提高精度。成形磨削可用光学投影曲线磨床,或带有缩仿、修打砂轮机构的平面磨床,也可在精密平面磨床上采用专用成形磨削工具磨削。坐标磨床可用于模具的精密定位,以保证精密孔径和孔距。也可用计算机数控(CNC)连续轨迹坐标磨床磨削任何曲线形状的凸模和凹模。型腔模多用仿形铣床加工、电火花加工和电解加工。将仿形铣加工与数控联合应用和在电火花加工中增加三向平动头装置,都可提高型腔的加工质量。电解加工中增加充气电解可提高生产效率。

        模具模具选材

        模具选材是整个模具制作过程中非常重要的一个环节。

        模具选材需要满足三个原则,模具满足耐磨性、强韧性等工作需求,模具满足工艺要求,同时模具应满足经济适用性。

        模具条件要求

        1、耐磨性

        坯料在模具型腔中塑性变性时,沿型腔表面既流动又滑动,使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦,从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

        硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下,模具零件的硬度越高,磨损量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。

        2.强韧性

        模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的冲击负荷,从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。

        模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

        3.疲劳断裂性能

        模具工作过程中,在循环应力的长期作用下,往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。

        模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。

        4.高温性能

        当模具的工作温度较高进,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此,模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。

        5.耐冷热疲劳性能

        有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受拉、压力变应力的作用,引起表面龟裂和剥落,增大摩擦力,阻碍塑性变形,降低了尺寸精度,从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。

        6.耐蚀性

        有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。

        模具工艺性能

        模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。

        1.可锻性

        具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。

        2.退火工艺性

        球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。

        3.切削加工性

        切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。

        4.氧化、脱碳敏感性

        高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。

        5.淬硬性

        淬火后具有均匀而高的表面硬度。

        6.淬透性

        淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。

        7.淬火变形开裂倾向

        常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。

        8.可磨削性

        砂轮相对损耗小,无烧伤极限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。

        模具使用性能

        1.密度小:塑料密度小,对于减轻机械设备重量和节能具有重要的意义,尤其是对车辆、船舶、飞机、宇宙航天器而言。

        2.比强度和比刚度高:塑料的绝对强度不如金属高,但塑料密度小,所以比强度(σb/ρ)、比刚度(E/ρ)相当高。尤其是以各种高强度的纤维状、片状和粉末状的金属或非金属为填料制成的增强塑料,其比强度和比刚度比金属还高。

        3.化学稳定性好:绝大多数的塑料都有良好的耐酸、碱、盐、水和气体的性能,在一般的条件下,它们不与这些物质发生化学反应。

        4.电绝缘、绝热、绝声性能好。

        5.耐磨和自润滑性好:塑料的摩擦系数小、耐磨性好、有很好的自润滑性,加上比强度高,传动噪声小,它可以在液体介质、半干甚至干摩擦条件下有效地工作。它可以制成轴承、齿轮、凸轮和滑轮等机器零件,非常适用于转速不高、载荷不大的场合。

        6.粘结能力强。

        7.成型和着色性能好。

        模具经济要求

        在给模具选材是,必须考虑经济性这一原则,尽可能地降低制造成本。因此,在满足使用性能的前提下,首先选用价格较低的,能用碳钢就不用合金钢,能用国产材料就不用进口材料。

        另外,在选材时还应考虑市场的生产和供应情况,所选钢种应尽量少而集中,易购买

        模具修模

        据不完全统计,机械加工行业中每年模具的消耗量价值是各种机床总价值的五倍,可想而知,机械、冶金、轻工、电子等行业中模具市场是如此的巨大。又如:在冶金行业,每年仅热轧轧辊消耗量就在三十万吨以上,热轧辊价值占钢材生产成本的5%以上。模具的大量消耗,不仅直接增加生产成本,而且因频繁更换模具而造成大量生产线频繁停产造成更大的经济损失。

        模具

        模具的失效事实上均因其表层局部材料磨损等原因而报废,而且模具的加工周期很长、加工费用极高(尤其是精密复杂模具或大型模具制造加工费高达数十万元乃至数百万元)。因此,对模具真正承受磨损作用的特定部位进行表面强化,以大幅度延长、提高工模具的使用寿命,无疑是一种具有重要经济意义的方法。另外,大多数模具只因表面很薄一层材料被磨损后即失效报废,因此,只须对模具及关键金属零部件表面磨损局部区域进行修复,并在修复过程中把模具表面真正实际承受磨损的表面涂上一层高硬度高耐磨金属层,就可“变废为宝”,不仅使模具得到修复,修复后的模具的使用寿命还将较原模具大幅度提高,经济效益巨大(例如:修复一根电厂电机大型轴包括各种准备时间在内用微束冷焊机也仅需数天时间,但可创造上百万元的经济效益)。

        模具修补机是修复模具表面磨损、加工缺陷的高新设备。模具修补机的原理是利用高频电火花放电原理,对工件进行无热堆焊,来修补金属模具的表面缺陷与磨损,主要特点是热影响区域小,模具修复后不会变形、不退火、无应力集中、不出现裂纹,保证了模具的完好性;也可以利用它的强化功能对模具工件进行表面强化处理,实现模具的耐磨性、耐热性、耐蚀性等。

        模具修补机强化模具寿命长,经济效益好。可以应用各种铁基合金(碳钢、合金钢、铸铁)等、镍基合金等各种金属材料模具及工件的表面强化及修复并大幅提高使用寿命。

        应用范围:机械、汽车、轻工、家电、石油、化工、电力等工业装备制造部门及使用部门,航空发动机关键耐磨件、热挤压模具、温挤压膜具、热锻摸、轧钢滚动导卫、轧辊、汽车发动机凸轮轴等零件及模具

        模具维护保养

        1:模具长时间使用后必须磨刃口,研磨后刃口面必须进行退磁,不能带有磁性,否则易发生堵料。模具使用企业要做详细记载、统计其使用、护理(润滑、清洗、防锈)及损坏情况,据此可发现哪些部件、组件已损坏,磨损程度大小,以提供发现和解决问题的信息资料,以及该模具的成型工艺参数、产品所用材料,以缩短模具的试车时间,提高生产效率。应在注塑机、模具正常运转情况下,测试模具各种性能,并将最后成型的塑件尺寸测量出来,通过这些信息可确定模具的现有状态,找出型腔、型芯、冷却系统以及分型面等的损坏所在,根据塑件提供的信息,即可判断模具的损坏状态以及维修措施。

        2:弹簧等弹性零件在使用过程中弹簧最易损坏,通常出现断裂和变形现象。采取的办法就是更换,在更换过程中一定要注意弹簧的规格和型号,弹簧的规格和型号通过颜色、外径和长度三项来确认,只有在三项都相同的情况下才可以更换。弹簧以进口的质量为佳。

        3:模具使用过程中冲头易出现折断、弯曲和啃坏的现象,冲套一般都是啃坏的。冲头和冲套的损坏一般都用相同规格的零件进行更换。冲头的参数主要有工作部分尺寸、安装部分尺寸、长度尺寸等。

        4:紧固零件,检查紧固零件是否松动、损坏现象,采取的办法是找相同规格的零件进行更换。

        5:压料零件如压料板、优力胶等,卸料零件如脱料板、气动顶料等。保养时检查各部位的配件关系及有无损坏,对损坏的部分进行修复,气动顶料检查有无漏气现象,并对具体的情况采取措施。如气管损坏进行更换。要对模具几个重要零部件进行重点跟踪检测:顶出、导向部件的作用是确保模具开合运动及塑件顶出,若其中任何部位因损伤而卡住,将导致停产,故应经常保持模具顶针、导柱的润滑(要选用最适合的润滑剂),并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤,一经发现,要及时更换;完成一个生产周期之后,要对模具工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油,尤应重视对带有齿轮、齿条模具轴承部位和弹簧模具的弹力强度的保护,以确保其始终处于最佳工作状态;随着生产时间持续,冷却道易沉积水垢、锈蚀、淤泥及水藻等,使冷却流道截面变小,冷却通道变窄,大大降低冷却液与模具之间的热交换率,增加企业生产成本,因此对流道的清理应引起重视;对于热流道模具而言,加热及控制系统的保养有利于防止生产故障的发生,故而尤为重要。

        模具损耗原因

        1)模具主要工作零件的材料的问题,选材不当。材料性能不良,不耐磨;模具钢未经精炼,具有大量的冶炼缺陷;凸凹模,锻坯改锻工艺不完善,遗存有热处理隐患。

        2)模具结构设计问题,冲模结构不合理。细长凸模没有设计加固装置,出料口不畅出现堆集,卸料力过大使凸模承受交变载荷加剧等。

        3)制模工艺不完善,主要表现在凸、凹模锻坯内在质量差,热处理技术及工艺有问题,造成凸、凹模淬不透,有软点及硬度不均。有时产生微裂纹、甚至开裂,研磨抛光不到位,表面粗糙度值过大。

        4)无润滑或有润滑但效果不佳、

        模具产业现状

        模具发展

        根据我国模具业协会经营管理委员会编制的《全国模具专业厂基本情况》统计,我国模具以平均15%以上的速度增长,高于国内GDP的平均增值一倍多。其中,铸造模具约占各类模具总产值5%,每年增长速度高达25%,发展十分活跃。

        我国模具产业的发展给予制造业以有力支撑,同时,制造业的发展也推动了模具产业的发展。我国也成为模具生产大国,国内的模具生产厂家已增至2万余家,从业人员大约100万人,模具年产总值已达到550亿元人民币。但是,我国的模具机床业产业仍“大而不强”。虽然目前我国模具行业以每年巨大的进出口总额被誉为全球“制造大国”,但由于技术人才等因素的制约,都相对集中在中低端领域,因而高端市场对国内模具企业而言,经济诱惑力无疑是巨大的。

        行业协会是相关的企业为了自身发展而建立起来的一种经济性的社团组织。在市场经济条件下,作为一个重要的中间组织,行业协会具有协调市场主体利益、提高市场配置效率的功能。因此,推动行业协会的建设,成为一个不可忽视的课题。模具行业要获得长足的发展,推动模具行业协会的建设必不可少。

        一些高水平的模具所占比重已达40%左右,这些模具的特点是复杂、精密、大型、长寿命。例如,有的模具单套重量可以达到125t?有的精密多工位级进模寿命达3亿冲次、0.001mm的精度随着模具零件行业精度化要求的不断增加和科学技术的进步,有些零件的加工精度会达到lμm以内。企业的创新、研发能力得到提高,新技术、新工艺得到了广泛推广。例如模具的自加工技术以及模具的柔性、集成技术?模具的结构设计系统、大型级进模、先进模具制造技术和三维设计技术的研发?冲压工艺设计系统、逆向工程和车身模具数字化制造系统等,这些都离不开数字化、信息化技术的大力发展和推广。

        模具增长

        据统计,2013年上半年湖北省模具产量为16388套,增长率3.43%;其中6月产模具4181套,6月增长率78.6%。2013年1-6月广西模具产量为34344套,1-6月增长率6.09%。2013年上半年重庆市模具产量为7365套,增长率1.43%。2013年上半年四川省模具产量为921682套,1-6月增长率660.94%。

        模具存在问题

        我国模具工业不断发展,然而在发展的同时也出现了很多亟需解决的问题。我国模具工业一直忙于扩张,从而忽略了市场调查、了解客户需求,致使高端模具成为中国模具产业的短板,中国市场所需的高端模具大部分依赖进口,而国内却有大量的模具产品出库无门、大量挤压,造成了严重的供需错位局面。

        模具加工种类

        1.粗加工

        粗加工策略需要根据毛坯的类型和模具型面的情况而定。如果毛坯为锻件或钢件,那么粗加工最好先选用区域清除模型加工,将毛坯的大部分余量去除掉,得到均匀的毛坯余量,为后序加工提供方便。

        2.半精加工

        半精加工的主要目的是保证精加工时余量均匀,最常用的方法是先算出残留材料的边界轮廓(参考刀具未加工区域的三维轮廓),然后选用较小的刀具来加工这些三维轮廓区域,而不用重新加工整个模型。

        3.局部精加工

        局部精加工一般是指清角加工。清角加工应采用多次加工或系列刀具从大到小的加工方法。

        4.精加工

        在精加工中,除非模具型面高度变化比较大,否则最好选择平行精加工。

        模具行业现状

        据中国模具工业协会统计,2010以来,我国模具出口增幅连续四年超过20%。由于国际市场需求疲软,2014年模具出口增幅降至9.35%。

        中国模具制造行业产销需求预测与转型升级分析报告数据显示,2015年一季度,我国模具出口同比增长3.09%,增幅进一步放缓,预计全年出口增幅比去年将进一步回落;同期模具进出口和进口出现了自2009年以来的首次“季度负增长”,市场不确定因素增加。

        模具素有“工业之母”美称,目前我国模具企业达3万家,年产值达2200亿元人民币,年出口接近50亿美元,已成为模具制造大国和模具贸易大国。我国模具出口增幅持续放缓,除了受制国际经济形势外,还说明模具产业国际竞争力不足。

        2014年以来,虽然国际模具市场整体呈现萎缩,但以精密模具为代表的高端市场仍有较大需求,但由于我国中高端模具“自配率”不足60%,大大制约了国际高端市场开发。

        快速模具背景

        传统的采用锻件或型材通过机械加工获得模具的方法,其设计加工周期长,生产成本高,特别是对形状复杂或模具

        具有内腔的模具,锻造和加工都很困难,甚至不能实现现代工业的发展,对模具技术的要求越来越高综观现代模具技术,正向如下的方向发展:

        (1)高精度现代模具的精度要求比传统的模具精度至少要高一个数量级;

        (2)寿命长现代模具的寿命比传统模具的寿命高出一倍如现代模具一般均可达到万次以上,最高可达亿次之多;

        (3)高生产率由于采用多工位的级进模、多能模、多腔注塑模和层叠注塑模等先进模具,可以极大地提高生产率,从而带来显著的经济效益如用四工位的注塑模生产塑料汽水瓶,每小时可生产万件以上;

        (4)结构复杂随着社会需求的多样化和个性化以及许多新材料、新工艺的广泛应用,对现代模具的结构形式和型腔的要求也日益复杂,若采用传统的模具制造方法,不仅成本高,生产率低,而且很难保证模具的质量要求。 2传统模具的设计制造技术,根本不能满足市场对模具的要求,所以,长期以来快速、灵活地生产低成本、高寿命,符合使用要求的模具成为模具制造业迫切需要解决的问题将即技术应用到模具制造中,形成一种全新的模具制造技术—基于的模具快速制造好记技术,正在成为技术的一个新的研究热点。

        快速模具分类及制模流程

        按功能用途可分为塑料模、铸型模、冲压模、锻造模及石墨电极研磨母模。按制模材料可分为简易模也称快速模具

        作软模、经济模或非钢制模和钢制硬模根。据不同的制模工艺方法,快速模具可分直接快速模具和间接快速模具。塑料模、铸型模、冲压模、锻造模及石墨电极研磨母模。这些我们都比较熟悉,所以在这里就不讲了,我先为大家介绍一下软质和硬质快速模具技术。软质模具因其所使用的软质材料(如硅橡胶、环氧树脂等)有别于传统的钢质材料而得名,目前提出的软质模具制造方法主要有硅橡胶浇注法、金属喷涂法、树脂浇注法等。软质模具生产制品的数量一般为50~5000件,对于上万件乃至几十万件的产品,仍然需要传统的钢质模具。硬质模具指的就是钢质模具,利用RP原型制作钢质模具的主要方法有熔模铸造法、陶瓷型精

        基于RP原型的一次转换浇注法制膜工艺流程图

        密铸造法、电火花加工法等。

        基于快速原型的快速模具制造的方法:首先是先通过RP原型制作母模,然后再通过一次转换制成模具型腔,这样就可以浇注成型产品,当然如大家看到的也可以经过多次转换和电极的方法来得到。

        硅橡胶模具快速制造技术即使属于软质模具也是间接制模,硅橡胶模具制造工艺是一种比较普及的快速模具制造方法。由于硅橡胶模具具有良好的柔性和弹性,能够制作结构复杂、花纹精细、无拔模斜度甚至具有倒拔模斜度以及具有深凹槽类的零件,制作周期短,制件质量高,因而备受关注。

        (1)原型表向处理。RP法制作的原型在其叠层断层之间一般存在台阶纹或缝隙,需进行打磨和防渗与强化处理等以提高原型的表而光滑程度和抗湿件与抗热件等。只有原型表面足够光滑,才能保证制作的硅胶模型胖的光洁度,进而确保翻制的产品只有较高的表面质量和便于从硅胶模中取出。基于RP原型的一次转换浇注法制膜工艺流程图

        (2)制作型框和固定原型。依据原型的几何尺寸和硅胶模胶的要求设计浇注型框的形状和尺寸,型框的尺寸小适中。在固定原型之前,需确定分型面和浇口的位置分型面和浇口位置的确定是十分重要的,它直接影响着浇注产品能者顺利脱模和产品浇注质量的好坏。当分型面和浇口选定并处理完毕后,便将原型固定型框中。

        (3)硅橡胶计量、混合并真空脱泡。硅橡胶用量应根据所制作曲型柜尺寸和硅橡胶的比重准确计量。将计量好的硅橡胶添入适当比例的硬化剂,搅拌均匀后进行真空脱泡。脱泡时间应根据达到的真空度来掌握。

        (4)硅橡胶浇注及固化。砖橡胶混合体真空脱泡后浇注到已固定好原型的型框中。在浇注过程中,应掌握一定的技巧。硅橡胶浇注后,为确保型腔充填完好,再次进行真空脱泡。脱泡的目的是抽出浇注过程中掺入硅胶中的气体和封闭于原型空腔中的气体,此次脱泡的时间应比浇注前的脱泡时间适当加长,具体时间应根据所选用的硅橡胶材料的可操作时间和原型大小而定。脱泡后,硅胶模可自行硬化或加温硬化。加温硬化可缩短硬化时间。硅橡胶快速模具制造工艺图

        (5)拆除型框、刀剖开模并且取出原型。当硅橡胶模硬化后,即可将型框拆除并去掉浇道棒等。参照原型分型面的标记进行刀剖开模,将原型取出,并对硅橡胶模的型腔进行必要清理,便可利用所制作的硅橡胶模具在真空状态下进行树脂或塑料产品的制造。

        快速模具经济型硅橡胶模

        由于硅橡胶材料的成本较高,因此人们研究了一种通过与石膏混合制作硅橡胶模具的工艺方法,就经济硅橡胶快速模具制造工艺图

        是我要介绍的经济型硅橡胶模的制作的工艺方法

        快速模具安放原型

        利原型进行必要的清理和处理后放置到平台固定好,制作并同定模框,使原型周围距模框的距离均匀.在模框平板表面内涂刷脱模剂.

        快速模具贴粘土和浇石膏背衬

        在原型表面贴粘土或橡皮泥,然后将配好的石膏浆浇注到模框中,待石膏浆固化后,再去掉粘土或橡皮泥层。粘土原型上的粘土或橡皮泥要清洗干净,以免影响模具的表面质量。

        快速模具硅橡胶浇注

        根据粘土层的体积,计算所需调配的硅橡胶体积,再加上—定的损耗,进行硅橡胶的调配。调配均匀后,放入抽真空装置中排除硅橡胶混合中的气泡。脱泡后进行硅橡胶挠注。

        快速模具硅橡胶固化

        将浇注好的硅橡胶模具在室温下固化或加热固化。待硅橡胶不粘手后,取出原型,继续在室温下或加热硅橡胶充分固化。

        快速模具修型

        取出原型后,如果发现模具有少量缺损,可以用新调配的硅橡胶修补,并经固化处理即可。这是采用经济硅橡胶模真空浇注制作的树脂产品。

        快速模具电弧喷涂快速制模

        电弧喷涂制模的思想起源于20世纪60年代提出的净形热喷涂成型(Net-shapethermalsprayforming),电弧喷涂快速制模工艺

        基本过程是将熔化的金属雾化,高速喷射沉积于基体上,所获制件的形状与基体相对应,是一种集材料制备与成形于一体的制造方法。电弧喷涂制造模具的最初构想就是在塑料制品原型或木材、蜡、石膏等模型上喷涂一定厚度的金属涂层,然后把涂层从基体上取下来,这就得到了可以复制原模型的模具型腔。这种技术具有制模工艺简单,制作周期短,模具成本低等显著特点,特别适用小批量、多品种的生产使用。 电弧喷涂的工序大致可以分为五个步骤:

        快速模具模型准备

        清理模型表面、刷脱模剂模型可由许多材料制成,包括木材、塑料、石膏、橡胶等。模型准备个最主要的是涂抹脱模剂。脱棋剂在制模中的作用是两个:首先,它对喷涂到基体上的金属颗粒育粘结作用,否则金属颗粒将不能牢固地吸附在模具表面而易脱落:其次,防止金属涂层对模型的过热烧损、变形、粘附,起到隔热、脱模的作用。将脱模剂均匀地涂在模型表面,并使其干燥成膜。

        快速模具喷涂金属

        待脱模剂干燥以后,在最佳的喷涂参数情况下,可以开始在模型上喷涂金属,喷涂时应保证使喷枪连续运动,防止涂层过热变形,涂层厚度一般可控制在2—3mm。

        快速模具制作模具框架

        如果模具在工作中要受到内压力或模具必须安装在成型机上工作,模具必须有骨架结构且制成的骨架应带有填料。模具框架制作应注意两个问题:第一,使模具框架材料与涂层材料以及填料的热膨胀性能相匹环氧树脂快速制模

        配:第二,框架的外形尺寸及注射口的选择要根据具体的注射塑机型号确定。

        快速模具浇注模具的填充材料

        由于在塑料制品生产中,要求模具有良好的导热、散热能力,因此在选择浇注填充材料时,应使填充材料具有较高的热导率和较低的凝固收缩率,同时模具在一定的温度和压力下工作,所以要求填充材料应具有较高的执比强度和耐磨性能。一般地择的填充材料为环氧树脂与铝粉、铝颗粒等金属粉末的混合物环氧树脂使浇注材料喷涂壳体、模具框架有很高的结合强度,有色金属粉末可以提高模具的导热性能,为提高模具的抗磨损性能可在填料中加入铁粉,另外在浇注填充材料时刻安放冷却管,加强模具的散热性能.

        快速模具脱模加工处理

        如果在模型准备阶段做得比较合适,脱模不会很困难。脱模后要把残留在金属涂层表面的脱模剂清洗干净。然后再根掘不同的需要,可以对模具进行抛光等后期制作。先把模型按上、下模的分型面准确地放置在底板上,并用毛刷在模刑表血均匀地棕一层脱模剂;待脱模剂成膜后,在模型表面开始喷涂金属,一直达到所需的涂层厚度为止;把准备好的金属框架放好,框架与底板之间必须密封,这样在倒入境料时才不会泄漏,然后浇注填充材料;待浇注液固化后,将半模倒转,移去底板和可塑性材料。

        快速模具制模技术优点

        电弧喷涂制模技术具有如下优点: (1)不论原模的材料是金属、木材、或塑料制品,所得到的模具型腔线陶瓷壳砂型的快速制作过程

        条轮廓清晰,外形尺寸不变,因喷涂时原模的表面温度一般不超过60℃,没有热应力和变形问题。 (2)制模效率高,尺寸不受限制,可小至硬币的尺寸,大至制造汽车内顶蓬真空成型模具。 (3)设备投资小,经济效益好。使塑料生产线能迅速更改产品的品种,符合市场的变化要求。 (4)成本优势就越显著。同其他方法相比,此方法成本可节省2~20倍。这是电弧喷涂设备。有电弧喷涂枪,送丝机构,油水分离器,冷却设备,空气压缩机和喷涂电源组成。

        快速模具模具的基本结构

        电弧喷涂模具的基本结构:电弧喷涂模具的基本结构可分为三部分,即金属喷涂层、背衬层和钢结构部分。就锌合金模具而言,其模具的喷涂层由锌合金微滴构成,喷涂时锌合金丝材受热熔化后经压缩气体雾化形成金属微滴,微滴喷射撞击在过渡模表面上,固化形成一层坚硬致密的金属壳层,构成模具型腔的表层,其厚度一般为2~3mm。喷涂层虽然具有一定的强度、硬度、表面粗糙度和良好的导热性能,并能非常精确地复制原型的形状,但由于其厚度较薄,还无法单独承受成形压力,因此不能直接作为模具,必须进行背衬补强。背衬层主要起支撑和增加强度的作用。常用的背衬材料有树脂砂、环氧树脂、低熔点合金等。如:模具需冷却,在浇铸背衬材料前应在背衬层内将冷却管道埋设好,凝固后即固定在模具中。钢结构主要包括模架、模框、镶嵌件等钢质构件。电弧喷涂模具能够合理利用各种性能材料,从外到内,材料呈梯度分布。这是传统制模方法所不能做到的。表面防护剂表面防护剂一般选择聚乙烯醇。水溶性聚乙烯醇既可用传统方法溶成液体喷涂,也可用软刷涂刷。喷(刷)时,宜薄不宜厚,而且应干透后再喷涂金属。木质母模尤其是LOM原型,存在木纹,可用耐热聚氨酯填平并处理光滑,并用“呋喃”树脂加以处理,使其具有较高的光洁度。脱模剂的选用:电弧喷涂技术制作模具,既要求金属微粒均匀致密地贴敷到样模表面,要求形成壳体后能顺利、完整地从样模上分离下来,而且在喷涂过程中要保护好样模,使其表面花纹能经得起喷涂金属微粒的冲击。脱模剂可以起到多种作用: 首先,脱膜剂能够为喷涂金属液滴与模型表面提供可靠的结合表面,使喷涂金属液滴顺利地沉积到模型表面,因为在光滑的表面上喷涂金属时,很多金属颗粒会滑脱;其次,脱模剂能使喷涂层顺利地与模型基体脱开;另外,脱模剂还有隔热作用。 脱模剂的主要要求:对脱模剂的主要要求是有较低表面张力和较好的成膜性能,容易在原模表面均匀铺展,另外脱模剂必须容易从原模和涂层表面清洗掉。常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡、硅油、聚乙烯醇等。其中,聚乙烯醇最适合于电弧喷涂制模工艺。而硬酯酸锌、液体石蜡、硅油等脱模剂试验证明不理想,不适合于电弧喷涂制模工艺。

        快速模具环氧树脂快速制模

        环氧树脂快速制模借用金属浇注方法,将已准备好的浇注原料(树脂均匀掺入添加剂)注入一定的型腔中使其固化(完成聚合或缩聚反应),从而得到模具的方法。环氧树脂快速制模一般采用常温、常压条件下的静态浇注,固化后无须或仅需少量的切削加工,仅根据模具情况对外形略作修整。直接在快速原型母模上浇注专门树脂的快速制模方法,不像传统金属模具的制作需要高精密的设备进行机加工,大大节省了模具制作的时间和花费。

        (1)模型准备当原型用作制模模型时,必须考虑到模具制造的一些具体问题。首先,真实功能零件制造中可能存在材料的收缩,因此,原型的形状和尺寸应该适当修正以补偿材料收缩引起的变形。另一个问题是由制模方法所决定的,用于制造环氧树脂模具的快速原型应带有适当的拔模斜度。

        (2)底座制作并固定原型底座的制作要保证与模型及分型面相吻合,底座可以由一些容易刻凿的材料像木材、金属、塑料、玻璃、石膏、甚至耐火泥制作。

        (3)涂脱模剂脱模剂应该涂得尽可能地薄,并且尽可能均匀地涂2~3遍。然而,起增强作用的金属模框和一些镶嵌件不能涂脱模剂。有时,为了使其与环氧树脂连接更好,还应打磨其表面,或将其作为镶嵌结构。将环氧树脂与固化剂和填料及附加物金属粉末等均匀混合,混合过程中必须仔细搅拌,尽可能地防止混进气体。采用真空混料机可以有效地防止气体的混入

        (4)浇注树脂应掌握浇注速度尽量均匀,并尽可能使环氧树脂混合料从模框的最低点进入。搭建另一半模具的模框,喷洒脱膜剂,同样过程浇注另一半模具。

        (5)取出底座并进行另一半模的制作待树脂混合物基本固化后,将模具小心地翻转过来并移走底座,搭建另一半模的框架,喷洒脱模剂,采用同样的过程浇注另一半模具。

        (6)树脂硬化并脱模待树脂完全固化后,移走型框,将上下半模放入后处理的炉子内加热并保温,环氧树脂的硬化过程可以在一定压力下进行。实践证实,压力条件下进行硬化可以防止气孔的产生,并可提高材料的致密度以及模具的精度和表面的光洁度。由于光固化树脂的力学性能较低,而且大部分做成中空结构(为了提高制造速度并节约树脂材料),因此压力不能太高。硬化过程最好在60℃以下,因为光固化树脂材料的玻璃化转变温度一般在60~80℃之间。当环氧树脂完全硬化后,采用顶模杆或专用起模装置将原型从树脂模具中取出。

        (7)模具修整并组装如果环氧树脂模具上存在个别小的缺陷,可以进行手工修整。便可以与标准的或预先设计并加工好的模架进行装配,完成环氧树脂模具的制作,交付使用。

        快速模具硬质快速模具

        金属面、硬背衬的铸模的快速制作过程 :对于工作压力较高的模具(如震压式和震实式造型机、高压

        陶瓷壳砂型的快速制作过程

        造型机用模等),可用下述方法快速制作金属面、硬背衬的铸模。用快速成形机制作母模--涂脱模剂-电弧喷镀在母模表面喷镀金属(厚度为1.6~6.4mm),形成金属壳体-移去母模-在壳的背面注入金属基合成材料,或环氧树脂-表面抛光-构成金属面、硬背衬的铸模。这种方法的优点是,机械性能较好,而且,由于喷镀所得铸模的轮廓表面紧贴母模的工作面,其精度仅仅取决于母模的精度,喷镀金属层影响喷镀模的精度。因此 ,操作比较简单,精度较易保证。陶瓷壳砂型的快速制作过程:为了获得较精密的金属铸件或铸造金属模(如拉深模、注塑模等),可以采用陶瓷壳砂型。用快速成形机制作母模-在母模的上粘贴-薄层材料(如蜡片),其厚度等于所需陶瓷壳的厚度(约3mm)-将母模置于砂箱中,浇注砂型-移去母模及粘贴材料-将母模置于砂型中-浇注陶瓷砂浆-移去母模)-用乙炔喷灯加热、固化陶瓷壳-加入浇注系统,构成陶瓷壳砂型。

        模具专业主干课程

        《高等数学》《材料力学》《金属材料热处理》《工程力学》《机械制图》、《机械设计基础》、《塑料模具设计》、《冷冲压模具设计》、《机械制造基础》、《公差与配合》、《Pro/E模具设计》、《UG模具设计》《模具钳工工艺学》、《计算机应用》、《AutoCAD》、《机械加工操作技能实践》、《数控编程与加工》、《模具特种加工》、《MasterCAM,Pro/E机械设计》、毕业设计及《模具制造》。

        模具专业就业前景

        据智通人才市场统计,招聘企业对机械、电子类人才的需求一直居高不下,其中模具类职位更是名列前茅。很多企业的人事经理对模具设计人才和CNC数控加工人才表现出极大的热情。懂绘图软件、会看图纸、会使用AUTOCAD、PRO/E等绘制模具图纸及加工图纸、有一定工作经验的模具设计人才和懂加工工艺、会使用MASTERCAM或UG编写刀路、有一定经验的CNC数控加工人才,是目前社会最急需的人才。数控模具技术人员前途一片光明。

        模具专业就业方向

        1.绝大部分正规大学本科没有这个专业,高中生毕业所学的模具基本为模具操作与制作,因为此专业作为一门技能,大多在技校或职业学校学习,(模具设计的工作由机械设计专业学生完成)

        2.从事模具制造工作,环境非常艰苦,而且存在安全隐患

        3.在本科专业里面,有的院校在机械设计制造及其自动化专业开设模具设计方向,其直接对应的专业则是材料成型及控制工程,这个专业在一些学校会细分为焊接工艺与设备方向、铸造工艺与设备方向、金属压力加工方向。其中金属压力加工方向分为模具设计和轧钢

        注塑模具基本分类

        注塑模具依成型特性区分为热固性塑胶模具汽车模具

        、热塑性塑胶模具两种;依成型工艺区分为传塑模、吹塑模、铸塑模、热成型模、热压模(压塑模)、注射模等,其中热压模以溢料方式又可分为溢式、半溢式、不溢式三种,注射模以浇注系统又可分为冷流道模、热流道模两种;以按装卸方式可分为移动式、固定式两种。

        注塑模具模具组成

        模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化,但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分,并随塑料和制品而变化,是塑模中最复杂,变化最大,要求加工光洁度和精度最高的部分。

        常见的注塑模具图片(2张)

        注塑模具由动模和定模两部分组成,动模安装在注射成型机的移动模板上,定模安装在注射成型机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔,开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。为了减少繁重的模具设计和制造工作量,注塑模大多采用了标准模架。

        注塑模具浇注系统

        浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。

        浇注系统又称流道系统,它是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道,通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。它直接关系到塑料制品的成型质量和生产效率。

        主流道

        它是模具中连接注塑机射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道顶部呈凹形以便与喷嘴衔接。主流道进口直径应略大于喷嘴直径(0.8mm)以避免溢料,并防止两者因衔接不准而发生的堵截。进口直径根据制品大小而定,一般为4-8mm。主流道直径应向内扩大呈3°到5°的角度,以便流道赘物的脱模。

        冷料穴

        它是设在主流道末端的一个空穴,用以捕集射嘴端部两次注射之间所产生的冷料,从而防止分流道或浇口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔,则所制制品中就容易产生内应力。冷料穴的直径约8-10mm,深度为6mm。为了便于脱模,其底部常由脱模杆承担。脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽,以便脱模时能顺利拉出主流道赘物。

        分流道

        它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型腔,分流道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。分流道截面的形状和尺寸对塑料熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响。如果按相等料量的流动来说,则以圆形截面的流道阻力最小。但因圆柱形流道的比表面小,对分流道赘物的冷却不利,而且这种分流道必须开设在两半模上,既费工又不易对准。因此,经常采用的是梯形或半圆形截面的分流道,且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光以减少流动阻力提供较快的充模速度。流道的尺寸决定于塑料品种,制品的尺寸和厚度。对大多数热塑性塑料来说,分流道截面宽度均不超过8mm,特大的可达10-12mm,特小的2-3mm。在满足需要的前提下应尽量减小截面积,以增加分流道赘物和延长冷却时间。

        浇口

        它是接通主流道(或分流道)与型腔的通道。通道的截面积可以与主流道(或分流道)相等,但通常都是缩小的。所以它是整个流道系统中截面积最小的部分。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大。

        浇口的作用是:

        A、控制料流速度:

        B、在注射中可因存于这部分的熔料早凝而防止倒流:

        C、使通过的熔料受到较强的剪切而升高温度,从而降低表观粘度以提高流动性:

        D、便于制品与流道系统分离。浇口形状、尺寸和位置的设计取决于塑料的性质、制品的大小和结构。一般浇口的截面形状为矩形或圆形,截面积宜小而长度宜短,这 不仅基于上述作用,还因为小浇口变大较容易,而大浇口缩小则很困难。浇口位置一般应选在制品最厚而又不影响外观的地方。浇口尺寸的设计应考虑到塑料熔体的性质。型腔它是模具中成型塑料制品的空间。用作构成型腔的组件统称为成型零件。各个成型零件常有专用名称。构成制品外形的成型零件称为凹模(又称阴模),构成制品内部形状

        (如孔、槽等)的称为型芯或凸模(又称阳模)。设计成型零件时首先要根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差和使用要求来确定型腔的总体结构。其次是根据确定的结构选择分型面、浇口和排气孔的位置以及脱模方式。最后则按控制品尺寸进行各零件的设计及确定各零件之间的组合方式。塑料熔体进入型腔时具有很高的压力,故成型零件要进行合理地选材及强度和刚度的校核。为保证塑料制品表面的光洁美观和容易脱模,凡与塑料接触的表面,其粗糙度Ra>0.32um,而且要耐腐蚀。成型零件一般都通过热处理来提高硬度,并选用耐腐蚀的钢材制造。

        注塑模具调温系统

        为了满足注射工艺对模具温度的要求,需要有调温系统对模具的温度进行调节。对于热塑性塑料用注塑模,主要是设计冷却系统使模具冷却。模具冷却的常用办法是在模具内开设冷却水通道,利用循环流动的冷却水带走模具的热量;模具的加热除可利用冷却水通道热水或蒸汽外,还可在模具内部和周围安装电加热元件。

        注塑模具成型部件

        成型零件是指构成制品形状的各种零件,包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。成型部件由型芯和凹模组成。型芯形成制品的内表面,凹模形成制品的外表面形状。合模后型芯和型腔便构成了模具的型腔。按工艺和制造要求,有时型芯和凹模由若干拼块组合而成,有时做成整体,仅在易损坏、难加工的部位采用镶件。

        排气口

        它是在模具中开设的一种槽形出气口,用以排出原有的及熔料带入的气体。熔料注入型腔时,原存于型腔内的空气以及由熔体带入的气体必须在料流的尽头通过排气口向模外排出,否则将会使制品带有气孔、接不良、充模不满,甚至积存空气因受压缩产生高温而将制品烧伤。一般情况下,排气孔既可设在型腔内熔料流动的尽头,也可设在塑模的分型面上。后者是在凹模一侧开设深0.03-0.2mm,宽1.5-6mm的浅槽。注射中,排气孔不会有很多熔料渗出,因为熔料会在该处冷却固化将通道堵死。排气口的开设位置切勿对着操作人员,以防熔料意外喷出伤人。此外,亦可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙,顶块和脱模板与型芯的配合间隙等来排气。

        注塑模具结构零件

        它是指构成模具结构的各种零件,包括:导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件。如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。

        注塑模具(13张)

        1.导向部件

        为了确保动模和定模在合模时能准确对中,在模具中必须设置导向部件。在注塑模中通常采用四组导柱与导套来组成导向部件,有时还需在动模和定模上分别设置互相吻合的内、外锥面来辅助定位。

        2.推出机构

        在开模过程中,需要有推出机构将塑料制品及其在流道内的凝料推出或拉出。推出固定板和推板用以夹持推杆。在推杆中一般还固定有复位杆,复位杆在动、定模合模时使推板复位。

        3.侧抽芯机构

        有些带有侧凹或侧孔地塑料制品,在被推出以前必须先进行侧向分型,抽出侧向型芯后方能顺利脱模,此时需要在模具中设置侧抽芯机构。

        注塑模具注射装置

        注射装置是使树脂材料受热融化后射入模具内的装置。如图所示从料头把树

        脂挤入料筒中,通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在那个过程中,在加热器的作用下加热使机筒内的树脂材料受热,在螺杆的剪切应力作用下使树脂成为熔融状态,将相当于成型品及主流道,分流道的熔融树脂滞留于机筒的前端(称之为计量),螺杆的不断向前将材料射入模腔。 当熔融树脂在模具内流动时,须控制螺杆的移动速度(射出速度),并在树脂充满模腔后用压力(保压力)进行控制。当螺杆位置,注射压力达到一定值时我们可以将速度控制切换成压力控制。

        注塑模具模具保养

        1、加工企业首先应给每副模具配备履历卡,详细记载、统计其使用、护理(润滑、清洗、防锈)及损坏情况,据此可发现哪些部件、组件已损坏,磨损程度大小,以提供发现和解决问题的信息资料,以及该模具的成型工艺参数、产品所用材料,以缩短模具的试车时间,提高生产效率。

        2、加工企业应在注塑机、模具正常运转情况下,测试模具各种性能,并将最后成型的塑件尺寸测量出来,通过这些信息可确定模具的现有状态,找出型腔、型芯、冷却系统以及分型面等的损坏所在,根据塑件提供的信息,即可判断模具的损坏状态以及维修措施。

        3、要对模具几个重要零部件进行重点跟踪检测:顶出、导向部件的作用是确保模具开合运动及塑件顶出,若其中任何部位因损伤而卡住,将导致停产,故应经常保持模具顶针、导柱的润滑(要选用最适合的润滑剂),并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤,一经发现,要及时更换;完成一个生产周期之后,要对模具工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油,尤应重视对带有齿轮、齿条模具轴承部位和弹簧模具的弹力强度的保护,以确保其始终处于最佳工作状态;随着生产时间持续,冷却道易沉积水垢、锈蚀、淤泥及水藻等,使冷却流道截面变小,冷却通道变窄,大大降低冷却液与模具之间的热交换率,增加企业生产成本,因此对流道的清理应引起重视;对于热流道模具而言,加热及控制系统的保养有利于防止生产故障的发生,故而尤为重要。因此,每个生产周期结束后都应对模具上的带式加热器、棒式加热器、加热探针以及热电偶等用欧姆表进行测量,如有损坏,要及时更换,并与模具履历表进行比较,做好记录,以便适时发现问题,采取应对措施。

        4、要重视模具的表面保养,它直接影响产品的表面质量,重点是防止锈蚀,因此,选用一种适合、优质、专业的防锈油就尤为重要。当模具完成生产任务后,应根据不同注塑采取不同方法仔细清除残余注塑,可用铜棒、铜丝及专业模具清洗剂清除模具内残余注塑及其他沉积物,然后风干。禁用铁丝、钢条等坚硬物件清理,以免划伤表面。若有腐蚀性注塑引起的锈点,要使用研磨机研磨抛光,并喷上专业的防锈油,然后将模具置于干燥、阴凉、无粉尘处储存。

        注塑模具应用领域

        注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备,随着塑料工业的迅速发展,以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用,产品对模具的要求也越来越高,传统的模具设计方法已无法适应当今的要求. 与传统的模具设计相比,计算机辅助工程(CAE)技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面,还是在降低成本、减轻劳动强度方面,都具有极大的优越性。

        注塑模具在加工中,各种数控加工均有用到,应用最多的是数控铣及加工中心,数控线切割加工与数控电火花加工在模具数控加工中的应用也非常普遍,线切割主要应用在各种直壁的模具加工,如冲压加工中的凹凸模,注塑模中的镶块、滑块,电火花加 工用的电极等。对于硬度很高的模具零件,采用机加工办法无法加工,大多采用电火花加工,另外对于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用电火花加工。而数控车床主要用于加工模具杆类标准件,以及回转体的模具型腔或型芯,如瓶体、盆类的注塑模具,轴类、盘类零件的锻模。在模具加工中,数控钻床的应用也可以起到提高加工精度和缩短加工周期的作用。

        模具应用广泛,现代制造业中的产品构件成形加工,几乎都需要使用模具来完成。所以,模具产业是国家高新技术产业的重要组成部分,是重要的、宝贵的技术资源。优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM,并使之趋于智能化,提高型件成形加工工艺和模具标准化水平,提高模具制造精度与质量,降低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期;研究、应用针对各种类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料,以提高模具使用性能;为适应市场多样化和新产品试制,应用快速原型制造技术和快速制模技术,以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等,应当是未来5~20年的模具生产技术的发展趋势.

        注塑模具功能特征

        注塑模具内的温度各点不均匀,也和注射周期中的时间点有关。模温机的作用就是保持温度恒定在2min和2max之间,也就是说防止温度差在生产过程或间隙上下波动。以下的几种控制方法适用于控制模具的温度:控制流体温度是最常用的方法,且控制精度可以满足大多数情况要求。使用这种控制方法,显示在控制器的温度和模具温度并不一致;模具的温度波动相当大,因为影响模具的热因素没有直接测量和补偿这些因素包括注射周期的改变,注射速度,熔化温度和室温。其次就是模具温度的直接控制。该方法是在模具内部装温度传感器,这在模具温度控制精度要求比较高的情况下才会采用。模具温度控制的主要特点包括:控制器设定的温度与模具温度一致;影响模具的热因素可以直接测量和补偿。通常情况下,模具温度的稳定性比通过控制流体温度更好。此外,模具温度控制在生产过程控制中的重复性较好。第三是联合控制。联合控制是上述方法的综合,它能同时控制流体和模具的温度。在联合控制中,温度传感器在模具中的位置极其重要,放置温度传感器时,必须考虑形状、结构及冷却通道的位置。另外,温度传感器应被放置在对注塑件质量起决定性作用的地方。连接一个或多个模温机到注塑机控制器上有很多途径。从操作性、可靠性和抗干扰考虑最好使用数字接口。

        注塑模具的热平衡控制注塑机和模具的热传导是生产注塑件的关键。模具内部,由塑料(如热塑性塑料)带来的热量通过热辐射传递给材料和模具的钢材,通过对流传递给导热流体。另外,热量通过热辐射被传递到大气和模架。被导热流体吸收的热量由模温机来带走。模具的热平衡可以被描述为:P=Pm-Ps。式中P为模温机带走的热量;Pm为塑料引入的热量;Ps为模具散发到大气的热量。  控制模具温度的目的和模具温度对注塑件的影响注塑工艺中,控制模具温度的主要目的一是将模具加热到工作温度,二是保持模具温度恒定在工作温度。以上两点做的成功的话,可以把循环时间最优化,进而保证注塑件稳定的高质量。模具温度会影响表面质量,流动性,收缩率,注塑周期以及变形等几方面。模具温度过高或不足对不同的材料会带来不同的影响。对热塑性塑料而言,模具温度高一点通常会改善表面质量和流动性,但会延长冷却时间和注塑周期。模具温度低一点会降低在模具内的收缩,但会增加脱模后注塑件的收缩率。而对热固性塑料来说,高一点的模具温度通常会减少循环时间,且时间由零件冷却所需时间决定。此外,在塑胶的加工中,高一点的模具温度还会减少塑化时间,减少循环次数。

        一些常见的模具。(15张)

        模具机械模具机械简介

        大型塑胶模具

        模具具有特定的轮廓或内腔形状,应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离,即进行冲裁。应用内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。模具一般分为两个部分:动模和定模,或凸模和凹模。它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件,合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中,分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上。

        模具在挤压、压铸和注塑过程中,外力则由气压、柱塞、冲头等,施加在坯料上。模具承受的是坯料的胀力。模具除其本身外,还需要模座、模架、导向装置和制件顶出装置等,这些部件一般都制成通用型,适用于一定范围的不同模具。精度高,尺寸准确,有些冲裁模的凸模与凹模的间隙近于0;冲压速度快,每分钟冲压数十次至上千次;模具寿命长,有些硅钢片冲裁模寿命在几百万次以上。

        模具在冲压过程中坯料依次通过多工位被连续冲压成形,至最后工位成为制件,这种模具称为级进模,又称连续模。已有的20工位、30工位的级进模,从卷料开卷、校平、冲压,直至将制件排出和叠装,已全部实现自动化,生产率获得大幅度提高。是电机定、转子硅钢片冲裁的6工位级进模。第1工位冲导正销孔、轴孔、键槽各两个,第2工位冲转子轴孔、22个转子槽孔,第3工位冲24个定子槽孔,第4工位转子片落料,第5工位空位,第6工位定子片落料,废料切断。

        模具有多个形式复杂的型腔,工作条件恶劣,1000℃以上炽红的钢在模具型腔内变形和流动冲刷,模具要承受锻锤的高速冲击或重负载的压下,在使用过程中常处于急冷、急热和冷热交变状态。模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性,热锻时还须有高的温度强度和硬度,并经过强韧化热处理。

        模具的应用极为广泛。大量生产的机电产品,如汽车、自行车、缝纫机、照相机、电机、电器、仪表等,以及日用器具的制造都应用大量模具。模具基本上是单件生产的,其形状复杂,对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求,所以模具生产需要有很高的技术水平。模具的及时供应及其质量直接影响产品的质量、成本和新产品研制。模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。

        模具机械模具机械分类

        模具机械模具机械框架进塑模具

        模具按加工金属的加工工艺分类,常用的有:冲压模,包括冲裁模、弯曲模、拉深模、翻孔模、缩孔模、起伏模、胀形模、整形模等;锻模,包括模锻用锻模、镦锻模等;以及挤压模和压铸模。用于加工非金属和粉末冶金的模具则按加工对象命名和分类,有塑料模、橡胶模和粉末冶金模等。

        模具机械模具机械冲压模

        用于板料冲压成形和分离的模具。成形用的模具有型腔,分离用的模具有刃口。最常用的冲压模只有一个工位,完成一道生产工序。这种模具应用普遍,结构简单,制造容易,但生产效率低。为提高生产率,可将多道冲压工序,如落料、拉深、冲孔、切边等安排在一个模具上,使坯料在一个工位上完成多道冲压工序,这种模具称为复合模。另有将落料、弯曲、拉深、冲孔和切边等多工序安排在一个模具的不同工位上。

        模具机械模具机械锻模

        用于热态金属模锻成形的模具。模锻时,坯料往往经过多次变形才能制成锻件,这就需要在一个模块上刻有几个型腔。金属依次送至各个型腔,并在型腔内塑性流动,最后充满型腔制成锻件。在模锻成形中,坯料很难与终锻时型腔体积相等,为了避免废品,坯料选用稍大一些。为此,在终锻模的上、下模分界面的型腔四周设有飞边槽,以存贮多余的金属,成形后将飞边切去。型腔中应尽量减少尖角、深槽,以利于金属塑性流动和充填,减少模具磨损和开裂,提高模具寿命。

        模具机械模具机械挤压模

        用于将金属挤压成形的模具。正挤压模有一个静止的凹模和放置坯料的挤压筒和对坯料施加压力的冲头。挤压空心件时,冲头前端带有芯棒。反挤压模的挤压筒为凹模,冲头成为凸模。金属需要在很大的压强下才能从凹模挤出成形,在冷态下所需压强可高达2000千牛/毫米2(200千克/毫米2)以上。为此,挤压筒和反挤压的凹模需要有很高的强度,常采用多层预应力组合结构。冲头和凸模的工作长度宜短,避免在高的压应力下发生不稳和弯曲。

        塑胶模具结构

        主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模,由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。

        为了改进塑料的性能,还要在聚合物中添加各种辅助材料,如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等,才能成为性能良好的塑料。

        1、合成树脂是塑料的最主要成分,其在塑料中的含量一般在40%~100%。由于含量大,而且树脂的性质常常决定了塑料的性质,所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加工的原始聚合物,它不仅用于制造塑料,而且还是涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分含100%的树脂外,绝大多数的塑料,除了主要组分树脂外,还需要加入其他物质。2、填料填料又叫填充剂,它可以提高塑料的强度和耐热性能,并降低成本。例如酚醛树脂中加入木粉后可大大降低成本,使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一,同时还能显著提高机械强度。填料可分为有机填料和无机填料两类,前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等,后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。

        3、增塑剂增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性,降低脆性,使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶,无毒、无臭,对光、热稳定的高沸点有机化合物,最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时,若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料,若不加或少加增塑剂(用量<10%),则得硬质聚氯乙烯塑料。

        4、稳定剂为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏,延长使用寿命,要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。

        5、着色剂着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。

        6、润滑剂润滑剂的作用是防止塑料在成型时不粘在金属模具上,同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。除了上述助剂外,塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等。

        塑胶模具技术应用

        塑胶模具发展

        我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品,大到机床的底座、机身外壳,小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳,无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形,模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同,模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具,以及塑胶模具。

        近些年来,随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大,如:家用电器、仪器仪表,建筑器材,汽车工业、日用五金等众多领域,塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。

        塑胶模具含义

        模具的一般定义:在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具,通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品,这种专用工具统称为模具。

        注塑过程说明:模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成,这个组合内有成型模腔。注塑时,模具装夹在注塑机上,熔融塑料被注入成型模腔内,并在腔内冷却定型,然后上下模分开,经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具,最后模具再闭合进行下一次注塑,整个注塑过程是循环进行的。

        塑胶模具分类

        A.注射成型模——电视机外壳、键盘按钮、电子产品外、电脑周边塑胶产品、玩具、家用品(应用最普遍)

        B.吹气模——饮料瓶

        C.压缩成型模——电木开关、科学瓷碗碟

        D.转移成型模——集成电路制品

        E.挤压成型模——胶水管、塑胶袋

        F.热成型模——透明成型包装外壳

        G.旋转成型模——软胶洋娃娃玩具

        根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类:

        (1) 大水口模具:流道及浇口在分模线上,与产品在开模时一起脱模,设计最简单,容易加工,成本较低,所以较多人采用大水口系统作业。

        (2) 细水口模具:流道及浇口不在分模线上,一般直接在产品上,所以要设计多一组水口分模线,设计较为复杂,加工较困难,一般要视产品要求而选用细水口系统。

        (3)热流道模具:此类模具结构与细水口大体相同,其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里,无冷料脱模,流道及浇口直接在产品上,所以流道不需要脱模,此系统又称为无水口系统,可节省原材料,适用于原材料较贵、制品要求较高的情况,设计及加工困难,模具成本较高。

        热流道系统,又称热浇道系统,主要由热浇口套,热浇道板,温控电箱构成。我们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。单点热浇口是用单一热浇口套直接把熔融塑料射入型腔,它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔,它适用于单腔多点入料或多腔模具.

        ◆热流道系统的优势

        (1)无水口料,不需要后加工,使整个成型过程完全自动化,节省工作时间,提高工作效率。

        (2)压力损耗小。热浇道温度与注塑机射嘴温度相等, 避免了原料在浇道内的表面冷凝现象,注射压力损耗小。

        (3)水口料重复使用会使塑料性能降解,而使用热流道系统没有水口料,可减少原材料的损耗,从而降低产品成本。在型腔中温度及压力均匀,塑件应力小,密度均匀,在较小的注射压力下,较短的成型时间内,注塑出比一般的注塑系统更好的产品。对于透明件、薄件、大型塑件或高要求塑件更能显示其优势,而且能用较小机型生产出较大产品。

        (4)热喷嘴采用标准化、系列化设计,配有各种可供选择的喷嘴头,互换性好。独特设计加工的电加热圈,可达到加热温度均匀,使用寿命长。热流道系统配备热流道板、温控器等,设计精巧,种类多样,使用方便,质量稳定可靠。

        ◆热流道系统应用的不足之处

        (1)整体模具闭合高度加大,因加装热浇道板等,模具整体高度有所增加。

        (2)热辐射难以控制,热浇道最大的毛病就是浇道的热量损耗,是一个需要解决的重大课题。

        (3)存在热膨胀,热胀冷缩是我们设计时要考虑的问题。

        (4)模具制造成本增加,热浇道系统标准配件价格较高,影响热浇道模具的普及。

        塑胶模具注意事项

        一、不要只重产品设计,忽视塑胶模具制造。

        有些用户在开发产品或新产品试制时,往往初期只注重于产品研制与开发,忽视与塑胶模具制作单位的沟通。产品设计方案初步确定后,即提前与模具厂商接触有两个好处:

        1、可以保证设计的产品有好的成形工艺,不会因零件难以加工而修改定型设计。

        2、模具制作方可提前做设计准备,防止匆忙中考虑不周,影响工期。

        3、制作高质量塑胶模具,只有供需双方紧密配合,才能最终降低成本,缩短周期。

        二、不要只看价格,要从质量、周期、服务全方位考虑。

        1、模具种类很多,大致可分为十大类。根据零件材料、物理化学性能、机械强度、尺寸精度、表面光洁度、使用寿命、经济性等不同要求,选择不同类型的模具成形。

        2、精度要求高的模具需要使用高精度的数控机床加工,而且模具材质、成形工艺都有严格要求,还需使用CAD / CAE / CAM模具技术去设计、分析。

        3、有些零件由于成型时有特殊要求,模具还需使用热流道,气辅成型,氮气缸等先进的工艺。

        4、制造厂家应具备数控、电火花、线切割机床及数控仿型铣设备,高精度磨床,高精度三座标测量仪,计算机设计及相关软件等。

        5、一般大型冲压模具(如汽车复盖件模具)要考虑机床是否有压边机构,甚至边润滑剂、多工位级进等。除冲压吨位还要考虑冲次、送料装置、机床及模具保护装置。

        6、上述模具的制造手段及工艺不是每个企业都具备和掌握的。在选择协作厂家时一定要了解它的加工能力,不但看硬件设备,还要结合管理水平、加工经验以及技术力量。

        7、对同一套模具,不同厂家报价有时有很大差距。你不该付出高于模具价值费用的同时,也不应该少于模具的成本。模具厂家像你一样,要在业务中取得合理的利润。订制一套报价低得多的模具会是麻烦的开始。用户须从自身要求出发,全面衡量。

        三、避免多头协作,尽量塑胶模具制作和制品加工一条龙。

        1、有了合格的模具(试件合格),不一定能生产出批量的合格产品。这主要与零件的加工机床选型、成形工艺(成形温度、成形时间等)及操作者的技术素质有关系。

        2、有了好的模具,还要有好的成形加工,最好是一条龙协作,尽量避免多头协作。如果条件不具备,就要选择一方全面负责,在订合同时一定要写清楚。

        汽车模具基本概述

        汽车模具最主要的组成部分就是覆盖件模具。这类模具主要是冷冲模。广义上的“汽车模具”是制造汽车上所有零件的模具总称。例如,冲压模具、注塑模具、锻造模具、铸造蜡模、玻璃模具等。

        汽车车身上的的冲压件大体上分为覆盖件、梁架件和一般冲压件。能够明显表示汽车形象特征的冲压件是汽车覆盖件。因此,更加特指的汽车模具可以说成是“汽车覆盖件冲压模具”。简称汽车覆盖件冲模。例如,前车门外板修边模、前车门内板冲孔模等。

        当然汽车上的不只车身上有冲压件。汽车上所有冲压件的模具都称为“汽车冲压模具”。归纳起来就是:

        1. 汽车模具是制造汽车上所有零件的模具总称。

        2. 汽车冲压模具是冲制汽车上所有冲压件的模具。

        3. 汽车车身冲压模具是冲制汽车车身上所有冲压件的模具。

        4. 汽车覆盖件冲压模具是冲制汽车车身上所有覆盖件的模具。

        现在我们这个板块一说汽车模具好像都指的是汽车覆盖件冲模。为了不和广义的汽车冲模混淆,在发帖时最好用汽车覆盖件冲模不用汽车冲模。

        冲压模具的形式很多,冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。

        一般可按以下几个主要特征分类:

        1.根据工艺性质分类

        a.冲裁模:沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

        b.弯曲模:使板料毛坯或其他坯料沿着直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。

        c.拉深模:是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

        d.成形模:是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。

        2.根据工序组合程度分类

        a.单工序模:在压力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。

        b.复合模:只有一个工位,在压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

        c.级进模(也称连续模):在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。

        3、依产品的加工方法分类

        依产品加工方法的不同,可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。

        a. 冲剪模具:是以剪切作用完成工作的,常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。

        b.弯曲模具:是将平整的毛胚弯成一个角度的形状,视零件的形状、精度及生产量的多寡,乃有多种不同形式的模具,如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。

        c.抽制模具:抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。

        d.成形模具:指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状,其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。

        e.压缩模具:是利用强大的压力,使金属毛胚流动变形,成为所需的形状,其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。

        汽车模具发展趋势

        在国内外汽车模具行业的发展中,中国汽车模具行业产销需求与转型升级前瞻模具技术呈现出以下的九大发展趋势。

        1、模具三维设计地位得以巩固
          模具的三维设计是数字化模具技术的重要内容,是实现模具设计、制造和检验一体化的基础。日本丰田、美国通用等公司已实现了模具的三维设计,并取得了良好的应用效果。国外在模具三维设计中采取的一些做法值得我们借鉴。模具三维设计除了有利于实现集成化制造外,另一个优点就是便于干涉检查,可进行运动干涉分析,解决了二维设计中的一个难题。
          2、冲压成形过程的模拟(CAE)作用更加凸显
          近年来,随着计算机软件和硬件的快速发展,冲压成形过程的模拟技术(CAE)发挥着越来越重要的作用。在美国、日本、德国等发达国家,CAE技术已成为模具设计制造过程的必要环节,广泛用于预测成形缺陷,优化冲压工艺与模具结构,提高了模具设计的可靠性,减少了试模时间。国内许多汽车模具企业在CAE的应用中也取得了显着进步,获得了良好的效果。CAE技术的应用可大大节省试模的成本,缩短冲压模具的开发周期,已成为保证模具质量的重要手段。CAE技术正逐步使模具设计由经验设计转变为科学设计。

        3、数字化模具技术已成主流方向
          近年来得到迅速发展的数字化模具技术,是解决汽车模具开发中所面临的许多问题的有效途径。所谓数字化模具技术,就是计算机技术或计算机辅助技术(CAX)在模具设计制造过程中的应用。总结国内外汽车模具企业应用计算机辅助技术的成功经验,数字化汽车模具技术主要包括以下方面:①可制造性设计(DFM),即在设计时考虑和分析可制造性,保证工艺的成功。②模具型面设计的辅助技术,发展智能化的型面设计技术。③CAE辅助分析和仿真冲压成形的工艺过程,预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。④用三维的模具结构设计取代传统的二维设计。⑤模具的制造过程采用CAPP、CAM和CAT技术。⑥在数字化技术指导下处理解决试模过程中和冲压生产中出现的问题。
          4、模具加工自动化迅猛发展
          先进的加工技术与装备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。在先进的汽车模具企业中配有双工作台的数控机床、自动换刀装置(ATC)、自动加工的光电控制系统、工件在线测量系统等已不鲜见。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工,由中低速加工发展到高速加工,加工自动化技术发展十分迅速。

        5、高强度钢板冲压技术是未来发展方向
          高强度钢由于在屈强比、应变硬化特性、应变分布能力和碰撞吸能等方面具有优良的特性,在汽车上的使用量不断增加。目前,在汽车冲压件上使用的高强度钢主要有烤漆硬化钢(BH钢)、双相钢(DP钢)、相变诱导塑性钢(TRIP钢)等。国际超轻车身项目(ULSAB)预计2010年推出的先进概念车型(ULSAB―AVC)中97%的材料为高强度钢,先进高强度钢板在整车用材的比重将超过60%,而其中双相钢的比例将占车用钢板的74%。

        现在大量采用的以IF钢为主的软钢系列将被高强度钢板系列替代,高强度低合金钢将被双相钢和超高强度钢板替代。目前,国内汽车零件高强度钢板的应用还多限于结构件与梁类件,所用材料的抗拉强度多在500MPa以下。因此,迅速掌握高强度钢板冲压技术,是我国汽车模具行业亟待解决的一个重要问题。

        6、新型模具产品适时推出
          随着汽车冲压生产高效化和自动化的发展,级进模在汽车冲压件的生产中应用将更加广泛。级进模是一种高新技术模具产品,技术难度大,制造精度要求高,生产周期长,多工位级进模将是我国重点发展的模具产品之一,形状复杂的冲压件,特别是一些按传统工艺需要多副冲模分序冲制的中小型复杂冲压件,越来越多地采用级进模成形。

        7、模具材料与表面处理技术将受到重用
          模具材料的质量和性能是影响模具质量、寿命和成本的重要因素。近年来,除了不断有多种高韧性和高耐磨性冷作模具钢、火焰淬火冷作模具钢、粉末冶金冷作模具钢推出外,国外在大中型冲压模具上选用铸铁材料,是一个值得关注的发展趋势。球墨铸铁具有良好的强韧性和耐磨性,其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都较好,而且成本比合金铸铁低,因此在汽车冲压模具中应用较多。

        8、管理的科学化与信息化是模具企业发展方向
          汽车模具技术发展的另一个重要方面是管理的科学化与信息化。管理的科学化使模具企业不断地向准时制造(Just-in- TimeManufacturing)和精益生产(LeanProduction)的方向发展,企业管理更加精准,生产效率大幅提高,无效的机构、环节和人员不断精简。随着现代管理技术的进步,许多先进的信息化的管理工具,包括企业资源管理系统(ERP)、客户关系管理(CRM)、供应链管理(SCM)、项目管理(PM)等,在模具企业得到广泛应用。
          9、模具的精细化制造是必然趋势
          所谓的模具精细化制造,是对模具的开发过程和制造结果而言的,具体地表现为冲压工艺和模具结构设计的合理化、模具加工的高精度、模具产品的高可靠性和技术管理的严密性。模具精细化制造其实并不是一项单一的技术、二是设计、加工和管理技术的综合反映。模具精细化制造的实现除了靠技术上精益求精,还要靠严密的管理来保障。

        2011年8月末,我国汽车保有量首次突破1亿辆,全国机动车保有量高达2.19亿辆,2011年全年累计生产汽车1841.89万辆。预计到2020年,我国汽车保有量将突破2亿辆,届时每年更新量仍将高达1500万辆左右,加上每年约500万辆的出口量,汽车年产量仍将保持2000万辆的规模。

        我国贵为世界汽车产销第一大国,汽车保有量也有望全球第一,但却始终无法生产出自己的高档车,这与被誉为“汽车工业之母”的汽车模具工业发展滞后有莫大关系。

        汽车模具是指应用于汽车领域的模具,被誉为“汽车工业之母”,汽车生产中90%以上的零部件需要依靠模具成形。

        汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具,是车身制造技术的重要组成部分,也是形成汽车自主开发能力的一个关键环节。汽车模具产品包括汽车覆盖件模具、轮胎模具、内外饰塑件模具、车灯模具、汽车保险杆模具、汽车仪表板模具等。

        在德国、美国、日本等汽车制造业发达国家,模具产业超过40%的产品是汽车模具,而在我国仅有1/3左右的模具产品是为汽车制造业服务。一般情况下,制造一辆普通轿车本身便需要约1500个模具,当中有接近1000个的冲压模具和超过200个的内饰件模具。受我国汽车行业快速发展的影响,我国汽车模具行业呈现较快增长,市场容量不断扩大。并且随着我国汽车模具行业产业结构的不断优化和技术的不断进步,高档汽车模具产品占整个行业的比重也逐渐提升,预计未来五年的年均增速仍将超过15%。

        汽车模具模具结构

        保险杠模具方面采用内分形的结构设计。内分形设计较之传统的外分形结构设计,对模具结构,模具强度方面要求更高,更为复杂,相对应的,内分形结构的模具生产出来的保险杠模具设计理念更加先进。

        汽车轮胎模具分类

        1:活络模具,由花纹圈,模套,上下侧板组成。

        活络模具区分圆锥面导向活络模具及斜平面导向活络模具

        2:两半模具,由上模,下模两片组成。

        汽车轮胎模具加工工艺

        以活络模具为例

        1:根据轮胎模具图铸造或锻打毛坯,再粗车毛坯并热处理。轮胎模具毛坯进行完全退火处理,消除内应力,退火时应放平,避免变形过大。

        2:按图纸打吊装孔,再按半精车图纸将花纹圈的外径和高度加工到位,用半精车程序车花纹圈内腔,车完用半精车样板检验。

        3:用加工好的轮胎模具花纹电极把花纹圈内花纹用电火花加工成型,用样板检验。

        4:把花纹圈按厂家的要求均分成数份,分别画出标示线,放到工装内打背部腰孔并攻丝。

        5:按照工序8所分的等份,对准划线处切割。

        6:把切割好的花纹块按图纸要求对花纹进行打光、清角、清根、打排气孔。

        7:对花纹块型腔内部均匀喷沙,要求颜色一致。

        8:将花纹圈、模套、上下侧板合并组装,完成轮胎模具。

        塑料模具分类的方法很多,按照塑料制件成型加工的方法的不同可以分为以下几类:

        ·注射模

        注射模又称注塑模。这种模具的成型工艺特点是,将塑原材料放置在注射机的加热料筒内。塑料受热熔融,在注射机的螺杆或柱塞推动下,经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料在模具型腔内经保温、保压、冷却固化成型。由于加热加压装置能够分阶段发挥作用,注射成型不但能成型形状复杂的塑料制件,而且生产效率高、质量好。故注射成型在塑料制件成型中占有很大的比重,注射模占塑料成型模具的一半以上。注射机主要用于热塑性塑料的成型,近年来也逐渐用于热固性塑料的成型。

        ·压缩模

        压缩模又称压制模或压胶模。这种模具的成型工艺特点是,将塑料原材料直接加在敞开的模具型腔内,然后合模,塑料在热和压力作用下呈熔融状态后,以一定压力充满型腔。此时,塑料的分子结构产生了化学交联反应,逐渐硬化定型。压缩模多用于热固性塑料,其成型塑件大多用于电器开关的外壳和日常生活用品。

        ·传递模

        传递模又称压注模或挤胶模。这种模具的成型工艺特点是,将塑料原料加入预热的加料室里,然后由压柱向加料室内的塑料原料施加压力,塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统进入型腔,然后发生化学交联反映而逐渐固化成型。传递成型工艺多用于热固性塑料,可以成型形状比较复杂的塑料制件。

        ·挤出模

        挤出模又称挤出机头。这种模具能连续生产断面形状相同的 塑料,例如塑料管材、棒材、片材等。挤出机的加热加压的装置与注射机的装置相同。熔融状态的塑料经过机头会形成连续不断的成型塑件,生产效率特别高。

        ·除了上述所列举的几类塑料模具外,还有真空成型模、压缩空气模、吹塑模、低发泡塑料模等。

        汽车模具浇口位置

        日用品模具浇口的形式很多,但无论采用什么形式的模具浇口,其开设的位置对塑件的成形性能及成型质量影响都很大。所以,合理选择模具浇口的开设位置是挺高塑件质量的一个重要设计环节。在选择模具浇口位置时,应针对塑料制造的几何形状特点及技术要求,来分析熔融塑料在模内的流动状态,填充条件及排气条件等因素。 模具浇口应开设在塑件断面最厚处。当塑件的壁厚相差较大时,若将模具浇口开设在壁薄处,这是塑料熔体进入型腔后,不但流动阻力大,而且还易冷却,影响熔体的流动距离,难易保证充填满整个型腔。塑件的壁厚处往往是熔体最晚固化的地方,如果浇口开设在壁薄处,那么壁厚的地方因塑料熔体收缩得不到补缩而会形成表面凹陷或缩孔。

        模具浇口的尺寸及位置选择应避免产生喷射和蠕动现象。小的模具浇口如果正对着一个宽度和厚度较大的型腔,则高速料流经过浇口时,由于受到很高的切应力,将生产喷射和蠕动等熔体断裂现象。有时喷着现象还会使塑料制件形成波纹流痕。

        模具浇口位置的选择应使塑料的流程最短,料流变化方向最少。

        模具浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。

        应防止料流将型腔,型芯,嵌件挤压变形。

        汽车模具模具投资

        据了解,我国目前为汽车服务的模具约已占到了全部模具产量的三分之一左右。在这占模具总量三分之一的汽车模具中,冲压模具要占到一半左右,由此可见汽车冲压模具在模具行业和汽车工业中的重要地位。汽车模具也是黄岩模具,随着模具行业的不断发展,汽车模具在国内的模具行业已经有着举足轻重的位置。

        十年前中国汽车模具(黄岩模具)主要是以一汽、二汽、天汽、南汽、成飞以及我国台湾的模具团队为行业的标志性企业,今天汽车模具投资欣欣向荣,汽车模具企业已发展到数十家,一批快速崛起的民营企业已经具备相当的规模。无论是技术上,还是产能上这些企业都大大超过了当年的标志性企业。黄岩模具在汽车模具这一块近年来的发展呈现一个良好的趋势。

        目前,我国的汽车产业发展态势良好,我国汽车销售量正以每年26%的速度增长,而汽车零部件的规模比整车还大,这些零部件90%都靠模具生产,这就有利的推动了我国的汽车模具产业发展。据统计,近年,我国的模具工厂扩产规模呈增长态势,每年新增投资7000亿元左右,其中汽车模具工厂约占四成,表明汽车模具投资已成为我国模具产业投资的主力之一。

        我国的汽车模具与汽车几乎是同时起步的,1953年,一汽工具厂内开始建立冲模车间,当时设计能力为每年32万工时,主要承担小型、中型冲模制造和大型覆盖件冲模的维修任务。进入21世纪,我国汽车模具工业又有了很大发展。轿车覆盖件模具设计制造具有难度大、质量和精度要求高的特点,是汽车模具水平的最好体现。

        汽车模具模具市场

        将推动国内模具业大发展

        目前,国内汽车冲压模具行业年生产能力只有80亿一90亿元,而我国汽车市场的模具需求量已达到200多亿元。国内汽车工业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动力。我国的模具工业步入了高速发展时期,近10年来,模具工业一直以每年15%的增长速度快速发展。我国汽车市场的巨大潜力,为汽车模具的发展带来了更加广阔的发展空间。近年来,国家颁布的整车特征特性(限制进口、关键零件本土生产)的政策,也为国内模具企业增加了生产轿车外覆盖件模具的机会。业内相关专家指出,在这种行业背景下,如何抓住机遇,应对市场,就看哪家企业在技术实力上更强,在产品质量上更好,在企业竞争力上更高。未来,汽车市场仍是国内模具业发展的强大推动力。

        快速模具背景

        传统的采用锻件或型材通过机械加工获得模具的方法,其设计加工周期长,生产成本高,特别是对形状复杂或模具

        具有内腔的模具,锻造和加工都很困难,甚至不能实现现代工业的发展,对模具技术的要求越来越高综观现代模具技术,正向如下的方向发展:

        (1)高精度现代模具的精度要求比传统的模具精度至少要高一个数量级;

        (2)寿命长现代模具的寿命比传统模具的寿命高出一倍如现代模具一般均可达到万次以上,最高可达亿次之多;

        (3)高生产率由于采用多工位的级进模、多能模、多腔注塑模和层叠注塑模等先进模具,可以极大地提高生产率,从而带来显著的经济效益如用四工位的注塑模生产塑料汽水瓶,每小时可生产万件以上;

        (4)结构复杂随着社会需求的多样化和个性化以及许多新材料、新工艺的广泛应用,对现代模具的结构形式和型腔的要求也日益复杂,若采用传统的模具制造方法,不仅成本高,生产率低,而且很难保证模具的质量要求。 2传统模具的设计制造技术,根本不能满足市场对模具的要求,所以,长期以来快速、灵活地生产低成本、高寿命,符合使用要求的模具成为模具制造业迫切需要解决的问题将即技术应用到模具制造中,形成一种全新的模具制造技术—基于的模具快速制造好记技术,正在成为技术的一个新的研究热点。

        快速模具分类及制模流程

        按功能用途可分为塑料模、铸型模、冲压模、锻造模及石墨电极研磨母模。按制模材料可分为简易模也称快速模具

        作软模、经济模或非钢制模和钢制硬模根。据不同的制模工艺方法,快速模具可分直接快速模具和间接快速模具。塑料模、铸型模、冲压模、锻造模及石墨电极研磨母模。这些我们都比较熟悉,所以在这里就不讲了,我先为大家介绍一下软质和硬质快速模具技术。软质模具因其所使用的软质材料(如硅橡胶、环氧树脂等)有别于传统的钢质材料而得名,目前提出的软质模具制造方法主要有硅橡胶浇注法、金属喷涂法、树脂浇注法等。软质模具生产制品的数量一般为50~5000件,对于上万件乃至几十万件的产品,仍然需要传统的钢质模具。硬质模具指的就是钢质模具,利用RP原型制作钢质模具的主要方法有熔模铸造法、陶瓷型精

        基于RP原型的一次转换浇注法制膜工艺流程图

        密铸造法、电火花加工法等。

        基于快速原型的快速模具制造的方法:首先是先通过RP原型制作母模,然后再通过一次转换制成模具型腔,这样就可以浇注成型产品,当然如大家看到的也可以经过多次转换和电极的方法来得到。

        硅橡胶模具快速制造技术即使属于软质模具也是间接制模,硅橡胶模具制造工艺是一种比较普及的快速模具制造方法。由于硅橡胶模具具有良好的柔性和弹性,能够制作结构复杂、花纹精细、无拔模斜度甚至具有倒拔模斜度以及具有深凹槽类的零件,制作周期短,制件质量高,因而备受关注。

        (1)原型表向处理。RP法制作的原型在其叠层断层之间一般存在台阶纹或缝隙,需进行打磨和防渗与强化处理等以提高原型的表而光滑程度和抗湿件与抗热件等。只有原型表面足够光滑,才能保证制作的硅胶模型胖的光洁度,进而确保翻制的产品只有较高的表面质量和便于从硅胶模中取出。基于RP原型的一次转换浇注法制膜工艺流程图

        (2)制作型框和固定原型。依据原型的几何尺寸和硅胶模胶的要求设计浇注型框的形状和尺寸,型框的尺寸小适中。在固定原型之前,需确定分型面和浇口的位置分型面和浇口位置的确定是十分重要的,它直接影响着浇注产品能者顺利脱模和产品浇注质量的好坏。当分型面和浇口选定并处理完毕后,便将原型固定型框中。

        (3)硅橡胶计量、混合并真空脱泡。硅橡胶用量应根据所制作曲型柜尺寸和硅橡胶的比重准确计量。将计量好的硅橡胶添入适当比例的硬化剂,搅拌均匀后进行真空脱泡。脱泡时间应根据达到的真空度来掌握。

        (4)硅橡胶浇注及固化。砖橡胶混合体真空脱泡后浇注到已固定好原型的型框中。在浇注过程中,应掌握一定的技巧。硅橡胶浇注后,为确保型腔充填完好,再次进行真空脱泡。脱泡的目的是抽出浇注过程中掺入硅胶中的气体和封闭于原型空腔中的气体,此次脱泡的时间应比浇注前的脱泡时间适当加长,具体时间应根据所选用的硅橡胶材料的可操作时间和原型大小而定。脱泡后,硅胶模可自行硬化或加温硬化。加温硬化可缩短硬化时间。硅橡胶快速模具制造工艺图

        (5)拆除型框、刀剖开模并且取出原型。当硅橡胶模硬化后,即可将型框拆除并去掉浇道棒等。参照原型分型面的标记进行刀剖开模,将原型取出,并对硅橡胶模的型腔进行必要清理,便可利用所制作的硅橡胶模具在真空状态下进行树脂或塑料产品的制造。

        快速模具经济型硅橡胶模

        由于硅橡胶材料的成本较高,因此人们研究了一种通过与石膏混合制作硅橡胶模具的工艺方法,就经济硅橡胶快速模具制造工艺图

        是我要介绍的经济型硅橡胶模的制作的工艺方法

        快速模具安放原型

        利原型进行必要的清理和处理后放置到平台固定好,制作并同定模框,使原型周围距模框的距离均匀.在模框平板表面内涂刷脱模剂.

        快速模具贴粘土和浇石膏背衬

        在原型表面贴粘土或橡皮泥,然后将配好的石膏浆浇注到模框中,待石膏浆固化后,再去掉粘土或橡皮泥层。粘土原型上的粘土或橡皮泥要清洗干净,以免影响模具的表面质量。

        快速模具硅橡胶浇注

        根据粘土层的体积,计算所需调配的硅橡胶体积,再加上—定的损耗,进行硅橡胶的调配。调配均匀后,放入抽真空装置中排除硅橡胶混合中的气泡。脱泡后进行硅橡胶挠注。

        快速模具硅橡胶固化

        将浇注好的硅橡胶模具在室温下固化或加热固化。待硅橡胶不粘手后,取出原型,继续在室温下或加热硅橡胶充分固化。

        快速模具修型

        取出原型后,如果发现模具有少量缺损,可以用新调配的硅橡胶修补,并经固化处理即可。这是采用经济硅橡胶模真空浇注制作的树脂产品。

        快速模具电弧喷涂快速制模

        电弧喷涂制模的思想起源于20世纪60年代提出的净形热喷涂成型(Net-shapethermalsprayforming),电弧喷涂快速制模工艺

        基本过程是将熔化的金属雾化,高速喷射沉积于基体上,所获制件的形状与基体相对应,是一种集材料制备与成形于一体的制造方法。电弧喷涂制造模具的最初构想就是在塑料制品原型或木材、蜡、石膏等模型上喷涂一定厚度的金属涂层,然后把涂层从基体上取下来,这就得到了可以复制原模型的模具型腔。这种技术具有制模工艺简单,制作周期短,模具成本低等显著特点,特别适用小批量、多品种的生产使用。 电弧喷涂的工序大致可以分为五个步骤:

        快速模具模型准备

        清理模型表面、刷脱模剂模型可由许多材料制成,包括木材、塑料、石膏、橡胶等。模型准备个最主要的是涂抹脱模剂。脱棋剂在制模中的作用是两个:首先,它对喷涂到基体上的金属颗粒育粘结作用,否则金属颗粒将不能牢固地吸附在模具表面而易脱落:其次,防止金属涂层对模型的过热烧损、变形、粘附,起到隔热、脱模的作用。将脱模剂均匀地涂在模型表面,并使其干燥成膜。

        快速模具喷涂金属

        待脱模剂干燥以后,在最佳的喷涂参数情况下,可以开始在模型上喷涂金属,喷涂时应保证使喷枪连续运动,防止涂层过热变形,涂层厚度一般可控制在2—3mm。

        快速模具制作模具框架

        如果模具在工作中要受到内压力或模具必须安装在成型机上工作,模具必须有骨架结构且制成的骨架应带有填料。模具框架制作应注意两个问题:第一,使模具框架材料与涂层材料以及填料的热膨胀性能相匹环氧树脂快速制模

        配:第二,框架的外形尺寸及注射口的选择要根据具体的注射塑机型号确定。

        快速模具浇注模具的填充材料

        由于在塑料制品生产中,要求模具有良好的导热、散热能力,因此在选择浇注填充材料时,应使填充材料具有较高的热导率和较低的凝固收缩率,同时模具在一定的温度和压力下工作,所以要求填充材料应具有较高的执比强度和耐磨性能。一般地择的填充材料为环氧树脂与铝粉、铝颗粒等金属粉末的混合物环氧树脂使浇注材料喷涂壳体、模具框架有很高的结合强度,有色金属粉末可以提高模具的导热性能,为提高模具的抗磨损性能可在填料中加入铁粉,另外在浇注填充材料时刻安放冷却管,加强模具的散热性能.

        快速模具脱模加工处理

        如果在模型准备阶段做得比较合适,脱模不会很困难。脱模后要把残留在金属涂层表面的脱模剂清洗干净。然后再根掘不同的需要,可以对模具进行抛光等后期制作。先把模型按上、下模的分型面准确地放置在底板上,并用毛刷在模刑表血均匀地棕一层脱模剂;待脱模剂成膜后,在模型表面开始喷涂金属,一直达到所需的涂层厚度为止;把准备好的金属框架放好,框架与底板之间必须密封,这样在倒入境料时才不会泄漏,然后浇注填充材料;待浇注液固化后,将半模倒转,移去底板和可塑性材料。

        快速模具制模技术优点

        电弧喷涂制模技术具有如下优点: (1)不论原模的材料是金属、木材、或塑料制品,所得到的模具型腔线陶瓷壳砂型的快速制作过程

        条轮廓清晰,外形尺寸不变,因喷涂时原模的表面温度一般不超过60℃,没有热应力和变形问题。 (2)制模效率高,尺寸不受限制,可小至硬币的尺寸,大至制造汽车内顶蓬真空成型模具。 (3)设备投资小,经济效益好。使塑料生产线能迅速更改产品的品种,符合市场的变化要求。 (4)成本优势就越显著。同其他方法相比,此方法成本可节省2~20倍。这是电弧喷涂设备。有电弧喷涂枪,送丝机构,油水分离器,冷却设备,空气压缩机和喷涂电源组成。

        快速模具模具的基本结构

        电弧喷涂模具的基本结构:电弧喷涂模具的基本结构可分为三部分,即金属喷涂层、背衬层和钢结构部分。就锌合金模具而言,其模具的喷涂层由锌合金微滴构成,喷涂时锌合金丝材受热熔化后经压缩气体雾化形成金属微滴,微滴喷射撞击在过渡模表面上,固化形成一层坚硬致密的金属壳层,构成模具型腔的表层,其厚度一般为2~3mm。喷涂层虽然具有一定的强度、硬度、表面粗糙度和良好的导热性能,并能非常精确地复制原型的形状,但由于其厚度较薄,还无法单独承受成形压力,因此不能直接作为模具,必须进行背衬补强。背衬层主要起支撑和增加强度的作用。常用的背衬材料有树脂砂、环氧树脂、低熔点合金等。如:模具需冷却,在浇铸背衬材料前应在背衬层内将冷却管道埋设好,凝固后即固定在模具中。钢结构主要包括模架、模框、镶嵌件等钢质构件。电弧喷涂模具能够合理利用各种性能材料,从外到内,材料呈梯度分布。这是传统制模方法所不能做到的。表面防护剂表面防护剂一般选择聚乙烯醇。水溶性聚乙烯醇既可用传统方法溶成液体喷涂,也可用软刷涂刷。喷(刷)时,宜薄不宜厚,而且应干透后再喷涂金属。木质母模尤其是LOM原型,存在木纹,可用耐热聚氨酯填平并处理光滑,并用“呋喃”树脂加以处理,使其具有较高的光洁度。脱模剂的选用:电弧喷涂技术制作模具,既要求金属微粒均匀致密地贴敷到样模表面,要求形成壳体后能顺利、完整地从样模上分离下来,而且在喷涂过程中要保护好样模,使其表面花纹能经得起喷涂金属微粒的冲击。脱模剂可以起到多种作用: 首先,脱膜剂能够为喷涂金属液滴与模型表面提供可靠的结合表面,使喷涂金属液滴顺利地沉积到模型表面,因为在光滑的表面上喷涂金属时,很多金属颗粒会滑脱;其次,脱模剂能使喷涂层顺利地与模型基体脱开;另外,脱模剂还有隔热作用。 脱模剂的主要要求:对脱模剂的主要要求是有较低表面张力和较好的成膜性能,容易在原模表面均匀铺展,另外脱模剂必须容易从原模和涂层表面清洗掉。常用的脱模剂有硬脂酸锌、液体石蜡、硅油、聚乙烯醇等。其中,聚乙烯醇最适合于电弧喷涂制模工艺。而硬酯酸锌、液体石蜡、硅油等脱模剂试验证明不理想,不适合于电弧喷涂制模工艺。

        快速模具环氧树脂快速制模

        环氧树脂快速制模借用金属浇注方法,将已准备好的浇注原料(树脂均匀掺入添加剂)注入一定的型腔中使其固化(完成聚合或缩聚反应),从而得到模具的方法。环氧树脂快速制模一般采用常温、常压条件下的静态浇注,固化后无须或仅需少量的切削加工,仅根据模具情况对外形略作修整。直接在快速原型母模上浇注专门树脂的快速制模方法,不像传统金属模具的制作需要高精密的设备进行机加工,大大节省了模具制作的时间和花费。

        (1)模型准备当原型用作制模模型时,必须考虑到模具制造的一些具体问题。首先,真实功能零件制造中可能存在材料的收缩,因此,原型的形状和尺寸应该适当修正以补偿材料收缩引起的变形。另一个问题是由制模方法所决定的,用于制造环氧树脂模具的快速原型应带有适当的拔模斜度。

        (2)底座制作并固定原型底座的制作要保证与模型及分型面相吻合,底座可以由一些容易刻凿的材料像木材、金属、塑料、玻璃、石膏、甚至耐火泥制作。

        (3)涂脱模剂脱模剂应该涂得尽可能地薄,并且尽可能均匀地涂2~3遍。然而,起增强作用的金属模框和一些镶嵌件不能涂脱模剂。有时,为了使其与环氧树脂连接更好,还应打磨其表面,或将其作为镶嵌结构。将环氧树脂与固化剂和填料及附加物金属粉末等均匀混合,混合过程中必须仔细搅拌,尽可能地防止混进气体。采用真空混料机可以有效地防止气体的混入

        (4)浇注树脂应掌握浇注速度尽量均匀,并尽可能使环氧树脂混合料从模框的最低点进入。搭建另一半模具的模框,喷洒脱膜剂,同样过程浇注另一半模具。

        (5)取出底座并进行另一半模的制作待树脂混合物基本固化后,将模具小心地翻转过来并移走底座,搭建另一半模的框架,喷洒脱模剂,采用同样的过程浇注另一半模具。

        (6)树脂硬化并脱模待树脂完全固化后,移走型框,将上下半模放入后处理的炉子内加热并保温,环氧树脂的硬化过程可以在一定压力下进行。实践证实,压力条件下进行硬化可以防止气孔的产生,并可提高材料的致密度以及模具的精度和表面的光洁度。由于光固化树脂的力学性能较低,而且大部分做成中空结构(为了提高制造速度并节约树脂材料),因此压力不能太高。硬化过程最好在60℃以下,因为光固化树脂材料的玻璃化转变温度一般在60~80℃之间。当环氧树脂完全硬化后,采用顶模杆或专用起模装置将原型从树脂模具中取出。

        (7)模具修整并组装如果环氧树脂模具上存在个别小的缺陷,可以进行手工修整。便可以与标准的或预先设计并加工好的模架进行装配,完成环氧树脂模具的制作,交付使用。

        快速模具硬质快速模具

        金属面、硬背衬的铸模的快速制作过程 :对于工作压力较高的模具(如震压式和震实式造型机、高压

        陶瓷壳砂型的快速制作过程

        造型机用模等),可用下述方法快速制作金属面、硬背衬的铸模。用快速成形机制作母模--涂脱模剂-电弧喷镀在母模表面喷镀金属(厚度为1.6~6.4mm),形成金属壳体-移去母模-在壳的背面注入金属基合成材料,或环氧树脂-表面抛光-构成金属面、硬背衬的铸模。这种方法的优点是,机械性能较好,而且,由于喷镀所得铸模的轮廓表面紧贴母模的工作面,其精度仅仅取决于母模的精度,喷镀金属层影响喷镀模的精度。因此 ,操作比较简单,精度较易保证。陶瓷壳砂型的快速制作过程:为了获得较精密的金属铸件或铸造金属模(如拉深模、注塑模等),可以采用陶瓷壳砂型。用快速成形机制作母模-在母模的上粘贴-薄层材料(如蜡片),其厚度等于所需陶瓷壳的厚度(约3mm)-将母模置于砂箱中,浇注砂型-移去母模及粘贴材料-将母模置于砂型中-浇注陶瓷砂浆-移去母模)-用乙炔喷灯加热、固化陶瓷壳-加入浇注系统,构成陶瓷壳砂型。

        快速成型简介

        快速原型制造技术,又叫快速成形技术,(简称RP技术);

        英文:RAPID PROTOTYPING(简称RP技术),或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING,简称RPM。在汽车应用行业叫RP样件。

        RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是,其基本原理都是一样的,那就是"分层制造,逐层叠加", 类似于数学上的积分过程。形象地讲,快速成形系统就像是一台"立体打印机"。

        快速成型优越性

        它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下,直接接受产品设计(CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此,RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法",由有模制造到无模制造,这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。

        快速成型特点

        RP技术将一个实体的复杂的三维加工离散成一系列层片的加工,大大降低了加工难度,具有如下特点:

        ⑴成型全过程的快速性,适合现代激烈的产品市场;

        ⑵可以制造任意复杂形状的三维实体;

        ⑶用CAD模型直接驱动,实现设计与制造高度一体化,其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计环境;

        ⑷成型过程无需专用夹具、模具、刀具,既节省了费用,又缩短了制作周期。

        ⑸技术的高度集成性,既是现代科学技术发展的必然产物,也是对它们的综合应用,带有鲜明的高新技术 特征。

        以上特点决定了RP技术主要适合于新产品开发,快速单件及小批量零件制造,复杂形状零件的制造,模具与模型设计与制造,也适合于难加工材料的制造,外形设计检查,装配检验和快速反求工程等。

        快速成型形成过程

        形象地比喻:快速成形系统相当于一台"立体打印机"。

        它可以在没有任何刀具、模具及工装卡具的情况下,快速直接地实现零件的单件生产。根据零件的复杂程度,这个过程一般需要1~7天的时间。换句话说,RP技术是一项快速直接地制造单件零件的技术。

        快速成型分类

        3D打印技术是一系列快速原型成型技术的统称,其基本原理都是叠层制造,由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状,而在Z坐标间断地作层面厚度的位移,最终形成三维制件。目前市场上的快速成型技术分为3DP技术、FDM熔融层积成型技术、SLA立体平版印刷技术、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技术和UV紫外线成型技术等。

        3DP技术:采用3DP技术的3D打印机使用标准喷墨打印技术,通过将液态连结体铺放在粉末薄层上,以打印横截面数据的方式逐层创建各部件,创建三维实体模型,采用这种技术打印成型的样品模型与实际产品具有同样的色彩,还可以将彩色分析结果直接描绘在模型上,模型样品所传递的信息较大。

        FDM熔融层积成型技术:FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化,同时三维喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息,将材料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层,直至形成整个实体造型。其成型材料种类多,成型件强度高、精度较高,主要适用于成型小塑料件。

        SLA立体平版印刷技术:SLA立体平版印刷技术以光敏树脂为原料,通过计算机控制激光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描,被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。一层固化完成后,工作台下移一个层厚的距离,然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,直至得到三维实体模型。该方法成型速度快,自动化程度高,可成形任意复杂形状,尺寸精度高,主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型。

        SLS选区激光烧结技术:SLS选区激光烧结技术是通过预先在工作台上铺一层粉末材料(金属粉末或非金属粉末),然后让激光在计算机控制下按照界面轮廓信息对实心部分粉末进行烧结,然后不断循环,层层堆积成型。该方法制造工艺简单,材料选择范围广,成本较低,成型速度快,主要应用于铸造业直接制作快速模具。

        DLP激光成型技术:DLP激光成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似,不过它是使用高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪来固化液态光聚合物,逐层的进行光固化,由于每层固化时通过幻灯片似的片状固化,因此速度比同类型的SLA立体平版印刷技术速度更快。该技术成型精度高,在材料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。

        UV紫外线成型技术:UV紫外线成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似类似,不同的是它利用UV紫外线照射液态光敏树脂,一层一层由下而上堆栈成型,成型的过程中没有噪音产生,在同类技术中成型的精度最高,通常应用于精度要求高的珠宝和手机外壳等行业。

        快速成型工作原理

        快速成型技术是将计算机辅助设计 ( CAD) ,计算机辅助制造 ( CAM ) ,计算机数字控制 ( CNC) ,精密伺服驱动、激光和材料科学等先进技术集于一体的新技术,其基本构思是: 任何三维零件都可以看作是许多等厚度的二维平面轮廓沿某一坐标方向叠加而成.因此依据计算机上构成的产品三维设计模型 ,可先将 CAD系统内的三维模型切分成一系列平面几何信息 ,即对其进行分层切片 ,得到各层截面的轮廓 ,按照这些轮廓 ,激光束选择性地切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂,烧结一层层的粉末材料) ,或喷射源选择性地喷射一层层的粘接剂或热熔材料等 ,形成各截面轮廓并逐步叠加成三维产品 .

        快速成型技术彻底摆脱了传统的“去除”加工法 (即:部分去除大于工件的毛坯上的材料 ,而得到工件 ) ,采用全新的“增长”加工法 (即:用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件 ) ,将复杂的三维加工分解成简单二维加工的组合 ,因此 ,它不必采用传统的加工机床和工模具 ,只需传统加工方法 30%~ 50%的工时和 20%~ 35%的成本 ,就能直接制造产品样品或模具 .通过快速成型技术 ,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的模型或直接制造产品 ,从而可以对产品设计进行快速评估、修改及功能试验 ,大大缩短了产品的研制周期.将快速成型技术用于企业的新产品研发过程 ,可以大大缩短新产品的研制周期 ,确保新产品的上市时间 ,提高企业对市场的快速反应能力;同时也可以降低开模风险和新产品研发成本;及时发现产品设计的错误 ,做到早找错、早更改 ,避免更改后续工序所造成的大量损失 ,提高新产品投产的一次成功率 .因此 ,快速成型技术的应用已成为制造业新产品开发的一项重要策略.

        RP系统可以根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。当然,整个过程是在计算机的控制下,由快速成形系统自动完成的。不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同,系统的工作原理也有所不同,但其基本原理都是一样的,那就是"分层制造、逐层叠加"。这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。

        每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。

        RP技术的基本原理是:将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据,计算机据此信息控制激光器(或喷嘴)有选择性地烧结一层接一层的粉末材料(或固化一层又一层的液态光敏树脂,或切割一层又一层的片状材料,或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂)形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体,再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体,便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来,已经有十几种不同的成形系统,其中比较成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下:

        快速成型SLA原理

        SLA

        "Stereo lithography Appearance"的缩写,即立体光固化成型法.

        用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.

        SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料,工艺原理如图所示。其工艺过程是,首先通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过 数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径 照射到液态光敏树脂表面 , 使表面特定区域内的一层树脂固化后, 当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;然后 升降台下降一定距离 , 固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行第二层扫描,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。

        SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入其它成分,用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快,精度较高,但由于树脂固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。

        3D Systems 推出的Viper Pro SLA system

        SLA 的优势

        ⒈ 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验.

        ⒉ 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具.

        ⒊可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具.

        ⒋ 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本.

        ⒌ 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核.

        ⒍ 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化.

        SLA 的缺憾

        ⒈ SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高.

        ⒉ SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻.

        ⒊ 成型件多为树脂类,强度,刚度,耐热性有限,不利于长时间保存.

        ⒋ 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高.

        ⒌ 软件系统操作复杂,入门困难;使用的文件格式不为广大设计人员熟悉.

        ⒍ 立体光固化成型技术被单一公司所垄断.

        SLA 的发展趋势与前景

        立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化.

        不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大有作为.

        快速成型SLS原理

        SLS

        选择性激光烧结(以下简称SLS)技术最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl ckard于1989年在其硕士论文中提出的。后美国DTM公司于1992年推出了该工艺的商业化生产设备Sinter Sation。几十年来,奥斯汀分校和DTM公司在SLS领域做了大量的研究工作,在设备研制和工艺、材料开发上取得了丰硕成果。德国的EOS公司在这一领域也做了很多研究工作,并开发了相应的系列成型设备。

        国内也有多家单位进行SLS的相关研究工作,如西安交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心,华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公司等,也取得了许多重大成果,如南京航空航天大学研制的RAP-I型激光烧结快速成型系统、北京隆源自动成型有限公司开发的AFS一300激光快速成型的商品化设备。

        选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。SLS技术的快速成型系统工作原理见图1。

        整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉.控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。最后,将未烧结的粉末回收到粉末缸中,并取出成型件。对于金属粉末激光烧结,在烧结之前,整个工作台被加热至一定温度,可减少成型中的热变形,并利于层与层之间的结合。

        与其它快速成型(RP)方法相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,所以SLS的应用越来越广泛。

        SLS技术的金属粉末烧结方法

        3.1金属粉末和粘结剂混合烧结

        首先将金属粉末和某种粘结剂按一定比例混合均匀,用激光束对混合粉末进行选择性扫描,激光的作用使混合粉末中的粘结剂熔化并将金属粉末粘结在一起,形成金属零件的坯体。再将金属零件坯体进行适当的后处理,如进行二次烧结来进一步提高金属零件的强度和其它力学性能。这种工艺方法较为成熟,已经能够制造出金属零件,并在实际中得到使用。南京航空航天大学用金属粉末作基体材料(铁粉),加人适量的枯结剂,烧结成形得到原型件,然后进行后续处理,包括烧失粘结剂、高温焙烧、金属熔渗(如渗铜)等工序,最终制造出电火花加工电极(见图2)。并用此电极在电火花机床上加工出三维模具型腔(见图3)。

        3.2金属粉末激光烧结

        激光直接烧结金属粉末制造零件工艺还不十分成熟,研究较多的是两种金属粉末混合烧结,其中一种熔点较低,另一种较高。激光烧结将低熔点的粉末熔化,熔化的金属将高熔点金属粉末粘结在一起。由于烧结好的零件强度较低,需要经过后处理才能达到较高的强度。美国Texas大学Austin分校进行了没有聚合物粘结剂的金属粉末如CuSn NiSn青铜镍粉复合粉末的SLS成形研究,并成功地制造出金属零件。他们对单一金属粉末激光烧结成形进行了研究,成功地制造了用于F1战斗机和AIM9导弹的工NCONEL625超合金和Ti6A 14合金的金属零件。美国航空材料公司已成功研究开发了先进的钦合金构件的激光快速成形技术。中国科学院金属所和西安交通大学等单位正致力于高熔点金属的激光快速成形研究,南京航空航天大学也在这方面进行了研究,用Ni基合金混铜粉进行烧结成形的试验,成功地制造出具有较大角度的倒锥形状的金属零件(见图4)。

        3.3金属粉末压坯烧结

        金属粉末压坯烧结是将高低熔点的两种金属粉末预压成薄片坯料,用适当的工艺参数进行激光烧结,低熔点的金属熔化,流人到高熔点的颗粒孔隙之间,使得高熔点的粉末颗粒重新排列,得到致密度很高的试样。吉林大学郭作兴等用此方法对FeCu,Fe C等合金进行试验研究,发现压坯激光烧结具有与常规烧结完全不同的致密化现象,激光烧结后的组织随冷却方式而异,空冷得到细珠光体,淬火后得到马氏体和粒状。

        4 SLS技术金属粉末成型存在的问题

        SLS技术是非常年轻的一个制造领域,在许多方面还不够完善,如制造的三维零件普遍存在强度不高、精度较低及表面质量较差等问题。SLS工艺过程中涉及到很多参数(如材料的物理与化学性质、激光参数和烧结工艺参数等),这些参数影响着烧结过程、成型精度和质量。零件在成型过程中,由于各种材料因素、工艺因素等的影响,会使烧结件产生各种冶金缺陷(如裂纹、变形、气孔、组织不均匀等)。

        4.1粉末材料的影响

        粉末材料的物理特性,如粉末粒度、密度、热膨胀系数以及流动性等对零件中缺陷形成具有重要的影响。粉末粒度和密度不仅影响成型件中缺陷的形成,还对成型件的精度和粗糙度有着显著的影响。粉末的膨胀和凝固机制对烧结过程的影响可导致成型件孔隙增加和抗拉强度降低。

        4.2工艺参数的影响

        激光和烧结工艺参数,如激光功率、扫描速度和方向及间距、烧结温度、烧结时间以及层厚度等对层与层之间的粘接、烧结体的收缩变形、翘曲变形甚至开裂都会产生影响。上述各种参数在成型过程中往往是相互影响的,如Yong Ak Song等研究表明降低扫描速度和扫描间距或增大激光功率可减小表面粗糙度,但扫描间距的减小会导致翘曲趋向增大。

        因此,在进行最优化设计时就需要从总体上考虑各参数的优化,以得到对成型件质量的改善最为有效的参数组。制造出来的零件普遍存在着致密度、强度及精度较低、机械性能和热学性能不能满足使用要求等一些问题。这些成型件不能作为功能性零件直接使用,需要进行后处理(如热等静压HIP、液相烧结LPS、高温烧结及熔浸)后才能投人实际使用。此外,还需注意的是,由于金属粉末的SLS温度较高,为了防止金属粉末氧化,烧结时必须将金属粉末封闭在充有保护气体的容器中。

        5 总结与展望

        快速成型技术中,金属粉末SLS技术是人们研究的一个热点。实现使用高熔点金属直接烧结成型零件,对用传统切削加工方法难以制造出高强度零件,对快速成型技术更广泛的应用具有特别重要的意义。展望未来,SLS形技术在金属材料领域中研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型,多元合金材料零件的烧结成型,先进金属材料如金属纳米材料,非晶态金属合金等的激光烧结成型等,尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外,根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。我们相信,随着人们对激光烧结金属粉末成型机理的掌握,对各种金属材料最佳烧结参数的获得,以及专用的快速成型材料的出现,SLS技术的研究和引用必将进入一个新的境界。

        快速成型LOM原理

        LOM

        分层实体制造(LOM——Laminated Object Manufacturing)法,LOM又称层叠法成形,它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料,其成形原理如图所示,激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后,送料机构将新的一层纸叠加上去,利用热粘压装置将已切割层粘合在一起,然后再进行切割,这样一层层地切割、粘合,最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等,此方法除了可以制造模具、模型外,还可以直接制造结构件或功能件。该方法的特点是原材料价格便宜、成本低。

        成形材料:涂敷有热敏胶的纤维纸;

        制件性能:相当于高级木材;

        主要用途:快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。

        快速成型FDM原理

        FDM

        熔积成型(FDM——Fused Deposition Modeling)法,该方法使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高 1℃),在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在工作台上,冷却后形成工件的一层截面,一层成形后,喷头上移一层高度,进行下一层涂覆,这样逐层堆积形成三维工件。该方法污染小,材料可以回收,用于中、小型工件的成形。下图为FDM成形原理图。

        成形材料:固体丝状工程塑料;

        制件性能:相当于工程塑料或蜡模;

        主要用途:塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。

        特点:1、优点:(1)操作环境干净,安全,在办公室课进行;(2)工艺干净、简单、易于操作且不产生垃圾;(3)尺寸精度高,表面质量好,易于装配,可快速构建瓶状或中空零件;(4)原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和金额快速更换;(5)原料价格便宜;(6)材料利用率高;(7)可选用的材料较多,如染色的ABS、PLA和医用ABD、PC、PPSF、人造橡胶、铸造用蜡。

        2、缺点:(1)精度较低,难以构建结构复杂的零件;(2)与截面垂直方向的强度小;(3)成型速度相对较慢,不适合构建大型零件。

        快速成型过程及其前处理

        快速成型的过程包括:前处理 (三维模型的构造、三维模型的近似处理、三维模型的切片快速成型过程图

        处理 )、分层叠加成型 (截面轮廓的制造与截面轮廓的叠合 )和后处理 (表面处理等 ) 。

        快速成型快速成型制造中的数据准备

        1) 三维模型的建立

        由于实现快速成型的系统只能接受计算机构造的产品三维模型 (立体图 ) ,然后才能进行切片处理 ,因此 ,首先应在计算机上实现设计思想的数字化,即将产品的形状、特性等数据输入到计算机中。 目前快速成型机的数据输入主要有两种途径:一是设计人员利用计算机辅助设计软件 (如 Pro /Engineering , SolidWo rks, IDEAS, M DT, Auto CAD等 ) ,根据产品的要求设计三维模型 ,或将已有产品的二维三视图转换为三维模型; 另一种是对已有的实物进行数字化 , 这些实物可以是手工模型、工艺品或人体器官等。这些实物的形体信息可以通过三维数字化仪、 CT和 MRI等手段采集处理 ,然后通过相应的软件将获得的形体信息等数据转化为快速成型机所能接受的输入数据 。

        2) 三维模型的近似处理

        由于产品上往往有一些不规则的自由曲面 ,因此加工前必须对其进行近似处理。在目前快速成型系统中 ,最常见的近似处理方法是 ,用一系列的小三角形平面来逼近自由曲面 。其中 ,每一个三角形用 3个顶点的坐标和 1个法相量来描述。三角形的大小是可以选择的 ,从而能得到不同的曲面近似精度。经过上述近似处理的三维模型文件称为 STL格式文件 (许多 CAD软件都提供了此项功能 ,如Pro/Engineering , SolidW orks, IDEAS, Auto C AD, M DT等 ) ,它由一系列相连的空间三角形组成 。典型的计算机辅助设计都有转换和输出 ST L格式文件的接口 ,但是 ,有时输出的三角形会有少量错误,需要进行局部的修改。

        3)三维模型的切片处理

        由于快速成型是按一层层截面轮廓来进行加工 ,因此 ,加工前必须从三维模型上沿成型的高度方向 ,每隔一定的间隔进行切片处理 ,以便提取截面的轮廓 。间隔的大小根据被成型件精度和生产率的要求选定 ,间隔愈小 ,精度愈高 ,成型时间愈长;;间隔的范围为 0. 05~ 0. 5 mm , 常用 0. 1 m m左右 ,在此取值下 ,能得到相当光滑的成型曲面 。切片间隔选定之后 ,成型时每层叠加的材料厚度应与其相适应.。各种快速成型系统都带有切片处理软件 ,能自动提取模型的截面轮廓。

        快速成型截面轮廓的制造

        根据切片处理得到的截面轮廓 ,在计算机的控制下 ,快速成型系统中的成型头 (激光头或喷头 )在 x-y平面内 ,自动按截面轮廓运动 ,切割纸 (或固化剂,热熔材料 ) ,得到一层层截面轮廓.每层截面轮廓成型后 ,快速成型系统将下一层材料送至成型的轮廓面上 ,然后进行新一层截面轮廓的成型 ,从而将一层层的截面轮廓逐步叠合在一起 ,最终形成三维产品。

        快速成型当前较成熟和典型的快速成型工艺

        随着新型材料特别是能直接快速成型的高性能材料的研制和应用 ,产生了越来越多的更为先进的快速成型工艺技术 。目前快速成型已发展了十几种工艺方法 ,其中较成熟和典型的工艺有:

        1) 液态光敏树脂选择性固化( Stereo Lithog ra phy Apparatus,简称SLA)

        液态光敏树脂选择性固化是最早出现的一种快速成型技术 。快速成型机上有一个盛满液态光敏树脂的液槽 ,这种液态树脂在紫外线的照射下会快速固化。成型开始时 ,可升降工作台处于液面下一个截面厚度的高度 ,聚焦后的紫外激光束 ,在计算机的控制下 ,按截面轮廓的要求 ,沿液面进行扫描 ,使扫描区域固化 ,得到该截面轮廓.。然后 ,工作台下降一层高度 ,其上覆盖另一层液态树脂 ,以便进行第二层扫描固化 ,新固化的一层牢固地粘结在前一层上.如此重复直到整个产品成型完毕 。

        2)薄型材料选择性切割 ( Laminated Object M anufacturing ,简称 LOM )

        这种方法根据三维模型每个截面的轮廓线 ,在计算机的控制下 ,用 CO2激光束对薄型材料(如底面涂胶的卷状纸)进行切割 。逐步得到各层轮廓 ,并将其粘结在一起 ,形成三维产品。

        3)粉末材料选择性烧结 ( Selected Laser Sintering,简称 SLS)

        它采用 CO2激光器和粉末状材料 (如塑料粉 ,陶瓷和粘结剂的混合粉、金属与粘结剂的混合粉 ) 。 成型时 ,先在工作台上铺一层粉末材料 ,然后 ,激光束在计算机的控制下 ,按照截面轮廓的信息 ,对制件的实心部分所在的粉末进行烧结 ,逐步得到各层轮廓。一层成型完成后 ,工作台下降一截面层的高度 ,再进行下一层的烧结 ,如些循环 ,最终形成三维产品。

        4) 丝状材料选择性熔覆( Fused Deposition M odeling,简称FDM )

        快速成型机的加热喷头在计算机的控制下 ,可根据截面轮廓的信息 ,作 x-y平面运动和 z方向的运动.。丝材 (如塑料丝 )有供丝机送至喷头 ,并在喷头中加热、熔化 ,然后被选择性地涂覆在工作台上 ,快速冷却后形成截面轮廓。一层成型完成后 ,工作台下降一截面层的高度 ,再进行下一层的涂覆 ,如此循环 ,最终形成三维产品.。

        5) 粉末材料选择性粘结( Th ree-Dimensional Printing ,简称TDP)

        快速成型机的喷头在计算机的控制下 ,按照截面轮廓的信息 ,在铺好的一层层粉末材料上 ,有选择性地喷射粘结剂 ,使部分粉末粘结 ,形成截面轮廓.一层成型完成后 ,工作台下降一截面层的高度 ,再进行下一层的粘结 ,如此循环 ,最终形成三维产品 。

        快速成型应用实例

        在实际应用中 ,很多产品必须通过模具才能加工出来 。用成型机先制作出产品样件再翻制模具 ,是一种既省时又省费用的方法。

        如新型火箭液氧发动机泵壳 ,用传统机加工方法很难加工 ,必须通过模具成型 。据估算 ,开模时间要 8个月 ,费用至少 30万。如果产品设计有误 ,整套模具就全部报废.。可以用快速成型法为该产品制作塑料样件 ,作为模具母模用于翻制硅胶模.。将该母模固定于铝标准框中 ,浇入配好的硅橡胶 ,静置 12~ 20小时。硅橡胶完全固化 ,打开模框 ,取出硅橡胶用刀沿预定分型线划开 ,将母模取出 ,用于浇铸泵壳蜡型的硅胶模既翻制成功 。通过该模制出蜡型 ,经过涂壳、焙烧、失蜡、加压浇铸、喷沙 ,一件合格的泵壳铸件在短短的两个月内就制造出来了 ,经过必要的机加工 ,即可装机运行 ,使整个试制周期比传统方法缩短了 2 /3,费用节省了 3 /4。

        快速成型意义方向

        快速成型意义

        大大缩短新产品研制周期,确保新产品上市时间;

        ------使模型或模具的制造时间缩短数倍甚至数十倍;

        提高了制造复杂零件的能力;

        ------使复杂模型的直接制造成为可能;

        显著提高新产品投产的一次成功率;

        ------可以及时发现产品设计的错误,做到早找错、早更改,避免更改后续工序所造成的大量损失;

        支持同步(并行)工程的实施;

        ------使设计、交流和评估更加形象化,使新产品设计、样品制造、市场定货、生产准备、等工作能并行进行;

        支持技术创新、改进产品外观设计;

        ------有利于优化产品设计,这对工业外观设计尤为重要。

        成倍降低新产品研发成本;

        ------节省了大量的开模费用

        快速模具制造可迅速实现单件及小批量生产。使新产品上市时间大大提前,迅速占领市场。

        总而言之,RP技术是九十年代世界先进制造技术和新产品研发手段。在工业发达国家,企业在新产品研发过程中采用RP技术确保研发周期、提高设计质量已成为一项重要的策略。当前,市场竞争愈演愈烈,产品更新换代加速。要保持我市产品在国内外市场的竞争力,迫切需要在加大新产品开发投入力度、增强创新意识的同时,积极采用先进的创新手段。RP技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下,可实现任意复杂形状的新产品样件的快速制造。用RP技术快速制造出的的模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、外观验证、工程分析、市场订货等,非常有利于优化产品设计,从而大大提高新产品开发的一次成功率,提高产品的市场竞争力,缩短研发周期,降低研发成本。快速原型制造技术生产力促进中心的成立为本市企业应用RP技术开展产品创新活动提供了很好的前提条件。

        快速成型发展方向

        RP技术已经在许多领域里得到了应用,其应用范围主要在设计检验、市场预测、工程测试(应力分析、风道等)、装配测试、模具制造、医学、美学等方面。RP技术在制造工业中应用最多(达到67%),说明RP技术对改善产品的设计和制造水平具有巨大的作用。

        快速成形技术还存在许多不足,下一步研究开发工作主要在以下几方面:

        ⑴改善快速成形系统的可靠性、生产率和制作大件能力,尤其是提高快速成形系统的制作精度;

        ⑵开发经济型的快速成形系统;

        ⑶快速成形方法和工艺的改进和创新;

        ⑷快速模具制造的应用;

        ⑸开发性能良好的快速成形材料;

        ⑹开发快速成形的高性能软件等。

        快速成型技术特点

        1 制造快速

        RP技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段,能使产品设计和模具生产同步进行,从而提高企业研发效率,缩短产品设计周期,极大的降低了新品开发的成本及风险,对于外形尺寸较小,异形的产品尤其适用。

        2 CAD/CAM技术的集成

        设计制造一体化一直来说是一个难点,计算机辅助工艺(CAPP)在现阶段由于还无法与CAD、CAM完全的无缝对接,这也是制约制造业信息化一直以来的难点之一,而快速成型技术集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术,使得设计制造一体化的概念完美实现。

        3 完全再现三维数据

        经过快速成型制造完成的零部件,完全真实的再现三维造型,无论外表面的异形曲面还是内腔的异形孔,都可以真实准确的完成造型,基本上不再需要再借助外部设备进行修复。

        4 成型材料种类繁多

        各类RP设备上所使用的材料种类有很多,树脂、尼龙、塑料、石蜡、纸以及金属或陶瓷的粉末,基本上满足了绝大多数产品对材料的机械性能需求。

        5 创造显著的经济效益

        与传统机械加工方式比较,开发成本上节约10倍以上,同样,快速成型技术缩短了企业的产品开发周期,使的在新品开发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少,也基本上消除了修改模具的问题,创造的经济效益是显而易见的。

        6 应用行业领域广

        RP技术经过这些年的发展,技术上已基本上形成了一套体系,同样,可应用的行业也逐渐扩大,从产品设计到模具设计与制造,材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用RP技术,使得RP技术有着广阔的前景。

        快速成形与快速模具制造技术模具设计与制造系列内容简介

        本书对快速成形和快速模具制造技术及其应用进行了系统、全面的介绍和论述。全书共分8章:分别介绍了快速成形和快速模具制造技术的基本问题;各主要快速成形系统的原理、所用材料、工艺过程和性能比较;快速成形的前处理与后处理;硅橡胶快速制模技术;金属电弧喷涂快速制模技术;金属树脂快速制模技术;其他快速制模技术;快速成形与快速模具制造技术的发展方向等内容。

        本书可作为高等院校机械工程、材料成形及控制、管理工程、计算机等专业的专科和本科高年级学生教材,也可供从事计算机辅助设计与制造、模具设计与制造等工程技术人。

        快速成形与快速模具制造技术模具设计与制造系列图书目录

        第1章 概述

        1.1 快速成形技术

        1.1.1 快速成形技术的含义

        1.1.2 快速成形与传统制造方法的区别

        1.1.3 快速成形与传统制造方法的关系

        1.1.4 快速成形技术应用案例

        1.2 快速模具制造技术

        1.2.1 快速模具制造技术的含义

        1.2.2 快速模具制造与传统模具制造的关系

        1.3 快速成形和快速模具制造技术发展历史

        1.3.1 国外快速成形和快速模具制造技术发展历史

        1.3.2 国内快速成形和快速模具制造技术发展历史

        1.4 快速成形和快速模具制造技术... [显示全部]

        快速成形与快速模具制造技术内容简介

        快速成形和快速模具制造技术及其应用进行了系统全面的介绍和论述。全书共分8章: 分别介绍了快速成形和快速模具制造技术的基本问题; 各主要快速成形系统的原理、所用材料、工艺过程和性能比较; 快速成形的前处理与后处理; 硅橡胶快速制模技术; 金属电弧喷涂快速制模技术; 金属树脂快速制模技术; 其他快速制模技术; 快速成形与快速模具制造技术的发展方向等内容。

        《快速成形与快速模具制造技术》可作为高等院校机械工程、材料成形及控制、管理工程、计算机等专业的专科和本科高年级学生教材,也可供从事计算机辅助设计与制造、模具设计与制造等工程技术人员的参考用书。

        工装模具制模技术

        高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量,而且与传统的切削加工相比具有温升低(加工工件只升高3℃),热变形小,因而适合于温度和热变形敏感材料(如镁合金等)加工;还由于切削力小,可适用于薄壁及刚性差的零件加工;合理选用刀具和切削用量,可实现硬材料(HRC60)加工等一系列优点 。因此,高速铣削加工技术仍是当前的热门话题,它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展,成为第三代制模技术。

        快速成型与快速模具制造技术及其应用内容简介

        《快速成型与快速模具制造技术及其应用》详细介绍了快速成型制造工艺、快速成型材料及设备、快速成型技术中的数据处理、基于快速原型的软膜快速制造技术、基于快速成型的金属钢质硬膜快速制造技术、快速成型制造技术的应用、基于快速成型技术的产品快速设计与制造系统等。

        模具专业主干课程

        《高等数学》《材料力学》《金属材料热处理》《工程力学》《机械制图》、《机械设计基础》、《塑料模具设计》、《冷冲压模具设计》、《机械制造基础》、《公差与配合》、《Pro/E模具设计》、《UG模具设计》《模具钳工工艺学》、《计算机应用》、《AutoCAD》、《机械加工操作技能实践》、《数控编程与加工》、《模具特种加工》、《MasterCAM,Pro/E机械设计》、毕业设计及《模具制造》。

        模具专业就业前景

        据智通人才市场统计,招聘企业对机械、电子类人才的需求一直居高不下,其中模具类职位更是名列前茅。很多企业的人事经理对模具设计人才和CNC数控加工人才表现出极大的热情。懂绘图软件、会看图纸、会使用AUTOCAD、PRO/E等绘制模具图纸及加工图纸、有一定工作经验的模具设计人才和懂加工工艺、会使用MASTERCAM或UG编写刀路、有一定经验的CNC数控加工人才,是目前社会最急需的人才。数控模具技术人员前途一片光明。

        模具专业就业方向

        1.绝大部分正规大学本科没有这个专业,高中生毕业所学的模具基本为模具操作与制作,因为此专业作为一门技能,大多在技校或职业学校学习,(模具设计的工作由机械设计专业学生完成)

        2.从事模具制造工作,环境非常艰苦,而且存在安全隐患

        3.在本科专业里面,有的院校在机械设计制造及其自动化专业开设模具设计方向,其直接对应的专业则是材料成型及控制工程,这个专业在一些学校会细分为焊接工艺与设备方向、铸造工艺与设备方向、金属压力加工方向。其中金属压力加工方向分为模具设计和轧钢

        模具设计与制造培养目标

        培养从事模具加工工艺与制作及维修能力的高级技术应用性专门人才。

        模具设计与制造培养模式

        其专业核心能力为:1.冷冲模、塑料模的设计与制造,2.模具制造设备的安装、调试、使用和维护。3.产品的开发设计

        模具设计与制造培训要求

        模具设计与制造专业的培养目标是:培养德、智、体、美等方面全面发展,具有良好的职业素质,面向制造行业,从事模具设计、模具加工工艺编制、冲压和塑料成型加工、数控机床的操作以及生产管理等工作的高等技术应用性专门人才。体现为制造方面达到模具制造的技师水平,设计方面达到助理设计师的水平。

        模具设计与制造段核心能力

        冷冲模、塑料模的设计与制造,模具制造设备的安装、调试、使用和维护。

        模具设计与制造课程设置

        专业核心课程与主要实践环节:机械制图、机械设计基础、工程材料与热处理、数控技术、模具制造技术、塑料模具工艺与塑料模具设计、冲压工艺与冲模具设计、塑料成型机械、模具CAD/CAM、模具价格估算 、机加工实习、钳工技能实训、数控机床操作实训、模具技能实训、毕业实习(设计)等,以及各校的主要特色课程和实践环节。

        模具设计与制造深造领域

        模具加工方向:①模具加工生产组织;②模具数控编程加工;③模具三维设计;④产品开发三维设计。其他技术类方向:生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师、CNC工程师等。

        模具设计与制造专业方向

        可设置的专业方向: 金属冷压成型技术、塑性成型技术。

        模具设计与制造就业面向

        机械、电子、电器、轻工、塑料等行业的模具设计、制造和维修,模具设备的安装、调试、维护与管理工作。

        模具设计与制造职业资格

        其他:本专业可获取劳动部组合机床操作工中级职业技术证书、劳动部加工中心操作工中级职业技术证书。

        模具设计与制造专业介绍

        模具设计与制造专业创办于2003年,面向模具设计与制造行业,培养从事模具产品开发、模具设计、模具制造等一线技术与管理岗位工作的高素质技能型人才,累计培养1000多名大专全日制学生,在校学生400余人。校内拥有数控技术中心、模具拆装实训室,模具设计实训室、CAD/CAM综合实验实训室等16个;校外拥有三一重工、中南传动机械厂、富士康科技集团等顶岗实训基地6个;拥有结构合理的教学团队,为专业教学提供良好的保障。学生参加湖南省职业技能竞赛获一等奖1项,二等奖2项、三等奖3项。

        模具设计与制造专业培养模式

        其专业核心能力为:1.冷冲模、塑料模的设计与制造,2.模具制造设备的安装、调试、使用和维护。3.产品的开发设计。

        模具设计与制造专业培训要求

        模具设计与制造专业的培养目标是:培养德、智、体、美等方面全面发展,具有良好的职业素质,面向制造行业,从事模具设计、模具加工工艺编制、冲压和塑料成型加工、数控机床的操作以及生产管理等工作的高等技术应用性专门人才。体现为制造方面达到模具制造的技师水平,设计方面达到助理设计师的水平。

        模具设计与制造专业核心能力

        冷冲模、塑料模的设计与制造,模具制造设备的安装、调试、使用和维护。

        模具设计与制造专业课程设置

        专业核心课程与主要实践环节:机械制图、机械设计基础、工程材料与热处理、数控技术、模具制造技术、塑料模具工艺与塑料模具设计、冲压工艺与冲模具设计、塑料成型机械、模具CAD/CAM、模具价格估算 、机加工实习、钳工技能实训、数控机床操作实训、模具技能实训、毕业实习(设计)等,以及各校的主要特色课程和实践环节。

        模具设计与制造专业专业方向

        可设置的专业方向: 金属冷压成型技术、塑性成型技术。

        模具设计与制造专业就业面向

        机械、电子、电器、轻工、塑料等行业的模具

        倾诚模具图片(8张)设计、制造和维修,模具设备的安装、调试、维护与管理工作。电子信息、轻工生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师、CNC工程师等

        毕业生社会需求量大,待遇较高。模具加工方向①模具加工生产组织;②模具数控编程加工;③模具三维设计;④产品开发三维设计。其他技术类方向:电子信息、轻工生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师、CNC工程师等。

        模具设计与制造专业就业优势

        本专业主要面向机械、模具、汽车、航空、医药等行业,可从事模具设计与制造、产品结构设计与开发、设备调试与管理、数控操作与编程、生产技术管理等相关工作岗位的技术工作。与富士康科技集团、三一重工、东莞汇新模具公司、株洲日新模具有限公司、南通科技投资集团股份有限公司、长丰汽车模具公司、北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司、杭州博洋科技有限公司等企业建立了校外顶岗实习基地。

        模具设计与制造专业职业资格

        其他:湖南信息职业技术学院本专业可获取劳动部组合机床操作工中级职业技术证书、劳动部加工中心操作工中级职业技术证书。

        模具设计与制造专业培养模式

        总的培养要求为:热爱社会主义祖国,拥护党的基本路线,领会马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理,具有爱国主义、集体主义、社会主义思想和良好的思想品德,在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能;具有较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力;具有创新、创业精神、良好的道德和健康的体魄。

        模具设计与制造专业思想素质

        热爱社会主义祖国、拥护中国共产的领导和中国特色社会主义道路,坚持四项基本原则和改革开放的总方针,初步掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理,具有科学的世界观、方法论和正确的人生观;具有遵纪守法的观念,良好的思想品德、社会公德和职业道德;具有开拓创新、团结合作、艰苦奋斗的精神和联系群众、严谨务实的作风;具有为人民服务的高度责任感和为实现现代化而献身的精神。

        模具设计与制造专业知识能力

        具有本专业必需的自然科学、社会科学和管理科学知识;掌握计算机基础知识、必要的网络知识、常用软件知识;具有基本的机械基础知识;具有本专业必须的机械设计理论基础知识、模具材料及成形工艺、模具设计与制造专业知识;掌握模具CAD/CAM基础知识;具有必要的模具维修基础知识。

        具有一定的自学能力;具有模具工艺设计、工艺实施、技术管理能力;具有模具数控加工编程能力;具有注塑模具、冲压模具设计与制造能力;具有一定钳工操作能力、模具修配能力;具有良好的计算机基础应用能力和利用计算机进行辅助设计制造及管理能力;具有熟练运用CAD/CAM软件进行模具造型设计和加工的能力;具有良好的语言表达、文字表达、人际交往能力。

        模具设计与制造专业身心素质

        有一定的体育运动和卫生、军事基本知识,掌握体育运动和科学锻炼身体的方法和基本技能,养成良好的体育锻炼习惯和生活习惯,达到国家规定的大学生体育合格标准,具有良好的心理素质和健康的体魄。

        模具设计与制造专业招生办法

        招生对象及学制:本专业招收应往届高中毕业生、普通中专、职业高中、职业中专毕业生及社会青年,脱产学习,学制三年。

        模具设计与制造专业课程设置

        模具设计与制造专业公共课

        1、思想道德修养与法律基础

        本课程是以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论为指导,理论联系实际地研究大学生成长过程中思想道德修养的客观规律的一门思想、政治和品德教育的课程。它根据我国社会主义现代化建设对大学生的政治、思想、品德方面的要求,以及大学生在政治观、人生观、道德观方面形成发展的规律和特色,教育大学生加强自身的思想道德修养,努力成为社会主义的建设者和接班人。讲授内容:大学生的历史使命,基本国情和基本路线教育,人生观教育,道德教育,社会主义民主法制教育。

        2、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想?

        本课程通过简明扼要地讲授马克思主义的基本观点,进行马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观教育,使学生明确改革是在新形式下,马克思主义的基本原理与我国客观实际的紧密结合,充分发挥马克思主义教育主阵地主渠道作用,帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观,达到培养“四有”人才的目的。

        3、大学英语

        培养学生英语听、说、读、写能力,并能在实践中以英语为工具获取本专业所需的信息,为进一步提高英语水平打下较为坚实的基础。

        主要内容:语音、语法、笔译。着重矫正语音、语调,扩大词汇量,加深基本语法,借助词典翻译一般短文,加强阅读和笔译技能的训练。

        4、计算机文化基础

        通过本课程的学习,让学生掌握计算机基础知识,WindowsXP、Office软件、数据库以及Internet网络基础,其中Office主要介绍Word2007、Excel2007、Powerpoint2007的使用。

        5、高等数学

        :通过学习培养学生用数学分析的方法解决工程问题的能力,为以后学习专业基础课和专业课以及将来从事工程设计打下良好的基础。

        主要内容:函数、极限与连续、导数和微分、积分及其应用、多元函数的微分、二重积分、三重积分、级数等。

        6、体育

        进行体育基本知识的教学和基本技能训练。使学生掌握正确的运动技能和科学的锻炼方法,养成体育锻炼习惯,提高身体素质,达到《国家体育锻炼标准》,具有从事本专业或其他行业所需要的良好身体素质。

        7、形势教育

        本课程是在马克思主义指导下,分析特定时期社会政治、经济、思想文化发展趋势,揭示党和国家在不同时期的方针政策的基本内容和基本精神的思想政治教育课程。主要目的是帮助学生全面正确地认识国际国内形势;认识党和国家面临的形势和任务;拥护党的路线、方针和政策,增强实现改革开放和社会主义现代化建设宏伟目标的信心和社会责任感。

        模具设计与制造专业专业基础课

        1、机械制图及计算机辅助设计

        本课程是一门研究绘制工程图样、图解空间几何问题、计算机绘图和贯彻国家制图有关标准为主要内容的课程,是高等工程专科学校培养具有工程师初步训练的高级工程技术应用型人才的一门必修的技术基础课。它研究绘制和阅读工程图样的原理和方法,为培养学生的制图技能和空间想象能力打下必要的基础。

        其主要任务:

        (1)研究正投影的基本理论和投影特性;

        (2)培养一定的空间想象能力和分析能力;

        (3)培养按照机械制图国家标准的有关规定正确而熟练地绘制和阅读机械图样(零件图和装配图)的能力;

        (4)培养空间几何问题的初步图解能力;

        (5)学习计算机绘图知识,能使用计算机绘图和辅助绘图及相关设备进行绘制二维工程图的能力;

        (6)培养耐心、细致的工作作风及严肃认真的工作态度。

        2、机械设计基础

        本课程主要研究机械中的常用机构和各种通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论及计算方法。它是一门培养学生机械设计能力的专业基础课。通过学习本课程应达到:

        (1)掌握常用机构的工作原理、运动特性以及分析机构的基本知识;

        (2)掌握通用零件的工作原理、特点、计算方法、选用等知识;

        (3)运用标准、手册进行一般参数的通用零件和简单的机械装置进行设计;

        (4)液压与气动传动的基本知识;

        (5)计算机辅助设计软件的实际应用。

        结合机械制图、机械设计等课程,熟练掌握计算机辅助设计软件进行二维工程制图(零件图、装配图)的绘制;熟悉三维产品设计,并完成零部件的造型和模具设计、装配工作;利用图文档案管理系统进行图纸档案管理。

        3、机械制造工艺学

        本课程是一门重要的、涉及面宽、实践性很强的专业基础课。

        主要内容:

        (1)金属切削加工原理与刀具基础知识;

        (2)金属切削机床及切削工艺,电火花加工、电火花线切割加工、激光加工等特种加工和数控加工等当代先进的生产工艺及其特点;

        (3)机床夹具基础知识;

        (4)机械制造工艺过程基础知识和一些典型零件的加工工艺过程;

        (5)机械加工质量分析和提高生产率的方法。

        学习要求:

        掌握金属切削的基本理论,具有根据具体加工条件合理选择刀具(如种类、材质、几何角度、参数等)、选择切削用量及切削液的能力,掌握机械制造工艺的基本理论知识、机床夹具的基本原理、设计方法解算尺寸链等知识,初步分析和处理与切削加工过程中有关的工艺技术问题。

        通过生产实习、实验等实践环节,熟悉制订工艺规程的原则、步骤和方法,对一般机械零件,具备制定机械加工工艺规程和装配工艺的能力;初步具备综合分析机械制造过程中提高产品质量和生产率、降低生产成本等方面问题的能力;对制造技术的新发展有一定的了解。

        4、数控编程与加工

        使学生了解数控编程方法,熟悉数控编程指令,能够对需要编程的机械零件进行必要的工艺分析和轨迹计算,完成零件加工的手工编程和机床操作及加工工作。了解CAD/CAM基本概念,并对现代加工技术有一个概貌性的了解。

        重点内容:零件的数控加工工艺、手工编程、自动编程以及图形编程的原理和实践。通过课程讲解、实验实训等实践环节,使学生掌握数控车床、数控铣床、加工中心以及数控电火花线切割加工机床的零件加工编程技术等,使学生能熟练正确地编制中等复杂程度零件的加工工艺和加工程序。

        实训环节:数控车床编程和加工操作实训;数控铣床及加工中心编程和加工操作实训;电火花、线切割机床的操作、编程实训。

        实训要求:能完成中等复杂零件的从零件图纸到成品的加工工艺、编程、加工操作全过程。

        模具设计与制造专业专业课

        1、塑料模具设计

        本课程是核心专业课程之一,主要讲授塑料模具的设计流程和模具结构,塑料的特性和成型原理、掌握模具的合模和开模动作、塑料件模具结构设计等。

        通过本课程的学习,掌握塑料的基本概念、热塑料的成形加工性能、热塑料制品设计的基本原则,注射成型模具的基本结构及分类、注射成型模具零部件的设计、浇注系统设计等知识,能够完成塑料模具的设计任务以及维护等。

        实训要求:设计、加工、装配、维修。

        2、冲压模具设计

        通过本课程学习,使学生掌握冲压件的结构工艺性及设计、冲压模具设计、冲压工艺设计、冲裁工艺、精密冲裁、弯曲、拉伸及其他成形工艺设计、汽车覆盖件冲压工艺设计、冲模分类、特点、用途,单工序模设计、复合模设计、连续模设计、精冲模设计、覆盖件模具设计、硬质合金冲模设计等知识,掌握冲压模具标准化,冲模术语及冲模技术条件,冲模标准零件,相关国家、国际标准等。

        实践环节:冷冲模的设计、加工、装配、维护,冲压成型工艺的设计与实施。

        3、模具CAD/CAM技术

        CAD/CAM是实现信息处理高度一体化、提高设计制造质量和生产率最佳方法的新技术。通过本课程的学习,使学生能够初步掌握利用计算机来完成多品种模具产品的设计与制造的能力。

        主要内容:CAD/CAM的总体结构、硬件系统、软件系统;机械产品造型设计CAD、计算机辅助制造(CAM)和成组技术(GT);计算机辅助工艺过程设计(CAPP)技术;模具设计CAD等关键技术。

        (1)以实际产品为主线,培养学生做实际产品、满足岗位要求的能力,培养学生掌握三维实体造型、模具设计,数控自动编程一体化技术的能力。

        (2)巩固学生在冷冲模、塑料模、压铸模设计中模具结构设计、模具零件材料以及模架和其他标准件设计等方面的基本专业知识。

        (3)熟练掌握三维造型软件Pro/E等软件在模具设计中的应用。包括三维实体模型建立模具装配模型,设计分型面、浇注系统及冷却系统,生成模具成型零件的三维实体模型,掌握塑料模具核心部分的设计工作。

        (4)熟练掌握数控编程软件CimatronE、MasterCAM软件在模具设计中的应用,生成模具产品的数控程序。

        先修课程:微机原理与应用、机械制造基础、机械设计基础。

        实训软件选用:MasterCAM、Pro/E、CimatronE、CAXA等。

        实训设备:数控机床等。

        实践环节:课程设计、模具设计与数控加工CAM技术应用等。

        4、模具制造工艺

        本课程是模具设计与制造专业的一门主干专业课程,也是一门实践性很强的课程。

        主要内容:冲压工序与冲模分类、冲压设备简介;冲裁模设计、弯曲模设计、拉深模设计及成形模设计;塑料的基本知识、塑件设计;注射模、压注模及压注模设计要点;模具的机械加工、电火花加工;冲模的装配与调整。

        课程任务:使学生具备中等专门技术人才和高素质劳动者所必须的模具制造工艺的基本知识和技能:具备处理模具制造中一般工艺技术问题的能力;掌握冷冲压模具和塑料模具零件的加工工艺过程的编制及模具装配的工艺方法,解决一般性技术难题;掌握模具制造的新技术、新工艺,了解模具制造技术的发展方向。本课程主要讲授模具加工的基础理论和加工方法,模具零件的机械加工工艺和特种加工工艺,以及模具装配工艺。

        通过本课程的学习,学生应达到以下基本要求:

        (1)掌握模具制造的基础知识,熟悉模具的加工工艺及装配工艺;

        (2)具有编制中等复杂模具零件制造工艺规程和分析、解决一般技术难题的能力;

        (3)了解模具制造的各种方法、原理和特点;

        (4)掌握模具制造的新工艺、新技术,了解模具制造技术的发展方向。

        先修课程:机械制图、工程力学、机械制造基础等。

        实践环节:注塑成形、冲压成形、模具制造实训。

        模具设计与制造专业选修课

        1、音乐与绘画

        通过本课程的学习,可以陶冶学生的艺术修养,培养学生的艺术素质,并且在系统的训练过程中,培养学生正确的观察方法和造型能力,为今后的全面发展奠定良好的基础。

        2、大学生就业与创业指导

        目的要求:通过本课程的学习,使毕业生树立正确的择业观并调适在择业过程中可能出现的矛盾心理;掌握一定的求职技巧并转换角色、适应社会发展对人才的需求;了解就业政策,更好地利用就业指导机构指导自身就业。

        主要内容:我国当前的就业形势、大学生就业政策、就业观念、就业准备、职业选择、择业技巧、创业环境与创业机会、择业过程中各主要环节的把握、创业者应具备的素质与能力等。

        3、演讲与写作

        本课程的开设目的是:使学生通过学习,加深对语言的社会本质和交际功能的认识,提高运用祖国语言文字的实际能力,特别是言语交际的实际能力,同时,通过对写作的强化练习,使学生系统地掌握常用应用文体文章的写作理论知识和方法,提高学生在学习、工作和日常生活中实际应用各种文体的写作能力。

        模具设计与制造专业的重要性

        进入富裕社会的原动力

        社会要发展,必须依靠先进的生产力,而推动先进制造技术生产力发展的原动力的代表就是“模具”——一个代表先进制造技术生产力发展工艺装备,一个被誉为“工业之父”,永不落伍的装备行业。我们可以从下述的工业发达国家对“模具”的称谓,了解到模具在社会经济发展和工业领域中的地位——模具是进入富裕社会的原动力(日本),模具是金属加工中的帝王,是磁力工业(欧美)。

        神奇的“模具”必然受到企业的重视,使模具设计与制造专业成为制造业中人才需求量较大的专业之一,并且其专业人才也具有较好的收入。2006年,上海人才市场曾经发布过这样一则消息:年薪20万人民币招博士易,但求一模具技师难。

        模具技术的每一次进步,不仅推动了生产力的发展,还大大丰富了生产资料。且不说我国商周时期精美绝伦的青铜器、汉魏时期的钢铁器、唐宋时期的金银器,且不说古代人们用的各种度量仪器、各种汤勺、钱币,大到鼎炉、编钟等制品闪耀着“模具”的光彩,在现代化的工业生产中,模具更展现出其独领风骚的魅力。60%~90%汽车、电子信息、电器、航空航天等行业产品,需要模具对组成它们的零件成型。现代模具能够成形小到比头发丝还要细小的、应用在微电子元器件上的芯片引脚;也可生产用于水轮发电机组中数米尺寸的定、转子片。采用模具生产制件,不仅能根据产品的要求制造出各种尺寸和形状零件,其尺寸精度和互换性高,而且生产效率高,适合大批量生产。

        模具设计与制造专业重点课程

        1. 制图的基本知识和基本技能

        重点:《机械制图》国家标准中线型和尺寸标注的一般规定。

        难点:绘制平面图形时,使用绘图工具和仪器准确绘制线型和标注尺寸。

        2. 投影法的基本知识

        重点:点、线、面的三面投影及其投影规律,基本立体的投影及在立体表面找点,求作截交线表达切割体,求作相贯线表达相贯体。

        难点:截交线的求作,相贯线的求作。

        3. 组合体

        重点:组合体三视图“长对正、高平齐、宽相等”的投影对应关系,画组合体三视图的方法,形体分析法和线面分析法读组合体三视图,组合体视图的尺寸标注。

        难点:线面分析法读组合体三视图,组合体视图的尺寸标注。

        4. 轴测图

        重点:正等测和斜二测轴测图绘制的基本要求。

        难点:圆及圆角正等轴测图的画法。

        5. 机件常用的表达方法

        重点:基本视图的选用,局部视图和斜视图的应用,剖视图的概念、画法、标注,剖视图的种类,剖切位置和剖切方法,断面图的概念、画法。

        难点:基本视图的选用原则,剖视图的标注方法,剖视图的种类和剖切方法的选择。

        6. 标准件与常用件

        重点:螺纹,螺纹紧固件及其连接。

        难点:螺纹紧固件连接画法。

        7. 零件图

        重点:零件图的视图选择,零件图的尺寸标注,极限与配合的概念及标注,表面粗糙度参数值的选用及标注,读零件图的方法,画零件图的要求。

        难点:零件图的视图选择方法,标注零件图尺寸时尺寸基准的选择,极限与配合的概念及应用,表面粗糙度参数值的选用。

        8. 装配图

        重点:装配图的视图表达,由零件图画装配图,由装配图拆画零件图。

        难点:由装配图拆画零件图的要求、方法。

        模具设计与制造专业考试课程

        模具设计与制造专业

        专业代号:080304

        一、课程设置及使用教材

        序号

        层次

        课程

        代号

        课 程 名 称

        学分

        教材名称

        教材主编

        备 注

        1

        03706

        思想道德修养与法律基础

        2

        《思想道德修养与法律基础》

        刘瑞复

        李毅红


          

        2

        03707

        毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论

        4

        《毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论》

        钱淦荣

        罗正楷


          

        3

        00018

        00019

        计算机应用基础

        计算机应用基础(实践)

        2

        2

        《计算机应用基础》

        杨明福


          

        4

        00022

        高等数学(工专)

        7

        《高等数学(工专)》

        吴纪桃

        漆毅

        推荐课程

        1学年课程

        5

        00699

        材料加工和成型工艺

        4

        《工程材料及成形工艺基础》(第3版)

        杨慧智


          

        6

        01548

        AutoCAD绘图

        4


          
          

        技能考核

        7

        01559

        模具CAD(PRO/E)

        5


          
          

        技能考核

        8

        01560

        模具CAD(UG)

        5


          
          

        技能考核

        9

        01561

        模具CAM(MASTERCAM/POWERMILL)

        5


          
          

        技能考核

        10

        01562

        冲压与塑料成型设备

        4

        《冲压与塑料成型设备》

        范有发


          

        11

        12

        02195

        02196

        数控技术及应用

        数控技术及应用(实践)

        3

        1

        《数控技术及应用》

        林其骏


          

        13

        02218

        冲压工艺及模具设计

        4

        《冲压工艺与模具设计》(第二版)

        成虹

        沟通课程

        14

        15

        02220

        02221

        塑料成型工艺与模具设计

        塑料成型工艺与模具设计(实践)

        4

        2

        《塑料成型工艺与模具设计》

        屈华昌

        沟通课程

        16

        17

        02230

        02231

        机械制造

        机械制造(实践)

        7

        1

        《机械制造》

        刘瑾

        沟通课程

        1学年课程

        18

        06918

        工程图学基础

        7

        《机械工程图学》

        胡建国


          

        19

        07743

        机械设计基础(一)

        6

        《机械设计基础》(第五版)

        杨可桢

        程光蕴

        沟通课程

        20

        01563

        模具设计与制造设计实习

        4


          
          

        技能考核

        总学分83学分

        二、实践性环节考核部分

        1.含实践的课程及实践所占学分

        序号

        层 次

        课程

        代号

        课 程 名 称

        学分

        1

        专科段

        00019

        计算机应用基础(实践)

        2

        2

        02196

        数控技术及应用(实践)

        1

        3

        02221

        塑料成型工艺与模具设计(实践)

        2

        4

        02231

        机械制造(实践)

        1

        2.技能考核课程:(01548)AutoCAD绘图、(01559)模具CAD(PRO/E)、(01560)模具CAD(UG)、(01561)模具CAM(MASTERCAM/POWERMILL)

        3.(01563)模具设计与制造设计实习

        四、新旧课程衔接

        序号

        原计划规定课程及代号

        新计划规定课程及代号

        课程代号

        课程名称

        课程代号

        课程名称

        1

        0001

        0002

        0003

        马克思主义哲学原理

        邓小平理论概论

        法律基础与思想道德修养(任选二门)

        03706

        03707

        思想道德修养与法律基础

        毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论

        2

        0004

        0005

        毛泽东思想概论

        马克思主义政治经济学原理

        03708

        03709

        中国近现代史纲要

        马克思主义基本原理概论

        3

        2314

        模拟电路与数字电路

        04730

        电子技术基础(三)

        注:只通过(0001)马克思主义哲学原理和(0002)邓小平理论概论2门课程中一门的考生,须参加(03706)思想道德修养与法律基础课程的考试;只通过(0003)法律基础与思想道德修养课程的考生,须参加(03707)毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论课程的考试。

        只通过(0004)毛泽东思想概论和(0005)马克思主义政治经济学原理2门课程中一门的考生,须参加(03708)中国近现代史纲要课程的考试。

        模具设计与制造专业教学内容

        1. 模具设计与制造专业绪论

        2. 制图的基本知识和基本技能

        《机械制图》国家标准的一般要求,绘图工具和仪器的使用,绘图的基本方法。

        3. 投影法的基本知识

        点、线、面的投影,基本立体的投影,切割体的投影,相贯体的投影。

        4. 组合体

        组合体三视图基本知识,画组合体三视图,读组合体三视图,组合体视图的尺寸标注。

        5. 轴测图

        轴测图的基本知识,绘制正等测和斜二测图的基本方法。

        6. 机件常用的表达方法

        视图,剖视图的概念、画法和标注,剖视图的种类,剖切位置和剖切方法,断面图,局部放大图、简化画法和其他规定画法。

        7. 标准件与常用件

        螺纹,螺纹紧固件及其连接,键连接、销连接,滚动轴承,齿轮,弹簧。

        8. 零件图

        零件图的作用与内容,零件图的视图选择,零件图的尺寸标注,极限与配合,表面粗糙度与形位公差,零件常见结构,读零件图、画零件图。

        9. 装配图

        装配图的作用与内容,装配图的视图表达,装配图中的零、部件序号和明细栏,装配结构,由零件图画装配图,由装配图拆画零件图。

        模具设计与制造专业就业前景

        模具行业是制造业的基础,大至汽车、小至玩具,其制作均源于一系列大小模具。某报纸曾报道:“从广州市劳动部门获悉,珠江三角洲地区的模具产业规模约占全国1/3左右,但模具工缺口已经超过10万。模具工业是机械制造的主要产业之一,也是国家鼓励外商投资的一大产业。随着入世后制造业中心向中国转移,模具产业有望迎来30%的增长。” 广东省模具工业协会有关人士指出,全省模具企业已有60000家以上,对模具专业技术人才,尤其是高级的模具专业人才需求很大。2002年,模具高级班毕业生月薪均达3000元以上,工作几年后,月工资涨到8000元不成问题。 如模具设计和模具制造的技术人才一般月薪3000元左右,数控技术人才3500元左右,如熟悉设计、加工、造型整个操作过程的高级技术人才月薪高达5000元以上,而技能突出的月薪超过万元也是常见。

        模具分为五金模和塑胶模,是指能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具,也就是通常人们所说的模子。比如手机、玩具、电视机、汽车、飞机等各种产品的外壳和所有零部件的生产都离不开模子。模具是工业之母,是制造行业的基础。因此,模具专业技术人才的就业前景相当广阔。

        据劳动部门统计:全国各地特别是上海、广东沿海经济特区机械技术类人才的需求呈明显上升的趋势。在广东全省模具企业就有60000家以上,模具技工缺口达80万人左右,对全国而言缺口更大,因许多企业难以招聘到技术过硬的中高级模具技术人才,所以模具人才的工资待遇也越来越高。

        模具设计与制造专业岗位要求

        毕业生任职岗位:

        1、从事冷冲压及塑料制品的生产工艺规程制定与实施及现场管理。

        2、从事冷冲模、塑料模等模具的设计、制造、安装、调试、维修工作。

        3、能熟练使用UG软件完成模具的CAD/CAM工作。

        4、从事冲压及塑料新产品的开发工作。

        5、从事模具设计与制造技术管理工作。

        应具备的专业能力要求:

        (1)掌握机械加工及装配的常规工艺技术知识,了解本专业的先进技术及其发展动向。

        (2)掌握UG三维产品设计和工程图生成技术,能阅读和草绘机械加工零件图和产品装配图,正确标注尺寸等技术要求。

        (3)掌握本专业所必需的机械设计基础理论知识,初步掌握机械工程材料及成型技术的基本知识。

        (4)能用UG软件完成对模具的设计、分析、制造、装配。

        (5)掌握机、电、液技术在设备及装备中的应用技术知识。

        (6)掌握计算机在专业应用方面的基本知识。

        (7)了解企业管理及技术经济分析的基本知识。

        模具设计与制造专业深造领域

        模具加工方向:①模具加工生产组织;②模具数控编程加工;③模具三维设计;④产品开发三维设计。其他技术类方向:生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师、CNC工程师等。

        模具设计与制造专业将教会我们如何将金属、塑料等材料变为我们需要的工业产品和日常生活中的制品,教会我们如何设计模具,怎样将设计好的模具制造出来,又怎样在模具中成型及成型材料的工艺性。随着“模具是进入富裕社会的原动力,是黄金”的认识深入人心以及制造业在我国的蓬勃发展,模具专业越来越多地受到考生的关注,这也是来该专业学子走俏的原因。

        模具设计与制造专业有什么理由吸引考生去填报呢?相信大家很清楚,我国正在成为国际的制造中心,成为制造业大国,而模具是各种产品大批量生产的基础装备,没有模具就不能实现批量生产,提高产品质量、降低成本。一个国家从制造大国走向制造强国,模具在其中扮演着十分重要的角色。日本是世界经济和工业强国,他能在第二次世界大战中很快从废墟中崛起,很大程度是因为他在上世纪五十年代的工业振兴纲要中,把模具作为其核心发展的战略目标,促进其工业、国民经济的振兴和发展。我国制造业发展速度很快,原因之一也是我国在“九五”规划到“十一五”规划中,都把模具列为重点发展的基础工业和重点扶持产业,产业的发展极大地推动该产业及其相关产业链的人才的需求。

        模具设计与制造专业被列为国家紧缺人才需求的专业,其毕业生几乎不为找工作发愁。拿我所在的学校来说,模具专业是西部高职高专中惟一的“示范专业”,四川省精品专业,学校的龙头专业,也是学校就业率最高专业之一。该专业毕业生一般都是在制造业内从事生产技术、管理、营销,或生产第一线从事先进数控机床操作,毕业生的主要走向是沿海的经济特区和内地的经济特区,企业对毕业生的评价是能力强、上手快。2006年,到学校要该专业毕业生的岗位与毕业生人数比为1.3:1,可以说,是学生在挑企业,而不是企业挑学生。

        模具行业涉及的产业面很宽,比如金属产品制造业、塑料产品制造业、橡胶产品制造业、陶瓷产品制造业、玻璃产品制造业及各种包装产品。同时,模具技术集设计、制造、产品造型、软件应用为一体,集先进制造技术运用为一体。不难看出,模具设计与制造专业的就业面很广,社会需求很大。

        模具设计与制造专业培养方案

        1、对所设计模具之产品进行可行性分析,以电脑机箱为例,首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组立分析,即我们工作中所说的套图,确保在模具设计之前各产品图纸的正确性,另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性,以确定重点尺寸,这样在模具设计中很有好处的,具体的套图方法这里就不做详细的介绍了。

        2、在产品分析之后所要进行的工作,对产品进行分析采用什么样的模具结构,并对产品进行排工序,确定各工序冲工内容,并利用设计软件进行产品展开,在产品展开时一般从后续工程向前展开,例如一产品需要量五个工序,冲压完成则在产品展开时从产品图纸开始到四工程、三工程、二工程、一工程,并展开一个图形后复制一份再进行前一工程的展开工作,即完成了五工程的产品展开工作,然后进行细致的工作,注意,这一步很重要,同时需特别细心,这一步完成的好的话,在绘制模具图中将节省很多时间,对每一工程所冲压的内容确定好后,包括在成型模中,产品材料厚度的内外线保留,以确定凸凹模尺寸时使用,对于产品展开的方法在这里不再说明,将在产品展开方法中具体介绍。

        3、备料,依产品展开图进行备料,在图纸中确定模板尺寸,包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等,注意直接在产品展开图中进行备料,这样对画模具图是有很大好处的,我所见到有很多模具设计人员直接对产品展开图进行手工计算来备料,这种方法效率太低,直接在图纸上画出模板规格尺寸,以组立图的形式表述,一方面可以完成备料,另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作,因为在绘制各组件的工作中只需在备料图纸中加入定位、销钉、导柱、螺丝孔即可。

        4、在备料完成后即可全面进入模具图的绘制,在备料图纸中再制一份出来,进行各组件的绘制,如加入螺丝孔,导柱孔,定位孔等孔位,并且在冲孔模中各种孔需线切割的穿丝孔,在成型模中,上下模的成型间隙,一定不能忘记,所以这些工作完成后一个产品的模具图差不多已完成了80%,另外在绘制模具图的过程中需注意:各工序,指制作,如钳工划线,线切割等到不同的加工工序都有完整制作好图层,这样对线切割及图纸管理有很大的好处,如颜色的区分等,尺寸的标注也是一个非常重要的工作,同时也是一件最麻烦的工作,因为太浪费时间了。

        5、在以上图纸完成之后,其实还不能发行图纸,还需对模具图纸进行校对,将所有配件组立,对每一块不同的模具板制作不同的图层,并以同一基准如导柱孔等到进行模具组立分析,并将各工序产品展开图套入组立图中,确保各模板孔位一致以及折弯位置的上下模间隙配合是否正确。

        模具(4张)模具图展示

        模具种类

        模具种类很多

        根据加工对象和加工工艺可分为:

        ①加工金属的模具。

        ②加工非金属和粉末冶金的模具。包括塑料模(如双色模具、压塑模和挤塑模等) 、橡胶模和粉末冶金模等。 根据结构特点,模具又可分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。模具一般为单件,小批生产。

        模具分类

        按所成型的材料的不同

        五金模具、塑胶模具、以及其特殊模具。

        五金模具分为:包括冲压模 ( 如冲裁模具、弯曲模具、拉深模具、翻孔模具、缩孔模具、起伏模具、胀形模具、整形模具等)、锻模(如模锻模、镦锻模等)、挤压模具、挤出模具、压铸模具、锻造模具等;

        非金属模具分为:塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同,模具可分为:砂型模具,金属模具,真空模具,石蜡模具等等。其中,随着高分子塑料的快速发展,塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为:注射成型模具,挤塑成型模具,气辅成型 模具等等。

        模具构成

        模具除其本身外,还需要模座、模架、模芯导致制件顶出装置等,这些部件一般都制成通用型。 模具企业需要做大做精,要根据市场需求,及技术、资金、设备等条件,确定产品定位和市场定位,这些做法尤其值得小型模具企业学习和借鉴,集中力量逐步形成自己的技术优势和产品优势。所以,我国模具企业必须积极努力借鉴国外这些先进企业的经验,以便其未来更好的发展。

        模具模具材料

        模具材料最重要的因素是热强度和热稳定性,常用料模具材料:工作温度 成形材料 模具材料

        <300℃锌合金Cr12、Cr12MoV、S-136、SLD、NAK80、GCr15、T8、T10。

        300~500℃铝合金、铜合金 5CrMnMo、3Cr2W8、9CrSi、W18Cr4V、5CrNiMo、W6Mo5Cr4V2、M2。

        500~800℃ 铝合金、铜合金、钢钛 GH130、GH33、GH37。

        800~1000℃ 钛合金、钢、不锈钢、镍合金 K3、K5、K17、K19、GH99、IN100、ЖC-6NX88、MAR-M200、TRW-NASA、WA。

        >1000℃ 镍合金 铜基合金模具、硬质合金模具。

        模具浇注系统分类

        根据浇注系统型制的不同可将塑料模具分为三类:

        (1)大水口模具:流道及浇口在分模线上,与产品在开模时一起脱模,设计最简单,容易加工,成本较低,所以较多人采用大水口系统作业。塑料模具结构分为两部分:动模和定模。随注射机活动部分为动模(多为顶出侧),在注射机射出端一般不活动称为定模。因大水口模具的定模部分一般由两块钢板组成故也有称此类结构模具为两板模。两板模是大水口模具中最简单的结构。

        (2) 细水口模具:流道及浇口不在分模线上,一般直接在产品上,所以要设计多一组水口分模线,设计较为复杂,加工较困难,一般要视产品要求而选用细水口统。细水口模具的定模部分一般由三块钢板组成故也有称此类结构模具为“三板模”。三板模是细水口模具中最简单的结构。

        (3) 热流道模具:此类模具结构与细水口大体相同,其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里,无冷料脱模,流道及浇口直接在产品上,所以流道不需要脱模,此系统又称为无水口系统,可节省原材料,适用于原材料较贵、制品要求较高的情况,设计及加工困难,模具成本高。 热流道系统,又称热浇道系统,主要由热浇口套,热浇道板,温控电箱构成。我们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。单点热浇口是用单一热浇口套直接把熔融塑料射入型腔,它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔,它适用于单腔多点入料或多腔模具。

        模具成型分类

        (1)注射成型

        是先把塑料加入到注射机的加热料筒内,塑料受热熔融,在注射机螺杆或柱塞的推动下,经喷嘴和模具浇注系统进入模具型腔,由于物理及化学作用而硬化定型成为注塑制品。注射成型由具有注射、保压(冷却)和塑件脱模过程所构成循环周期,因而注射成型具有周期性的特点。热塑性塑料注射成型的成型周期短、生产效率高,熔料对模 具的磨损小,能大批量地成型形状复杂、表面图案与标记清晰、尺寸精度高的塑件;但是对于壁厚变化大的塑件,难以避免成型缺陷。塑件各向异性也是质量问题之 一,应采用一切可能措施,尽量减小。

        (2)压缩成型

        俗称压制成型,是最早成型塑件的方法之一。压缩成型是将塑料直接加入到具有一定温度的敞开的模具型腔内,然后闭合模具,在热与压力作用下塑料熔融变成流动状态。由于物理及化学作用,而使塑料硬化成为具有一定形状和尺寸的常温保持不变的塑件。压缩成型主要是用于成型热固性塑料,如酚醛模塑粉、脲醛与三聚氰胺甲醛模塑粉、玻璃纤维增强酚醛塑料、环氧树脂、DAP树脂、有机硅树脂、聚酰亚胺等的模塑料,还可以成型加工不饱和聚酯料团(DMC)、片状模塑料(SMC)、预制整体模塑料(BMC)等。一般情况下,常常按压缩膜上、下模的配合结构,将压缩模分为溢料式、不溢料式、半溢料式三类。

        (3)挤塑成型

        是使处于粘流状态的塑料,在高温和一定的压力下,通过具有特定断面形状的口模,然后在较低的温度下,定型成为所需截面形状的连续型材的一种成型方法。挤塑成型的生产过程,是准备成型物料、挤出造型、冷却定型、牵引与切断、挤出品后处理(调质或热处理)。在挤塑成型过程中,注意调整好挤出机料筒各加热段和机头口模的温度、螺杆转数、牵引速度等工艺参数以便得到合格的挤塑型材。特别要注意调整好聚合物熔体由 机头口模中挤出的速率。因为当熔融料挤出的速率较低时,挤出物具有光滑的表面、均匀的断面形状;但是当熔融物料挤出速率达到某一限度时,挤出物表面就会变 得粗糙、失去光泽,出现鲨鱼皮、桔皮纹、形状扭曲等现象。当挤出速率进一步增大时,挤出物表面出现畸变,甚至支离和断裂成熔体碎片或圆柱。因此挤出速率的控制至关重要。

        (4)压注成型

        亦称铸压成型。是将塑料原料加入预热的加料室内,然后把压柱放入加料室中锁紧模具,通过压柱向塑料施加压力,塑料在高温、高压下熔化为流动状态,并通过浇注系统进入型腔逐渐固化成塑件。此种成型方法,也称传递模塑成型。压注成型适用于各低于固性塑料,原则上能进行压缩成型的塑料,也可用压注法成型。但要求成型物料在低于固化温度时,熔融状态具有良好的流动性,在高于固化温度时,有较大的固化速率。

        (5)中空成型

        是把由挤出或注射制得的、尚处于塑化状态的管状或片状坯材趋势固定于成型模具中,立刻通入压缩空气,迫使坯材膨胀并贴于模具型腔壁面上,待冷却定型后脱模,即得所需中空制品的一种加工方法。适合中空成型的塑料为高压聚乙烯、低压聚乙烯、硬聚氯乙烯、软聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯等。根据型坯成型方法的不同,中空成型主要分为挤出吹塑中空成型和注射吹塑中空成型两种。挤出吹塑中空成型的优点是挤出机与挤出吹塑模的结构简单,缺点是型坯的壁厚不一致,容易造成塑料制品的壁厚不匀。右图是挤出吹塑中空成型原理示意图。注射吹 塑中空成型的优点是型坯的壁厚均匀、无飞边,由于注射型坯有底面,因此中空制品的底部不会产生拼和缝,不仅美观而且强度高。缺点是所用的成型设备和模具价格贵,故这种成型方法多用于小型中空制品的大批量生产上,在使用上没有挤出吹塑中空成型方法广泛。

        (6)压铸成型模具

        压铸成型模具又称传递成型模具。将塑料原料加入预热的加料室,然后向压柱施加压力,塑料在高温高压下熔融,并通过模具的浇注系统进入型腔,逐渐硬化成型,这种成型方法叫作压铸成型,所用的模具叫压铸成型模具。这种模具多用于热固性塑料的成型。

        除此之外,还有泡沫塑料成型模具、玻纤增强塑料低压成型模具等等。

        模具其它分类

        (1)热流道模具

        借助加热装置使浇注系统中的塑料不会凝固,也不会随制品脱模,所以又称无流道模。优点:1)无废料 2)可降低注射压力,可以采用多腔模 3)可缩短成型周期 4)提高制品的质量 适合热流道模塑料的特点:5)塑料的熔融温度范围较宽。低温时,流动性好,高温时,具有较好的热稳定性。6)对压力敏感,不加压力不流动,但施加压力时即可流动。7)比热性好,以便在模具中很快冷却。可用热流道的塑料有PE,ABS,POM,PC,HIPS,PS。常用的热流道有两种:1)加热流道模 2)绝热流道模。

        (2)硬模

        内模件所采用的钢板,买回来后需要进行热处理,如淬火渗碳,才能达到使用的要求,这样的注塑模叫硬模,如内模件采用H13钢,420钢,S7钢。

        (3)软模(44HRC 以下)

        内模件所采用的钢材,买回来后不需要进行热处理,就能达到使用的要求,这样的注塑叫软模。如内模件采用P20钢,王牌钢,420钢,NAK80,铝,铍铜。

        模具双射成型

        模具原理

        基本原理:

        双射成型主要以双射成型机两只料管配合两套模具按先后次序经两次成型制成双射产品。

        工作步骤:

        1.A原料经A料管射入1次成型模制成单射产品A。

        2.经周期开模,产品A留于公模,成型机动模板旋转至B合模。

        3.B原料经B料管射入2次成型模制成双射成品,开模顶出。

        模具设计要点

        一.设计前检讨事项工作步骤

        1.模具材质

        2.成型品

        3.成型机选择

        4.模座基本构造

        二.模具设计重要项目

        1.多色射出组合方式

        2.浇道系统

        (1)射出压力较低。

        (2)快速充填完成,可提升产量。

        (3)可均匀射出,产品质量较好。

        (4)减少废料,缩短射出时间。

        3.成型设备:

        (1)各射出料缸的射出量,决定那一色用那一支料缸。

        (2)打击棒的位置及打击行程。

        (3)旋转盘上水路,油路,及电路的配置问题。

        (4)旋转盘的承载重量。

        4.模座设计:模仁配置设计

        首先考虑到模具公模侧必需旋转180度,模仁设置必需交叉对称排列,否则无法合模成型。

        (1)导柱:具有导引公模与母模的功能.在多色模中必需保持同心度。

        (2)回位销:由于模具必需旋转的动作,所以必需将顶出板固定,在回位销上加弹簧使顶出板保持稳定。

        (3)定位块:确保两模座固定于大固板时不因螺丝的间隙问题而造成偏移。

        (4)调整块(耐磨块):主要用于合模时模具高度z坐标值误差时可以做调整。

        (5)顶出机构:顶出方式的设计与一般模具相同。

        (6)冷却回路设计:模具一与模具二的冷却回路设计尽量相同。

        模具制作检验

        模具的原材料的控制从下列几方面进行:

        1、宏观检验

        化学成分对保证钢材的性能是决定性的,但成分合格,不能全面来说明钢材性能,由于钢材内部组织和成分的不均匀性,宏观检验在很大程度上补充了这方面的不足。

        宏观检测可以观察钢的结晶情况,钢的连续性的破坏和某些成分的不均匀性。

        标准《结构钢的低倍组织缺陷评级图》GB1979

        宏观常见8种缺陷:偏析、疏松、夹杂、缩孔、气泡、白点、裂缝、折叠。

        模具图片(5张)2.1、退火组织的评定

        退火的目的,降低钢的硬度,便于机加工,同时也为后续的热处理作组织准备。

        碳素工具钢退火组织按GB1298第一级别评级图评定。

        2.2、碳化物不均匀性

        Cr12型莱氏体钢,组织中含有大量的共晶碳化物,碳化物不均匀性对使用性能产生非常重要的影响,所以对其碳化物的分布必须有严格的控制。

        总而言之,由于模具生产厂和车间的生产对象比较繁琐,并且多少又是单件、小批量,从而为模具生产定额的制定和管理带来一定的难度,再加上各厂和车间的生产方式、设备、技术素质又不太一样,所以在制定定额时,必须要根据本厂和车间的实际情况,找出适当的方法制定出既先进又合理的工时定额,以提高劳动生产率的目的。

        模具生产流程

        模具就是一个模型,按照这个模型做出产品来,但是模具是怎样生产出来的呢,可能除了模具专业人士大多数回答不出来.模具已经在我们生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具,如,电脑,电话机,传真机,键盘,杯子等等这些塑胶制品就不用说了,另外像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出来的,光一个汽车各种各样的模具就要用到2万多个.所以说现代生活模具的作用不可替代.只要批量生产就离不开模具。

        那么模具是怎样做成的呢?

        下面对现代模具生产流程做一个简单的介绍。

        1)ESI(Earlier Supplier Involvement 供应商早期参与):此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开发等方面的技术探讨,主要的目的是为了让供应商清楚地领会到产品设计者的设计意图及精度要求,同时也让产品设计者更好地明白模具生产的能力,产品的工艺性能,从而做出更合理的设计。

        2)报价(Quotation):包括模具的价格、模具的寿命、周转流程、机器要求吨数以及模具的交货期。(更详细的报价应该包括产品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。)

        3)订单(Purchase Order):客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受。

        4)模具生产计划及排工安排(Production Planning and Schedule Arrangement):此阶段需要针对模具的交货的具体日期向客户作出回复。

        5)模具设计(Design):可能使用的设计软件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等

        6)采购材料

        7)模具加工(Machining):所涉及的工序大致有车、锣(铣)、热处理、磨、电脑锣(CNC)、电火花(EDM)、线切割(WEDM)、坐标磨(JIG GRINGING)、激光刻字、抛光等。

        8)模具装配(Assembly)

        9)模具试模(Trial Run)

        10)样板评估报告(SER)

        11)样板评估报告批核(SER Approval)

        模具设计原理

        因为不同的成型模具已应用很多领域,加之专业模具的制造技术在这些年也有了一定的变化发展,因此在这部分,总结了真空吸塑成型模具的一般设计规则。

        真空吸塑成型模具的设计包括了批量大小、成型设备、精度条件、几何形状设计、尺寸稳定性及表面质量等内容。

        1、批量的大小实验用,模具产量小时,可采用木材或树脂进行制造。但是,如果实验用模具是为了获得制品有关收缩、尺寸稳定性及循环时间等的数据时,应该使用单型腔模具来实验,且能保证其能在生产条件下运用。模具一般用石膏、铜、铝或铝-钢合金制造,很少用到铝-树脂。

        2、几何形状设计,设计时,经常要综合考虑尺寸稳定性及表面质量。例如,制品设计和尺寸稳定性要求采用阴模(凹模),但是表面要求光泽度较高的制品却要求使用阳模(凸模),这样一来,塑件订购方会综合考虑到这两点,以使制品能在最佳条件下进行生产。经验证明,不符合实际加工条件的设计往往是失败的。

        3 、尺寸稳定,在成型过程中,塑件与模具接触的面要比离开模具部分的尺寸稳定性更好。如果日后由于材料刚度的需要要求改变材料厚度,可能导致要将阳模转换为阴模。塑件的尺寸公差不能低于收缩率的10%。

        4 、塑件表面 ,就成型材料能够包住的范围而言,塑件可见面的表面结构应在与模具接触处成型。如果可能的话,塑件的光洁面不要与模具表面接触。就像采用阴模制造浴盆和洗衣盆的情况。

        5、修饰, 如果使用机械式水平锯锯掉塑件的夹持边,在高度方向上,至少要有6~8mm的余量。其他的修整工作,如磨削、激光切削或射流,也必须留有余量。刀口模切割线间的间隙最小,冲孔模修整时的分布宽度也很小,这些都是要注意的。

        6 、收缩和变形 ,塑料易收缩(如PE) ,有些塑件易变形,无论如何预防,塑件在冷却阶段都会发生变形。在这种条件下,就要改变成型模具的外形来适应塑件的几何偏差。例如:尽管塑件壁保持平直,但其基准中心已偏离10mm ;可以抬高模具底座,以调整这种变形的收缩量。

        7、收缩量, 在制造吸塑成型模具时一定要考虑到下列的收缩因素。① 成型制品收缩。如果不能清楚地知道塑料的收缩率,则必须取样或用相似形状的模具通过试验来得到。注意:通过这种方法只能得到收缩率,不能得到变形尺寸。② 中间介质的不利影响造成的收缩,如陶瓷、硅橡胶等。③ 模具所用材料的收缩,如铸造铝时的收缩。

        模具模具设计

        按国家职业定义,模具设计是:从事企业模具的数字化设计,包括型腔模与冷冲模,在传统模具设计的基础上,充分应用数字化设计工具,提高模具设计质量,缩短模具设计周期的人员。

        模具概念

        冲压模具整体构造可分成二大部分:

        (1)共通部分。

        (2)依制品而变动的部分。共通部分可加以标准化或规格化,依制品而变动的部分是难以规格化。

        模具规格

        1. 模板之构成

        冲压模具之构成将依模具种类及构成及相异,有顺配置型构造与逆配置型构造二大类。前者是最常使用的构造,后者构造主要用于引伸成形模具或配合特殊模具。

        2. 模具之规格

        (1)模具尺寸与锁紧螺丝

        模具图片(3张)模板之尺寸应大于工作区域,并选择标准模板尺寸。模板锁紧螺丝之位置配置与模具种类及模板尺寸有关。其中单工程模具最常使用锁紧螺丝配置于四边角,最标准形式工作区域可广大使用。长形之模具及连续模具最常使用锁紧螺丝配置于四边角及中间位置。

        (2)模板之厚度

        模板之厚度选择与模具之构造、冲压加工种类、冲压加工加工力、冲压加工精度等有绝对关系。依据理论计算决定模具之厚度是困难的,一般上系由经验求得,设计使用的模板厚度种类宜尽量少,配合模具高度及夹紧高度加以标准化以便利采购及库存管理。

        模具模板设计

        连续模具之主要模板有冲头固定板、压料板、凹模板等等,其构造设计依冲压制品之精度、生产数量、模具之加工设备与加工方法、模具之维护保养方式等有下列三种形式:(1)整块式,(2)轭式,(3)镶入式。

        1. 整块式

        整块式模板亦称为一体构造型,其加工形状必须是封闭的。整块式模板主要用于简单结构或精度不高的模具,其加工方式以切削加工为主(不需热处理),采用热处理之模板必须再施行线切割加工或放电加工及研磨加工。模板尺寸长(连续模具)之场合将采用两块或多块一体型并用之。

        2. 轭式

        轭式模板之中央部加工成凹沟状以组装块状品。其构造依应用要求,凹沟部可以其他模板构成之。此轭式模板构造之优点有:沟部加工容易,沟部宽度可调整之,加工精度良好等。但刚性低是其缺点。

        轭式模板之设计注意事项如下:

        (1)轭板构部与块状部品之嵌合采中间配合或轻配合方式,如采强压配合将使轭板发生变化。

        (2)轭板兼俱块状部品之保持功能,为承受块状部品之侧压及面压,必须具有足够的刚性。还有为使轭板沟部与块状部品得到密着组合,其沟部角隅作成逃隙加工,如轭板沟部角隅不能作成逃隙加工,则块状部品须作成逃隙加工。

        (3)块状部品之分割应同时考虑其内部之形状,基准面必须明确化。为使冲压加工时不产生变形,亦要注意各个块状部品之形状。

        (4)轭板组入许多件块状部品时,由于各块状部品之加工累积误差使得节距产生变动,解决对策是中间块状部品设计成可调整方式。

        (5)块状部品采并排组合之模具构造,由于冲切加工时块状部品将承受侧压使各块状部品间产生间隙或造成块状部品之倾斜。此现象是冲压尺寸不良、冲屑阻塞等冲压不良之重要原因,因此必须有充分的对策。

        (6)轭板内块状部品之固定方法,依其大小及形状有下列五种:A.以锁紧螺丝固定,B.以键固定,C.以揳形键固定,D.以肩部固定,E.以上压件(如导料板)压紧固定。

        3. 镶入式

        模板中加工圆形或方形之凹部,将块状部品镶合嵌入于模板中,此种模板称为镶入式构造,此构造之加工累积公差少、刚性高,分解及组立时之精度再现性良好。由于具有容易机械加工、加工精度由工作机械决定、最后调整之工程少等优点,镶入式模板构造已成为精密冲压模具之主流,但其缺点是需要高精度的孔穴加工机。

        连续冲压模具采用此模板构造时,为使模板具有高刚性要求,乃设计空站。镶入式模板构造之注意事项如下所述:

        (1)嵌入孔穴之加工:模板之嵌入孔穴加工使用立式铣床(或治具铣床)、综合加工机、治具镗床、治具磨床、线割放电加工机等。嵌入孔穴之加工基准,使用线割放电加工机时,为提高其加工精度乃进行二次或以上之线割加工。

        (2)嵌入件之固定方法:嵌入件固定方法之决定因素有不变动其加工的精度、组立及分解之容易性、调整之可能性等。嵌入件之固定方法有下列四种:A.以螺丝固定,B.以肩部固定,C.以趾块固定,D.其上部以板件压紧。凹模板之嵌入件固定方法亦有采用压入配合,此时应避免因加工热膨胀而产生的松弛结果,使用圆形模套嵌入件加工不规则孔穴时应设计回转防止方法。

        (3)嵌入件组立及分解之考量:嵌入件及其孔穴加工精度要求高以进行组立作业。为得到即使有稍微的尺寸误差亦能于组立时加以调整,宜事先考虑解决对策,嵌入件加工之具体考虑事项有下列五项:A.设有压入导入部,B.以隔片调整嵌入件之压入状态及正确位置,C·嵌入件底面设有压出用孔穴,D.以螺丝锁紧时宜采用同一尺寸之螺丝,以利锁固及松开,E.为防止组立方向之失误,应设计防呆倒角加工。

        设计 

        1. 单元

        模具对准单元亦称为模具刃件之对合引导装置。为确实保持上模与下模之对准及缩短其准备时间,依制品精度及生产数量等条件要求,模具对准单元主要有下列五种:


          (1)无导引型:模具安装于冲床时直接进行其刃件之对合作业,不使用引导装置。

        (2)外导引型:此种装置是最标准的构造,导引装置装设于上模座及下模座,不通过各模板,一般称为模座型。

        (3)外导引与内导引并用型(一):此种装置是连续模具最常使用之构造,冲头固定板及压料板间装设内导引装置。冲头与凹模之对合利用固定销及外导引装置。内导引装置之另一作用是防止压料板倾斜及保护细小冲头。

        (4)外导引与内导引并用型(二):此种装置是高精密度高速连续模具之使用构造,内导引装置贯穿冲头固定板、压料板及凹模固定板等等。内导引装置本身亦有模具刃件对合及保护细小冲头作用。外导引装置之主要作用是模具分解及安装于冲床时能得到滑顺目的。

        (5)内导引型:此构造不使用外导引装置,内导引装置贯穿冲头固定板、压料板及凹模固定板等等,正确地保持各块板之位置关系性以保护冲头。

        2. 导柱及导套单元

        模具之导引方式及配件有导柱及导套单元之种类有两种:(A).外导引型(模座型或称主导引),(B).内导引型(或称辅助引)。另行配合精密模具之要求,使用外导引与内导引并用型之需求性高。

        (1)外导引型:一般上使用于不要求高精密度之模具,大多与模座构成一单元贩卖之,主要作用是模具安装于冲床时之刃件对合,几乎没有冲压加工中之动态精度保持效果。

        (2)内导引型:由于模具加工机之进展,急速普及。主要作用除了模具安装于冲床时之刃件对合外,亦有冲压加工中之动态精度保持效果。

        (3)外导引与内导引并用型:一副模具同时使用外导引与内导引装置。

        3. 冲头与凹模单元 (圆形)

        (1)冲头单元:圆形冲头单元依其形状(肩部型及平直型)、长度、维修之方便性,使用冲头单元宜与压料板导套单元配合。

        (2)凹模单元:圆形凹模单元亦称为凹模导套单元,其形式有整块式及分开式,依生产数量、使用寿命及制品或冲屑之处理性,凹模单元之组合系列有:(A).使用模板直接加工凹模形状,(B).具有二段斜角之逃隙部,(C).是否要使用背板,(D).不规则凹模形状必须有回转防止设计。

        4. 压料螺栓与弹簧单元

        (1)、压料螺栓单元:压料板螺栓之种类有:(A).外螺丝型,(B).套筒型,(C).内螺丝型。为保持压料板于指定位置平行状态,压料螺栓之停止方法(肩部接触部位):(A).模座凹穴承受面,(B).冲头固定板顶面,(C).冲头背板顶面。

        (2)、压料弹簧单元:可动式压料板压料弹簧单元可大致分为:(A).单独使用型,(B).与压料螺栓并用型

        选择压料弹簧单元时最好考虑下列要点再决定之:

        (A)、确保弹簧之自由长度及必要的压缩量 (压缩量大之弹簧宜置于压料板凹穴)。

        (B)、初期的弹簧压缩量 (预压缩量) 或荷重之调整有无必要。

        (C)、考量模具组立或维护保养之容易性。

        (D)、考量与冲头或压料螺栓长度之关系。

        (E)、考量安全性 (防止弹簧断裂时之飞出)。

        5. 导引销单元 (料条送料方向之定位)

        (1)、导引销单元:导引销之主要作用是连续冲压加工时得到正确的送料节距。冲压模具用导引单元有间接型 (导引销单独使用) 及直接型(导引销装设于冲头内部)两种形式。

        (2)、导引销之组装方式与冲孔冲头有相同(装设于冲头固定板)。利用弹簧将其受制于冲头固定板。

        (3)、导引销另外装设于压料板之形式,由于要求导引销突出于压料板之量达到一定及防止模具上升时之容易带上被加工材料,压料板之刚性及导引形式有必要注意之。

        (4)、导引销单元有直接型,其装设于冲头内,主要用于外形冲切(下料加工) 或引伸工程之切边加工,其位置定位系利用制品之孔及引伸部内径。

        6. 导料单元

        (1)、外形冲切 (下料加工) 或连续冲压加工时,为使被加工材料之宽度方向受到导引及得到正确的送料节距,乃使用导料单元。

        (2)、料条宽度方向之导引装置,导引方式有:(A).固定板导引销型,(B).可动导引销型,(C).板隧道导引型 (单块板),(D).板导引型 (两块构成),(E).升料销导引型 (有可动式、固定式及两者并用之。

        (3)、起始停止之导引装置,其形式有:(1).滑块式,(2).可动销式等两种,主要作用是材料置于模具之最初起始位置定位。

        (4)、送料停止装置,可正确地决定出送料节距,主要用于人手送料之场合,其形式有:(A).固定式停止销,(B).可动式停止销,(C).边切停止方式,(D).挂钩停止机构,(E).自动停止机构。

        (5)、侧推式导料机构,冲压加工时材料被压向一方,可防止材料因料条宽度与导料件宽度差所产生的蛇行现象。

        (6)、胚料位置定位导料机构,其形式有:(A).固定销导料型(利用胚料之外形),(B).固定销导料型 (利用胚料之孔穴),(C).导料板 (大件部品用),(D).导料板 (一体形),(E).导料板(分割形)。

        7. 升料与顶料单元

        (1)、升料销单元:其主要作用是进行连续冲压加工时将料条升至凹模上 (位置高度称为送料高度,并达到顺利送料目的,其形式有:(A).升料销型 (圆形,纯粹升料用),是最普通的升料销单元。(B).升料销型 (圆形,设有导料销用孔),升料销设有导料销用孔可防止材料承受导引销之变形及使导引销确实发生作用。(C).升料及导料销型,兼俱导料功能,连续模具之导料最常使用此形式升料销型。(D).升料销型(方形) 如有需求设有空气吹孔。(E).升料及导料销型 (方形)。

        (2)、顶料单元:自动冲压加工时必须防止冲切制品或冲屑之跳于凹模表面以避免模具损坏及不良冲压件之产生。

        (3)、顶出单元:顶出单元之主要作用是每次冲压加工时将制品或废料自凹模内顶出。顶出单元之装设场所有二:(A)、逆配置型模具时装设于上模部份,(B).顺配置型模具时装设于下模部份。

        8.固定销单元

        模具图片(5张)固定销单元之形状及其尺寸依标准规格需要而设计,使用时之注意事项有:(A).固定销孔宜为贯穿孔,不能的场合,考虑容易使用螺丝卸除之设计方法。(B).固定销长度适度最好,不可大于必要的长度。(C).固定销孔宜有必要的逃离部。(D).置于上模部份之场合,应设计防止落下之机构以防止其掉落。(E).采用一方压入配合一方滑动配合之场合,滑动侧之固定销孔稍微大于固定销。(F).固定销之数量以两只为原则,尽量选择相同之尺寸。

        9.压料板单元

        压料板单元之特别重要点是压料面与凹模面有正确的平行度及缓冲压力要求平衡。

        10. 误送检测单元

        以连续模具冲压加工时,模具必须设计失误检出单元以检出送料节距之变化量是否超过其基准而停止冲床之运转。失误检出单元是装设于模具内部,依其检出方法有下列两种装设形式:(A).上模内装设检出销之形式,当其偏离料条孔穴时,将与料条相接触而检知。(B).下模内装设检出销之形式,当料条之一部与检出销接触而检知。

        11. 废料切断单元

        连续冲压加工时料条 (废料) 将陆续离开模具内,其处理方式有两种:(A).利用卷料机卷取之,(B).利用模具切断装置将其细化。又后者之方式有两种:(A).利用专用废料切断机 (设置于冲压机械外部),(B).装设于连续模具最后工程之切断单元。

        12. 高度停止块单元

        高度停止块单元之主要作用是正确地决定上模之下死点位置,其形式有下列两种:(A).冲压加工时亦经常接触之方式,(B).组装时才接触,冲压加工时不接触之方式。还有,当模搬运、保管时,为防止上模与下模之接触,最好于上模与下模之间置入隔块。当精度要求无必要时,其使用标准可采用螺丝调整型。

        模具主要元件

        1. 标准部品及规格

        模具用标准规格之选择方法最好考量下列事项:(A).使用的规格内容不受限制时,最好采用最高层者。(B).原则上采用标准数。(C).模具标准部品无此尺寸时,采用最接近者再进行加工。

        2.冲头之设计

        冲头依其功能可大致分为三大部份:(A).加工材料之刃部先端(切刃部,其形状有不规则形、方形、圆形等)。(B).与冲头固定板接触部(固定部或柄部,其断面形状有不规则形、方形、圆形等)。(C).刃部与柄部之连结部份 (中间部)。

        冲头各部份之设计基准分别从 (A).切刃部长度,(B).切刃部之研磨方向,(C).冲头之固定法及柄部之形状等方面简述之。

        3. 冲头固定板之设计

        冲头固定板之厚度与模具及荷重之大小有关系性,一般上为冲头长度之30~40%,还有冲头引导部长度宜高于冲头直径之1.5倍

        4. 导引销(冲头)之设计

        导引销 (冲头) 之引导部直径与材料导引孔之间隙,其尺寸及突出压料板之量依材料之厚度而设计,导引销之先端形状大致分为两种:A.炮弹形,B.圆锥形 (推拔形)。

        (1).炮弹形是最普通之形式,市面上亦有标准部品。

        (2).圆锥形有一定的角度,很适合用于小件之高速冲压,推拔角度之决定因素有冲压行程、被加工件之材质、导引孔之大小,加工速度等。推拔角度大时较容易修正被加工材料之位置,但推拔部之长度将变长。推拔部与圆筒部连接处宜滑顺之。

        5.凹模之设计

        (1).冲切凹模之设计

        冲切凹模之形状设计应考量之要项有:A.模具寿命及逃角之形状,B.凹模之剪角,C.凹模之分割。

        (A).模具寿命及逃角之形状:此设计是非常重要的事项,如设计不正确将会造成冲头之破损、冲屑之堵塞或浮上、毛边之发生等冲压加工不良现象。

        (B).凹模之剪角:外形冲切时为减低其冲切力,凹模可采剪角设计,剪角大时冲切力之减低亦大,但易造成制品之反曲及变形。

        (C).凹模之分割:凹模必须施以成形研磨等精加工,由于其是凹形状,研磨工具不易进入,故必须加以分割。

        (2).弯曲凹模之设计

        弯曲加工用凹模之设计,为防止回弹及过度弯曲等现象之发生,U形弯曲加工用凹模之部形状为双R与直线部 (斜度为30度) 之组合,最好近似R形状。R部形状经成形研磨或NC放电加工后应施以抛光处理。

        (3).引伸凹模之设计

        引伸凹模角隅部形状及逃角形状是非常重要的设计事项,有关角隅部及逃角之形状及特征如下:引伸凹模R角值大时较易引伸加工,但亦产生引伸产品表面产生皱摺现象,引伸制品侧壁厚度大于板厚。引伸厚板件及顶出困难之场合,凹模R值要取小,约为板厚之1-2倍,一般上圆筒及方筒引伸凹模之大多引伸部作成直段状,为防止烧着发生、润滑油油膜之破坏及减少顶出力等目的,直段部下方宜有逃部 (阶段形或推拔形) 设计。特别是引缩加工之场合,此直段部有必要尽量少。

        6. 冲头之侧压对策

        冲压加工时冲头左右承受均等之荷重是最佳理想 (即侧压为零) 状态,冲头承受侧向压力时将使上模与下模产生横方向之偏移,造成模具间隙之部份变大或变小 (间隙不均匀) 及无法得到良好精度的冲压加工。有关冲头之侧压对策有下列方法:(A).改变加工方向,(B).单侧加工 (冲切、弯曲、引伸等) 之制品宜采两排布列方式,(C).冲头或凹模装设侧压挡块,切刃之侧面设有导引部 (尤其是切断及分断加工)。

        7. 背压板之设计

        冲压加工时主要作用件(冲头、压料板、凹模) 之后方将承受面压,当冲压力高于面压力时宜采用背压板 (特别是冲头及凹模模套之背面) 背压板之使用方式有局部使用与全面使用两种形式。

        模具设计软件

        现代工业发展很快,基本上都是利用电脑进行设计和加工,其精度能够保证在0.002~0.01。搞模具设计工作有一条无边无际的广阔天地.如果能够用电脑进行辅助设计,则你的对手,无形之中,就落在你的后面了.常用模具设计软件有AUTOCAD Pro/E UG SW CImatron,mishiong 等等。

        模具对寿命的影响

        设计是模具生产中的关键步骤、生产的初始环节,把控着模具生产的全过程,因此设计还对模具的使用寿命有着极大的影响,设计主要从以下两个方面影响冲压模具的使用寿命。

        (1)模具的导向机构精度。准确和可靠的导向,对于减少模具工作零件的磨损,避免凸、凹模啃伤影响极大,尤其是无间隙和小间隙冲裁模、复合模和多工位级进模则更为有效。为提高模具寿命,设计时必须根据工序性质和零件精度等要求,正确选择导向形式和确定导向机构的精度。

        (2)模具(凸、凹模)刃口几何参数。凸、凹模的形状、配合间隙和圆角半径不仅对冲压件成形有较大的影响,而且对于模具的磨损及寿命也影响很大。如模具的配合间隙直接影响冲裁件质量和模具寿命。精度要求较高的,设计中就宜选较小的间隙值;反之则可适当加大间隙,以提高模具寿命。

        模具常用软件

        模具塑料模具

        PTC的EMX,Siemens的NXMold Wizard,CimatronE,Delcam Moldmaker,Missler 的Topsolid Mold,Think3的Mold Design,Manusoft的IMOLD,R&B的MoldWorks等。

        模具五金模具

        PTC的PDX、Siemens的NXProgressive Die Design、Logopress的Logopress3、3D QuickTools Limited的3DQuickPress、R&B Mold & Die Design的MoldWorks、Missler的Topsolid Progress等。

        模具模具制造

        模具设计制作的要求是:尺寸精确、表面光洁;结构合理、生产效率高、易于自动化;制造容易、寿命高、成本低;设计符合工艺需要,经济合理。

        模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素。模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模,还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失,可采用多型腔模具,在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。在大批量生产中应采用高效率、高精度、高寿命的模具。

        冲压模应采用多工位级进模,可采用硬质合金镶块级进模,以提高寿命。在小批量生产和新产品试制中,应采用结构简单、制造快、成本低的简易模具,如组合冲模、薄板冲模、聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌合金模、超塑性合金模等。模具已开始采用计算机辅助设计(CAD),即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行最优化设计。这是模具设计的发展方向。

        模具

        模具制造按结构特点,分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。冲裁模利用凸模与凹模的尺寸精确配合,有的甚至是无间隙配合。其他锻模如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模,用于成形立体形状的工件。型腔模在长、宽、高 3个方向都有尺寸要求,形状复杂,制造困难。模具生产一般为单件、小批生产,制造要求严格、精确,多采用精密的加工设备和测量装置。

        平面冲裁模可用电火花加工初成形,再用成形磨削,坐标磨削等方法进一步提高精度。成形磨削可用光学投影曲线磨床,或带有缩仿、修打砂轮机构的平面磨床,也可在精密平面磨床上采用专用成形磨削工具磨削。坐标磨床可用于模具的精密定位,以保证精密孔径和孔距。也可用计算机数控(CNC)连续轨迹坐标磨床磨削任何曲线形状的凸模和凹模。型腔模多用仿形铣床加工、电火花加工和电解加工。将仿形铣加工与数控联合应用和在电火花加工中增加三向平动头装置,都可提高型腔的加工质量。电解加工中增加充气电解可提高生产效率。

        模具模具选材

        模具选材是整个模具制作过程中非常重要的一个环节。

        模具选材需要满足三个原则,模具满足耐磨性、强韧性等工作需求,模具满足工艺要求,同时模具应满足经济适用性。

        模具条件要求

        1、耐磨性

        坯料在模具型腔中塑性变性时,沿型腔表面既流动又滑动,使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦,从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

        硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下,模具零件的硬度越高,磨损量越小,耐磨性也越好。另外,耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。

        2.强韧性

        模具的工作条件大多十分恶劣,有些常承受较大的冲击负荷,从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断,模具要具有较高的强度和韧性。

        模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

        3.疲劳断裂性能

        模具工作过程中,在循环应力的长期作用下,往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。

        模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。

        4.高温性能

        当模具的工作温度较高进,会使硬度和强度下降,导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此,模具材料应具有较高的抗回火稳定性,以保证模具在工作温度下,具有较高的硬度和强度。

        5.耐冷热疲劳性能

        有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态,使型腔表面受拉、压力变应力的作用,引起表面龟裂和剥落,增大摩擦力,阻碍塑性变形,降低了尺寸精度,从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一,帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。

        6.耐蚀性

        有些模具如塑料模在工作时,由于塑料中存在氯、氟等元素,受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体,侵蚀模具型腔表面,加大其表面粗糙度,加剧磨损失效。

        模具工艺性能

        模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量,降低生产成本,其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性;还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。

        1.可锻性

        具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。

        2.退火工艺性

        球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。

        3.切削加工性

        切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。

        4.氧化、脱碳敏感性

        高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。

        5.淬硬性

        淬火后具有均匀而高的表面硬度。

        6.淬透性

        淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。

        7.淬火变形开裂倾向

        常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。

        8.可磨削性

        砂轮相对损耗小,无烧伤极限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。

        模具使用性能

        1.密度小:塑料密度小,对于减轻机械设备重量和节能具有重要的意义,尤其是对车辆、船舶、飞机、宇宙航天器而言。

        2.比强度和比刚度高:塑料的绝对强度不如金属高,但塑料密度小,所以比强度(σb/ρ)、比刚度(E/ρ)相当高。尤其是以各种高强度的纤维状、片状和粉末状的金属或非金属为填料制成的增强塑料,其比强度和比刚度比金属还高。

        3.化学稳定性好:绝大多数的塑料都有良好的耐酸、碱、盐、水和气体的性能,在一般的条件下,它们不与这些物质发生化学反应。

        4.电绝缘、绝热、绝声性能好。

        5.耐磨和自润滑性好:塑料的摩擦系数小、耐磨性好、有很好的自润滑性,加上比强度高,传动噪声小,它可以在液体介质、半干甚至干摩擦条件下有效地工作。它可以制成轴承、齿轮、凸轮和滑轮等机器零件,非常适用于转速不高、载荷不大的场合。

        6.粘结能力强。

        7.成型和着色性能好。

        模具经济要求

        在给模具选材是,必须考虑经济性这一原则,尽可能地降低制造成本。因此,在满足使用性能的前提下,首先选用价格较低的,能用碳钢就不用合金钢,能用国产材料就不用进口材料。

        另外,在选材时还应考虑市场的生产和供应情况,所选钢种应尽量少而集中,易购买

        模具修模

        据不完全统计,机械加工行业中每年模具的消耗量价值是各种机床总价值的五倍,可想而知,机械、冶金、轻工、电子等行业中模具市场是如此的巨大。又如:在冶金行业,每年仅热轧轧辊消耗量就在三十万吨以上,热轧辊价值占钢材生产成本的5%以上。模具的大量消耗,不仅直接增加生产成本,而且因频繁更换模具而造成大量生产线频繁停产造成更大的经济损失。

        模具

        模具的失效事实上均因其表层局部材料磨损等原因而报废,而且模具的加工周期很长、加工费用极高(尤其是精密复杂模具或大型模具制造加工费高达数十万元乃至数百万元)。因此,对模具真正承受磨损作用的特定部位进行表面强化,以大幅度延长、提高工模具的使用寿命,无疑是一种具有重要经济意义的方法。另外,大多数模具只因表面很薄一层材料被磨损后即失效报废,因此,只须对模具及关键金属零部件表面磨损局部区域进行修复,并在修复过程中把模具表面真正实际承受磨损的表面涂上一层高硬度高耐磨金属层,就可“变废为宝”,不仅使模具得到修复,修复后的模具的使用寿命还将较原模具大幅度提高,经济效益巨大(例如:修复一根电厂电机大型轴包括各种准备时间在内用微束冷焊机也仅需数天时间,但可创造上百万元的经济效益)。

        模具修补机是修复模具表面磨损、加工缺陷的高新设备。模具修补机的原理是利用高频电火花放电原理,对工件进行无热堆焊,来修补金属模具的表面缺陷与磨损,主要特点是热影响区域小,模具修复后不会变形、不退火、无应力集中、不出现裂纹,保证了模具的完好性;也可以利用它的强化功能对模具工件进行表面强化处理,实现模具的耐磨性、耐热性、耐蚀性等。

        模具修补机强化模具寿命长,经济效益好。可以应用各种铁基合金(碳钢、合金钢、铸铁)等、镍基合金等各种金属材料模具及工件的表面强化及修复并大幅提高使用寿命。

        应用范围:机械、汽车、轻工、家电、石油、化工、电力等工业装备制造部门及使用部门,航空发动机关键耐磨件、热挤压模具、温挤压膜具、热锻摸、轧钢滚动导卫、轧辊、汽车发动机凸轮轴等零件及模具

        模具维护保养

        1:模具长时间使用后必须磨刃口,研磨后刃口面必须进行退磁,不能带有磁性,否则易发生堵料。模具使用企业要做详细记载、统计其使用、护理(润滑、清洗、防锈)及损坏情况,据此可发现哪些部件、组件已损坏,磨损程度大小,以提供发现和解决问题的信息资料,以及该模具的成型工艺参数、产品所用材料,以缩短模具的试车时间,提高生产效率。应在注塑机、模具正常运转情况下,测试模具各种性能,并将最后成型的塑件尺寸测量出来,通过这些信息可确定模具的现有状态,找出型腔、型芯、冷却系统以及分型面等的损坏所在,根据塑件提供的信息,即可判断模具的损坏状态以及维修措施。

        2:弹簧等弹性零件在使用过程中弹簧最易损坏,通常出现断裂和变形现象。采取的办法就是更换,在更换过程中一定要注意弹簧的规格和型号,弹簧的规格和型号通过颜色、外径和长度三项来确认,只有在三项都相同的情况下才可以更换。弹簧以进口的质量为佳。

        3:模具使用过程中冲头易出现折断、弯曲和啃坏的现象,冲套一般都是啃坏的。冲头和冲套的损坏一般都用相同规格的零件进行更换。冲头的参数主要有工作部分尺寸、安装部分尺寸、长度尺寸等。

        4:紧固零件,检查紧固零件是否松动、损坏现象,采取的办法是找相同规格的零件进行更换。

        5:压料零件如压料板、优力胶等,卸料零件如脱料板、气动顶料等。保养时检查各部位的配件关系及有无损坏,对损坏的部分进行修复,气动顶料检查有无漏气现象,并对具体的情况采取措施。如气管损坏进行更换。要对模具几个重要零部件进行重点跟踪检测:顶出、导向部件的作用是确保模具开合运动及塑件顶出,若其中任何部位因损伤而卡住,将导致停产,故应经常保持模具顶针、导柱的润滑(要选用最适合的润滑剂),并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤,一经发现,要及时更换;完成一个生产周期之后,要对模具工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油,尤应重视对带有齿轮、齿条模具轴承部位和弹簧模具的弹力强度的保护,以确保其始终处于最佳工作状态;随着生产时间持续,冷却道易沉积水垢、锈蚀、淤泥及水藻等,使冷却流道截面变小,冷却通道变窄,大大降低冷却液与模具之间的热交换率,增加企业生产成本,因此对流道的清理应引起重视;对于热流道模具而言,加热及控制系统的保养有利于防止生产故障的发生,故而尤为重要。

        模具损耗原因

        1)模具主要工作零件的材料的问题,选材不当。材料性能不良,不耐磨;模具钢未经精炼,具有大量的冶炼缺陷;凸凹模,锻坯改锻工艺不完善,遗存有热处理隐患。

        2)模具结构设计问题,冲模结构不合理。细长凸模没有设计加固装置,出料口不畅出现堆集,卸料力过大使凸模承受交变载荷加剧等。

        3)制模工艺不完善,主要表现在凸、凹模锻坯内在质量差,热处理技术及工艺有问题,造成凸、凹模淬不透,有软点及硬度不均。有时产生微裂纹、甚至开裂,研磨抛光不到位,表面粗糙度值过大。

        4)无润滑或有润滑但效果不佳、

        模具产业现状

        模具发展

        根据我国模具业协会经营管理委员会编制的《全国模具专业厂基本情况》统计,我国模具以平均15%以上的速度增长,高于国内GDP的平均增值一倍多。其中,铸造模具约占各类模具总产值5%,每年增长速度高达25%,发展十分活跃。

        我国模具产业的发展给予制造业以有力支撑,同时,制造业的发展也推动了模具产业的发展。我国也成为模具生产大国,国内的模具生产厂家已增至2万余家,从业人员大约100万人,模具年产总值已达到550亿元人民币。但是,我国的模具机床业产业仍“大而不强”。虽然目前我国模具行业以每年巨大的进出口总额被誉为全球“制造大国”,但由于技术人才等因素的制约,都相对集中在中低端领域,因而高端市场对国内模具企业而言,经济诱惑力无疑是巨大的。

        行业协会是相关的企业为了自身发展而建立起来的一种经济性的社团组织。在市场经济条件下,作为一个重要的中间组织,行业协会具有协调市场主体利益、提高市场配置效率的功能。因此,推动行业协会的建设,成为一个不可忽视的课题。模具行业要获得长足的发展,推动模具行业协会的建设必不可少。

        一些高水平的模具所占比重已达40%左右,这些模具的特点是复杂、精密、大型、长寿命。例如,有的模具单套重量可以达到125t?有的精密多工位级进模寿命达3亿冲次、0.001mm的精度随着模具零件行业精度化要求的不断增加和科学技术的进步,有些零件的加工精度会达到lμm以内。企业的创新、研发能力得到提高,新技术、新工艺得到了广泛推广。例如模具的自加工技术以及模具的柔性、集成技术?模具的结构设计系统、大型级进模、先进模具制造技术和三维设计技术的研发?冲压工艺设计系统、逆向工程和车身模具数字化制造系统等,这些都离不开数字化、信息化技术的大力发展和推广。

        模具增长

        据统计,2013年上半年湖北省模具产量为16388套,增长率3.43%;其中6月产模具4181套,6月增长率78.6%。2013年1-6月广西模具产量为34344套,1-6月增长率6.09%。2013年上半年重庆市模具产量为7365套,增长率1.43%。2013年上半年四川省模具产量为921682套,1-6月增长率660.94%。

        模具存在问题

        我国模具工业不断发展,然而在发展的同时也出现了很多亟需解决的问题。我国模具工业一直忙于扩张,从而忽略了市场调查、了解客户需求,致使高端模具成为中国模具产业的短板,中国市场所需的高端模具大部分依赖进口,而国内却有大量的模具产品出库无门、大量挤压,造成了严重的供需错位局面。

        模具加工种类

        1.粗加工

        粗加工策略需要根据毛坯的类型和模具型面的情况而定。如果毛坯为锻件或钢件,那么粗加工最好先选用区域清除模型加工,将毛坯的大部分余量去除掉,得到均匀的毛坯余量,为后序加工提供方便。

        2.半精加工

        半精加工的主要目的是保证精加工时余量均匀,最常用的方法是先算出残留材料的边界轮廓(参考刀具未加工区域的三维轮廓),然后选用较小的刀具来加工这些三维轮廓区域,而不用重新加工整个模型。

        3.局部精加工

        局部精加工一般是指清角加工。清角加工应采用多次加工或系列刀具从大到小的加工方法。

        4.精加工

        在精加工中,除非模具型面高度变化比较大,否则最好选择平行精加工。

        模具行业现状

        据中国模具工业协会统计,2010以来,我国模具出口增幅连续四年超过20%。由于国际市场需求疲软,2014年模具出口增幅降至9.35%。

        中国模具制造行业产销需求预测与转型升级分析报告数据显示,2015年一季度,我国模具出口同比增长3.09%,增幅进一步放缓,预计全年出口增幅比去年将进一步回落;同期模具进出口和进口出现了自2009年以来的首次“季度负增长”,市场不确定因素增加。

        模具素有“工业之母”美称,目前我国模具企业达3万家,年产值达2200亿元人民币,年出口接近50亿美元,已成为模具制造大国和模具贸易大国。我国模具出口增幅持续放缓,除了受制国际经济形势外,还说明模具产业国际竞争力不足。

        2014年以来,虽然国际模具市场整体呈现萎缩,但以精密模具为代表的高端市场仍有较大需求,但由于我国中高端模具“自配率”不足60%,大大制约了国际高端市场开发。

        机械设计制造及其自动化(模具方向)培养要求

        1.热爱社会主义祖国,拥护中国共产党,掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论与“三个代表”重要思想及科学发展观的基本原理。愿为社会主义现代化建设服务,有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感。具有敬业爱岗、艰苦奋斗、热爱劳动、遵纪守法、团结合作的品质;具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。

        2.具有较好的自然科学基础、一定的人文、艺术和社会科学基础;具备较强的语言文字表达、信息获取、人际沟通和科学研究等能力。

        3.较系统掌握数学、力学、机械、电子和计算机技术等理论基础知识。

        4.具备本专业必需的制图、计算、文献检索和基本工艺操作等基本技能。

        5.具备材料成型新工艺、新技术和新材料等方面的知识。

        6.掌握现代检测与控制技术方面的基础知识,具有机械加工过程自动控制和检测的能力。

        7.熟悉模具的现代设计方法和制造方法,具有利用现代设计方法和加工手段,具有模具设计和制造的能力。

        8.基本掌握一门外国语,能熟练阅读本专业外文资料,具备一定的外语沟通能力。

        机械设计制造及其自动化(模具方向)课程设置

        工程图学、工程力学、机械原理及设计、电工电子学、微机原理及应用、工程材料及其成形基础、机械制造技术基础、机电传动控制、数控技术、冲压工艺及模具设计、塑料成型工艺及模具设计、金属与塑料成形设备、现代模具技术(双语)、模具CAD/CAE/CAM、模具设计与制造综合实验。

        机械设计制造及其自动化(模具方向)基本学制

        四年。

        学生在读期间修满规定学分方可毕业,符合条件者授予工学学士学位。

        机械设计制造及其自动化(模具方向)就业方向及趋势

        模具被称为“工业母机”,机电新产品的开发往往取决于模具的研发能力在这种产业需求下,模具工业以每年15%的增长速度快速发展,而且这种发展势头还将保持很长时间。社会亟需大量的模具高级技术人才,毕业生可在模具、机械、汽车、电子、轻工、航空、航天等行业从事技术和管理工作,也可在高等学校、科研机构和国家机关从事教学、科研和行政管理工作。

        机械设计制造及其自动化(模具方向)开设院校

        江苏大学、沈阳航空航天大学

        模具专业英语本书特色

        ★与专业课程结合紧密,充分反映模具技术的发展实际,实用性强

        ★全书由课文、单词与词组、注释、练习等部分组成

        ★书后附有模具专业词汇总表。每章后面附有科技英语翻译方法与技巧、习题和答案。

        模具专业英语内容简介

        本书是为了配合高等院校、高等职业院校模具设计与制造专业的专业英语教学需要而编写的,从模具技术特点出发,针对现代模具制造新技术,主要内容涵盖了模具设计与制造的相关知识,共有9个单元,包括:冲压成形、弯曲成形、拉伸成形、挤压成形、注塑成型、模具加工与制造、模具制造设备与系统、模具的报价与合同等。
          本书可作为高等院校、高等职业院校模具设计与制造、机电、机制、数控、材料加工等专业的教学用书或参考材料,也可作为从事模具设计与制造的工程技术人员和模具外贸人员的学习参考书。

        模具专业英语目录

        Unit 1 Fundamentals of Die and Mold Materials, and Heat Treatment

        1.1 Introduction to Die and Mold Materials

        1.2 Introduction to Heat Treatment

        1.3 Further Readings

        Unit 2 Stamping

        2.1 Introduction to Stamping

        2.2 Stamping Process

        2.3 Stamping Methods

        2.4 Further Readings

        Unit 3 Bending

        3.1 Introduction to Bending

        3.2 Bending Process

        3.3 Quality Analysis of Bending Workpieces

        3.4 Bending Methods

        3.5 Further Readings

        Unit 4 Drawing

        4.1 Introduction to Drawing

        4.2 Drawing Process

        4.3 Definition and Analysis of Drawing Coefficient

        4.4 Drawing Methods

        4.5 Further Readings

        Unit 5 Extrusion

        5.1 Introduction to Extrusion

        5.2 Extrusion Process

        5.3 Design for Extrusion Dies

        5.4 Extruding Methods

        5.5 Further Readings

        Unit 6 Plastic Forming

        6.1 Introduction to Plastic Materials

        6.2 Plastic Forming Process

        6.3 Plastic Forming Methods

        6.4 Further Readings

        Unit 7 Mold Manufacturing and Processing

        7.1 Introduction to Mold Manufacturing

        7.2 Common Methods of Mold Manufacturing and Processing

        7.3 Special Methods of Mold Manufacturing

        7.4 Assembly Process of Molds

        7.5 Further Readings

        Unit 8 Mold Manufacturing Equipment and Systems

        8.1 CNC Machining and Equipment

        8.2 Press Machines

        8.3 Injection Molding Machines

        8.4 Electric Discharge Machines

        8.5 Further Readings

        Unit 9 Quotation and Contract for Mold and Die

        9.1 Introduction to Quotation for Mold and Die

        9.2 Quotation Strategies and Terms of Payment

        9.3 Further Readings

        Appendixes

        Appendix A 练习参考答案

        Appendix B 词汇表

        模具专业英语黄星版本

        模具专业英语基本信息

        书 名: 模具专模具专业英语

        业英语

        作 者:黄星

        出版社:人民邮电出版社

        出版时间: 2009年10月

        ISBN: 9787115202079

        开本: 16开

        定价: 26.00 元

        模具专业英语内容简介

        《模具专业英语》结合高职高专的培养目标以及教学的实际情况,从企业生产实际及岗位需求出发进行设计和编写,在内容上有很强的针对性。全书共有10个单元,每个单元都由专业阅读、专业翻译、模具特性、模具零部件编程、模具维修保养和交际对话等部分组成。书后附有课文参考译文等。

        《模具专业英语》既可作为高职高专、成人高校、继续教育学院模具、机电一体化等专业的专业英语教材,也可供相关技术人员自学参考。

        模具专业英语王浩钢主编

        模具专业英语

        作者:王浩钢主编

        ISBN:10位[7115144567] 13位[9787115144560]

        出版社:人民邮电出版社

        出版日期:2006-10-1

        定价:¥18.00 元

        模具专业英语内容提要

        模具技术涉及高分子材料、模具金属材料、模具结构、成型加工设备等诸多领域,相关技术设备的引进和国际合作交流很多。该专业所涉及的科技英语词汇、语句等虽常见于各专业文献中,但无法全面、系统地反映材料、设备、工艺的内在联系。本书主要内容包括模具设备、塑料模具设计、冲压模具设计、工程材料、加工制造及现代模具设计CAD/CAM等方面的英语阅读文章和词汇。本书词汇部分的选词和释义均围绕工程实际应用,均是设备、结构以及数值模拟中常用的概念和专业词汇。

        本书可作为高职高专模具设计、制造等相关专业的教材,也可供相关工程技术人员参考使用。

        模具专业英语图书目录

        Lesson 1 The Injection Molding and Machine 1

        New Words and Expressions 2

        Reading Material 5

        Lesson 2 Mould for Threaded Components 11

        New Words and Expressions 14

        Reading Material 17

        Lesson 3 Basic Underfeed Mould 22

        New Words and Expressions 24

        Reading Material 26

        Lesson 4 Feed System 31

        New Words and Expressions 32

        Reading Material 34

        Lesson 5 Sprue Bush and Register Ring 37

        News Words and Expressions 38

        Reading Material 40

        Lesson 6 Runner 45

        New Words and Expressions 47

        Reading Material 48

        Lesson 7 Gates 51

        New Words and Expressions 52

        Reading Material 54

        Lesson 8 Parting Surface 57

        New Words and Expressions 58

        Reading Material 60

        Lesson 9 Mould Cavities and Cores 63

        New Words and Expressions 64

        Reading Material 67

        Lesson 10 Splits 70

        New Words and Expressions 71

        Reading Material 73

        Lesson 11 Ejection 75

        New Words and Expressions 77

        Reading Material 78

        Lesson 12 Mould cooling 80

        New Words and Expressions 81

        Reading Material 83

        Lesson 13 Stamping and Punching Dies Compound Die Design 86

        New Words and Expressions 88

        Reading Material 91

        Lesson 14 Extrusion 93

        New Words and Expressions 94

        Reading Material 97

        Lesson 15 Runnerless Moulds Nozzle types 101

        New Words and Expressions 103

        Reading Material 105

        Lesson 16 Machine Tools 110

        New Words and Expressions 111

        Reading Material 113

        Lesson 17 Castings 117

        New Words and Expressions 119

        Reading Material 122

        Lesson 18 Cold Hobbing 127

        New Words and Expressions 128

        Reading Material 129

        Lesson 19 Non-conventional Machining 133

        New Words and Expressions 134

        Reading Material 136

        Lesson 20 Bench Fitting 142

        New Words and Expressions 143

        Reading Material 146

        模具词典 149

        参考文献 180

        模具设计与制造内容简介

        模具设计与制造从高职高专教育的实际出发。对模具技术做了全面、系统的介绍。《模具设计与制造》以模具设计与制造的基础知识为主线,突出行业的针对性与实用性特点。全书共分16章,主要包括冲压模具设计、塑料模具设计、模具零件的加工与模具装配等重点内容,针对企业的需求,还简单介绍了其他模具的生产特点,如挤出模具、简易模具、压缩模等,以拓展模具知识,适应不同生产要求。

        模具设计与制造

        推荐

        《模具设计与制造》既可作为高职高专机电类非模具专业教材,也可作为模具技术人员的参考书。

        模具材料化学工业出版社出版图书

        模具材料内容简介

        《模具材料》将工程材料及热处理与模具材料及表面处理有机地整合为一体,适应了目前教学改革的需要。可以满足教学课时数为30~72学时的教学需要。《模具材料》各章内容基本上是按照材料性能、制造加工工艺、材料应用的顺序编写的。全书除绪论外共分为6章,包括工程材料基础、模具材料与模具失效分析、冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料、模具表面强化技术等内容。各章配有一定量的实例和复习思考题供学习时选用。

        模具材料前言

        《模具材料》是在总结编者多年教学经验的基础上进行编写的,在编写过程中充分考虑了现代企业对高职高专人才知识与能力的要求,遵循了教育的基本规律,注重培养学生分析问题、解决问题的能力,《模具材料》是职业技术院校和成人教育院校模具设计与制造专业学生的必备书,也可供从事模具设计与制造的工程技术人员、中等职业学校模具专业学生和自学者的参考。《模具材料》具有如下特点。

        模具材料书籍优点

        1内容新。《模具材料》在内容的选取方面吸收了多年高职高专教改的成果,吸收了许多已经成功使用的新材料和新的工艺。

        2?整合。将工程材料及热处理与模具材料及表面处理两门课程有目的性地进行整合,合二为一,删繁就简,使工程材料的基本理论有针对性的为模具材料所用。解决了高职高专需开设这两门课程时的学时不足问题和知识衔接性问题。

        3?系统性强。从工程材料的基本理论到常用的模具钢,从传统的材料到新开发的材料,从常规加工工艺到改进性热处理,结构上层次分明,内容上环环相扣。

        4?主题明确。始终保持着论述模具材料、选用模具材料、加工模具材料的三条主线。达到了多一句嫌累赘,少一句则表达不透彻的境界。

        5?直观性强。图表并茂,案例讲解,使学生能直接找出各种材料的性能特点、应用范围、加工方法,以及各种模具材料间的异同,易于理解和记忆,便于教学和自学。

        6?衔接性。能将冲压模设计、塑料模设计、模具制造工艺学等核心专业课程紧密联系在一起,形成扎实的专业技能,实现专业培养目标的要求。

        模具材料参与人员

        参加《模具材料》编写的人员有武汉软件工程职业学院的刘兵、袁小会、程婧璠、吴元祥、李有才和武汉工业科技学校的黄莉。《模具材料》由李有才担任主编,刘兵、袁小会担任副主编,由刘小宁担任主审。《模具材料》参考了国内外许多同行所编著的教材和其他著作,在此一并表示衷心感谢。

        模具材料图书目录

        绪论

        第1章 工程材料基础

        1.1 金属材料的机械性能

        1.1.1 强度

        1.1.2 塑性

        1.1.3 硬度

        1.1.4 冲击韧度

        1.1.5 耐磨性

        1.1.6 疲劳强度

        1.1.7 工艺性能

        1.2 晶体的结构与结晶

        1.2.1 金属的晶体结构

        1.2.2 金属的结晶

        1.2.3 合金的晶体结构与组织

        1.3 铁碳合金

        1.3.1 铁碳合金的基本组织及性能

        1.3.2 铁碳合金状态图

        1.4 钢的分类、用途及牌号

        1.4.1 碳钢的分类、用途及牌号

        1.4.2 合金钢的分类、用途及牌号

        1.5 铸铁

        1.5.1 铸铁的分类

        1.5.2 石墨在铸铁中的作用

        1.5.3 灰铸铁

        1.5.4 球墨铸铁

        1.5.5 可锻铸铁

        1.5.6 蠕墨铸铁

        1.5.7 合金铸铁

        1.6 钢的热处理

        1.6.1 钢在加热和冷却时的组织转变

        1.6.2 钢的退火

        1.6.3 钢的正火

        1.6.4 钢的淬火

        1.6.5 钢的回火

        1.6.6 热处理设备

        1.7 非铁金属

        1.7.1 铝及其合金

        1.7.2 铜及其合金

        1.7.3 滑动轴承合金

        1.8 非金属材料

        1.8.1 工程塑料

        1.8.2 橡胶

        1.9 工程材料的选择

        1.9.1 零件的失效分析

        1.9.2 工程材料的选用

        复习思考题

        第2章 模具材料与模具失效分析

        2.1 模具及模具材料分类

        2.1.1 模具的分类

        2.1.2 模具材料的分类

        2.2 模具失效形式及失效分析

        2.2.1 模具失效形式

        2.2.2 模具失效分析

        2.2.3 模具失效分析实例

        2.3 模具材料的选用

        2.3.1 模具材料选用的一般原则

        2.3.2 影响模具材料选用的具体因素

        2.4 影响模具寿命的主要因素

        2.4.1 模具结构设计对模具寿命的影响

        2.4.2 模具制造质量对模具寿命的影响

        2.4.3 模具材料对模具寿命的影响

        2.4.4 模具热处理与表面处理对模具寿命的影响

        2.4.5 模具的使用对模具寿命的影响

        复习思考题

        第3章 冷作模具材料

        3.1 冷作模具材料的性能要求

        3.1.1 冷作模具材料的使用性能要求

        3.1.2 冷作模具材料的工艺性能要求

        3.1.3 冷作模具材料的成分特点

        3.2 冷作模具材料

        3.2.1 低淬透性冷作模具钢

        3.2.2 低变形冷作模具钢

        3.2.3 高耐磨微变形冷作模具钢

        3.2.4 高强度高耐磨冷作模具钢

        3.2.5 抗冲击冷作模具钢

        3.2.6 高强韧性冷作模具钢

        3.2.7 高耐磨高强韧性冷作模具钢

        3.2.8 硬质合金

        3.3 冷作模具材料的选用

        3.3.1 冷作模具材料选用的原则

        3.3.2 冷冲裁模具材料的选用

        3.3.3 冷镦模具材料的选用

        3.3.4冷挤压模具材料的选用

        3.3.5 冷拉深模具材料的选用

        3.4 冷作模具钢的热处理

        3.4.1 冷作模具的制造工艺路线

        3.4.2 冷作模具钢的淬火与回火

        3.4.3 冷作模具钢的强韧化处理工艺

        3.4.4 主要冷作模具的热处理特点

        3.4.5 冷作模具的热处理实例

        复习思考题

        第4章 热作模具材料

        4.1 热作模具材料的性能要求

        4.1.1 热作模具材料的使用性能要求

        4.1.2 热作模具材料的工艺性能要求

        4.1.3 热作模具材料的成分特点

        4.2 热作模具材料

        4.2.1 低耐热性热作模具钢

        4.2.2 中耐热性热作模具钢

        4.2.3 高耐热性热作模具钢

        4.2.4 其他热作模具材料

        4.3 热作模具材料的选用

        4.3.1 热锻模材料的选用

        4.3.2 热挤压模材料的选用

        4.3.3 压铸模材料的选用

        4.3.4 热冲裁模材料的选用

        4.4 热作模具钢的热处理

        4.4.1 锤锻模的热处理

        4.4.2 热挤压模具的热处理

        4.4.3 压铸模具的热处理

        4.4.4 热冲裁模具的热处理

        4.4.5 热作模具钢的热处理实例

        复习思考题

        第5章 塑料模具材料

        5.1 塑料模具材料的性能要求

        5.1.1 塑料模具材料的使用性能要求

        5.1.2 塑料模具材料的工艺性能要求

        5.2 塑料模具材料

        5.2.1 渗碳型塑料模具钢

        5.2.2 调质型塑料模具钢

        5.2.3 淬硬型塑料模具钢

        5.2.4 预硬型塑料模具钢

        5.2.5 时效型塑料模具钢

        5.2.6 耐蚀型塑料模具钢

        5.2.7 其他塑料模具材料

        5.3 塑料模具材料的选用

        5.3.1 塑料模具的工作条件及失效形式

        5.3.2 塑料模具材料的选用

        5.4 塑料模具的热处理

        5.4.1 塑料模具的制造工艺路线

        5.4.2 塑料模具材料的热处理

        5.4.3 塑料模具材料热处理实例

        5.5 塑料模具的表面处理

        复习思考题

        第6章 模具表面强化技术

        6.1 表面热处理技术

        6.1.1 渗碳

        6.1.2 渗氮

        6.1.3 渗硫

        6.1.4 渗硼

        6.1.5 多元共渗

        6.2 涂镀技术

        6.2.1 电镀

        6.2.2 电刷镀

        6.2.3 化学镀

        6.3 其他表面强化技术

        6.3.1 喷丸表面强化

        6.3.2 电火花表面强化

        6.3.3 激光表面强化

        6.3.4 气相沉积技术

        复习思考题

        附录

        附录Ⅰ 国内外常用模具钢钢号对照表

        附录Ⅱ 黑色金属硬度及强度换算表

        参考文献

        ……

        模具材料机械工业出版社出版图书

        模具材料图书信息

        模具材料

        书号:

        13806

        ISBN:

        7111138066

        作者:

        高为国 主编

        印次:

        1-9

        责编:

        冯春生

        开本:

        16(B5)

        字数:

        0千字

        定价:

        14.0

        所属丛书:

        普通高等教育规划教材

        装订:

        出版日期:

        2010-07-30

        模具材料内容简介

        本书是由普通高等教育应用型本科材料成形与控制工程专业(模具方向)规划教材编审委员会组织编写的系列教材之一。全书共七章,包括:模具失效与使用寿命;模具材料概述;冷作模具材料及热处理;热作模具材料及热处理;塑料模具材料及热处理;其他模具材料及热处理;模具表面处理技术。全书力求理论联系实际,系统介绍各类模具的失效及使用寿命、常用模具材料的专业知识和热处理工艺、模具的常用表面处理技术等内容,突出国内外模具方面的新材料、新工艺、新技术。书中内容丰富,实用性强,反映了近年来国内外在模具方面的研究成果和主要发展方向。 本书可作为普通高等教育应用型本科材料成形与控制工程专业(模具方向)的教材,也可供从事模具设计、制造、热处理等工作的有关工程技术人员参考。

        模具材料目录

        前言

        绪论

        一、模具材料的作用和地位

        二、模具材料的应用与发展

        三、本课程的性质、教学目标和基本要求

        第一章 模具失效与使用寿命

        第一节 模具的失效分析

        一、模具的损伤与失效

        二、模具失效的分类

        三、模具的失效机理分析

        四、模具的失效分析过程

        第二节 典型模具的服役条件及失效形式

        一、冷作模具的服役条件及失效形式

        二、热作模具的服役条件及失效形式

        三、塑料模具的服役条件及失效形式

        第三节 模具的使用寿命及其影响因素

        一、模具结构对使用寿命的影响

        二、模具工作条件对使用寿命的影响

        三、模具材料对使用寿命的影响

        四、模具热处理与表面强化对使用寿命的影响

        五、模具制造工艺对使用寿命的影响

        习题与思考题

        ……

        第七章 模具表面处理技术

        第一节 模具表面处理技术概述

        第二节 模具表面的化学热处理技术

        一、渗碳

        二、渗氮

        三、气体碳氮共渗和氮碳共渗

        四、渗硼

        五、渗金属

        第三节 模具表面的涂镀技术

        一、电镀

        二、电刷镀

        三、化学镀

        四、热浸镀

        第四节 模具表面的气相沉积技术

        一、化学气相沉积(CVD)

        二、物理气相沉积(PVD)

        第五节 模具表面的其他处理技术

        一、热喷涂

        二、激光表面处理

        三、电子束表面处理

        四、离子注入

        习题与思考题

        参考文献

        模具设计模具

        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。大到飞机、汽车,小到茶杯、钉子,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。

        模具设计相关软件

        Mold Planner是一款高效率并且具有顾问功能的模具设计辅助软件。它是由日本电通国际信息服务有限公司自主开发的基于UG(NX)平台的二次开发软件。在中国由其子公司上海电通信息服务有限公司总代理。

        MoldPlanner能解决了模具设计中的哪些课题?

        合并图册(4张)

        首先,通过模具设计顾问功能,提供自动分模,提供对顶针布局设计,
          对冷却布局设计的顾问功能,解决了模具设计上经验者不足而
          引起的设计质量差的课题。

        其次,通过自动化放置顶针,冷却零件,自动化作图,报表功能,
          减少了模具设计中大量的单纯枯燥的工作时间,大大提高了工作效率。

        最后,通过注册标准零件库,标准模架库,通过注册企业独自的零件库,
          模架库,实现了模具设计的标准化,解决了由于模具设计人员技术
          水平的参差不齐,离职率大而对模具设计带来的负面影响的课题。

        Pro/ENGINEER连续冲模设计专家

        快速进行连续冲模设计

        利用定制的解决方案来开发连续冲模的模具能取得最好的效果。有了 Pro/ENGINEER 连续冲模软件,易于使用的向导能指导用户完成自动的钢带布局定义、冲头模具创建,以及模具组件的放置和修改。文档、间隙切口和钻孔均会自动创建,从而使模具设计师能够避免手动执行容易出错的任务。

        功能和优势

        面向过程的工作流程能自动执行连续冲模的设计和细化工作,从而加快投入生产的速度

        包含大型的模具组件和紧固件库,从而加快详细设计的速度

        加快展平和识别特征的速度,以便于分段处理

        提高了设计灵活性,甚至允许在创建模具后添加新的阶段

        通过自动完成重复性任务来提高效率,例如创建间隙切口

        模具设计设计步骤

        1.对所设计模具之产品进行可行性分析,以电脑机箱为例,首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组立分析,即我们工作中所说的套图,确保在模具设计之前各产品图纸的正确性,另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性,以确定重点尺寸,这样在模具设计中很有好处的,具体的套图方法这里就不做详细的介绍了。

        2.在产品分析之后所要进行的工作,对产品进行分析采用什么样的模具结构,并对产品进行排工序,确定各工序冲工内容,并利用设计软件进行产品展开,在产品展开时一般从后续工程向前展开,例如一产品需要量五个工序,冲压完成则在产品展开时从产品图纸开始到四工程、三工程、二工程、一工程,并展开一个图形后复制一份再进行前一工程的展开工作,即完成了五工程的产品展开工作,然后进行细致的工作,注意,这一步很重要,同时需特别细心,这一步完成的好的话,在绘制模具图中将节省很多时间,对每一工程所冲压的内容确定好后,包括在成型模中,产品材料厚度的内外线保留,以确定凸凹模尺寸时使用,对于产品展开的方法在这里不再说明,将在产品展开方法中具体介绍。

        3.备料,依产品展开图进行备料,在图纸中确定模板尺寸,包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等,注意直接在产品展开图中进行备料,这样对画模具图是有很大好处的,我所见到有很多模具设计人员直接对产品展开图进行手工计算来备料,这种方法效率太低,直接在图纸上画出模板规格尺寸,以组立图的形式表述,一方面可以完成备料,另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作,因为在绘制各组件的工作中只需在备料图纸中加入定位、销钉、导柱、螺丝孔即可。

        4.在备料完成后即可全面进入模具图的绘制,在备料图纸中再制一份出来,进行各组件的绘制,如加入螺丝孔,导柱孔,定位孔等孔位,并且在冲孔模中各种孔需线切割的穿丝孔,在成型模中,上下模的成型间隙,一定不能忘记,所以这些工作完成后一个产品的模具图差不多已完成了80%,另外在绘制模具图的过程中需注意:各工序,指制作,如钳工划线,线切割等到不同的加工工序都有完整制作好图层,这样对线切割及图纸管理有很大的好处,如颜色的区分等,尺寸的标注也是一个非常重要的工作,同时也是一件最麻烦的工作,因为太浪费时间了。

        5.在以上图纸完成之后,其实还不能发行图纸,还需对模具图纸进行校对,将所有配件组立,对每一块不同的模具板制作不同的图层,并以同一基准如导柱孔等到进行模具组立分析,并将各工序产品展开图套入组立图中,确保各模板孔位一致以及折弯位置的上下模间隙配合是否正确。

        模具设计五金模具

        模具设计设计准备

        1. 必需的图纸、金型仕样书的内容等的确认:

        在正式的金型设计之前,下列图纸或文件通常要具备:

        ① 部品图;②金型设计制作仕样书;③设计制作契约书;④其他

        并且要对上述资料完全理解,不明确处要得到客户的确认。

        2. 把握图面的概要

        部品图决定了金型设计的最终目的,必须透彻地理解。日本客户提供的部品图是按照JIS制图规定采用三角法绘制的,通常由以下部分构成:

        正面图、平面图、侧面图、断面图、详细图、参考图、注记、公差一览、仕上记号一览、标题栏、其他

        在视图过程中要注意以下方面:

        ① 公差要求较严格处;②对金型构造有影响的部位;

        ② 现有图面无法理解的部分;④注记中特别突出的事项

        ⑤特殊的材料和热处理要求;⑥部品壁厚较薄处(t<0.6mm)

        ⑦部品壁厚较厚处;⑧外观上有无特别仕样要求

        ⑨三维曲面部分;⑩设计者、日期、纳期、价格等

        3. 部品立体形状的理解

        部品图是二维绘制的,要通过视图转换成设计者头脑中的三维形状,而手绘立体图对此很有帮助。

        准备好纸和铅笔。

        首先绘制出制品的大致外形轮廓,然后再根据自己对部品图的理解,绘制出部品各部位的断面图。

        上述这些对将来分型面的确定、入子的分割非常重要。如果条件允许,使用粘土等辅助物来帮助理解会更好。

        4.标题栏的检讨

        部品图的标题栏一般注明了图面中的公差、部品的材料等一些内容,必须要认真研读。

        ①部品名;②图名;③图番;④材质(包括收缩率);⑤仕样,指材质的详细仕样,如生产厂家、商品名、树脂代号;⑥尺度;⑦设计者;⑧变更栏;

        5.注记部分的检讨

        ⑴浇口种类、位置、数量

        如无特殊要求,则金型设计者在自行决定后需征得客户的同意。

        ⑵入子分割线的要求

        由于入子分隔线会在制品表面形成接痕,影响外观,尤其对折叠部位有害,所以设计者应遵守部品图的规定。

        ⑶成型品表面划伤等缺陷的规定

        金型设计者应避免可能发生上述缺陷的金型结构设计。

        ⑷未注公差的要求。

        ⑸成型品形状及尺寸上的变更需征得客户的同意,作为金型设计者来说,不可自行决断。

        ⑹主视图的检讨

        主视图是图面中尺寸较集中的地方,确认两侧公差及片侧公差,并标记其中较严格者。

        ⑺其他各视图的检讨。方法同上

        ⑻必要型缔力的检讨

        熔融树脂在注射时,会在金型分型面上产生一个相当大的注射压力。如注射机最大型缔力小于注射压力,则模板之间就会产生缝隙,发生溢边现象。必要型缔力的计算如下:

        F=P×A F:必要型缔力(Kg)

        P:注射压力(Kg/cm2),取300~500,视成型条件而定

        A:制品在注射方向上的投影面积cm2

        ⑽必要射出体积的检讨

        在选择注射机时,要进行射出体积的检讨。

        包括聊吧、制品在内的体积总和要小于注射机最大注射量的1/2~2/3

        ⑾其他事项

        如客户提供的资料不全,需跟客户联系,取得全部资料。

        使用彩笔标记出自己认为较重要的,以利于下一步的设计。

        模具设计成型品基本图

        下图是金型设计工作的大致流程:

        初期检讨→成型品基本图设计→金型构造设计→部品图设计→检图→出图

        塑料注射金型的设计从成型品基本图的设计入手,其正确与否决定了成型制品的好坏。

        下面就成型品基本图的设计手法进行讲解:

        1. 了解成型材料的特性

        最关键的是流动性能的好坏和收缩率的大小

        2. 可充填性的检讨

        应全面考虑以下几个方面:

        ①型腔可否完全填充;②溶接痕的位置;③气泡的发生;

        ③成型品的变形;⑤点浇口的切断痕;⑥其他

        在设计工作中,根据工作条件,采用下述方法来分析验证:

        ① 类似金型的比较;②流动比(L/T)的计算;③CAD、CAE

        3. 浇口位置的确定

        4. 浇口形状的确定

        5. 分型面的确定

        应参照下述原则:

        ① 尽量采用平面;②易于加工;③无离型不良发生;④外观上分割线无影响处.

        6. 金型制作寸法的决定

        由于塑料冷却以后的收缩性,故金型制作寸法要考虑“成型收缩率”,方法如下:(以收缩率0.2%为例)

        ①两侧公差: L=25±0.05 →L0=1.02×25=25.5

        ②片侧公差: L=3-0.2 →L0=[(3+2.8)/2]×1.02=2.96

        经过上述方法计算出的寸法,要经过以下两方面的补正:

        ① 金型制作上可修改性的补正。

        ② 奇数寸法的偶数化。

        7. 拔模斜度的决定(固定侧)

        为防止离型不良,有必要在固定侧型芯处设置拔模斜度,但要在成型品公差范围内,一般以30’~3°为宜。

        8. 拔模斜度的决定(可动侧)

        如有必要,可动侧也可加拔模斜度,但一般可不加。如有顶出不良,可通过加装顶杆的方法来解决。

        9. 顶杆的配置

        按照以下原则:

        ① 顶出面积尽可能大,因细小的顶杆孔难以加工。

        ② 尽量采用圆顶杆,因方顶出孔难以加工(但利用镶件分割线做出的较简单)。

        ③ 顶杆要配置在型芯附近。

        ④ 顶杆孔周围最小1mm壁厚保证。

        10. 生产数的记入

        模具设计金型构造

        成型品基本图完成以后,即可开展最重要的工作-金型构造图面的设计。这部分工作占金型设计全部研讨工作的80%。下面就是具体的设计流程:

        1.成型机金型取付仕样的确认:

        ① 滑杆间距的确认

        金型大小不可超过滑杆间距,通常要留20mm以上的安全距离。

        ② 最小型厚的确认

        金型的型厚要大于注射机的最小型厚

        ③ 最大开模行程的确认

        ④ 最大锁模力的确认

        ⑤ 理论射出容量的确认

        ⑥ 定位圈直径的确认(以选择定位圈型号)

        ⑦注射机喷嘴先端形状的确认(以选择浇口套型号)

        ⑧ 最大型厚的计算

        T=最小型厚+最大开模距离-S1-S2-S

        2. 型腔配置方法的检讨

        对于多型腔模具而言,要妥善安排型腔位置,使之投影中心完全位于模架中心上,并使流道最短地达到均衡进料。

        3. 型腔壁厚度的确定

        4. 模架的选择

        对于塑料注射模具而言,模架均已标准化。该公司均采用日本FUTABA(双叶)的模架。在选择模架时,除了大小规格外,应确认以下方面:

        ① 导柱导套的位置,有的导柱在固定侧,而有的在可动侧。根据需要来选择。

        ② 对于各模板的厚度,应结合成型品基本图来确认。一般来说,要使镶件非成形部分的长度在30mm左右为宜。

        ③ 目前我们有FUTABA的标准模架CAD库,可使用它来快速生成模架图。

        5. 分型动作的决定

        在模板厚度确定后,进行分型动作的检讨。

        ① 固定侧型板与流道板之间的开模距离S1

        S1=点浇口套长度+浇口套长度+10~20

        ② 流道板与固定侧座板之间的开模距离S2

        S2=拉料勾勾头长度+3mm安全距离

        ③ 止动螺栓长度决定

        L=固定侧型板厚+S1

        ④ 止动螺栓头部长度决定

        ⑤ 支撑导柱长度决定

        L=固定侧型板厚+S1+流道板厚+S2+固定侧座板厚

        ⑥ 拉料勾长度决定

        ⑦ 流道顶出装置决定

        ⑧ 浇口套周边机构决定

        ⑨ 要做到使成形品顶出后自然落下的模具布局

        6. 浇口套采用PUNCH市贩品

        7. 开模次序的确定,并采用相应机构来确保这种开模次序的实现.

        8. 流道从流道板顺利脱出的方法:

        采用RUNNER EJECTING SET(MISUMI)

        9.支撑柱配置的检讨

        在注射时,注射机会在可动侧型板的底部产生一个瞬间的注射压力,引起型板变形.为防止此种现象发生,可在模架中设置支撑柱,以不妨碍顶杆和力征安排在每个型腔附近为原则.

        10. 冷却水孔的决定

        为了恒定模具温度,必须开设冷却水孔,通以冷却用水。

        冷却水孔的大小与冷却效率关系不大,中等大小的模具一般采用ф8.5的水孔即可,接口处采用PT1/8的管螺纹。

        冷却水孔的位置与数量与冷却效果有密切关系,在确定时,应尽可能地靠近型腔和尽可能地多,但不要发生干涉。

        11. 顶出部分的配置

        结合成形品基本图,合理配置顶杆位置,注意不要与冷却水孔及支撑柱等部件发生干涉。

        12. 浇口套的配置

        浇口套头部SR寸法要比注射机喷嘴的SR寸法大1mm左右。

        浇口套开口处ф寸法要比注射机喷嘴的ф寸法大0.5mm左右。

        对于锥度来说,采用片侧1°比较好。

        13.定位圈的配置

        结合成形机仕样,采用PUNCH市贩品。

        14.排气道的配置

        为了使型腔内空气顺利排出,有时需设排气道。不过一般设计中不予考虑,生产中如发现有排气不良,再予以解决。

        15. 顶出导柱与顶出导套的设计

        为了提高顶出部件运动的精度,从而延长顶杆、型芯寿命,防止顶杆拉伤,可设计顶出导柱与顶出导套。

        16. 部品番号的确定

        该公司制定有金型用部品番号的命名规则,按此规则进行确定。

        17. 其他

        至此,金型的构造设计基本完成。

        模具设计部品图

        在进行构造设计完成以后,根据成形品基本图和金型构造图进行金型部品图设计,包括下述内容:

        ⑴设计需加工的部品图面。

        ⑵外构件追加工部品图面。

        ⑶购入部品仕样书。

        1. 型腔部分的设计:

        ⑴从金型构造图中把型腔部分的外形提取出来。X-Y方向与模板嵌合,注意公差与配合。Z方向采用螺钉或挂钩或键固定均可。

        ⑵成形部分形状与寸法

        根据成形品基本图来决定,并考虑以下方面:

        ① 成形品寸法公差。

        ② 与别的部品之间的关系(配合)等。

        ③ 便于金型的修正。

        ④ 机械加工方法所能达到的加工能力。

        ⑤ 加工费用。

        ⑥ 其他。

        ⑶型芯均采用挂钩的形式与型腔件配合,X-Y方向用公差来严格控制。

        ⑷浇口设计

        ⑸固定方法

        ⑹材质、硬度的决定

        考虑以下方面:

        ① 成形品的形状、寸法精度维持机能。

        ② 成形品表面品质决定机能。

        ③耐冲击,刚性、强度要足够。

        ④耐腐蚀性。

        ⑤耐磨性。

        ⑥机加工性。

        ⑦镜面特性。

        ⑧热传导性。

        ⑨热处理性。

        ⑩ 材料价格。

        2. 固定侧型芯的设计

        形状与寸法根据成形品基本图确定。

        材质的选择参考上面的内容。

        可动侧型芯、型腔设计大致与固定侧相同,但多出顶出部分的设计内容。

        至此,金型部品图中与成形有关的部分已完成,下面进行金型构造部分的部品设计。

        模具设计检图

        部品图设计完了以后要进行检图,这与设计工作同等重要。在投入生产前发现错误,要比在生产中或完成后才发现要节省大量的金钱与精力。

        检图工作,可由设计者自身承担,也可由第三者担任。在检图中应把握如下原则:

        ⑴详细设计、重要设计检查时,最好在精力充沛时进行。

        ⑵连续工作1~2小时,应休息10~15分钟,保持头脑清醒。

        ⑶不要惧怕失败,在失败中取得成长的经验。

        ⑷不要从详细设计着手,应从总体方案开始,这样容易发现大的原则性的错误。

        ⑸可调查类似金型在使用过程中发生的问题,并与自己的设计工作相对照。

        检图工作主要内容如下:

        1. 重要的原则性的项目

        ⑴根据型芯、型腔明细表,有无遗漏设计的部分。

        ⑵金型取数是否合适。

        ⑶分型面的设置是否正确?是否满足金型仕样书的要求?

        ⑷型腔可否完全填充?

        ⑸制作费用是否在预算范围内?

        ⑹成形品生产成本是否在预算范围内?

        ⑺金型纳期可否完成?

        ⑻为保证纳期,是否采取了合理的措施?

        ⑼成形品型腔可否顺利脱出?

        ⑽成形品型芯可否顺利脱出?

        ⑾浇口、流道的配置有无不当?

        ⑿冷却水道有无干涉处?

        ⒀支撑柱、顶杆、定出导向柱有无干涉?

        ⒁成形收缩率计算是否正确?

        ⒂镶件分割方式是否正确?

        ⒃两侧相互配合的部件设计是否正确?

        ⒄成形机取付仕样是否满足要求?

        ⒅其他特殊要求是否满足?

        2. 金型构造方面的检讨

        ⑴目前的设计正确与否,有无可以改进之处?

        ⑵树脂流动的预想是否正确?

        ⑶型芯、型腔离型对策正确与否?

        ⑷滑块与滑动型芯的设计是否正确?

        ⑸配合处公差是否正确?

        ⑹排气道是否合适?

        ⑺配合间隙是否合适?CAD/CAM/CAE

        ⑻装配时是否困难?

        ⑼拆卸是否方便?

        ⑽对白化现象有无预防?

        ⑾两侧各部件之间有无干涉?

        3. 进行详细检讨的部分:

        ⑴有无尺寸相互不一致处?

        ⑵断面形状正确与否?

        ⑶部品个数是否正确?

        ⑷部品材质是否正确?

        ⑸型板刚性是否满足要求?

        ⑹型腔刚性、强度是否满足要求?

        ⑺浇口形状是否合适?

        ⑻加工方法是否经过妥善考虑?

        ⑼电极设计是否正确?

        ⑽标准部品发注书是否有误?

        ⑾客户仕样变更部分是否已全部变更?

        ⑿废旧图面是否已被替换?

        ⒀寸法公差、表面粗糙度有无过于严格处?

        ⒁机械加工性是否适当?

        模具设计连续冲模

        模具设计讲义一

        一. 前言

        五金模设计

        冲压模具依构造可分为单工程模、复合模、连续模三大类。前两类需较多人力不符经济效益,连续模可大量生产效率高。同样,设计一套高速精密连续冲模,也要对你所生产的产品(包含所有用冲压加工出来的产品,富士康集团主要有端子、电脑机壳以及连接器上用的小五金及目前的手机零件等等)。设计连续冲模需注意各模组之间的间距、零件加工精度、组立精度、配合精度与干涉问题,以达到连续模自动化大量生产的目的。

        二. 单元化设计概念

        冲压模具整体构造可分成二大部分:(1).共通部分(2).依制品而变动的部分。共通部分可加以标准化或规格化,依制品而变动的部分是难以规格化。

        三. 模板构成及规格  

        1. 模板构成

        冲压模具构成将依模具种类及构成及相异,有顺配置型构造与逆配置型构造二大类。前者是最常使用的构造,后者构造主要用于引伸成形模具或配合特殊模具。

        从事的主要工作包括:

        (1). 数字化制图--将三维产品及模具模型转换为常规加工中用的二维工程图;

        (2). 模具的数字化设计--根据产品模型与设计意图,建立相关的模具三维实体模型;

        (3). 模具的数字化分析仿真--根据产品成形工艺条件,进行模具零件的结构分析、热分析、疲劳分析和模具的运动分析;

        (4). 产品成形过程模拟--注塑成形、冲压成形;

        (5). 定制适合该公司模具设计标准件及标准设计过程;

        (6). 模具生产管理。

        2. 模具规格

        (1).模具尺寸与锁紧螺丝

        模板尺寸应大于工作区域,并选择标准模板尺寸。模板锁紧螺丝位置配置与模具种类及模板尺寸有关。其中单工程模具最常使用锁紧螺丝配置于四边角,最标准形式工作区域可广大使用。长形模具及连续模具最常使用锁紧螺丝配置于四边角及中间位置。

        (2).模板厚度

        模板厚度选择与模具构造、冲压加工种类、冲压加工加工力、冲压加工精度等有绝对关系。依据理论计算决定模具厚度是困难的,一般上系由经验求得,设计使用的模板厚度种类宜尽量少,配合模具高度及夹紧高度加以标准化以便利采购及库存管理。

        四. 模板设计

        连续模具主要模板有冲头固定板、压料板、母模板等等,其构造设计依冲压制品精度、生产数量、模具加工设备与加工方法、模具维护保养方式等有下列三种形式:(1)整块式,(2)轭式,(3)镶入式。

        1. 整块式

        整块式模板亦称为一体构造型,其加工形状必须是封闭的。整块式模板主要用于简单结构或精度不高的模具,其加工方式以切削加工为主(不需热处理),采用热处理模板必须再施行线切割加工或放电加工及研磨加工。模板尺寸长(连续模具)场合将采用两块或多块一体型并用。

        2. 轭式

        轭式模板中央部加工成凹沟状以组装块状品。其构造依应用要求,凹沟部可以其他模板构成。此轭式模板构造优点有:沟部加工容易,沟部宽度可调整,加工精度良好等。但刚性低是其缺点。

        轭式模板设计注意事项如下:

        (1).轭板构部与块状部品嵌合采中间配合或轻配合方式,如采强压配合将使轭板发生变化。

        (2).轭板兼具块状部品保持功能,为承受块状部品侧压及面压,必须具有足够的刚性。还有为使轭板沟部与块状部品得到密着组合,其沟部角隅作成逃隙加工,如轭板沟部角隅不能作成逃隙加工,则块状部品须作成逃隙加工。

        (3).块状部品分割应同时考虑其内部形状,基准面必须明确化。为使冲压加工时不产生变形,亦要注意各个块状部品形状。

        (4).轭板组入许多件块状部品时,由于各块状部品加工累积误差使得节距产生变动,解决对策是中间块状部品设计成可调整方式。

        (5).块状部品采并排组合模具构造,由于冲切加工时块状部品将承受侧压使各块状部品间产生间隙或造成块状部品倾斜。此现象是冲压尺寸不良、冲屑阻塞等冲压不良重要原因,因此必须有充分的对策。

        (6).轭板内块状部品固定方法,依其大小及形状有下列五种:A.以锁紧螺丝固定,B.以键固定,C.以揳形键固定,D.以肩部固定,E.以上压件(如导料板)压紧固定。

        3. 镶入式

        模板中加工圆形或方形凹部,将块状部品镶合嵌入于模板中,此种模板称为镶入式构造,此构造加工累积公差少、刚性高,分解及组立时精度再现性良好。由于具有容易机械加工、加工精度由工作机械决定、最后调整工程少等优点,镶入式模板构造已成为精密冲压模具主流,但其缺点是需要高精度的孔穴加工机。

        连续冲压模具采用此模板构造时,为使模板具有高刚性要求,乃设计空站。镶入式模板构造注意事项如下所述:

        (1).嵌入孔穴加工:模板嵌入孔穴加工使用立式铣床(或治具铣床)、综合加工机、治具镗床、治具磨床、线割放电加工机等。嵌入孔穴加工基准,使用线割放电加工机时,为提高其加工精度乃进行二次或以上线割加工。

        (2).嵌入件固定方法:嵌入件固定方法决定因素有不变动其加工的精度、组立及分解容易性、调整可能性等。嵌入件固定方法有下列四种:A.以螺丝固定,B.以肩部固定,C.以趾块固定,D.其上部以板件压紧。母模板嵌入件固定方法亦有采用压入配合,此时应避免因加工热膨胀而产生的松弛结果,使用圆形模套嵌入件加工不规则孔穴时应设计回转防止方法。

        (3).嵌入件组立及分解考量:嵌入件及其孔穴加工精度要求高以进行组立作业。为得到即使有稍微的尺寸误差亦能于组立时加以调整,宜事先考虑解决对策,嵌入件加工具体考虑事项有下列五项:A.设有压入导入部,B.以隔片调整嵌入件压入状态及正确位置,C嵌入件底面设有压出用孔穴,D.以螺丝锁紧时宜采用同一尺寸螺丝,以利锁固及松开,E.为防止组立方向失误,应设计防呆倒角加工。

        模具设计讲义二

        五. 单元化设计

        1. 模具对准单元

        模具对准单元亦称为模具刃件对合引导装置。为确实保持上模与下模对准及缩短其准备时间,依制品精度及生产数量等条件要求,模具对准单元主要有下列五种:

        (1).无导引型:模具安装于冲床时直接进行其刃件对合作业,不使用引导装置。

        (2).外导引型:此种装置是最标准的构造,导引装置装设于上模座及下模座,不通过各模板,一般称为模座型。

        (3).外导引与内导引并用型(一):此种装置是连续模具最常使用构造,冲头固定板及压料板间装设内导引装置。冲头与母模对合利用固定销及外导引装置。内导引装置另一作用是防止压料板倾斜及保护细小冲头。

        (4).外导引与内导引并用型(二):此种装置是高精密度高速连续模具使用构造,内导引装置贯穿冲头固定板、压料板及母模固定板等等。内导引装置本身亦有模具刃件对合及保护细小冲头作用。外导引装置主要作用是模具分解及安装于冲床时能得到滑顺目的。

        (5).内导引型:此构造不使用外导引装置,内导引装置贯穿冲头固定板、压料板及母模固定板等等,正确地保持各块板位置关系性以保护冲头。

        2. 导注及导套单元

        模具导引方式及配件有导注及导套单元种类有两种:(A).外导引型(模座型或称主导引),(B).内导引型(或称辅助引)。另行配合精密模具要求,使用外导引与内导引并用型需求性高。

        (1).外导引型:一般上使用于不要求高精密度模具,大多与模座构成一单元贩卖,主要作用是模具安装于冲床时刃件对合,几乎没有冲压加工中动态精度保持效果。

        (2).内导引型:由于模具加工机进展,最近急速普及。主要作用除了模具安装于冲床时刃件对合外,亦有冲压加工中动态精度保持效果。

        (3).外导引与内导引并用型:一副模具同时使用外导引与内导引装置。

        3. 冲头与母模单元 (圆形)

        (1).冲头单元:圆形冲头单元依其形状(肩部型及平直型)、长度、维修方便性,使用冲头单元宜与压料板导套单元配合。

        (2).母模单元:圆形母模单元亦称为母模导套单元,其形式有整块式及分开式,依生产数量、使用寿命及制品或冲屑处理性,母模单元组合系列有:(A).使用模板直接加工母模形状,(B).具有二段斜角逃隙部,(C).是否要使用背板,(D).不规则母模形状必须有回转防止设计。

        4. 压料螺栓与弹簧单元

        (1).压料螺栓单元:压料板螺栓种类有:(A).外螺丝型,(B).套筒型,(C).内螺丝型。为保持压料板于指定位置平行状态,压料螺栓停止方法(肩部接触部位):(A).模座凹穴承受面,(B).冲头固定板顶面,(C).冲头背板顶面。

        (2).压料弹簧单元:可动式压料板压料弹簧单元可大致分为:(A).单独使用型,(B).与压料螺栓并用型

        选择压料弹簧单元时最好考虑下列要点再决定:

        (A).确保弹簧自由长度及必要的压缩量 (压缩量大弹簧宜置于压料板凹穴)。

        (B).初期的弹簧压缩量 (预压缩量) 或荷重调整有无必要。

        (C).考量模具组立或维护保养容易性。

        (D).考量与冲头或压料螺栓长度关系。

        (E).考量安全性 (防止弹簧断裂时飞出)。

        5. 导引销单元 (料条送料方向定位)

        (1)..导引销单元:导引销主要作用是连续冲压加工时得到正确的送料节距。冲压模具用导引单元有间接型 (导引销单独使用) 及直接型 (导引销装设于冲头内部) 两种形式。

        (2).导引销组装方式与冲孔冲头有相同 (装设于冲头固定板)。利用弹簧将其受制于冲头固定板。

        (3).导引销另外装设于压料板形式,由于要求导引销突出于压料板量达到一定及防止模具上升时容易带上被加工材料,压料板刚性及导引形式有必要注意。

        (4).导引销单元有直接型,其装设于冲头内,主要用于外形冲切 (下料加工) 或引伸工程切边加工,其位置定位系利用制品孔及引伸部内径。

        6. 导料单元

        (1).外形冲切 (下料加工) 或连续冲压加工时,为使被加工材料宽度方向受到导引及得到正确的送料节距,乃使用导料单元。

        (2).料条宽度方向导引装置,导引方式有:(A).固定板导引销型,(B).可动导引销型,(C).板隧道导引型 (单块板),(D).板导引型 (两块构成),(E).升料销导引型 (有可动式、固定式及两者并用。

        (3).起始停止导引装置,其形式有:(1).滑块式,(2).可动销式等两种,主要作用是材料置于模具最初起始位置定位。

        (4).送料停止装置,可正确地决定出送料节距,主要用于人手送料场合,其形式有:(A).固定式停止销,(B).可动式停止销,(C).边切停止方式,(D).挂钩停止机构,(E).自动停止机构。

        (5).侧推式导料机构,冲压加工时材料被压向一方,可防止材料因料条宽度与导料件宽度差所产生的蛇行现象。

        (6).胚料位置定位导料机构,其形式有:(A).固定销导料型 (利用胚料外形),(B).固定销导料型 (利用胚料孔穴),(C).导料板 (大件部品用),(D).导料板 (一体形),(E).导料板 (分割形)。

        7. 升料与顶料单元

        (1).升料销单元:其主要作用是进行连续冲压加工时将料条升至母模上 (位置高度称为送料高度,并达到顺利送料目的,其形式有:(A).升料销型 (圆形,纯粹升料用),是最普通的升料销单元。(B).升料销型 (圆形,设有导料销用孔),升料销设有导料销用孔可防止材料承受导引销变形及使导引销确实发生作用。(C).升料及导料销型,兼具导料功能,连续模具导料最常使用此形式升料销型。(D).升料销型 (方形) 如有需求设有空气吹孔。(E).升料及导料销型 (方形)。

        (2).顶料单元:自动冲压加工时必须防止冲切制品或冲屑跳于母模表面以避免模具损坏及不良冲压件产生。

        (3).顶出单元:顶出单元主要作用是每次冲压加工时将制品或废料自母模内顶出。顶出单元装设场所有二:(A).逆配置型模具时装设于上模部份,(B).顺配置型模具时装设于下模部份。

        8. 固定销单元

        固定销单元形状及其尺寸依标准规格需要而设计,使用时注意事项有:(A).固定销孔宜为贯穿孔,不能的场合,考虑容易使用螺丝卸除设计方法。(B).固定销长度适度最好,不可大于必要的长度。(C).固定销孔宜有必要的逃离部。(D).置于上模部份场合,应设计防止落下机构以防止其掉落。(E).采用一方压入配合一方滑动配合场合,滑动侧固定销孔稍微大于固定销。(F).固定销数量以两只为原则,尽量选择相同尺寸。

        9. 压料板单元

        压料板单元特别重要点是压料面与母模面有正确的平行度及缓冲压力要求平衡。

        10. 失误检出单元

        以连续模具冲压加工时,模具必须设计失误检出单元以检出送料节距变化量是否超过其基准而停止冲床运转。失误检出单元是装设于模具内部,依其检出方法有下列两种装设形式:(A).上模内装设检出销形式,当其偏离料条孔穴时,将与料条相接触而检知。(B).下模内装设检出销形式,当料条一部与检出销接触而检知。

        最近利用接触方式检出方法将有所改变,使用近接开关事例有增加趋势。

        上模内装设检出销是标准的检出装置,由于其于下死点附近检出,检出开始至冲床停止有时间偏差,要完全达到失误防止效果是困难的。装于下模检出装置,当材料送料动作完成后马上直接进行检出,此方法已受到重视。

        11. 废料切断单元

        连续冲压加工时料条 (废料) 将陆续离开模具内,其处理方式有两种:(A).利用卷料机卷取,(B).利用模具切断装置将其细化。又后者方式有两种:(A).利用专用废料切断机 (设置于冲压机械外部),(B).装设于连续模具最后工程切断单元。

        12. 高度停止块单元

        高度停止块单元主要作用是正确地决定上模下死点位置,其形式有下列两种:(A).冲压加工时亦经常接触方式,(B).组装时才接触,冲压加工时不接触方式。还有,当模搬运、保管时,为防止上模与下模接触,最好于上模与下模间置入隔块。当精度要求无必要时,其使用标准可采用螺丝调整型。

        模具设计讲义三

        1. 标准部品及规格

        模具用标准规格选择方法最好考量下列事项:(A).使用的规格内容不受限制时,最好采用最高层者。(B).原则上采用标准数。(C).模具标准部品无此尺寸时,采用最接近者再进行加工。

        2. 冲头设计

        冲头依其功能可大致分为三大部份:(A).加工材料刃部先端 (切刃部,其形状有不规则形、方形、圆形等)。(B).与冲头固定板接触部 (固定部或柄部,其断面形状有不规则形、方形、圆形等)。(C).刃部与柄部连结部份 (中间部)。

        冲头各部份设计基准分别从 (A).切刃部长度,(B).切刃部研磨方向,(C).冲头固定法及柄部形状等方面简述。

        (1).切刃部长度:阶段型冲头切刃部长度设计宜考虑加工时不会产生侧向弯曲、与压料板运动部份间隙应适当。压料板与冲头切刃部关系有引导型及无引导型,切刃部直段长度将有所不同。

        (2).切刃部研磨方向:切刃部研磨方向有与轴部平行 (上削加工) 及与轴部垂直 (穿越加工) 等两种方法,为提高冲头的耐磨耗性及耐烧着性,宜采用前者。切刃部形状是凸形状时可采用穿越加工,凹凸形状时采用上削加工或穿越加工并用方式。

        (3).冲头固定法及柄部形状:冲头柄部大致分为直段型与肩部型两种,其固定方式选用因素有制品及模具精度、冲头及冲头固定板加工机械与加工方法、维护保养方法等。

        (4).柄部尺寸及精度:冲头柄部尺寸及精度将随冲头固定方式而有不同要求。

        (5).冲头长度调整方法:冲切冲头长度因再研磨加工而减短,为与其他工程如 (弯曲、引伸等) 冲头长度保持平衡及维持冲头设计长度,有必要调整冲头长度。

        (6).配合冲压加工冲头设计:为达到大量生产时冲压制品品质安全及无不良品产生,模具方面有必要考虑下列事项:A.冲头加工研磨方向要同一性,表面宜施以抛光处理。B.为防止冲屑浮上,冲头内可装设顶出销或加工空气孔。C.为减少冲切力,冲孔冲头施以斜角加工,还有大冲头附近的细小冲头宜较短些以减少受到冲击。

        (7).配合加工法冲头设计:冲头形状设计与加工困难度有绝对的关系,当其过份接近时冲头固定板加工变为困难,此时冲头宜加以分割处理 (采组合方式)

        3. 冲头固定板设计

        冲头固定板厚度与模具及荷重大小有关系性,一般上为冲头长度30~40%,还有冲头引导部长度宜高于冲头直径1.5倍。

        4. 导引销 (冲头) 设计

        导引销 (冲头) 引导部直径与材料导引孔间隙,其尺寸及突出压料板量依材料厚度而设计,导引销先端形状大致分为两种:A.炮弹形,B.圆锥形 (推拔形)。

        (1).炮弹形是最普通形式,市面上亦有标准部品。

        (2).圆锥形有一定的角度,很适合用于小件高速冲压,推拔角度决定因素有冲压行程、被加工件材质、导引孔大小,加工速度等。推拔角度大时较容易修正被加工材料位置,但推拔部长度将变长。推拔部与圆筒部连接处宜滑顺。

        5. 母模设计

        (1).冲切母模设计

        冲切母模形状设计应考量要项有:A.模具寿命及逃角形状,B.母模剪角,C.母模分割。

        (A).模具寿命及逃角形状:此设计是非常重要的事项,如设计不正确将会造成冲头破损、冲屑堵塞或浮上、毛边发生等冲压加工不良现象。

        (B).母模剪角:外形冲切时为减低其冲切力,母模可采剪角设计,剪角大时冲切力减低亦大,但易造成制品反曲及变形。

        (C).母模分割:母模必须施以成形研磨等精加工,由于其是凹形状,研磨工具不易进入,故必须加以分割。

        (2).弯曲母模设计

        弯曲加工用母模设计,为防止回弹及过度弯曲等现象发生,U形弯曲加工用母模部形状为双R与直线部 (斜度为30度) 组合,最好近似R形状。R部形状经成形研磨或NC放电加工后应施以抛光处理。

        (3).引伸母模设计

        引伸母模角隅部形状及逃角形状是非常重要的设计事项,有关角隅部及逃角形状及特征如下:引伸母模R角值大时较易引伸加工,但亦产生引伸产品表面产生皱摺现象,引伸制品侧壁厚度大于板厚。引伸厚板件及顶出困难场合,母模R值要取小,约为板厚1-2倍,一般上圆筒及方筒引伸母模大多引伸部作成直段状,为防止烧着发生、润滑油油膜破坏及减少顶出力等目的,直段部下方宜有逃部 (阶段形或推拔形) 设计。特别是引缩加工场合,此直段部有必要尽量少。

        6. 冲头侧压对策

        冲压加工时冲头左右承受均等荷重是最佳理想 (即侧压为零) 状态,冲头承受侧向压力时将使上模与下模产生横方向偏移,造成模具间隙部份变大或变小 (间隙不均匀) 及无法得到良好精度的冲压加工。有关冲头侧压对策有下列方法:(A).改变加工方向,(B).单侧加工 (冲切、弯曲、引伸等) 制品宜采两排布列方式,(C).冲头或母模装设侧压挡块,切刃侧面设有导引部 (尤其是切断及分断加工)。

        7. 压料板设计

        压料板功能有剥离付着于冲头材料及导引细小冲头作用,依功能不同其设计内容有很大的不同。压料板厚度及选用基准依制品设计有下列两种:1.可动式压料板,2.固定式压料板。

        压料板与冲头间隙值宜小于模具间隙半 (尤其是精密连续模具更应遵守此原则),当设计压料板时依制品的不同而有所变动必须注意下列事项:1.压料板与冲头间隙值及冲头导引部长度,2.辅助导柱与压料板装设标准及压料板逃部设计,3.可动式压料板于冲压加工时为防止倾斜发生对策,4.固定式导料板与压料板导引销孔尺寸关系,5.固定式压料板材料导引部与被加工材料宽度关系。

        8. 背压板设计

        冲压加工时主要作用件 (冲头、压料板、母模) 后方将承受面压,当冲压力高于面压力时宜采用背压板 (特别是冲头及母模模套背面) 背压板使用方式有局部使用与全面使用两种形式。

        模具设计软件

        现代工业发展很快,基本上都是利用电脑进行设计和加工,其精度能够保证在0.002~0.01左右.以目前的情况来看,搞模具设计工作有一条无边无际的广阔天地.如果能够用电脑进行辅助设计,则你的对手,无形中,就落在你的后面了.常用模具设计软件有AUTOCADPro/EUGSWCImatron,mishiong 等等。

        模具设计培训目标

        模具设计与制造专业的培养目标是:培养德、智、体、美等方面全面发展,具有良好的职业素质,面向制造行业,从事模具设计、模具加工工艺编制、冲压和塑料成型加工、数控机床的操作以及生产管理等工作的高等技术应用性专门人才。体现为制造方面达到模具制造的补师水平,设计方面达到助理设计师的水平。

        模具设计就业方向

        模具加工方向①模具加工生产组织;②模具数控编程加工;③模具三维设计;④产品开发三维设计。其他技术类方向:生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师、CNC工程师等。

        模具设计模具设计师

        一、定义

        模具设计师指从事企业模具的数字化设计,包括型腔模与冷冲模,在传统模具设计的基础上,应用数字化设计工具,提高模具设计质量,缩短模具设计周期等方面的工作人员。简单地说就是在一个产品生产出来之前先做出一个模型,而模具设计师就是设计这个模型的人。

        模具设计是很复杂的工作,最基本的要求是每套模具之间必须恰到好处地配合。比如一个随身听需要近百套模具制作出来,每一个配件之间的接口都要严丝合缝。

        二、从事的主要工作包括:

        1.数字化制图——将三维产品及模具模型转换为常规加工中用的二维工程图;

        2.模具的数字化设计——根据产品模型与设计意图,建立相关的模具三维实体模型;

        3.模具的数字化分析仿真——根据产品成形工艺条件,进行模具零件的结构分析、热分析、疲劳分析和模具的运动分析;

        4.产品成形过程模拟——注塑成形、冲压成形;

        5.定制适合该公司模具设计标准件及标准设计过程;

        6.模具生产管理。

        三、申报条件

        (一).三级模具设计师(具备以下条件之一者)

        1.具有以高级技能为培养目标的技工学校、技师学院和职业技术学院本专业或相关专业毕业证书。

        2.具有本专业或相关专业大学专科及以上学历证书。

        3.具有其他专业大学专科及以上学历证书,连续从事本职业工作1年以上,经三级模具设计师正规培训达规定标准学时数,并取得结业证书。

        (二).二级模具设计师(具备以下条件之一者)

        1.取得三级模具设计师职业资格证书后,连续从事本职业工作2年以上。

        2.取得三级模具设计师职业资格证书后,连续从事本职业工作2年以上,经二级模具设计师正规培训达规定标准学时数,并取得结业证书。

        3.具有本专业或相关专业大学本科学历证书,取得三级模具设计师职业资格证书后,连续从事本职业工作3年以上。

        4.取得硕士研究生及以上学历证书后,连续从事本职业工作2年以上。

        模具行业网网站简介

        模具行业网是一个大型全国性专业模具信息平台,致力于向模具行业企业及商人提供最便捷的信息获取方式和交易平台。简单的页面丰富的信息量深受模具行业企业及商人的信赖, 提供全方位的免费B2B交易平台,帮助企业及时了解最新供求信息,掌握最新行业资讯。同时提供强大的商务交流平台,增进商务人士业内交流,为企业创造更多合作商机。

        模具行业网运营理念

        自成立以来,模具行业网始终秉承“以客户为中心”的经营理念,视推动中国企业开展电子商务、实现信息化为己任,深入研究企业客户的实际需要,开创性地建立了最适合中小企业需要的IT应用服务运营模式,运用先进的信息技术搭建起一个适合企业业务和管理需要的应用服务平台,并透过庞大的全国性商务网络,面对面地向企业客户提供全方位、标准化、一站式的IT应用服务和信息化解决方案。

        模具行业网运营模式

        IT应用服务运营模式,具有低投入、低风险、高回报的特点,从根本上克服了以系统集成、定制开发为代表的传统IT服务模式带来的高投入、高风险、低回报、升级维护困难、对用户自身技术要求高等问题。由模具行业网自主研发、以数字商务平台产品为代表的全系列IT应用服务运营平台,成功地帮助中小企业降低了IT总体拥有成本、提升了企业开展电子商务的竞争力,“应用服务”导向和“无缝”升级,使客户无须配备专业的IT技术人员,更不必担心系统的升级和维护。该平台具有与国际同步、国内领先的技术水平,功能强大、全面,性能稳定可靠,而且使用方便、操作简单,能够帮助企业客户以低成本的投入享受世界先进的IT技术,从容面对市场竞争和需求的变化,轻松地开展电子商务和网络营销。

        模具行业网技术服务

        强大的技术实力和完善的运营服务体系是模具行业网IT应用服务的基石。模具行业网拥有一支规模庞大、实力雄厚的技术团队,他们时刻走在技术前沿,跟踪IT科技的最新发展趋势,洞悉市场和用户需求的变化,锐意进取、积极创新,不断地将先进的技术应用到运营平台的产品研发、系统升级和维护之中,确保整个平台技术领先、服务稳定安全,并能根据市场和用户需求的变化随时提供量身定制的整体解决方案。模具行业网拥有专业的超大规模独立机房,该机房位于中国IDC机房的数据中心内,拥有千兆的独享带宽,数千台高性能服务器,专业的防火墙、防病毒网关等安全设施,并在业内率先推出7X24小时不间断的运营维护服务,实时响应客户的需求,即时解决用户的问题。

        注塑模具基本分类

        注塑模具依成型特性区分为热固性塑胶模具汽车模具

        、热塑性塑胶模具两种;依成型工艺区分为传塑模、吹塑模、铸塑模、热成型模、热压模(压塑模)、注射模等,其中热压模以溢料方式又可分为溢式、半溢式、不溢式三种,注射模以浇注系统又可分为冷流道模、热流道模两种;以按装卸方式可分为移动式、固定式两种。

        注塑模具模具组成

        模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化,但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分,并随塑料和制品而变化,是塑模中最复杂,变化最大,要求加工光洁度和精度最高的部分。

        常见的注塑模具图片(2张)

        注塑模具由动模和定模两部分组成,动模安装在注射成型机的移动模板上,定模安装在注射成型机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔,开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。为了减少繁重的模具设计和制造工作量,注塑模大多采用了标准模架。

        注塑模具浇注系统

        浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。

        浇注系统又称流道系统,它是将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的一组进料通道,通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。它直接关系到塑料制品的成型质量和生产效率。

        主流道

        它是模具中连接注塑机射嘴至分流道或型腔的一段通道。主流道顶部呈凹形以便与喷嘴衔接。主流道进口直径应略大于喷嘴直径(0.8mm)以避免溢料,并防止两者因衔接不准而发生的堵截。进口直径根据制品大小而定,一般为4-8mm。主流道直径应向内扩大呈3°到5°的角度,以便流道赘物的脱模。

        冷料穴

        它是设在主流道末端的一个空穴,用以捕集射嘴端部两次注射之间所产生的冷料,从而防止分流道或浇口的堵塞。如果冷料一旦混入型腔,则所制制品中就容易产生内应力。冷料穴的直径约8-10mm,深度为6mm。为了便于脱模,其底部常由脱模杆承担。脱模杆的顶部宜设计成曲折钩形或设下陷沟槽,以便脱模时能顺利拉出主流道赘物。

        分流道

        它是多槽模中连接主流道和各个型腔的通道。为使熔料以等速度充满各型腔,分流道在塑模上的排列应成对称和等距离分布。分流道截面的形状和尺寸对塑料熔体的流动、制品脱模和模具制造的难易都有影响。如果按相等料量的流动来说,则以圆形截面的流道阻力最小。但因圆柱形流道的比表面小,对分流道赘物的冷却不利,而且这种分流道必须开设在两半模上,既费工又不易对准。因此,经常采用的是梯形或半圆形截面的分流道,且开设在带有脱模杆的一半模具上。流道表面必须抛光以减少流动阻力提供较快的充模速度。流道的尺寸决定于塑料品种,制品的尺寸和厚度。对大多数热塑性塑料来说,分流道截面宽度均不超过8mm,特大的可达10-12mm,特小的2-3mm。在满足需要的前提下应尽量减小截面积,以增加分流道赘物和延长冷却时间。

        浇口

        它是接通主流道(或分流道)与型腔的通道。通道的截面积可以与主流道(或分流道)相等,但通常都是缩小的。所以它是整个流道系统中截面积最小的部分。浇口的形状和尺寸对制品质量影响很大。

        浇口的作用是:

        A、控制料流速度:

        B、在注射中可因存于这部分的熔料早凝而防止倒流:

        C、使通过的熔料受到较强的剪切而升高温度,从而降低表观粘度以提高流动性:

        D、便于制品与流道系统分离。浇口形状、尺寸和位置的设计取决于塑料的性质、制品的大小和结构。一般浇口的截面形状为矩形或圆形,截面积宜小而长度宜短,这 不仅基于上述作用,还因为小浇口变大较容易,而大浇口缩小则很困难。浇口位置一般应选在制品最厚而又不影响外观的地方。浇口尺寸的设计应考虑到塑料熔体的性质。型腔它是模具中成型塑料制品的空间。用作构成型腔的组件统称为成型零件。各个成型零件常有专用名称。构成制品外形的成型零件称为凹模(又称阴模),构成制品内部形状

        (如孔、槽等)的称为型芯或凸模(又称阳模)。设计成型零件时首先要根据塑料的性能、制品的几何形状、尺寸公差和使用要求来确定型腔的总体结构。其次是根据确定的结构选择分型面、浇口和排气孔的位置以及脱模方式。最后则按控制品尺寸进行各零件的设计及确定各零件之间的组合方式。塑料熔体进入型腔时具有很高的压力,故成型零件要进行合理地选材及强度和刚度的校核。为保证塑料制品表面的光洁美观和容易脱模,凡与塑料接触的表面,其粗糙度Ra>0.32um,而且要耐腐蚀。成型零件一般都通过热处理来提高硬度,并选用耐腐蚀的钢材制造。

        注塑模具调温系统

        为了满足注射工艺对模具温度的要求,需要有调温系统对模具的温度进行调节。对于热塑性塑料用注塑模,主要是设计冷却系统使模具冷却。模具冷却的常用办法是在模具内开设冷却水通道,利用循环流动的冷却水带走模具的热量;模具的加热除可利用冷却水通道热水或蒸汽外,还可在模具内部和周围安装电加热元件。

        注塑模具成型部件

        成型零件是指构成制品形状的各种零件,包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。成型部件由型芯和凹模组成。型芯形成制品的内表面,凹模形成制品的外表面形状。合模后型芯和型腔便构成了模具的型腔。按工艺和制造要求,有时型芯和凹模由若干拼块组合而成,有时做成整体,仅在易损坏、难加工的部位采用镶件。

        排气口

        它是在模具中开设的一种槽形出气口,用以排出原有的及熔料带入的气体。熔料注入型腔时,原存于型腔内的空气以及由熔体带入的气体必须在料流的尽头通过排气口向模外排出,否则将会使制品带有气孔、接不良、充模不满,甚至积存空气因受压缩产生高温而将制品烧伤。一般情况下,排气孔既可设在型腔内熔料流动的尽头,也可设在塑模的分型面上。后者是在凹模一侧开设深0.03-0.2mm,宽1.5-6mm的浅槽。注射中,排气孔不会有很多熔料渗出,因为熔料会在该处冷却固化将通道堵死。排气口的开设位置切勿对着操作人员,以防熔料意外喷出伤人。此外,亦可利用顶出杆与顶出孔的配合间隙,顶块和脱模板与型芯的配合间隙等来排气。

        注塑模具结构零件

        它是指构成模具结构的各种零件,包括:导向、脱模、抽芯以及分型的各种零件。如前后夹板、前后扣模板、承压板、承压柱、导向柱、脱模板、脱模杆及回程杆等。

        注塑模具(13张)

        1.导向部件

        为了确保动模和定模在合模时能准确对中,在模具中必须设置导向部件。在注塑模中通常采用四组导柱与导套来组成导向部件,有时还需在动模和定模上分别设置互相吻合的内、外锥面来辅助定位。

        2.推出机构

        在开模过程中,需要有推出机构将塑料制品及其在流道内的凝料推出或拉出。推出固定板和推板用以夹持推杆。在推杆中一般还固定有复位杆,复位杆在动、定模合模时使推板复位。

        3.侧抽芯机构

        有些带有侧凹或侧孔地塑料制品,在被推出以前必须先进行侧向分型,抽出侧向型芯后方能顺利脱模,此时需要在模具中设置侧抽芯机构。

        注塑模具注射装置

        注射装置是使树脂材料受热融化后射入模具内的装置。如图所示从料头把树

        脂挤入料筒中,通过螺杆的转动将熔体输送至机筒的前端。在那个过程中,在加热器的作用下加热使机筒内的树脂材料受热,在螺杆的剪切应力作用下使树脂成为熔融状态,将相当于成型品及主流道,分流道的熔融树脂滞留于机筒的前端(称之为计量),螺杆的不断向前将材料射入模腔。 当熔融树脂在模具内流动时,须控制螺杆的移动速度(射出速度),并在树脂充满模腔后用压力(保压力)进行控制。当螺杆位置,注射压力达到一定值时我们可以将速度控制切换成压力控制。

        注塑模具模具保养

        1、加工企业首先应给每副模具配备履历卡,详细记载、统计其使用、护理(润滑、清洗、防锈)及损坏情况,据此可发现哪些部件、组件已损坏,磨损程度大小,以提供发现和解决问题的信息资料,以及该模具的成型工艺参数、产品所用材料,以缩短模具的试车时间,提高生产效率。

        2、加工企业应在注塑机、模具正常运转情况下,测试模具各种性能,并将最后成型的塑件尺寸测量出来,通过这些信息可确定模具的现有状态,找出型腔、型芯、冷却系统以及分型面等的损坏所在,根据塑件提供的信息,即可判断模具的损坏状态以及维修措施。

        3、要对模具几个重要零部件进行重点跟踪检测:顶出、导向部件的作用是确保模具开合运动及塑件顶出,若其中任何部位因损伤而卡住,将导致停产,故应经常保持模具顶针、导柱的润滑(要选用最适合的润滑剂),并定期检查顶针、导柱等是否发生变形及表面损伤,一经发现,要及时更换;完成一个生产周期之后,要对模具工作表面、运动、导向部件涂覆专业的防锈油,尤应重视对带有齿轮、齿条模具轴承部位和弹簧模具的弹力强度的保护,以确保其始终处于最佳工作状态;随着生产时间持续,冷却道易沉积水垢、锈蚀、淤泥及水藻等,使冷却流道截面变小,冷却通道变窄,大大降低冷却液与模具之间的热交换率,增加企业生产成本,因此对流道的清理应引起重视;对于热流道模具而言,加热及控制系统的保养有利于防止生产故障的发生,故而尤为重要。因此,每个生产周期结束后都应对模具上的带式加热器、棒式加热器、加热探针以及热电偶等用欧姆表进行测量,如有损坏,要及时更换,并与模具履历表进行比较,做好记录,以便适时发现问题,采取应对措施。

        4、要重视模具的表面保养,它直接影响产品的表面质量,重点是防止锈蚀,因此,选用一种适合、优质、专业的防锈油就尤为重要。当模具完成生产任务后,应根据不同注塑采取不同方法仔细清除残余注塑,可用铜棒、铜丝及专业模具清洗剂清除模具内残余注塑及其他沉积物,然后风干。禁用铁丝、钢条等坚硬物件清理,以免划伤表面。若有腐蚀性注塑引起的锈点,要使用研磨机研磨抛光,并喷上专业的防锈油,然后将模具置于干燥、阴凉、无粉尘处储存。

        注塑模具应用领域

        注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备,随着塑料工业的迅速发展,以及塑料制品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用,产品对模具的要求也越来越高,传统的模具设计方法已无法适应当今的要求. 与传统的模具设计相比,计算机辅助工程(CAE)技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面,还是在降低成本、减轻劳动强度方面,都具有极大的优越性。

        注塑模具在加工中,各种数控加工均有用到,应用最多的是数控铣及加工中心,数控线切割加工与数控电火花加工在模具数控加工中的应用也非常普遍,线切割主要应用在各种直壁的模具加工,如冲压加工中的凹凸模,注塑模中的镶块、滑块,电火花加 工用的电极等。对于硬度很高的模具零件,采用机加工办法无法加工,大多采用电火花加工,另外对于模具型腔的尖角、深腔部位、窄槽等也使用电火花加工。而数控车床主要用于加工模具杆类标准件,以及回转体的模具型腔或型芯,如瓶体、盆类的注塑模具,轴类、盘类零件的锻模。在模具加工中,数控钻床的应用也可以起到提高加工精度和缩短加工周期的作用。

        模具应用广泛,现代制造业中的产品构件成形加工,几乎都需要使用模具来完成。所以,模具产业是国家高新技术产业的重要组成部分,是重要的、宝贵的技术资源。优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM,并使之趋于智能化,提高型件成形加工工艺和模具标准化水平,提高模具制造精度与质量,降低型件表面研磨、抛光作业量和制造周期;研究、应用针对各种类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料,以提高模具使用性能;为适应市场多样化和新产品试制,应用快速原型制造技术和快速制模技术,以快速制造成型冲模、塑料注射模或压铸模等,应当是未来5~20年的模具生产技术的发展趋势.

        注塑模具功能特征

        注塑模具内的温度各点不均匀,也和注射周期中的时间点有关。模温机的作用就是保持温度恒定在2min和2max之间,也就是说防止温度差在生产过程或间隙上下波动。以下的几种控制方法适用于控制模具的温度:控制流体温度是最常用的方法,且控制精度可以满足大多数情况要求。使用这种控制方法,显示在控制器的温度和模具温度并不一致;模具的温度波动相当大,因为影响模具的热因素没有直接测量和补偿这些因素包括注射周期的改变,注射速度,熔化温度和室温。其次就是模具温度的直接控制。该方法是在模具内部装温度传感器,这在模具温度控制精度要求比较高的情况下才会采用。模具温度控制的主要特点包括:控制器设定的温度与模具温度一致;影响模具的热因素可以直接测量和补偿。通常情况下,模具温度的稳定性比通过控制流体温度更好。此外,模具温度控制在生产过程控制中的重复性较好。第三是联合控制。联合控制是上述方法的综合,它能同时控制流体和模具的温度。在联合控制中,温度传感器在模具中的位置极其重要,放置温度传感器时,必须考虑形状、结构及冷却通道的位置。另外,温度传感器应被放置在对注塑件质量起决定性作用的地方。连接一个或多个模温机到注塑机控制器上有很多途径。从操作性、可靠性和抗干扰考虑最好使用数字接口。

        注塑模具的热平衡控制注塑机和模具的热传导是生产注塑件的关键。模具内部,由塑料(如热塑性塑料)带来的热量通过热辐射传递给材料和模具的钢材,通过对流传递给导热流体。另外,热量通过热辐射被传递到大气和模架。被导热流体吸收的热量由模温机来带走。模具的热平衡可以被描述为:P=Pm-Ps。式中P为模温机带走的热量;Pm为塑料引入的热量;Ps为模具散发到大气的热量。  控制模具温度的目的和模具温度对注塑件的影响注塑工艺中,控制模具温度的主要目的一是将模具加热到工作温度,二是保持模具温度恒定在工作温度。以上两点做的成功的话,可以把循环时间最优化,进而保证注塑件稳定的高质量。模具温度会影响表面质量,流动性,收缩率,注塑周期以及变形等几方面。模具温度过高或不足对不同的材料会带来不同的影响。对热塑性塑料而言,模具温度高一点通常会改善表面质量和流动性,但会延长冷却时间和注塑周期。模具温度低一点会降低在模具内的收缩,但会增加脱模后注塑件的收缩率。而对热固性塑料来说,高一点的模具温度通常会减少循环时间,且时间由零件冷却所需时间决定。此外,在塑胶的加工中,高一点的模具温度还会减少塑化时间,减少循环次数。

        一些常见的模具。(15张)

        塑料模具基本简介

        一种用于压塑、挤塑、注塑、吹塑和低发泡成型的组合式塑料模具,它主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模,由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。模具凸、凹模及辅助成型系统的协调变化。可加工不同形状、不同尺寸的系列塑件。塑料加工工业中和塑料成型机配套,赋予塑料制品以完整构型和精确尺寸的工具。由于塑料品种和加工方法繁多,塑料成型机和塑料制品的结构又繁简不一,所以,塑料模具的种类和结构也是多种多样的。

        随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大,塑料产品的用量也正在上升。

        塑料模具是一种生产塑料制品的工具.它由几组零件部分构成,这个组合内有成型模腔。注塑时,模具装夹在注塑机上,熔融塑料被注入成型模腔内,并在腔内冷却定型,然后上下模分开,经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具,最后模具再闭合进行下一次注塑,整个注塑过程是循环进行的。

        一般塑料模具由动模和定模两部分组成,动模安装在注射成型机的移动模板上,定模安装在注射成型机的固定模板上。在注射成型时动模与定模闭合构成浇注系统和型腔,开模时动模和定模分离以便取出塑料制品。

        模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化,但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、调温系统、成型零件和结构零件组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分,并随塑料和制品而变化,是塑模中最复杂,变化最大,要求加工光洁度和精度最高的部分。

        浇注系统是指塑料从射嘴进入型腔前的流道部分,包括主流道、冷料穴、分流道和浇口等。成型零件是指构成制品形状的各种零件,包括动模、定模和型腔、型芯、成型杆以及排气口等。

        我国塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下,形成了一个巨大的产业链条,从上游的原辅材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业,塑料模具发展一片生机。

        随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展。

        塑料模具主要分类

        按照成型方法的不同,可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型,主要有注射成型模具、挤出成型模具、吸塑成型模具、高发泡聚苯乙烯成型模具等。

        塑料模具

        1、塑料注射(塑)模具

        它主要是热塑性塑料件产品生产中应用最为普遍的一种成型模具,塑料注射模具对应的加工设备是塑料注射成型机,塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融,然后在注射机的螺杆或柱塞推动下,经注射机喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料冷却硬化成型,脱模得到制品。其结构通常由成型部件、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气系统、支撑部件等部分组成。制造材料通常采用塑料模具钢模块,常用的材质主要为碳素结构钢、碳素工具钢、合金工具钢,高速钢等。注射成型加工方式通常只适用于热塑料品的制品生产,用注射成型工艺生产的塑料制品十分广泛,从生活日用品到各类复杂的机械,电器、交通工具零件等都是用注射模具成型的,它是塑料制品生产中应用最广的一种加工方法。

        2、 塑料压塑模具

        包括压缩成型和压注成型两种结构模具类型。它们是主要用来成型热固性塑料的一类模具,其所对应的设备是压力成型机。压缩成型方法根据塑料特性,将模具加热至成型温度(一般在103°—108°),然后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室,闭合模具,塑料在高热,高压作用下呈软化粘流,经一定时间后固化定型,成为所需制品形状。压注成型与压缩成型不同的是有单独的加料室,成型前模具先闭合,塑料在加料室内完成预热呈粘流态,在压力作用下调整挤入模具型腔,硬化成型。压缩模具也用来成型某些特殊的热塑性塑料如难以熔融的热塑性塑料(如聚加氟乙烯)毛坯(冷压成型),光学性能很高的树脂镜片,轻微发泡的硝酸纤维素汽车方向盘等。压塑模具主要由型腔、加料腔、导向机构、推出部件、加热系统等组成。压注模具广泛用于封装电器元件方面。压塑模具制造所用材质与注射模具基本相同。

        3、塑料挤出模具

        用来成型生产连续形状的塑料产品的一类模具,又叫挤出成型机头,广泛用于管材、棒材、单丝、板材、薄膜、电线电缆包覆层、异型材等的加工。与其对应的生产设备是塑料挤出机,其原理是固态塑料在加热和挤出机的螺杆旋转加压条件下熔融,塑化,通过特定形状的口模而制成截面与口模形状相同的连续塑料制品。其制造材料主要有碳素结构钢、合金工具等,有些挤出模具在需要耐磨的部件上还会镶嵌金刚石等耐磨材料。挤出中工工艺通常只适用热塑性塑料品制品的生产,其在结构上与注塑模具和压塑模具有明显区别。

        4、塑料吹塑模具

        是用来成型塑料容器类中空制品(如饮料瓶、日化用品等各种包装容器)的一种模具,吹塑成型的形式按工艺原理主要有挤出吹塑中空成型、注射吹塑中空成型、注射延伸吹塑中空成型(俗称“注拉吹”),多层吹塑中空成型,片材吹塑中空成型等。中空制品吹塑成型所对应的设备通常称为塑料吹塑成型机,吹塑成型只适用于热塑料品种制品的生产。吹塑模具结构较为简单,所用材料多以碳素多则制造。

        5、塑料吸塑模具

        是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具,其原理是利用抽真空盛开方法或压缩空气成型方法使固定在凹模或凸模上的塑料板、片,在加热软化的情况下变形而贴在模具的型腔上得到所需成型产品,主要用于一些日用品、食品、玩具类包装制品生产方面。吸塑模具因成型时压力较低,所以模具材料多选用铸铝或非金属材料制造,结构较为简单。

        6、高发泡聚苯乙烯成型模具

        是应用可发性聚苯乙烯(由聚苯乙烯和发泡剂组成的珠状料)原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料的一种模具。其原理是可发聚苯乙烯在模具内能入蒸汽成型,包括简易手工操作模具和液压机直通式泡沫塑料模具两种类型,主要用来生产工业品方面的包装产品。制造此种模具的材料有铸铝、不锈钢、青铜等。

        塑料模具设计要素

        模具设计和制造与塑料加工有密切关系。塑料加工的成败,很大程度上取决于模具设计效果和模具制造质量,而塑料模具设计又以正确的塑料制品设计为基础。

        塑料模具设计要考虑的结构要素有:

        ①分型面,即模具闭合时凹模与凸模相互配合的接触表面。它的位置和形式的选定,受制品形状及外观、壁厚、成型方法、后加工工艺、模具类型与结构、脱模方法及成型机结构等因素的影响。

        ②结构件,即复杂模具的滑块、斜顶、直顶块等。结构件的设计非常关键,关系到模具的寿命、加工周期、成本、产品质量等,因此设计复杂模具核心结构对设计者的综合能力要求较高,尽可能追求更简便、更耐用、更经济的设计方案。

        ③模具精度,即避卡、精定位、导柱、定位销等。定位系统关系到制品外观质量,模具质量与寿命,根据模具结构不同,选择不同的定位方式,定位精度控制主要依靠加工,内模定位主要是设计者充分去考虑,设计出更加合理易调整的定位方式。

        ②浇注系统,即由注塑机喷嘴至型腔之间的进料通道,包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。特别是浇口位置的选定应有利于熔融塑料在良好流动状态下充满型腔,附在制品上的固态流道和浇口冷料在开模时易于从模具内顶出并予以清除(热流道模除外)。

        ③塑料收缩率以及影响制品尺寸精度的各项因素,如模具制造和装配误差、模具磨损等。此外,设计压塑模和注塑模时,还应考虑成型机的工艺和结构参数的匹配。在塑料模具设计中已广泛应用计算机辅助设计技术。

        塑料模具模具配件

        冲针、冲头、导柱、导套、精定位、顶杆、顶针、司筒、滑块装置、斜顶装置、钢珠套、日期章、塑胶模具弹簧、密封圈、冷却接头,水柱塞、定位圈、浇口套、拉料针、拉杆、限位钉、垃圾钉、支撑柱、开闭器、开模顺序控制器(锁模扣组件)等。

        塑料模具结构零件

        1、组成

        吹塑模、铸塑模和热成型模的结构较为简单。

        压塑模、注塑模和传塑模结构较为复杂,构成这类模具的零件也较多。

        基本零件有:

        ①成型零件,包括凹模、凸模、各种成型芯,都是成型制品内、外表面或上、下端面、侧孔、侧凹和螺纹的零件。

        ②支承固定零件,包括模座板、固定板、支承板、垫块等,用以固定模具或支承压力。

        ③导向零件,包括导柱和导套,用以确定模具或推出机构运动的相对位置。

        ④抽芯零件,包括斜销、滑块等,在模具开启时用以抽出活动型芯,使制品脱模。

        ⑤推出零件,包括推杆、推管、推块、推件板、推件环、推杆固定板、推板等,用以使制品脱模。注塑模多推广采用标准模架,这种模架是由结构、形式和尺寸都已标准化和系列化的基本零件成套组合而成,其模腔可根据制品形状自行加工。采用标准模架有利于缩短制模周期。

        2、常用模座零件作用

        定模座板(面板):将前模固定在注塑机上.

        流道板(水口板):开模时去除废料柄,使其自动脱落(三板模).

        定模固定板(A板):成型产品前模部分.

        动模固定板(B板):成型产品后模部分.

        垫块:模脚,它的作用是让顶板有足够的活动空间.

        推板:开模时通过顶杆、顶块、斜顶等推出零件将产品从模具中推出.

        动模座板(底板):将后模固定在注塑机上.

        导柱和导套:起导向定位作用,辅助前后模开模、和模与基本定位.

        支撑柱(撑头):提高B板的强度,有效避免长期生产导致B板变形.

        顶板导柱(中托司):导向定位推板,保证顶出顺畅.

        塑料模具材料要求

        塑料模具的工作条件与冷冲模不同,一般须在150°C-200°C下进行工作,除了受到一定压力作用外,还要承受温度影响。现根据塑料成型模具使用条件、加工方法的不同将塑料模具用钢的基本性能要求大致归纳如下:

        塑料模具

        1、足够的表面硬度和耐磨性

        塑料模的硬度通常在50-60HRC以下,经过热处理的模具应有足够的表面硬度,以保证模具有足够的刚度。模具在工作中由于塑料的填充和流动要承受较大的压应力和摩擦力,要求模具保持形状的精度和尺寸精度的稳定性,保证模具有足够的使用寿命。模具的耐磨性取决于钢材的化学成分和热处理硬度,因此提高模具的硬度有利于提高其耐磨性。

        2、优良的切削加工性

        大多数塑料成型模具,除EMD加工外还需进行一定的切削加工和钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命,提高切削性能,减少表面粗糙度,塑料模具用钢的硬度必须适当。

        3、良好的抛光性能

        高品质的塑料制品,要求型腔表面的粗糙度值小。例如,注塑模型腔表面粗糙度值要求小于Ra0.1~0.25的水平,光学面则要求Ra<0.01nm,型腔须进行抛光,减小表面粗糙度值。为此选用的钢材要求材料杂质少、组织微细均一、无纤维方向性、抛光时不应出现麻点或桔皮状缺陷。

        4、良好的热稳定性

        塑料注射模的零件形状往往比较复杂,淬火后难以加工,因此应尽量选用具有良好的热稳定性的,当模具成型加工经热处理后因线膨胀系数小,热处理变形小,温度差异引起的尺寸变化率小,金相组织和模具尺寸稳定,可减少或不再进行加工,即可保证模具尺寸精度和表面粗糙度要求。

        45、50牌号的碳素钢具有一定的强度与耐磨性,经调质处理后多用于模架材料。高碳工具钢、低合金工具钢经过热处理后具有较高的强度和耐磨性,多用于成型零件。但高碳工具钢因其热处理变形大,仅适用于制造尺寸小、形状简单的成型零件。

        随着塑料工业的发展,塑料制品的复杂性、精度等要求愈来愈高,对模具材料也提出更高要求。对于制造复杂、精密和耐腐蚀性的塑料模,可采用预硬钢(如PMS)、耐蚀钢(如PCR)和低碳马氏体时效钢(如18Ni-250),均具有较好的切削加工、热处理和抛光性能及较高强度。

        此外,在选择材料时还须考虑防止擦伤与胶合,如两表面存在相对运动的情况,则尽量避免选择组织结构相同的材料,特殊状况下可将一面施镀或氮化,使两面具有不同的表面结构。

        塑料模具材料选择

        1、塑料模的工作条件

        由于塑料及塑料成型工业的发展,对塑料的模具的质量要求也越来越高,因而塑料模具的失效问题及其影响因素已成为重要的研究课题。塑料模的主要工作零件是成型零件,如凸模、凹模等,它们构成塑料模的型腔,以成型塑料制件的各种表面并直接与塑料接触,经受压力、温度、摩擦和腐蚀等作用。

        2 、塑料模材料失效原因分析

        一般模具制造中包括模具设计、选用材料、热处理、机械加工、调试与安装等过程。根据调查表明:模具失效的因素中,模具所使用的材料与热处理是影响使用寿命的主要因素。从全面质量管理的角度出发,不能把影响模具使用寿命的诸因素作为多项式之和来衡量,而应该是多因素的乘积,这样,模具材料与热处理的优劣在整个模具制造过程中就显得特别重要。

        从模具失效的普遍现象分析,塑料模具在服役过程中,可产生磨损失效、局部性变形失效和断裂失效。塑料模具的重要失效形式可分为磨损失效、局部塑性变形失效和断裂失效。

        3、 塑料模具钢性能要求 随着制造业快速发展,塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具,在总的模具产量中所占的比例逐年增加,随着高性能塑料的发展和不断生产,塑料制品的种类日益增多,用途不断扩大,制品向精密化、大型化、复杂化发展。成型生产向高速化发展,模具的工作条件也越趋复杂。

        1)型腔表面的磨损和腐蚀

        塑料熔体以一定的压力在模腔内流动,凝固的塑件从模具中脱出,都对模具成型表面造成摩擦,引起磨损。造成塑料模具磨损失效的根本原因就是模具与物料间的摩擦。但磨损的具体形式和磨损过程则与许多因素有关,如模具在工作过程中的压力、温度、物料变形速度和润滑状况等。当塑料模具使用的材料与热处理不合理时,塑料模具的型腔表面硬度低,耐磨性差,其表现为:型腔面因磨损及变形引起的尺寸超差;粗糙度值因拉毛而变高,表面质量恶化。尤其是当使用固态物料进入塑模型腔时,它会加剧型腔面的磨损。加之塑料加工时含有氯、氟等成分受热分解出腐蚀性气体HC1、HF,使塑料模具型腔面产生腐蚀磨损,导致失效。如果在磨损的同时又有磨损损伤,使型腔表面的镀层或其他防护层遭到破坏,则将促进腐蚀过程。两种损伤交叉作用,加速了腐蚀一磨损失效。

        2)塑性变形失效

        塑料模型腔表面受压、受热可引起塑性变形失效,尤其是当小模具在大吨位设备上工作时,更容易产生超负荷塑性变形。塑料模具所采用的材料强度与韧性不足,变形抗力低;塑性变形失效另一原因,主要是模具型腔表面的硬化层过薄,变形抗力不足或工作温度高于回火温度而发生相变软化,而使模具早期失效。

        3)断裂

        断裂的主要原因是由于结构、温差而产生的结构应力、热应力或因回火不足,在使用温度下,使残余奥氏体转变成马氏体,引起局部体积膨胀,在模具内部产生的组织应力所致。

        塑料模具的工作条件与冷冲模不同, 一般须在150℃-200℃下进行工作,除了受到一定压力作用外,还要承受温度影响。同一种模具会有多种失效形式,即使在同一个模具上也可能出现多种损伤。从塑料模的失效形式可知,合理的选用塑料模具材料和热处理是十分重要的,因为它们直接关系到模具的使用寿命。所以,塑料模具用钢应满足以下要求:

        1)耐热性能

        随着高速成型机械的出现,塑料制品运行速度加快。由于成型温度在200--350℃之间,如果塑料流动性不好,成形速度又快,会使模具部分成型表面温度在极短时间内超过400℃。为保证模具在使用时的精度及变形微小,模具钢应有较高的耐热性能。

        2) 足够耐磨性

        随着塑料制品用途的扩大,在塑料中往往需添加玻璃纤维之类的无机材料以增强塑性,由于添加物的加入,使塑料的流动性大大降低,导致模具的磨损,故要求其具有良好的耐磨性。

        3) 优良的切削加工性

        大多数塑料成型模具,除电火花加工还需进行一定的切削加工和钳工修配。为延长切削刀具的使用寿命,在切削过程中加工硬化小。为避免模具变形而影响精度,希望加工残余应力能控制在最小限度。

        4) 良好的热稳定性

        塑料注射模的零件形状往往比较复杂,淬火后难以加工,因此应尽量选用具有良好的热稳定性的材料。

        5)镜面加工性能

        型腔表面光滑,成型面要求抛光成镜面,表面粗糙度低于Ra0.4μm,以保证塑料压制件的外观并便于脱模。

        6)热处理性能

        在模具失效事故中,因热处理造成的事故一般是52.3%,以致热处理在整个模具制造过程中占有重要的地位,热处理工艺的好坏对模具质量有较大的影响。一般要求热处理变形小,淬火温度范围宽,过热敏感性小,特别是要有较大的淬硬性和淬透性等等。

        7) 耐腐蚀性

        在成形过程中可能放出腐蚀气受热分解出具有腐蚀性的气体,如HC1、HF等腐蚀模具,有时在空气流道口处使模具锈蚀而损坏,故要求模具钢有良好的耐蚀性。

        4 、新型塑料模具钢

        一般塑料模具常采用正火态的45钢或40Cr钢经调质制造。硬度要求较高的塑料模具采用CrWMn或Crl2MoV等钢制造。对工作温度较高的塑料模具,可以选择用韧性高的热作模具钢。为了满足塑料型腔对尺寸精度和表面质量的更高要求,新近又研制一系列新型模具钢。

        1)渗碳型塑料模具钢

        渗碳型塑料模具钢主要用于冷挤压成型型腔复杂的塑料模具,这类钢的含碳量较塑料模具

        低,常加元素Cr,同时加入适量Ni、Mo和v,作用是提高淬透性和渗碳能力,为了便于冷挤压成形,这类钢在退火状态须有高的塑性和低的变形抗力,退火硬度≤1 00HBS。在冷挤压成形后进行渗碳和淬火回火处理,表面硬度可达58---62HRC。此类钢国外有专用钢种,如瑞典的8416、美国的P2和P4等。国内常采用12CrNi3A和12Cr2Ni4A钢、20Cr2Ni4A,耐磨性好,无塌陷及表面剥落现象,模具寿命提高。钢中元素cr,Ni、Mo、V增加渗碳层的硬度和耐磨性及心部的强韧性。

        2)预硬型塑料模具钢

        这类钢的含碳量为0.3% -O.55%,常用合金元素有Cr、Ni、Mn、v等。为了改善其切削性,加入s、ca等元素.通过研制、引进又发展了几种典型塑料模具钢Y55CrNiMn-MoVS(SMI)是中国研制的含S系易切削塑料模具钢,其特点是预硬态交货硬度为35_40 HRC,有较好的切削加工性,加工后不再热处理,可直接使用。加人Ni固溶强化并增加韧性,加入Mn与S形成易切削相MnS;加入Cr、Mo、V,增加钢的淬透性 8Cr2S钢就足属于易切削精密模具用钢。

        3)时效硬化型塑料模具钢

        开发了低钴、无钴、低镍的马氏体时效钢,MASI是一种典型的马氏时效钢。经8150C固溶处理后,硬度为28—32HRC,叮进行机械加工,再经4800C时效,时效时折出Ni3Mo、Ni3Ti等金属间化合物,使硬度达到48—52 HRC。钢的强韧性高、时效时尺寸变化小、焊补性能好,但钢的价格昂贵、在国内不太受欢迎。

        4)耐蚀塑料模具钢

        以聚氯乙烯(Pvc)及ABS加抗燃树脂为原料的塑料制品,在成形过程中分解产塑料模具

        生腐蚀性气体,会腐蚀模具。因此,要求塑料模具钢具有很好的耐蚀性能。国外常用耐蚀塑模钢有马氏体不锈钢和析出硬化型不锈钢两类。国外的有如瑞典ASSAB公司的STVAX(4Crl3)和A SSAB一8407等。

        塑料模具模具产品

        塑料模具介绍

        我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品,大到机床的底座、机身外壳,小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳,无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形,模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同,模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具,以及塑胶模具。

        塑料模具技术应用

        1、如:家用电器、仪器仪表,建筑器材,汽车工业、日用五金等众多领域,塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。塑料模具

        2、模具的一般定义:在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具,通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品,这种专用工具统称为模具。

        3、注塑过程说明:模具是一种生产塑料制品的工具。

        4、模具的一般分类:可分为塑胶模具及非塑胶模具:

        ⑴非塑胶模具有:铸造模、锻造模、冲压模、压铸模等。

        A.铸造模——水龙头、生铁平台

        B.锻造模——汽车身

        C.冲压模——计算机面板

        D.压铸模——超合金,汽缸体

        ⑵塑胶模具根据生产工艺和生产产品的不同又分为:

        A.注射成型模——电视机外壳、键盘按钮(应用最普遍)

        B.吹气模——饮料瓶

        C.压缩成型模——电木开关、科学瓷碗碟

        D.转移成型模——集成电路制品

        E.挤压成型模——胶水管、塑胶袋

        F.热成型模——透明成型包装外壳

        G.旋转成型模——软胶洋娃娃玩具

        ◆ 注射成型是塑料加工中最普遍采用的方法。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料,制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的,作为注射成型加工的主要工具之一的注塑模具,在质量精度、制造周期以及注射成型过程中的生产效率等方面水平高低,直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新,同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。

        ◆注塑模具是由若干块钢板配合各种零件组成的,基本分为:

        A 成型装置(凹模,凸模)

        B 定位装置(导柱,导套)

        C 固定装置(工字板,码模坑)

        D 冷却系统(运水孔)

        E 恒温系统(加热管,发热线)

        F 流道系统(唧咀孔,流道槽,流道孔)

        G 顶出系统(顶针,顶棍)


          塑料模具

        5、根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类:

        ⑴ 大水口模具:流道及浇口在分模线上,与产品在开模时一起脱模,设计最简单,容易加工,成本较低,所以较多人采用大水口系统作业。

        ⑵ 细水口模具:流道及浇口不在分模线上,一般直接在产品上,所以要设计多一组水口分模线,设计较为复杂,加工较困难,一般要视产品要求而选用细水口系统。

        ⑶热流道模具:此类模具结构与细水口大体相同,其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里,无冷料脱模,流道及浇口直接在产品上,所以流道不需要脱模,此系统又称为无水口系统,可节省原材料,适用于原材料较贵、制品要求较高的情况,设计及加工困难,模具成本较高。

        热流道系统,又称热浇道系统,主要由热浇口套,热浇道板,温控电箱构成。我们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。单点热浇口是用单一热浇口套直接把熔融塑料射入型腔,它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔,它适用于单腔多点入料或多腔模具.

        流道系统的优势

        ⑴无水口料,不需要后加工,使整个成型过程完全自动化,节省工作时间,提高工作效率。

        ⑵压力损耗小。热浇道温度与注塑机射嘴温度相等, 避免了原料在浇道内的表面冷凝现象,注射压力损耗小。

        ⑶水口料重复使用会使塑料性能降解,而使用热流道系统没有水口料,可减少原材料的损耗,从而降低产品成本。在型腔中温度及压力均匀,塑件应力小,密度均匀,在较小的注射压力下,较短的成型时间内,注塑出比一般的注塑系统更好的产品。对于透明件、薄件、大型塑件或高要求塑件更能显示其优势,而且能用较小机型生产出较大产品。

        ⑷热喷嘴采用标准化、系列化设计,配有各种可供选择的喷嘴头,互换性好。独特设计加工的电加热圈,可达到加热温度均匀,使用寿命长。热流道系统配备热流道板、温控器等,设计精巧,种类多样,使用方便,质量稳定可靠。

        热流道系统应用的不足之处

        ⑴整体模具闭合高度加大,因加装热浇道板等,模具整体高度有所增加。

        ⑵热辐射难以控制,热浇道最大的毛病就是浇道的热量损耗,是一个需要解决的重大课题。

        ⑶存在热膨胀,热胀冷缩是我们设计时要考虑的问题。

        ⑷模具制造成本增加,热浇道系统标准配件价格较高,影响热浇道模具的普及。

        塑料模具常用软件

        PTC的EMX,Siemens的NX Mold Wizard,CimatronE,Topsoi塑料模具

        ld,Delcam Moldmaker,Missler 的Topsolid Mold,Think3的Mold Design,Manusoft的IMOLD,R&B的MoldWorks,Solidworks,Pro-e,UG(后三种主要是产品设计,但是可以做到模具设计集成)等。

        塑料模具抛光过程

        塑料模具抛光基本程序 要想获得高质量的抛光效果,最重要的是要具备有塑料模具

        高质量的油石、砂纸和钻石研磨膏等抛光工具和辅助品。

        塑料模具抛光的一般过程如下:

        1、精抛

        精抛主要使用钻石研磨膏。若用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨的话,则通常的研磨顺序是9μm(#1800)~ 6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm的钻石研磨膏和抛光布轮可用来去除#1200和#1500号砂纸留下的发状磨痕。接着用粘毡和钻石研磨膏进行抛光,顺序为1μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。精度要求在1μm以上(包括1μm)的抛光工艺在模具加工车间中一个清洁的抛光室内即可进行。若进行更加精密的抛光则必需一个绝对洁净的空间。灰尘、烟雾,头皮屑和口水沫都有可能报废数个小时工作后得到的高精密抛光表面。

        2、粗抛

        经铣、电火花、磨等工艺后的表面可以选择转速在35 000—40 000 rpm的旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。常用的方法有利用直径Φ3mm、WA # 400的轮子去除白色电火花层。然后是手工油石研磨,条状油石加煤油作为润滑剂或冷却剂。一般的使用顺序为#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000。许多模具制造商为了节约时间而选择从#400开始。

        3、半精抛

        半精抛主要使用砂纸和煤油。砂纸的号数依次为:#400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500。实际上#1500砂纸只用适于淬硬的模具钢(52HRC以上),而不适用于预硬钢,因为这样可能会导致预硬钢件表面烧伤。

        ⒋精抛

        用研磨膏进行精抛,8000,10000就达到镜面了。

        塑料模具抛光方法

        塑料模具机械抛光

        机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,一般使用油石条、羊毛轮、砂纸等,以手工操作为主,特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。

        塑料模具化学抛光

        化学抛光是让材料在化学介质中表面微观凸出的部分较凹部分优先溶解,从而得到平滑面。这种方法的主要优点是不需复杂设备,可以抛光形状复杂的工件,可以同时抛光很多工件,效率高。化学抛光的核心问题是抛光液的配制。化学抛光得到的表面粗糙度一般为数10μm。

        塑料模具电解抛光

        电解抛光基本原理与化学抛光相同,即靠选择性的溶解材料表面微小凸出部分,使表面光滑。与化学抛光相比,可以消除阴极反应的影响,效果较好。电化学抛光过程分为两步:⑴宏观整平 溶解产物向电解液中扩散,材料表面几何粗糙下降,Ra>1μm。⑵微光平整 阳极极化,表面光亮度提高,Ra<1μm。

        塑料模具超声波抛光

        将工件放入磨料悬浮液中并一起置于超声波场中,依靠超声波的振荡作用,使磨料在工件表面磨削抛光。超声波加工宏观力小,不会引起工件变形,但工装制作和安装较困难。超声波加工可以与化学或电化学方法结合。在溶液腐蚀、电解的基础上,再施加超声波振动搅拌溶液,使工件表面溶解产物脱离,表面附近的腐蚀或电解质均匀;超声波在液体中的空化作用还能够抑制腐蚀过程,利于表面光亮化。

        塑料模具流体抛光

        流体抛光是依靠高速流动的液体及其携带的磨粒冲刷工件表面达到抛光的目的。常用方法有:磨料喷射加工、液体喷射加工、流体动力研磨等。流体动力研磨是由液压驱动,使携带磨粒的液体介质高速往复流过工件表面。介质主要采用在较低压力下流过性好的特殊化合物(聚合物状物质)并掺上磨料制成,磨料可采用碳化硅粉末。

        塑料模具磁研磨抛光

        磁研磨抛光是利用磁性磨料在磁场作用下形成磨料刷,对工件磨削加工。这种方法加工效率高,质量好,加工条件容易控制,工作条件好。采用合适的磨料,表面粗糙度可以达到Ra0.1μm。2 机械抛光基该方法 在塑料模具加工中所说的抛光与其他行业中所要求的表面抛光有很大的不同,严格来说,模具的抛光应该称为镜面加工。它不仅对抛光本身有很高的要求并且对表面平整度、光滑度以及几何精确度也有很高的标准。表面抛光一般只要求获得光亮的表面即可。镜面加工的标准分为四级:AO=Ra0.008μm,A1=Ra0.016μm,A3=Ra0.032μm,A4=Ra0.063μm,由于电解抛光、流体抛光等方法很难精确控制零件的几何精确度,而化学抛光、超声波抛光、磁研磨抛光等方法的表面质量又达不到要求,所以精密模具的镜面加工还是以机械抛光为主。

        塑料模具基本程序

        要想获得高质量的抛光效果,最重要的是要具备有高质量的油石、砂纸和钻石研磨膏等抛光工具和辅助品。而抛光程序的选择取决于前期加工后的表面状况,如机械加工、电火花加工,磨加工等等。

        注塑成型基本信息

        注塑成型 zhù sù chéng xíng【Injection Molding】

        注射成型过程大致可分为以下6个阶注塑成型

        段 :

        合模、射胶、保压、冷却、开模、制品取出。

        上述工艺反复进行,就可批量周期性生产出制品。热固性塑料和橡胶的成型也包括同样过程,但料筒温度 较热塑性塑料的低,注射压力却较高,模具是加热的,物料注射完毕在模具中需经固化或硫化过程,然后趁热脱膜。

        现今加工工艺的趋势正朝着高新技术的方向发展,这些技术包括:微型注塑、高填充复合注塑、水辅注塑、混合使用各种特别注塑成型工艺、泡沫注塑、模具技术、仿真技术等。

        注塑成型历史

        在1868年,海雅特开发了一个塑料材料,他命名为赛璐璐。赛璐璐已经于1851年由亚历山大・帕克斯发明。海雅特改善它,使它能够被加工为成品形状。海雅特同他的兄弟艾赛亚于1872年,注册了第一部柱塞式注射机的专利权。这个机器比20世纪使用的机器相对地简单。它运行起来基本地像一个巨大的皮下注射器针头。这个巨大的针头(扩散筒)通过一个加热的圆筒注射塑料到模具裏。

        在20世纪40年代第二次世界大战做成了对价格便宜、大量生产产品的巨大需求。,价格低廉,大量生产的产品。

        1946年,美国发明家詹姆斯沃森亨德利建造的第一个注塑机,这使得更精确地控制注射速度和质量产生的物品。本机还使材料混合注射前,使彩色或再生塑料可被彻底混合注入原生物质。1951年美国研制出第一台螺杆式注射机,它没有申请专利,这种装置仍然持续在使用。

        在20世纪70年代,亨德利接着开发了首个气体辅助注塑成型过程,并允许生产复杂的、中空的产品,迅速冷却。这大大提高了设计灵活性以及力量和终点制造的部件,同时减少生产时间、成本、重量和浪费。

        注塑成型注塑过程

        注塑成型温度控制

        注塑成型设备和模具

        ⒈料筒温度:注射模塑过程需要控制的温度有料筒温度,喷嘴温度和模具温度等。前两种温度主要影响塑料的塑化和流动,而后一种温度主要是影响塑料的流动和冷却。每一种塑料都具有不同的流动温度,同一种塑料,由于来源或牌号不同,其流动温度及分解温度是有差别的,这是由于平均分子量和分子量分布不同所致,塑料在不同类型的注射机内的塑化过程也是不同的,因而选择料筒温度也不相同。

        ⒉喷嘴温度:喷嘴温度通常是略低于料筒最高温度的,这是为了防止熔料在直通式喷嘴可能发生的"流涎现象"。喷嘴温度也不能过低,否则将会造成熔料的早凝而将喷嘴堵塞,或者由于早凝料注入模腔而影响制品的性能。

        ⒊模具温度:模具温度对制品的内在性能和表观质量影响很大。模具温度的高低决定于塑料结晶性的有无、制品的尺寸与结构、性能要求,以及其它工艺条件(熔料温度、注射速度及注射压力、模塑周期等)。

        注塑成型压力控制

        注塑过程中压力包括塑化压力和注射压力两种,并直接影响塑料的塑化和制品质量。

        ⒈塑化压力:(背压)采用螺杆式注射机时,螺杆顶部熔料在螺杆转动后退时所受到的压力称为塑化压力,亦称背压。这种压力的大小是可以通过液压系统中的溢流阀来调整的。在注射中,塑化压力的大小是随螺杆的设计、制品质量的要求以及塑料的种类不同而需要改变的,如果说这些情况和螺杆的转速都不变,则增加塑化压力会加强剪切作用,即会提高熔体的温度,但会减小塑化的效率,增大逆流和漏流,增加驱动功率。

        此外,增加塑化压力常能使熔体的温度均匀,色料的混合均匀和排出熔体中的气体。一般注塑成型中的压力曲线

        操作中,塑化压力的决定应在保证制品质量优良的前提下越低越好,其具体数值是随所用的塑料的品种而异的,但通常很少超过20公斤/平方厘米。

        ⒉注射压力:在当前生产中,几乎所有的注射机的注射压力都是以柱塞或螺杆顶部对塑料

        所施的压力(由油路压力换算来的)为准的。注射压力在注塑成型中所起的作用是,克服塑料从料筒流向型腔的流动阻力,给予熔料充模的速率以及对熔料进行压实。

        注塑成型

        注塑成型成型周期

        完成一次注射模塑过程所需的时间称成型周期,也称模塑周期。它实际包括以下几部分:注塑成型周期

        成型周期:成型周期直接影响劳动生产率和设备利用率。因此,在生产过程中,应在保证质量的前提下,尽量缩短成型周期中各个有关时间。在整个成型周期中,以注射时间和冷却时间最重要,它们对制品的质量均有决定性的影响。注射时间中的充模时间直接反比于充模速率,生产中充模时间一般约为3-5秒。注射时间中的保压时间就是对型腔内塑料的压力时间,在整个注射时间内所占的比例较大,一般约为20-120秒(特厚制件可高达5~10分钟)。在浇口处熔料封冻之前,保压时间的多少,对制品尺寸准确性有影响,若在以后,则无影响。保压时间也有最惠值,已知它依赖于料温,模温以及主流道和浇口的大小。如果主流道和浇口的尺寸以及工艺条件都是正常的,通常即以得出制品收缩率波动范围最小的压力值为准。冷却时间主要决定于制品的厚度,塑料的热性能和结晶性能,以及模具温等。冷却时间的终点,应以保证制品脱模时不引起变动为原则,冷却时间性一般约在30~120秒钟之间,冷却时间过长没有必要,不仅降低生产效率,对复杂制件还将造成脱模困难,强行脱模时甚至会产生脱模应力。成型周期中的其它时间则与生产过程是否连续化和自动化以及连续化和自动化的程度等有关。

        注塑成型参数

        ⒈注塑压力

        注塑压力是由注塑系统的液压系统提供的。液压缸的压力通过注塑机螺杆传递到塑料熔体上,塑料熔体在压力的推动下,经注塑机的喷嘴进入模具的竖流道(对于部分模具来说也是主流道)、主流道、分流道,并经浇口进入模具型腔,这个过程即为注塑过程,或者称之为填充过程。压力的存在是为了克服熔体流动过程中的阻力,或者反过来说,流动过程中存在的阻力需要注塑机的压力来抵消,以保证填充过程顺利进行。

        在注塑过程中,注塑机喷嘴处的压力最高,以克服熔体全程中的流动阻力。其后,压力沿着流动长度往熔体最前端波前处逐步降低,如果模腔内部排气良好,则熔体前端最后的压力就是大气压。

        影响熔体填充压力的因素很多,概括起来有3类:⑴材料因素,如塑料的类型、粘度等;⑵结构性因素,如浇注系统的类型、数目和位置,模具的型腔形状以及制品的厚度等;⑶成型的工艺要素。

        ⒉注塑时间

        这里所说的注塑时间是指塑料熔体充满型腔所需要的时间,不包括模具开、合等辅助时间。尽管注塑时间很短,对于成型周期的影响也很小,但是注塑时间的调整对于浇口、流道和型腔的压力控制有着很大作用。合理的注塑时间有助于熔体理想填充,而且对于提高制品的表面质量以及减小尺寸公差有着非常重要的意义。

        注塑时间要远远低于冷却时间,大约为冷却时间的1/10~1/15,这个规律可以作为预测塑件全部成型时间的依据。在作模流分析时,只有当熔体完全是由螺杆旋转推动注满型腔的情况下,分析结果中的注塑时间才等于工艺条件中设定的注塑时间。如果在型腔充满前发生螺杆的保压切换,那么分析结果将大于工艺条件的设定。

        ⒊注塑温度

        注塑温度是影响注塑压力的重要因素。注塑机料筒有5~6个加热段,每种原料都有其合适的加工温度(详细的加工温度可以参阅材料供应商提供的数据)。注塑温度必须控制在一定的范围内。温度太低,熔料塑化不良,影响成型件的质量,增加工艺难度;温度太高,原料容易分解。在实际的注塑成型过程中,注塑温度往往比料筒温度高,高出的数值与注塑速率和材料的性能有关,最高可达30℃。这是由于熔料通过注料口时受到剪切而产生很高的热量造成的。在作模流分析时可以通过两种方式来补偿这种差值,一种是设法测量熔料对空注塑时的温度,另一种是建模时将射嘴也包含进去。

        ⒋保压压力与时间

        在注塑过程将近结束时,螺杆停止旋转,只是向前推进,此时注塑进入保压阶段。保压过程中注塑机的喷嘴不断向型腔补料,以填充由于制件收缩而空出的容积。如果型腔充满后不进行保压,制件大约会收缩25%左右,特别是筋处由于收缩过大而形成收缩痕迹。保压压力一般为充填最大压力的85%左右,当然要根据实际情况来确定。

        ⒌背压

        背压是指螺杆反转后退储料时所需要克服的压力。采用高背压有利于色料的分散和塑料的融化,但却同时延长了螺杆回缩时间,降低了塑料纤维的长度,增加了注塑机的压力,因此背压应该低一些,一般不超过注塑压力的20%。注塑泡沫塑料时,背压应该比气体形成的压力高,否则螺杆会被推出料筒。有些注塑机可以将背压编程,以补偿熔化期间螺杆长度的缩减,这样会降低输入热量,令温度下降。不过由于这种变化的结果难以估计,故不易对机器作出相应的调整。

        注塑主要类型

        1.橡胶注塑:橡胶注射成型是一种将胶料直接从机筒注入模型硫化的生产方法。橡胶注塑的优点是:虽属间歇操作,但成型周期短,生产效率高取消了胚料准备工序,劳动强度小,产品质量优异。

        2.塑料注塑:塑料注塑是塑料制品的一种方法,将熔融的塑料利用压力注进塑料制品模具中,冷却成型得到想要各种塑料件。有专门用于进行注塑的机械注塑机。目前最常使用的塑料是聚苯乙烯。

        3.成型注塑:所得的形状往往就是最后成品,在安装或作为最终成品使用之前不再需要其他的加工。许多细部,诸如凸起部、肋、螺纹,都可以在注射模塑一步操作中成型出来。

        注塑优点缺点

        注塑也就是机器做的鞋子,帮面扎在铝楦上后,一般由转盘机直接注入PVC,TPR等材料,一次性形成鞋底,现今也有PU(化学名聚氨脂)注塑(机器和模具跟一般的注塑不一样)。

        优点:由于是机做,产量大,故价格低廉。

        缺点:如果款式多,换模具较麻烦,鞋子定型困难,没冷粘鞋做工精致,所以一般适合鞋底款式单一的订单。

        注塑工艺基础

        ●温度、压力、速度与冷却控制的目的、操作与结果

        ●注塑机设定的调整如何影响工艺与品质

        ●优化螺杆控制设定

        ●多段充填与多段保压控制;结晶、非结晶与分子/纤维排向对工艺及品质的影响

        ●内应力、冷却速度、塑料收缩对塑件品质的影响

        ●塑料流变力学:塑料如何流动、排向与改变粘度,剪切与分子/纤维排向关系

        ●浇注系统、冷却系统、模具结构与注塑工艺之间的关系

        注塑问题分析解决

        缩孔、缩水、不饱模、毛边、熔接痕、银丝、喷痕、烧焦、翘曲变形、开裂/破裂、尺寸超差及其它常见注塑问题描述、原因分析,以及在模具设计、成型工艺控制、产品设计及塑料材料等方面之解决对策。

        ●注塑件周边缺胶、不饱模的原因分析及解决对策

        ●批锋(毛边)的原因分析及解决对策

        ●注塑件表面缩水、缩孔(真空泡)的原因分析及解决对策

        ●银纹(料花、水花)、烧焦、气纹的原因分析解决对策

        ●注塑件表面水波纹、流纹(流痕)的原因分析及解决对策

        ●注塑件表面夹水纹(熔接痕)、喷射纹(蛇纹)的原因分析及解决对策

        ●注塑件表面裂纹(龟裂)、顶白(顶爆)的原因分析及解决对策

        ●注塑件表面色差、光泽不良、混色、黑条、黑点的原因分析及解决对策

        ●注塑件翘曲变形、内应力开裂的原因分析及解决对策

        ●注塑件尺寸偏差的原因分析及解决对策

        ●注塑件粘模、拖花(拉伤)、拖白的原因分析及解决对策

        ●注塑件透明度不足、强度不足(脆断)的原因分析及解决对策

        ●注塑件表面冷料斑、起皮(分层)的原因分析及解决对策

        ●注塑件金属嵌件不良的原因分析及解决对策

        ●喷嘴流涎(流涕)、漏胶、水口拉丝、喷嘴堵塞、开模困难的原因分析及改善措施

        ●利用CAE模流分析技术快速地有效解决注塑现场问题

        注塑优化设计

        ●注塑模具的结构、组成、分类及功能;

        ●浇注系统(浇口、流道、冷料井等)优化设计

        ●冷却系统(水路、隔水片、铍筒等)优化设计

        ●缩水率的设定与调整

        ●浇注系统、冷却系统、模具结构与注塑工艺之间的关系

        ●模具的安装、调试工作和维护保养

        ●利用冷水机与模温机对工艺的控制

        ●利用CAE模流分析技术进行模具优化设计

        塑料模具钢简介

        由此,国内对专用塑料模具用钢进行了研制,并获得了一定的进展。我国已有了自己的专用模具钢系列,已纳入国家标准的有两种,即3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo,纳入行业标准的已有20多种,已在生产中推广应用十多种新型塑料模具钢,初步形成了我国塑料模具用钢体系。

        塑料模具钢特点

        1. 塑料模具用钢涵盖广泛,从普通钢材到专用钢材都有。这在塑料模具初期更加明显,如今已日趋正规和高级。专门用钢已自成体系,模具用钢的化学成分和合金工具钢的基本相同,但其冶金质量更高,加工精良,对热处理有利。

        2. 塑料模具钢性能要求严格,热处理难度大。

        3. 为避免模具零件在强韧化过程中的变形或其他热处理问题,模具钢以预硬化形式供应市场已较普遍。

        4. 以石化产品为原料的塑料制品,某些度不同的腐蚀性,所以耐蚀钢应用也较多。

        5. 配合预硬化钢、非调质刚的应用,易切削性也是塑料模具钢的特点。

        塑料模具钢开发应用

        1. 发展易加工、抛光性好的材料

        随着光盘、磁盘、棱镜等精密件的生产,对易加工镜面钢的要求增加。这种钢含非金属杂质少,金相组织细致均一,没有纤维方向性。它是塑料模具钢材的主要发展方向。

        2. 耐蚀钢

        模具在长期运转和保持过程中,容易生锈受蚀,而且随着塑料成型中添加各种成分,模具更容易受蚀。因此要求提高母材机体的耐腐蚀性能,开发了一些耐蚀不锈钢材。

        3. 马氏体时效合金钢

        这种钢材具有足够的力学性能和突出的工艺性能,特别是有较高的强度、韧度、耐磨性、低的热膨胀系数,是制造注塑模的好钢材,但是价格贵。

        4. 硬质合金

        主要用于制作寿命要求很高,制件生产批量大的模具。

        塑料模具钢合理选择

        随着塑料制品在工业及日常生活中的应用越来越广泛,塑料模具工业对模具钢的需求也越来越大。在塑料成型加工中,模具的质量对产品质量的保证作用是不言而喻的。塑料模具已向精密化、大型化和多腔化的方向发展,对塑料模具钢的性能的要求越来越高,塑模钢的性能应根据塑料种类、制品用途、生产批量、尺寸精度和表面质量的要求而定。

        影响塑料磨具钢选择的因素

        塑料模具的零部件分为两大类:一类为结构件,包括浇注系统、导向件、顶模板、顶出机构、支承件等;另一类为成型件:包括型腔、型芯、嵌镶件等。其中第一类零件可按机械零件的要求进行强度和结构设计,材料一般选用中低碳素结构钢、合金钢和碳工钢。而成型件由于结构复杂,要求工件的尺寸精度高,表面粗糙度值低,接缝密合性好,对模具材料的力学性能、耐磨性及加工工艺都提出了专业要求。

        1.1 模具的主要失效形式

        由于模具的工作温度较高,压力较大,有的塑料材料易于与模具表面发生磨损和腐蚀作用,有时还会受到脱模带来的####和碰撞。其主要失效形式有以下三种。

        1.1.1 表面磨损

        由于塑料中增强树脂填料,对模具型腔表面产生冲刷、磨损和腐蚀作用,从而影响到模具型腔表面粗糙度值升高,尺寸超差。

        1.1.2 变形

        模具局部产生塑性变形,导致表面发生凹陷、皱纹、麻点和棱角堆塌等损坏。

        1.1.3 断裂

        由模具局部应力集中导致的断裂现象。

        1.2 模具的制造和使用要求

        塑料模具对材料在强度和韧度上的要求低于冷作模和热作模,根据其失效形式和工作要求,其基本性能要求归纳为:

        1.2.1 足够的耐磨性

        由于表面磨损是模具的主要失效形式之一,因此模具应当有足够的硬度,以保证模具的耐磨性,保证模具的寿命。通常需要选择合适的材料和恰当的热处理方法来满足硬度的要求。但当硬度达到一定值时,硬度对耐磨性的提高作用就不明显。

        1.2.2 减少热处理变形影响

        由于注塑零件形状往往比较复杂,塑料模具在淬硬后很难加工,有时甚至无法加工。为了提高硬度,必须进行热处理。要采取适当的措施来减低热处理变形的影响,对于必须在热处理后进行加工的模具,应选用热处理变形小的材料。

        1.2.3 优良的切削加工性能

        塑料模具的制造中切削加工成本常占大部分,为了延长切削刀具的使用寿命,保证加工表面质量,要求模具材料具有良好的切削加工性,对于预硬性材料,要求淬火后也有好的加工性。

        1.2.4 良好的抛光性能和刻蚀性

        为获得高品质的塑料制品,模具内型腔的表面必须进行抛光以减小表面粗糙度值,为了保证模具具有良好的电加工性和镜面抛光性,花纹图案刻蚀性,模具钢应当是材料的纯洁度高,组织细微、均匀、致密,无纤维方向性。

        1.2.5 良好的耐腐蚀性能

        注塑PVC或加有阻燃剂等添加剂的塑料制品时,会分解出具有腐蚀性的气体,对模具的表面有一定的化学腐蚀作用,制作这类模具时,应选用具有一定抗腐蚀能力的钢材。

        常用模具钢的类别及特性

        2.1 渗碳钢

        渗碳钢由于退火后的硬度低、塑性好,可以采用冷挤压法成型,从而提高工效,减低成本。挤压复杂型腔时,退火后的硬度小于100HBS;挤浅型腔时,小于160HBS,挤压成型后,经渗碳、淬火和回火处理,表面硬度为53~62 HRC。达到表面耐磨性高,心部韧性好的要求。08Cr4NiMoV(LJ)是国内开发的冷挤压成型专用钢,具有成型性能优良、渗碳层深、热处理变形小、耐磨性好等优点。其淬火处理的最佳温度是850℃,回火温度可视模具工作条件选择。

        2.2 调质型模具钢

        工艺要求是在完成模具机械加工后,再进行调质处理,使模具达到较好的综合机械性能。一类是45、55等优质碳素钢,适宜于形状简单或精度要求不高、使用寿命不长的模具。可以选用SM45、SM55等塑料模具专用钢(YB/T094—1997、YB/T107—1997、YB/T129—1997),此钢材的纯净度好,力学性能稳定。另一类是合金钢,可以在调质后进行碳氮共渗,进一步提高耐磨性和抗蚀性。其中:40 CrMo有良好的低温####韧度和低的缺口敏感性,适于制作中型模具。42 CrMo属于高强度钢,且有较高的疲劳极限,低温####韧性好,适于制造要求一定强度和韧性的大、中型塑料模具。38 CrMoA1是典型的渗碳钢,调质后渗氮处理,表面硬度高(大于850HV)并具有一定的抗蚀性。适用于PVC,PC的塑料模具。此外5 CrNiMo、5 CrMnMo等热作模具钢,在塑料模具中主要用于使用温度较高,耐磨性要求高的模具,如热固性塑料模。

        2.3 预硬性塑料模具专用钢

        可以直接使用已经预硬处理的模块、扁(下转第192页)(上接第91页)钢进行加工,避免了加工后再热处理所造成的各种缺陷,从而提高了模具的制作精度,同时缩短了制作周期。塑料模具钢的主流品种,可以划分为一般型和易切削型以及非调质型等几类。

        模具钢的选用及热处理

        塑料模具的制作成本中,加工和抛光占到了70%~80%,因此在选用模具材料时,应在保证模具使用性能要求的同时,尽可能地提高其加工工艺性能。其选用方法可按以下方式进行。

        (1)根据塑料制品的种类和质量要求选用。

        (2)根据塑料件的生产批量选用。在其它影响因素确定时,生产批量越小,对模具的耐磨性和使用寿命要求越低。因此,可选用性能指标低的材料。小批量时,可以选用调质型合结钢或碳结钢。中等批量(30~100万件)时,可以选用P20,5NiSCa,SM2等,大批量时,5NiSCa,PMS等。

        (3)根据塑料件的尺寸大小及精度要求选用。对大型高精度的注射模,当塑料件生产批量大时,采用预硬化钢,以防止热处理变形。

        (4)根据塑料件的复杂程度选用。应充分考虑模具的加工工艺性,尽量选用易切削,热处理变形小,耐磨性好的材料。

        热流道模具生产简况

        在世界上工业较为发达的国家和地区热流道模具生产极为活跃。热流道模具比例不断提高。许多10人以下的小模具厂都进行热流道模具的生产。从总体上讲北美,欧洲使用热流道技术时间较久,经验较多水平较高。在亚洲,除日本外,新加坡,韩国,中国台湾,中国香港处于领先地位。北美,欧洲虽然模具制造水平较高,但价格较高交货期较长。相比之下,亚洲的热流道模具制造商在价格与交货期上更具竞争性。而中国大陆的热流道模具尚处于起步阶段,但是正在快速增长,比例不断提高。

        热流道模具优点

        热流道模具缩短周期

        制件成型周期缩短,因没有浇道系统冷却时间的限制,制件成型固化后便可及时顶出。许多用热流道模具生产的薄壁零件成型周期可在5秒钟以下。模具图片

        热流道模具节省塑料

        在纯热流道模具中因没有冷浇道,所以无生产费料。这对于塑料价格贵的应用项目意义尤其重大。事实上,国际上主要的热流道生产厂商均在世界上石油及塑料原料价格昂贵的年代得到了迅猛的发展。因为热流道技术是减少费料降低材料费的有效途径。

        热流道模具减少废品

        减少废品,提高产品质量。在热流道模具成型过程中,塑料熔体温度在流道系统里得到准确地控制。塑料可以更为均匀一致的状态流入各模腔,其结果是品质一致的零件。热流道成型的零件浇口质量好,脱模后残余应力低,零件变形小。所以市场上很多高质量的产品均由热流道模具生产。如人们熟悉的MOTOROLA手机,HP打印机,DELL笔记本电脑里的许多塑料零件均用热流道模具制作。

        热流道模具生产自动化

        消除后续工序,有利于生产自动化。制件经热流道模具成型后即为成品,无需修剪浇口及回收加工冷浇道等工序。有利于生产自动化。国外很多产品生产厂家均将热流道与自动化结合起来以大幅度地提高生产效率。 许多先进的塑料成型工艺是在热流道技术基础上发展起来的。如PET预成型制作,在模具中多色共注,多种材料共注工艺,STACK MOLD等。

        热流道模具缺点

        尽管与冷流道模具相比,热流道模具有许多显著的优点,但模具用户亦需要了解热流道模具的缺点。概括起来有以下几点。

        热流道模具成本上升

        热流道元件价格比较贵,热流道模具成本可能会大幅度增高。如果零件产量小,模具工具成本比例高,经济上不划算。对许多发展中国家的模具用户,热流道系统价格贵是影响热流道模具广泛使用的主要问题之一。

        热流道模具设备要求高

        制作工艺设备要求高,热流道模具需要精密加工机械作保证。热流道系统与模具的集成与配合要求极为严格,否则模具在生产过程中会出现很多严重问题。 如塑料密封不好导致塑料溢出损坏热流道元件中断生产,喷嘴镶件与浇口相对位置不好导致制品质量严重下降等。

        热流道模具操作维修复杂

        与冷流道模具相比,热流道模具操作维修复杂。如使用操作不当极易损坏热流道零件,使生产无法进行,造成巨大经济损失。对于热流道模具的新用户,需要较长时间来积累使用经验。

        热流道模具组成

        尽管世界上有许多热流道生产厂商和多种热流道产品系列,但一个典型的热流道系统均由如下几大部分组成:

        1. 热流道板 (MANIFOLD)

        2. 喷嘴 (NOZZLE)

        3. 温度控制器

        4. 辅助零件

        将在以后系列文章深入讨论这些零件的种类与应用。

        热流道模具应用范围

        热流道模具材料种类

        热流道模具已被成功地用于加工各种塑料材料。如PP,PE,PS,ABS,PBT,PA,PSU,PC,POM,LCP,PVC,PET,PMMA,PEI,ABS/PC等。 任何可以用冷流道模具加工的塑料材料都可以用热流道模具加工。

        热流道模具尺寸与重量

        用热流道模具制造的零件最小的在0.1克以上。最大的在30公斤以下。应用极为广泛灵活。

        热流道模具工业领域

        热流道模具在电子,汽车,医疗,日用品,玩具,包装,建筑,办公设备等各工业部门都得到广泛应用。

        流道模具与普通流道模具相比,具有注塑效率高、成型塑件质量好和节约原料等优点,随着聚合物工业的发展,热流道技术正不断地发展完善,其应用范围也越来越广泛。

        热流道是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈,从注塑机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态,使流道中的塑料保持熔融,停机后一般不需要打开流道取出凝料,再开机时只需加热流道到所需温度即可。

        热流道注射成型法于20世纪50年代问世,经历了一段较长时间地推广以后,其市场占有率逐年上升,80年代中期,美国的热流道模具占注射模具总数的15%~17% ,欧洲为12%~15% ,日本约为10% 。但到了90年代,美国生产的塑料注射模具中热流道模具已占40%以上,在大型制品的注射模具中则占90%以上。

        热流道模具优势

        节约原料、降低制品成本是热流道模具最显著的特点。普通浇注系统中要产生大量的料柄,在生产小制品时,浇注系统凝料的重量可能超过制品重量。由于塑料在热流道模具内一直处于熔融状态,制品不需修剪浇口,基本上是无废料加工,因此可节约大量原材料。由于不需废料的回收、挑选、粉碎、染色等工序,故省工、省时、节能降耗。

        注射料中因不再掺入经过反复加工的浇口料,故产品质量可以得到显著地提高,同时由于浇注系统塑料保持熔融,流动时压力损失小,因而容易实现多浇口、多型腔模具及大型制品的低压注射。热浇口利于压力传递,在一定程度上能克服塑件由于补料不足而形成的凹陷、缩孔、变形等缺陷。

        适用树脂范围广,成型条件设定方便。由于热流道温控系统技术的完善及发展,热流道不仅可以用于熔融温度较宽的聚乙烯、聚丙烯,也能用于加工温度范围窄的热敏性塑料,如聚氯乙烯、聚甲醛(POM)等。对易产生流涎的聚酰胺(PA),通过选用阀式热喷嘴也能实现热流道成型。

        另外,操作简化、缩短成型周期也是热流道模具的一个重要特点。与普通流道相比,缩短了开合模行程,不仅制件的脱模和成型周期缩短,而且有利于实现自动化生产。据统计,与普通流道相比,改用热流道后的成型周期一般可以缩短30%。

        热流道模具结构

        热流道系统一般由热喷嘴、分流板、温控箱和附件等几部分组成。热喷嘴一般包括两种:开放式热喷嘴和针阀式热喷嘴。由于热喷嘴形式直接决定热流道系统选用和模具的制造,因而常相应的将热流道系统分成开放式热流道系统和针阀式热流道系统。分流板在一模多腔或者多点进料、单点进料但料位偏置时采用。材料通常采用P20或H13。分流板一般分为标准和非标准两大类,其结构形式主要由型腔在模具上的分布情况、喷嘴排列及浇口位置来决定。温控箱包括主机、电缆、连接器和接线公母插座等。热流道附件通常包括:加热器和热电偶、流道密封圈、接插件及接线盒等。

        热流道模具分类

        一般说来,热流道系统分为单头热流道系统、多头热流道系统以及阀浇口热流道系统。单头热流道系统主要由单个喷嘴、喷嘴头、喷嘴连接板、温控系统等组成。单头热流道系统塑料模具结构较简单。将熔融状态塑料由注塑机注入喷嘴连接板,经喷嘴到达喷嘴头后,注入型腔。需要控制尺寸d、D、L和通过调整喷嘴连接板的厚度尺寸,使定模固定板压紧喷嘴连接板的端面,控制喷嘴的轴向位移,或者直接利用注塑机喷嘴顶住喷嘴连接板的端面,也可达到同样目的。在定模固定板的合适位置设置一条引线槽,让电源线从模具内引出与安装在模具上的接线座连接。

        多头热流道系统塑料模具结构较复杂。熔融状塑料由注塑机注入喷嘴连接板,经热流道板流向喷嘴后到达喷嘴头,然后注入型腔。热流道系统的喷嘴与定模板有径向尺寸D配合要求和轴向尺寸限位要求。喷嘴头与定模镶块有径向尺寸d配合要求,保证熔融状态的塑料不溢流到非型腔部位,并要求定模镶块的硬度淬硬50HRC左右。分型面到热喷嘴轴向定位面之间的距离L必须严格控制,该尺寸应根据常温状态下喷嘴的实际距离L′加上模具正常工作温度下喷嘴的实际延伸量ΔL确定。为了保证喷嘴与热流道板贴合可靠,不使热流道板产生变形,在喷嘴的顶部上方设有调整垫,该调整垫与喷嘴自身的轴向定位面一起限制了喷嘴在轴向的移动,且有效地控制了热流道板可能产生的变形。在常温状态下,调整垫与热流道板和定模固定板之间控制0.025mm 间隙以便模具受热后,在工作温度状态时调整垫恰好压紧。热流道系统的定位座和定位销一起控制了热流道板在模具中的位置。定位座与定模板有径向尺寸D2配合要求,而且深度h必须控制准确,定位座的轴向起着支承热流道板的作用,直接承受注射机的注射压力。定位销与热流道板固定板有配合要求。热流道板与模板之间必须留有足够的空隙,以便包裹隔热材料。热流道板和固定板必须设有足够的布线槽,让电源线从模具内引出与安装在模具上的接线座连接。喷嘴连接板与定模固定板之间有径向尺寸D1配合要求,以便注塑机的注射头与模具上的喷嘴连接板配合良好。在热流道板附近,将定模板、热流道板固定板、定模固定板用螺钉连接起来,增强热流道板的刚性。

        阀浇口热流道系统塑料模具结构最复杂。它与普通多头热流道系统塑料模具有相同的结构,另外还多了一套阀针传动装置控制阀针的开、闭运动。该传动装置相当于一只液压油缸,利用注射机的液压装置与模具连接,形成液压回路,实现阀针的开、闭运动,控制熔融状态塑料注入型腔。

        热流道模具设计程序

        首先,根据塑件结构和使用要求,确定进料口位置。只要塑件结构允许,在定模镶块内喷嘴和喷嘴头不与成型结构干涉,热流道系统的进料口可放置在塑件的任何位置上。常规塑件注射成形的进料口位置通常根据经验选择。对于大而复杂的异型塑件,注射成形的进料口位置可运用计算机辅助分析(CAE)模拟熔融状塑料在型腔内的流动情况,分析模具各部位的冷却效果,确定比较理想的进料口位置。

        然后,确定热流道系统的喷嘴头形式。塑件材料和产品的使用特性是选择喷嘴头形式的关键因素,塑件的生产批量和模具的制造成本也是选择喷嘴头形式的重要因素。

        第三,根据塑件的生产批量和注射设备的吨位大小,确定每模的腔数。

        第四,由已确定的进料口位置和每模的腔数确定喷嘴的个数。如果成形某一产品,选择一模一件一个进料口,则只要一个喷嘴,即选用单头热流道系统;如果成形某一产品,选择一模多腔或一模一腔二个以上进料口,则就要多个喷嘴,即选用多头热流道系统,但对有横流道的模具结构除外。

        第五,根据塑件重量和喷嘴个数,确定喷嘴径向尺寸的大小。相同形式的喷嘴有多个尺寸系列,分别满足不同重量范围内的塑件成形要求。

        第六,根据塑件结构确定模具结构尺寸,再根据定模镶块和定模板的厚度尺寸选择喷嘴标准长度系列尺寸,最后修整定模板的厚度尺寸及其他与热流道系统相关的尺寸。

        第七,根据热流道板的形状确定热流道固定板的形状,在其板上布置电源线引线槽,并在热流道板、喷嘴、喷嘴头附近设计足够的冷却水环路。

        第八,完成热流道系统塑料模具的设计图绘制。

        注塑模具与制造技术内容简介

        “模具技术丛书”之一;塑料加工中重要的加工方法--注塑成型所必需的模具设计与制造及应用。

        注塑模具与制造技术图书目录

        第一节概述
          一、塑料应用性能
          二、塑料制品的功用
          三、塑料模具的功能和地位
          第二节塑料模具工业的现状与发展前景
          一、世界各国模具制造技术状况
          二、中国模具工业的发展现状
          三、我国模具技术的进步状况的对比
          四、“十二五”模具行业发展规划
          五、“十二五”期间模具产业发展三大展望
          第三节注塑模具开发功能与动向
          一、通过热流道技术提高多层模具的功能
          二、同时作业可以缩短作业循环时间
          三、工艺流程可以合成一体
          第四节注塑模具应用的关键技术
          一、注塑模具应用背景
          二、注塑模具制造的特点
          三、模具制造技术的发展方向
          四、关键技术和实用功能
          五、模具先进制造关键技术的发展主要体现
          六、国内基于分层实体制造关键技术的注塑模具应用
          七、新兴特殊注射成型关键技术对模具制造的发展要求
          第五节塑料注射成型模具与发展趋势
          一、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例
          二、注塑模具CAD实用化与集成化
          三、塑料模具专用钢材系列化
          四、推广应用新型注射成型技术
          五、高档模具标准件生产技术
          第一节塑料注射成型工艺
          一、注射成型过程
          二、注射成型过程的要素及其相互关系
          三、聚合物在注射成型中的问题
          第二节塑料注射成型设备
          一、塑料制品设备的选择
          二、塑料注射成型机设备
          三、塑料注射成型机与模具的关系
          第三节注射成型制品的设计原则和方法
          一、概述
          二、注射成型制品的设计原则和方法
          三、注射成型制品的设计及结构工艺性
          第四节注塑制品的设计
          一、注射制品的精度
          二、制品的表观质量
          三、塑件的壁厚
          四、脱模斜度
          五、加强筋及其他防止变形的结构设计
          六、支撑面和凸台
          七、金属嵌镶件的设计
          八、螺纹的设计
          九、铰链的设计
          十、齿轮的设计
          十一、孔的设计
          十二、塑件与注塑模具的关系
          第五节注塑模具设计制造过程中的若干问题
          一、模具的模块化设计
          二、模具制造过程中的缺陷及防止措施
          第一节注塑模具的结构形式
          一、注塑模具的工作原理与分类
          二、塑料注塑模具的技术要求
          三、注塑模具的结构组成
          第二节注塑模具对材料的选择
          一、注塑模具的工作条件
          二、塑料模材料失效原因分析
          三、注塑模具对材料的要求
          第一节概述
          第二节浇注系统的设计
          一、浇注系统的组成与作用
          二、浇注系统的设计原则
          三、浇注系统的平衡性与阻力
          四、流道系统的设计
          第三节无流道冷凝料的浇注系统设计
          一、热流道浇注系统的分类
          二、热流道系统的尺寸计算
          第四节热流道技术与应用
          一、热流道发展史
          二、热流道的原理与热流道模具的特点
          三、热流道系统的优势
          四、热流道系统与结构的组成
          五、热流道系统的分类
          六、热流道塑料模具设计程序
          七、热流道技术发展动态
          八、热流道系统的发展方向
          第一节概述
          第二节模具的分型面设计
          一、分型面类型
          二、分型面选择的原则
          第三节凹模(动模)的结构设计
          一、整体式凹模
          二、整体嵌入式凹模
          三、局部镶嵌式凹模
          四、大面积镶嵌组合式凹模
          第四节型芯的结构设计
          一、整体式型芯
          二、组合式型芯
          第五节成型零部件的工作尺寸计算
          一、概述
          二、工作尺寸分类及有关约定
          三、影响塑料制品尺寸精度的因素及控制措施
          四、成型零部件工作尺寸计算方法
          第六节型腔的强度和刚度计算
          一、概述
          二、圆形型腔、型芯的尺寸计算
          三、矩形型腔、型芯的尺寸计算
          第一节概述
          一、合模导向机构的作用
          二、合模导向机构的设计原则
          三、支承零部件
          第二节合模导向机构
          一、导柱导向机构
          二、锥面定位机构
          第三节模具零件的支承零部件与设计举例
          一、概述
          二、模具结构与工作原理
          三、主要零件的设计
          四、设计计算
          第四节注塑模具的标准件使用
          一、注塑模具正确使用方法
          二、模具零件的标准化
          三、模架的标准化
          第一节概述
          一、顶出机构的典型结构及组成
          二、顶出机构的设计要求
          三、顶出机构的分类
          第二节脱模力的计算
          一、概述
          二、圆锥形型芯脱模力的计算
          三、矩形台锥形型芯脱模力计算
          第三节简单的脱模机构
          一、推杆(顶杆)脱模机构
          二、顶管顶出脱模装置
          三、推板顶出脱模及装置
          四、活动镶件和型腔脱模机构
          五、利用成型零部件(组合式)顶出机构
          第四节浇注系统塑料(定模侧设)的脱模机构的形式
          第五节双脱模(顺序)脱模机构
          一、概述
          二、压缩空气顺序双脱模机构
          三、弹簧式二次顶出脱模机构
          四、拉钩顺序分型双脱模机构
          第六节脱模机构的辅助装置
          一、导向机构
          二、回程复位机构
          三、定距分型拉紧机构
          第一节概述
          第二节侧向分型抽拔力和抽拔距的计算
          一、侧向分型抽拔力的计算
          二、侧向分型抽拔距的计算
          第三节手动侧向分型抽芯机构
          第四节机械侧向分型抽芯机构
          一、弹簧分型抽芯机构
          二、斜导柱分型抽芯机构
          三、弯导杆分型抽芯机构
          四、滑块导板(料槽导板)侧分型抽芯机构
          五、斜滑块侧分型抽芯机构
          六、齿轮齿条抽芯
          第五节液、气压分型抽芯机构
          一、液压分型抽芯机构
          二、气压侧分型抽芯机构
          第六节联合作用的侧抽芯机构
          第一节注塑模排气系统设置及排气槽的设计
          一、排气的问题概述
          二、模具排气的作用与结构
          三、模具的排气方式
          四、排气槽尺寸设计
          五、负压及真空排气
          第二节注塑模的温度调节系统
          一、注射模中设置温度调控系统的必要性
          二、模具的温控系统
          三、介质冷却回路设计原则
          四、电加热调节
          第一节取向与注射成型质量的关系
          一、取向与熔体流动的关系
          二、影响制品取向的因素
          三、取向对制品力学性能的影响
          四、取向的控制
          第二节注塑制品中的残余应力
          一、内应力的产生
          二、流动残余应力
          三、热残余应力
          四、内应力的消除及分散
          第三节注塑件的密度分布与收缩
          一、注塑件的密度与分布
          二、注塑制品的成型收缩率
          三、成型收缩率的控制
          第四节注塑制品的熔接痕
          一、熔接痕的形成及类型
          二、影响熔接痕的因素
          三、消除或减轻熔接痕的措施
          第五节表面缺陷及其预防措施

        注射成型简介

        注射成型是将注射机熔融的塑料,在柱塞或螺杆推力作用下进入模具,经过冷却获得制品的过程。

        注射成型主要装置

        注射成型注塑机

        即注射成型机(见彩图)。立式注塑机

        由注射装置、合模装置和注塑模具三部分组成。注塑机的规格有两种表示法:一种是每次最大注射体积或重量,另一种是最大合模力。注塑机其他主要参数为塑化能力、注塑速率和注射压力。卧式注塑机

        注射成型注射装置

        注塑机的主要部分。将塑料加热塑化成流动状态,加压注射入模具。注射方式有柱塞式、预塑化式和往复螺杆式。后者(图1)具有塑化均匀、注射压力损失小、结构紧凑等优点,应用较广泛。

        注射成型合模装置

        用以闭合模具的定模和动模,并实现模具开闭动作及顶出成品。

        注射成型注塑模具

        简称注模(图2)。它由浇注系统、成型零件和结构零件所组成。①浇注系统是指自注射机喷嘴到型腔的塑料流动通道;②成型零件是指构成模具型腔的零件,由阴模、阳膜组成;③结构零件,包括导向、脱膜、抽芯、分型等各种零件。模具分为定模和动模两大部分,分别固定于合模装置之定板和动板上,动模随动板移动而完成开闭动作。模具根据需要可加热或冷却。注塑车间

        注射成型操作方法

        因加工物料而异。热塑性塑料的注射成型包括加料、塑化、注射、保压、冷却、脱模等过程。热固性塑料和橡胶的成型也包括同样过程,但料筒温度 较热塑性塑料的低,注射压力却较高,模具是加热的,物料注射完毕在模具中需经固化或硫化过程,然后趁热脱膜。

        注射成型是指有一定形状的模型,通过压力将融溶状态的胶体注入摸腔而成型,工艺原理是:将固态的塑胶按照一定的熔点融化,通过注射机器的压力,用一定的速度注入模具内,模具通过水道冷却将塑胶固化而得到与设计模腔一样的产品。

        注射成型(注塑)是使热塑性或热固性模塑料先在加热料筒中均匀塑化,而后由柱塞或移动螺杆推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。

        注射成型几乎适用于所有的热塑性塑料。注射成型也成功地用于成型某些热固性塑料。注射成型的成型周期短(几秒到几分钟),成型制品质量可由几克到几十千克,能一次成型外形复杂、尺寸精确、带有金属或非金属嵌件的模塑品。因此,该方法适应性强,生产效率高。

        注射成型用的注射机分为柱塞式注射机和螺杆式注射机两大类,由注射系统、锁模系统和塑模三大部分组成;其成型方法可分为:

        (1) 排气式注射成型。排气式注射成型应用的排气式注射机,在料筒中部设有排气口,亦与真空系统相连接,当塑料塑化时,真空泵可将塑料中合有的水汽、单体、挥发性物质及空气经排气口抽走;原料不必预干燥,从而提高生产效率,提高产品质量。特别适用于聚碳酸酯、尼龙、有机玻璃、纤维素等易吸湿的材料成型。

        (2) 流动注射成型。流动注射成型可用普通移动螺杆式注射机。即塑料经不断塑化并挤入有一定温度的模具型腔内,塑料充满型腔后,螺杆停止转动,借螺杆的推力使模内物料在压力下保持适当时间,然后冷却定型。流动注射成型克服了生产大型制品的设备限制,制件质量可超过注射机的最大注射量。其特点是塑化的物件不是贮存在料筒内,而是不断挤入模具中,因此它是挤出和注射相结合的一种方法。

        (3) 共注射成型。共注射成型是采用具有两个或两个以上注射单元的注射机,将不同品种或不同色泽的塑料,同时或先后注入模具内的方法。用这种方法能生产多种色彩和(或)多种塑料的复合制品,有代表性的共注射成型是双色注射和多色注射。

        (4) 无流道注射成型。模具中不设置分流道,而由注射机的延伸式喷嘴直接将熔融料分注到各个模腔中的成型方法。在注射过程中,流道内的塑料保持熔融流动状态,在脱模时不与制品一同脱出,因此制件没有流道残留物。这种成型方法不仅节省原料,降低成本,而且减少工序,可以达到全自动生产。

        (5)反应注射成型。反应注射成型的原理是将反应原材料经计量装置计量后泵入混合头,在混合头中碰撞混合,然后高速注射到密闭的模具中,快速固化,脱模,取出制品。它适于加工聚氨酯、环氧树脂、不饱和聚酯树脂、有机硅树脂、醇酸树脂等一些热固性塑料和弹性体。主要用于聚氨酯的加工。

        (6) 热固性塑料的注射成型。粒状或团状热固性塑料,在严格控制温度的料筒内,通过螺杆的作用,塑化成粘塑状态,在较高的注射压力下,物料进入一定温度范围的模具内交联固化。热固性塑料注射成型除有物理状态变化外,还有化学变化。因此与热塑性塑料注射成型比,在成型设备及加工工艺上存在着很大的差别。下表比较了热固性与热塑性塑料注射成型的差别。

        热固性与热塑性塑料注射成型条件的比较

        工艺条件

        热固性塑料

        热塑性塑料

        料筒温度

        温度低,95℃以下,温度控制严格

        温度高,150℃以上,温度控制不严格

        料筒中停留时间

        较 长

        料筒加热方式

        液体介质(水、油)

        电加热

        模具温度

        150一200℃

        100℃以下

        注射压力

        100-200MPa

        35-140MPa

        注射量

        注射量较小,料筒前部余料很小

        注射量较大,料筒前部余料较多

        模具机械模具机械简介

        大型塑胶模具

        模具具有特定的轮廓或内腔形状,应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离,即进行冲裁。应用内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。模具一般分为两个部分:动模和定模,或凸模和凹模。它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件,合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中,分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上。

        模具在挤压、压铸和注塑过程中,外力则由气压、柱塞、冲头等,施加在坯料上。模具承受的是坯料的胀力。模具除其本身外,还需要模座、模架、导向装置和制件顶出装置等,这些部件一般都制成通用型,适用于一定范围的不同模具。精度高,尺寸准确,有些冲裁模的凸模与凹模的间隙近于0;冲压速度快,每分钟冲压数十次至上千次;模具寿命长,有些硅钢片冲裁模寿命在几百万次以上。

        模具在冲压过程中坯料依次通过多工位被连续冲压成形,至最后工位成为制件,这种模具称为级进模,又称连续模。已有的20工位、30工位的级进模,从卷料开卷、校平、冲压,直至将制件排出和叠装,已全部实现自动化,生产率获得大幅度提高。是电机定、转子硅钢片冲裁的6工位级进模。第1工位冲导正销孔、轴孔、键槽各两个,第2工位冲转子轴孔、22个转子槽孔,第3工位冲24个定子槽孔,第4工位转子片落料,第5工位空位,第6工位定子片落料,废料切断。

        模具有多个形式复杂的型腔,工作条件恶劣,1000℃以上炽红的钢在模具型腔内变形和流动冲刷,模具要承受锻锤的高速冲击或重负载的压下,在使用过程中常处于急冷、急热和冷热交变状态。模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性,热锻时还须有高的温度强度和硬度,并经过强韧化热处理。

        模具的应用极为广泛。大量生产的机电产品,如汽车、自行车、缝纫机、照相机、电机、电器、仪表等,以及日用器具的制造都应用大量模具。模具基本上是单件生产的,其形状复杂,对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求,所以模具生产需要有很高的技术水平。模具的及时供应及其质量直接影响产品的质量、成本和新产品研制。模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。

        模具机械模具机械分类

        模具机械模具机械框架进塑模具

        模具按加工金属的加工工艺分类,常用的有:冲压模,包括冲裁模、弯曲模、拉深模、翻孔模、缩孔模、起伏模、胀形模、整形模等;锻模,包括模锻用锻模、镦锻模等;以及挤压模和压铸模。用于加工非金属和粉末冶金的模具则按加工对象命名和分类,有塑料模、橡胶模和粉末冶金模等。

        模具机械模具机械冲压模

        用于板料冲压成形和分离的模具。成形用的模具有型腔,分离用的模具有刃口。最常用的冲压模只有一个工位,完成一道生产工序。这种模具应用普遍,结构简单,制造容易,但生产效率低。为提高生产率,可将多道冲压工序,如落料、拉深、冲孔、切边等安排在一个模具上,使坯料在一个工位上完成多道冲压工序,这种模具称为复合模。另有将落料、弯曲、拉深、冲孔和切边等多工序安排在一个模具的不同工位上。

        模具机械模具机械锻模

        用于热态金属模锻成形的模具。模锻时,坯料往往经过多次变形才能制成锻件,这就需要在一个模块上刻有几个型腔。金属依次送至各个型腔,并在型腔内塑性流动,最后充满型腔制成锻件。在模锻成形中,坯料很难与终锻时型腔体积相等,为了避免废品,坯料选用稍大一些。为此,在终锻模的上、下模分界面的型腔四周设有飞边槽,以存贮多余的金属,成形后将飞边切去。型腔中应尽量减少尖角、深槽,以利于金属塑性流动和充填,减少模具磨损和开裂,提高模具寿命。

        模具机械模具机械挤压模

        用于将金属挤压成形的模具。正挤压模有一个静止的凹模和放置坯料的挤压筒和对坯料施加压力的冲头。挤压空心件时,冲头前端带有芯棒。反挤压模的挤压筒为凹模,冲头成为凸模。金属需要在很大的压强下才能从凹模挤出成形,在冷态下所需压强可高达2000千牛/毫米2(200千克/毫米2)以上。为此,挤压筒和反挤压的凹模需要有很高的强度,常采用多层预应力组合结构。冲头和凸模的工作长度宜短,避免在高的压应力下发生不稳和弯曲。

        模具机械制图内容简介

        《模具机械制图(第2版)》为教育部职业教育与成人教育司推荐教材,供中等职业学校模具设计与制造专业使用。《模具机械制图(第2版)》的内容分为上、中、下三篇。上篇是投影基础(绪论、投影法简介、基本体的投影及其三视图、组合体的投影及其三视图、轴测投影图)。中篇是制图与识图基础(模具零件形状的表达方法、模具零件图、标准件与常用件规定表示法、模具装配图)。下篇是识读模具机械图案例(识读金属与塑料制件图案例、识读标准模架图案例、识读模具图典型案例、模具制图测绘大型作业)和附录等。《模具机械制图(第2版)》还配有电子教学参考资料包,包括教学指南、电子教案,详见前言。

        模具机械抛光塑料模具机械抛光介绍

        塑料制品日溢广泛的应用,如日化用品和饮料包装容器等,外观的需要往往要求塑料模具型腔的表面达到镜面抛光的程度。而生产光学镜片、镭射唱片等模具对表面 粗糙度要求极高,因而对抛光性的要求也极高。抛光不仅增加工件的美观,而且能够改善材料表面的耐腐蚀性、耐磨性,还可以使模具拥有其它优点,如使塑料制品 易于脱模,减少生产注塑周期等。因而抛光在塑料模具制作过程中是很重要的一道工序。

        模具机械抛光目前最常用机械抛光的程序:

        机械抛光是靠切削、材料表面塑性变形去掉被抛光后的凸部而得到平滑面的抛光方法,要想获得高质量的抛光效果,最重要的是要具备有高质量的油石、砂纸和钻石研磨膏等抛光工具和辅助品。而抛光程序的选择取决于前期加工后的表面状况,如机械加工、电火花加工,磨加工等等。特殊零件如回转体表面,可使用转台等辅助工具,表面质量;要求高的可采用超精研抛的方法。超精研抛是采用特制的磨具,在含有磨料的研抛液中,紧压在工件被加工表面上,作高速旋转运动。利用该技术可以达到Ra0.008μm的表面粗糙度,是各种抛光方法中最高的。光学镜片模具常采用这种方法。

        模具机械抛光机械抛光的一般过程:

        1、粗抛

        经铣、电火花、磨等工艺后的表面可以选择转速在35 000—40 000 rpm的旋转表面抛光机或超声波研磨机进行抛光。常用的方法有利用直径Φ3mm、WA # 400的轮子去除白色电火花层。然后是手工油石研磨,条状油石加润滑剂或冷却剂。一般的使用顺序为#180 ~ #240 ~ #320 ~ #400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000.许多模具制造商为了节约时间而选择从#400开始。

        2、半精抛

        半精抛主要使用砂纸和煤油。砂纸的号数依次为:#400 ~ #600 ~ #800 ~ #1000 ~ #1200 ~ #1500.实际上#1500砂纸只用适于淬硬的模具钢(52HRC以上),而不适用于预硬钢,因为这样可能会导致预硬钢件表面烧伤。

        3、精抛

        精抛主要使用钻石研磨膏。若用抛光布轮混合钻石研磨粉或研磨膏进行研磨的话,则通常的研磨顺序是9μm(#1800)~ 6μm(#3000)~3μm(#8000)。9μm的钻石研磨膏和抛光布轮可用来去除#1200和#1500号砂纸留下的发状磨痕。接着用粘毡和钻石研磨膏进行抛光,顺序为1μm(#14000)~ 1/2μm(#60000)~1/4μm(#100000)。 精度要求在1μm以上(包括1μm)的抛光工艺在模具加工车间中一个清洁的抛光室内即可进行。若进行更加精密的抛光则必需一个绝对洁净的空间。灰尘、烟雾,头皮屑和口水沫都有可能报废数个小时工作后得到的高精密抛光表面。

        模具机械抛光机械抛光中要注意的问题:

        用砂纸抛光应注意以下几点

        1、用砂纸抛光需要利用软的木棒或竹棒。在抛光圆面或球面时,使用软木棒可更好的配合圆面和球面的弧度。而较硬的木条像樱桃木,则更适用于平整表面的抛光。修整木条的末端使其能与钢件表面形状保持吻合,这样可以避免木条(或竹条)的锐角接触钢件表面而造成较深的划痕。

        2、当换用不同型号的砂纸时,抛光方向应变换45°~ 90°,这样前一种型号砂纸抛光后留下的条纹阴影即可分辨出来。在换不同型号砂纸之前,必须用100%纯棉花沾取酒精之类的清洁液对抛光表面进行仔细的擦拭,因为一颗很小的沙砾留在表面都会毁坏接下去的整个抛光工作。从砂纸抛光换成钻石研磨膏抛光时,这个清洁过程同样重要。在抛光继续进行之前,所有颗粒和煤油都必须被完全清洁干净。

        3、为了避免擦伤和烧伤工件表面,在用#1200和#1500砂纸进行抛光时必须特别小心。因而有必要加载一个轻载荷以及采用两步抛光法对表面进行抛光。用每一种型号的砂纸进行抛光时都应沿两个不同方向进行两次抛光,两个方向之间每次转动45°~ 90°。

        塑胶模具结构

        主要包括由凹模组合基板、凹模组件和凹模组合卡板组成的具有可变型腔的凹模,由凸模组合基板、凸模组件、凸模组合卡板、型腔截断组件和侧截组合板组成的具有可变型芯的凸模。

        为了改进塑料的性能,还要在聚合物中添加各种辅助材料,如填料、增塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等,才能成为性能良好的塑料。

        1、合成树脂是塑料的最主要成分,其在塑料中的含量一般在40%~100%。由于含量大,而且树脂的性质常常决定了塑料的性质,所以人们常把树脂看成是塑料的同义词。例如把聚氯乙烯树脂与聚氯乙烯塑料、酚醛树脂与酚醛塑料混为一谈。其实树脂与塑料是两个不同的概念。树脂是一种未加工的原始聚合物,它不仅用于制造塑料,而且还是涂料、胶粘剂以及合成纤维的原料。而塑料除了极少一部分含100%的树脂外,绝大多数的塑料,除了主要组分树脂外,还需要加入其他物质。2、填料填料又叫填充剂,它可以提高塑料的强度和耐热性能,并降低成本。例如酚醛树脂中加入木粉后可大大降低成本,使酚醛塑料成为最廉价的塑料之一,同时还能显著提高机械强度。填料可分为有机填料和无机填料两类,前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等,后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。

        3、增塑剂增塑剂可增加塑料的可塑性和柔软性,降低脆性,使塑料易于加工成型。增塑剂一般是能与树脂混溶,无毒、无臭,对光、热稳定的高沸点有机化合物,最常用的是邻苯二甲酸酯类。例如生产聚氯乙烯塑料时,若加入较多的增塑剂便可得到软质聚氯乙烯塑料,若不加或少加增塑剂(用量<10%),则得硬质聚氯乙烯塑料。

        4、稳定剂为了防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏,延长使用寿命,要在塑料中加入稳定剂。常用的有硬脂酸盐、环氧树脂等。

        5、着色剂着色剂可使塑料具有各种鲜艳、美观的颜色。常用有机染料和无机颜料作为着色剂。

        6、润滑剂润滑剂的作用是防止塑料在成型时不粘在金属模具上,同时可使塑料的表面光滑美观。常用的润滑剂有硬脂酸及其钙镁盐等。除了上述助剂外,塑料中还可加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等。

        塑胶模具技术应用

        塑胶模具发展

        我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品,大到机床的底座、机身外壳,小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳,无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形,模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同,模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具,以及塑胶模具。

        近些年来,随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断扩大,如:家用电器、仪器仪表,建筑器材,汽车工业、日用五金等众多领域,塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。

        塑胶模具含义

        模具的一般定义:在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具,通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品,这种专用工具统称为模具。

        注塑过程说明:模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成,这个组合内有成型模腔。注塑时,模具装夹在注塑机上,熔融塑料被注入成型模腔内,并在腔内冷却定型,然后上下模分开,经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具,最后模具再闭合进行下一次注塑,整个注塑过程是循环进行的。

        塑胶模具分类

        A.注射成型模——电视机外壳、键盘按钮、电子产品外、电脑周边塑胶产品、玩具、家用品(应用最普遍)

        B.吹气模——饮料瓶

        C.压缩成型模——电木开关、科学瓷碗碟

        D.转移成型模——集成电路制品

        E.挤压成型模——胶水管、塑胶袋

        F.热成型模——透明成型包装外壳

        G.旋转成型模——软胶洋娃娃玩具

        根据浇注系统型制的不同可将模具分为三类:

        (1) 大水口模具:流道及浇口在分模线上,与产品在开模时一起脱模,设计最简单,容易加工,成本较低,所以较多人采用大水口系统作业。

        (2) 细水口模具:流道及浇口不在分模线上,一般直接在产品上,所以要设计多一组水口分模线,设计较为复杂,加工较困难,一般要视产品要求而选用细水口系统。

        (3)热流道模具:此类模具结构与细水口大体相同,其最大区别是流道处于一个或多个有恒温的热流道板及热唧嘴里,无冷料脱模,流道及浇口直接在产品上,所以流道不需要脱模,此系统又称为无水口系统,可节省原材料,适用于原材料较贵、制品要求较高的情况,设计及加工困难,模具成本较高。

        热流道系统,又称热浇道系统,主要由热浇口套,热浇道板,温控电箱构成。我们常见的热流道系统有单点热浇口和多点热浇口二种形式。单点热浇口是用单一热浇口套直接把熔融塑料射入型腔,它适用单一腔单一浇口的塑料模具;多点热浇口是通过热浇道板把熔融料分枝到各分热浇口套中再进入到型腔,它适用于单腔多点入料或多腔模具.

        ◆热流道系统的优势

        (1)无水口料,不需要后加工,使整个成型过程完全自动化,节省工作时间,提高工作效率。

        (2)压力损耗小。热浇道温度与注塑机射嘴温度相等, 避免了原料在浇道内的表面冷凝现象,注射压力损耗小。

        (3)水口料重复使用会使塑料性能降解,而使用热流道系统没有水口料,可减少原材料的损耗,从而降低产品成本。在型腔中温度及压力均匀,塑件应力小,密度均匀,在较小的注射压力下,较短的成型时间内,注塑出比一般的注塑系统更好的产品。对于透明件、薄件、大型塑件或高要求塑件更能显示其优势,而且能用较小机型生产出较大产品。

        (4)热喷嘴采用标准化、系列化设计,配有各种可供选择的喷嘴头,互换性好。独特设计加工的电加热圈,可达到加热温度均匀,使用寿命长。热流道系统配备热流道板、温控器等,设计精巧,种类多样,使用方便,质量稳定可靠。

        ◆热流道系统应用的不足之处

        (1)整体模具闭合高度加大,因加装热浇道板等,模具整体高度有所增加。

        (2)热辐射难以控制,热浇道最大的毛病就是浇道的热量损耗,是一个需要解决的重大课题。

        (3)存在热膨胀,热胀冷缩是我们设计时要考虑的问题。

        (4)模具制造成本增加,热浇道系统标准配件价格较高,影响热浇道模具的普及。

        塑胶模具注意事项

        一、不要只重产品设计,忽视塑胶模具制造。

        有些用户在开发产品或新产品试制时,往往初期只注重于产品研制与开发,忽视与塑胶模具制作单位的沟通。产品设计方案初步确定后,即提前与模具厂商接触有两个好处:

        1、可以保证设计的产品有好的成形工艺,不会因零件难以加工而修改定型设计。

        2、模具制作方可提前做设计准备,防止匆忙中考虑不周,影响工期。

        3、制作高质量塑胶模具,只有供需双方紧密配合,才能最终降低成本,缩短周期。

        二、不要只看价格,要从质量、周期、服务全方位考虑。

        1、模具种类很多,大致可分为十大类。根据零件材料、物理化学性能、机械强度、尺寸精度、表面光洁度、使用寿命、经济性等不同要求,选择不同类型的模具成形。

        2、精度要求高的模具需要使用高精度的数控机床加工,而且模具材质、成形工艺都有严格要求,还需使用CAD / CAE / CAM模具技术去设计、分析。

        3、有些零件由于成型时有特殊要求,模具还需使用热流道,气辅成型,氮气缸等先进的工艺。

        4、制造厂家应具备数控、电火花、线切割机床及数控仿型铣设备,高精度磨床,高精度三座标测量仪,计算机设计及相关软件等。

        5、一般大型冲压模具(如汽车复盖件模具)要考虑机床是否有压边机构,甚至边润滑剂、多工位级进等。除冲压吨位还要考虑冲次、送料装置、机床及模具保护装置。

        6、上述模具的制造手段及工艺不是每个企业都具备和掌握的。在选择协作厂家时一定要了解它的加工能力,不但看硬件设备,还要结合管理水平、加工经验以及技术力量。

        7、对同一套模具,不同厂家报价有时有很大差距。你不该付出高于模具价值费用的同时,也不应该少于模具的成本。模具厂家像你一样,要在业务中取得合理的利润。订制一套报价低得多的模具会是麻烦的开始。用户须从自身要求出发,全面衡量。

        三、避免多头协作,尽量塑胶模具制作和制品加工一条龙。

        1、有了合格的模具(试件合格),不一定能生产出批量的合格产品。这主要与零件的加工机床选型、成形工艺(成形温度、成形时间等)及操作者的技术素质有关系。

        2、有了好的模具,还要有好的成形加工,最好是一条龙协作,尽量避免多头协作。如果条件不具备,就要选择一方全面负责,在订合同时一定要写清楚。

        塑胶模具钢简介

        冷作模具钢包括制造冲截用的模具(落料冲孔模、修边模、冲头、剪刀)、冷镦模和冷挤压模、压弯模及拉丝模等

        塑胶模具钢相关要求

        冷作模具钢在工作时.由于被加工材料的变形抗力比较大,模具的工作部分承受很大的压力、弯

        曲力、冲击力及摩擦力。因此,冷作模具的正常报废原因一般是磨损.也有因断裂、崩力和变形超差而提前失效的。

        冷作模具钢与刃具钢相比.有许多共同点。要求模具有高的硬度和耐磨性、高的抗弯强度和足够的韧性,以保证冲压过程的顺利进行、其不同之处在于模具形状及加I工艺复杂.而且摩擦面积大.磨损可能性大.所以修磨起来困难。因此要求具有更高的耐磨化模具工作时承受冲压力大.又由于形状复杂易于产生应力集中,所以要求具有较高的韧性;模具尺寸大、形状复杂.所以要求较高的淬透性、较小的变形及开裂倾向性。总之,冷作模具钢在淬透性、耐磨性与韧性等方面的要求要较刃具钢高一些.而在红硬性方面却要求较低或基本上没要求(因为是冷态成形),所以也相应形成了一些适于做冷作模具用的钢种,例如,发展了高耐磨、微变形冷作模具用钢及高韧性冷作模具用钢等。下面结合有关钢种选用进一步说明。

        塑胶模具钢钢种选择

        通常接冷作模具的使用条件,可以将钢种选择分为以下四种情况:

        (1)尺寸小、形状简单、轻负荷的冷作模具。例如.小冲头,剪落钢板的剪刀等可选用T7A、 T8A、T10A、T12A等碳素工具钢制造。这类钢的优点是;可加工性好、价格便宜、来源容易。但其缺点是:淬透性低、耐磨性差、淬火变形大。因此,只适于制造一些尺寸小、形状简单、轻负荷的工具以及要求硬化层不深并保持高韧性的冷像模等。

        (2)尺寸大、形状复杂、轻负荷的冷作模具。常用的钢种有9SiCr、CrWMn、GCr15及9Mn2V等低合金刃具钢。这些钢在油中的淬透直径大体上可达40mm以上。其中9Mn2V钢是我国发展的一种不含Cr的冷作模具用钢.可代替或部分代替含Cr的钢。

        9Mn2V钢的碳化物不均匀性和淬火开裂倾向性比CrWMn钢小、脱碳倾向性比9SiCr钢小,而淬透性比碳素工具钢大.其价格只比后者高约30%因此是一个值得推广使用的钢种。

        但9Mn2V钢也存在一些缺点如冲击韧性不高,在生产使用中发现有碎裂现象.另外回火稳定性较差,回火温度一般不超过180℃在200℃回火时抗弯强度及韧性开始出现低值。

        9Mn2V钢可在硝盐、热油等冷却能力较为缓和的淬火介质中淬火。对于一些变形要求严格而硬度要求又不很高的模具,可采用奥氏体等温淬火。

        3)尺寸大、形状复杂重负荷的冷作模具。须采用中合金或高合金钢.如Cr12Mo、Crl2MoV、Cr6WVCr4W2MoV等,另外也有选用高速钢的。

        用高速钢做冷作模具的倾向巴日趋增大、但应指出,此时已不再是利用高速钢所特有的红硬性长处.而用它的高淬透性和高耐磨性。为此.在热处理工艺上也应有所区别。

        选用高速钢做冷模具时.应采用低温淬火.以提高韧性。例如W18Cr4V钢做刃具时常用的淬火温度为1280-1290℃。而做冷作模具时,则应采用1190℃的低温淬火。又如W6Mo5Cr4V2钢.采用低温淬火后可使寿命大大提高、特别是显著减少了折损率。

        〔4)受冲击负荷且刀间单薄的冷作模具。如上所述.前三类冷作模具用钢的使用性能要求均以高耐磨性为主为此均采用高碳过共析钢乃至荣氏体钢。而对有的冷作模具加切边楼、冲裁模等.其对口单薄.使用时又受冲击负荷作用则应以要求高的冲击韧性为主。为了解决这一矛盾.可采取以下措施.①降低合碳量.采用亚共折钢.以避免由于一次及二次碳化物而引起钢的韧性下降;②加入Si.、Cr等合金元素.以提高钢的回火稳定性和回火温度(240一270℃回火)这样有利于充分消除淬火应力使叽提高.而又不致降低硬度;②加入W等形成难熔碳化物的元素以细化晶粒、提高韧性。常用的高韧性冷作模具用钢有6SiCr、4CrW2Si;、5CrW2Si等。

        塑胶模具钢钢性能

        在用Cr12型钢或高速钢做冷作模具时,一个很突出的问题是钢的脆性大.使用中易开裂。为此,必须用充分锻打的方法细化碳化物.除此之外应发展新钢种。发展新钢种的着眼点,应是降低钢的含碳量及碳化物形成元素的数量。国内研制并推广以下几种新钢种、如表4.11所示。

        Cr4W2MoV 钢具有高硬巨、高耐磨性和淬透性好等优点.并具有较好的回火稳定性及综合力学性能.用干制造硅钢片冲模等.可使寿命比Cr12MoV钢提高1~3倍以上但此钢锻造温区范围较窄,锻造河县开裂.应严格控制锻造温度和操作规认Cr2Mn2SiWMoV钢淬火温度低、淬火变形小、淬透性高.有空淬微变形模具钢之称7W7Cr4MoV钢可代W18Cr4V和Cr12MoV钢.其特点是钢的碳化物不均匀性和韧性得到很大的改善。

        塑料模具水路作用

        塑料模具水路是指在塑料模具模架、模仁中利用机械加工出来的贯穿性的孔,通过某种介质(如水、油)不停的在里面循环。

        目的:控制模具的温度,以便更好的控制塑料产品在模具中的冷却及收缩,从而控制产品尺寸及表面要求。

        塑料模具水路清洗

        模具水路,模具生产加工中占有举足轻重的地位。但是在经过长时间冷热高频繁变化使用后,会产生大量铁锈及水垢等脏物附着在管道内壁,引起管路变细、导热不良等问题,甚至堵塞管路。严重影响模具的使用效果,致使产品成形品质不稳定,不良品增多,导致生产效率降低。

        这样,模具水路的清洗就很关键了。

        目前,国内最为有效的清洗工艺流程是:

        气体脉冲清洗 , 涡流清洗,水槌震荡剥离 ,管壁表面钝化,气体风干 。

        采用“塑胶模具冷却管除锈机”(也叫模具水路清洗机)可以轻松完成这一工艺。

        汽车模具基本概述

        汽车模具最主要的组成部分就是覆盖件模具。这类模具主要是冷冲模。广义上的“汽车模具”是制造汽车上所有零件的模具总称。例如,冲压模具、注塑模具、锻造模具、铸造蜡模、玻璃模具等。

        汽车车身上的的冲压件大体上分为覆盖件、梁架件和一般冲压件。能够明显表示汽车形象特征的冲压件是汽车覆盖件。因此,更加特指的汽车模具可以说成是“汽车覆盖件冲压模具”。简称汽车覆盖件冲模。例如,前车门外板修边模、前车门内板冲孔模等。

        当然汽车上的不只车身上有冲压件。汽车上所有冲压件的模具都称为“汽车冲压模具”。归纳起来就是:

        1. 汽车模具是制造汽车上所有零件的模具总称。

        2. 汽车冲压模具是冲制汽车上所有冲压件的模具。

        3. 汽车车身冲压模具是冲制汽车车身上所有冲压件的模具。

        4. 汽车覆盖件冲压模具是冲制汽车车身上所有覆盖件的模具。

        现在我们这个板块一说汽车模具好像都指的是汽车覆盖件冲模。为了不和广义的汽车冲模混淆,在发帖时最好用汽车覆盖件冲模不用汽车冲模。

        冲压模具的形式很多,冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。

        一般可按以下几个主要特征分类:

        1.根据工艺性质分类

        a.冲裁模:沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

        b.弯曲模:使板料毛坯或其他坯料沿着直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。

        c.拉深模:是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

        d.成形模:是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。

        2.根据工序组合程度分类

        a.单工序模:在压力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。

        b.复合模:只有一个工位,在压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

        c.级进模(也称连续模):在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。

        3、依产品的加工方法分类

        依产品加工方法的不同,可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。

        a. 冲剪模具:是以剪切作用完成工作的,常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。

        b.弯曲模具:是将平整的毛胚弯成一个角度的形状,视零件的形状、精度及生产量的多寡,乃有多种不同形式的模具,如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。

        c.抽制模具:抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。

        d.成形模具:指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状,其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。

        e.压缩模具:是利用强大的压力,使金属毛胚流动变形,成为所需的形状,其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。

        汽车模具发展趋势

        在国内外汽车模具行业的发展中,中国汽车模具行业产销需求与转型升级前瞻模具技术呈现出以下的九大发展趋势。

        1、模具三维设计地位得以巩固
          模具的三维设计是数字化模具技术的重要内容,是实现模具设计、制造和检验一体化的基础。日本丰田、美国通用等公司已实现了模具的三维设计,并取得了良好的应用效果。国外在模具三维设计中采取的一些做法值得我们借鉴。模具三维设计除了有利于实现集成化制造外,另一个优点就是便于干涉检查,可进行运动干涉分析,解决了二维设计中的一个难题。
          2、冲压成形过程的模拟(CAE)作用更加凸显
          近年来,随着计算机软件和硬件的快速发展,冲压成形过程的模拟技术(CAE)发挥着越来越重要的作用。在美国、日本、德国等发达国家,CAE技术已成为模具设计制造过程的必要环节,广泛用于预测成形缺陷,优化冲压工艺与模具结构,提高了模具设计的可靠性,减少了试模时间。国内许多汽车模具企业在CAE的应用中也取得了显着进步,获得了良好的效果。CAE技术的应用可大大节省试模的成本,缩短冲压模具的开发周期,已成为保证模具质量的重要手段。CAE技术正逐步使模具设计由经验设计转变为科学设计。

        3、数字化模具技术已成主流方向
          近年来得到迅速发展的数字化模具技术,是解决汽车模具开发中所面临的许多问题的有效途径。所谓数字化模具技术,就是计算机技术或计算机辅助技术(CAX)在模具设计制造过程中的应用。总结国内外汽车模具企业应用计算机辅助技术的成功经验,数字化汽车模具技术主要包括以下方面:①可制造性设计(DFM),即在设计时考虑和分析可制造性,保证工艺的成功。②模具型面设计的辅助技术,发展智能化的型面设计技术。③CAE辅助分析和仿真冲压成形的工艺过程,预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。④用三维的模具结构设计取代传统的二维设计。⑤模具的制造过程采用CAPP、CAM和CAT技术。⑥在数字化技术指导下处理解决试模过程中和冲压生产中出现的问题。
          4、模具加工自动化迅猛发展
          先进的加工技术与装备是提高生产率和保证产品质量的重要基础。在先进的汽车模具企业中配有双工作台的数控机床、自动换刀装置(ATC)、自动加工的光电控制系统、工件在线测量系统等已不鲜见。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工,由中低速加工发展到高速加工,加工自动化技术发展十分迅速。

        5、高强度钢板冲压技术是未来发展方向
          高强度钢由于在屈强比、应变硬化特性、应变分布能力和碰撞吸能等方面具有优良的特性,在汽车上的使用量不断增加。目前,在汽车冲压件上使用的高强度钢主要有烤漆硬化钢(BH钢)、双相钢(DP钢)、相变诱导塑性钢(TRIP钢)等。国际超轻车身项目(ULSAB)预计2010年推出的先进概念车型(ULSAB―AVC)中97%的材料为高强度钢,先进高强度钢板在整车用材的比重将超过60%,而其中双相钢的比例将占车用钢板的74%。

        现在大量采用的以IF钢为主的软钢系列将被高强度钢板系列替代,高强度低合金钢将被双相钢和超高强度钢板替代。目前,国内汽车零件高强度钢板的应用还多限于结构件与梁类件,所用材料的抗拉强度多在500MPa以下。因此,迅速掌握高强度钢板冲压技术,是我国汽车模具行业亟待解决的一个重要问题。

        6、新型模具产品适时推出
          随着汽车冲压生产高效化和自动化的发展,级进模在汽车冲压件的生产中应用将更加广泛。级进模是一种高新技术模具产品,技术难度大,制造精度要求高,生产周期长,多工位级进模将是我国重点发展的模具产品之一,形状复杂的冲压件,特别是一些按传统工艺需要多副冲模分序冲制的中小型复杂冲压件,越来越多地采用级进模成形。

        7、模具材料与表面处理技术将受到重用
          模具材料的质量和性能是影响模具质量、寿命和成本的重要因素。近年来,除了不断有多种高韧性和高耐磨性冷作模具钢、火焰淬火冷作模具钢、粉末冶金冷作模具钢推出外,国外在大中型冲压模具上选用铸铁材料,是一个值得关注的发展趋势。球墨铸铁具有良好的强韧性和耐磨性,其焊接性能、可加工性、表面淬火性能也都较好,而且成本比合金铸铁低,因此在汽车冲压模具中应用较多。

        8、管理的科学化与信息化是模具企业发展方向
          汽车模具技术发展的另一个重要方面是管理的科学化与信息化。管理的科学化使模具企业不断地向准时制造(Just-in- TimeManufacturing)和精益生产(LeanProduction)的方向发展,企业管理更加精准,生产效率大幅提高,无效的机构、环节和人员不断精简。随着现代管理技术的进步,许多先进的信息化的管理工具,包括企业资源管理系统(ERP)、客户关系管理(CRM)、供应链管理(SCM)、项目管理(PM)等,在模具企业得到广泛应用。
          9、模具的精细化制造是必然趋势
          所谓的模具精细化制造,是对模具的开发过程和制造结果而言的,具体地表现为冲压工艺和模具结构设计的合理化、模具加工的高精度、模具产品的高可靠性和技术管理的严密性。模具精细化制造其实并不是一项单一的技术、二是设计、加工和管理技术的综合反映。模具精细化制造的实现除了靠技术上精益求精,还要靠严密的管理来保障。

        2011年8月末,我国汽车保有量首次突破1亿辆,全国机动车保有量高达2.19亿辆,2011年全年累计生产汽车1841.89万辆。预计到2020年,我国汽车保有量将突破2亿辆,届时每年更新量仍将高达1500万辆左右,加上每年约500万辆的出口量,汽车年产量仍将保持2000万辆的规模。

        我国贵为世界汽车产销第一大国,汽车保有量也有望全球第一,但却始终无法生产出自己的高档车,这与被誉为“汽车工业之母”的汽车模具工业发展滞后有莫大关系。

        汽车模具是指应用于汽车领域的模具,被誉为“汽车工业之母”,汽车生产中90%以上的零部件需要依靠模具成形。

        汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具,是车身制造技术的重要组成部分,也是形成汽车自主开发能力的一个关键环节。汽车模具产品包括汽车覆盖件模具、轮胎模具、内外饰塑件模具、车灯模具、汽车保险杆模具、汽车仪表板模具等。

        在德国、美国、日本等汽车制造业发达国家,模具产业超过40%的产品是汽车模具,而在我国仅有1/3左右的模具产品是为汽车制造业服务。一般情况下,制造一辆普通轿车本身便需要约1500个模具,当中有接近1000个的冲压模具和超过200个的内饰件模具。受我国汽车行业快速发展的影响,我国汽车模具行业呈现较快增长,市场容量不断扩大。并且随着我国汽车模具行业产业结构的不断优化和技术的不断进步,高档汽车模具产品占整个行业的比重也逐渐提升,预计未来五年的年均增速仍将超过15%。

        汽车模具模具结构

        保险杠模具方面采用内分形的结构设计。内分形设计较之传统的外分形结构设计,对模具结构,模具强度方面要求更高,更为复杂,相对应的,内分形结构的模具生产出来的保险杠模具设计理念更加先进。

        汽车轮胎模具分类

        1:活络模具,由花纹圈,模套,上下侧板组成。

        活络模具区分圆锥面导向活络模具及斜平面导向活络模具

        2:两半模具,由上模,下模两片组成。

        汽车轮胎模具加工工艺

        以活络模具为例

        1:根据轮胎模具图铸造或锻打毛坯,再粗车毛坯并热处理。轮胎模具毛坯进行完全退火处理,消除内应力,退火时应放平,避免变形过大。

        2:按图纸打吊装孔,再按半精车图纸将花纹圈的外径和高度加工到位,用半精车程序车花纹圈内腔,车完用半精车样板检验。

        3:用加工好的轮胎模具花纹电极把花纹圈内花纹用电火花加工成型,用样板检验。

        4:把花纹圈按厂家的要求均分成数份,分别画出标示线,放到工装内打背部腰孔并攻丝。

        5:按照工序8所分的等份,对准划线处切割。

        6:把切割好的花纹块按图纸要求对花纹进行打光、清角、清根、打排气孔。

        7:对花纹块型腔内部均匀喷沙,要求颜色一致。

        8:将花纹圈、模套、上下侧板合并组装,完成轮胎模具。

        塑料模具分类的方法很多,按照塑料制件成型加工的方法的不同可以分为以下几类:

        ·注射模

        注射模又称注塑模。这种模具的成型工艺特点是,将塑原材料放置在注射机的加热料筒内。塑料受热熔融,在注射机的螺杆或柱塞推动下,经喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔,塑料在模具型腔内经保温、保压、冷却固化成型。由于加热加压装置能够分阶段发挥作用,注射成型不但能成型形状复杂的塑料制件,而且生产效率高、质量好。故注射成型在塑料制件成型中占有很大的比重,注射模占塑料成型模具的一半以上。注射机主要用于热塑性塑料的成型,近年来也逐渐用于热固性塑料的成型。

        ·压缩模

        压缩模又称压制模或压胶模。这种模具的成型工艺特点是,将塑料原材料直接加在敞开的模具型腔内,然后合模,塑料在热和压力作用下呈熔融状态后,以一定压力充满型腔。此时,塑料的分子结构产生了化学交联反应,逐渐硬化定型。压缩模多用于热固性塑料,其成型塑件大多用于电器开关的外壳和日常生活用品。

        ·传递模

        传递模又称压注模或挤胶模。这种模具的成型工艺特点是,将塑料原料加入预热的加料室里,然后由压柱向加料室内的塑料原料施加压力,塑料在高温高压下熔融并通过模具的浇注系统进入型腔,然后发生化学交联反映而逐渐固化成型。传递成型工艺多用于热固性塑料,可以成型形状比较复杂的塑料制件。

        ·挤出模

        挤出模又称挤出机头。这种模具能连续生产断面形状相同的 塑料,例如塑料管材、棒材、片材等。挤出机的加热加压的装置与注射机的装置相同。熔融状态的塑料经过机头会形成连续不断的成型塑件,生产效率特别高。

        ·除了上述所列举的几类塑料模具外,还有真空成型模、压缩空气模、吹塑模、低发泡塑料模等。

        汽车模具浇口位置

        日用品模具浇口的形式很多,但无论采用什么形式的模具浇口,其开设的位置对塑件的成形性能及成型质量影响都很大。所以,合理选择模具浇口的开设位置是挺高塑件质量的一个重要设计环节。在选择模具浇口位置时,应针对塑料制造的几何形状特点及技术要求,来分析熔融塑料在模内的流动状态,填充条件及排气条件等因素。 模具浇口应开设在塑件断面最厚处。当塑件的壁厚相差较大时,若将模具浇口开设在壁薄处,这是塑料熔体进入型腔后,不但流动阻力大,而且还易冷却,影响熔体的流动距离,难易保证充填满整个型腔。塑件的壁厚处往往是熔体最晚固化的地方,如果浇口开设在壁薄处,那么壁厚的地方因塑料熔体收缩得不到补缩而会形成表面凹陷或缩孔。

        模具浇口的尺寸及位置选择应避免产生喷射和蠕动现象。小的模具浇口如果正对着一个宽度和厚度较大的型腔,则高速料流经过浇口时,由于受到很高的切应力,将生产喷射和蠕动等熔体断裂现象。有时喷着现象还会使塑料制件形成波纹流痕。

        模具浇口位置的选择应使塑料的流程最短,料流变化方向最少。

        模具浇口位置的选择应有利于型腔内气体的排出。

        应防止料流将型腔,型芯,嵌件挤压变形。

        汽车模具模具投资

        据了解,我国目前为汽车服务的模具约已占到了全部模具产量的三分之一左右。在这占模具总量三分之一的汽车模具中,冲压模具要占到一半左右,由此可见汽车冲压模具在模具行业和汽车工业中的重要地位。汽车模具也是黄岩模具,随着模具行业的不断发展,汽车模具在国内的模具行业已经有着举足轻重的位置。

        十年前中国汽车模具(黄岩模具)主要是以一汽、二汽、天汽、南汽、成飞以及我国台湾的模具团队为行业的标志性企业,今天汽车模具投资欣欣向荣,汽车模具企业已发展到数十家,一批快速崛起的民营企业已经具备相当的规模。无论是技术上,还是产能上这些企业都大大超过了当年的标志性企业。黄岩模具在汽车模具这一块近年来的发展呈现一个良好的趋势。

        目前,我国的汽车产业发展态势良好,我国汽车销售量正以每年26%的速度增长,而汽车零部件的规模比整车还大,这些零部件90%都靠模具生产,这就有利的推动了我国的汽车模具产业发展。据统计,近年,我国的模具工厂扩产规模呈增长态势,每年新增投资7000亿元左右,其中汽车模具工厂约占四成,表明汽车模具投资已成为我国模具产业投资的主力之一。

        我国的汽车模具与汽车几乎是同时起步的,1953年,一汽工具厂内开始建立冲模车间,当时设计能力为每年32万工时,主要承担小型、中型冲模制造和大型覆盖件冲模的维修任务。进入21世纪,我国汽车模具工业又有了很大发展。轿车覆盖件模具设计制造具有难度大、质量和精度要求高的特点,是汽车模具水平的最好体现。

        汽车模具模具市场

        将推动国内模具业大发展

        目前,国内汽车冲压模具行业年生产能力只有80亿一90亿元,而我国汽车市场的模具需求量已达到200多亿元。国内汽车工业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动力。我国的模具工业步入了高速发展时期,近10年来,模具工业一直以每年15%的增长速度快速发展。我国汽车市场的巨大潜力,为汽车模具的发展带来了更加广阔的发展空间。近年来,国家颁布的整车特征特性(限制进口、关键零件本土生产)的政策,也为国内模具企业增加了生产轿车外覆盖件模具的机会。业内相关专家指出,在这种行业背景下,如何抓住机遇,应对市场,就看哪家企业在技术实力上更强,在产品质量上更好,在企业竞争力上更高。未来,汽车市场仍是国内模具业发展的强大推动力。

        天津汽车模具股份有限公司集团概况

        在最近几年的建设中,公司实现了跨越式的发展,截至2011年,员工人数超过7000人。公司成为国家级企业技术中心分中心、天津市政府优秀企业、保税区明星和百强企业,天津市高新技术企业,天津市企业技术中心。公司各项经济指标每年递增40%以上,在两年多的时间里,投资过亿元初步建成世界先进水平的空港新厂区,建成了世界级的汽车模具研发中心。天津汽车模具有限公司已经成为国内最大、世界一流的汽车模具企业。

        天津汽车模具股份有限公司组织机构

        天津汽车模具股份有限公司集团大事记

        2010年 公司在深交所上市。股票代码002510,简称天汽模。

        2007 轿车侧围模具和超大模具专业生产线落成;天汽模改制为股份有限公司。

        2006 天汽模冲压有限公司通过挪威船级社ISO/TS16949:2002质量管理体系认证。

        2005 设计制造的第一辆整车模具(长城哈弗)汽车下线;

        出口到欧美市场的第一批模具顺利完成;

        国家“863”重点项目“数字化、网络化汽车模具开发系统集成技术研究与应用”获得立项;

        采用冲压过程模拟技术;

        检具装焊夹具公司成立,冲压公司成立;

        TQM总部和技术中心大楼落成

        2004 签定较大规模的国外定单,打开海外市场;

        公司空港加工区新厂区一期工程建成;

        天津汽车模具股份有限公司地图

        TQM模具制造企业集团化基本形成;

        获得天津市明星企业称号。

        2003 完成国有企业转制,成为民营化、独立运营的汽车模具企业。

        2002 普遍采用CAE技术。

        2001 全面采用三维实体设计手段。

        2000 应用辉光离子渗氮技术。

        1999 应用摄像测量技术、曲面重建技术实用化。

        1998 与丰田公司签订技术合作协议,赴丰田技术培训,丰田公司模具专家到公司指导。

        1997 与大发公司合作生产夏利Z913模具。

        1996 改制为天津汽车模具有限公司;

        CAD应用率达到100%、应用模具实体设计;

        应用模具加工标准工艺CAPP系统;

        获得国家CAD示范应用企业称号。

        1995 成立天津汽车模具厂;

        完成模具中心二期技术制造;

        实现高速高精度加工。

        1992 模具设计全面使用计算机,应用CAD技术。

        1991 建立计算机网络系统、直接数控DNC网络系统;

        完成高强度低膨胀石膏的开发;

        引进CAD/CAM计算机系统。

        1990 与日本宫津合作生产1041双排卡车模具。

        1988 完成TJ7100夏利轿车部分模具。

        1987 完成模具中心一期技术改造,开始:

        采用日本标准框架式结构设计;

        采用实型铸造技术;

        二维刃口全面实现数控编程技术;

        实现三维数控编程加工;

        采用总图生产;

        全面采用锻造空冷钢。

        1986 完成赴日本富士技术培训。

        1978 完成国内第一辆双排座卡车模具。1965 天津汽车制造厂工具车间成立。

        汽车模具工程师工作内容:

        协调汽车模具的设计、制造,参与确定模具结构;

        负责汽车模具登陆、管理,模具的周期维护及日常维修作业;

        负责项目转移中新购模具接收、安装、调试;

        控制项目中模具费用估算及使用状况;

        负责外部模具供应商评估、开发管理;

        积极有效地配合工艺、设备、生产和采购部门的工作。

        汽车模具工程师职业要求:

        教育培训: 机械设计或模具设计以及相关专业,本科以上学历

        工作经验: 熟练使用UG软件三维造型及二维制图,对注塑、真空吸附模结构完善了解。熟练运用OFFICE、AUTO-CAD、CATIA等软件。

        汽车模具工程师薪资行情:

        汽车模具工程师的月薪在3000~6000元左右。这个根据不同的级别。

        汽车模具焊条7号钢

        (Super7)

        用途:硬面制作堆焊用,含高铬成份,耐冲击、耐磨,适用于磨槌、研土机、铲齿、桩槌咀、

        硬面制作电焊条。

        成 份:C Mn Si Cr 及特殊元素。

        注意事项:(1)焊条使用前先再干燥300℃~350 ℃1小时。

        (2)预先加热,层间温度在300℃以上。

        (3)堆焊至第三层时,发生裂痕之敏感性极高,应提高警觉。

        技术参术:层间温度100℃以下:

        Vickerˊs硬度(Hv)720 Rockwellˊs硬度(HRC)59 Shoreˊs硬度(Hs)83

        连续堆焊:Vickerˊs硬度(Hv)680 Rockwellˊs硬度(HRC)57 Shoreˊs硬度(Hs)80

        电流:直流(DC)

        直径及长度:3.2×350mm电流范围(Amp)80~120 4.0×400mm电流范围(Amp)120~170

        汽车模具焊条45号钢

        (Super45)

        用途:模具堆焊用焊条, 俗称用于热啤模、刀口及一切虚承受磨擦、撞击的工作物,焊金可加工。

        成 份:C Mn Si Cr 及特殊元素。

        注意事项:(1)焊条使用前先再干150℃~200℃烘干30~60分钟。

        (2)通常施以200℃以上预热,焊接后空冷,可能的话最好实施应力消除。

        焊道硬度:层间温度150℃以下:

        Vickerˊs硬度(Hv)528 Rockwellˊs硬度(HRC)51 Shoreˊs硬度(Hs)68

        连续堆焊:Vickerˊs硬度(Hv)510 Rockwellˊs硬度(HRC)50 Shoreˊs硬度(Hs)67

        加工硬化后:Vickerˊs硬度(Hv)630 Rockwellˊs硬度(HRC)56 Shoreˊs硬度(Hs)75

        高温硬度:200℃-470HV 300℃-410HV 400℃-300HV 500℃-170HV

        电流:交直流(DC or AC)

        直径及长度:3.2×350mm电流范围(Amp)70~120 4.0×400mm电流范围(Amp)110~170

        安徽福达汽车模具制造有限公司企业实力

        泊头市兴达汽车模具制造厂位于泊头市交河工业开发区.公司成立于1992年,注册资金4000万元

        我厂先后投资近亿元配备了西班牙(FP4500)五面龙门高速加工中心1台(工作台4500*2500*1400 12000rpm),意大利(JO'MACH-1460)五轴桥式高速加工中心1台(工作台6500*3000*1500 18000rpm),日本东芝(MPF-2640DS)三轴龙门高速加工中心2台(工作台4500*2600*1400 10000rpm),日本三菱(MVR30-FM312)四轴龙门高速五面加工中心1台(工作台4000*2000*1200 12000rpm),台湾产三轴龙门数控加工中心27台,最大工作台面4230*2400*1400 6200rpm;三坐标测量仪2台;相应配套调试设备(Y27-2400T 5000*2800*2000)1台,(J-1250 T 4500*2400*1800)1台,800T(3500*2600*1700)3台,630T(3000*2000*1800)5台,50T、25T研磨压床(4000*2600*1800)3台,宝利龙型面制作设备(龙门数控铣床,工作台面4500*2500*2000)2台.现有员工850名,专业技术人员110余人.

        2005年在天津武清开发区组建了天津兴达伟业汽车模具有限公司.2006年工厂通过了GB/T19001-2000idtlSO9001-2000质量管理体系认证,企业经过十几年的不懈努力,打造出"兴达模具"国内知名品牌,2006年被中国模具协会授予《中国汽车覆盖件模具重点骨干企业》,成为中国最大民营独资汽车模具企业之一,"兴达模具"已成为国内外知名的汽车模具制造基地.

        泊头兴达汽车厂以科技为健身之本,不断提升模具的技术含量和企业的科技水平,为向A类件模具大幅度延伸、打造整体化、规模化、科学化的生产,公司于2009年10月在安徽合肥市高新区组建了安徽福达汽车模具制造有限公司,该项目总投资约2.2亿元,主要从事A类产品件模具设计制造、冲压件的生产. 公司近邻风景秀丽的合肥市高新区大蜀山,为国家级高新技术试点市示范区. 公司占地面积86亩,建筑面积47000平方米,规划拥有员工600余人、龙门数控铣床30台、冲压调试等机械设备20余台.

        安徽福达汽车模具制造有限公司企业文化

        工厂实施人才战略,拥有一支优秀的技术人员队伍.分别在天津市鑫茂科技产业园和企业本部设有两个技术中心,主要从事车身产品测绘、建型、冲压工艺分析、模具设计等,引进了专业的金属材料冲压工艺分析软件,模具结构采用三维实体设计,实现了模具设计、制造CAD/CAM/CAE三维一体化信息管理平台.

        工厂始终坚持技术创新求发展,把质量视为企业生存的根本.在企业内部营造"以人为本,诚信至上,科技创新,优质服务"的企业文化,公司本着"细琢精雕,帮助客户成功,共同打造未来"的企业宗旨,追求"精细化作业、持续改进技术,零缺陷管理"的企业目标,凭借一流的产品和服务,赢得了国内外客户的依赖.

        公司创新管理理念与模式,靠先进的管理驱动企业超常速发展,以企业文化建设为根本保障,遵循“竭诚与人,精业立世”的文化理念,秉承了“质量第一,用户至上,全力与您互惠共赢”经营法则,弘扬了以人为本的先进文化. 公司将以“一流的设备、一流的人才、一流的产品、一流的服务”提升中国汽车模具制造水平,促进中国民族汽车工业的发展!

        安徽福达汽车模具制造有限公司交通信息

        公司位于合肥高新技术产业开发区南岗科技园创新大道02658号,合肥汽车客运西站北侧。从市内乘快速公交4路即可到达合肥汽车客运西站。

        安徽福达汽车模具制造有限公司组织结构

        公司下设模具生产单元和冲焊生产单元,综合管理部、项目部、生产部、机械加工部、设计部、工艺部、财务部、品保科、设备科、采购部等部门。主要生产车间,分别是数控车间、初装车间、装配车间、冲调车间、冲压车间、焊装车间。

        总经理:张月强;副总经理:贾卫星、刘文杰、宋世斌、许立强。

        模具概论人民邮电出版社出版的图书

        模具概论内容简介

        模具工业是现代制造业的重要组成部分,对国民经济和社会的发展有着重要的推动作用。本书以通俗易懂的文字和丰富的图表将模具知识有机融合,进行内容优化,重点突出实用性、综合性和先进性。

        本书编写中力求体现当前职业教育改革的精神,吸取近年来模具专业教学改革的经验,强调了内容的实用性和先进性,降低了知识的理论深度,反映了模具工程技术中的新技术、新工艺、新理念和新模式及其发展方向,培养学生的创新能力、创业能力和实践能力,在内容安排上符合教学基本要求,适合作为中等职业学校模具教材使用。

        本书采用目标教学法组织内容,每章都设有知识目标、技能目标和思考练习题,以便于学习者自习、复习及巩固所学知识。本书按最新的国家标准并参考有关行业规范的要求编写。本书参考教学时数为80学时。

        本书针对模具初学者在学习模具工程技术过程中的常见问题,深入剖析了模具的成形设备、典型模具的结构,着重介绍了模具设计和制造基础知识、基本要求和模具生产过程管理等内容,对读者系统学习模具有很强的启发和指导意义。本书适合作为中等职业院校机电类“模具基础”课程的教材,也可作培训学校的教学用书。

        模具概论目录

        绪论

        第1章 模具的基本概念

        1.1 模具及其功能和作用

        1.1.1 模具的概念及其作用

        1.1.2 模具的种类及其制造特点

        1.2 模具标准化及标准件

        1.2.1 模具标准化

        1.2.2 模具标准件

        1.3 常用模具材料及热处理

        1.3.1 常用模具材料的分类及性能

        1.3.2 模具材料的选用

        1.3.3 模具热处理

        1.3.4 模具材料的检测

        本章小结

        思考与练习

        第2章 模具的成形设备及工艺基础

        2.1 冲压成形设备及工艺

        2.1.1 冲压概念及其发展趋势

        2.1.2 冲压设备的分类、组成及典型设备工作原理简介

        2.1.3 冲压工艺

        2.2 塑料成形设备及工艺

        2.2.1 常用塑料成形设备

        2.2.2 塑料成形工艺

        2.2.3 成形零件的工作尺寸计算

        2.3 模锻成形设备及工艺

        2.3.1 模锻成形设备的分类、组成及工作原理

        2.3.2 模锻的工艺

        2.4 压铸成形设备及工艺

        2.4.1 常用压铸成形设备

        2.4.2 压铸的工艺

        2.5 粉末冶金成形设备及工艺简介

        2.5.1 粉末冶金材料特点、制品种类和成形过程

        2.5.2 粉末冶金成形设备

        2.5.3 粉末冶金成形工艺

        本章小结

        思考与练习

        第3章 模具的基本结构及功能

        3.1 冷冲模结构

        3.1.1 冲裁模结构及特点

        3.1.2 弯曲模结构及特点

        3.1.3 拉深模结构及特点

        3.1.4 冷挤压模结构及特点

        3.1.5 成形模结构及特点

        3.2 塑料成形模具结构

        3.2.1 注射模结构及特点

        3.2.2 压缩模结构及特点

        3.2.3 压注模结构及特点

        3.3 压铸模与锻模结构

        3.3.1 压铸模组成

        3.3.2 压铸模结构及特点

        3.3.3 锻模组成

        3.3.4 锻模结构及特点

        3.4 粉末冶金模具结构

        本章小结

        思考与练习

        第4章 模具的制造

        4.1 毛坯的种类及特点

        4.1.1 毛坯的种类及特点

        4.1.2 选择毛坯的原则

        4.2 模具的机械加工

        4.2.1 模架的加工

        4.2.2 凸模的加工

        4.3 模具的特种加工

        4.3.1 电火花加工

        4.3.2 电火花线切割加工

        4.3.3 化学与电化学加工

        4.4 模具的其他加工

        4.4.1 陶瓷型铸造成形

        4.4.2 挤压成形

        4.4.3 超塑成形

        4.4.4 激光加工

        4.4.5 超声波加工

        4.5 快速原型制造

        4.6 模具表面的精饰加工

        4.6.1 研磨与抛光

        4.6.2 照相腐蚀

        本章小结

        思考与练习

        第5章 模具设计及制造的基本要求

        5.1 模具的精度

        5.1.1 模具的精度要求

        5.1.2 影响模具精度的因素

        5.1.3 模具的精度检测

        5.2 模具的寿命

        5.2.1 模具寿命的基本概念

        5.2.2 影响模具寿命的因素

        5.2.3 提高模具寿命的途径

        5.3 模具的成本与安全

        5.3.1 模具成本的概念

        5.3.2 降低模具成本的方法

        5.3.3 模具设计和制造过程中出现的安全问题

        5.3.4 提高模具安全的方法

        5.4 模具的维护与修理

        5.4.1 模具的维护与保养

        5.4.2 模具维修常用设备工具与修配工艺过程

        5.4.3 各类冲模的常见故障及修理方法

        5.4.4 锻模的常见故障及修理方法

        本章小结

        思考与练习

        第6章 典型模具零件的加工工艺

        6.1 典型冲模零件的加工工艺

        6.1.1 冲压模具零件的分类

        6.1.2 典型冲裁模零件图和技术要求

        6.1.3 复合冲裁模典型零件的加工工艺

        6.2 典型注塑模零件的加工工艺

        6.2.1 注塑模具零件的分类

        6.2.2 典型注塑模装配图

        6.2.3 衬套注塑模典型零件的加工工艺

        本章小结

        思考与练习

        第7章 模具的装配与调整

        7.1 模具的装配方法及装配工艺过程

        7.1.1 模具的装配方法

        7.1.2 装配工艺过程

        7.2 冷冲模的装配与试模

        7.2.1 冷冲模装配技术要求

        7.2.2 各类冲模装配特点

        7.2.3 单工序冲裁模的装配

        7.2.4 试模

        7.2.5 凸、凹模间隙调整方法

        7.3 塑料模的装配与试模

        7.3.1 塑料模装配技术要求

        7.3.2 各类塑料模装配特点

        7.3.3 塑料模的装配

        7.3.4 试模

        本章小结

        思考与练习

        第8章 模具生产过程中的管理

        8.1 模具生产过程中的经营管理的主要内容

        8.2 模具制造中的生产和技术管理

        8.2.1 生产计划管理

        8.2.2 生产调度工作

        8.2.3 生产定额的制订

        8.3 模具制造中的技术管理

        8.3.1 技术管理内容

        8.3.2 模具加工工艺规程的编制

        8.3.3 工艺文件的编写与应用

        8.3.4 模具生产技术文件的发放与管理

        8.4 模具生产过程中的质量管理

        8.4.1 技术检验内容

        8.4.2 模具生产过程中质量控制方法

        8.4.3 模具的检查与验收

        8.5 模具的管理

        8.5.1 模具标准化管理

        8.5.2 模具的管理方法

        8.5.3 模具的入库与发放

        8.5.4 模具的保管方法

        8.5.5 模具报废及易损件的管理办法

        8.5.6 模具对使用现场要求

        本章小结

        思考与练习

        附录A

        附录B

        参考文献

        模具钳工基本技术基本信息

        出版社: 金盾出版社; 第1版 (2001年9月1日)

        丛书名: 职业技能培训丛书

        平装: 452页

        正文语种: 简体中文

        开本: 32

        ISBN: 7508205308

        条形码: 9787508205304

        产品尺寸及重量: 18.3 x 13 x 1.5 cm ; 322 g

        ASIN: B0011A7TNY

        模具钳工基本技术内容简介

        本书着重介绍模具(工具)钳工应知应会的基本知识和操作技术,主要内容有:机械制图,公差与配合,常用计量器具,金属材料和工程塑料,钢的热处理,机械传动与液压传动基本知识,钳工基本技术,金属切削加工基础,模具的加工与装配,塑料模具等。本书内容通俗实用,既可作为培训本专业技工的教材,也可供初、中级模具(工具)钳工自学参考。

        模具工入门基本信息

        定价:19.5

        作者:卢小虎

        出版日期:2005-11-01

        版次:1

        开本:大32开

        模具工入门内容简介

        本书是面向具有初中以上文化程序的工人、农民、青年学生以及下岗就业人员而编写的培训教材和自学用书。内容根据国家职工技能鉴定部门对初级模具工的知识要求和技能要求编写。主要有:模具基础知识、模具零件的加工方法、模具装配与调试、模具材料与表面处理、模具的使用与维护。

        为便于读者自学,能够理解、掌握教材内容,本书将专业基础知识和专业应用技能融为一体,力求将技能建立在知识的基础上,知识为技能服务。

        本书在内容上,突出实用性和针对性,便于阅读,使读者尽可能通过阅读此书来独立解决工作中所出现的各种问题。

        型腔模具型腔

        模具型腔,又叫凹模,是成型塑件外表面的工作零件,按其结构可分为整体式和组合式两类。

        1.整体式

        这类型腔由一整块金属材料加工而成,如右图所示。特点是结构简单、强度大、刚性好,不易变形,塑件无拼缝痕迹,适用于形状简单的中小型塑件。

        2.组合式

        当塑件外形较复杂时,常采用组合式型腔以改善加工工艺性,减少热处理变形,节省优质钢材。组合式型腔的结构形式较多,如图b、c为底部与侧壁分别加工后用螺钉联接或镶嵌;图c拼缝与塑件脱模方向一致,有利于脱模。图d为局部镶嵌,除便于加工外还方便磨损后更换。

        对于大型复杂模具,可采用图e所示的侧壁镶拼嵌入式结构,将四侧壁与底部分别加工、热处理、研磨、抛光后压入模套,四壁以锁扣形式联接,为使内侧接缝紧密,其联接处外侧应留0.3~0.4mm间隙,在四角嵌入件的圆角半径R应大于模套圆角半径r。图f、g为整体嵌入式,常用于多腔模或外形较复杂的塑件,如塑料齿轮等,整体镶块常用冷挤、电铸或机械加工等方法加工,然后嵌入,它不仅便于加工,且可节省优质钢材。

        压铸模具简介

        压铸材料、压铸机、模具是压铸生产的三大要素,缺一不可。所谓压铸工艺就是将这三大要素有机地加以综合运用,使能稳定地有节奏地和高效地生产出外观、内在质量好的、尺寸符合图样或协议规定要求的合格铸件,甚至优质铸件的过程。

        压铸模具常见材质

        压铸件所采用的合金主要是有色合金,至于黑色金属(钢、铁等)由于模具材料等问题,较少使用。而有色合金压铸件中又以铝合金使用较广泛,锌合金次之。 下面简单介绍一下压铸有色金属的情况。

        (1)、压铸有色合金的分类 受阻收缩 混合收缩 自由收缩 铅合金 -----0.2-0.3% 0.3-0.4% 0.4-0.5% 低熔点合金 锡合金 锌合金--------0.3-0.4% 0.4-0.6% 0.6-0.8% 铝硅系--0.3-0.5% 0.5-0.7% 0.7-0.9% 压铸有色合金 铝合金 铝铜系 铝镁系---0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 高熔点合金 铝锌系镁合金----------0.5-0.7% 0.7-0.9% 0.9-1.1% 铜合金

        (2)、各类压铸合金推荐的浇铸温度 合金种类 铸件平均壁厚≤3mm 铸件平均壁厚>3mm 结构简单 结构复杂 结构简单 结构复杂

        铝合金 铝硅系 610-650℃ 640-680℃ 600-620℃ 610-650℃

        铝铜系 630-660℃ 660-700℃ 600-640℃ 630-660℃

        铝镁系 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃

        铝锌系 590-620℃ 620-660℃ 580-620℃ 600-650℃

        锌合金 420-440℃ 430-450℃ 400-420℃ 420-440℃

        镁合金 640-680℃ 660-700℃ 640-670℃ 650-690℃

        铜合金 普通黄铜 910-930℃ 940-980℃ 900-930℃ 900-950℃

        硅黄铜 900-920℃ 930-970℃ 910-940℃ 910-940℃

        * 注:①浇铸温度一般以保温炉的金属液的温度来计量。

        ②锌合金的浇铸温度不能超过450℃,以免晶粒粗大。

        压铸模具设计过程

        1、按照产品使用的材料类别、产品的形状和精度等各项指标对该产品进行工艺分析,订出工艺。

        2、确定产品在模具型腔中摆放的位置,进行分型面、排溢系统和浇注系统的分析和设计。

        3、对各个活动的型芯拼装方式和固定方式进行设计。

        4、抽芯距和力的设计。

        5、顶出机构的设计。

        6、确定压铸机,对模架和冷却系统设计。

        7、核对模具和压铸机的相关尺寸,绘制模具及各个部件的工艺图。

        8、设计完成。

        压铸模具常见问题

        压铸模具表面温度的控制对生产高质量的压铸件来说,是非常重要的。不平均或不适当的压铸模具温度亦会导致铸件尺寸不稳定,在生产过程中顶出铸件变形,产生热压力、粘模、表面凹陷、内缩孔及热泡等缺陷。模温差异较大时,对生产周期中的变量,如填充时间、冷却时间及喷涂时间等产生不同程度的影响。

        1).冷纹:

        原因:熔汤前端的温度太低,相叠时有痕迹.

        改善方法:

        1.检查壁厚是否太薄(设计或制造) ,较薄的区域应直接充填.

        2.检查形状是否不易充填;距离太远、封闭区域(如鳍片(fin) 、凸起) 、被阻挡区域、圆角太小等均不易充填.并注意是否有肋点或冷点.

        3.缩短充填时间.缩短充填时间的方法:…

        4.改变充填模式.

        5.提高模温的方法:…

        6.提高熔汤温度.

        7.检查合金成分.

        8.加大逃气道可能有用.

        9.加真空装置可能有用.

        2).裂痕:

        原因:1.收缩应力.

        2.顶出或整缘时受力裂开.

        改善方式:

        1.加大圆角.

        2.检查是否有热点.

        3.增压时间改变(冷室机).

        4.增加或缩短合模时间.

        5.增加拔模角.

        6.增加顶出销.

        7.检查模具是否有错位、变形.

        8.检查合金成分.

        3).气孔:

        原因:1.空气夹杂在熔汤中.

        2.气体的来源:熔解时、在料管中、在模具中、离型剂.

        改善方法:

        1.适当的慢速.

        2.检查流道转弯是否圆滑,截面积是否渐减.

        3.检查逃气道面积是否够大,是否有被阻塞,位置是否位於最后充填的地方.

        4.检查离型剂是否喷太多,模温是否太低.

        5.使用真空.

        4).空蚀:

        原因:因压力突然减小,使熔汤中的气体忽然膨胀,冲击模具,造成模具损伤.

        改善方法:

        流道截面积勿急遽变化.

        5).缩孔:

        原因:当金属由液态凝固为固态时所占的空间变小,若无金属补充便会形成缩孔.通常发生在较慢凝固处.

        改善方法:

        1.增加压力.

        2.改变模具温度.局部冷却、喷离型剂、降低模温、.有时只是改变缩孔位置,而非消缩孔.

        6).脱皮:

        原因:1.充填模式不良,造成熔汤重叠.

        2.模具变形,造成熔汤重叠.

        3.夹杂氧化层.

        改善方法:

        1.提早切换为高速.

        2.缩短充填时间.

        3.改变充填模式,浇口位置,浇口速度.

        4.检查模具强度是否足够.

        5.检查销模装置是否良好.

        6.检查是否夹杂氧化层.

        7).波纹:

        原因:第一层熔汤在表面急遽冷却,第二层熔汤流过未能将第一层熔解,却又有足够的融合,造成组织不同.

        改善方法:

        1.改善充填模式.

        2.缩短充填时间.

        8).流动不良产生的孔:

        原因:熔汤流动太慢、或是太冷、或是充填模式不良,因此在凝固的金属接合处有孔.

        改善方法:

        1.同改善冷纹方法.

        2.检查熔汤温度是否稳定.

        3.检查模具温充是否稳定.

        9).在分模面的孔:

        原因:可能是缩孔或是气孔.

        改善方法:

        1.若是缩孔,减小浇口厚度或是溢流井进口厚度.

        2.冷却浇口.

        3.若是气孔,注意排气或卷气问题.

        10).毛边:

        原因:1.锁模力不足.

        2.模具合模不良.

        3.模具强度不足.

        4.熔汤温度太高.

        11).缩陷:

        原因:缩孔发生在压件表面下面.

        改善方法:

        1.同改善缩孔的方法.

        2.局部冷却.

        3.加热另一边.

        12).积碳:

        原因:离型剂或其他杂质积附在模具上.

        改善方法:

        1.减小离型剂喷洒量.

        2.升高模温.

        3.选择适合的离型剂.

        4.使用软水稀释离型剂.

        13).冒泡:

        原因:气体卷在铸件的表面下面.

        改善方式:

        1.减少卷气(同气孔).

        2.冷却或防低模温.

        14).粘模:

        原因:1.锌积附在模具表面.

        2.熔汤冲击模具,造成模面损坏.

        改善方法:

        1.降低模具温度.

        2.降低划面粗糙度.

        3.加大拔模角.

        4.镀膜.

        5.改变充填模式.

        6.降低浇口速度

        压铸模具最新技术

        各种压铸模具表面处理新技术不断涌现,但总的来说可以分为以下三个大类:

        (1)传统热处理工艺的改进技术;

        (2)表面改性技术,包括表面热扩渗处理、表面相变强化、电火花强化技术等;

        (3)涂镀技术,包括化学镀等。

        压铸模具是模具中的一个大类。随着我国汽车摩托车工业的迅速发展,压铸行业迎来了发展的新时期,同时,也对压铸模具的综合力学性能、寿命等提出了更高的要求。国际模协秘书长罗百辉认为,要满足不断提高的使用性能需求仅仅依靠新型模具材料的应用仍然很难满足,必须将各种表面处理技术应用到压铸模具的表面处理当中才能达到对压铸模具高效率、高精度和高寿命的要求。在各种模具中,压铸模具的工作条件是较为苛刻的。压力铸造是使熔融金属在高压、高速下充满模具型腔而压铸成型,在工作过程中反复与炽热金属接触,因此要求压铸模具有较高的耐热疲劳、导热性耐磨性、耐蚀性、冲击韧性、红硬性、良好的脱模性等。因此,对压铸模具的表面处理技术要求较高。

        1、传统热处理工艺的改进技术

        传统的压铸模具热处理工艺是淬火-回火,以后又发展了表面处理技术。由于可作为压铸模具的材料多种多样,同样的表面处理技术和工艺应用在不同的材料上会产生不同的效果。史可夫提出针对模具基材和表面处理技术的基材预处理技术,在传统工艺的基础上,对不同的模具材料提出适合的加工工艺,从而改善模具性能,提高模具寿命。热处理技术改进的另一个发展方向,是将传统的热处理工艺与先进的表面处理工艺相结合,提高压铸模具的使用寿命。如将化学热处理的方法碳氮共渗,与常规淬火、回火工艺相结合的NQN(即碳氮共渗-淬火-碳氮共渗复合强化,不但得到较高的表面硬度,而且有效硬化层深度增加、渗层硬度梯度分布合理、回火稳定性和耐蚀性提高,从而使得压铸模具在获得良好心部性能的同时,表面质量和性能大幅提高。

        2、表面改性技术

        表面热扩渗技术

        这一类型中包括有渗碳、渗氮、渗硼以及碳氮共渗、硫碳氮共渗等。

        渗碳和碳氮共渗

        渗碳工艺应用于冷、热作和塑料模具表面强化中,都能提高模具寿命。如3Cr2W8V钢制的压铸模具,先渗碳、再经1140~1150℃淬火,550℃回火两次,表面硬度可达HRC56~61,使压铸有色金属及其合金的模具寿命提高1.8~3.0倍。进行渗碳处理时,主要的工艺方法有固体粉末渗碳、气体渗碳、以及真空渗碳、离子渗碳和在渗碳气氛中加入氮元素形成的碳氮共渗等。其中,真空渗碳和离子渗碳则是近20年来发展起来的技术,该技术具有渗速快、渗层均匀、碳浓度梯度平缓以及工件变形小等特点,将会在模具表面尤其是精密模具表面处理中发挥越来越重要的作用。

        渗氮及有关的低温热扩渗技术

        这一类型中包括渗氮、离子渗氮、碳氮共渗、氧氮共渗、硫氮共渗以及硫碳氮、氧氮硫三元共渗等方法。这些方法处理工艺简便、适应性强、扩渗温度较低一般为480~600℃、工件变形小,尤其适应精密模具的表面强化,而且氮化层硬度高、耐磨性好,有较好的抗粘模性能。

        3Cr2W8V钢压铸模具,经调质、520~540℃氮化后,使用寿命较不氮化的模具提高2~3倍。美国用H13钢制作的压铸模具,不少都要进行氮化处理,且以渗氮代替一次回火,表面硬度高达HRC65~70,而模具心部硬度较低、韧性好,从而获得优良的综合力学性能。氮化工艺是压铸模具表面处理常用的工艺,但当氮化层出现薄而脆的白亮层时,无法抵抗交变热应力的作用,极易产生微裂纹,降低热疲劳抗力。因此,在氮化过程中,要严格控制工艺,避免脆性层的产生。国外提出采用二次和多次渗氮工艺。采用反复渗氮的办法可以分解容易在服役过程中产生微裂纹的氮化物白亮层,增加渗氮层厚度,并同时使模具表面存在很厚的残余应力层,使模具的寿命得以明显提高。此外还有采用盐浴碳氮共渗和盐浴硫氮碳共渗等方法。这些工艺在国外应用较为广泛,在国内较少见。如TFI+ABI工艺,是在盐浴氮碳共渗后再于碱性氧化性盐浴中浸渍。工件表面发生氧化,呈黑色,其耐磨性、耐蚀性、耐热性均得到了改善。经此方法处理的铝合金压铸模具寿命提高数百小时。再如法国开发的硫氮碳共渗后进行氮化处理的oxynit工艺,应用于有色金属压铸模具则更具特点。

        压铸模具产业现状

        国内压铸模具现状:

        我国压铸模具行业发展迅速,总产量增长明显,国产压铸模具总产量仅次于美国,已经跃居世界第二位,成为名符其实的压铸大国。能有如此成就主要源于我国凭借着得天独厚的广阔市场以及相对低廉的资源与劳动力优势,已非常明显的性价比在国际压铸件贸易市场中占据着较大优势,很据形势来看,未来我国压铸行业发展前景十分广阔。

        虽然我国的压铸模具在“十一五”期间有了重大的突破。但是其国际知名度排位仍然靠后,产量也日益攀升但是大多数压铸模具仅供于国内的需求。由于技术的制约使得质量难以突破,同时国内的一些大型需求企业也频频向国外的压铸模具企业伸出橄榄枝,严重的贸易逆差使得国内压铸企业举步维艰。

        国际压铸模具现状

        在国际压铸模具市场竞争日趋激烈的情境下,日本压铸模具业也在努力降低生产成本。在市场规模上,不论产值或国内需求以日本衰退最为明显。日本模具厂商在技术上较重视抛光与研磨加工制程,德国模具厂商则由提高机械加工与放电加工的精度与效率着手,以降低手工加工的时间。日本压铸模具业正逐渐将技术含量不高的模具转向人力成本低的地区生产,只在本国生产技术含量较高的产品,日本这种加快向国外转移的趋势,这使日本本国压铸模具使用量减少。

        影响我国压铸模具业发展的因素分析

        制约我国压铸模具行业发展的主要原因有:第一,国内压铸模具在原材料的使用上面仍有许多不足之处;第二,技术的落后,是我国压铸模具产业的发展受到了非常大的阻碍;第三,我国压铸模具业的配套体系也不完善。

        压铸模简介

        力铸造成形工艺中,用以成形铸件所使用的金属模具。

        模具图

        压铸模在压铸生产过程中所起的重要作用是:

        ①决定铸件的形状和尺寸的精度;

        ②已定的浇口系统(特别是浇口位置)决定着熔融金属的填充状况;

        ③已定的排溢系统影响熔融金属的填充条件;

        ④模具的强度限制着压射比压的最大限度;

        ⑤影响操作的效率;

        ⑥控制和调节压铸过程的热平衡;

        ⑦铸件取出时的质量(如变形等);

        ⑧模具成形表面的质量既影响铸件质量,又影响涂料喷涂周期,更影响取出铸件的难易程度。

        由此可见;铸件的形状和精度、表面要求和内部质量、生产操作的顺利程度等方面,常常是与压铸模的设计质量和制造质量有直接关系的。更重要的是模具设计并制造好以后,可以再修改的程度就不大了,上述的作用与铸件质量的关系也就相对地固定了。这就是模具的设计和制造一定要建立在与压铸工艺要求相适应的基础上的缘故。因此,在某种程度上来说,压铸模与压铸工艺、生产操作存在着极为密切而又互为制约、互相影响的特殊关系。其中,压铸模的设计,实质上则是对生产过程中可能出现的各种因素的预计的综合反映。所以,在设计的过程中,必须通过分析铸件结构、熟悉操作过程、了解工艺参数能够施行的可能程度、掌握在不同情况下的填充条件以及考虑到对经济效果的影响等等步骤,才能设计出合理的、切合实用并能满足生产要求的压铸模。

        压铸模结构组成

        压铸模压铸模结构组成

        定模:固定在压铸机定模安装板上,有直浇道与喷嘴或压室联接;

        动模:固定在压铸机动模安装板上,并随动模安装板作开合模移动合模时,闭合构成型腔与浇铸系统,液体金属在高压下充满型腔;开模时,动模与定模分开,借助于设在动模上的推出机构将铸件推出。

        压铸模压铸模结构根据作用分类

        型腔:外表面直浇道(浇口套);

        型芯:内表面内浇口。

        压铸模导准零件

        导柱;导套。

        压铸模推出机构

        推杆(顶针),复位杆,推杆固定板,推板,推板导柱,推板导套。

        压铸模侧向抽芯机构

        凸台,孔穴(侧面),锲紧块,限位弹簧,螺杆。

        压铸模排溢系统

        溢浇槽,排气槽。

        压铸模支承零件

        定模,动模座板,垫块(装配,定位,安装作用)。

        压铸模安装

        (1)模具安装位置符合设计要求,尽可能使模具涨型力中心与压铸机距离最小,这样可能使压铸机大杠受力比较均匀。

        (2)经常检查模具起重吊环螺栓、螺孔和起重设备是否完好,确保重吊时人身、设备、模具安全。

        (3)定期检查压铸机大杠受力误差,必要时进行调整。

        (4)安装模具前彻底擦净机器安装面和模具安装面。检查所用顶杆长度是否适当,所有顶棒长度是否等长,所用顶棒数量应不少于四个,并放在规定的顶棒孔内。

        (5)压板和压板螺栓应有足够的强度和精度,避免在使用中松动。压板数量应足够多,最好四面压紧,每面不少于两处。

        (6)大型模具应有模具托架,避免在使用中模具下沉错位或坠落。

        (7)带较大抽芯的模具或需要复位的模具也可能需要动、定模分开安装。

        (8)冷却水管和安装应保证密封。

        (9)模具安装后的调整。调整合模紧度。调整压射参数:快压射速度、压射压力、增压压力、慢压射行程、快压射行程、冲头跟出距离、推出行程、推出复位时间等。调整后在压室内放入棉丝等软物,做两次模拟压射全过程,检查调整是否适当。

        (10)调整合模到动、定模有适当的距离,停止机器运行,放入模具预热器。

        (11)把保温炉设定在规定温度,配置好规定容量的舀料勺。

        (12) 生产前确认模具完整性,有中子之模具正确接好中子油管及控制开关线路等,确认导电部分之金属不外露,并选择好控制程序方能操作。

        (13)有倒拉装置的模具必须装好倒拉杆,顶针顶出后必须退回,否则会损坏模具型腔。

        (14)两次开模斜抽芯模具,开模时,后模前半部分必须先弹开,否则会损坏模具型芯。

        (15)模具上方及左右有滑块的模具,必须加装适当的弹簧固定。

        (16)有滑块型芯、抽芯和结构复杂易卡模之模具生产前应充分预热(模具预热前必须对模腔各部位打油)。

        (17)对型芯有方向要求或型腔共用之模具,须确认型芯之正确性。

        (18)确认每条冷却水路通畅。

        压铸模正确使用

        制定正确的压铸工艺,压铸工正确熟练的操作和高质量的模具维修,对提高生产效率,保证压铸件质量,降低废品率,减少模具故障,延长模具寿命致关重要。

        压铸模制定正确的压铸工艺

        压铸工艺是一个压铸工厂技术水平的体现,他能把压铸机特性、模具特性、铸件特性、压铸合金特性等生产要素正确的结合起来,以最低的成本,生产满足客户要求的压铸产品。因此,必须重视压铸工艺工程师的选拔和培训。压铸工艺工程师是压铸生产现场技术总负责人,除制定正确的压铸工艺,根据生产要素变化及时修订压铸工艺外,还负责对模具安装调整工、压铸操作工、模具维修工的培训和提高。

        (1)确定最合理的生产率,规定每一次压射周期的循环时间。过低的生产率固然不利于提高经济效益,过高的生产率往往以牺牲模具寿命和铸件合格率为代价,算总帐细帐经济益可能更差。

        (2)确定正确的压铸参数。在确保铸件符合客户质量标准的前提下,应使压射速度、压射压力、合金温度最低。这样,有利于降低机器、模具负荷,降低故障,提高寿命。根据压铸机特性、模具特性、铸件特性、压铸铝合金特性等腰三角形,确定快压射速度、压射压力、增压压力、慢压射行程、快压射行程、冲头跟出距离、推出行程、保压时间、推了复位时间、合金温度、模具温度等。

        (3)使用水基涂料,必须制订严格详细的喷涂工艺。涂料品牌,涂料与水的比例,模具每一个部位的喷涂量(或喷涂时间)和喷涂顺序,压缩空气压力,喷枪与成型表面的距离,喷涂方向与成型表面的角度等。

        (4)根据压铸模实际确定正确的模具冷却方案。正确的模具冷却方案对生产效率、铸件质量、模具寿命有极大的影响。方案应规定冷却水开户方法,压铸几个模次开始冷却,相隔几个模次分几次把冷却水阀门开到规定开度。点冷却系统的冷却强度应由压铸工艺工程师现场调定,配合喷涂达到模具热平衡。

        (5)规定对不同滑动动部位,如冲头、导柱、导套、抽芯机构、推杆、复位杆等部位的不同润滑频率。

        (6)制订每一个压铸件的压铸操作规程,并培训和监督压铸工按规程操作。

        (7)根据模具复杂程度和新旧程度,确定适当的模具预防性维修周期。适当的模具预防性维修周期应当是模具使用中将要出现故障而还没有出现故障的压铸模次。模具使用中已经出现故障,不能继续生产,被迫进行修理,不是被提倡的方法。

        (8)根据模具复杂程度、新旧程度和粘模危险程度,确定模块消除应力周期(一般5000~15000模次进行一次)和是否需要进行表面处理。

        压铸模压铸培训合格上岗

        (1)严格执行压铸工操作规程,严格控制第一模次的循环时间,其误差应小于10%。稳定的压铸循环时间,对一个铸工厂的综合效益至关重要。对产品质量稳定性、模具寿命、故障率等都有决定性影响。

        (2)严格执行模具冷却方案,模具冷却是提高生产效率、铸件质量、模具寿命,减少模具故障的有效方法。但是,错误的水冷却操作,将对模具造成致命伤害。停止压铸生产,必须立即关闭冷却水。

        (3)浇柱撇潭、舀铝、浇柱动作规范,做到舀入的金属液不含氧化皮,浇入压室的金属液最少波动。手工浇注浇入量误差控制在2—3%以内。

        (4)清模及时清除积留在分型面、型腔、型芯、浇道、溢流槽、排气道等处的金属肖积垢,防止合模时压塌模具表面,堵塞排气道,或造成合模不严。清模时禁止使用钢制工具接触成型表面。

        (5)喷涂喷涂是最重要、难度最大的压铸操作之一,必须严格按喷涂工艺操作。不正确的喷涂会使产品质量不稳定和模具早期限损坏。

        (6)按规定及时对滑动部位进行润滑。

        (7)随时注意合模紧度,经常检查模具压板压紧情况和模具托架支撑情况,防止在使用中模具下沉或坠落。

        (8)完成一个模具维修周期的模次,或完成规定的生产批量后停止生产,要保留最后一个压铸产品(最好带浇、排系统),与模具一起送修。

        塑胶模具清洗机清洗原理

        利用电解作用,污垢受电流的作用产生正负分子,通过在金属表面所产生的氧气与氢气的催化作用下,使有污垢的部分进行快速分解,剥离并加以浮出;

        利用超声波的空化效应,产生无数小气泡与对象物进行互相撞击。对工件上的污垢进行冲击爆破,使污垢自动剥离。

        利用特殊的溶液经充分化学效应使得污垢迅速分解。

        塑胶模具清洗机清洗效果

        使模具返回到原有绚丽本色

        模具清洗效果(7张)

        彻底清除模具表面的任何污垢

        即使任何复杂形状的模具也可以清除污垢

        具有良好的防止生锈功能

        极大降低了模具清洗后产品不良率

        与传统模具清洗方式相比,清洗作业时间可以缩短到惊人的程度。

        塑胶模具清洗机清洗工艺

        电解清洗作业-自来水冲洗作业-防锈处理

        快速成型简介

        快速原型制造技术,又叫快速成形技术,(简称RP技术);

        英文:RAPID PROTOTYPING(简称RP技术),或 RAPID PROTOTYPING MANUFACTURING,简称RPM。在汽车应用行业叫RP样件。

        RP技术是在现代CAD/CAM技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是,其基本原理都是一样的,那就是"分层制造,逐层叠加", 类似于数学上的积分过程。形象地讲,快速成形系统就像是一台"立体打印机"。

        快速成型优越性

        它可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下,直接接受产品设计(CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型。因此,RP技术的推广应用可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的"去除法"到今天的"增长法",由有模制造到无模制造,这就是RP技术对制造业产生的革命性意义。

        快速成型特点

        RP技术将一个实体的复杂的三维加工离散成一系列层片的加工,大大降低了加工难度,具有如下特点:

        ⑴成型全过程的快速性,适合现代激烈的产品市场;

        ⑵可以制造任意复杂形状的三维实体;

        ⑶用CAD模型直接驱动,实现设计与制造高度一体化,其直观性和易改性为产品的完美设计提供了优良的设计环境;

        ⑷成型过程无需专用夹具、模具、刀具,既节省了费用,又缩短了制作周期。

        ⑸技术的高度集成性,既是现代科学技术发展的必然产物,也是对它们的综合应用,带有鲜明的高新技术 特征。

        以上特点决定了RP技术主要适合于新产品开发,快速单件及小批量零件制造,复杂形状零件的制造,模具与模型设计与制造,也适合于难加工材料的制造,外形设计检查,装配检验和快速反求工程等。

        快速成型形成过程

        形象地比喻:快速成形系统相当于一台"立体打印机"。

        它可以在没有任何刀具、模具及工装卡具的情况下,快速直接地实现零件的单件生产。根据零件的复杂程度,这个过程一般需要1~7天的时间。换句话说,RP技术是一项快速直接地制造单件零件的技术。

        快速成型分类

        3D打印技术是一系列快速原型成型技术的统称,其基本原理都是叠层制造,由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状,而在Z坐标间断地作层面厚度的位移,最终形成三维制件。目前市场上的快速成型技术分为3DP技术、FDM熔融层积成型技术、SLA立体平版印刷技术、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技术和UV紫外线成型技术等。

        3DP技术:采用3DP技术的3D打印机使用标准喷墨打印技术,通过将液态连结体铺放在粉末薄层上,以打印横截面数据的方式逐层创建各部件,创建三维实体模型,采用这种技术打印成型的样品模型与实际产品具有同样的色彩,还可以将彩色分析结果直接描绘在模型上,模型样品所传递的信息较大。

        FDM熔融层积成型技术:FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化,同时三维喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息,将材料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层,直至形成整个实体造型。其成型材料种类多,成型件强度高、精度较高,主要适用于成型小塑料件。

        SLA立体平版印刷技术:SLA立体平版印刷技术以光敏树脂为原料,通过计算机控制激光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描,被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。一层固化完成后,工作台下移一个层厚的距离,然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,直至得到三维实体模型。该方法成型速度快,自动化程度高,可成形任意复杂形状,尺寸精度高,主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型。

        SLS选区激光烧结技术:SLS选区激光烧结技术是通过预先在工作台上铺一层粉末材料(金属粉末或非金属粉末),然后让激光在计算机控制下按照界面轮廓信息对实心部分粉末进行烧结,然后不断循环,层层堆积成型。该方法制造工艺简单,材料选择范围广,成本较低,成型速度快,主要应用于铸造业直接制作快速模具。

        DLP激光成型技术:DLP激光成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似,不过它是使用高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪来固化液态光聚合物,逐层的进行光固化,由于每层固化时通过幻灯片似的片状固化,因此速度比同类型的SLA立体平版印刷技术速度更快。该技术成型精度高,在材料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。

        UV紫外线成型技术:UV紫外线成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似类似,不同的是它利用UV紫外线照射液态光敏树脂,一层一层由下而上堆栈成型,成型的过程中没有噪音产生,在同类技术中成型的精度最高,通常应用于精度要求高的珠宝和手机外壳等行业。

        快速成型工作原理

        快速成型技术是将计算机辅助设计 ( CAD) ,计算机辅助制造 ( CAM ) ,计算机数字控制 ( CNC) ,精密伺服驱动、激光和材料科学等先进技术集于一体的新技术,其基本构思是: 任何三维零件都可以看作是许多等厚度的二维平面轮廓沿某一坐标方向叠加而成.因此依据计算机上构成的产品三维设计模型 ,可先将 CAD系统内的三维模型切分成一系列平面几何信息 ,即对其进行分层切片 ,得到各层截面的轮廓 ,按照这些轮廓 ,激光束选择性地切割一层层的纸(或固化一层层的液态树脂,烧结一层层的粉末材料) ,或喷射源选择性地喷射一层层的粘接剂或热熔材料等 ,形成各截面轮廓并逐步叠加成三维产品 .

        快速成型技术彻底摆脱了传统的“去除”加工法 (即:部分去除大于工件的毛坯上的材料 ,而得到工件 ) ,采用全新的“增长”加工法 (即:用一层层的小毛坯逐步叠加成大工件 ) ,将复杂的三维加工分解成简单二维加工的组合 ,因此 ,它不必采用传统的加工机床和工模具 ,只需传统加工方法 30%~ 50%的工时和 20%~ 35%的成本 ,就能直接制造产品样品或模具 .通过快速成型技术 ,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的模型或直接制造产品 ,从而可以对产品设计进行快速评估、修改及功能试验 ,大大缩短了产品的研制周期.将快速成型技术用于企业的新产品研发过程 ,可以大大缩短新产品的研制周期 ,确保新产品的上市时间 ,提高企业对市场的快速反应能力;同时也可以降低开模风险和新产品研发成本;及时发现产品设计的错误 ,做到早找错、早更改 ,避免更改后续工序所造成的大量损失 ,提高新产品投产的一次成功率 .因此 ,快速成型技术的应用已成为制造业新产品开发的一项重要策略.

        RP系统可以根据零件的形状,每次制做一个具有一定微小厚度和特定形状的截面,然后再把它们逐层粘结起来,就得到了所需制造的立体的零件。当然,整个过程是在计算机的控制下,由快速成形系统自动完成的。不同公司制造的RP系统所用的成形材料不同,系统的工作原理也有所不同,但其基本原理都是一样的,那就是"分层制造、逐层叠加"。这种工艺可以形象地叫做"增长法"或"加法"。

        每个截面数据相当于医学上的一张CT像片;整个制造过程可以比喻为一个"积分"的过程。

        RP技术的基本原理是:将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据,计算机据此信息控制激光器(或喷嘴)有选择性地烧结一层接一层的粉末材料(或固化一层又一层的液态光敏树脂,或切割一层又一层的片状材料,或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂)形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体,再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体,便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。自美国3D公司1988年推出第一台商品SLA快速成形机以来,已经有十几种不同的成形系统,其中比较成熟的有UV、SLA、SLS、LOM和FDM等方法。其成形原理分别介绍如下:

        快速成型SLA原理

        SLA

        "Stereo lithography Appearance"的缩写,即立体光固化成型法.

        用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.

        SLA是最早实用化的快速成形技术,采用液态光敏树脂原料,工艺原理如图所示。其工艺过程是,首先通过CAD设计出三维实体模型,利用离散程序将模型进行切片处理,设计扫描路径,产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动;激光光束通过 数控装置控制的扫描器,按设计的扫描路径 照射到液态光敏树脂表面 , 使表面特定区域内的一层树脂固化后, 当一层加工完毕后,就生成零件的一个截面;然后 升降台下降一定距离 , 固化层上覆盖另一层液态树脂,再进行第二层扫描,第二固化层牢固地粘结在前一固化层上,这样一层层叠加而成三维工件原型。将原型从树脂中取出后,进行最终固化,再经打光、电镀、喷漆或着色处理即得到要求的产品。

        SLA技术主要用于制造多种模具、模型等;还可以在原料中通过加入其它成分,用SLA原型模代替熔模精密铸造中的蜡模。SLA技术成形速度较快,精度较高,但由于树脂固化过程中产生收缩,不可避免地会产生应力或引起形变。因此开发收缩小、固化快、强度高的光敏材料是其发展趋势。

        3D Systems 推出的Viper Pro SLA system

        SLA 的优势

        ⒈ 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验.

        ⒉ 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具.

        ⒊可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具.

        ⒋ 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本.

        ⒌ 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核.

        ⒍ 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化.

        SLA 的缺憾

        ⒈ SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高.

        ⒉ SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻.

        ⒊ 成型件多为树脂类,强度,刚度,耐热性有限,不利于长时间保存.

        ⒋ 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高.

        ⒌ 软件系统操作复杂,入门困难;使用的文件格式不为广大设计人员熟悉.

        ⒍ 立体光固化成型技术被单一公司所垄断.

        SLA 的发展趋势与前景

        立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化.

        不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大有作为.

        快速成型SLS原理

        SLS

        选择性激光烧结(以下简称SLS)技术最初是由美国德克萨斯大学奥斯汀分校的Carl ckard于1989年在其硕士论文中提出的。后美国DTM公司于1992年推出了该工艺的商业化生产设备Sinter Sation。几十年来,奥斯汀分校和DTM公司在SLS领域做了大量的研究工作,在设备研制和工艺、材料开发上取得了丰硕成果。德国的EOS公司在这一领域也做了很多研究工作,并开发了相应的系列成型设备。

        国内也有多家单位进行SLS的相关研究工作,如西安交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心,华中科技大学、南京航空航天大学、西北工业大学、中北大学和北京隆源自动成型有限公司等,也取得了许多重大成果,如南京航空航天大学研制的RAP-I型激光烧结快速成型系统、北京隆源自动成型有限公司开发的AFS一300激光快速成型的商品化设备。

        选择性激光烧结是采用激光有选择地分层烧结固体粉末,并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。其整个工艺过程包括CAD模型的建立及数据处理、铺粉、烧结以及后处理等。SLS技术的快速成型系统工作原理见图1。

        整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成,工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升,由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层,计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹,有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后,工作活塞下降一个层厚,铺粉系统铺上新粉.控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复,层层叠加,直到三维零件成型。最后,将未烧结的粉末回收到粉末缸中,并取出成型件。对于金属粉末激光烧结,在烧结之前,整个工作台被加热至一定温度,可减少成型中的热变形,并利于层与层之间的结合。

        与其它快速成型(RP)方法相比,SLS最突出的优点在于它所使用的成型材料十分广泛。从理论上说,任何加热后能够形成原子间粘结的粉末材料都可以作为SLS的成型材料。可成功进行SLS成型加工的材料有石蜡、高分子、金属、陶瓷粉末和它们的复合粉末材料。由于SLS成型材料品种多、用料节省、成型件性能分布广泛、适合多种用途以及SLS无需设计和制造复杂的支撑系统,所以SLS的应用越来越广泛。

        SLS技术的金属粉末烧结方法

        3.1金属粉末和粘结剂混合烧结

        首先将金属粉末和某种粘结剂按一定比例混合均匀,用激光束对混合粉末进行选择性扫描,激光的作用使混合粉末中的粘结剂熔化并将金属粉末粘结在一起,形成金属零件的坯体。再将金属零件坯体进行适当的后处理,如进行二次烧结来进一步提高金属零件的强度和其它力学性能。这种工艺方法较为成熟,已经能够制造出金属零件,并在实际中得到使用。南京航空航天大学用金属粉末作基体材料(铁粉),加人适量的枯结剂,烧结成形得到原型件,然后进行后续处理,包括烧失粘结剂、高温焙烧、金属熔渗(如渗铜)等工序,最终制造出电火花加工电极(见图2)。并用此电极在电火花机床上加工出三维模具型腔(见图3)。

        3.2金属粉末激光烧结

        激光直接烧结金属粉末制造零件工艺还不十分成熟,研究较多的是两种金属粉末混合烧结,其中一种熔点较低,另一种较高。激光烧结将低熔点的粉末熔化,熔化的金属将高熔点金属粉末粘结在一起。由于烧结好的零件强度较低,需要经过后处理才能达到较高的强度。美国Texas大学Austin分校进行了没有聚合物粘结剂的金属粉末如CuSn NiSn青铜镍粉复合粉末的SLS成形研究,并成功地制造出金属零件。他们对单一金属粉末激光烧结成形进行了研究,成功地制造了用于F1战斗机和AIM9导弹的工NCONEL625超合金和Ti6A 14合金的金属零件。美国航空材料公司已成功研究开发了先进的钦合金构件的激光快速成形技术。中国科学院金属所和西安交通大学等单位正致力于高熔点金属的激光快速成形研究,南京航空航天大学也在这方面进行了研究,用Ni基合金混铜粉进行烧结成形的试验,成功地制造出具有较大角度的倒锥形状的金属零件(见图4)。

        3.3金属粉末压坯烧结

        金属粉末压坯烧结是将高低熔点的两种金属粉末预压成薄片坯料,用适当的工艺参数进行激光烧结,低熔点的金属熔化,流人到高熔点的颗粒孔隙之间,使得高熔点的粉末颗粒重新排列,得到致密度很高的试样。吉林大学郭作兴等用此方法对FeCu,Fe C等合金进行试验研究,发现压坯激光烧结具有与常规烧结完全不同的致密化现象,激光烧结后的组织随冷却方式而异,空冷得到细珠光体,淬火后得到马氏体和粒状。

        4 SLS技术金属粉末成型存在的问题

        SLS技术是非常年轻的一个制造领域,在许多方面还不够完善,如制造的三维零件普遍存在强度不高、精度较低及表面质量较差等问题。SLS工艺过程中涉及到很多参数(如材料的物理与化学性质、激光参数和烧结工艺参数等),这些参数影响着烧结过程、成型精度和质量。零件在成型过程中,由于各种材料因素、工艺因素等的影响,会使烧结件产生各种冶金缺陷(如裂纹、变形、气孔、组织不均匀等)。

        4.1粉末材料的影响

        粉末材料的物理特性,如粉末粒度、密度、热膨胀系数以及流动性等对零件中缺陷形成具有重要的影响。粉末粒度和密度不仅影响成型件中缺陷的形成,还对成型件的精度和粗糙度有着显著的影响。粉末的膨胀和凝固机制对烧结过程的影响可导致成型件孔隙增加和抗拉强度降低。

        4.2工艺参数的影响

        激光和烧结工艺参数,如激光功率、扫描速度和方向及间距、烧结温度、烧结时间以及层厚度等对层与层之间的粘接、烧结体的收缩变形、翘曲变形甚至开裂都会产生影响。上述各种参数在成型过程中往往是相互影响的,如Yong Ak Song等研究表明降低扫描速度和扫描间距或增大激光功率可减小表面粗糙度,但扫描间距的减小会导致翘曲趋向增大。

        因此,在进行最优化设计时就需要从总体上考虑各参数的优化,以得到对成型件质量的改善最为有效的参数组。制造出来的零件普遍存在着致密度、强度及精度较低、机械性能和热学性能不能满足使用要求等一些问题。这些成型件不能作为功能性零件直接使用,需要进行后处理(如热等静压HIP、液相烧结LPS、高温烧结及熔浸)后才能投人实际使用。此外,还需注意的是,由于金属粉末的SLS温度较高,为了防止金属粉末氧化,烧结时必须将金属粉末封闭在充有保护气体的容器中。

        5 总结与展望

        快速成型技术中,金属粉末SLS技术是人们研究的一个热点。实现使用高熔点金属直接烧结成型零件,对用传统切削加工方法难以制造出高强度零件,对快速成型技术更广泛的应用具有特别重要的意义。展望未来,SLS形技术在金属材料领域中研究方向应该是单元体系金属零件烧结成型,多元合金材料零件的烧结成型,先进金属材料如金属纳米材料,非晶态金属合金等的激光烧结成型等,尤其适合于硬质合金材料微型元件的成型。此外,根据零件的具体功能及经济要求来烧结形成具有功能梯度和结构梯度的零件。我们相信,随着人们对激光烧结金属粉末成型机理的掌握,对各种金属材料最佳烧结参数的获得,以及专用的快速成型材料的出现,SLS技术的研究和引用必将进入一个新的境界。

        快速成型LOM原理

        LOM

        分层实体制造(LOM——Laminated Object Manufacturing)法,LOM又称层叠法成形,它以片材(如纸片、塑料薄膜或复合材料)为原材料,其成形原理如图所示,激光切割系统按照计算机提取的横截面轮廓线数据,将背面涂有热熔胶的纸用激光切割出工件的内外轮廓。切割完一层后,送料机构将新的一层纸叠加上去,利用热粘压装置将已切割层粘合在一起,然后再进行切割,这样一层层地切割、粘合,最终成为三维工件。LOM常用材料是纸、金属箔、塑料膜、陶瓷膜等,此方法除了可以制造模具、模型外,还可以直接制造结构件或功能件。该方法的特点是原材料价格便宜、成本低。

        成形材料:涂敷有热敏胶的纤维纸;

        制件性能:相当于高级木材;

        主要用途:快速制造新产品样件、模型或铸造用木模。

        快速成型FDM原理

        FDM

        熔积成型(FDM——Fused Deposition Modeling)法,该方法使用丝状材料(石蜡、金属、塑料、低熔点合金丝)为原料,利用电加热方式将丝材加热至略高于熔化温度(约比熔点高 1℃),在计算机的控制下,喷头作x-y平面运动,将熔融的材料涂覆在工作台上,冷却后形成工件的一层截面,一层成形后,喷头上移一层高度,进行下一层涂覆,这样逐层堆积形成三维工件。该方法污染小,材料可以回收,用于中、小型工件的成形。下图为FDM成形原理图。

        成形材料:固体丝状工程塑料;

        制件性能:相当于工程塑料或蜡模;

        主要用途:塑料件、铸造用蜡模、样件或模型。

        特点:1、优点:(1)操作环境干净,安全,在办公室课进行;(2)工艺干净、简单、易于操作且不产生垃圾;(3)尺寸精度高,表面质量好,易于装配,可快速构建瓶状或中空零件;(4)原材料以卷轴丝的形式提供,易于搬运和金额快速更换;(5)原料价格便宜;(6)材料利用率高;(7)可选用的材料较多,如染色的ABS、PLA和医用ABD、PC、PPSF、人造橡胶、铸造用蜡。

        2、缺点:(1)精度较低,难以构建结构复杂的零件;(2)与截面垂直方向的强度小;(3)成型速度相对较慢,不适合构建大型零件。

        快速成型过程及其前处理

        快速成型的过程包括:前处理 (三维模型的构造、三维模型的近似处理、三维模型的切片快速成型过程图

        处理 )、分层叠加成型 (截面轮廓的制造与截面轮廓的叠合 )和后处理 (表面处理等 ) 。

        快速成型快速成型制造中的数据准备

        1) 三维模型的建立

        由于实现快速成型的系统只能接受计算机构造的产品三维模型 (立体图 ) ,然后才能进行切片处理 ,因此 ,首先应在计算机上实现设计思想的数字化,即将产品的形状、特性等数据输入到计算机中。 目前快速成型机的数据输入主要有两种途径:一是设计人员利用计算机辅助设计软件 (如 Pro /Engineering , SolidWo rks, IDEAS, M DT, Auto CAD等 ) ,根据产品的要求设计三维模型 ,或将已有产品的二维三视图转换为三维模型; 另一种是对已有的实物进行数字化 , 这些实物可以是手工模型、工艺品或人体器官等。这些实物的形体信息可以通过三维数字化仪、 CT和 MRI等手段采集处理 ,然后通过相应的软件将获得的形体信息等数据转化为快速成型机所能接受的输入数据 。

        2) 三维模型的近似处理

        由于产品上往往有一些不规则的自由曲面 ,因此加工前必须对其进行近似处理。在目前快速成型系统中 ,最常见的近似处理方法是 ,用一系列的小三角形平面来逼近自由曲面 。其中 ,每一个三角形用 3个顶点的坐标和 1个法相量来描述。三角形的大小是可以选择的 ,从而能得到不同的曲面近似精度。经过上述近似处理的三维模型文件称为 STL格式文件 (许多 CAD软件都提供了此项功能 ,如Pro/Engineering , SolidW orks, IDEAS, Auto C AD, M DT等 ) ,它由一系列相连的空间三角形组成 。典型的计算机辅助设计都有转换和输出 ST L格式文件的接口 ,但是 ,有时输出的三角形会有少量错误,需要进行局部的修改。

        3)三维模型的切片处理

        由于快速成型是按一层层截面轮廓来进行加工 ,因此 ,加工前必须从三维模型上沿成型的高度方向 ,每隔一定的间隔进行切片处理 ,以便提取截面的轮廓 。间隔的大小根据被成型件精度和生产率的要求选定 ,间隔愈小 ,精度愈高 ,成型时间愈长;;间隔的范围为 0. 05~ 0. 5 mm , 常用 0. 1 m m左右 ,在此取值下 ,能得到相当光滑的成型曲面 。切片间隔选定之后 ,成型时每层叠加的材料厚度应与其相适应.。各种快速成型系统都带有切片处理软件 ,能自动提取模型的截面轮廓。

        快速成型截面轮廓的制造

        根据切片处理得到的截面轮廓 ,在计算机的控制下 ,快速成型系统中的成型头 (激光头或喷头 )在 x-y平面内 ,自动按截面轮廓运动 ,切割纸 (或固化剂,热熔材料 ) ,得到一层层截面轮廓.每层截面轮廓成型后 ,快速成型系统将下一层材料送至成型的轮廓面上 ,然后进行新一层截面轮廓的成型 ,从而将一层层的截面轮廓逐步叠合在一起 ,最终形成三维产品。

        快速成型当前较成熟和典型的快速成型工艺

        随着新型材料特别是能直接快速成型的高性能材料的研制和应用 ,产生了越来越多的更为先进的快速成型工艺技术 。目前快速成型已发展了十几种工艺方法 ,其中较成熟和典型的工艺有:

        1) 液态光敏树脂选择性固化( Stereo Lithog ra phy Apparatus,简称SLA)

        液态光敏树脂选择性固化是最早出现的一种快速成型技术 。快速成型机上有一个盛满液态光敏树脂的液槽 ,这种液态树脂在紫外线的照射下会快速固化。成型开始时 ,可升降工作台处于液面下一个截面厚度的高度 ,聚焦后的紫外激光束 ,在计算机的控制下 ,按截面轮廓的要求 ,沿液面进行扫描 ,使扫描区域固化 ,得到该截面轮廓.。然后 ,工作台下降一层高度 ,其上覆盖另一层液态树脂 ,以便进行第二层扫描固化 ,新固化的一层牢固地粘结在前一层上.如此重复直到整个产品成型完毕 。

        2)薄型材料选择性切割 ( Laminated Object M anufacturing ,简称 LOM )

        这种方法根据三维模型每个截面的轮廓线 ,在计算机的控制下 ,用 CO2激光束对薄型材料(如底面涂胶的卷状纸)进行切割 。逐步得到各层轮廓 ,并将其粘结在一起 ,形成三维产品。

        3)粉末材料选择性烧结 ( Selected Laser Sintering,简称 SLS)

        它采用 CO2激光器和粉末状材料 (如塑料粉 ,陶瓷和粘结剂的混合粉、金属与粘结剂的混合粉 ) 。 成型时 ,先在工作台上铺一层粉末材料 ,然后 ,激光束在计算机的控制下 ,按照截面轮廓的信息 ,对制件的实心部分所在的粉末进行烧结 ,逐步得到各层轮廓。一层成型完成后 ,工作台下降一截面层的高度 ,再进行下一层的烧结 ,如些循环 ,最终形成三维产品。

        4) 丝状材料选择性熔覆( Fused Deposition M odeling,简称FDM )

        快速成型机的加热喷头在计算机的控制下 ,可根据截面轮廓的信息 ,作 x-y平面运动和 z方向的运动.。丝材 (如塑料丝 )有供丝机送至喷头 ,并在喷头中加热、熔化 ,然后被选择性地涂覆在工作台上 ,快速冷却后形成截面轮廓。一层成型完成后 ,工作台下降一截面层的高度 ,再进行下一层的涂覆 ,如此循环 ,最终形成三维产品.。

        5) 粉末材料选择性粘结( Th ree-Dimensional Printing ,简称TDP)

        快速成型机的喷头在计算机的控制下 ,按照截面轮廓的信息 ,在铺好的一层层粉末材料上 ,有选择性地喷射粘结剂 ,使部分粉末粘结 ,形成截面轮廓.一层成型完成后 ,工作台下降一截面层的高度 ,再进行下一层的粘结 ,如此循环 ,最终形成三维产品 。

        快速成型应用实例

        在实际应用中 ,很多产品必须通过模具才能加工出来 。用成型机先制作出产品样件再翻制模具 ,是一种既省时又省费用的方法。

        如新型火箭液氧发动机泵壳 ,用传统机加工方法很难加工 ,必须通过模具成型 。据估算 ,开模时间要 8个月 ,费用至少 30万。如果产品设计有误 ,整套模具就全部报废.。可以用快速成型法为该产品制作塑料样件 ,作为模具母模用于翻制硅胶模.。将该母模固定于铝标准框中 ,浇入配好的硅橡胶 ,静置 12~ 20小时。硅橡胶完全固化 ,打开模框 ,取出硅橡胶用刀沿预定分型线划开 ,将母模取出 ,用于浇铸泵壳蜡型的硅胶模既翻制成功 。通过该模制出蜡型 ,经过涂壳、焙烧、失蜡、加压浇铸、喷沙 ,一件合格的泵壳铸件在短短的两个月内就制造出来了 ,经过必要的机加工 ,即可装机运行 ,使整个试制周期比传统方法缩短了 2 /3,费用节省了 3 /4。

        快速成型意义方向

        快速成型意义

        大大缩短新产品研制周期,确保新产品上市时间;

        ------使模型或模具的制造时间缩短数倍甚至数十倍;

        提高了制造复杂零件的能力;

        ------使复杂模型的直接制造成为可能;

        显著提高新产品投产的一次成功率;

        ------可以及时发现产品设计的错误,做到早找错、早更改,避免更改后续工序所造成的大量损失;

        支持同步(并行)工程的实施;

        ------使设计、交流和评估更加形象化,使新产品设计、样品制造、市场定货、生产准备、等工作能并行进行;

        支持技术创新、改进产品外观设计;

        ------有利于优化产品设计,这对工业外观设计尤为重要。

        成倍降低新产品研发成本;

        ------节省了大量的开模费用

        快速模具制造可迅速实现单件及小批量生产。使新产品上市时间大大提前,迅速占领市场。

        总而言之,RP技术是九十年代世界先进制造技术和新产品研发手段。在工业发达国家,企业在新产品研发过程中采用RP技术确保研发周期、提高设计质量已成为一项重要的策略。当前,市场竞争愈演愈烈,产品更新换代加速。要保持我市产品在国内外市场的竞争力,迫切需要在加大新产品开发投入力度、增强创新意识的同时,积极采用先进的创新手段。RP技术在不需要任何刀具、模具及工装卡具的情况下,可实现任意复杂形状的新产品样件的快速制造。用RP技术快速制造出的的模型或样件可直接用于新产品设计验证、功能验证、外观验证、工程分析、市场订货等,非常有利于优化产品设计,从而大大提高新产品开发的一次成功率,提高产品的市场竞争力,缩短研发周期,降低研发成本。快速原型制造技术生产力促进中心的成立为本市企业应用RP技术开展产品创新活动提供了很好的前提条件。

        快速成型发展方向

        RP技术已经在许多领域里得到了应用,其应用范围主要在设计检验、市场预测、工程测试(应力分析、风道等)、装配测试、模具制造、医学、美学等方面。RP技术在制造工业中应用最多(达到67%),说明RP技术对改善产品的设计和制造水平具有巨大的作用。

        快速成形技术还存在许多不足,下一步研究开发工作主要在以下几方面:

        ⑴改善快速成形系统的可靠性、生产率和制作大件能力,尤其是提高快速成形系统的制作精度;

        ⑵开发经济型的快速成形系统;

        ⑶快速成形方法和工艺的改进和创新;

        ⑷快速模具制造的应用;

        ⑸开发性能良好的快速成形材料;

        ⑹开发快速成形的高性能软件等。

        快速成型技术特点

        1 制造快速

        RP技术是并行工程中进行复杂原型或者零件制造的有效手段,能使产品设计和模具生产同步进行,从而提高企业研发效率,缩短产品设计周期,极大的降低了新品开发的成本及风险,对于外形尺寸较小,异形的产品尤其适用。

        2 CAD/CAM技术的集成

        设计制造一体化一直来说是一个难点,计算机辅助工艺(CAPP)在现阶段由于还无法与CAD、CAM完全的无缝对接,这也是制约制造业信息化一直以来的难点之一,而快速成型技术集成CAD、CAM、激光技术、数控技术、化工、材料工程等多项技术,使得设计制造一体化的概念完美实现。

        3 完全再现三维数据

        经过快速成型制造完成的零部件,完全真实的再现三维造型,无论外表面的异形曲面还是内腔的异形孔,都可以真实准确的完成造型,基本上不再需要再借助外部设备进行修复。

        4 成型材料种类繁多

        各类RP设备上所使用的材料种类有很多,树脂、尼龙、塑料、石蜡、纸以及金属或陶瓷的粉末,基本上满足了绝大多数产品对材料的机械性能需求。

        5 创造显著的经济效益

        与传统机械加工方式比较,开发成本上节约10倍以上,同样,快速成型技术缩短了企业的产品开发周期,使的在新品开发过程中出现反复修改设计方案的问题大大减少,也基本上消除了修改模具的问题,创造的经济效益是显而易见的。

        6 应用行业领域广

        RP技术经过这些年的发展,技术上已基本上形成了一套体系,同样,可应用的行业也逐渐扩大,从产品设计到模具设计与制造,材料工程、医学研究、文化艺术、建筑工程等等都逐渐的使用RP技术,使得RP技术有着广阔的前景。

        快速成形技术特点

        (1) 制造原型所用的材料不限,各种金属和非金属材料均可使用;

        (2) 原型的复制性、互换性高;

        (3) 制造工艺与制造原型的几何形状无关,在加工复杂曲面时更显优越;

        (4) 加工周期短,成本低,成本与产品复杂程度无关,一般制造费用降低50%,加工周期节约70%以上;

        (5) 高度技术集成,可实现了设计制造一体化;

        快速成形技术产生背景

        (1)随着全球市场一体化的形成,制造业的竞争十分激烈,产品的开发速度日益成为主要矛盾。在这种情况下,西安交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心自主快速产品开发(快速设计和快速工模具)的能力(周期和成本)成为制造业全球竞争的实力基础。

        (2)制造业为满足日益变化的用户需求,要求制造技术有较强的灵活性,能够以小批量甚至单件生产而不增加产品的成本。因此,产品的开发速度和制造技术的柔性就十分关键。

        (3)从技术发展角度看,计算机科学、CAD技术、材料科学、激光技术的发展和普及为新的制造技术的产生奠定了技术物质基础。

        快速成形技术基本原理

        快速成形技术是在计算机控制下,基于离散、堆积的原理采用不同方法堆积材料,最终完成零件的成形与制造的技术。

        1、从成形角度看,零件可视为“点”或“面”的叠加。从CAD电子模型中离散得到“点”或“面”的几何信息,再与成形工艺参数信息结合,控制材料有规律、精确地由点到面,由面到体地堆积零件。

        2、从制造角度看,它根据CAD造型生成零件三维几何信息,控制多维系统,通过激光束或其他方法将材料逐层堆积而形成原型或零件。

        快速成形技术类型

        3D打印技术是一系列快速原型成型技术的统称,其基本原理都是叠层制造,由快速原型机在X-Y平面内通过扫描形式形成工件的截面形状,而在Z坐标间断地作层面厚度的位移,最终形成三维制件。目前市场上的快速成型技术分为3DP技术、FDM熔融层积成型技术、SLA立体平版印刷技术、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技术和UV紫外线成型技术等。

        快速成形技术3DP技术

        采用3DP技术的3D打印机使用标准喷墨打印技术,通过将液态连结体铺放在粉末薄层上,以打印横截面数据的方式逐层创建各部件,创建三维实体模型,采用这种技术打印成型的样品模型与实际产品具有同样的色彩,还可以将彩色分析结果直接描绘在模型上,模型样品所传递的信息较大。

        快速成形技术FDM熔融层积成型技术

        FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化,同时三维喷头在计算机的控制下,根据截面轮廓信息,将材料选择性地涂敷在工作台上,快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后,机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层,直至形成整个实体造型。其成型材料种类多,成型件强度高、精度较高,主要适用于成型小塑料件。

        快速成形技术SLA立体平版印刷技术

        SLA立体平版印刷技术以光敏树脂为原料,通过计算机控制激光按零件的各分层截面信息在液态的光敏树脂表面进行逐点扫描,被扫描区域的树脂薄层产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。一层固化完成后,工作台下移一个层厚的距离,然后在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,直至得到三维实体模型。该方法成型速度快,自动化程度高,可成形任意复杂形状,尺寸精度高,主要应用于复杂、高精度的精细工件快速成型。

        快速成形技术SLS选区激光烧结技术

        SLS选区激光烧结技术是通过预先在工作台上铺一层粉末材料(金属粉末或非金属粉末),然后让激光在计算机控制下按照界面轮廓信息对实心部分粉末进行烧结,然后不断循环,层层堆积成型。该方法制造工艺简单,材料选择范围广,成本较低,成型速度快,主要应用于铸造业直接制作快速模具。

        快速成形技术DLP激光成型技术

        DLP激光成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似,不过它是使用高分辨率的数字光处理器(DLP)投影仪来固化液态光聚合物,逐层的进行光固化,由于每层固化时通过幻灯片似的片状固化,因此速度比同类型的SLA立体平版印刷技术速度更快。该技术成型精度高,在材料属性、细节和表面光洁度方面可匹敌注塑成型的耐用塑料部件。

        快速成形技术UV紫外线成型技术

        UV紫外线成型技术和SLA立体平版印刷技术比较相似类似,不同的是它利用UV紫外线照射液态光敏树脂,一层一层由下而上堆栈成型,成型的过程中没有噪音产生,在同类技术中成型的精度最高,通常应用于精度要求高的珠宝和手机外壳等行业。

        快速成形技术应用

        不断提高RP技术的应用水平是推动RP技术发展的重要方面。目前,西安交通大学机械学院,快速成型国家工程研究中心,教育部快速成型工程研究中心快速成型技术已在工业造型、机械制造、航空航天、军事、建筑、影视、家电、轻工、医学、考古、文化艺术、雕刻、首饰等领域都得到了广泛应用。并且随着这一技术本身的发展,其应用领域将不断拓展。RP技术的实际应用主要集中在以下几个方面:

        (1)在新产品造型设计过程中的应用快速成形技术为工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式。运用RP技术能够快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型(样件),这不仅缩短了开发周期,而且降低了开发费用,也使企业在激烈的市场竞争中占有先机。

        (2)在机械制造领域的应用由于RP技术自身的特点,使得其在机械制造领域内,获得广泛的应用,多用于制造单件、小批量金属零件的制造。有些特殊复杂制件,由于只需单件生产,或少于50件的小批量,一般均可用RP技术直接进行成型,成本低,周期短。

        (3)快速模具制造传统的模具生产时间长,成本高。将快速成型技术与传统的模具制造技术相结合,可以大大缩短模具制造的开发周期,提高生产率,是解决模具设计与制造薄弱环节的有效途径。快速成形技术在模具制造方面的应用可分为直接制模和间接制模两种,直接制模是指采用RP技术直接堆积制造出模具,间接制模是先制出快速成型零件,再由零件复制得到所需要的模具。

        (4)在医学领域的应用近几年来,人们对RP技术在医学领域的应用研究较多。以医学影像数据为基础,利用RP技术制作人体器官模型,对外科手术有极大的应用价值。

        (5)在文化艺术领域的应用在文化艺术领域,快速成形制造技术多用于艺术创作、文物复制、数字雕塑等。

        (6)在航空航天技术领域的应用在航空航天领域中,空气动力学地面模拟实验(即风洞实验)是设计性能先进的天地往返系统(即航天飞机)所必不可少的重要环节。该实验中所用的模型形状复杂、精度要求高、又具有流线型特性,采用RP技术,根据CAD模型,由RP设备自动完成实体模型,能够很好的保证模型质量。

        (7)在家电行业的应用目前,快速成形系统在国内的家电行业上得到了很大程度的普及与应用,使许多家电企业走在了国内前列。如:广东的美的、华宝、科龙;江苏的春兰、小天鹅;青岛的海尔等,都先后采用快速成形系统来开发新产品,收到了很好的效果。快速成形技术的应用很广泛,可以相信,随着快速成形制造技术的不断成熟和完善,它将会在越来越多的领域得到推广和应用。

        快速成形技术发展方向

        从目前RP技术的研究和应用现状来看,快速成型技术的进一步研究和开发工作主要有以下几个方面:

        (1)开发性能好的快速成型材料,如成本低、易成形、变形小、强度高、耐久及无污染的成形材料。

        (2)提高RP系统的加工速度和开拓并行制造的工艺方法。

        (3)改善快速成形系统的可靠性,提高其生产率和制作大件能力,优化设备结构,尤其是提高成形件的精度、表面质量、力学和物理性能,为进一步进行模具加工和功能实验提供基础。

        (4)开发快速成形的高性能RPM软件。提高数据处理速度和精度,研究开发利用CAD原始数据直接切片的方法,减少由STL格式转换和切片处理过程所产生精度损失。

        (5)开发新的成形能源。

        (6)快速成形方法和工艺的改进和创新。直接金属成形技术将会成为今后研究与应用的又—个热点。

        (7)进行快速成形技术与CAD、CAE、RT、CAPP、CAM以及高精度自动测量、逆向工程的集成研究。

        (8)提高网络化服务的研究力度,实现远程控制。

        激光快速成型概述

        激光快速成型(Laser Rapid Prototyping:LRP)是将CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。与传统制造方法相比具有:原型的复制性、互换性高;制造工艺与制造原型的几何形状无关;加工周期短、成本低,一般制造费用降低50%,加工周期缩短70%以上;高度技术集成,实现设计制造一体化。

        激光快速成型技术简介

        利用激光束扫描金属板材诱发的内部非均匀分布的热应力,使板材发生局部塑性屈服,从而使板材产生一定角度的弯曲变形。激光加热弯曲成形是基于材料的热胀冷缩特性,利用高能激光束扫描金属薄板表面,在热作用区产生强烈的温度梯度,导致非均匀分布的热应力,使金属板材发生塑性变形的工艺方法。

        可以通过调整激光加工工艺参数来控制热作用区域内变形的程度,从而控制薄板变形的大小和方向,最终实现无模成形。由于板材激光弯曲成形是一种无外力成形,因此成形中只需根据板材的形状尺寸及成形工件的变形要求进行简单的固定即可。由于板材激光弯曲成形对激光束的模式无特定的要求,因此成形在常规的切割、焊接等激光加工机上即可进行。板材激光弯曲成形的过程很简单,但是影响激光成形的因素很多,不同的扫描轨迹和工艺参数组合能够产生不同的成形效果和不同程度的变形量,工艺参数的选择依赖于所要求的形状和板材的几何尺寸及材料的性能等。

        激光快速成型技术激光快速成型

        激光快速成型(Laser Rapid Prototyping:LRP)是将CAD、CAM、CNC、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集成的一种全新制造技术。与传统制造方法相比具有:原型的复制性、互换性高;制造工艺与制造原型的几何形状无关;加工周期短、成本低,一般制造费用降低50%,加工周期缩短70%以上;高度技术集成,实现设计制造一体化。

        激光快速成型技术技术分类

        激光快速成型技术立体光造型(SLA)技术

        SLA技术又称光固化快速成形技术,其原理是计算机控制激光束对光敏树脂为原料的表面进行逐点扫描,被扫描区域的树脂薄层(约十分之几毫米)产生光聚合反应而固化,形成零件的一个薄层。工作台下移一个层厚的距离,以便固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂,进行下一层的扫描加工,如此反复,直到整个原型制造完毕。由于光聚合反应是基于光的作用而不是基于热的作用,故在工作时只需功率较低的激光源。此外,因为没有热扩散,加上链式反应能够很好地控制,能保证聚合反应不发生在激光点之外,因而加工精度高 ),表面质量好,原材料的利用率接近100%,能制造形状复杂、精细的零件,效率高。对于尺寸较大的零件,则可采用先分块成形然后粘接的方法进行制作。

        激光快速成型技术选择性激光烧结(SLS)技术

        SLS技术与SLA技术很相似,只是用粉末原料取代了液态光聚合物,并以一定的扫描速度和能量作用于粉末材料。该技术具有原材料选择广泛、多余材料易于清理、应用范围广等优点,适用于原型及功能零件的制造。在成形过程中,激光工作参数以及粉末的特性和烧结气氛是影响烧结成形质量的重要参数。

        激光快速成型技术激光薄片叠层制造(LOM)技术

        LOM工艺又称为分层实体制造,是一种常用来制作模具的新型快速成形技术。起原理是先用大功率激光束切割金属薄片,然后将多层薄片叠加,并使其形状逐渐发生变化,最终获得所需原型的立体几何形状。LOM技术制作冲模,其成本约比传统方法节约1/2,生产周期大大缩短。用来制作合模、薄料模、级进模等,经济效益也甚为显著,该技术在国外已经得到了一定的使用。虽然LOM工艺在快速原型市场中层位居第二位,但由于成本价格高、精度低,材料浪费,系统设备比较复杂,工作性能不稳定等缺点导致其地位日益下降。

        激光快速成型技术激光诱发热应力成形(LF)技术

        LF技术的原理是基于金属热胀冷缩的特性,即对材料进行不均匀加热,产生预定的塑形变形。该技术具有无模具成形、无外力成形、非接触式成形、热态累积成形等特点。该技术已被用于汽车覆盖件的柔性校平和其他异形件的成形等。

        激光快速成型技术激光熔覆成形(LCF)技术

        LCF技术是利用具有高能密度的激光束使某种特殊性能的材料熔覆在基体材料表面与基材相互熔合,形成与基体成分和性能完全不同的合金熔覆层。其优点是:激光熔覆的作用不仅仅是提高材料表面层的性能,而是赋予它新的性能,并降低制造成本和能耗,节约有限的战略金属元素。与其他快速成型技术的区别在于,激光熔覆成形能制成非常致密的金属零件,其强度达到甚至超过常规铸造或锻造方法生产的零件,因而具有良好的应用前景。到90年代末和21世纪初,各种不同名称的快速制造技术得到深入研究和快速发展:激光近形(LENS)技术、Lasform成形工艺、DLF成形工艺、SDM成形工艺、CMB成形工艺、LAMP成形工艺,等等。[2]

        激光快速成型技术激光快速成型的特点

        由于快速成型技术(包含激光快速成型技术)仅仅在需要增加材料的地方增加材料,所以从设计到自动化,从知识获取到计算机处理,从计划到接口、通讯等方面来看,非常适合于CIM、CAD及CAM,因此,同传统的制造方法相比较,激光快速成型显示出诸多的优)点:

        ⑴制造速度快、成本低、节省时间和节约成本,为传统制造方法注入新的活力,而且可实现自由制造,产品制造过程以及产品造价几乎与产品的批量和复杂性无关。

        ⑵采用非接触加工的方式,没有传统加工的残余应力的问题,没有工具更换和磨损之类的问题,无切割、噪音和振动等,有利于环保。

        ⑶可实现快速铸造、快速模具制造,特别适合于新产品开发和单间零件生产。

        快速成型制造技术概念

        快速成型制造技术

        特种加工技术是先进制造技术的重要组成部分,是衡量一个国家制造技术水平和能力的重要标志,在我国的许多关键制造业中发挥着不可替代的作用。采用特种加工技术可以加工特殊材料,且加工中无切削力,能够进行微细加工及复杂的空间曲面成形,所以能够解决航空航天、军工、汽车、模具、冶金、机械等工业中的关键技术难题,从而逐步形成新兴的特种加工行业。特种加工技术主要包括电加工技术、高能束流加工技术、快速成型制造技术等,其中以快速成型制造技术对现代制造业的影响最为重大。
          快速成型制造技术(Rapid Prototyping Manufac?turing,RPM),就是根据零件的三维模型数据,迅速而精确地制造出该零件。它是在20世纪80年代后期发展起来的,被认为是最近20年来制造领域的一次重大突破,是目前先进制造领域研究的热点之一。快速成型制造技术是集CAD技术、数控技术、激光加工、新材料科学、机械电子工程等多学科、多技术为一体的新技术。传统的零件制造过程往往需要车、钳、铣、磨等多种机加工设备和各种夹具、刀具、模具,制造成本高,周期长,对于一个比较复杂的零件,其加工周期甚至以月计,很难适应低成本、高效率的加工要求。快速成型制造技术能够适应这种要求,是现代制造技术的一次重大变革。

        快速成型制造技术原理与特点

        快速成型产品

        随着CAD建模和光、机、电一体化技术的发展,快速成型技术的工艺方法发展很快。目前已有光固法(SLA)、层叠法(LOM)、激光选区烧结法(SLS)、熔融沉积法(FDM)、掩模固化法(SGC)、三维印刷法(TDP)、喷粒法(BPM)等10余种。
          1、光固化立体造型(Stereolithography,SLA)
          该技术以光敏树脂为原料,将计算机控制下的紫外激光,以预定零件各分层截面的轮廓为轨迹,对液态树脂逐点扫描,由点到线到面,使被扫描区的树脂薄层产生聚合反应,从而形成零件的一个薄层截面。当一层固化完毕,升降工作台移动一个层片厚度的距离,在原先固化好的树脂表面再覆盖一层新的液态脂以便进行新一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上,如此重复直到整个零件原型制造完毕,其工作原理如图l所示。SLA法是第一个投入商业应用的RPM技术,其方法特点是精度高、表面质量好、原材料利用率将近100%,可以制造形状特别复杂、外观特别精细的零件。
          2、层片叠加制造(Laminated Object Manufacturing,LOM)
          层片叠加制造工艺是将单面涂有热溶胶的箔材(涂覆纸涂有粘接剂覆层的纸、涂覆陶瓷箔、金属箔等)通过热辊加热粘接在一起,位于上方的激光器按照CAD分层模型所获数据,用激光束将箔材切割成所制零件的内外轮廓,然后新的1层箔材再叠加在上面,通过热压装置和下面已切割层粘合在一起,激光束再次切割,这样反复逐层切割一粘合一切割,直至整个零件模型制作完成。
          3、选择性激光烧结(Selected Laser Sintering,SLS)
          以激光器为能量源,通过红外激光束使塑料、蜡、陶瓷和金属(或复合物)的粉末材料均匀地烧结在加工平面上旧J。激光束在计算机的控制下,通过扫描器以一定的速度和能量密度按分层面的二维数据扫描。激光束扫描之处,粉末烧结成一定厚度的实体片层,未扫描的地方仍然保持松散的粉末状。根据物体截层厚度而升降工作台,铺粉滚筒再次将粉末铺平后,开始新一层的扫描。如此反复,直至扫描完所有层面。去掉多余粉末,经打磨、烘干等处理后获得零件。
          4、熔融沉积造型(Fused Deposition Modeling,FDM)
          将CAD模型分为一层层极薄的截面,生成控制FDM喷嘴移动轨迹的二维几何信息。FDM加热头把热熔性材料(ABS、尼龙、蜡等材料)加热到临界半流动状态,在计算机控制下,喷嘴头沿CAD确定的二维几何信息运动轨迹挤出半流动的材料,沉积固化成精确的零件薄层,通过垂直升降系统降下新形成层,进行固化。这样层层堆积粘结,自下而上形成一个零件的三维实体。
          上述4种RPM方法,都有一个共同几何物理基础:分层制造原理。从几何上讲,将任意复杂的三维实体沿某一确定方向用平行的截面去依次截取厚度为8的制造单元,可获得若干个层面,将这些厚度为8的单元叠加起来又可形成原来的三维实体,这样就将三维问题转化为二维问题,既降低了处理的难度,又不受零件复杂程度的限制。RPM的总体目标是在CAD技术的支持下,快速完成复杂形状零件的制造,其主要技术特征是:直接用CAD软件驱动,无需针对不同零件准备工装夹具;零件制造全过程快速完成;不受复杂三维形状所限制的工艺方法的影响。

        快速成型制造技术基本环节

        快速成型制造流程

        1、 三维CAD造型
          利用各种三维CAD软件进行几何造型,得到零件的三维CAD数学模型,是快速成型技术的重要组成部分,也是制造过程的第一步。三维造型方式主要有实体造型和表面造型,目前许多CAD软件在系统中加入一些专用模块,将三维造型结果进行离散化,生成面片模型文件或层片模型文件。
          2、反求工程
          物理形态的零件是快速成型技术体系中零件几何信息的另一个重要来源。几何实体同样包含了零件的几何信息,但这些信息必须通过反求工程进行数字化,方可进行下一步的处理。反求工程要对零件表面进行数字化处理,提取零件的表面三维数据。主要的技术手段有三坐标测量仪、三维激光数字化仪、工业CT和自动断层扫描仪等。通过三维数字化设备得到的数据往往是一些散乱的无序点或线的集合,还必须对其三维重构得到三维CAD模型,或者层片模型等。
          3、 数据转换
          三维CAD造型或反求工程得到的数据必须进行大量处理,才能用于控制RPM成型设备制造零件。数据处理的主要过程包括表面离散化,生成STL文件或CFL文件,分层处理生成SLC,CLI,HPGL等层片文件,根据工艺要求进行填充处理,对数据进行检验和修正并转换为数控代码。
          4、 原型制造
          原型制造即利用快速成型设备将原材料堆积成为三维物理实体。材料、设备、工艺是快速原型制造中密切相关的3个基本方面。成型材料是快速成型技术发展的关键。它影响零件的成型速度、精度和性能,直接影响到零件的应用范围和成型工艺设备的选择。
          5、物性转换
          通过快速成型系统制造的零件,其力学、物理性能往往不能直接满足要求,仍然需要进一步的处理,即对其物理性质进行转换。该环节是RPM实际应用的一个重要环节,包括精密铸造、金属喷涂制模、硅胶模铸造、快速EDM电极、陶瓷型精密铸造等多项配套制造技术,这些技术与RPM技术相结合,形成快速铸造、快速模具制造等新技术。

        光固化成型原理:

        "Stereo lithography Apparatus"的缩写,即立体光固化成型法.

        用特定波长与强度的激光聚焦到光固化材料表面,使之由点到线,由线到面顺序凝固,完成一个层面的绘图作业,然后升降台在垂直方向移动一个层片的高度,再固化另一个层面.这样层层叠加构成一个三维实体.

        3D Systems 推出的Viper Pro SLA system

        光固化成型SLA 的优势

        1. 光固化成型法是最早出现的快速原型制造工艺,成熟度高,经过时间的检验.

        2. 由CAD数字模型直接制成原型,加工速度快,产品生产周期短,无需切削工具与模具.

        3.可以加工结构外形复杂或使用传统手段难于成型的原型和模具.

        4. 使CAD数字模型直观化,降低错误修复的成本.

        5. 为实验提供试样,可以对计算机仿真计算的结果进行验证与校核.

        6. 可联机操作,可远程控制,利于生产的自动化.

        光固化成型SLA 的缺憾

        1. SLA系统造价高昂,使用和维护成本过高.

        2. SLA系统是要对液体进行操作的精密设备,对工作环境要求苛刻.

        3. 成型件多为树脂类,强度,刚度,耐热性有限,不利于长时间保存.

        4. 预处理软件与驱动软件运算量大,与加工效果关联性太高.

        5. 软件系统操作复杂,入门困难;

        SLA 的发展趋势与前景

        立体光固化成型法的的发展趋势是高速化,节能环保与微型化.

        不断提高的加工精度使之有最先可能在生物,医药,微电子等领域大有作为.

        光固化成型光固化成型的应用

        在当前应用较多的几种快速成型工艺方法中,光固化成型由于具有成型过程自动化程度高、制作原型表面质量好、尺寸精度高以及能够实现比较精细的尺寸成型等特点,使之得到最为广泛的应用。在概念设计的交流、单件小批量精密铸造、产品模型、快速工模具及直接面向产品的模具等诸多方面广泛应用于航空、汽车、电器、消费品以及医疗等行业。

        1 SLA 在航空航天领域的应用

        在航空航天领域,SLA 模型可直接用于风洞试验,进行可制造性、可装配性检验。航空航天零件往往是在有限空间内运行的复杂系统,在采用光固化成型技术以后,不但可以基于SLA 原型进行装配干涉检查,还可以进行可制造性讨论评估,确定最佳的合理制造工艺。通过快速熔模铸造、快速翻砂铸造等辅助技术进行特殊复杂零件(如涡轮、叶片、叶轮等)的单件、小批量生产,并进行发动机等部件的试制和试验。

        航空领域中发动机上许多零件都是经过精密铸造来制造的,对于高精度的木模制作,传统工艺成本极高且制作时间也很长。采用SLA 工艺,可以直接由CAD 数字模型制作熔模铸造的母模,时间和成本可以得到显著的降低。数小时之内,就可以由CAD 数字模型得到成本较低、结构又十分复杂的用于熔模铸造的SLA 快速原型母模。

        利用光固化成型技术可以制作出多种弹体外壳,装上传感器后便可直接进行风洞试验。通过这样的方法避免了制作复杂曲面模的成本和时间,从而可以更快地从多种设计方案中筛选出最优的整流方案,在整个开发过程中大大缩短了验证周期和开发成本。此外,利用光固化成型技术制作的导弹全尺寸模型,在模型表面表进行相应喷涂后,清晰展示了导弹外观、结构和战斗原理,其展示和讲解效果远远超出了单纯的电脑图纸模拟方式,可在未正式量产之前对其可制造性和可装配性进行检验。

        2 SLA 在其他制造领域的应用

        光固化快速成型技术除了在航空航天领域有较为重要的应用之外,在其他制造领域的应用也非常重要且广泛,如在汽车领域、模具制造、电器和铸造领域等。下面就光固化快速成型技术在汽车领域和铸造领域的应用作简要的介绍。

        现代汽车生产的特点就是产品的多型号、短周期。为了满足不同的生产需求,就需要不断地改型。虽然现代计算机模拟技术不断完善,可以完成各种动力、强度、刚度分析,但研究开发中仍需要做成实物以验证其外观形象、工装可安装性和可拆卸性。对于形状、结构十分复杂的零件,可以用光固化成型技术制作零件原型,以验证设计人员的设计思想,并利用零件原型做功能性和装配性检验。

        光固化快速成型技术还可在发动机的试验研究中用于流动分析。流动分析技术是用来在复杂零件内确定液体或气体的流动模式。将透明的模型安装在一简单的试验台上,中间循环某种液体,在液体内加一些细小粒子或细气泡,以显示液体在流道内的流动情况。该技术已成功地用于发动机冷却系统(气缸盖、机体水箱)、进排气管等的研究。问题的关键是透明模型的制造,用传统方法时间长、花费大且不精确,而用SLA技术结合CAD 造型仅仅需要4~5 周的时间,且花费只为之前的1/3,制作出的透明模型能完全符合机体水箱和气缸盖的CAD 数据要求,模型的表面质量也能满足要求。

        光固化成型技术在汽车行业除了上述用途外,还可以与逆向工程技术、快速模具制造技术相结合,用于汽车车身设计、前后保险杆总成试制、内饰门板等结构样件/ 功能样件试制、赛车零件制作等。

        在铸造生产中,模板、芯盒、压蜡型、压铸模等的制造往往是采用机加工方法,有时还需要钳工进行修整,费时耗资,而且精度不高。特别是对于一些形状复杂的铸件(例如飞机发动机的叶片、船用螺旋桨、汽车、拖拉机的缸体、缸盖等),模具的制造更是一个巨大的难题。虽然一些大型企业的铸造厂也备有一些数控机床、仿型铣等高级设备,但除了设备价格昂贵外,模具加工的周期也很长,而且由于没有很好的软件系统支持,机床的编程也很困难。快速成型技术的出现,为铸造的铸模生产提供了速度更快、精度更高、结构更复杂的保障。

        光固化成型技术的研究进展

        光固化快速成型制造技术自问世以来在快速制造领域发挥了巨大作用,已成为工程界关注的焦点。光固化原型的制作精度和成型材料的性能成本,一直是该技术领域研究的热点。目前,很多研究者通过对成型参数、成型方式、材料固化等方面分析各种影响成型精度的因素,提出了很多提高光固化原型的制作精度的方法,如扫描线重叠区域固化工艺、改进的二次曝光法、研究开发用CAD 原始数据直接切片法、在制件加工之前对工艺参数进行优化等,这些工艺方法都可以减小零件的变形、降低残余应力,提高原型的制作精度。此外,SLA 所用的材料为液态光敏树脂,其性能的好坏直接影响到成型零件的强度、韧性等重要指标,进而影响到SLA 技术的应用前景。所以近年来在提高成型材料的性能降低成本方面也做了很多的研究,提出了很多有效的工艺方法,如将改性后的纳米SiO2 分散到自由基- 阳离子混杂型的光敏树脂中,可以使光敏树脂的临界曝光量增大而投射深度变小,其成型件的耐热性、硬度和弯曲强度有明显的提高;又如在树脂基中加入SiC 晶须,可以提高其韧性和可靠性;开发新型的可见光固化树脂,这种新型树脂使用可见光便可固化且固化速度快,对人体危害小,提高生产效率的同时大幅度地降低了成本。

        光固化快速成型技术发展到今天已经比较成熟,各种新的成型工艺不断涌现。下面从微光固化快速成型制造技术和生物医学两方面展望SLA 技术。

        1 微光固化快速成型制造技术

        目前,传统的SLA 设备成型精度为±0.1mm,能够较好地满足一般的工程需求。但是在微电子和生物工程等领域,一般要求制件具有微米级或亚微米级的细微结构,而传统的SLA 工艺技术已无法满足这一领域的需求。尤其在近年来,MEMS(MicroElectro-Mechanical Systems)和微电子领域的快速发展,使得微机械结构的制造成为具有极大研究价值和经济价值的热点。微光固化快速成型μ-SL(Micro Stereolithography)便是在传统的SLA 技术方法基础上,面向微机械结构制造需求而提出的一种新型的快速成型技术。该技术早在20 世纪80 年代就已经被提出,经过将近20 多年的努力研究,已经得到了一定的应用。目前提出并实现的μ-SL 技术主要包括基于单光子吸收效应的μ-SL 技术和基于双光子吸收效应的μ-SL 技术,可将传统的SLA 技术成型精度提高到亚微米级,开拓了快速成型技术在微机械制造方面的应用。但是,绝大多数的μ-SL 制造技术成本相当高,因此多数还处于试验室阶段,离实现大规模工业化生产还有一定的距离。因而今后该领域的研究方向为:开发低成本生产技术,降低设备的成本;开发新型的树脂材料;进一步提高光成型技术的精度;建立μ-SL 数学模型和物理模型,为解决工程中的实际问题提供理论依据;实现μ-SL与其他领域的结合,例如生物工程领域[8] 等。

        2 生物医学领域

        光固化快速成型技术为不能制作或难以用传统方法制作的人体器官模型提供了一种新的方法,基于CT图像的光固化成型技术是应用于假体制作、复杂外科手术的规划、口腔颌面修复的有效方法。目前在生命科学研究的前沿领域出现的一门新的交叉学科——组织工程是光固化成型技术非常有前景的一个应用领域。基于SLA技术可以制作具有生物活性的人工骨支架,该支架具有很好的机械性能和与细胞的生物相容性,且有利于成骨细胞的黏附和生长。如图5 所示为用SLA 技术制作的组织工程支架,在该支架中植入老鼠的预成骨细胞,细胞的植入和黏附效果都很好[9]。

        3D快速成型技术“3D快速成型技术”并不等同于3D打印!

        3D快速成型技术简介

        它只是众多快速成型技术之一,速成型技术大致可分为7大类,包括立体印刷、叠层实体制造、选择性激光烧结、熔融沉积成型、三维焊接、三维打印、数码累积成型等。3D

        3D快速成型技术应用

        中航激光技术团队早在2000年前后,就已经开始投入“3D激光快速成型技术”研发,起初属于跟随美国的学习阶段。2005年后,美国从事钛合金激光成型制造业务的商业公司Aeromet由于始终无法生产出性能满足主承力要求的大尺寸复杂钛合金构件,没有实现有价值的市场应用而倒闭。但中航激光技术团队并未因此放弃,在国家特别是军方资金的持续支持下,又经过数年奋斗,终于自主突破了“惰性气体保护系统”、“热应力离散”、“缺陷控制”、“晶格生长控制”等多项世界技术难题、生产出结构复杂、尺寸达到4m量级、性能满足主承力结构要求的产品,具有了商业应用价值。

        中航激光经过10多年理论与技术积累,攻克了对国家具有重大应用价值的耐高温难变形金属(包括钛合金、高强钢、耐高温高强钢)大型结构件的激光3D焊接快速成形技术。与传统工艺相比,它节约了90%的十分昂贵的原材料,和相当于材料成本1~2倍的加工费用,创造了制造领域90%超高毛利率的神话。

        中航激光的3D成型技术在财政部进行国有知识产权价值评估时,价值超过1亿,史无前例。据悉,不久,该项目还有望获得代表国家技术领域最高荣誉的国家技术发明一等奖。而与国外类似企业对比,无论从综合技术水平还是技术成熟度看,中航激光都具有一定优势。

        3D快速成型技术主要几个研究方向:

        (1)提出“激光熔覆多元多相过渡金属硅化物高温耐磨耐蚀多功能涂层”研究新方向,研究出Cr3Si/Cr2Ni3Si等耐磨性能优异并同时具有“反常磨损-载荷特性”、“反常磨损-温度特性”、“不粘金属特性”等性质的过渡金属硅化物多功能涂层材料新体系10余个,系列研究论文被《Advanced Coatings & Surface Technology》国际期刊“专题报道”;

        (2)在对高推重比航空发动机关键摩擦副零部件高温高速“超常”摩擦学行为深入研究基础上,研究出含碳量高达9~12%的“激光熔覆超高碳Cr-Ni-C高温自润滑特种耐磨涂层新材料”,在我国某新型航空发动机关键热端高温耐磨运动副零部件上得到成功应用,获“国防科学技术奖”二等奖;

        (3)在对钛合金非接触激光熔化冶金晶体择优生长特性深入实验与理论研究的基础上,发明“定向生长柱晶钛合金激光区域约束熔铸冶金材料制备与发动机叶片等复杂零件激光直接成形新技术”,钛合金高温持久寿命提高10倍以上;

        (4)突破飞机钛合金等高性能金属结构件激光快速成形关键技术及关键工艺装备技术,激光快速成形BT20钛合金机身关键结构件通过装机试飞前构件全部地面考核并已通过装机评审即将完成实际装机应用;将“合金超纯净精炼”、“定向凝固”、“快速凝固”等三大先进高温合金制备技术与“激光快速成形技术”有机融合为一体,提出“超纯净径向微细柱晶梯度组织高性能高温合金涡轮盘”新思路及其近终形零件激光直接成形制造新技术,成功制造出直径达450mm的超纯净径向微细柱晶梯度组织高性能高温合金涡轮盘件;

        (5)发明了“水冷铜模激光熔炼炉”及难熔、难加工、高活性金属材料激光熔铸材料制备与零件直接成形新工艺”,成功实现W等难熔合金及W/W5Si3等难熔金属增强超高温“原位”复合材料及其零件的激光熔铸冶金制备与成形制造,为难熔难加工高性能合金材料的制备与复杂零件成形制造找到了一条新的途径;

        (6)发现“高Jackson因子小面晶体”光滑液-固界面及台阶生长机制对凝固冷却速度及界面过冷度的高度不敏感性,对在经典凝固理论中被广泛接受的“随凝固冷却速度或界面过冷度的增加、小面晶体液/固界面结构将由原子尺度光滑向原子尺度粗糙转变、生长机制由侧向生长向连续生长机制转变”经典凝固理论“著名推论”的适用范围进行了合理补充。

        大型钛合金结构激光快速成形技术研究进展

        3D快速成型技术前言

        钛合金具有密度低、比强度高、屈强比高、耐蚀性及高温力学性能好等突出特点,在航空、航天、石化、船舶等工业装备中用量越来越大而且主要被广泛用作各种机身加强框、梁、接头等飞机大型关键主承力结构件。以航空应用为例,如波音公司和空客公司研制的新一代民用客机(B一787、A一380)中钛合金用量已由第三代(B一747、A一300)的不到4%上升到9%以上,第三代歼击机中钛合金结构件用量由F-16的约3%增加到了F/A18-ElF、苏-27的15%以上,而第四代歼击机F一22中钛合金结构件用量已占机身结构总重量的41%,事实上,大型整体钛合金结构件用量的高低已成为衡量飞机等国防装备技术先进性的重要标志之一。  但是,由于受钛合金本性的影响,采用“锻造+机械加工”等传统技术制造这些大型复杂钛合金关键结构件,不仅需要大型钛合金铸锭熔铸与制坯、万吨级以上重型液压锻造工业装备,而且制造工序繁多、工艺复杂,需要大型钛合金铸锭真空熔铸、大规格锻坯制备、大型锻造模具加工等,零件机械加工余量很大、材料利用率低(一般小于5~10%)、数控加工时间长、制造成本高、生产周期长,严重制约了大型钛合金结构件在先进工业及国防装备中的广泛应用,大型钛合金主承力结构件低成本、短周期成形制造技术,也是制约我国航空装备研制与生产的技术“瓶颈”之一!

        高性能金属结构件激光熔化沉积“近净成形”制造技术,利用快速原型制造(rapid prototype manufacturing,RPM)的基本原理,以金属粉末(或丝材)为原材料,通过高能激光束对金属原材料的逐层熔化堆积,直接由零件CAD模型一步完成全致密、高性能、大型复杂金属零件的“近终成形”制造(near-net-shape manufacturincl),是一种具有“变革性”意义的数字化、短周期、低成本、先进“近净成形”制造新技术,在航空、航天等国防装备研制与生产中具有广阔的应用前景,与传统制造技术(锻压+机械加工、锻造+焊接等)相比,具有以下突出优点:

        (1)高性能材料制备与复杂零件“近净成形”制造一体化,无需零件毛坯制备和锻压模具加工、无需大型或超大型锻铸工业装备及其相关配套设施;

        (2)零件具有晶粒细小、成分均匀、组织致密的独特快速凝固组织,综合力学性能优异;

        (3)零件的材料利用率高(可比锻件提高5倍以上)、机加工量小、数控机加工时间短;

        (4)制造成本低、生产制造周期短;

        (5)工艺与设备简单、工序少而短、具有高度柔性与“超常”快速反应能力:

        (6)可以方便地实现包括W、Mo、Nb、Ta等各种难熔及Ti、Zr等各种高活性高性能金属材料零件的材料制备和零件直接“近净成形”;

        (7)可根据零件的工作条件和性能要求,通过灵活改变局部激光熔化沉积材料的化学成分,实现多材料梯度复合高性能金属的直接近净成形制造;

        (8)具有对构件设计与批量变化的高度柔性与快速反应能力。

        激光快速成形技术的独特优点,为克服大型钛合金结构件上述制造技术缺点提供了一条新途径,也由于钛合金结构件激光快速成形技术对先进国防装备研制与生产的重要性和广泛实用性,美国等西方工业及军事强国对其十分重视,美国国防部先进计划署(DARPA)及海军办公室(ONR)等部门,自1995年来先后实施一系列专门研究计划,对飞机钛合金结构件激光快速成形技术予了重点支持,研究与应用进展迅速。

        飞机钛合金结构件激光快速成形技术国外研究进展

        迄今为止,国外只有美国AeroMet公司(1998年MTS公司出资与宾州州立大学、约翰哈普金斯大学合作成立了专门从事飞机钛合金结构件激光快速成形制造的高技术公司,该公司2005年1 2月已破产倒闭),在2002~2005年期间实现了激光快速成形钛合金结构件在飞机上的应用。AeroMet公司在美国国防部“军民两用科技计划”、美国空军“锻造计划”、美国陆军“满特”计划等计划的资助下,同Boeinq、Lockheed-Martin公司等军用飞机制造商密切合作,开展飞机机身钛合金复杂结构件激光快速成形技术研究,2000年9月成功完成对激光成形钛合金全尺寸飞机机翼结构件的地面性能考核试验,构件疲劳强度及静强度达到了取代传统锻造及铸造飞机钛合金构件的要求。

        2001年起AeroMet公司开始小批量为波音公司生产F/A-18E/F舰载联合歼击/攻击机供应发动机舱推力拉梁(图1)、机翼转动折叠接头、翼梁、带筋壁板(图2)及龙骨梁壁板(图3)等机翼钛合金非主承力结构件。2002年制定出了激光快速成形Ti6A14V产品技术标准,该公司从2002年开始直到2005年12月宣布破产倒闭为止,激光快速成形制造的Ti6A14V等飞机钛合金构件已在F-22、F/A18-ElF等飞机上装机应用。

        美国AeroMet公司是世界历史上第一家掌握飞机钛合金结构件激光快速成形技术并成功实现装机应用的单位,但令人遗憾的是。由于受其激光快速成形工艺固有缺点的影响,其激光快速成形Ti6A14V等钛合金构件即使经过后续热等静压(HIP)或开模锻造(Open Die Forging)加工,零件材料的疲劳性能始终明显低于锻件水平(如图4所示),致使激光快速成形钛合金构件无法实现在飞机关键主承力结构件上的应用,限制了激光快速成形钛合金结构件在飞机上的应用范围并最终导致Ae roMet公司于2005年12月宣布破产倒闭。

        飞机钛合金结构件激光快速成形技术国内研究进展

        迄今国内开展过钛合金激光快速成形技术研究的单位只有北京有色金属研究总院、西北工业大学和北京航空航天大学等少数几家单位,但除北航外,尚未实现在飞机上的装机应用。

        北京航空航天大学激光材料成形与制备实验室,在国家自然科学基金“重点”项目及“杰出青年基金”项目、国家“973计划”专题、国家“863计划”重点项目等项目的重点支持下,与沈阳飞机设计研究所等单位产学研紧密结合,白1998年以来一直致力于钛合金结构激光快速成形工艺、成套工艺装备及工程化应用关键技术的研究。

        “十五”期问,自主研制成功国内首套、具有自主知识产权的“自由平面接触/动态密封/惰性气氛保护”钛合金结构件激光快速成形成套工艺装备系统。突破了飞机钛合金次承力结构件激光熔化沉积制造工艺及装机应用关键技术,激光熔化沉积制造TC4、TAl5、BT22、TC2等钛合金室温及高温拉伸、高温持久、高温蠕变、光滑疲劳、缺El疲劳等力学性能均显著超过锻件,2005年来激光快速成形TAl5、TC4等多种钛合金结构件,已实现在飞机上的装机应用,零件材料利用率提高了5倍、制造周期缩短了2/3、制造成本降低了1/2以上。

        “十一五”期间,在飞机大型主承力钛合金结构件激光熔化沉积制造工艺、成套装备、过程控制、长期工艺稳定性及构件质量保障等系列核心关键技术上取得了突破性进展:

        1.研究出了大型整体钛合金主承力结构件激光快速成形新工艺,解决了激光快速成形大型整体钛合金主承力结构件变形与开裂的的“技术难题”。

        2.提出并掌握了激光快速成形飞机大型整体钛合金主承力构件凝固组织晶粒形态及热处理显微组织主动控制新方法。

        3.认识激光快速成形飞机钛合金大型主承力结构件内部缺陷形成机理并突破内部缺陷与质量控制关键技术。

        4.突破了激光快速成形飞机钛合金大型主承力整体结构件组织和内部质量控制关键技术,激光快速成形大型整体钛合金主承力构件综合力学性能达到和超过钛合金模锻件,其中,缺口疲劳极限超过钛合金模锻件40%以上、高温持久寿命较模锻件提高400%以上。

        5.成功激光快速成形制造出了零件单件重量逾110kq的多种钛合金关键结构件(部分样件实物照片见图5)及迄今国内尺寸最大的大型整体钛合金飞机主承力结构件。

        中国钛合金3D打印后来居上

        我国的钛合金激光成形技术起步较晚,直到1995年美国解密其研发计划3年才开始投入研究。早期基本属于跟随美国的学习,在全国多所大学和研究所设立实验室进行研究。其中,中航激光技术团队取得的成就最为显著。

        早在2000年前后,中航激光技术团队就已经开始投入“3D激光焊接快速成型技术”研发,在国家特别是军方资金的持续支持下,经过数年研发,解决了“惰性气体保护系统”、“热应力离散”、“缺陷控制”、“晶格生长控制”等多项世界技术难题、生产出结构复杂、尺寸达到4m量级、性能满足主承力结构要求的产品,具有了商业应用价值。 中国钛合金3D打印机制造的大型承力零件 我国已经具备了使用激光成形超过12平方米的复杂钛合金构件的技术和能力,并投入多个国产航空科研项目的原型和产品制造中。成为世界上唯一掌握激光成形钛合金大型主承力构件制造并且装机工程应用的国家。

        节约90%的材料和成本

        在解决了材料变形和缺陷控制的难题后,中国生产的钛合金结构部件迅速成为中国航空研制的一项独特优势。由于钛合金重量轻,强度高,钛合金构件在航空领域有着广泛的应用前景。先进战机上的钛合金构件所占比例已经超过20%。

        传统的钛合金零件制造主要依靠铸造和锻造。其中铸造零件易于大尺寸制造,但重量较大且无法加工成精细的形状。锻造切削虽然精度较好,美国F-22战机的主要承力部件便是大型铸造钛合金框。但是零件制造浪费严重,原料的95%都会被作为废料切掉,而且锻造钛合金的尺寸受到严格的限制:3万吨大型水压机只能锻造不超过0.8平方米的零件,即使世界上最大的8万吨水压机,锻造的零件尺寸也不能超过4.5平方米。而且这两种技术都无法制造复杂的钛合金构件,而焊接则会遇到可怕的钛合金腐蚀现象。 F-22的机身隔框就是由钛合金锻件加工而成

        激光钛合金成形技术则完全解决了这一系列难题,由于采用叠加技术,它节约了90%十分昂贵的原材料,加之不需要制造专用的模具,原本材料成本1~2倍的加工费,只需要原来的10%。加工1吨重量的钛合金复杂结构件,粗略估计,传统工艺的成本大约是2500万元,而激光3D焊接快速成型技术的成本仅130万元左右,其成本仅是传统工艺的5%。

        更重要的是,许多复杂结构的钛合金构建可以通过3D打印的方式一体成型,不仅节省了工时,还大大提高了材料强度。F-22的钛合金锻件如果使用中国的3D打印技术制造,在强度相当的情况下,重量最多可以减少40%。

        增材制造概述

        增材制造技术是指基于离散-堆积原理,由零件三维数据驱动直接制造零件的科学技术体系。基于不同的分类原则和理解方式,增材制造技术还有快速原型、快速成形、快速制造、3D打印等多种称谓,其内涵仍在不断深化,外延也不断扩展,这里所说的“增材制造”与“快速成形”、“快速制造”意义相同。
          工业化的LSF-V大型激光立体成形装备所谓数字化增材制造技术就是一种三维实体快速自由成形制造新技术,它综合了计算机的图形处理、数字化信息和控制、激光技术、机电技术和材料技术等多项高技术的优势,学者们对其有多种描述。西北工业大学凝固技术国家重点实验室的黄卫东教授称这种新技术为“数字化增材制造”,中国机械工程学会宋天虎秘书长称其为“增量化制造”,其实它就是不久前引起社会广泛关注的“三维打印”技术的一种。西方媒体把这种实体自由成形制造技术誉为将带来“第三次工业革命”的新技术。

        增材制造分类

        关桥院士提出了“广义”和“狭义”增材制造的概念(如图所示),“狭义”的增材制造是指不同的能量源与CAD/CAM技术结合、分层累加材料的技术体系;而“广义”增材制造则以材料累加为基本特征,以直接制造零件为目标的大范畴技术群。如果按照加工材料的类型和方式分类,又可以分为金属成形、非金属成形、生物材料成形等(如图所示)。

        技术群

        增材制造关键技术

        一是材料单元的控制技术。即如何控制材料单元在堆积过程中的物理与化学变化是一个难点,例如金属直接成型中,激光熔化的微小熔池的尺寸和外界气氛控制直接影响制造精度和制件性能。
          二是设备的再涂层技术。增材制造的自动化涂层是材料累加的必要工序,再涂层的工艺方法直接决定了零件在累加方向的精度和质量。分层厚度向0.01mm发展,控制更小的层厚及其稳定性是提高制件精度和降低表面粗糙度的关键。
          三是高效制造技术。增材制造在向大尺寸构件制造技术发展,例如金属激光直接制造飞机上的钛合金框睴结构件,框睴结构件长度可达6m,制作时间过长,如何实现多激光束同步制造,提高制造效率,保证同步增材组织之间的一致性和制造结合区域质量是发展的难点。
          此外,为提高效率,增材制造与传统切削制造结合,发展材料累加制造与材料去除制造复合制造技术方法也是发展的方向和关键技术。

        增材制造技术优势

        AM技术不需要传统的刀具和夹具以及多道加工工序,在一台设备上可快速精密地制造出任意复杂形状的零件,从而实现了零件“自由制造”,解决了许多复杂结构零件的成形,并大大减少了加工工序,缩短了加工周期。而且产品结构越复杂,其制造速度的作用就越显著。

        增材制造发展趋势

        增材制造国外发展现状

        欧美发达国家纷纷制定了发展和推动增材制造技术的国家战略和规划,增材制造技术已受到政府、研究机构、企业和媒体的广泛关注。2012年3月,美国白宫宣布了振兴美国制造的新举措,将投资10亿美元帮助美国制造体系的改革。其中,白宫提出实现该项计划的三大背景技术包括了增材制造,强调了通过改善增材制造材料、装备及标准,实现创新设计的小批量、低成本数字化制造。2012年8月,美国增材制造创新研究所成立,联合了宾夕法尼亚州西部、俄亥俄州东部和弗吉尼亚州西部的14所大学、40余家企业、11家非营利机构和专业协会。
          英国政府自2011年开始持续增大对增材制造技术的研发经费。以前仅有拉夫堡大学一个增材制造研究中,诺丁汉大学, 谢菲尔德大学、埃克塞特大学和曼彻斯特大学等相继建立了增材制造研究中心。英国工程与物理科学研究委员会中设有增材制造研究中心,参与机构包括拉夫堡大学、伯明翰大学、英国国家物理实验室、波音公司以及德国EOS公司等15家知名大学、研究机构及企业。
          除了英美外,其他一些发达国家也积极采取措施,以推动增材制造技术的发展。德国建立了直接制造研究中心, 主要研究和推动增材制造技术在航空航天领域中结构轻量化方面的应用;法国增材制造协会致力于增材制造技术标准的研究;在政府资助下,西班牙启动了一项发展增材制造的专项,研究内容包括增材制造共性技术、材料、技术交流及商业模式等四方面内容;澳大利亚政府于2012年2月宣布支持一项航空航天领域革命性的项目“微型发动机增材制造技术”,该项目使用增材制造技术制造航空航天领域微型发动机零部件;日本政府也很重视增材制造技术的发展,通过优惠政策和大量资金鼓励产学研用紧密结合,有力促进该技术在航空航天等领域的应用。

        增材制造国内发展现状

        大型整体钛合金关键结构件成形制造技术被国内外公认为是对飞机工业装备研制与生产具有重要影响的核心关键制造技术之一。西北工业大学凝固技术国家重点实验室已经建立了系列激光熔覆成形与修复装备,可满足大型机械装备的大型零件及难拆卸零件的原位修复和再制造。应用该技术实现了C919 飞机大型钛合金零件激光立体成形制造。民用飞机越来越多地采用了大型整体金属结构,飞机零件主要是整体毛坯件和整体薄壁结构件,传统成形方法非常困难。商飞决定采用先进的激光立体成形技术来解决C919飞机大型复杂薄壁钛合金结构件的制造。西北工业大学采用激光成形技术制造了最大尺寸达2.83m的机翼缘条零件,最大变形量<1mm,实现了大型钛合金复杂薄壁结构件的精密成形技术,相比现有技术可大大加快制造效率和精度,显著降低生产成本。
          北航在金属直接制造方面开展了长期的研究工作,突破了钛合金、超高强度钢等难加工大型整体关键构件激光成形工艺、成套装备和应用关键技术,解决了大型整体金属构件激光成形过程零件变形与开裂“瓶颈难题”和内部缺陷和内部质量控制及其无损检验关键技术,飞机构件综合力学性能达到或超过钛合金模锻件,已研制生产出了我国飞机装备中迄今尺寸最大、结构最复杂的钛合金及超高强度钢等高性能关键整体构件,并在大型客机C919等多型重点型号飞机研制生产中得到应用。
          西安交大以研究光固化快速成型(SL)技术为主,于1997年研制并销售了国内第一台光固化快速成型机;并分别于2000年、2007年成立了教育部快速成形制造工程研究中心和快速制造国家工程研究中心,建立了一套支撑产品快速开发的快速制造系统,研制、生产和销售多种型号的激光快速成型设备、快速模具设备及三维反求设备,产品远销印度、俄罗斯、肯尼亚等国,成为具有国际竞争力的快速成型设备制造单位。
          西安交大在新技术研发方面主要开展了LED紫外快速成型机技术、陶瓷零件光固化制造技术,铸型制造技术、生物组织制造技术、金属熔覆制造技术和复合材料制造技术的研究。在陶瓷零件制造的研究中,研制了一种基于硅溶胶的水基陶瓷浆料光固化快速成型工艺,实现了光子晶体、一体化铸型等复杂陶瓷零件的快速制造。
          西安交大与中国空气动力研究与发展中心及成都飞机设计研究所合作开展了风洞模型制造技术的研究,围绕测压模型、测力模型、颤振模型和气弹模型等方面进行了研究工作。设计了树脂—金属复合模型的结构方案,采用有限元方法计算校核树脂—金属复合模型的强度、刚度以及固有频率。通过低速风洞试验,研究了复合模型的气动特性,并与金属模型试验数据相对比。强度校核试验显示,模型的整体性能良好,满足低速风洞的试验要求,研制的复合模型在低速风洞试验下具有良好的前景。
          复合材料构件是航空制造技术未来的发展方向,西安交大研究了大型复合材料构件低能电子束原位固化纤维铺放制造设备与技术,将低能电子束固化技术与纤维自动铺放技术相结合,研究开发了一种无需热压罐的大型复合材料构件高效率绿色制造方法,可使制造过程能耗降低70%,节省原材料15%,并提高了复合材料成型制造过程的可控性、可重复性,为我国复合材料构件绿色制造提供了新的自动化制造方法与工艺。
          AM已成为先进制造技术的一个重要的发展方向,其发展趋势有三:(1)复杂零件的精密铸造技术应用;(2)金属零件直接制造方向发展,制造大尺寸航空零部件;(3)向组织与结构一体化制造发展。未来需要解决的关键技术包括精度控制技术、大尺寸构件高效制造技术、复合材料零件制造技术。AM技术的发展将有力地提高航空制造的创新能力,支撑我国由制造大国向制造强国发展。

        我国在电子、电气增材制造技术上取得了重要进展。称为立体电路技术(SEA,SLS+LDS)。电子电器领域增材技术是建立了现有增材技术之上的一种绿色环保型电路成型技术,有别于传统二维平面型印制线路板。传统的印制电路板是电子产业的粮食,一般采用传统的不环保的减法制造工艺,即金属导电线路是蚀刻铜箔后形成的,新一代增材制造技术采用加法工艺:用激光先在产品表面镭射后,再在药水中浸泡沉积上去。这类技术与激光分层制造的增材制造相结合的一种途径是:在SLS(激光选择性烧结)粉体中加入特殊组份,先3D打印(增材制造成型)再用微航3D立体电路激光机沿表面镭射电路图案,再化学镀成金属线路。

        “立体电路制造工艺”涉及的SLS+LDS技术是我国本土企业发明的制造工艺。是增材制造在电子、电器产品领域分支应用技术。也涉及到激光材料、激光机、后处理化学药水等核心要素。目前立体电路技术已经成为高端智能手机天线主要制造技术,产业界已经崛起了立体电路产业板块。

        增材制造技术应用

        增材制造应用领域

        以激光束、电子束、等离子或离子束为热源,加热材料使之结合、直接制造零件的方法,称为高能束流快速制造,是增材制造领域的重要分支,在工业领域最为常见。
          在航空航天工业的增材制造技术领域,金属、非金属或金属基复合材料的高能束流快速制造是当前发展最快的研究方向。
          经过20多年的发展,增材制造经历了从萌芽到产业化、从原型展示到零件直接制造的过程,发展十分迅猛。美国专门从事增材制造技术咨询服务的Wohlers协会在2012年度报告中,对各行业的应用情况进行了分析。在过去的几年中,航空零件制造和医学应用是增长最快的应用领域。2012年产能规模将增长25%至21.4亿美元,2019年将达到60亿美元。增材制造技术正处于发展期,具有旺盛的生命力,还在不断发展;随着技术发展,应用领域也将越来越广泛。

        增材制造航空领域应用

        高速、高机动性、长续航能力、安全高效低成本运行等苛刻服役条件对飞行器结构设计、材料和制造提出了更高要求。轻量化、整体化、长寿命、高可靠性、结构功能一体化以及低成本运行成为结构设计、材料应用和制造技术共同面临的严峻挑战,这取决于结构设计、结构材料和现代制造技术的进步与创新。
          首先,增材制造技术能够满足航空武器装备研制的低成本、短周期需求。随着技术的进步,为了减轻机体重量,提高机体寿命,降低制造成本,飞机结构中大型整体金属构件的使用越来越多。大型整体钛合金结构制造技术已经成为现代飞机制造工艺先进性的重要标志之一。美国F-22后机身加强框、F-14和“狂风”的中央翼盒均采用了整体钛合金结构。大型金属结构传统制造方法是锻造再机械加工,但能用于制造大型或超大型金属锻坯的装备较为稀缺,高昂的模具费用和较长的制造周期仍难满足新型号的快速低成本研制的需求;另外,一些大型结构还具有复杂的形状或特殊规格,用锻造方法难以制造。而增量制造技术对零件结构尺寸不敏感,可以制造超大、超厚、复杂型腔等特殊结构。除了大型结构,还有一些具有极其复杂外形的中小型零件,如带有空间曲面及密集复杂孔道结构等,用其他方法很难制造,而用高能束流选区制造技术可以实现零件的净成形,仅需抛光即可装机使用。传统制造行业中,单件、小批量的超规格产品往往成为制约整机生产的瓶颈,通过增量制造技术能够实现以相对较低的成本提供这类产品。
          据统计,我国大型航空钛合金零件的材料利用率非常低,平均不超过10 %;同时,模锻、铸造还需要大量的工装模具,由此带来研制成本的上升。通过高能束流增量制造技术,可以节省材料三分之二以上,数控加工时间减少一半以上,同时无须模具,从而能够将研制成本尤其是首件、小批量的研制成本大大降低,节省国家宝贵的科研经费。
          通过大量使用基于金属粉末和丝材的高能束流增材制造技术生产飞机零件,从而实现结构的整体化,降低成本和周期,达到“快速反应,无模敏捷制造”的目的。随着我国综合国力的提升和科学技术的进步,我国经济体已经处于世界经济体前列,与发达国家的一样,保证研制速度、加快装备更新速度,急需要这种新型无模敏捷制造技术——金属结构快速成形直接制造技术。
          其次,增材制造技术有助于促进设计-生产过程从平面思维向立体思维的转变。传统制造思维是先从使用目的形成三维构想,转化成二维图纸,再制造成三维实体。在空间维度转换过程中,差错、干涉、非最优化等现象一直存在,而对于极度复杂的三维空间结构,无论是三维构想还是二维图纸化已十分困难。计算机辅助设计(CAD)为三维构想提供了重要工具,但虚拟数字三维构型仍然不能完全推演出实际结构的装配特性、物理特征、运动特征等诸多属性。采用增量制造技术,实现三维设计、三维检验与优化,甚至三维直接制造,可以摆脱二维制造思想的束缚,直接面向零件的三维属性进行设计与生产,大大简化设计流程,从而促进产品的技术更新与性能优化。在飞机结构设计时,设计者既要考虑结构与功能,还要考虑制造工艺,增材制造的最终目标是解放零件制造对设计者的思想束缚,使飞机结构设计师将精力集中在如何更好实现功能的优化,而非零件的制造上。在以往的大量实践中,利用增量制造技术,快速准确地制造并验证设计思想在飞机关键零部件的研制过程中已经发挥了重要的作用。另一个重要的应用是原型制造,即构建模型,用于设计评估,例如风洞模型,通过增材制造迅速生产出模型,可以大大加快“设计-验证”迭代循环。
          再次,增材制造技术能够改造现有的技术形态,促进制造技术提升。利用增量制造技术提升现有制造技术水平的典型的应用是铸造行业。利用快速原型技术制造蜡模可以将生产效率提高数十倍,而产品质量和一致性也得到大大提升;利用快速制模技术可以三维打印出用于金属制造的砂型,大大提高了生产效率和质量。在铸造行业采用增量制造快速制模已渐成趋势。

        快速成形与快速模具制造技术模具设计与制造系列内容简介

        本书对快速成形和快速模具制造技术及其应用进行了系统、全面的介绍和论述。全书共分8章:分别介绍了快速成形和快速模具制造技术的基本问题;各主要快速成形系统的原理、所用材料、工艺过程和性能比较;快速成形的前处理与后处理;硅橡胶快速制模技术;金属电弧喷涂快速制模技术;金属树脂快速制模技术;其他快速制模技术;快速成形与快速模具制造技术的发展方向等内容。

        本书可作为高等院校机械工程、材料成形及控制、管理工程、计算机等专业的专科和本科高年级学生教材,也可供从事计算机辅助设计与制造、模具设计与制造等工程技术人。

        快速成形与快速模具制造技术模具设计与制造系列图书目录

        第1章 概述

        1.1 快速成形技术

        1.1.1 快速成形技术的含义

        1.1.2 快速成形与传统制造方法的区别

        1.1.3 快速成形与传统制造方法的关系

        1.1.4 快速成形技术应用案例

        1.2 快速模具制造技术

        1.2.1 快速模具制造技术的含义

        1.2.2 快速模具制造与传统模具制造的关系

        1.3 快速成形和快速模具制造技术发展历史

        1.3.1 国外快速成形和快速模具制造技术发展历史

        1.3.2 国内快速成形和快速模具制造技术发展历史

        1.4 快速成形和快速模具制造技术... [显示全部]

        普通高等教育“十一五”国家级规划教材、模具设计与制造系列教材、模具制造工艺基本信息

        出版社:电子工业出版社; 第1版 (2010年1月1日)

        平装:254页

        正文语种:简体中文

        开本:16

        ISBN:9787121102028

        条形码:9787121102028

        商品尺寸: 25.6 x 18 x 1.4 cm

        商品重量: 381 g

        ASIN:B0035TYVU8

        普通高等教育“十一五”国家级规划教材、模具设计与制造系列教材、模具制造工艺内容简介

        《模具制造工艺》较为系统、全面地论述了模具制造工艺,包括模具制造工艺规程、模具的常规加工方法、模具的数控加工与编程、模具的特种加工、快速制模、模具表面加工与处理、模具常用零件制造工艺、注塑模具制造工艺、冲压模具制造工艺、压铸模具制造工艺、模具修复工艺和模具材料及热处理等内容。《模具制造工艺》在编写上力图适应教学改革和课程建设的发展,体现科学性、系统性和新颖性。

        《模具制造工艺》可作为高等院校机械类、材料工程类专业本科生及专科生的教材,也可作为模具行业入门的自学、培训教材,还可供从事模具设计、制造的工程技术人员、工人和管理人员使用。

        普通高等教育“十一五”国家级规划教材、模具设计与制造系列教材、模具制造工艺

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        第1章 绪论

        1.1 模具制造的基本要求

        1.2 模具制造的发展趋势

        1.2.1 模具制造技术与工艺的发展

        1.2.2 制造模式的改变——信息流驱动的模具制造

        1.3 本书的主要内容

        第2章 模具制造工艺规程

        2.1 基本概念

        2.1.1 生产过程和工艺过程

        2.1.2 机械加工工艺过程

        2.1.3 生产纲领与生产类型

        2.1.4 制订工艺规程的原则和步骤

        2.2 工件的安装和基准选择

        2.2.1 基准的概念

        2.2.2 工件的安装方式

        2.2.3 定位基准的选择

        2.3 工艺路线的拟订

        2.3.1 表面加工方法的选择

        2.3.2 加工阶段的划分

        2.3.3 加工顺序的安排

        2.3.4 工序的集中与分散

        2.4 工序设计

        2.4.1 机床与工艺设备的选择

        2.4.2 加工余量与工序尺寸

        2.5 加工精度与表面质量

        2.5.1 加工精度

        2.5.2 表面质量

        复习思考题

        第3章 模具的常规加工方法

        3.1 车削加工

        3.1.1 车削运动及车削用量

        3.1.2 常用刀具材料

        3.1.3 车削精度

        3.1.4 车削加工

        3.2 铣削加工

        3.2.1 铣削运动及铣削用量

        3.2.2 常用铣床附件

        3.2.3 铣削加工

        3.3 钻削加工

        3.3.1 钻、扩、锪和铰孔

        3.3.2 深孔加工

        3.4 镗削加工

        3.4.1 镗削加工

        3.4.2 坐标镗削

        3.5 磨削加工

        3.5.1 砂轮的特性及选用

        3.5.2 磨削运动与磨削用量

        3.5.3 平面与外圆磨削

        3.5.4 成形磨削

        3.5.5 坐标磨削

        复习思考题

        第4章 模具的数控加工与编程

        4.1 数控机床概述

        4.1.1 数控机床的基本概念

        4.1.2 数控机床的组成

        4.2 数控机床编程基础

        4.2.1 数控机床的坐标系统

        4.2.2 数控程序的格式与编制

        4.3 数控车削

        4.3.1 数控车床加工概述

        4.3.2 数控车削编程

        4.3.3 车削中心

        4.4 数控铣削

        4.4.1 数控铣床加工概述

        4.4.2 数控铣编程

        4.5 加工中心

        4.5.1 加工中心概述

        4.5.2 加工中心自动换刀

        4.5.3 加工中心编程

        4.6 高速加工技术

        4.6.1 高速加工的概念及特点

        4.6.2 高速加工设备与CAM系统

        4.6.3 高速加工应用

        复习思考题

        第5章 模具的特种加工

        5.1 电火花成形加工

        5.1.1 电火花成形机床概述

        5.1.2 电火花成形加工的工艺规律

        5.1.3 电火花加工用电极材料

        5.1.4 电极的设计与制造

        5.1.5 工件和电极的装夹与定位

        5.2 电火花线切割加工

        5.2.1 电火花线切割工作原理与特点

        5.2.2 电火花线切割加工规准的选择

        5.2.3 电火花线切割加工的工艺特性

        5.2.4 数控电火花线切割加工编程

        5.3 激光加工

        5.3.1 激光加工设备

        5.3.2 激光加工工艺规律

        5.3.3 激光加工的应用

        复习思考题

        第6章 快速制模

        6.1 快速成形

        6.1.1 快速成形技术的基本原理与特点

        6.1.2 快速成形技术的典型方法

        6.2 基于RP的快速制模技术

        6.2.1 直接快速模具制造

        6.2.2 间接快速模具制造

        6.3 熔模铸造

        6.4 硅橡胶模具

        6.4.1 硅橡胶模具材料的类型与特点

        6.4.2 硅橡胶模具制作方法

        6.4.3 硅橡胶模具的特点

        6.5 电铸模具

        6.5.1 电铸成形的原理和特点

        6.5.2 电铸成形的工艺过程

        复习思考题

        第7章 模具表面加工与处理

        7.1 模具表面光整加工

        7.1.1 光整加工的特点与分类

        7.1.2 研磨加工

        7.1.3 抛光加工

        7.1.4 其他光整加工方法

        7.2 模具表面纹饰加工

        7.2.1 模具表面纹饰加工的种类

        7.2.2 光化学表面蚀刻技术

        7.2.3 化学表面蚀刻技术

        7.2.4 亚光形面加工技术

        7.3 模具表面覆层和改性处理

        7.3.1 模具表面覆层和改性处理种类

        7.3.2 电镀与化学镀技术

        7.3.3 热扩渗技术

        复习思考题

        第8章 模具常用零件制造工艺

        8.1 导向机构零件的制造

        8.2 侧抽机构零件的加工

        8.3 模板类零件的加工

        8.3.1 模板类零件的基本要求

        8.3.2 冲模模板的加工

        8.3.3 注塑模具模板的加工

        复习思考题

        第9章 注塑模具制造工艺

        9.1 注塑模具零件的加工

        9.1.1 注塑模具成形零件的加工要求

        9.1.2 注塑模具成形零件工艺设计

        9.1.3 注塑模具结构件类零件工艺设计

        9.2 注塑模具的装配

        9.2.1 注塑模具的装配内容与技术要求

        9.2.2 模具装配工艺过程与方法

        9.2.3 注塑模具的装配特点

        复习思考题

        第10章 冲压模具制造工艺

        10.1 冲压模具制造工艺要点

        10.1.1 冲裁模制造工艺要点

        10.1.2 弯曲模制造工艺要点

        10.1.3 拉深模制造工艺要点

        10.2 冲压模具成形零件的加工

        10.3 冲压模具的装配

        10.3.1 冲压模具装配的技术要求

        10.3.2 冲压模具装配的特点

        复习思考题

        第11章 压铸模具制造工艺

        11.1 压铸模具零件的加工

        11.1.1 压铸模具制造工艺要点

        11.1.2 压铸模具成形零件的加工

        11.2 压铸模具的装配

        11.2.1 压铸模零件的公差与配合

        11.2.2 压铸模零件的形位公差

        11.2.3 压铸模具外形和安装部位的技术要求

        11.2.4 模具总体装配精度的技术要求

        复习思考题

        第12章 模具修复工艺

        12.1 模具修复手段

        12.1.1 堆焊与电阻焊

        12.1.2 电刷镀

        12.1.3 加工修复

        12.2 模具修复方法

        12.2.1 注塑模具修复方法

        12.2.2 冲压模具修复方法

        12.2.3 压铸模具修复方法

        复习思考题

        第13章 模具材料及热处理

        13.1 热处理的基本概念

        13.1.1 普通热处理

        13.1.2 表面热处理

        13.1.3 特殊热处理

        13.2 模具材料的基本性能要求

        13.3 模具常用钢材及性能

        13.3.1 模具常用钢材种类

        13.3.2 模具常用钢材性能

        13.4 模具常用钢材化学成分及热处理

        复习思考题

        参考文献

        快速原型制造技术基本信息

        出版社: 高等教育出版社; 第1版 (2001年6月1日)

        丛书名: 高等学校现代工程技术训练系列教材平装: 113页

        正文语种: 简体中文

        开本: 16

        ISBN: 7040094088

        条形码: 9787040094084

        产品尺寸及重量: 25 x 18 x 0.4 cm ; 200 g

        ASIN: B0011B7Y1U

        快速制造技术简介

        本书较全面地介绍了快速制造技术的基本概念、原理、国内外常用快速成型系统及其应用、国内外几种常用的快速模具技术及其应用,以及与快速制造技术相关的三维CAD设计技术的基本概念、反求工程中常用的三维测量设备的基本原理、结构等,并以UG设计软件、融丝堆积快速成型系统(FDM-1650)、真空注型及低压灌注工艺、意大利Cord3公司ARES10-7-5三坐标测量机和以色列Nextec激光扫描系统为例,详细介绍了产品CAD三维设计、快速成型、快速复制、三维检测及数据反求的全过程。为便于读者掌握本书的内容,书中还附有相关实训指导书及练习。本书可作为高职高专快速制造技术的专业教材,也可供相关技术人员作为实用手册参考使用,或作为制造业新技术培训教材及从事快速制造技术研究工作人员的参考书。

        快速制造技术前言

        快速制造技术第一章 概述

        第一节 概念、历史及发展

        第二节 快速成型技术

        第三节 快速模具技术

        第四节 与快速制造技术相关的新技术

        习题

        快速制造技术第二章 三维CAD设计技术

        第一节 三维CAD设计的基本概念

        第二节 UG设计软件概述

        第三节 三维CAD建模技术

        第四节 三维CAD建模实例

        习题

        快速制造技术第三章 快速成型技术

        第一节 快速成型系统的分类、特点及应用范围

        第二节 融丝堆积成型系统

        第三节 紫外激光堆积成型系统

        第四节 其他快速成型系统

        快速制造技术第四章 快速模具技术

        第一节 概述

        第二节 硅胶模具及快速复制技术

        第三节 PU树脂模具及低压灌注技术

        第四节 快速模具技术的发展

        快速制造技术第五章 三维测量与数据反求技术

        第一节 三维测量技术概述

        第二节 接触式三坐标测量机

        第三节 非接触式三坐标测量机

        第四节 三坐标测量机的环境要求、安装、调试和使用维护

        第五节 数据反求概述

        快速成形与快速模具制造技术内容简介

        快速成形和快速模具制造技术及其应用进行了系统全面的介绍和论述。全书共分8章: 分别介绍了快速成形和快速模具制造技术的基本问题; 各主要快速成形系统的原理、所用材料、工艺过程和性能比较; 快速成形的前处理与后处理; 硅橡胶快速制模技术; 金属电弧喷涂快速制模技术; 金属树脂快速制模技术; 其他快速制模技术; 快速成形与快速模具制造技术的发展方向等内容。

        《快速成形与快速模具制造技术》可作为高等院校机械工程、材料成形及控制、管理工程、计算机等专业的专科和本科高年级学生教材,也可供从事计算机辅助设计与制造、模具设计与制造等工程技术人员的参考用书。

        传统模型制作快速原型简介

        传统模型制作快速原型 (Traditional Model Making)

        这种技术与选择性激光烧结有些相似,不同之处在于物理过程。它的成形方式是用黏结剂将粉末材料黏结,而不是用激光对粉末材料加以烧结,所以在成形过程中没有能量的直接介入。由于它的工作原理与打印机或绘图仪有些相似,所以称作三维印刷。为提高原型制件的强度,可浸蜡、树脂或特种黏合剂作进一步的固化。该技术设备要求简单,粉末材料价格比较便宜制作成本低,成形速度快,非常适合制作小型零部件的原型。

        当前,3D打印、3D打印机、三维打印、快速成型、快速制造、数字化制造这些名词,如同一股旋风,仿佛一夜之间就在学术界、政界、传媒界、金融界、制造界掀起了巨澜。然而至今还没有一篇文章能够全面、完整地对这些名词进行解析,让人们真正认识和了解“什么是3D打印”、“什么是快速制造”。

        传统模型制作快速原型什么是传统模型制作快速原型

        传统模型制作快速原型解析一:

        概念

        快速成型(Rapid Prototyping,简称RP),诞生于20世纪80年代后期,是基于材料堆积法的一种新型技术,被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。目前国内传媒界习惯把快速成型技术叫做“3D打印”或者“三维打印”,显得比较生动形象,但是实际上,“3D打印”或者“三维打印”只是快速成型的一个分支,只能代表部分快速成型工艺。

        快速制造(Rapid Manufacturing,简称RM),有狭义和广义之分,狭义上是基于激光粉末烧结快速成型技术的全新制造理念,实际上属于RP快速成型技术的其中一个分支,它是指从电子数据直接自动地进行快速的、柔性并具有较低成本的制造方式。快速制造它与一般的快速成型技术相比,在于可以直接生产最终产品,能够适应从单件产品制造到批量的个性化产品制造;而广义上,RM快速制造可以包括“快速模具”技术和CNC数控加工技术在内,因此可以与RP快速成型技术分庭抗礼,各擅胜场。

        国际上喜欢用“Additive Manufacturing”(简称AM)来囊括RP和RM技术,国内翻译为增量制造、增材制造或添加制造。2009年美国ASTM成立了F42委员会,将AM定义为: “Process of joining mat-erials to make objects from 3d model data, usua-lly layer upon layer, as opposed to subtractive manufacturing methodologies.” 即:一种与传统的材料去处加工方法截然相反的,通过增加材料、基于三维CAD模型数据,通常采用逐层制造方式,直接制造与相应数学模型完全一致的三维物理实体模型的制造方法。

        传统模型制作快速原型解析二

        几种主流快速成型工艺的成型原理及优缺点

        1. 激光光固化(SLA——Stereolithography)

        该技术以光敏树脂为原料,将计算机控制下的紫外激光按预定零件各分层截面的轮廓为轨迹对液态树脂连点扫描,便被扫描区的树脂薄层产生光聚合反应,从而形成零件的一个薄层截面。当层固化完毕,移动工作台,在原先固化好的树脂表面再敷上一层新的液态树脂以便进行下一层扫描固化。新固化的一层牢固地粘合在前一层上,如此重复直到整个零件原型制造完毕。美国3DSYSTEMS 公司是最早推出这种工艺的公司。该项技术特点是精度和光洁度高,但是材料比较脆,运行成本太高,后处理复杂,对操作人员要求较高。适合验证装配设计过程中用。

        2. 三维打印成型(3DP——3Dimension Printer)

        其最大特点是小型化和易操作,多用于商业、办公、科研和个人工作室等环境。而根据打印方式的不同,3DP三维打印技术又可以分为热爆式三维打印(代表:美国3D Systems公司的 Zprinter系列——原属ZCorporation公司,已被3D Systems公司收购)、压电式三维打印(代表:美国3D Systems公司的ProJet系列和前不久被Stratasys公司收购的以色列Objet公司的三维打印设备)、DLP投影式三维打印(代表:德国Envisiontec公司的Ultra、Perfactory系列)等。

        热爆式三维打印工艺的原理是将粉末由储存桶送出一定分量,再以滚筒将送出之粉末在加工平台上铺上一层很薄的原料,打印头依照3D 电脑模型切片后获得的二维层片信息喷出站着剂,粘住粉末。做完一层,加工平台自动下降一点,储存桶上升一点,刮刀由升高了的储存桶把粉末推至工作平台并把粉末推平,如此循环便可得到所要的形状。该项技术的特点是速度快(是其他工艺的6倍),成本低(是其它工艺的1/6)。缺点是精度和表面光洁度较低。Zprinter系列是全球唯一能够打印全彩色零件的三维打印设备。


          压电式三维打印,类似于传统的二维喷墨打印,可以打印超高精细度的样件,适用于小型精细零件的快速成型。相对SLA,设备维护更加简单;表面质量好,Z轴精度高。


          DLP投影式三维打印工艺的成型原理是利用直接照灯成型技术(DLPR)把感光树脂成型,CAD的数据由计算机软件进行分层及建立支撑,再输出黑白色的Bitmap档。每一层的Bitmap档会由DLPR投影机投射到工作台上的感光树脂,使其固化成型。DLP投影式三维打印的优点: 利用机器出厂时配备的软件,可以自动生成支撑结构并打印出完美的三维部件。相比于快速成型领域其他的设备,独有的voxelisation专利技术保证了成型产品的精度与表面光洁度。

        3. 熔融沉积造型(FDM——Fused Deposition Modeling)

        FDM工艺,也叫挤出成型,关键是保持半流动成型材料刚好在熔点之上(通常控制在比熔点高1 0C左右)。 FDM喷头受CAD分层数据控制使半流动状态的熔丝材料(丝材直径般在1.5mm 以上)从啧头中挤压出来,凝固形成轮廓形状的薄层,一层叠一层最后形成整个零件模型。美国3DSYSTEMS 公司的BFB系列和Rapman系列产品全部采用了FDM技术,其工艺特点是直接采用工程材料ABS 、PC等材料进行制作,适合设计的不同阶段。缺点是表面光洁度较差。

        熔融挤压3D打印机样品

        4. 造择性激光烧结(SLS——Se1ected Laser Sintering)

        该法采用C02激光器作能源,21世纪初使用的造型材料多为各种粉未材料。在工作台上均匀铺上一层很薄的(100μ-200μ) 粉未,激光束在计算机控制下按照零件分层轮廓有选择性地进行烧结,一层完成后再进行下一层烧结。全部烧结完后去掉多余的粉未,再进行打磨、烘干等处理便获得零件。2015年,工艺材料为尼龙粉及塑料粉,还有使用金属粉进行烧结的。德国EOS公司的P系列塑料成型机和M系列金属成型机产品,是全球最好的SLS技术设备。

        SLS技术既可以归入快速成型的范畴,也可以归入快速制造的范畴,因为使用SLS技术可以直接快速制造最终产品。


          4.多层激光熔覆(DED,Direct Metal Deposition)

        相当于多层激光熔覆,利用激光或其它能源在材料从喷嘴输出时同步熔化材料,凝固后形成实体层,逐层叠加,最终形成三维实体零件。DED的成型精度较低,但是成型空间不受限制,因而常用于制作大型金属零件的毛坯。

        5.薄板层压成型(LOM,Layered Object Manufacturing)

        基本原理:利用激光等工具逐层切割、堆积薄板材料,最终形成三维实体。利用纸板、塑料板和金属板可分别制造出木纹状零件、塑料零件和金属零件。各层纸板或塑料板之间的结合常用粘接剂实现,而各层金属板直接的结合常用焊接(如热钎焊、熔化焊或超声焊接)和螺栓连接来实现。最大缺点:做不了太复杂的零件,材料范围很窄,每层厚度不可调整,精度有限。

        传统模型制作快速原型解析三:

        几种主流的快速制造工艺的原理及优缺点

        1. 造择性激光烧结(SLS——Se1ected Laser Sintering)

        使用SLS设备,可以直接制造金属模具和注塑模具的异形热流道系统,其硬度可达较高洛氏硬度,性能达到锻件级别, 也可以直接制造特殊、复杂功能零件。正是由于SLS技术的小批量特殊、复杂功能件的快速制造能力,且可以多个零件一次性成型制造,实现多品种、个性化的小批量快速制造,使该种技术在航空航天、军工、汽车发动机测试和开发、医疗领域得到了广泛的认可和应用。

        2. 真空灌注成型快速模具(VCM——Se1ected Laser Sintering)

        也叫“真空注型复模”,即利用原有的样板, 在真空状态下制作出硅胶模具,并在真空状态下采用PU 材料进行浇注,从而克隆出与原样板相同的复制件,是一种最常用的快速模具技术,通过这种技术,可以生产出满足各种功能特性的类似工程塑料的产品,同时可以进行小批量生产。

        一般一套VCM硅胶模具可以复制20套产品,尤其适合中小型、精细件的复制,比如仪器仪表、汽车零配件制造行业。这种加工工艺可以满足在产品试制过程中的应用,时间短,成本低,速度快。

        通常工艺流程是:3DP/SLA快速成型(手板、原型制作)-----VCM真空注型机(快速模具制作)------小批量复制、生产

        3. 低压反应注射成型 (Reaction Injection Moulding,RIM)

        又名“低压灌注”,是应用于快速模制品生产的一项新工艺,它将双组份聚氨酯材料经混合后,在常温、低压环境下注入快速模具内,通过材料的聚合、交联、固化等化学和物理过程形成制品。由于所用原料是液体,用较小压力即能快速充满模腔,所以降低了合模力和模具造价,特别适用于生产大尺寸、大面积的制件,比如汽车保险杠、仪表台、尾翼等。 一套RIM模具可以复制200件产品,已在汽车研发试制、仪器仪表、雕塑创意、建筑设计等领域得到运用。

        一般工艺流程是:SLS/CNC快速成型(手板、原型制作)------RIM快速模具制作------注射成型(小批量复制、生产)

        4. 数控机床(Computer Numerical Control,CNC)

        CNC是一种由程序控制的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序,通过计算机将其译码,从而使机床执行规定好了的动作,通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件。自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来,数控机床在制造工业,特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用,数控技术无论在硬件和软件方面,都有飞速发展。(来自百度百科)

        CNC相比于传统机床,它具备数字化、高效、批量化的特点,除了结构形状复杂的工件,基本都能应付,因此虽说不是严格意义上的快速成型技术,但是业界通常还是把它归入快速制造的范畴。

        解析四:为什么国内外政府都要大力推进快速成型与快速制造技术的发展

        奥巴马在2011年底和2012年4月,两次在公开演讲会上大力提倡快速成型和快速制造技术,把人工智能、3D 打印、机器人视为重振美国制造业的三个重要支柱,认为可以凭借这几项技术,使制造业“重归美国”。随后美国的3D 打印产业得到政府扶持。美国国防部、能源部和商务部等5 家政府部门将共同出资4500 万美元,由俄亥俄州、宾夕法尼亚州和西弗吉尼亚州的企业、学校和非营利性组织组成的联合团体将出资4,000 万美元,在俄亥俄州建立了一所由政府部门和私营部门共同出资的制造业创新研究所——美国国家增材制造创新学会(National Additive Manufacturing Innovation Institute),研发3D 打印技术。

        2012年6月11日,温家宝总理在中国科学院第十六次院士大会和中国工程院第十一次院士大会上的讲话也表明的中国政府的密切关注:美欧学者近期预言称,一种建立在互联网和新材料、新能源相结合基础上的第三次工业革命即将来临,它以“制造业数字化”为核心,将使全球技术要素和市场要素配置方式发生革命性变化。一些专家认为,美德等国已取得先导性技术突破,有可能占据此次革命的制高点,重新划分全球分工。可以肯定的是,新科技革命将依赖现代化进程和国际竞争的强大需求拉动,也必将与新兴产业发展更加密切融合、互相促进。

        美国《时代》周刊已将3D打印产业列为“美国十大增长最快的工业”,英国《经济学人》杂志则认为它将与其他数字化生产模式一起推动实现新的工业革命。

        中国政府和美国政府如此重视3D打印,究其原因,不外乎以下几点:

        1. 消费模式的变化导致了工业制造模式的变化

        原先人类的消费模式是受工业制造方式的影响的,市面上出售什么,人类就消费什么,别无他想;第一次和第二次工业制造革命,使人类从最早的全手工、自给自足的生产消费模式跳跃式到了产品急剧丰富、全球化流通的阶段,到如今已经是供大于求,人们的消费反过来可以影响制造了;而现如今的人开始厌弃大批量、无个性制造出来的东西,更青睐个性化的产品,这种产品往往具备个性化、定制化、多样化的特点,传统的、费时长久的开模制造方式是无法适应这种新的消费潮流了,于是,快速成型和快速制造技术应运而生。相比生产大规模标准化产品的模具制造,3D打印可以在一定约束下随意生产制作个性化产品,可称之为“大规模定制制造模式”,是以互联网为支撑的智能化大规模定制的方式,或者是“分散生产,就地销售”方式,标志着个性化消费时代的到来。

        从前,消费者都是在店里挑选、购买已经生产好的商品,现在则可以根据各自的需求,在“3D打印店”定制,边生产边体验,及时获得自己喜欢的产品。

        2. 快速成型和快速制造相比传统模具制造优势明显

        快速成型技术是不受产品结构和形状的限制的,任何复杂的造型和结构,只要有CAD数据,都可以轻松完成,这样就给个性化、定制化提供了可能性;而且使用快速成型技术和快速制造技术,是不需要开模具的,实现了无模化制造,可使新产品研制的成本下降为传统方式的1/3-1/5 ,周期缩短为1/5-1/10 。再加上快速成型和快速制造设备大部分可以实现无人值守、24小时不间断加工,也就为厂商节约了人工成本,提高了生产效率。

        快速成型和快速制造技术可以贯穿使用在产品设计、开发、试制、小批量生产等环节,而且无论是工业制造领域、教育领域、医疗领域、文物保护领域还是其他领域,大至一架飞机,小到一枚戒指,只要需要进行实物打样或者试制,都可以使用快速成型和快速制造技术,适用面非常广泛。

        快速成型和快速制造的后期辅助加工量大大减小,避免了委外加工的数据泄密和时间跨度,尤其适合一些高保密性的行业,如军工、核电领域。

        3D打印技术“打印”的产品是自然无缝连接的,一体成型,结构之间的稳固性和连接强度要远远高于传统方法。

        3. 未来制造业必须走低碳环保之路

        “第三次工业革命”概念的真正兴起和全球化传播,与全球可持续发展面临的压力息息相关。具体来说:一是至20世纪80年代,石油和其他化石能源的日渐枯竭,及随之而来的全球气候变化给人类的持续生存带来了危机。二是化石燃料驱动的原有工业经济模式,不再能支撑全球的可持续发展,需要寻求一种使人类进入“后碳”时代的新模式。快速成型和快速制造技术适逢其会,以绿色、节能、低碳、环保的全新姿态迅速得到了全球政府和机构的认可和信赖。

        快速成型和快速制造采用的是加法式制造技术,区别与传统的减法式、铣削式制造方式,基本上是生产多少重量的东西,所耗费的也就是同等重量的材料,因此所耗费的材料明显减少;个性化定制以后也不产生产品库存,可以在减少碳排放和原材料消耗的前提下,保持更高的生产效率。3D打印的原材料使用仅为传统生产方式的1/10,这在如今资源珍贵的时代无疑具备巨大优势。

        4. 全球制造业未来的竞争在于高附加值的设计环节

        在全球经济今天正迈向第三次工业革命以及经济疲软的背景下,欧美国家开始制定“再工业化”战略——去掉低附加值的加工制造环节,对制造业产业链进行重构,重点加强对高附加值环节的再造,通过技术创新、设计创新,改变传统制造业的制造模式,降低单位劳动成本,提高其在国际上的竞争力,同时提供大量就业机会。快速成型和快速制造的日趋成熟为这一战略提供了实实在在的条件。

        原先的制造业是生产、加工环节制约着研发设计环节,新产品的研制从一开始就需要考虑到最终能否被生产出来;而快速成型和快速制造技术对于产品设计没有限制,只要能设计得出来,完成CAD建模,任何结构和形状都可以被生产出来,如此一来,工业设计方面的创意和能量将被无限释放,谁具备突出的工业设计能力,谁就将成为未来全球制造业的领头羊,创造高额利润。

        中国制造业,如果还是停留在国外设计、国内制造或者来料加工的阶段,那么未来只能在低附加值的加工制造环节上苦苦挣扎,因此,中国政府和制造业的有识之士都已经开始积极呼吁和大力传播快速成型和快速制造技术,国内的工业设计教育和产业也得到了越来越多的关注和重视。


          解析五:目前制约快速成型与快速制造技术在中国普及的一些困难

        在中国,除了中国政府在大力倡导快速成型和快速制造技术,也已经有一些视野广阔的业界人员在从事快速成型和快速制造设备的销售、推广工作,他们绝大部分是欧美快速成型和快速制造设备在中国的代理商,比如杭州的先临三维,是德国、美国多家全球领先的快速成型和快速制造设备的授权经销商,而且他们自己建有快速制造服务中心,可以为有需要的人提供各种3D打印和小批量制造服务,可以说是中国目前最专业、最大的3D打印技术集成服务商。

        然而,快速成型与快速制造技术要在中国普及,尚需时日。总结起来原因有:

        1. 核心技术主要在欧美国家

        快速成型和快速制造的核心技术都在德国、美国等发达国家手里,国内从事该领域研究开发的企业还很少,主力多是一些高校和科研机构,很多最新研究成果离产业化还有距离。

        2. 专业级设备价格高昂

        正是由于大多数快速成型与快速制造是进口设备,导致价格居高不下,动辄十几万、上百万,一般消费者难以承受。目前主要是高端制造、医疗、高校方面的购买者居多。

        3. 了解和认识还不够

        国人对于快速成型与快速制造技术的认识和了解基本处于起步阶段,大致有个概念而已,尽管可能有需求,但是由于不知道应该购买哪种类别、哪种型号的设备,而不得不谨慎观望。

        其实这一点不应该成为快速成型与快速制造普及的阻碍,因为像杭州先临三维这样专业的设备提供商,他们都能够根据客户的需求为其量身定制一个合适的设备和材料方案,并提供全套售后装机、培训和维护服务。

        4. 材料种类不够丰富

        快速成型机与快速制造设备所使用的材料,相比过去已经丰富了很多,从光敏树脂、ABS、类ABS、蜡型、玻璃纤维等塑料类材料,到不锈钢、铝合金、铁镍合金、钴铬钼合金等金属类材料,从单色到全彩,从透明到半透明到不透明,形形色色。尽管如此,和我们传统制造所使用的材料相比,还是有差距的。快速成型与快速制造材料的研制,未来潜力无限。

        5. 成型件大部分不能作为最终产品

        使用快速制造方式可以生产最终产品,比如使用德国EOS 的M系列金属粉末烧结成型设备,是可以快速生产最终的金属产品的,但是快速成型出来的东西往往只能作为原型件或者手板,还不是最终产品。

        因此,当前我们利用快速成型技术,通常都是和传统模具制造技术相结合的,这也是值得大力推广的一种现代制造方式:首先在产品研发和产品试制阶段,使用快速成型技术制作产品模型,进行设计沟通、验证或者装配测试;经过多次的设计修改,然后快速成型出来一个最终的产品原型,用来辅助批量生产模具的开发制造。

        传统模型制作快速原型多方面优势

        这种快速成型和传统模具技术相结合的方式,具有多方面优势:

        1)加快产品设计、研发进度;

        2)改善内部和外部沟通,提前掌握最终产品的外观和结构,使设计更加合理;

        3)大幅度提高模具开发制造的成功率;

        4)最终产品的品质更好,能增加客户满意度;

        5)节约成本,减少开支,同时提高利润。

        工装模具制模技术

        高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量,而且与传统的切削加工相比具有温升低(加工工件只升高3℃),热变形小,因而适合于温度和热变形敏感材料(如镁合金等)加工;还由于切削力小,可适用于薄壁及刚性差的零件加工;合理选用刀具和切削用量,可实现硬材料(HRC60)加工等一系列优点 。因此,高速铣削加工技术仍是当前的热门话题,它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展,成为第三代制模技术。

        工装夹具简介

        工装分为专用工装/通用工装/标准工装(类似于标准件)。

        夹具:顾名思义,用以装夹工件(或引导刀具)的装置。

        模具:用以限定生产对象的形状和尺寸的装置。

        刀具:机械制造中使用的刀具基本上都用于切削金属材料,所以“刀具”一词一般就理解为金属切削刀具。

        辅具:一般指用以连接刀具和机床的工具。

        钳工工具:各种钳工作业所用的工具总称。

        工位器具:用以在工作地或仓库中存放生产对象或工具的各种装置。

        检具:生产中检验所用的器具。

        治具:制造用器具,这个词对应fixture,有时与工装同义,有时也指夹具,一般台资/韩资/日资等电子企业多用该词。

        夹具属于工装,工装包含夹具,属于从属关系。夹具与工件

        模具、工装夹具制造实用技术内容简介

        本书文字简练,插图生动,条理清晰,重点突出,并通过习题进一步巩固重要的知识点。

        本书适于模具制造行业从业人员阅读,也可作为机械相关专业的教材或参考书。

        模具、工装夹具制造实用技术在版编目

        模具、工装夹具制造实用技术

        Ⅰ.①模… Ⅱ.①凯…②刘… Ⅲ.①模具—制造②夹

        具—制造 Ⅳ.①TG76②TG706

        中国版本图书馆CIP数据核字(2O10)第178752号

        机械工业出版社(北京市百万庄大街22号 邮政编码100037)

        策划:徐 巍 责任:张亚秋 责任校对:张晓蓉

        封面设计:路恩中 责任印制:乔 宇

        北京铭成印刷有限公司印刷

        2011年1月第1版第1次印刷

        模具、工装夹具制造实用技术前言

        本书的读者对象主要是工具制造企业的技工和技师。书中有许多建议可以作为晋升检验工长和检验技师的培训教材。尤其是第2章和第5章会备受塑料工业和橡胶工业方面从业工艺人员关注。

        在本书中,工具制造的基础理论和功能联系是通过700余幅插图予以说明的。通过书中的多色图形,特别是插图,将难以处理的功能关联直观易懂地表达出来。本书不仅特别重视工具制造和工装夹具制造在生产实践中的关联,而且还深入地描述如CNC机床和电火花加工技术的使用。

        教学计划和培训安排应特别重视培训专业能力和行为能力。为了支持这一要求,在冲压技术、模具制造和工装夹具制造的每章结尾都编入了实例。以前学过的工具专业基础知识在本书中作为设计习题并在功能相互关系中使用。作者特别重视应用和针对性问题。因为实例中包含有工作计划、工艺、材料学和技术计算等内容,所以此书是一本特别适用的教科书。

        特别感谢在书后提到的对作者提出过有价值的建议和提供了大量可供使用插图资料的公司和机构。

        许多公司和机构对此书的完备和改进提出了鼓励和批评,作者和出版社对此表示衷心 感谢。

        沈阳市工装模具行业协会协会简介

        沈阳市工装模具行业协会成立于2009年7月,是由沈阳工模具行业及与工模具行业有关的多种所有制企业、事业单位、大专院校所组成的具有法人资格的社会团体。

        协会现有团体会员百余家,其中:股份制企业和民营企业占75%,国营企业占15%,外资企业占10%。

        协会的工作是:协助政府有关部门作好各项工作,及时将国家的相关政策、产业发展、技术动态等有关信息传递给企业,在政府与企业之间发挥桥梁纽带作用。同时,开展技术咨询、技术服务、技术培训、生产技术协作及有利于行业发展的各项组织、协调、管理工作。

        黎青工模具修补机定义

        工模具修补机就是用于工装及模具修补的一款设备 。

        黎青工模具修补机黎青工模具修补机特点

        具有不咬边、不变形、热影响小、精度高等特点,能对精密细小的部位进行精准焊补。

        黎青工模具修补机适用焊丝范围

        0.2-1.6mm的激光焊丝或氩焊焊丝都能适用

        黎青工模具修补机设备应用

        黎青工模具修补机注塑模具

        :模具的磨损、碰伤、划痕等的焊补, 消除产品的飞边、毛刺。

        黎青工模具修补机压铸模具:

        锌铝压铸模具的蚀痕、脱落、损伤等,以及型腔和浇道口的表面强化,延长模具的使用寿命。

        冷冲模具:刃口、崩角的低温焊补。

        黎青工模具修补机工装类及机械类:

        1、汽车部件铸造产品:汽车曲轴、活塞、缸体、进排气管、制动盘等铸造缺陷修复,如砂眼、气孔等。

        2、 机械工业与机床业:修正超差或磨损的工件,如修复机床导轨、床身,大型机械的轴类、齿类部件、轧钢用的冷、热轧辊、工程机械的液压杆、印刷机滚筒等各种各种零配件的焊补。

        3、航空与船舶制造业:压缩机壳体、空压机壳体、不锈钢精密部件、精密轴类等。石油化工、煤炭、工程机械等诸多行业的产品修补。

        快速成型与快速模具制造技术及其应用内容简介

        《快速成型与快速模具制造技术及其应用》详细介绍了快速成型制造工艺、快速成型材料及设备、快速成型技术中的数据处理、基于快速原型的软膜快速制造技术、基于快速成型的金属钢质硬膜快速制造技术、快速成型制造技术的应用、基于快速成型技术的产品快速设计与制造系统等。

        快速制造国家工程研究中心简介

        工程中心主任由中国工程院院士卢秉恒教授担任,副主任为王永信。主要研发机构包括:机械制造系统工程国家重点实验室、西安交通大学先进制造技术研究所、西安交通大学精密工程研究所、陕西省激光快速成型与模具制造工程研究中心、教育部快速成形制造技术工程研究中心等。

        快速制造技术是一项共性制造技术,工程中心研究领域包括快速原型技术、快速模具技术和超高速切削技术三个方面:

        快速原型技术(Rapid Prototyping)是一项革命性的产品开发技术。采用材料累加法,无需刀具与模具等生产准备,在CAD数据的驱动下,能实现任意复杂形状零件原型的制造。

        快速模具技术(Rapid Tooling)是由快速成型技术发展而来的一类快速制造模具的新工艺和新方法。该技术的特点是:制模周期短、制模成本低、精度和寿命又能满足使用要求,综合经济效益良好。特别适用于新产品开发、试制、工艺验证、功能验证以及多品种小批量生产。

        超高速切削技术是对传统切削技术的突破,在切削速度超过临界值后,可以实现高效率与高精度的统一。实现这一技术的高速切削机床是数控机床发展的下一代装备,代表了机床高速度、高精度、高柔性发展的方向,在航空、模具及汽车等行业有重大应用价值。

        快速制造国家工程研究中心主要创新成果

        快速成形制造若干关键技术及设备,2000年获国家科技进步奖二等奖;

        激光固化成形机及光固化树脂,1998年获国家教育部科技进步奖一等奖;

        轴承优化设计,轴承型式组合方案优选与现场实测研究,获陕西省科技进步奖一等奖;

        Sphere2000超精密数控球面车床,获2003年国家科技进步奖二等奖;

        基于金属喷涂与电刷镀技术的覆盖件模具快速制造技术与装备, 2004获陕西省科学技术一等奖;

        1998年LPS激光快速成型机被认定为国家重点新产品;

        1998年XH激光快速成型光固化树脂被认定为国家重点新产品;

        2000年CPS250型激光快速成型机被认定为国家重点新产品;

        2004年SPS600固体激光快速成形机及光固化树脂被认定为国家重点新产品。

        快速制造国家工程研究中心丝路之光

        丝路群雕主题3D打印灯组(12张)

        快速制造国家工程研究中心展品说明

        本组灯具总长为2.80米,是目前快速制造国家工程研究中心最大的3D打印作品,使用西安交通大学快速制造国家工程研究中心6台3D打印机(含合作单位昭泰文化1台)协作打印完成。

        快速制造国家工程研究中心创作灵感

        作品的创作灵感源于古丝绸之路的路线,用一簇抽象的丝绸造型还原当时的通商路径,以灯这一光源解读丝绸之路的文化意义,选出8座极具代表性的通商城市,以当时的主要交通工具——骆驼为载体,将城市象征性元素置入,向人勾勒出一幅唯美的长卷。整体的灯具还可以进行拆分,分为以8座城市为主题的8个单独灯具。

        汽车覆盖件模具设计基础图书信息

        ISBN: 9787111358169

        条形码: 9787111358169

        尺寸: 25.6 x 18 x 1 cm

        重量: 259 g

        汽车覆盖件模具设计基础内容简介

        《汽车覆盖件模具设计基础》由机械工业出版社出版。《汽车覆盖件模具设计基础》主要讲述汽车覆盖件模具设计基础”是汽车制造专业的基础课程,《汽车覆盖件模具设计基础》是专门为此课程编写的教材。

        《汽车覆盖件模具设计基础》可作为相关专业师生的学习和参考用书,也可作为汽车模具专业工程技术人员的自学参考书。

        塑料模具设计基础内容简介

        全书共分十四个模块,以通俗的文字和丰富的图表,系统地叙述了塑料成形基础,注射成形工艺和模具设计,典型塑料模具设计实例,成形条件和缺陷分析。力求做到理论联

        系实际和反映国内、外先进水平。书本在大部分模块后面安排了具有代表性的思考题和习题。

        本书主要作为职业技术院校和成人教育院校模具设计与制造专业的教材,也可作为同类学校机械、机电、数控等相关专业的教材、也可供从事塑料模具设计与制造专业的工程技术人员和自学者参考。

        塑料注射模具设计技巧与实例内容简介

        《塑料注射模具设计技巧与实例(第2版)》以热塑性塑料注射模具设计为主线,依据模具的基本组成部分,应用基础知识和设计技巧相结合、图例和剖析相结合、模具设计和加工工艺相结合的方式,从模具加工工艺的角度出发,分析并提供便于加工的模具结构形式,并对它们的优点、设计中的关键所在以及可能出现的问题和处理方法进行详细的剖析。本着突出实用性的原则,注重模具设计与现场操作的密切结合,在重点关注程序化模具生产的同时,兼顾小作坊式的生产模式。

        模具制作与装配技术基本信息

        书 名:模具制作与装配技术

        层 次:高职高专

        配 套:电子课件

        作 者:淮遵科

        出版社: 机械工业出版社

        出版时间:2013-05-27

        ISBN:978-7-111-41430-8

        开本: 16开

        定价:¥24.0

        模具制作与装配技术内容简介

        本书是基于工作过程的理实一体化教材,以培养学生对模具零件制造工艺、模具装配工艺的制订与模具制造方法的合理应用能力为核心,选择典型零件和模具为载体,按照模具制造和装配过程,综合训练模具制造技术的应用能力。
          本书共设置6个综合性训练项目,分别是项目1——模具的机械加工工艺、项目2——模具典型零件的机械加工工艺、项目3——模具的数控加工、项目4——模具零件的电火花加工、项目5——模具零件的光整加工、项目6——模具的装配工艺。通过对模具制造和装配工艺过程的学习,使学生掌握模具制造方法,培养学生合理地选择模具制造方法的能力,培养学生熟练制订模具零件加工工艺和模具装配工艺的能力。每个项目最后都配有思考与练习,引导学生将所学知识与企业实际零距离对接。
          本书可作为高等职业院校、高等专科院校、成人高校、民办高校及本科院校举办的二级职业技术学院模具及相关专业的教材,也可作为从事模具设计工程技术人员的参考书。

        SLS工艺基本原理

        选择性激光烧结加工过程是采用铺粉棍将一层粉末材料平铺在已成型零件的上表面,并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度,控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉末上扫描,使粉末的温度升至熔化点,进行烧结,并与下面已成型的部分实现粘结。当一层截面烧结完成后,工作台下降一个层的厚度,铺料辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末,进行新一层截面的烧结,直至完成整个模型。在成型过程中,未经烧结的粉末对模型的空腔和悬臂部分起着支撑作用,不必像SLA工艺那样另行生成支撑工艺结构。SLS使用的激光器是二氧化碳激光器,使用的原料有蜡、聚碳酸酯、尼龙、纤细尼龙、合成尼龙、金属,以及一些发展中的材料等。 当实体构建完成并在原型部分充分冷却后,粉末快速上升至初始位置,将其取出,放置在后处理工作台上,用刷子刷去表面粉末,露出加工件,其余残留的粉末可用压缩空气去除。

        SLS工艺工艺特点

        SLS工艺优点

        选择性激光烧结工艺和其他快速成型工艺相比,其最大的独特性就是能够直接制作金属制品,同时该工艺还具有如下一些优点:

        1)可采用多种材料。从原理上来说,这种方法可采用加热时粘度降低的任何粉末材料,通过材料或者各类含粘结剂的涂层颗粒制造出任何造型,适应不同的需要。

        2)制造工艺比较简单。由于可用多种材料,选择性激光烧结工艺按采用的原料不同,可以直接生产复杂形状的原型、型腔模三维构件或部件及工具。

        3)高精度。依赖于使用的材料种类和粒径、产品的几何形状和复杂程度,该工艺一般能达到工件整体范围内±(0.05--2.5)mm的公差。当粉末粒径为0.1mm以下时,成型后的原型精度可达±1%。

        4)无需支撑结构。和LOM工艺一样,SLS工艺也无需设计支撑结构,叠层过程中出现的悬空层面可直接由未烧结的粉末来实现支撑。

        5)材料利用率高。由于该工艺过程不需要支撑结构,也不像LOM工艺那样出现许多废料,也不需要制作基底支撑,所以该工艺方法在常见的几种快速成型工艺中,材料利用率是最高的,可以认为是100%。SLS工艺中使用的多数粉末的价格较便宜,所以SLS模型的成本相比较来看也是较低的。

        6)生产周期短。从CAD设计到零件的加工完成只需几小时到几十小时,整个生产过程数字化,可随时修正、随时制造。这一特点使其特别适合于新产品的开发。

        7)与传统工艺方法相结合,可实现快速铸造、快速模具制造、小批量零件输出等功能,为传统制造方法注入新的活力。

        8)应用面广。由于成型材料的多样化,使得SLS工艺适合于多种应用领域,如原型设计验证、模具母模、精铸熔模、铸造型壳和型芯等。

        SLS工艺缺点

        选择性激光烧结工艺的缺点也比较突出,具体如下:

        1)表面粗糙。由于SLS工艺的原料是粉末状的,原型的建造是由材料粉层经加热熔化而实现逐层粘结的,因此,严格的来说,原型的表面是粉粒状的,因而表面质量不高。 SLS工艺中的粉末粘结是需要激光能源使其加热而达到熔化状态,烧结过程中挥发异味。

        2)高分子材料或者粉粒在激光烧结熔化时一般要会发异味气体。

        3)有时需要比较复杂的辅助工艺。SLS技术视所用的材料而异,有时需要比较复杂的辅助工艺过程,例如给原材料进行长时间的预先加热、造型完成后需要给模型进行表面浮粉的清理等。

        4)做小件或者精件时,精度不如SLA。

        SLS工艺工艺过程

        材料不同,具体的烧结工艺也有所不同。

        1)高分子粉末材料烧结工艺 其过程分为前处理、粉层烧结叠加以及后处理三个阶段。 前处理:此阶段主要完成模型的三维CAD造型,并经STL数据转换后输入到粉末激光烧结快速成型系统中。

        粉层激光烧结叠加:在这个阶段,设备根据原型的结构特点,在设定的建造参数下,自动完成原型的逐层粉末烧结叠加过程。当所有叠层自动烧结叠加完成后,需要将原型在成型缸中缓慢冷却至40℃以下,取出原型并进行后处理。 后处理:激光烧结后的PS原型件强度很弱,需要根据使用要求进行渗蜡或渗树脂等补强处理。

        2)金属零件间接烧结工艺 该工艺的过程主要分为三个阶段:SLS原型件(绿件)的制作、粉末烧结件(褐件)的制作、金属熔渗后处理。 SLS原型件的制作阶段过程为CAD模型——分层切片——激光烧结(SLS)——RP原型(绿件),此阶段的关键在于,如何选用合理的粉末配比和加工工艺参数实现原型件的制作。 “褐件”制作阶段过程为二次烧结(800℃)——三次烧结(1080℃),此阶段的关键在于,烧失原型件中的有机杂质获得具有相对准确形状和强度的金属结构体。 金属熔渗阶段过程为二次烧结(800℃)——三次烧结(1080℃)——金属熔渗——金属件。此阶段的关键在于,选用合适的熔渗材料及工艺,以获得较致密的金属零件。

        3)金属零件直接烧结工艺 基于SLS工艺的金属零件直接制造工艺流程为:CAD模型——分层切片——激光烧结(SLS)——RP原型零件——金属件。

        SLS工艺精度因素

        影响SLS成型精度的因素很多,例如SLS设备精度误差、CAD模型切片误差、扫描方式、粉末颗粒、环境温度、激光功率、扫描速度、扫描间距、单层层厚等。 烧结工艺参数对精度和强度的影响是很大的。激光和烧结工艺参数,如激光功率、扫描速度和方向及间距、烧结温度、烧结时间以及层厚度等对层与层之间的粘结、烧结体的收缩变形、翘曲变形甚至开裂都会产生影响。

        1、激光功率:随着激光功率的增加,尺寸误差正方向增大,并且厚度方向的增大趋势要比宽度方向的尺寸误差大。

        2、扫描速度:当扫描速度增大时,尺寸误差向负向误差方向减小,强度减小。

        3、烧结间距:随着扫描间距的增大,尺寸误差向负差方向减小。

        4、单层厚度:随着单层厚度的增加,强度减小,尺寸误差向复查方向减小。

        此外,预热是SLS工艺中的一个重要环节,没有预热或者预热温度不均匀,将会使成型时间增加,所成型零件的性能低和质量差,零件精度差,或使烧结过程完全不能进行。对粉末材料进行预热,可减小因烧结成型时受热在工件内部产生的热应力,防止其产生翘曲和变形,提高成型精度。

        夹具工程师工作内容

        1、 根据生产、工艺的需求,或根据研发部提供的技术资料,设计、制作工装夹具; 2、制定夹具材料的需求计划; 3、负责外协夹具的制作; 4、领导夹具制作工人,及时完成生产用夹具的制作、调整、维修,保证生产夹具的需求; 5、 负责夹具用料的管理; 6、负责设备维护规程的编制,设备优化、工夹具(模具周转物)设计,提高设备利用率,提高生产效率和质量水平。

        夹具工程师从业要求

        1、 大专以上学历,机电一体化或机械或电子专业; 2、 熟练使用各种软件制作各种零器件、工装、夹具的原图,三维图,有一定的设计开发能力; 3、两年以上制造企业相关机械加工工艺、工装夹具设计经验工作经验,熟悉模具及产品结构,有生产现场跟进及改善经验,工夹具设计及制作之统筹,生产设备维修及保养,懂CAD及PRO/E等相关软件,熟悉使用车、铣、磨床操作; 4、工作自主,有较强的学习能力,思路清晰、较强的表达和沟通协调能力,富有团队合作精神。

        模具设计与制造学术概念

        指的是模具加工工艺与制作及维修。等到能力达到的时候,还可以做设计,主要设计图纸。

        模具设计与制造高校设置

        模具设计与制造专业名称

        模具设计与制造

        模具设计与制造专业代码580106

        模具设计与制造修业年限

        三年,四年

        模具设计与制造学业层次

        专科,本科

        模具设计与制造学业性质

        普通高等教育全日制专科

        模具设计与制造学科门类

        制造类

        模具设计与制造培养目标

        培养从事模具加工工艺与制作及维修能力的高级技术应用性专门人才。

        模具设计与制造培养模式

        其专业核心能力为:1.冷冲模、塑料模的设计与制造

        2.模具制造设备的安装、调试、使用和维护

        3.产品的开发设计

        模具设计与制造培训要求

        模具设计与制造专业的培养目标是:培养德、智、体、美等方面全面发展,具有良好的职业素质,面向制造行业,从事模具设计、模具加工工艺编制、冲压和塑料成型加工、数控机床的操作以及生产管理等工作的高等技术应用性专门人才。体现为制造方面达到模具制造的技师水平,设计方面达到助理设计师的水平。

        模具设计与制造核心能力

        冷冲模、塑料模的设计与制造,模具制造设备的安装、调试、使用和维护。

        模具设计与制造课程设置

        专业核心课程与主要实践环节:机械制图、机械设计基础、工程材料与热处理、数控技术、模具制造技术、塑料模具工艺与塑料模具设计、冲压工艺与冲模具设计、塑料成型机械、模具CAD/CAM、模具价格估算 、机加工实习、钳工技能实训、数控机床操作实训、模具技能实训、毕业实习(设计)等,以及各校的主要特色课程和实践环节。

        模具设计与制造深造领域

        模具加工方向:①模具加工生产组织;②模具数控编程加工;③模具三维设计;④产品开发三维设计。其他技术类方向:生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师、CNC工程师等。

        模具设计与制造培养方案

        模具设计与制造可行分析

        对所设计模具之产品进行可行性分析,以电脑机箱为例,首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组立分析,即我们工作中所说的套图,确保在模具设计之前各产品图纸的正确性,另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性,以确定重点尺寸,这样在模具设计中很有好处的,具体的套图方法这里就不做详细的介绍了。

        模具设计与制造结构

        在产品分析之后所要进行的工作,对产品进行分析采用什么样的模具结构,并对产品进行排工序,确定各工序冲工内容,并利用设计软件进行产品展开,在产品展开时一般从后续工程向前展开,例如一产品需要量五个工序,冲压完成则在产品展开时从产品图纸开始到四工程、三工程、二工程、一工程,并展开一个图形后复制一份再进行前一工程的展开工作,即完成了五工程的产品展开工作,然后进行细致的工作,注意,这一步很重要,同时需特别细心,这一步完成的好的话,在绘制模具图中将节省很多时间,对每一工程所冲压的内容确定好后,包括在成型模中,产品材料厚度的内外线保留,以确定凸凹模尺寸时使用,对于产品展开的方法在这里不再说明,将在产品展开方法中具体介绍。

        模具设计与制造备料

        依产品展开图进行备料,在图纸中确定模板尺寸,包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等,注意直接在产品展开图中进行备料,这样对画模具图是有很大好处的,我所见到有很多模具设计人员直接对产品展开图进行手工计算来备料,这种方法效率太低,直接在图纸上画出模板规格尺寸,以组立图的形式表述,一方面可以完成备料,另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作,因为在绘制各组件的工作中只需在备料图纸中加入定位、销钉、导柱、螺丝孔即可。

        模具设计与制造绘制

        在备料完成后即可全面进入模具图的绘制,在备料图纸中再制一份出来,进行各组件的绘制,如加入螺丝孔,导柱孔,定位孔等孔位,并且在冲孔模中各种孔需线切割的穿丝孔,在成型模中,上下模的成型间隙,一定不能忘记,所以这些工作完成后一个产品的模具图差不多已完成了80%,另外在绘制模具图的过程中需注意:各工序,指制作,如钳工划线,线切割等到不同的加工工序都有完整制作好图层,这样对线切割及图纸管理有很大的好处,如颜色的区分等,尺寸的标注也是一个非常重要的工作,同时也是一件最麻烦的工作,因为太浪费时间了。

        模具设计与制造校对

        在以上图纸完成之后,其实还不能发行图纸,还需对模具图纸进行校对,将所有配件组立,对每一块不同的模具板制作不同的图层,并以同一基准如导柱孔等到进行模具组立分析,并将各工序产品展开图套入组立图中,确保各模板孔位一致以及折弯位置的上下模间隙配合是否正确。

        模具设计与制造专业强度

        模具设计与制造胶位检查

        检查胶位是否均匀,如不均匀则会引起缩水并影响外观 。

        模具设计与制造开模方向

        确定分型面与拔模角

        1. 分型面选择在开模方向上投影的最大值,尽量简单化

        2. 碰穿位:尽量选碰后模,如要碰前模,易走披锋,影响外观,利用平面接触。

        3. 枕位:枕5—8毫米,再与大分型面接平,胶位部分拔3度,后面拔3度或避空。

        4. 插穿位:利用侧边工作,拔3度,一般做镶件。

        模具设计与制造拔模原则

        1:减胶方向拔模。

        2:轴类最大端为产品尺寸,孔类最小端为产品尺寸。

        模具设计与制造2D镜像

        2D一定要注意镜像且放缩水,如忘记这步,绝大部分模具报废。

        模具设计与制造缩水计算

        缩水率小产品(5‰以下)可按经验放缩水,缩水率大产品,例如一个可放18‰也可放20‰更甚至于可放22‰产品,一定要先征求负责人意见再放,以免跟配套产品尺寸不吻合。

        模具设计与制造同轴计算

        唧嘴偏心KO应与同轴

        模具设计与制造行位要点

        1. 一般用斜导柱作动力,比较小的抽芯距用T形槽,大于30mm用油缸抽芯。

        2. 斜导柱的角度比铲机角度小2—3度。

        3. 后模行位伸入前模超过总高度一半,可省掉铲机,利用前模加工面作压面。

        4. 行位宽度大于100mm,尽量用2根斜导柱,大于150mm的中间加导向槽。

        5. 行位定位:尽量不用波仔弹珠(力不够大),用螺丝定位。

        6. 行位在TOP位处,一定要放弹簧,否则行位开完模因重力作用,无法归位而导致撞坏。

        7. 开模方向投影,如行位底下有斜顶或顶针的,要设置先复位机构,否则有可能行位与斜顶或顶针会产生干涉。

        8. 行位跟行走,走啤把,包胶位,直身出。

        9. 行位行程应大于扣位2至3mm,油缸行程应大于扣位10mm。

        10. 为了增加铲机牢固性,尽量做反铲。

        模具设计与制造斜顶设计

        1. 斜顶一般做3—8°,不超过15°。

        2. 顶出行程一般大于扣位0.5—1mm。

        3. 顶出方向:胶位应平或向上,否则做延迟斜顶。斜顶宽度比较小时,顶针板增加一座架,使斜顶高度减短,以确保强度。

        模具设计与制造专业方向

        可设置的专业方向: 金属冷压成型技术、塑性成型技术。

        模具设计与制造就业面向

        机械、电子、电器、轻工等行业的模具设计、制造和维修,模具设备的安装、调试、维护与管理工作。

        模具设计与制造职业资格

        其他:本专业可获取劳动部组合机床操作工中级职业技术证书、劳动部加工中心操作工中级职业技术证书。

        冲压模具设计与制造内容简介

        《冲压模具设计与制造(第2版)》系统地介绍了冲压模具设计与制造的基本原理、基本方法和相关知识。内容包括冲压模具设计基础,冲压模具制造基础,冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模、多工位级进模设计与制造,冲模寿命、材料与安全措施,冲压工艺规程的编制等。

        《冲压模具设计与制造(第2版)》以培养技术应用能力为主线,将冲压成形原理、冲压工艺与模具设计、模具制造工艺学等三门关联课程的内容进行了有机的融合,并选编了较多的应用实例和习题,突出了应用性、实用性、综合性和先进性,体系新颖,内容翔实。

        模具设计与制造内容简介

        全书共分9章,包括四部分内容, 第一部分主要介绍冷冲压工艺及冲压模具设计的基本知识,包括冲裁工艺及冲裁模、弯曲工艺及弯曲模、拉深工艺及拉深模;第二部分介绍塑料注塑成型工艺及注塑模设计的基本知识;第三部分介绍模具制造、装配和检验的基本知识;第四部分简要介绍了模具设计的发展趋势及现代模具制造技术。书中列举了大量的图片并附有思考题。

        本书可作为高等职业学校、高等专科学校、成人高校及普通高校本科机械类专业模具教学课程的教材,亦可供从事模具设计、制造的工程技术人员使用。

        模具设计与制造前言/序言

        本书是高职高专国家骨干学校示范性建设模具设计与制造专业改革成果之一,通过综合分析塑料模具设计与制造的整个工作过程,锻炼和提高学生从事塑料模具设计与制造的能力。本书的编写以典型塑料模具设计与制造的工作过程为导向,要求教师在教中做、学生在做中学。全书内容强化职业技能和综合技能的培养,并与企业合作编写有关章节。
          全书共分4个项目。
          项目1为注射成型工艺的编制。通过任务1.1典型塑料注射成型工艺的编制,掌握塑料的性能、塑料成型方法、塑料制品的生产工序流程、塑料注射成型工艺过程;通过任务1.2典型塑件结构优化设计,掌握塑件的尺寸精度和表面质量、塑件的结构设计知识与技能。
          项目2为注射模具设计。通过任务2.1单分型面注射模具设计、任务2.2双分型面注塑模具设计、任务2.3侧抽芯机构注射模具设计和任务2.4螺纹塑件注射模具设计,掌握注射模具的基本结构、分类、设计流程,掌握单分型面、双分型面注射模设计知识与技能,以及侧抽芯机构和螺纹塑件注射模具设计的设计要点。
          项目3为其他塑料模具设计。通过任务3.1压缩模具结构设计,掌握热固性塑料压缩成型工艺、热固性塑料压缩模具设计知识与技能;通过任务3.2挤出模具设计,掌握挤出成型工艺,挤出机头设计知识与技能;通过任务3.3真空浇注模具设计,掌握真空浇注成型工艺、真空浇注模具设计知识与技能;通过任务3.4热流道注射模具设计,掌握热流道应用主要关键技术。
          项目4为塑料模具制造。通过任务4.1塑料模具制造方法,任务4.2塑料模具通用件、标准件的制造,任务4.3塑料模具模板的制造,任务4.4塑料模具凸凹模的制造及任务4.5塑料模具装配,掌握塑料注射模具制造过程、常用材料、常用加工方法及设备、装配过程与工艺。
          本书由陕西国防工业职业技术学院王晓梅担任主编,程晓宇、刘绪民担任副主编,西光模具公司樊百虎参编。全书编写分工如下:项目1、项目2与项目4由王晓梅和刘绪民编写;项目3中的任务3.1、任务3.2、任务3.4由程晓宇编写,任务3.3由西光模具公司樊百虎编写。全书由王晓梅统稿,陕西国防工业职业技术学院王明哲审阅。在收集资料和编写本书过程中得到许多单位和个人的大力支持,谨此致谢!同时,在编写本书过程中,参考了国内外公开出版的同类书籍和资料,在此向这些书籍与资料的作者表示感谢!
          由于编者水平有限,书中难免有不足之处,恳请广大读者批评指正。

        模具设计与制造内容简介

        本书以冲压模具和塑料模具设计与制造为主要内容,以突出工艺分析、典型模具结构设计、典型模具零件制造、典型模具装配与调试为重点,系统讲述有关模具设计和制造方面的知识。本书所举的模具实例结构系统新颖,所讲述的技术内容全面,书中配有丰富的数据和图表,实用性强,能开拓思路,概念清晰易懂,便于自学。

        模具设计与制造

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        李小海的《模具设计与制造》内容全面,通俗易懂,在模具装配和调试章节中,提供了冲压模具典型零件及模具结构的三维立体图形,直观形象。同时,本书最后以附录的形式,摘录了部分相关的设计资料和必要的技术数据。

        本书以冲压模具和塑料模具设计与制造为主要内容,共分10章,可按56学时计划授课,包括冲压模具中的冲裁模、弯曲模、拉深模和局部成形模具设计、塑料成型基础知识、注射成型模具设计、其他塑料成型模具设计、典型模具零件制造工艺和模具装配与调试。

        模具设计与制造(第3版)人民邮电出版社教材

        书 名 模具设计与制造(第3版)(普通高等教育“十一五”国家级规划教材)
          丛 书 名 高等职业院校机电类“十二五”规划教材·精品系列
          标准书号 ISBN 978-7-115-27567-7
          作 者 李奇 主编
          责任 潘新文
          开 本 16 开
          印 张 22.75
          字 数 617 千字
          页 数 358 页
          装 帧 平装
          版 次 第3版第1次
          三版时间 2012年5月
          本 印 次 2012年5月
          首 印 数 -- 册
          定 价 42.00 元

        模具设计与制造(第3版)内容提要

        本书是为适应高职高专院校模具、机械、数控、机电等专业学生学习模具知识的需要而编写的。全书综合了“冲压塑压设备”、“冷冲压工艺与模具设计”、“塑料成形工艺及模具设计”、“模具制造工艺学”等主要课程内容。 本书采用任务驱动型的项目教学法进行编写,全书分3篇7个模块,其中第1篇2个模块,讲述了冲压工艺与冲模设计、其他冲压工艺与模具构造(弯曲工艺与模具构造、拉深工艺与模具构造等)内容;第2篇2个模块,讲述了注射成形工艺与模具设计、其他塑料成形工艺与模具构造(压缩压注工艺与模具构造、挤出成形工艺与模具构造、气压成形工艺与模具构造等)内容;第3篇3个模块,讲述了模具零件制造、模具特种加工、模具装配工艺等内容。 本书可作为高职高专模具、机械、数控、机电类专业教材,也可作为技师学院、成人教育和职工培训相关专业教材。

        模具设计与制造专业培养模式

        其专业核心能力为:1.冷冲模、塑料模的设计与制造,2.模具制造设备的安装、调试、使用和维护。3.产品的开发设计。

        模具设计与制造专业培训要求

        模具设计与制造专业的培养目标是:培养德、智、体、美等方面全面发展,具有良好的职业素质,面向制造行业,从事模具设计、模具加工工艺编制、冲压和塑料成型加工、数控机床的操作以及生产管理等工作的高等技术应用性专门人才。体现为制造方面达到模具制造的技师水平,设计方面达到助理设计师的水平。

        模具设计与制造专业核心能力

        冷冲模、塑料模的设计与制造,模具制造设备的安装、调试、使用和维护。

        模具设计与制造专业课程设置

        专业核心课程与主要实践环节:机械制图、机械设计基础、工程材料与热处理、数控技术、模具制造技术、塑料模具工艺与塑料模具设计、冲压工艺与冲模具设计、塑料成型机械、模具CAD/CAM、模具价格估算 、机加工实习、钳工技能实训、数控机床操作实训、模具技能实训、毕业实习(设计)等,以及各校的主要特色课程和实践环节。

        模具设计与制造专业专业方向

        可设置的专业方向: 金属冷压成型技术、塑性成型技术。

        模具设计与制造专业就业面向

        机械、电子、电器、轻工、塑料等行业的模具

        倾诚模具图片(8张)设计、制造和维修,模具设备的安装、调试、维护与管理工作。电子信息、轻工生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师、CNC工程师等

        毕业生社会需求量大,待遇较高。模具加工方向①模具加工生产组织;②模具数控编程加工;③模具三维设计;④产品开发三维设计。其他技术类方向:电子信息、轻工生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师、CNC工程师等。

        模具设计与制造专业就业优势

        本专业主要面向机械、模具、汽车、航空、医药等行业,可从事模具设计与制造、产品结构设计与开发、设备调试与管理、数控操作与编程、生产技术管理等相关工作岗位的技术工作。与富士康科技集团、三一重工、东莞汇新模具公司、株洲日新模具有限公司、南通科技投资集团股份有限公司、长丰汽车模具公司、北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司、杭州博洋科技有限公司等企业建立了校外顶岗实习基地。

        模具设计与制造专业职业资格

        其他:湖南信息职业技术学院本专业可获取劳动部组合机床操作工中级职业技术证书、劳动部加工中心操作工中级职业技术证书。

        模具设计与制造专业培养模式

        总的培养要求为:热爱社会主义祖国,拥护党的基本路线,领会马克思列宁主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理,具有爱国主义、集体主义、社会主义思想和良好的思想品德,在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上,重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能;具有较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力;具有创新、创业精神、良好的道德和健康的体魄。

        模具设计与制造专业思想素质

        热爱社会主义祖国、拥护中国共产的领导和中国特色社会主义道路,坚持四项基本原则和改革开放的总方针,初步掌握马克思主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理,具有科学的世界观、方法论和正确的人生观;具有遵纪守法的观念,良好的思想品德、社会公德和职业道德;具有开拓创新、团结合作、艰苦奋斗的精神和联系群众、严谨务实的作风;具有为人民服务的高度责任感和为实现现代化而献身的精神。

        模具设计与制造专业知识能力

        具有本专业必需的自然科学、社会科学和管理科学知识;掌握计算机基础知识、必要的网络知识、常用软件知识;具有基本的机械基础知识;具有本专业必须的机械设计理论基础知识、模具材料及成形工艺、模具设计与制造专业知识;掌握模具CAD/CAM基础知识;具有必要的模具维修基础知识。

        具有一定的自学能力;具有模具工艺设计、工艺实施、技术管理能力;具有模具数控加工编程能力;具有注塑模具、冲压模具设计与制造能力;具有一定钳工操作能力、模具修配能力;具有良好的计算机基础应用能力和利用计算机进行辅助设计制造及管理能力;具有熟练运用CAD/CAM软件进行模具造型设计和加工的能力;具有良好的语言表达、文字表达、人际交往能力。

        模具设计与制造专业身心素质

        有一定的体育运动和卫生、军事基本知识,掌握体育运动和科学锻炼身体的方法和基本技能,养成良好的体育锻炼习惯和生活习惯,达到国家规定的大学生体育合格标准,具有良好的心理素质和健康的体魄。

        模具设计与制造专业招生办法

        招生对象及学制:本专业招收应往届高中毕业生、普通中专、职业高中、职业中专毕业生及社会青年,脱产学习,学制三年。

        模具设计与制造专业课程设置

        模具设计与制造专业公共课

        1、思想道德修养与法律基础

        本课程是以马列主义、毛泽东思想、邓小平理论为指导,理论联系实际地研究大学生成长过程中思想道德修养的客观规律的一门思想、政治和品德教育的课程。它根据我国社会主义现代化建设对大学生的政治、思想、品德方面的要求,以及大学生在政治观、人生观、道德观方面形成发展的规律和特色,教育大学生加强自身的思想道德修养,努力成为社会主义的建设者和接班人。讲授内容:大学生的历史使命,基本国情和基本路线教育,人生观教育,道德教育,社会主义民主法制教育。

        2、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想?

        本课程通过简明扼要地讲授马克思主义的基本观点,进行马列主义、毛泽东思想、邓小平理论、“三个代表”重要思想和科学发展观教育,使学生明确改革是在新形式下,马克思主义的基本原理与我国客观实际的紧密结合,充分发挥马克思主义教育主阵地主渠道作用,帮助学生树立正确的世界观、人生观和价值观,达到培养“四有”人才的目的。

        3、大学英语

        培养学生英语听、说、读、写能力,并能在实践中以英语为工具获取本专业所需的信息,为进一步提高英语水平打下较为坚实的基础。

        主要内容:语音、语法、笔译。着重矫正语音、语调,扩大词汇量,加深基本语法,借助词典翻译一般短文,加强阅读和笔译技能的训练。

        4、计算机文化基础

        通过本课程的学习,让学生掌握计算机基础知识,WindowsXP、Office软件、数据库以及Internet网络基础,其中Office主要介绍Word2007、Excel2007、Powerpoint2007的使用。

        5、高等数学

        :通过学习培养学生用数学分析的方法解决工程问题的能力,为以后学习专业基础课和专业课以及将来从事工程设计打下良好的基础。

        主要内容:函数、极限与连续、导数和微分、积分及其应用、多元函数的微分、二重积分、三重积分、级数等。

        6、体育

        进行体育基本知识的教学和基本技能训练。使学生掌握正确的运动技能和科学的锻炼方法,养成体育锻炼习惯,提高身体素质,达到《国家体育锻炼标准》,具有从事本专业或其他行业所需要的良好身体素质。

        7、形势教育

        本课程是在马克思主义指导下,分析特定时期社会政治、经济、思想文化发展趋势,揭示党和国家在不同时期的方针政策的基本内容和基本精神的思想政治教育课程。主要目的是帮助学生全面正确地认识国际国内形势;认识党和国家面临的形势和任务;拥护党的路线、方针和政策,增强实现改革开放和社会主义现代化建设宏伟目标的信心和社会责任感。

        模具设计与制造专业专业基础课

        1、机械制图及计算机辅助设计

        本课程是一门研究绘制工程图样、图解空间几何问题、计算机绘图和贯彻国家制图有关标准为主要内容的课程,是高等工程专科学校培养具有工程师初步训练的高级工程技术应用型人才的一门必修的技术基础课。它研究绘制和阅读工程图样的原理和方法,为培养学生的制图技能和空间想象能力打下必要的基础。

        其主要任务:

        (1)研究正投影的基本理论和投影特性;

        (2)培养一定的空间想象能力和分析能力;

        (3)培养按照机械制图国家标准的有关规定正确而熟练地绘制和阅读机械图样(零件图和装配图)的能力;

        (4)培养空间几何问题的初步图解能力;

        (5)学习计算机绘图知识,能使用计算机绘图和辅助绘图及相关设备进行绘制二维工程图的能力;

        (6)培养耐心、细致的工作作风及严肃认真的工作态度。

        2、机械设计基础

        本课程主要研究机械中的常用机构和各种通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论及计算方法。它是一门培养学生机械设计能力的专业基础课。通过学习本课程应达到:

        (1)掌握常用机构的工作原理、运动特性以及分析机构的基本知识;

        (2)掌握通用零件的工作原理、特点、计算方法、选用等知识;

        (3)运用标准、手册进行一般参数的通用零件和简单的机械装置进行设计;

        (4)液压与气动传动的基本知识;

        (5)计算机辅助设计软件的实际应用。

        结合机械制图、机械设计等课程,熟练掌握计算机辅助设计软件进行二维工程制图(零件图、装配图)的绘制;熟悉三维产品设计,并完成零部件的造型和模具设计、装配工作;利用图文档案管理系统进行图纸档案管理。

        3、机械制造工艺学

        本课程是一门重要的、涉及面宽、实践性很强的专业基础课。

        主要内容:

        (1)金属切削加工原理与刀具基础知识;

        (2)金属切削机床及切削工艺,电火花加工、电火花线切割加工、激光加工等特种加工和数控加工等当代先进的生产工艺及其特点;

        (3)机床夹具基础知识;

        (4)机械制造工艺过程基础知识和一些典型零件的加工工艺过程;

        (5)机械加工质量分析和提高生产率的方法。

        学习要求:

        掌握金属切削的基本理论,具有根据具体加工条件合理选择刀具(如种类、材质、几何角度、参数等)、选择切削用量及切削液的能力,掌握机械制造工艺的基本理论知识、机床夹具的基本原理、设计方法解算尺寸链等知识,初步分析和处理与切削加工过程中有关的工艺技术问题。

        通过生产实习、实验等实践环节,熟悉制订工艺规程的原则、步骤和方法,对一般机械零件,具备制定机械加工工艺规程和装配工艺的能力;初步具备综合分析机械制造过程中提高产品质量和生产率、降低生产成本等方面问题的能力;对制造技术的新发展有一定的了解。

        4、数控编程与加工

        使学生了解数控编程方法,熟悉数控编程指令,能够对需要编程的机械零件进行必要的工艺分析和轨迹计算,完成零件加工的手工编程和机床操作及加工工作。了解CAD/CAM基本概念,并对现代加工技术有一个概貌性的了解。

        重点内容:零件的数控加工工艺、手工编程、自动编程以及图形编程的原理和实践。通过课程讲解、实验实训等实践环节,使学生掌握数控车床、数控铣床、加工中心以及数控电火花线切割加工机床的零件加工编程技术等,使学生能熟练正确地编制中等复杂程度零件的加工工艺和加工程序。

        实训环节:数控车床编程和加工操作实训;数控铣床及加工中心编程和加工操作实训;电火花、线切割机床的操作、编程实训。

        实训要求:能完成中等复杂零件的从零件图纸到成品的加工工艺、编程、加工操作全过程。

        模具设计与制造专业专业课

        1、塑料模具设计

        本课程是核心专业课程之一,主要讲授塑料模具的设计流程和模具结构,塑料的特性和成型原理、掌握模具的合模和开模动作、塑料件模具结构设计等。

        通过本课程的学习,掌握塑料的基本概念、热塑料的成形加工性能、热塑料制品设计的基本原则,注射成型模具的基本结构及分类、注射成型模具零部件的设计、浇注系统设计等知识,能够完成塑料模具的设计任务以及维护等。

        实训要求:设计、加工、装配、维修。

        2、冲压模具设计

        通过本课程学习,使学生掌握冲压件的结构工艺性及设计、冲压模具设计、冲压工艺设计、冲裁工艺、精密冲裁、弯曲、拉伸及其他成形工艺设计、汽车覆盖件冲压工艺设计、冲模分类、特点、用途,单工序模设计、复合模设计、连续模设计、精冲模设计、覆盖件模具设计、硬质合金冲模设计等知识,掌握冲压模具标准化,冲模术语及冲模技术条件,冲模标准零件,相关国家、国际标准等。

        实践环节:冷冲模的设计、加工、装配、维护,冲压成型工艺的设计与实施。

        3、模具CAD/CAM技术

        CAD/CAM是实现信息处理高度一体化、提高设计制造质量和生产率最佳方法的新技术。通过本课程的学习,使学生能够初步掌握利用计算机来完成多品种模具产品的设计与制造的能力。

        主要内容:CAD/CAM的总体结构、硬件系统、软件系统;机械产品造型设计CAD、计算机辅助制造(CAM)和成组技术(GT);计算机辅助工艺过程设计(CAPP)技术;模具设计CAD等关键技术。

        (1)以实际产品为主线,培养学生做实际产品、满足岗位要求的能力,培养学生掌握三维实体造型、模具设计,数控自动编程一体化技术的能力。

        (2)巩固学生在冷冲模、塑料模、压铸模设计中模具结构设计、模具零件材料以及模架和其他标准件设计等方面的基本专业知识。

        (3)熟练掌握三维造型软件Pro/E等软件在模具设计中的应用。包括三维实体模型建立模具装配模型,设计分型面、浇注系统及冷却系统,生成模具成型零件的三维实体模型,掌握塑料模具核心部分的设计工作。

        (4)熟练掌握数控编程软件CimatronE、MasterCAM软件在模具设计中的应用,生成模具产品的数控程序。

        先修课程:微机原理与应用、机械制造基础、机械设计基础。

        实训软件选用:MasterCAM、Pro/E、CimatronE、CAXA等。

        实训设备:数控机床等。

        实践环节:课程设计、模具设计与数控加工CAM技术应用等。

        4、模具制造工艺

        本课程是模具设计与制造专业的一门主干专业课程,也是一门实践性很强的课程。

        主要内容:冲压工序与冲模分类、冲压设备简介;冲裁模设计、弯曲模设计、拉深模设计及成形模设计;塑料的基本知识、塑件设计;注射模、压注模及压注模设计要点;模具的机械加工、电火花加工;冲模的装配与调整。

        课程任务:使学生具备中等专门技术人才和高素质劳动者所必须的模具制造工艺的基本知识和技能:具备处理模具制造中一般工艺技术问题的能力;掌握冷冲压模具和塑料模具零件的加工工艺过程的编制及模具装配的工艺方法,解决一般性技术难题;掌握模具制造的新技术、新工艺,了解模具制造技术的发展方向。本课程主要讲授模具加工的基础理论和加工方法,模具零件的机械加工工艺和特种加工工艺,以及模具装配工艺。

        通过本课程的学习,学生应达到以下基本要求:

        (1)掌握模具制造的基础知识,熟悉模具的加工工艺及装配工艺;

        (2)具有编制中等复杂模具零件制造工艺规程和分析、解决一般技术难题的能力;

        (3)了解模具制造的各种方法、原理和特点;

        (4)掌握模具制造的新工艺、新技术,了解模具制造技术的发展方向。

        先修课程:机械制图、工程力学、机械制造基础等。

        实践环节:注塑成形、冲压成形、模具制造实训。

        模具设计与制造专业选修课

        1、音乐与绘画

        通过本课程的学习,可以陶冶学生的艺术修养,培养学生的艺术素质,并且在系统的训练过程中,培养学生正确的观察方法和造型能力,为今后的全面发展奠定良好的基础。

        2、大学生就业与创业指导

        目的要求:通过本课程的学习,使毕业生树立正确的择业观并调适在择业过程中可能出现的矛盾心理;掌握一定的求职技巧并转换角色、适应社会发展对人才的需求;了解就业政策,更好地利用就业指导机构指导自身就业。

        主要内容:我国当前的就业形势、大学生就业政策、就业观念、就业准备、职业选择、择业技巧、创业环境与创业机会、择业过程中各主要环节的把握、创业者应具备的素质与能力等。

        3、演讲与写作

        本课程的开设目的是:使学生通过学习,加深对语言的社会本质和交际功能的认识,提高运用祖国语言文字的实际能力,特别是言语交际的实际能力,同时,通过对写作的强化练习,使学生系统地掌握常用应用文体文章的写作理论知识和方法,提高学生在学习、工作和日常生活中实际应用各种文体的写作能力。

        模具设计与制造专业的重要性

        进入富裕社会的原动力

        社会要发展,必须依靠先进的生产力,而推动先进制造技术生产力发展的原动力的代表就是“模具”——一个代表先进制造技术生产力发展工艺装备,一个被誉为“工业之父”,永不落伍的装备行业。我们可以从下述的工业发达国家对“模具”的称谓,了解到模具在社会经济发展和工业领域中的地位——模具是进入富裕社会的原动力(日本),模具是金属加工中的帝王,是磁力工业(欧美)。

        神奇的“模具”必然受到企业的重视,使模具设计与制造专业成为制造业中人才需求量较大的专业之一,并且其专业人才也具有较好的收入。2006年,上海人才市场曾经发布过这样一则消息:年薪20万人民币招博士易,但求一模具技师难。

        模具技术的每一次进步,不仅推动了生产力的发展,还大大丰富了生产资料。且不说我国商周时期精美绝伦的青铜器、汉魏时期的钢铁器、唐宋时期的金银器,且不说古代人们用的各种度量仪器、各种汤勺、钱币,大到鼎炉、编钟等制品闪耀着“模具”的光彩,在现代化的工业生产中,模具更展现出其独领风骚的魅力。60%~90%汽车、电子信息、电器、航空航天等行业产品,需要模具对组成它们的零件成型。现代模具能够成形小到比头发丝还要细小的、应用在微电子元器件上的芯片引脚;也可生产用于水轮发电机组中数米尺寸的定、转子片。采用模具生产制件,不仅能根据产品的要求制造出各种尺寸和形状零件,其尺寸精度和互换性高,而且生产效率高,适合大批量生产。

        模具设计与制造专业重点课程

        1. 制图的基本知识和基本技能

        重点:《机械制图》国家标准中线型和尺寸标注的一般规定。

        难点:绘制平面图形时,使用绘图工具和仪器准确绘制线型和标注尺寸。

        2. 投影法的基本知识

        重点:点、线、面的三面投影及其投影规律,基本立体的投影及在立体表面找点,求作截交线表达切割体,求作相贯线表达相贯体。

        难点:截交线的求作,相贯线的求作。

        3. 组合体

        重点:组合体三视图“长对正、高平齐、宽相等”的投影对应关系,画组合体三视图的方法,形体分析法和线面分析法读组合体三视图,组合体视图的尺寸标注。

        难点:线面分析法读组合体三视图,组合体视图的尺寸标注。

        4. 轴测图

        重点:正等测和斜二测轴测图绘制的基本要求。

        难点:圆及圆角正等轴测图的画法。

        5. 机件常用的表达方法

        重点:基本视图的选用,局部视图和斜视图的应用,剖视图的概念、画法、标注,剖视图的种类,剖切位置和剖切方法,断面图的概念、画法。

        难点:基本视图的选用原则,剖视图的标注方法,剖视图的种类和剖切方法的选择。

        6. 标准件与常用件

        重点:螺纹,螺纹紧固件及其连接。

        难点:螺纹紧固件连接画法。

        7. 零件图

        重点:零件图的视图选择,零件图的尺寸标注,极限与配合的概念及标注,表面粗糙度参数值的选用及标注,读零件图的方法,画零件图的要求。

        难点:零件图的视图选择方法,标注零件图尺寸时尺寸基准的选择,极限与配合的概念及应用,表面粗糙度参数值的选用。

        8. 装配图

        重点:装配图的视图表达,由零件图画装配图,由装配图拆画零件图。

        难点:由装配图拆画零件图的要求、方法。

        模具设计与制造专业考试课程

        模具设计与制造专业

        专业代号:080304

        一、课程设置及使用教材

        序号

        层次

        课程

        代号

        课 程 名 称

        学分

        教材名称

        教材主编

        备 注

        1

        03706

        思想道德修养与法律基础

        2

        《思想道德修养与法律基础》

        刘瑞复

        李毅红


          

        2

        03707

        毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论

        4

        《毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论》

        钱淦荣

        罗正楷


          

        3

        00018

        00019

        计算机应用基础

        计算机应用基础(实践)

        2

        2

        《计算机应用基础》

        杨明福


          

        4

        00022

        高等数学(工专)

        7

        《高等数学(工专)》

        吴纪桃

        漆毅

        推荐课程

        1学年课程

        5

        00699

        材料加工和成型工艺

        4

        《工程材料及成形工艺基础》(第3版)

        杨慧智


          

        6

        01548

        AutoCAD绘图

        4


          
          

        技能考核

        7

        01559

        模具CAD(PRO/E)

        5


          
          

        技能考核

        8

        01560

        模具CAD(UG)

        5


          
          

        技能考核

        9

        01561

        模具CAM(MASTERCAM/POWERMILL)

        5


          
          

        技能考核

        10

        01562

        冲压与塑料成型设备

        4

        《冲压与塑料成型设备》

        范有发


          

        11

        12

        02195

        02196

        数控技术及应用

        数控技术及应用(实践)

        3

        1

        《数控技术及应用》

        林其骏


          

        13

        02218

        冲压工艺及模具设计

        4

        《冲压工艺与模具设计》(第二版)

        成虹

        沟通课程

        14

        15

        02220

        02221

        塑料成型工艺与模具设计

        塑料成型工艺与模具设计(实践)

        4

        2

        《塑料成型工艺与模具设计》

        屈华昌

        沟通课程

        16

        17

        02230

        02231

        机械制造

        机械制造(实践)

        7

        1

        《机械制造》

        刘瑾

        沟通课程

        1学年课程

        18

        06918

        工程图学基础

        7

        《机械工程图学》

        胡建国


          

        19

        07743

        机械设计基础(一)

        6

        《机械设计基础》(第五版)

        杨可桢

        程光蕴

        沟通课程

        20

        01563

        模具设计与制造设计实习

        4


          
          

        技能考核

        总学分83学分

        二、实践性环节考核部分

        1.含实践的课程及实践所占学分

        序号

        层 次

        课程

        代号

        课 程 名 称

        学分

        1

        专科段

        00019

        计算机应用基础(实践)

        2

        2

        02196

        数控技术及应用(实践)

        1

        3

        02221

        塑料成型工艺与模具设计(实践)

        2

        4

        02231

        机械制造(实践)

        1

        2.技能考核课程:(01548)AutoCAD绘图、(01559)模具CAD(PRO/E)、(01560)模具CAD(UG)、(01561)模具CAM(MASTERCAM/POWERMILL)

        3.(01563)模具设计与制造设计实习

        四、新旧课程衔接

        序号

        原计划规定课程及代号

        新计划规定课程及代号

        课程代号

        课程名称

        课程代号

        课程名称

        1

        0001

        0002

        0003

        马克思主义哲学原理

        邓小平理论概论

        法律基础与思想道德修养(任选二门)

        03706

        03707

        思想道德修养与法律基础

        毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论

        2

        0004

        0005

        毛泽东思想概论

        马克思主义政治经济学原理

        03708

        03709

        中国近现代史纲要

        马克思主义基本原理概论

        3

        2314

        模拟电路与数字电路

        04730

        电子技术基础(三)

        注:只通过(0001)马克思主义哲学原理和(0002)邓小平理论概论2门课程中一门的考生,须参加(03706)思想道德修养与法律基础课程的考试;只通过(0003)法律基础与思想道德修养课程的考生,须参加(03707)毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论课程的考试。

        只通过(0004)毛泽东思想概论和(0005)马克思主义政治经济学原理2门课程中一门的考生,须参加(03708)中国近现代史纲要课程的考试。

        模具设计与制造专业教学内容

        1. 模具设计与制造专业绪论

        2. 制图的基本知识和基本技能

        《机械制图》国家标准的一般要求,绘图工具和仪器的使用,绘图的基本方法。

        3. 投影法的基本知识

        点、线、面的投影,基本立体的投影,切割体的投影,相贯体的投影。

        4. 组合体

        组合体三视图基本知识,画组合体三视图,读组合体三视图,组合体视图的尺寸标注。

        5. 轴测图

        轴测图的基本知识,绘制正等测和斜二测图的基本方法。

        6. 机件常用的表达方法

        视图,剖视图的概念、画法和标注,剖视图的种类,剖切位置和剖切方法,断面图,局部放大图、简化画法和其他规定画法。

        7. 标准件与常用件

        螺纹,螺纹紧固件及其连接,键连接、销连接,滚动轴承,齿轮,弹簧。

        8. 零件图

        零件图的作用与内容,零件图的视图选择,零件图的尺寸标注,极限与配合,表面粗糙度与形位公差,零件常见结构,读零件图、画零件图。

        9. 装配图

        装配图的作用与内容,装配图的视图表达,装配图中的零、部件序号和明细栏,装配结构,由零件图画装配图,由装配图拆画零件图。

        模具设计与制造专业就业前景

        模具行业是制造业的基础,大至汽车、小至玩具,其制作均源于一系列大小模具。某报纸曾报道:“从广州市劳动部门获悉,珠江三角洲地区的模具产业规模约占全国1/3左右,但模具工缺口已经超过10万。模具工业是机械制造的主要产业之一,也是国家鼓励外商投资的一大产业。随着入世后制造业中心向中国转移,模具产业有望迎来30%的增长。” 广东省模具工业协会有关人士指出,全省模具企业已有60000家以上,对模具专业技术人才,尤其是高级的模具专业人才需求很大。2002年,模具高级班毕业生月薪均达3000元以上,工作几年后,月工资涨到8000元不成问题。 如模具设计和模具制造的技术人才一般月薪3000元左右,数控技术人才3500元左右,如熟悉设计、加工、造型整个操作过程的高级技术人才月薪高达5000元以上,而技能突出的月薪超过万元也是常见。

        模具分为五金模和塑胶模,是指能生产出具有一定形状和尺寸要求的零件的一种生产工具,也就是通常人们所说的模子。比如手机、玩具、电视机、汽车、飞机等各种产品的外壳和所有零部件的生产都离不开模子。模具是工业之母,是制造行业的基础。因此,模具专业技术人才的就业前景相当广阔。

        据劳动部门统计:全国各地特别是上海、广东沿海经济特区机械技术类人才的需求呈明显上升的趋势。在广东全省模具企业就有60000家以上,模具技工缺口达80万人左右,对全国而言缺口更大,因许多企业难以招聘到技术过硬的中高级模具技术人才,所以模具人才的工资待遇也越来越高。

        模具设计与制造专业岗位要求

        毕业生任职岗位:

        1、从事冷冲压及塑料制品的生产工艺规程制定与实施及现场管理。

        2、从事冷冲模、塑料模等模具的设计、制造、安装、调试、维修工作。

        3、能熟练使用UG软件完成模具的CAD/CAM工作。

        4、从事冲压及塑料新产品的开发工作。

        5、从事模具设计与制造技术管理工作。

        应具备的专业能力要求:

        (1)掌握机械加工及装配的常规工艺技术知识,了解本专业的先进技术及其发展动向。

        (2)掌握UG三维产品设计和工程图生成技术,能阅读和草绘机械加工零件图和产品装配图,正确标注尺寸等技术要求。

        (3)掌握本专业所必需的机械设计基础理论知识,初步掌握机械工程材料及成型技术的基本知识。

        (4)能用UG软件完成对模具的设计、分析、制造、装配。

        (5)掌握机、电、液技术在设备及装备中的应用技术知识。

        (6)掌握计算机在专业应用方面的基本知识。

        (7)了解企业管理及技术经济分析的基本知识。

        模具设计与制造专业深造领域

        模具加工方向:①模具加工生产组织;②模具数控编程加工;③模具三维设计;④产品开发三维设计。其他技术类方向:生产管理、物流管理、设备管理、质量管理、项目管理以及产品开发、汽车工业、机械制造工艺师、CNC工程师等。

        模具设计与制造专业将教会我们如何将金属、塑料等材料变为我们需要的工业产品和日常生活中的制品,教会我们如何设计模具,怎样将设计好的模具制造出来,又怎样在模具中成型及成型材料的工艺性。随着“模具是进入富裕社会的原动力,是黄金”的认识深入人心以及制造业在我国的蓬勃发展,模具专业越来越多地受到考生的关注,这也是来该专业学子走俏的原因。

        模具设计与制造专业有什么理由吸引考生去填报呢?相信大家很清楚,我国正在成为国际的制造中心,成为制造业大国,而模具是各种产品大批量生产的基础装备,没有模具就不能实现批量生产,提高产品质量、降低成本。一个国家从制造大国走向制造强国,模具在其中扮演着十分重要的角色。日本是世界经济和工业强国,他能在第二次世界大战中很快从废墟中崛起,很大程度是因为他在上世纪五十年代的工业振兴纲要中,把模具作为其核心发展的战略目标,促进其工业、国民经济的振兴和发展。我国制造业发展速度很快,原因之一也是我国在“九五”规划到“十一五”规划中,都把模具列为重点发展的基础工业和重点扶持产业,产业的发展极大地推动该产业及其相关产业链的人才的需求。

        模具设计与制造专业被列为国家紧缺人才需求的专业,其毕业生几乎不为找工作发愁。拿我所在的学校来说,模具专业是西部高职高专中惟一的“示范专业”,四川省精品专业,学校的龙头专业,也是学校就业率最高专业之一。该专业毕业生一般都是在制造业内从事生产技术、管理、营销,或生产第一线从事先进数控机床操作,毕业生的主要走向是沿海的经济特区和内地的经济特区,企业对毕业生的评价是能力强、上手快。2006年,到学校要该专业毕业生的岗位与毕业生人数比为1.3:1,可以说,是学生在挑企业,而不是企业挑学生。

        模具行业涉及的产业面很宽,比如金属产品制造业、塑料产品制造业、橡胶产品制造业、陶瓷产品制造业、玻璃产品制造业及各种包装产品。同时,模具技术集设计、制造、产品造型、软件应用为一体,集先进制造技术运用为一体。不难看出,模具设计与制造专业的就业面很广,社会需求很大。

        模具设计与制造专业培养方案

        1、对所设计模具之产品进行可行性分析,以电脑机箱为例,首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组立分析,即我们工作中所说的套图,确保在模具设计之前各产品图纸的正确性,另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性,以确定重点尺寸,这样在模具设计中很有好处的,具体的套图方法这里就不做详细的介绍了。

        2、在产品分析之后所要进行的工作,对产品进行分析采用什么样的模具结构,并对产品进行排工序,确定各工序冲工内容,并利用设计软件进行产品展开,在产品展开时一般从后续工程向前展开,例如一产品需要量五个工序,冲压完成则在产品展开时从产品图纸开始到四工程、三工程、二工程、一工程,并展开一个图形后复制一份再进行前一工程的展开工作,即完成了五工程的产品展开工作,然后进行细致的工作,注意,这一步很重要,同时需特别细心,这一步完成的好的话,在绘制模具图中将节省很多时间,对每一工程所冲压的内容确定好后,包括在成型模中,产品材料厚度的内外线保留,以确定凸凹模尺寸时使用,对于产品展开的方法在这里不再说明,将在产品展开方法中具体介绍。

        3、备料,依产品展开图进行备料,在图纸中确定模板尺寸,包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等,注意直接在产品展开图中进行备料,这样对画模具图是有很大好处的,我所见到有很多模具设计人员直接对产品展开图进行手工计算来备料,这种方法效率太低,直接在图纸上画出模板规格尺寸,以组立图的形式表述,一方面可以完成备料,另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作,因为在绘制各组件的工作中只需在备料图纸中加入定位、销钉、导柱、螺丝孔即可。

        4、在备料完成后即可全面进入模具图的绘制,在备料图纸中再制一份出来,进行各组件的绘制,如加入螺丝孔,导柱孔,定位孔等孔位,并且在冲孔模中各种孔需线切割的穿丝孔,在成型模中,上下模的成型间隙,一定不能忘记,所以这些工作完成后一个产品的模具图差不多已完成了80%,另外在绘制模具图的过程中需注意:各工序,指制作,如钳工划线,线切割等到不同的加工工序都有完整制作好图层,这样对线切割及图纸管理有很大的好处,如颜色的区分等,尺寸的标注也是一个非常重要的工作,同时也是一件最麻烦的工作,因为太浪费时间了。

        5、在以上图纸完成之后,其实还不能发行图纸,还需对模具图纸进行校对,将所有配件组立,对每一块不同的模具板制作不同的图层,并以同一基准如导柱孔等到进行模具组立分析,并将各工序产品展开图套入组立图中,确保各模板孔位一致以及折弯位置的上下模间隙配合是否正确。

        模具(4张)模具图展示

        挤出模具挤出模具

        挤出模具产品简介

        挤出模具可以用一个比喻来形容:把打气筒的底板上抠上一个拐尺形的空洞,把出气口堵死,抽出活塞,筒内装上黄泥,插上活塞悬空“打气”,就可以得到一根挤出的“三角铁”。这个打气筒就是挤出模具。实际上挤出模具与这个差不多,强度高,用粉末冶金的硬质合金做“底板”,用液压机“打气”。

        挤出模具模具

        工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。

        天津模具应用介绍

        模具 工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。 简而言之,模具是用来成型物品的工具,这种工具由各种零件构成,不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。 Industrial production mold for injection molding, blow molding, extrusion, casting or forging forming, smelting, stamping, stretching method get all kinds of molds and tools required products. In short, mold is used to shape objects tools, this tool is composed of various components, different mould from different parts. It mainly through the processing molding material physical state changes to achieve the object shape.

        防盗门模具模具定义

        模具 mújù

        (mold; mould; die; tooling;matrix; pattern) 工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。

        防盗门模具模具简单分类

        防盗门模具按所成型的材料的不同分类

        ,模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为:铸造模具(有色金属压铸,钢铁铸造)、和锻造模具等;非金属模具也分为:塑料模具和无机非金属模具。

        防盗门模具按照模具本身材料的不同分类

        ,模具可分为:砂型模具,金属模具,真空模具,石蜡模具等等。其中,随着高分子塑料的快速发展,塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为:注射成型模具,挤塑成型模具,气辅成型模具等等。

        大规模生产的非钣金钢件——冷镦、模锻、金属模等

        钣金出料——热轧、冷轧、热卷、冷卷

        钣金加工——拉深、涨型、折弯,冲孔,落料

        有色金属——压铸,粉末冶金

        塑料件——注塑、吹塑(塑料瓶),挤塑(管件)

        防盗门模具模具其他分类

        合金模具

        钣金模具

        塑料模具

        冲压模具

        铸造模具

        挤出模具

        压铸模具

        汽车模具

        滚丝模具

        其他模具

        防盗门模具模具材料

        模具材料最重要的因素是热强度和热稳定性,常用模具材料:工作温度 成形材料 模具材料1000℃ 镍合金 铜基合金模具

        防盗门模具模具生产的流程

        模具就是一个模型,按照这个模型做出产品来,但是模具是怎样生产出来的呢,可能除了模具专业人士大多数回答不出来.模具已经在我们生活当中起了不可替代的作用,我们的生活用品大部分离不开模具,如,电脑,电话机,传真机,键盘,杯子等等这些塑胶制品就不用说了,另外像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出来的,光一个汽车各种各样的模具就要用到2万多个.所以说现代生活模具的作用不可替代.只要批量生产就离不开模具,至少在最近50年内离不开。

        那么模具是怎样做成的呢?

        下面对现代模具生产流程做一个简单的介绍。

        1)ESI(Earlier Supplier Evolvement 供应商早期参与):此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开发等方面的技术探讨,主要的目的是为了让供应商清楚地领会到产品设计者的设计意图及精度要求,同时也让产品设计者更好地明白模具生产的能力,产品的工艺性能,从而做出更合理的设计。

        2)报价(Quotation):包括模具的价格、模具的寿命、模具的交货期。

        3)订单(Purchase Order):客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受。

        4)模具生产计划及排工安排(Production Planning and Schedule Arrangement):此阶段需要针对模具的交货的具体日期向客户作出回复。

        5)模具设计(Design):可能使用的设计软件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等

        6)采购材料

        7)模具加工(Machining):所涉及的工序大致有车、锣(铣)、热处理、磨、电脑锣(CNC)、电火花(EDM)、线切割(WEDM)、坐标磨(JIG GRINGING)、激光刻字、抛光等。

        8)模具装配(Assembly)

        9)模具试模(Trial Run)

        10)样板评估报告(SER)

        11)样板评估报告批核(SER Approval)

        防盗门模具模具的基本设计原理

        因为不同的成型模具已应用很多领域,加之专业模具的制造技术在这些年也有了一定的变化发展,因此在这部分,总结了真空吸塑成型模具的一般设计规则。

        真空吸塑成型模具的设计包括了批量大小、成型设备、精度条件、几何形状设计、尺寸稳定性及表面质量等内容。

        防盗门模具批量的大小实验用

        ,模具产量小时,可采用木材或树脂进行制造。但是,如果实验用模具是为了获得制品有关收缩、尺寸稳定性及循环时间等的数据时,应该使用单型腔模具来实验,且能保证其能在生产条件下运用。 模具一般用石膏、铜、铝或铝-钢合金制造,很少用到铝-树脂。

        防盗门模具几何形状设计

        ,设计时,经常要综合考虑尺寸稳定性及表面质量。例如,制品设计和尺寸稳定性要求采用阴模,但是表面要求光泽度较高的制品却要求使用阳模,这样一来,塑件订购方会综合考虑到这两点,以使制品能在最佳条件下进行生产。经验证明,不符合实际加工条件的设计往往是失败的。

        防盗门模具尺寸稳定

        在成型过程中,塑件与模具接触的面要比离开模具部分的尺寸稳定性更好。如果日后由于材料刚度的需要要求改变材料厚度,可能导致要将阳模转换为阴模。塑件的尺寸公差不能低于收缩率的10%。

        防盗门模具塑件表面

        就成型材料能够包住的范围而言,塑件可见面的表面结构应在与模具接触处成型。如果可能的话,塑件的光洁面不要与模具表面接触。就像采用阴模制造浴盆和洗衣盆的情况。

        防盗门模具修饰

        , 如果使用机械式水平锯锯掉塑件的夹持边,在高度方向上,至少要有6~8mm的余量。其他的修整工作,如磨削、激光切削或射流,也必须留有余量。刀口模切割线间的间隙最小,冲孔模修整时的分布宽度也很小,这些都是要注意的。

        防盗门模具收缩和变形

        塑料易收缩(如PE) ,有些塑件易变形,无论如何预防,塑件在冷却阶段都会发生变形。在这种条件下,就要改变成型模具的外形来适应塑件的几何偏差。例如:尽管塑件壁保持平直,但其基准中心已偏离10mm ;可以抬高模具底座,以调整这种变形的收缩量。

        防盗门模具收缩量

        在制造吸塑成型模具时一定要考虑到下列的收缩因素。 ① 成型制品收缩。如果不能清楚地知道塑料的收缩率,则必须取样或用相似形状的模具通过试验来得到。注意:通过这种方法只能得到收缩率,不能得到变形尺寸。 ② 中间介质的不利影响造成的收缩,如陶瓷、硅橡胶等。 ③ 模具所用材料的收缩,如铸造铝时的收缩。

        防盗门模具模具的修补

        据不完全统计,机械加工行业中每年模具的消耗量价值是各种机床总价值的五倍,可显而知,机械、冶金、轻工、电子等行业中模具市场是如此的巨大。又如:在冶金行业,每年仅热轧轧辊消耗量就在三十万吨以上,热轧辊价值占钢材生产成本的5%以上。模具的大量消耗,不仅直接增加生产成本,而且因频繁更换工模具而造成大量生产线频繁停产越成更大的经济损失。

        模具的失效事实上均因其表层局部材料磨损等原因而报废,而且模具的加工周期很长、加工费用极高(尤其是精密复杂模具或大型模具制造加工费高达数十万元乃至数百万元)。因此,对模具真正承受磨损作用的特定部位进行表面强化,以大幅度延长、提高工模具的使用寿命,无疑是一种具有重要经济意义的方法。另外,大多数模具只因表面很薄一层材料被磨损后即失效报废,因此,只须对模具及关键金属零部件表面磨损局部区域进行修复,并在修复过程中把模具表面真正实际承受磨损的表面涂上一层高硬度高耐磨金属层,就可“变废为宝”,不仅使模具得到修复,修复后的模具的使用寿命还将较原模具大幅度提高,经济效益巨大(例如:修复一根电厂电机大型轴包括各种准备时间在内用微束冷焊机也仅需数天时间,但可创造上百万元的经济效益)。

        模具修补机是修复模具表面磨损、加工缺陷的高新设备。模具修补机的原理是利用高频电火花放电原理,对工件进行无热堆焊,来修补金属模具的表面缺陷与磨损,主要特点是热影响区域小,模具修复后不会变形、不退火、无应力集中、不出现裂纹,保证了模具的完好性;也可以利用它的强化功能对模具工件进行表面强化处理,实现模具的耐磨性、耐热性、耐蚀性等。

        模具修补机强化模具寿命长,经济效益好。可以应用各种铁基合金(碳钢、合金钢、铸铁)等、镍基合金等各种金属材料模具及工件的表面强化及修复并大幅提高使用寿命。

        防盗门模具应用范围

        :机械、汽车、轻工、家电、石油、化工、电力等工业装备制造部门及使用部门,航空发动机关键耐磨件、热挤压模具、温挤压膜具、热锻摸、轧钢滚动导卫、轧辊、汽车发动机凸轮轴等零件及模具

        防盗门模具中国模具行业几大区域

        近年来,模具行业迅猛发展,其地域分布特色也日渐成形。从地区分布来看,以珠三角、长三角以及安徽等地发展较快。

        防盗门模具广东

        广东是中国现在最主要的模具市场,而且还是中国最大的模具出口与进口省。全国模具产值有40%多来自广东,而且模具加工设备数控化率及设备的性能、模具加工工艺、生产专业化水准和标准程度领先国内其它省市。

        在全国排序前10名的企业中,广东占有5家,世界最大的模架供货商和亚洲最大的模具制造厂都在广东。

        随着广东工业产业结构进一步优化,石化、汽车、高新技术等多个产业的发展都对广东的模具制造提出了更高要求。未来几年广东的模具制造将日趋精密、复杂。

        防盗门模具上海

        上海现有模具企业1500余家,从业人员7万多人,年产值近100亿元,年平均增长率超过20%。到2010年总产值将达到200亿元左右;进口额从现在的2.9亿元基础上压缩30%,将为行业增加7亿元左右产值,出口额达到1.3亿美元,又将为行业增加6亿元产值。

        上海模具产业将面向6大产业和重点行业,特别是信息(IT)产业和汽车行业,大力发展IT行业的精密镁合金压铸模、精密注塑模;汽车业的覆盖件模具、大型零件压铸模、精密冲压件多任务位级进模。2010年,IT行业的模具实现85%国产化,汽车模具实现90%国产化。

        防盗门模具浙江

        浙江省模具工业主要集中在宁波市和台州市,宁波市的宁海、余姚、慈溪及鄞州主要生产塑料模具,北仑以压铸模为主,象山和舟山以铸造和冲压模具为主。台州市主要模具生产企业集中在黄岩和路桥,塑料模具占大多数。

        浙江模具工业具有一些明显的特点。一是模具生产企业几乎都是私营企业;二是模具企业相对集中,已形成模具市场;三是模具在可满足不同层次用户需求的同时,高水平的模具快速发展,并已占有较大比例;四是通过多次创业,已涌现出了一批高素质的骨干重点企业;五是已自然形成专业化分工,主要企业特色明显;六是模具工业发展对当地和周边地区工业发展的拉动作用明显。

        防盗门模具江苏

        江苏苏州有各类模具厂1000多家,模具加工点1000多个,模具年销售额约50亿~60亿元,模具业成为该市新兴工业之一。

        日本、韩国、新加坡、德国、荷兰、美国及我国台湾、香港地区的独资、合资企业很多,民营模具企业也不少;苏州兰佩铸造、远轻模具等企业主要生产汽车发动机及轮毂等部件压铸模和铸模,昆山中大模架、昆山精密模具标准件、昆山华星模具导向件等企业专业生产各种大型模架、模具导向件、模具弹簧等标准件。

        防盗门模具安徽

        安徽省拥有一批国内知名度较高的模具产品,如洗衣机和空调器大型腔注塑模、电冰箱吸塑发泡模、电机定转子叠片高速级进冲模等,有的市场占有率高达30%以上;汽车结构件和内饰件模具已稳定用于上海大众新车型开发;橡胶轮胎模具被国内各大轮胎企业认可;模具标准件、模具材料基地也已形成。

        一批有活力的民营模具企业正在崛起,模具制造的聚集区域正在形成。滁州市已成为冰箱吸塑发泡模具的重要制造基地;宁国市是橡胶模具的聚集区;宣州市和芜湖市以薄板冲压模具为主,是汽车零部件的重要制造和供应基地;蚌埠市的厚板冲压级进模独具特色;合肥市在注塑模、汽车模具和快速制模上有一定优势。

        防盗门模具模具-机械制造

        模具设计制作的要求是:尺寸精确、表面光洁;结构合理、生产效率高、易于自动化;制造容易、寿命高、成本低;设计符合工艺需要,经济合理。

        模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素。模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模,还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失,可采用多型腔模具,在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。在大批量生产中应采用高效率、高精度、高寿命的模具。

        冲压模应采用多工位级进模,可采用硬质合金镶块级进模,以提高寿命。在小批量生产和新产品试制中,应采用结构简单、制造快、成本低的简易模具,如组合冲模、薄板冲模、聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌合金模、超塑性合金模等。模具已开始采用计算机辅助设计(CAD),即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行最优化设计。这是模具设计的发展方向。

        模具制造按结构特点,分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。冲裁模利用凸模与凹模的尺寸精确配合,有的甚至是无间隙配合。其他锻模如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模,用于成形立体形状的工件。型腔模在长、宽、高 3个方向都有尺寸要求,形状复杂,制造困难。模具生产一般为单件、小批生产,制造要求严格、精确,多采用精密的加工设备和测量装置。

        平面冲裁模可用线切割加工初成形,再用成形磨削,坐标磨削等方法进一步提高精度。成形磨削可用光学投影曲线磨床,或带有缩仿、修打砂轮机构的平面磨床,也可在精密平面磨床上采用专用成形磨削工具磨削。坐标磨床可用于模具的精密定位,以保证精密孔径和孔距。也可用计算机数控 (CNC)连续轨迹坐标磨床磨削任何曲线形状的凸模和凹模。 型腔模多用数控加工中心、电火花加工和电解加工。电火花加工中增加三向平动头装置,可提高型腔的加工质量。电解加工中增加充气电解可提高生产效率。

        计算机数控多轴铣床加工、坐标磨削和加工中心机床,是型腔模加工的重要设备。型腔的表面研磨和抛光一般采用电动或风动工具,配以各种研磨、抛光轮和研磨膏粉,也可采用超声波研磨、挤压珩磨、化学抛光等方法。三坐标测量机和光学投影比较仪是模具制造中常用的精密测量设备。

        防盗门模具模具维护与保养

        1:模具长时间使用后必须磨刃口,研磨后刃口面必须进行退磁,不能带有磁性,否则易发生堵料。

        2:弹簧等弹性零件在使用过程中弹簧最易损坏,通常出现断裂和变形现象。采取的办法就是更换,在更换过程中一定要注意弹簧的规格和型号,弹簧的规格和型号通过颜色、外径和长度三项来确认,只有在三项都相同的情况下才可以更换。

        3:模具使用过程中冲头易出现折断、弯曲和啃坏的现象,冲套一般都是啃坏的。冲头和冲套的损坏一般都用相同规格的零件进行更换。冲头的参数主要有工作部分尺寸、安装部分尺寸、长度尺寸等。

        4:紧固零件,检查紧固零件是否松动、损坏现象,采取的办法是找相同规格的零件进行更换。

        5:压料零件如压料板、优力胶等,卸料零件如脱料板、气动顶料等。保养时检查各部位的配件关系及有无损坏,对损坏的部分进行修复,气动顶料检查有无漏气现象,并对具体的情况采取措施。如气管损坏进行更换。

        模具检测仪介绍

        模具简介 : 模具是用来成型物品的工具,这种工具由各种零件构成,不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工模具,是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。按所成型的材料的不同,模具可分为金属模具和非金属模具。因此对模具行业的日益发展和模具设计制作的要求以及在选材过程中的原则,研发的三坐标测量机专门应用于模具行业的检测。

        模具检测仪MMF系列采用增加相位扫描干涉技术,是专为准确测量表面轮廓、粗糙度、台阶高度和其他表面参数而设计的微纳米测量系统,,为韩国SAMSUNG全球唯一指定供应商,LPL友好俱乐部成员,清华大学,台湾大学,首尔大学友好合作伙伴。

        模具检测仪基本信息

        品牌:

        3dfamily

        型号:

        MMF1086

        操作方式:

        自动

        功能:

        检测、观察、分析

        精度 :

        1nm


          
          

        其它型号:

        MMF654 MMF875

        模具检测仪产品特点

        1、非接触式测量:避免物件受损。

        2、三维表面测量:表面高度测量范围为1nm-200μm。

        3、多重视野镜片:方便物镜的快速切换。

        4、纳米级分辨率:垂直分辨率可以达到0.1nm。

        5、高速数字信号处理器:实现测量仅需要几秒钟。

        6、扫描仪:采用闭环控制系统。

        7、工作台:气动装置、抗震、抗压。

        8、测量软件:基于windows 操作系统的用户界面,强大而快速的运算。

        模具检测仪技术参数

        机型

        MMF1086

        工作台

        尺寸

        350mm×350mm

        倾斜度

        ±3 °

        测量行程

        X:200mm Y:200mm

        Z轴行程

        100mm

        运动方式

        自动,马达驱动

        扫描速度

        30μm/sec

        垂直分辨率

        0.1nm

        CCD

        黑白CCD,640×480 像素

        物镜安装架

        手动5个位移的可定位夹具

        镜头选配

        镜头:5×、10×、20×、50×

        模具检测仪应用领域

        1、TFT产业

        2、半导体

        3、MEMS

        4、高校科研

        5、精密加工

        模具检测仪附件

        水准测量器、旋转台、CCD、镜头、LED光源、扫描控制盒、PZT传感器、光源控制器等

        模具检测仪模具的电蚀与预防

        模具检测仪

        精密测量仪器二次元与三坐标在工业生产中有着广泛的应用,其中模具的检测更是二维影像测量仪和三坐标测量机的经典应用,要想明白二次元影像测量仪和三次元测量仪在模具检测中的相关应用,我们就要对模具的基本知识有所了解,这样就能更好的使用二次元影像仪与三坐标测量仪来进行检测。

        模具检测仪什么是电蚀

        常被制模业忽视的一种腐蚀叫电蚀,通常被人们误当作电解作用。电蚀指的是两种不同的金属在一种腐蚀性电解液中耦合时所产生的损害。出现这种情况时,反应中惰性(不太能抵抗这种腐蚀)差的金属变为阳极(正极),它此时腐蚀的速度要比金属平时腐蚀的速度快得多;而惰性好的金属变成阴极(负极),它此时腐蚀的速度要比金属平时腐蚀的速度慢得多。

        模具检测仪电蚀的产生原理

        当一个制件开始腐蚀的速度比你预料的还要快、不能与你的工作很好配合时,你可能会思考这个问题。电蚀发生的可能原因有多个。金属的惰性需要考虑,因此排除故障的最佳起点便是基质金属。如果你长时间使用一种模具,并且经过多次加工、再加工,这时你使用的可能不止一种金属——很像是在生产一种电池。另一点需要考虑的是处理工具时所用的电镀槽的纯度。假如你将一个铝质制件置入一个电镀槽中,而槽中漂浮着处理上个工件时遗留的一些铜碎料,其中一些碎料被电镀在要处理的工件上。一旦发生了这种事情,如果待处理工件的惰性不如铜的话,工件便会开始腐蚀。之所以会这样是因为电解液中出现了两种不同的金属。在这样的环境下,铜碎料和金属制件便会通过电镀液发生电蚀。

        模具检测仪如何预防电蚀

        ● 避免接触电镀桌上的另一种不同的金属;

        ● 电镀槽中的电镀液要过滤洁净;

        ● 观察制件上是否有可能暴露原材质的瑕疵或缺陷;

        ● 不要等到已无法挽救时再研究腐蚀是什么。要切记安全永远比后悔好。

        模子基本介绍

        【拼音】mú zǐ(mú zi)

        【释义】

        2.[die]:模具,常指金属铸型或锻压用阴模。

        鞋模鞋底模具

        运动鞋的走向已经不只是重视造形设计与流行性,功能与舒适性也已经成为重点之一。尤其是鞋底的部分,各大名牌运动鞋厂商纷纷不遗余力地投入研发创新的工作。 鞋底模具厂因此面对鞋型自由曲面变化、产品生命周期缩短,与提升品质等需求;而为能达到市场需求,势必要在鞋底模具的设计与制造技术上大幅提升。

        运动鞋鞋底材质一般有:RB(橡胶)、RS(发泡橡胶)、TPR(热塑性弹性体)、EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物,含IMEVA射出一次成型EVA和CMEVA传统二次成型EVA)、PU、TR、BR、TPU、PVC等。由于现代科技不断发展,不少新型材料正被应用到鞋底研发中去。

        鞋底模具因材质不同而需要不同的设计。其中RB、EVA、TPR等几种主要材质的模具应用最为广泛。一般来说鞋模属于注塑(注射)模,也有一些例外,如CMEVA的制作过程是注射和冷压结合,还有部分是利用吹塑成型的。

        鞋模流程

        一、客户下单、签订合同、支付定金

        二、生产安排、具体技术要求

        三、鞋模设计

        四、采购材料

        五、木模加工(鞋模在设计阶段完成以后,通常以代木为原料加工一只全尺寸的木模用以确认及以后比对成品)

        六、铸造或NC加工

        七、机械加工,包括铣平面、钻孔等

        八、合模、修模

        九、试模

        十、咬花

        十一、交模、上线生产、回款

        鞋模鞋模设计

        鞋模设计是鞋模生产过程中极其重要的一个环节,按照诚尚鞋模工作室的培训课程,鞋模设计流程主要分为:

        一、开发取版,主要确定模口板、外形板、侧墙曲线等

        二、画2D工程图

        三、建3D模型

        四、编写CAM程式

        五、精雕加工木模

        六、木模修饰确认

        七、拆模,将不同材质分拆开,以便开模

        八、缩模,不同材质的收缩率不同,尤其是IMEVA的收缩率需要考虑其不同宽度厚度而设定不同的收缩率

        九、放全套量产

        十、加工全套生产木模

        鞋模设计过程中几个重要因素:

        一、模具材质、规格、重量、型腔数

        二、分模面的走向确定

        三、进料口及流道设计

        四、排气方式、排气孔或抽真空孔道的设计

        五、合模、锁模、定位的孔位

        鞋模设计学习完全过程

        一、

        1、认识AutoCAD2004、Cadkey2008、Cimatron it13.0、Rhino4.0等流行鞋模设计软件

        2、了解鞋底、鞋材、鞋模等概念、结构、生产流程 运动鞋的分类、运动鞋的构造、鞋底材料、模具材料、鞋模制造流程

        3、了解模具厂前段后段的一般流程,熟悉开发、2D、3D、编程的一般过程

        模具厂一般结构与流程、设计部分工与作业流程

        2D具体操作步骤(2D)、3D具体操作步骤(3D)

        4、专业名词和专业英语词汇

        鞋底结构、专业名词解释(图示)、工程图解释、材质、英语单词

        二、

        1、学会使用扫描仪

        2、利用Autocad描图

        3、取模口板、底板、外围板、侧墙板等

        4、调底花、侧墙、三视图

        5、画龙骨、断面、设定花纹落差

        6、画前后视图

        7、完成工程图及标注

        8、整理图层

        9、找3D模口、下角、上外,拉大面、倒角

        10、做底花、侧墙花纹

        11、整理加工线12、档案整理与转换

        13、编写CAM程式

        14、拆模、缩模

        15、画模具图,确定模具结构与规格

        16、放码

        17、打印工程图、出各类模具与成品比对板

        高周波熔断机概述

        高周波熔断机为高频介质加热兼切断之设备。因介质损耗而发热,加压力达到熔接或成型的目的。介质材料所产生热量与电场强度的平方、频率、介电常数等成正比。

        设备为两段式压力动作,当只需熔接动作时仅使用气压力即可,当还需切断动作时可开启油压力。

        高周波熔断机广泛用于吸塑卡纸包装、PVC、PETG、GAG、EVA、PEVA、TPU、PU合成革材料等均可同时完成熔接及切断之作业!既在同一次加工中,一次完成熔接及切断作业。

        高周波熔断机机型一般为:转盘式和滑台式。

        高周波熔断机原理

        高周波熔断机属高频设备,由电子管自激振荡器产生高频电磁场。被加工对象压在高频电磁场的上、下电极之间,介质材料在高频电场的作用下发生分子极化现象,并按电场方向排列,因高频电场,以极快的速度改变方向,则介质材料里的内部分子被激化而高速运动相互摩擦自身产生热量,在模具的压力下达到熔接或压花的目的,主要机型有:高周波同步熔断机、单头推盘式高周波机、单头转盘式高周波机等等。

        高周波熔断机结构

        1. 本机两个推盘,两个工作位,操作员只需放入产品,推动推盘触发微动开关,模具就自动下降,加热上升,全部过程简单安全,工作人员无需特别培训,就可使用本机。

        2. 本机两个滑台位,操作员只需放入产品,按下滑台前进按钮,机头就自动下降、加热、上升,滑台退出,完成全部简单操作过程,工作人员无需特别培训就可使用本机;输出力的调较: 采用力劲特有低损失的同轴振荡器,可以随时因模具大小及胶料厚薄而调较输出力的强弱,使操作高周波机时不做成干扰电讯,不是其它牌子可以比较,出力的调较亦可配合时间制,可最大出力在最短时间内熔断产品,提高生产量;保护装置:高周波同步熔断机属高频设备,其整荡频率为13.56MHz,27.12 MHz,40.78 MHz符合国际工业波段标准,高频由电子管自激振荡器产生商频电磁场,使加工塑胶在上下电极间的高频电场中,其内部分子产生距力运动摩擦,在模具的压力下得到其熔接目的,熔接效果。

        符合欧洲第4代环保标准,主要用于各种塑料产品的成型,并将不同形状泡罩或泡壳自动切边。适用于PVC双面吸塑封合,吸塑与纸卡封合,环保APET胶片折合,柔软线压痕冲切成型,环保APET双面吸塑封合同时切边,特殊材质封合。吸塑包装(包括上下双泡罩热合切边,泡罩与纸板热合切边),汽车内饰件、商标、文具盒、雨衣、吹气玩具、塑料封面,凉液垫,鞋类制品、坐垫,各种包装袋,手提软袋等的热合加工,各种凹凸形状的花纹图案、字母文字的压制。

        高周波熔断机参数及特点

        高周波熔断机参数指标

        1. 功率:5-8KW

        2. 上压板:400*520mm

        3. 下压板:400*600mm

        4. 上下电极间距:150mm

        高周波熔断机机械特点

        整机特点:PVC、PU、TPU热压、烙印、热切同步完成

        周率稳定

        高周波机严格按照国际“无线电干扰委员会”(CISPR)的规定,采用工业波段27.12/40.68MHZ,并设计有周波稳定器和周波漏磁抑制器,对外界设备的干扰极小。

        出力特强

        高周波机采用低损耗同轴谐振器,输出波形良好,品质因数极高,出力特强,熔接迅速。

        振荡电流停止设定

        高周波机输出功率的同调器,调节简单方便,根据产品大小,厚度设定所需振荡电流,以控制熔接程度,能保证产品熔接质量的均一性。

        火花抑制

        高周波机设有高灵敏度火花抑制电路,能准确检出产生火花的不平衡电流,于产生火花瞬间迅速切断振荡回路抑制火花,使模具、原料及产品的损害降到最低程度。

        安全保护

        周波机设有过压、过流保护装置,在工作异常时可自动切断高压以保护振荡管及整流器,同时可避免不当操作引起的频率漂移。

        高周波熔断机特性

        1)输出力的调较

        采用特有低损失的同轴振荡器,可以随时因模具大小及胶料厚薄而调较输出力强弱。使操作PVC雨裤热合机(时不做成干扰电讯,出力的调较亦可配合时间制,可最大出力,在最短时间内熔接产品,提高生产量。

        2)保护装置

        a. 限流保护:当输出力调较过大时,会切断高周输出故可保护机内电子管不致因电流过大而损坏。

        b. 火花保护:在工作过程中,如果模具产生跳火现象,保护器会切断输出,模具亦自动上升、离开产品,使模具不致跳火而损坏。

        c. 紧突制:在工作过程中,可以随时停止高周波输出同时模具回到原位。

        4) 热度恒温

        除有高周波自身加热外,电机还有2000W发热片以及恒温器使模具预热加快熔接时间以及消除跳火现象。

        5) 上升距离

        设有一个三位电磁阀,可配合时间制使用,能够随意调较气缸上升距离,以减低气缸推出及回收所需时间,提高生产速度。

        6) 强力的输出系统

        A. 输出电力强大,本机振荡器所产生的周率27.12MHZ或40.68MHZ,符合国际工业波段标准,各种控制装置特殊电子线路,可避免不当操作,且能最快时间熔接制品、提高产品产量;

        B. 高灵敏火花保护装置,当火花产生时,可自动切断高周回路,使机件及物件损害降低,当电流过高时,自动切断高压保证振荡管及整流器;

        高周波熔断机模具

        高周波熔断机模具:用以限定生产对象的形状和尺寸的装置。工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。

        模具的分类

        按所成型的材料的不同,模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为:铸造模具(有色金属压铸,钢铁铸造)、和锻造模具等;非金属模具也分为:塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同,模具可分为:砂型模具,金属模具,真空模具,石蜡模具等等。其中,随着高分子塑料的快速发展,塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为:注射成型模具,挤塑成型模具,气辅成型模具等等。

        模具维护与保养注意事项

        1、模具长时间使用后必须磨刃口,研磨后刃口面必须进行退磁,不能带有磁性,否则易发生堵料。

        2、弹簧等弹性零件在使用过程中弹簧最易损坏,通常出现断裂和变形现象。采取的办法就是更换,在更换过程中一定要注意弹簧的规格和型号,弹簧的规格和型号通过颜色、外径和长度三项来确认,只有在三项都相同的情况下才可以更换。

        3、模具使用过程中冲头易出现折断、弯曲和啃坏的现象,冲套一般都是啃坏的。冲头和冲套的损坏一般都用相同规格的零件进行更换。冲头的参数主要有工作部分尺寸、安装部分尺寸、长度尺寸等。

        4、紧固零件,检查紧固零件是否松动、损坏现象,采取的办法是找相同规格的零件进行更换。

        5、压料零件如压料板、优力胶等,卸料零件如脱料板、气动顶料等。保养时检查各部位的配件关系及有无损坏,对损坏的部分进行修复,气动顶料检查有无漏气现象,并对具体的情况采取措施。如气管损坏进行更换。

        高周波熔断机防干扰措施

        1. 建厂房时做好系统的屏蔽,用0.3的镀锌板或小目的铁丝网屏蔽四周,将50mm的铁管打入地下2-3米,每隔两米打一根,将屏蔽网与铁管连接,这样高频信号就不容易从工厂辐射出去,起到整体屏蔽的效果。

        2. 将高频机机架和外壳良好接地,加强机体屏蔽,减轻机体辐射建议用宽度50mm×50mm或以上,长度不小于2m的角铁打入地下作为接地体,再用10mm2以上的铜线将高频机的机架和外壳与接地体相连。连线应尽可能短,不可打圈,尽量避免转弯,这样可以加强高频机机身部分的屏蔽,减小干扰信号向外辐射的强度。如果车(房)间里有多台高频机,最好每一台高频机(或相邻两台)都在机旁就近埋一条地线。

        3. 调整高频机的位置和方向:如果房屋外墙挂有电缆,高频机最好设置在远离电缆的一端。另外,普通型高频机电子管机箱有成直角的

        机械设计制造及其自动化(模具方向)培养要求

        1.热爱社会主义祖国,拥护中国共产党,掌握马列主义、毛泽东思想、邓小平理论与“三个代表”重要思想及科学发展观的基本原理。愿为社会主义现代化建设服务,有为国家富强、民族昌盛而奋斗的志向和责任感。具有敬业爱岗、艰苦奋斗、热爱劳动、遵纪守法、团结合作的品质;具有良好的思想品德、社会公德和职业道德。

        2.具有较好的自然科学基础、一定的人文、艺术和社会科学基础;具备较强的语言文字表达、信息获取、人际沟通和科学研究等能力。

        3.较系统掌握数学、力学、机械、电子和计算机技术等理论基础知识。

        4.具备本专业必需的制图、计算、文献检索和基本工艺操作等基本技能。

        5.具备材料成型新工艺、新技术和新材料等方面的知识。

        6.掌握现代检测与控制技术方面的基础知识,具有机械加工过程自动控制和检测的能力。

        7.熟悉模具的现代设计方法和制造方法,具有利用现代设计方法和加工手段,具有模具设计和制造的能力。

        8.基本掌握一门外国语,能熟练阅读本专业外文资料,具备一定的外语沟通能力。

        机械设计制造及其自动化(模具方向)课程设置

        工程图学、工程力学、机械原理及设计、电工电子学、微机原理及应用、工程材料及其成形基础、机械制造技术基础、机电传动控制、数控技术、冲压工艺及模具设计、塑料成型工艺及模具设计、金属与塑料成形设备、现代模具技术(双语)、模具CAD/CAE/CAM、模具设计与制造综合实验。

        机械设计制造及其自动化(模具方向)基本学制

        四年。

        学生在读期间修满规定学分方可毕业,符合条件者授予工学学士学位。

        机械设计制造及其自动化(模具方向)就业方向及趋势

        模具被称为“工业母机”,机电新产品的开发往往取决于模具的研发能力在这种产业需求下,模具工业以每年15%的增长速度快速发展,而且这种发展势头还将保持很长时间。社会亟需大量的模具高级技术人才,毕业生可在模具、机械、汽车、电子、轻工、航空、航天等行业从事技术和管理工作,也可在高等学校、科研机构和国家机关从事教学、科研和行政管理工作。

        机械设计制造及其自动化(模具方向)开设院校

        江苏大学、沈阳航空航天大学

        机械设计制造及其自动化学科背景

        随着微电子技术、信息技术、计算机技术、材料技术和新能源技术等高新技术与机械设计制造技术的相互交叉、渗透、融合,使传统意义上的机械设计制造技术在原有基础上得到了质的飞跃,

        形成了当代的先进设计制造技术,与传统的机械设计制造技术相比既有继承,又有很大发展。如今,先进的设计制造技术正成为经济发展和人民生活需要的主要技术支撑,成为加速高技术发展和国防现代化的主要支撑,成为企业在激烈市场竞争中能立于不败之地并求得迅速发展的关键技术。计算机技术引入机械领域,使机械设计制造及其自动化技术产生了深刻变化。利用计算机辅助设计与优化设计技术,使设计过程实现了自动化和最优化;微电子技术与机械技术的结合,实现了机电产品的一体化,出现了数控机床和加工中心、机器人、微型机电系统等;利用计算机控制技术使机械制造过程实现了自动化和智能化,传感技术、计算机技术和机械设计制造的结合;机器的设计与运行过程的紧密结合,可以对机电产品的设计过程、制造过程、销售过程、安装与运行过程实现综合的自动化控制。

        机械设计制造及其自动化学科在国民经济中处于极其重要的地位,它对其他技术领域起着支撑性作用,成为国民经济各行业的基础。机械工业的发展也必将带动其他技术及行业的发展。各种自动化机械设备大大提高了劳动生产率,降低了工人的劳动强度,各种大型成套设备的开发成功使得各种重点工程的建设成为可能;机械设备的精密化带动了微电子工业和计算机工业,实现了集成电路的高度集成制造并使存储器的容量成倍提高;航空航天及各种武器装备的研制与生产、科学技术和教育事业的发展均需依赖于机械设计与制造技术的进步。

        机械设计制造及其自动化培养目标

        本专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力, 具有机电新产品开发

        与管理企业所需的知识结构及潜能,也具有适应科研、教育、经贸及行政管理等部门工作或继续深造的素质和能力,能在机械工程及其自动化领域内从事设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。

        部分高校按以下专业方向培养: 机械制造及自动化 制造自动化与测控技术 微电子制造装备及自动化 机电 模具 数控 机电控制 机械电子 机械制造 汽车工程 设计制造 数控技术 职教师资 机电一体化 机械自动化 机械电子工程 机械工艺技术 先进制造技术 机电传动与控制 机械设计与制造 流体传动及控制 模具设计与制造 数字化设计制造

        机械设计制造及其自动化知识技能

        毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

        具有较扎实的自然科学基础、较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;

        较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、电工与电子技术、机械工程材料、机械设计工程学、机械制造基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识。

        具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能;

        具有本专业领域内某个专业方向内所必要的专业知识,了解其科学前沿发展趋势;

        具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力;

        具有较强的自学能力和创新意识。

        机械设计制造及其自动化课程设置

        机械设计制造及其自动化专业基础课

        高等数学、线性代数、概率论与数理统计、大学物理、大学物理实验、普通化学及实验、工程图学、理论力学、材料力学、电路基础、机械原理、机械零件、电子技术、互换性与技术测量、工程材料、金属工艺学、测试与传感技术、制造技术基础、液压与气动技术、机电传动控制、机械工程综合实验、微机原理与结构技术、CAD/CAM、单片机原理及应用。

        机械设计制造及其自动化专业课

        机械制造工艺学、机械系统设计、机电控制系统分析与设计、机械制造装备设计、数控技术及应用。

        机械设计制造及其自动化专业选修课

        机械动力学、软件工程、网络技术、多媒体技术及应用、数据库原理及应用、机械创新设计、工业机器人基础、机械故障诊断学、文献检索、专业外语、有限元方法、机械优化设计、工艺过程自动化、先进制造技术、特种加工、成组技术与CAPP、智能机械概论、微小机械概论、虚拟样机技术、市场营销学、在线检测与控制、实用控制系统设计、数控机床与编程。

        机械设计制造及其自动化实践教学

        包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。

        机械设计制造及其自动化专业实验

        现代制造技术综合实验、测试与信息处理实验、数控机床实验、机械零件与机械设计实验等。

        机械设计制造及其自动化就业方向

        (1) 从事机械设计与制造加工工艺规程的编制与实施工作;

        (2) 从事机械、电气、液压、气压等控制设备的维护维修工作;

        (3) 从事工艺工装的设计、制造工作;

        (4) 从事数控机床、加工中心等高智能设备的编程及操作工作;

        (5) 从事机械CAD/CAM技术的应用工作;

        (6) 从事机械设计与制造的现场技术管理工作;

        (7) 从事机电产品的销售和服务工作。

        (8) 在高等学校、科研机构和国家机关从事教学、科研和行政管理工作

        (9)从事机械模具设计生产及制造相关工作。

        机械设计制造及其自动化开设院校

        开设机械设计制造及其自动化专业的全国有500多所,是最为普遍的高校专业。主要院校有:

        机械设计制造及其自动化专业排名排名学校名称等级排名学校名称等级排名学校名称等级1华中科技大学A+23东南大学A45辽宁工程技术大学A2西安交通大学A+24哈尔滨工程大学A46广东工业大学A3上海交通大学A+25北京理工大学A47长安大学A4清华大学A+26东华大学A48西南石油大学A5哈尔滨工业大学A+27太原理工大学A49哈尔滨理工大学A6西北工业大学A+28湖南大学A50北京化工大学A7重庆大学A+29南京理工大学A51北京工业大学A8东北大学A+30武汉理工大学A52安徽理工大学A9吉林大学A+31四川大学A53天津工业大学A10浙江大学A+32同济大学A54河南科技大学A11大连理工大学A+33华东理工大学A55中国农业大学A12山东大学A+34上海大学A56山东理工大学A13西南交通大学A+35青岛科技大学A57湘潭大学A14中南大学A+36西安电子科技大学A58中国石油大学A15燕山大学A+37兰州理工大学A59华侨大学A16中国矿业大学A+38河北工业大学A60福州大学A17天津大学A39江南大学A61昆明理工大学A18合肥工业大学A40大连交通大学A62天津科技大学A19北京科技大学A41江苏大学A63武汉大学A20华南理工大学A42西安理工大学A64贵州大学A21北京航空航天大学A43长春理工大学A65南京工程学院A22南京航空航天大学A44沈阳理工大学A
          
          
          

        上表仅列出评级为A等以上院校。

        机械制造与自动化培养计划

        机械制造与自动化培养目标

        培养掌握现代化机械制造及自动化基础理论知识,从事现代机械加工设备的设计制造、控制与技术管理的高级技术应用性专门人才。

        机械制造与自动化培养要求

        本专业培养具备机械制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。

        机械制造与自动化培养模式

        本专业学生主要学习机械制造的基础理论,学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识,受到现代机械工程师的基本训练,具有进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。

        机械制造与自动化培养规格

        本专业主要是培养面向21世纪,适应社会主义现代化建设需要,具有创新精神和实践能力,德、智、体全面发展,面向基层并能胜任现代文秘工作的应用型专门人才。

        1.政治思想方面:

        热爱社会主义祖国,拥护中国共产党的领导,认真学习马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表” 重要思想,树立正确的世界观、人生观和价值观;团结协作,遵纪守法,具有良好的思想品德、社会公德、职业道德和为社会主义现代化建设服务的精神。

        2.在专业知识和业务能力方面:

        学生要掌握本类专业所必需的数理、电机与拖动、自动控制理论、工程制图、电工电子变流技术、控制技术等基础理论、基本知识和基本技能;具有一定的从事自动控制设备系统的安装、使用、检测、维修和简单设计的能力,具有解决本专业工作实际问题的能力;初步懂得组织生产管理的一般知识;了解本专业科学技术的新成就和发展趋势;具有一定的外语水平,能借助工具书阅读本专业外文资料;掌握计算机基础理论知识和基本操作技术。

        3.具有一定的体育基本知识,掌握科学锻炼身体的基本技能,养成良好的体育锻炼和生活卫生习惯,达到国家规定的大学生体质健康标准,具有健康的体魄和良好的心理素质,能够履行建设祖国和保卫祖国的神圣义务,能精力充沛地工作。

        机械制造与自动化知识领域

        1. 具有较扎实的自然科学基础、较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;

        2.较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、电工与电子技术、机械工程材料、机械设计工程学、机械制造基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识;

        3.具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能;

        4.具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识,了解其科学前沿及发展趋势;

        5.具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力;

        6.具有较强的自学能力和创新意识。

        机械制造与自动化核心能力

        机械的设计与制造、自动化机械设备的安装与调试、生产技术与管理。

        机械制造与自动化课程设置

        专业核心课程与主要实践环节:机械制图、工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、液压与气动、机械制造设备、数控技术、自动化控制系统、现代控制工程、机加工实习、现代机械制造技术综合实训、专业课程的课程设计、毕业实习(设计)等,以及各校的主要特色课程和实践环节。

        大学物理

        大学物理是广播电视大学制造大类、电子信息大类、土建大类各专业的公共基础课程。通过本课程的教学,可使学生对物理学的基本内容有较全面、较系统的认识,了解自然界的比较完整的物理图像,对物理学的近代发展和成就以及物理学在工程技术中的应用有初步的了解,在科学实验的基本方法、数据处理、常用仪器的基本操作技能和求实作风等方面得到初步训练。本课程的内容对提高学生的科学素养影响深远,既为学生进一步学习专业知识打下必要的物理学基础,也为学生 将来接受、应用和管理高新技术提供初浅的基础。

        工程制图基础

        本课程3.5学分,课内学时63学时,开设一学期。

        本课程是机械制造与自动化专业必修的制图基础课。通过本课程的学习,使学生能正确使用绘图工具和仪器;掌握正投影的基本理论和作图方法;培养解决空间问题的能力;掌握作图的技能和方法;了解计算机绘图的基本知识,初步掌握帜CAXA绘图软件的使用方法;为进一步学习专业课制图打下基础。?

        课程的主要内容:绪论、制图基本知识和基本技能、投影的基本知识、点、直线和平面的投影、换面法、立体、组合体、轴测投影图、螺纹、机械图、计算机绘图。

        机械工程制图

        本课程3.5学分,课内学时63.开设一学期。

        本课程是机械制造与自动化专业必修的一门课程。通过本课程的学习,能使学生掌握制图和读图的基本能力,为后续课及课程设计和毕业设计打下必要的基础。

        课程的主要内容:制图基本知识和基本技能;投影的基本知识点;直线和平面的投影;换面法;画读立体、组合体的方法和步骤;轴测投影图;机件的图样画法;零件图和装配图计算机绘图。

        应用力学

        本课程4.5学分,课内学时8l学时,开设一学期。

        应用力学是机械制造与自动化专业的必修课。通过本课程的教学,使学生掌握一般工程力学理论和计算方法,为学习后续课程,也为培养分析和解决基本工程力学问题的能力打下良好的基础。

        课程的主要内容:工程中的力学问题,本课程的任务、研究对象、研究方法;力学中的 基本概念和静力分析的基本方法,基本力系的简化与平衡条件及其应用,平面一般力系的简化与平衡条件及其应用,空间一般力系的基本知识,弹性杆内力分析,弹性杆横截面上应力分析,应力状态分析,强度分析,刚度分析,材料力学性能,压杆稳定,能量法,疲劳强度问题,刚体基本运动,点的合成运动,刚体平面运动,动力学普遍定理及其应用,动静法及其应用等。

        机械设计基础

        本课程5.5学分,课内学时99,实验学时8,开设一学期。

        机械设计基础是机械制造与自动化专业必修的专业基础课。通过本课程的教学,使学生掌握常用机构的工作原理和运动特点,初步具有分析机构和选择传动方案的能力;掌 握通用机械零部件的功能和结构特点,初步具有分析简单机械和设计传动装置的能力;具有运用标准、规范、手册、图册等有关技术资料的能力,为进一步学习专业课打下基础。

        课程的主要内容:机器的组成;机器的设计过程及设计原则;平面机构的自由度计算;平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构及其它传动机构的方案设计与分析;机械零部件设计概述;带传动、齿轮传动工作能力的分析与设计;轴的设计与校核;滚动轴承、滑动轴承计算和选用;螺纹联接设计与选用;键、销、过盈配合联接的设计与选用;联轴器和离合器的选用;弹簧的选 用;机械零部件的结构分析与设计。

        自动控制工程基础

        本课程5学分,课内学时90,实验10学时,开设一学期。

        本课程是机械制造与自动化专业的一门专业课。通过本课程的教学,使学生掌握自动控制的基本理论、基本方法,为进一步学习专业课打下基础。

        课程的主要内容:以多用机床架台的自动控制系统为例讲自动控制的任务、组成、控制方式的分类等自动控制的一般概念以突出机电专业的特点;系统的微分方程描述,传递函数及其求取及动态结构图等控制系统的数学模型;控制系统的时域分析讲系统的时域性能描述,一阶系统的动态分析,二阶系统的动态分析,系统的稳定性分析及稳态误差分析,系统的零、极点分布与阶跃响应的关系;控制系统的频域分析讲典型环节的频率特性,系统开环对数频率特性曲线的绘制,频域稳定性分析和稳定判据,对数频率特性曲线与稳态误差,对数频率特性与阶 跃响应的关系;串联校正的基本规律,串联校正装置及其特性,串联校正的理论设计,反馈校正,复合校正等控制系统的校正;计算机控制系统的基本特性,Z变换,离散系统的数学描述,计算机控制系统的采样周期等计算机控制的基本知识。

        机械制造学

        本课程8学分,课内学时144,开设一学年。

        本课程是机械制造与自动化专业的一门专业课。通过本课程的教学,使学生掌握机械制造相关的金属切削原理、刀具、金属加工机床和机械制造加工工艺、装配工艺的基本原理,提高工业产品性能价格比的基本方法,掌握改善工业生产环境的基本思路,为学生毕业后尽快进入经济建设做必要的知识、能力储备。

        课程的主要内容:金属切削原理及刀具部分包括金属切削的基本定义、刀具材料、切削过程的基本规律、提高金属切削效益的对策等;金属切削机床部分包括金属切削机床概述、车床、齿轮机床等;机械制造工艺部分包括工艺规程、加工精度分析、加工表面质量、典型工艺实例、装配工艺及机械制造设备技术新发展。

        社会调查研究与方法

        本课程课3学分,课内学时54,开设一学期。

        本课程的教学目的,是使学生初步掌握社会调查研究的基本原理和基本方法,培养学生从事有关工作的能力。

        本课程教学内容包括理论与操作两大部分,主要有:社会调查研究的基本原理、程序;全面调查和非全面调查;问卷调查法;访谈法;观察法;文献法;试点调查法;会议调查方法; 资料的整理;调查资料的分析;调查报告的撰写等。

        机械制造与自动化深造领域

        可设置的专业方向:机电一体化、机械电子技术。

        机械制造与自动化从业方向

        就业面向:工业企业机械设备的安装、调试、维护与管理,机电设备的技术销售与制造等工作。

        领域名称

        机械制造与自动化专业

        职业岗位

        本专业领域主要有以下职业岗位:机械产品设计开发人员、机械制造工艺编制人员、数控机床操作人员、数控工艺编程人员、模具设计与制造人员、机电设备的管理维护人员。

        根据人才市场的需求情况,结合高职教育的特点与定位,本方案主要定位为:培养岗位适应性较强的、需求量和紧缺性较大的、具有较强机械设计与制造技术基础知识与应用能力,能在机械设计及制造领域内从事应用CAD/CAM技术的人员。

        修业年限

        三年

        招生对象

        高中毕业生

        办学层次

        高等职业技术教育

        培养形式

        本专业培养适应地区经济发展的需要,德、智、体、美等各方面全面发展,具备机械设计与制造技术基础知识与应用能力,能在机械设计及制造领域内从事应用CAD技术进行机械产品的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理等工作 ,面向机械工业第一线的专科层次高等技术应用型专门人才。能够获得数控机床、电工维修中级职业资格证书,部分同学能够获得职业资格证书。

        机械制造与自动化专业分析

        机械制造与自动化发展前景

        加入WTO后,我国经济融入世界经济的步伐加快,调整产业结构的国策,使我国迅速成为世界加工制造大国。随着外资企业的大量涌入,我国已成为加工制造业的重要基地之一。需要大量的机械设计制造及其自动化专业的应用型高级工程技术人才,尤其是既能利用计算机进行机械产品的辅助设计,又能应用数控技术进行制造的人才非常紧缺,有着广阔的就业前景。

        机械制造与自动化培养方案

        1、本方案培养主要就业岗位为机械设计、制造及现代机床操作维修人员,其核心能力为机械设计与制造、机械CAD/CAM软件应用、数控编程与操作、现代机床操作维修能力。毕业生应具备机械设计与制造技术基础知识与应用能力,能在机械设计及制造领域内从事应用CAD技术进行机械产品的设计制造、科技开发、机床操作维修、运行管理等工作,成为面向机械工业第一线的高等技术应用型专门人才。在本教学计划中,特别强化实验、现场教学、实训和实习等实践环节,实践教学总学时为1350学时,理论教学总学时为1551学时,理论教学与实践教学的比例为:1:0.9。本方案中,为了锻炼学生实际工作能力,安排了大量实训、实习、课程设计,每门课堂理论教学课程中,均安排了较多的实验和实训内容。为提高实践教学效率与效果,本计划将理论课与实践课融为一体,课堂教学与动手操作有机结合。本方案中强调实行“双证书”教育,要求必须通过数控中级工的技能鉴定。希望部分学生能获得高级职业资格证书。

        2、对职业岗位的知识结构和技能水平的考虑,不苛求理论的系统性、完整性。按照支撑岗位核心能力的知识、技能课程的需要为原则,对其他课程的教学内容进行大幅度精选和优化。重点突出对计算机在现代设计与制造中的应用、数控加工知识的学习,以适应未来机械行业的现代化要求。对通用英语课程的总课时进行了大幅度压缩,重点突出了对专业英语的要求,解决岗位所需要的技术资料阅读、理解和翻译能力。

        3、根据高等职业教育的特点,本方案采用“2+1”模式,即在最后一学年,原则上不安排课堂教学。第五学期主要安排各种课程设计、技能实训等,第六学期主要安排学生进行岗位实训和企业实习,同时解决学生就业问题。

        4、本方案较多地考虑了企业用人的知识结构要求,培养方案有一定的超前性。实施本计划时,可根据具体情况调整,以使培养的人才既具有高职教育特色并符合本校教学实际,又能适应企业用人单位的工作要求。

        机械制造与自动化就业前景

        1、机械制造与自动化专业就业前景

        主要到工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面的工作。由于机械行业的重要性和庞大规模,需要一支庞大的专业人才队伍。今后一段时间内,机械类人才仍会有较大需求。具有开发能力的数控人才将成为各企业争夺的目标,机械设计制造与加工专业人才供需比也很高。 从机械行业发展来看,印刷机械、数控机床、发电设备、工程机械等重头产品前景仍看好。除了这些传统工业领域,该行业将进一步向机光电一体化发展,向光加工、环保这样的新兴领域拓展。

        2、就业方向:本专业毕业生可在机电装备制造业,从事机械制图与计算机绘图,机械制造工艺与现场实施,机械加工与检测,机电设备安装、调试与维护, CAD/CAM技术运用等岗位工作。

        机械制造与自动化教学管理

        本专业课程由必修课、选修课、实践环节三部分组成。主要课程有大学物理、高等数学、大学英语、工程制图基础、机械工程制图、电工技术、机械制造基础、应用力学、电子技术、机械设计基础、微机原理与应用等课程。

        模具设计师工作要求

        是很复杂的工作,最基本的要求是每套模具之间必须恰到好模具设计软件

        处地配合。比如一个随身听

        模具设计师设计步骤

        1、对所设计模具之产品进行可行性分析,以电脑机箱为例,首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组立分析,即我们工作中所说的套图。确保在模具设计之前各产品图纸的正确性,另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性,以确定重点尺寸,这样在模具设计中很有好处的,具体的套图方法这里就不做详细的介绍了。

        2、在产品分析之后所要进行的工作,对产品进行分析采用什么样的模具结构,并对产品进行排工序,确定各工序冲工内容,并利用设计软件进行产品展开,在产品展开时一般从后续工程向前展开,例如一产品需要量五个工序,冲压完成则在产品展开时从产品图纸开始到四工程、三工程、二工程、一工程,并展开一个图形后复制一份再进行前一工程的展开工作,即完成了五工程的产品展开工作,然后进行细致的工作,注意,这一步很重要,同时需特别细心,这一步完成的好的话,在绘制模具图中将节省很多时间,对每一工程所冲压的内容确定好后,包括在成型模中,产品材料厚度的内外线保留,以确定凸凹模尺寸时使用,对于产品展开的方法在这里不再说明,将在产品展开方法中具体介绍。

        3、备料,依产品展开图进行备料,在图纸中确定模板尺寸,包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等,注意直接在产品展开图中进行备料,这样对画模具图是有很大好处的,我所见到有很多模具设计人员直接对产品展开图进行手工计算来备料,这种方法效率太低,直接在图纸上画出模板规格尺寸,以组立图的形式表述,一方面可以完成备料,另一方面在模具各配件的工作中省去很多工作,因为在绘制各组件的工作中只需在备料图纸中加入定位、销钉、导柱、螺丝孔即可。

        4、在备料完成后即可全面进入模具图的绘制,在备料图纸中再制一份出来,进行各组件的绘制,如加入螺丝孔,导柱孔,定位孔等孔位,并且在冲孔模中各种孔需线切割的穿丝孔,在成型模中,上下模的成型间隙,一定不能忘记,所以这些工作完成后一个产品的模具图差不多已完成了80%,另外在绘制模具图的过程中需注意:各工序,指制作,如钳工划线,线切割等到不同的加工工序都有完整制作好图层,这样对线切割及图纸管理有很大的好处,如颜色的区分等,尺寸的标注也是一个非常重要的工作,同时也是一件最麻烦的工作,因为太浪费时间了。

        5、在以上图纸完成之后,其实还不能发行图纸,还需对模具图纸进行校对,将所有配件组立,对每一块不同的模具板制作不同的图层,并以同一基准如导柱孔等到进行模具组立分析,并将各工序产品展开图套入组立图中,确保各模板孔位一致以及折弯位置的上下模间隙配合是否正确。

        模具设计师证书及鉴定

        (CVEQC)全国职业教育资格认证模具设计师证书

        为贯彻国家科教兴国战略,提高劳动者素质,根据《中华人民共和国职业教育法》第一章第八条,“实施职业教育应当根据实际需要,同国家制定的职业分类和职业等级标准相适应,实行学历证书、培训证书和职业资格证书制度。

        1、 CVEQC认证证书持有者已经通过了中国职业教育资格认证指导中心组织的培训和相应的考试,具有相应的专业技能和知识。

        2、CVEQC证书可作为劳动者岗前培训、在职培训、提高培训、继续教育的培训认证;也是劳动者“先培训、后就业,先培训、后上岗”的凭证。

        3、CVEQC证书是中国职业教育资格认证指导中心颁发的专业技能证书。标有证书序列号、证书编号、

        培训者及证书持有者身份证号码,并盖有全国职业教育管理委员会、中国职业教育资格认证指导中心的证书专用章。

        4、 证书证明参加培训及证书持有者具有系统地接受岗位技能培训的经历,证书在全国范围内有效。

        模具设计师鉴定方式

        分为理论知识考试和专业能力考核。理论知识考试采用闭卷笔试方式,专业能力考核采用实际操作方式。

        模具设计师模具形状

        模具具有特定的轮廓或内腔形状,具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离,即进行冲裁;内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。

        模具设计师模具定义

        模具是在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸模具车间

        造,以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中,用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。

        模具设计师工作内容

        模具制造设备

        模具设计师从事的工作主要包括:

        1:数字化制图,将三维产品及模具模型转换为常规加工中使用的二维工程图;

        2:模具的数字化设计,根据产品模型与设计意图,建立相关的模具三维实体模型;

        3:模具的数字化分析仿真,根据产品成形工艺条件,进行模具零件的结构分析、热分析、疲劳分析和模具的运动分析;

        4:产品成形过程模拟,注塑成形、冲压成形;定制适合本公司模具设计标准件及标准设计过程;

        5:模具的生产以及后期管理维护。

        模具设计师专业分析

        模具设计在专科(高等职业技术)院校中出现频率很高,在教育部2004年颁布的“全国普通高等学校本科专业目录”中没有。这是一个集理工与技工于一体的热门专业。但是,在本科专业里面,有的院校在机械设计制造及其自动化专业开设模具设计方向,其直接对应的专业则是材料成型及控制工程,这个专业在一些学校会细分为焊接工艺与设备方向、铸造工艺与设备方向、金属压力加工方向,毕业生在工业生产第一线从事热加工领域方面的工作。对于追求产品外形时尚优美的企业来说,工业设计专业是模具设计师培养的“摇篮”,他们一方面具备良好的机械专业知识,另一方面拥有灵敏的艺术触觉。

        模具设计师职业发展

        模具设计师职业定位

        一台电视机的外壳、一支钢笔……相同型号的产品被成批设计操作

        生产出来。为什么能成批生产一模一样的产品?是因为有模具。今天我们要为大家介绍的就是模具设计师。

        说起模具可能许多人没有听说过,甚至觉得它离我们生活较远。其实模具就伴随在我们身边,大到汽车,小到一块树脂眼镜片,我们的生活中应用到模具的东西随处可见。

        模具设计师职业培训

        培训期限及场地设备

        三级模具设计师不少于280标准学时;二级模具设计师不少于320标准学时。配备计算机、教学投影仪、教学互动网络连接控制台,配有相关通用机械CAD/CAF和模具CAD/CAE软件,具有宽带上网条件。

        推荐培训资料

        1、塑料模方向:

        (1)翁其金,塑料模塑成型技术,北京:机械工业出版社,2007年;

        (2)郭铁良,模具制造工艺学,北京:高等教育出版社,2002年;

        (3)倪森声,机械制造工艺与装备[M],北京:化学工业出版社,2002年;

        (4)彭建声、秦晓刚,模具技术问答,北京:机械工业出版社,1998年。

        2、冷冲模方向:

        (1)翁其金,冷冲压技术[M],北京:机械工业出版社,2000年;

        (2)郭铁良,模具制造工艺学[M],北京:高等教育出版社,2002年;

        (3)冲压手册编写组,冲模设计手册[K],北京,机械工业出版社,2002年;

        (4)罗晓霞,模具钳工工艺学[M],北京:中国劳动社会保障出版社,2008年。

        模具设计师职业特征

        模具是机械、汽车、电子、通讯、家电等工业产品的基础工业装备,属于高新技术产品。劳动部发布的新职业中,也包括了模具设计师。其实模具设计师在我国已经至少有20年的历史了,只是中国模具工业高速发展,对模具人才的需求越来越大,模具设计师才因此被列为新职业。

        职责:设计产品最初模型

        虽然摊到每一个产品上的成本并不高,但一个模具的价钱往往很高,一般的模具三、四千元,贵的要几百万。据刘珂介绍,比如康师傅的一套矿泉水瓶的模具要300-400万元。

        模具设计是很复杂的工作,最基本的要求是每套模具之间必须恰到好处地配合。

        门槛:大专以上熟悉电脑

        据从业多年的模具设计师刘珂介绍,模具设计师的入门门槛并不高,一般要求大专以上学历即可,普遍是机械类的理科生从事这项职业。他们必须有机械制图的能力,能够熟练使用电脑,掌握制图类软件,其中至少熟悉一门二维软件和一门三维软件。

        熟悉计算机是现代企业对模具设计师的基本要求。模具工,不像以前纯粹靠手工制模,更多的是体现在模具设计和模具操作上,模具的质量与精度,一般靠先进机床来保证;在计算机和互联网信息技术的推动下,以CAD/CAM为基础,数字化无纸生产、虚拟产品开发、异地协同设计与制造等所代表的现代制造技术和现代制造业在迅猛发展。技术先进的国家,模具制作已实行“无纸化”,产品加工也就是向电脑输入数据,进行模具开发。

        待遇:薪水看涨南高北低

        据刘珂介绍,天津市场上模具设计师的基本月薪为 2000元,最高可达 4000元,应届毕业生往往是 1200元左右。

        从全国市场来看,当前,模具设计师存在人才缺口。由于许多企业难以招到技术过硬的中高级技工,导致这些人才的薪金有上涨的趋势。如专业的模具设计人才一般月薪3000元,数控加工人才月薪3500元,熟悉设计、加工、造型整个操作流程的高级工月薪达到5000元以上,其中技能较好的人才月薪过万元也不新鲜。

        由于南方一些城市的制造业更加聚集,模具设计师的薪水也因此存在南高北低的状况。例如,东莞高级模具人才紧缺,一个拥有经过专业训练的模具设计、模具制造技术人员的年薪往往超过10万元。

        特点:经验越多越“值钱”

        模具设计师的工作就是在客户拿出产品的设计图纸后,设计出产品的模型。刘珂说,作为设计师,经验是第一重要的,经验越多的设计师就越“值钱”。

        一般的企业都不需要刚刚毕业的学生,而是喜欢有2-3年工作经验的人。所以刚毕业的学生可能不好找工作,需要到企业进行再培训。应届毕业生即使进了企业也不能立即做设计,如果设计出来了,别人却加工不出来,那么所有的劳动都等于零。因此,所有的设计师都需要到车间实习操作,从最基础的工作做起,积累经验。做了设计师之后,也要对一个模具产品全程跟踪,在模具出来之前,设计师需要亲自去车间看装配,只有当客户验收成功后,工作才算结束。

        但是,在模具设计行业里,却并不是年纪越大的设计师越吃香。据了解,当前有一部分年纪稍大的设计师由于不会使用电脑,比较缺乏竞争力。

        模具设计师职业现状

        据劳动部门的调查显示,企业对模具人才的需求越来越大,现有的模具设计人才远远不能满足当前制造业的需求。在北京、广东、浙江等地,模具设计人员、模具开发人员、模具维修人员等已成为人才市场最紧缺的人才,尽管许多企业打出“高薪诚聘”、“月薪6000元急聘”的招聘启事,也不一定能招到合适的人才。

        在北京,普通模具设计师月薪为4000元左右,高级模具设计师数量很少,月薪在8000元左右。而在广东东莞等地,一位经过专业训练、有工作经验的模具设计、模具制造技术人员,年薪常常超过10万元。随着塑料模具CAD/CAE/CAM越来越多的应用,企业对会使用AUTOCAD、PRO/E等绘图软件、有一定工作经验的复合型人才需求最旺,而这些人才恰恰是模具行业内数量最少的年轻人才。

        我国模具行业从业人员 600多万,其中从事模具设计的占1/10,也就是说,模具设计师可达60万以上。我国模具总产值已跃居世界第三,仅次于日本和美国。在市场需求的强大拉动下,中国正在成为世界模具大国。加入世贸组织后,随着世界制造业中心逐步向中国转移,国内模具业惟有加快企业管理改造,提高产品质量和服务水平,并与产业链上下游企业加强协作,才能真正促使“世界工厂”实现更大的跨越。因此,实行模具数字化设计、制造与协同管理,已成为中国模具企业提高竞争力的必然。

        同时,培训高级人才非常迫切。我国的高级模具设计人才还存在着很大的缺口,规范模具设计人才的选拔和培训也非常迫切。

        我国中等技校培养的学员主要是操作工,不完全具备模具设计的能力。一些高校尽管在近几年内设立了模具专业,但由于软硬件设施的限制,培养的学员理论水平可以,但实际技能不够,不能满足模具企业的需求。

        据了解,社会上也出现了各种各样的模具培训班,但因为缺乏规范的职业标准,所以对学员能力无法进行统一的评定。因此,制定新的模具设计师考核标准,培养新型模具技能人才,就显得非常迫切。

        模具设计师职业前景

        模具制作,也是我国入世后为数不多的有竞争优势的行业之一。当前世界上正在进行着新一轮的产业调整,一些模具的制造逐渐向发展中国家转移,中国成为世界企业巨头在全球范围内寻求低成本的模具加工中心和研发中心的首选地之一,正在成为世界模具大国。”据陈宇介绍,我国模具的总产值已跃居世界第三,仅次于日本和美国,2003年我国模具产值为450亿元人民币以上。1996年至2002年间,我国模具制造业的产值年平均增长14%左右,2003年增长 25%左右,广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长在25%以上。

        其中,汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场,占整个模具市场的80%以上。以汽车行业为例,一种车型的轿车共需模具约4000套,价值达2亿元至3亿元;单台电冰箱需要模具生产的零件约150个,共需模具约350套,价值约400万元。“由于市场需求的强大拉动,中国模具工业高速发展,市场广阔。因此,规范模具设计职业对该行业的人才选拔和培训有极其重要的社会和经济意义。

        机械工程及自动化发展历史

        石器时代人类制造和使用的各种石斧、石锤和木质、皮质的简单工具是后来出现的机械的先驱。几千年前,人类已创制了用于谷物脱壳和粉碎的臼和磨,用于提水的桔槔和辘轳,装有轮子的车,航行于江河的船及桨、橹、舵等。所用的动力由人力发展到畜力、风力和水力。所用材料由天然的石、木、土、皮革等发展到人造材料。最早的人造材料是陶瓷。制造陶瓷器皿的陶车,已是具有动力、传动和工作3个部分的完整机械 。鼓风器对人类社会发展起了重要作用。强大的鼓风器使冶金炉获得足够高的炉温,得从矿石中炼取金属。西周时期,中国就已有了冶铸用的鼓风器。15~16世纪以前,机械工程发展缓慢。17世纪以后,资本主义商品经济在英、法等国迅速发展,许多人致力于改进各产业所需要的工作机械和研制新的动力机械——蒸汽机。18世纪后期,蒸汽机的应用从采矿业推广到纺织、面粉和冶金等行业。制作机械的主要材料逐渐从木材改为金属。机械制造工业开始形成,并逐渐成为重要产业。机械工程从分散性的、主要依赖匠师个人才智和手艺的技艺发展成为有理论指导的、系统的和独立的工程技术。机械工程是促成18~19世纪的工业革命和资本主义机械大生产的主要技术因素。

        机械工程及自动化动力机械

        17世纪后期,随着机械的改进,煤和金属矿石需求量的增加,只依靠人力和畜力已不能适应生产提高的要求,于是在18世纪初出现了T.纽科门的大气式蒸汽机,用以驱动矿井排水泵。1765年,J.瓦特发明了有分开凝汽器的蒸汽机,降低了燃料消耗率。1781年,瓦特又创制出提供回转动力的蒸汽机,扩大了蒸汽机的应用范围。蒸汽机的发明和发展,促进矿业和工业生产、铁路和搬运机械动力化。几乎成为19世纪唯一的动力源。但蒸汽机及其锅炉、凝汽器和冷却水系统等体积庞大、笨重,应用不便。19世纪末,电力供应系统和电动机开始发展和推广。20世纪初,电动机已在工业生产中取代了蒸汽机,成为驱动各种工作机械的基本动力。发电站初期应用蒸汽机为原动机;20世纪初,出现了高效率、高转速、大功率的汽轮机,也出现了适应各种水力资源的大、小功率的水轮机。19世纪后期发明的内燃机经过逐年改进,成为轻而小、效率高、易于操纵并可随时启动的原动机。内燃机最初用于驱动没有电力供应的陆上工作机械,以后又用于汽车、移动机械(如拖拉机、挖掘机械等)和轮船,20世纪中期开始用于铁路机车。内燃机和以后发明的燃气轮机和喷气发动机,还是飞机、航天器等成功发展的基础技术因素之一。

        机械工程及自动化机械加工

        工业革命以前,机械大都是由木工手工制成的木结构,金属(主要是钢和铁)仅用以制造仪器、钟表、锁、泵和木结构机械上的小型零件。金属加工主要靠机匠的精工细作以达到需要的精度。随着蒸汽机的广泛使用以及随之出现的矿山、冶金、轮船和机车等大型机械的发展,需要成形加工和切削加工的金属零件越来越多,所用金属材料由铜、铁发展到以钢为主。机械加工(包括铸造、锻压、焊接、热处理等技术及其设备以及切削加工技术和机床、刀具、量具等)迅速发展,从而保证了发展生产所需要的各种机械装备供应。同时,随着生产批量的增大和精密加工技术的发展,也促进了大量生产方法(零件互换性生产、专业分工和协作、流水加工线和流水装配线等)的形成。

        机械工程及自动化机械工程

        18世纪以前,机械匠师全凭个人经验、直觉和手艺进行机械制作,与科学几乎无关。直到18~19世纪才逐渐形成围绕机械工程的基础理论。动力机械最先与科学相结合,如蒸汽机的发明人T.萨弗里和瓦特应用物理学家D.帕潘和J.布莱克的理论,物理学家S.卡诺、W.J.M.兰金和开尔文在蒸汽机实践的基础上建立起一门新的学科——热力学等。19世纪初,研究机械中机构结构和运动等的机构学第一次列为高等工程学院(巴黎的工艺学院)的课程。从19世纪后半期起已开始设计计算考虑材料的疲劳。随后断裂力学、实验应力分析、有限元法、数理统计、电子计算机等相继被用在设计计算中。

        机械工程及自动化服务领域

        机械工程的服务领域很广,凡使用机械、工具,以至能源和材料生产的部门,无不需要机械工程的服务。现代机械工程有5大服务领域 :①研制和提供能量转换机械,包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械,以及将机械能转换为所需要的其他能量的能量变换机械。②研制和提供用以生产各种产品的机械,包括农、林、牧、渔业机械和矿山机械以及各种重工业机械和轻工业机械等。③研制和提供从事各种服务的机械,如物料搬运机械,交通运输机械,医疗机械,办公机械,通风、采暖和空调设备以及除尘、净化、消声等环境保护设备等。④研制和提供家庭和个人生活用的机械,如洗衣机、电冰箱、钟表、照相机、运动器械和娱乐器械等。⑤研制和提供各种机械武器。

        机械工程及自动化学科内容

        机械工程的学科内容,按工作性质可分为以下方面:

        ①建立和发展可实际和直接应用于机械工程的工程理论基础。如工程力学、流体力学、工程材料学、材料力学、燃烧学、传热学、热力学、摩擦学、机构学、机械原理、机械零件、金属工艺学和非金属工艺学等。

        ②研究、设计和发展新机械产品,改进现有机械产品和生产新一代机械产品,以适应当前和未来的需要。

        ③机械产品的生产,如生产设施的规划和实现、生产计划的制订和生产调度、编制和贯彻制造工艺、设计和制造工艺装备、确定劳动定额和材料定额以及加工、装配、包装和检验等。

        ④机械制造企业的经营和管理,如确定生产方式、产品销售以及生产运行管理等。

        ⑤机械产品的应用,如选择、订购、验收、安装、调整、操作、维修和改造各产业所使用的机械产品和成套机械设备。

        ⑥研究机械产品在制造和使用过程中所产生的环境污染和自然资源过度耗费问题及处理措施。

        机械工程及自动化专业名称

        机械工程及自动化目标要求

        业务培养目标:本专业培养具备机械设计制造基础知识与应用能力,能在工业生产第一线从事机械制造领域内的设计制造、科技开发、应用研究、运行管理和经营销售等方面工作的高级工程技术人才。

        业务培养要求:本专业学生主要学习机械设计与制造的基础理论,学习微电子技术、计算机技术和信息处理技术的基本知识,受到现代机械工程师的基本训练,具有进行机械产品设计、制造及设备控制、生产组织管理的基本能力。

        机械工程及自动化应具能力

        毕业生应获得以下几方面的知识和能力:

        1. 具有较扎实的自然科学基础、较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;

        2.较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、电工与电子技术、机械工程材料、机械设计工程学、机械制造基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识;

        3.具有本专业必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能;

        4.具有本专业领域内某个专业方向所必要的专业知识,了解其科学前沿及发展趋势;

        5.具有初步的科学研究、科技开发及组织管理能力;

        6.具有较强的自学能力和创新意识。

        主干课程:

        主干学科:力学、机械工程。

        主要课程:工程力学、机械设计基础、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、机械工程材料、制造技术基础。

        主要实践性教学环节:包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。

        相近专业:材料成型及控制工程 工业设计 过程装备与控制工程 车辆工程 机械工程及自动化 机械电子工程 汽车服务工程 机械类 车辆保险与理赔专业 武器系统与工程 特种机械设备与工程

        所以,我们的职业目标可以从大学一年级开始确定!在校期间还可以通过尝试各种兼职,在学校阶段就发现自己的职业兴趣和职业能力。提前进行职业准备,将有助于减少我们在社会上为选择职业付出的成本,增加我们找到合适工作的可能性。

        机械工程及自动化职业准备

        一是获取从事该项职业的知识和技能。这种获取主要通过学校教育和自学来实现。我们选择高等教育就是为将来的就业做准备,在大学学习期间就要充分利用时间,获取我们将来从事这项职业的资本。有专业才会有高度,任何时候,把一个专业做精了,都是可以获得竞争优势的。如果是选择去外资单位,或者以外商为主要客户的单位就业,还需要及早培养语言能力。有些应届毕业生常常在进行专业测试时暴露出他们在校园中虚度时光的事实。

        二是培养获取这种职业的意识以及这种职业要求的综合能力。在大学我们就要关注有关这种职业的信息,了解相关行业的最新发展动态,根据变化及时调整自己的就业计划。最后1~2个学期可以选择自己中意的单位去实习,获得实际的操作知识。很多石油院校的大学生毕业时对中国有几大石油公司、世界排名前十名的石油公司是哪些都不清楚,就业时很难去主动应聘理想的单位。

        机械工程及自动化本科学习

        大学计算机基础;大学英语1;高等数学工程制图;AutoCAD辅助设计;

        线性代数与空间解析几何;大学物理(A)1;大学物理实验(A)大学英语2;高等数学(Ⅱ)2;机械制图2;

        计算机程序设计;中国近现代史纲要;艺术导论;大学化学(工科);工业系统测量(工程训练1);机械工程概论(II);金工实习;理论力学;材料力学;工程力学;机械原理。电工电子技术1;电工电子技术实验1;概率论与数理统计;工程材料基础;材料加工及成型;机械设计基础(I);

        毛泽东思想、邓小平理论和“三个代表”重要思想概论2;热工基础;电工电子技术2;

        电工电子技术实验2;工业系统驱动与控制(工程训练2);机械工程实验(Ⅰ);机械精度设计;机械设计基础课程设计;流体力学基础;马克思主义基本原理;机械设计基础(II);机械设计软件应用;微型计算机原理与接口技术;

        现代企业管理;测控技术;机械工程实验(II);机械控制工程理论基础;精密加工技术;流体传动与控制;生产实习;

        装备与制造技术基础;数控技术;机械工程计算方法;材料成形技术基础;现代加工;

        机械制造过程与工艺学;快速成形制造;伺服控制;先进制造技术;现代模具制造技术;质量管理与认证;

        毕业设计(论文)。

        机械工程及自动化主干课程

        主干学科:力学、机械工程

        主要课程:工程力学、机械设计基础、工程热力学、现代控制理论、材料加工工艺与设备、测试技术、计算机系列课程、经营与管理、电工与电子技术基础理论课程。

        主要实践性教学环节:包括军训、金工、电工、电子实习、认识实习、生产实习、社会实践、课程设计、毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。

        修业年限:四年

        授予学位:工学学士

        机械工程及自动化学科分支

        机械按功能可分为动力机械、粉碎机械、交通运输机械和物料搬运机械等;按服务的产业可分为农业机械、化工机械、矿山机械和纺织机械等;按工作原理可分为热力机械、透平机械、仿生机械和流体机械等。相同的工作原理,相同的功能或服务于同一产业的机械有相同的问题和特点,因此机械工程就有几种不同的分支学科体系。另外,全部机械在研究、开发、设计、制造、运用过程中,要经过若干工作性质不同的阶段,依此,机械工程又可划分为互相衔接、互相配合的几个分支系统,如机械科研、机械设计、机械制造、机械运用和维修等。这些分支学科系统互相交叉、互相重叠,使机械工程可能分化成上百个分支学科。例如按功能分的动力机械,与按工作原理分的热力机械、流体机械、透平机械、往复机械、蒸汽动力装置、核动力装置,内燃机、燃气轮机,以及按行业分的中心电站设备、工业动力装置、铁路机车、船舶轮机工程、汽车工程等有复杂的交叉和重叠关系。船用汽轮机是动力机械,也是热力机械、流体机械和透平机械,属于船舶动力装置、蒸汽动力装置,也可能属于核动力装置。而驱动时钟用的发条和重锤装置也是动力机械,但不是热力机械、流体机械、透平机械或往复机械。其他分支之间也有类似的重叠、交叉关系。分析这种复杂关系,研究机械工程最合理的分支系统,有一定的知识意义,但实用价值不大。

        机械工程及自动化机电一体

        机电一体化技术和机电一体化产品的统称,是在机电产品中引入微电子元器件和技术之后形成的。机电一体化技术又称机械微电子技术,是机械工程、微电子技术、信息处理技术等多种技术融合成的一种系统技术。机电一体化产品是运用机电一体化技术设计、生产的一种带有软、硬件系统的多功能的单机或成套装置,通常由机械本体、微电子装置、传感器和执行机构等组成。机电一体化技术涉及的学科有机械工程(如机构学、机械加工和精密技术等)、电工与电子技术(如电磁学、计算机技术和电子电路等)、共性技术(如系统技术、控制技术和传感器技术等)。机电一体化产品主要有商品生产用(如机器人、自动生产线和工厂等)、商品流通用(如数控包装机械及系统、微机控制交通运输机具和数控工程机械设备等)、商品贮存销售用(如自动仓库、自动称量和销售及现金处理系统等)、社会服务性(如自动化办公机械和医疗及环保等自动化设施等)和家庭、科研、农林牧渔、航空航天及国防等用的机电一体化产品。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能和构成、生产方式和管理体系等发生巨大变化。

        机械工程及自动化人机共存

        工程技术的发展在提高人类物质文明和生活水平的同时,也对自然环境起破坏作用。20世纪中期以来,最突出的问题是资源,尤其是能源的大量消耗和对环境的污染。未来,机械新产品的研制将以降低资源耗费,发展纯净的再生能源,治理、减轻以至消除环境污染作为重要任务。

        机械工程及自动化综合化

        19世纪下半叶,机械工程成为一门独立学科。进入20世纪,随着机械工程技术的发展和知识总量的增长,机械工程开始分解,陆续出现了专业化的分支学科。分解趋势在20世纪中期(第二次世界大战结束前后)达到最高峰。由于机械工程的知识总量已扩大到远非一个人所能全部掌握,一定的专业化是必不可少的。但是过度的专业化造成知识过分分割,视野狭窄,不能统观和统筹稍大规模工程的全貌和全局,并且缩小技术交流的范围,阻碍新技术的出现和技术整体的进步,对外界条件变化(如新技术、新材料和新产品的出现、材料与半成品的供应及价格变化等)的适应能力很差。封闭性专业的专家们掌握的知识过狭,考虑问题过专,在协同工作时配合协调困难,也不利于继续自学提高。因此,从20世纪中、后期开始,机械工程又出现了综合的趋势。人们更多地关注基础理论,拓宽专业领域,合并分化过细的专业。

        机械工程及自动化重点学科

        一级学科国家重点学科:南京航空航天大学

        机械工程及自动化展望

        机械工业是为国民经济提供装备的基础工业,将随着科学技术的发展而产生变化。

        材料成型及控制工程专业培养要求

        该专业学生主要学习材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法,受到现代机械工程师的基本训练,具有从事各类热加工工艺及设备设计、生产组织管理的基本能力。

        材料成型及控制工程专业主干学科

        机械工程、材料科学与工程。材料成型及控制工程专业概况

        材料成型及控制工程专业主干课程

        工程力学、机械原理及机械零件、电工与电子技术、微型计算机原理及应用、热加工工艺基础、热加工工艺设备及设计、检测技术及控制工程、CAD/CAM基础。

        材料成型及控制工程专业实践教学

        主要实践性教学环节:包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上。

        材料成型及控制工程专业相近专业

        机械设计制造及其自动化

        材料成型及控制工程专业就业方向

        该专业学生毕业后可在工业生产第一线从事热加工领域内的设计制造、试验研究、运行管理和经营销售等方面工作。从事职业有机械设计/制造、材料类、机械制图、模具设计/制造与维修等。

        材料成型及控制工程专业知识技能

        1、具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;

        2、.较系统地掌握该专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、电工与电子技术、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识;

        3、具有该专业必需的制图、计算、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力;

        4、具有该专业领域内某个专业方向所必需的专业知识,了解科学前沿及发展趋势;

        5、具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

        材料成型及控制工程专业专业排名

        艾瑞深2015材料成型及控制工程专业大学排名Top30

        序号学校名称专业排名办学层次省1东北大学5星级中国一流专业辽宁2燕山大学5星级中国一流专业河北3燕山大学里仁学院5星级中国独立学院一流专业河北4四川大学锦城学院5星级中国独立学院一流专业四川5华中科技大学5星级中国一流专业湖北6吉林大学4星级中国高水平专业吉林7大连理工大学4星级中国高水平专业辽宁8沈阳工业大学4星级中国高水平专业辽宁9大连交通大学4星级中国高水平专业辽宁10太原理工大学4星级中国高水平专业山西11太原科技大学4星级中国高水平专业山西12天津大学4星级中国高水平专业天津13合肥工业大学4星级中国高水平专业安徽14安徽工业大学4星级中国高水平专业安徽15南昌大学4星级中国高水平专业江西16山东大学4星级中国高水平专业山东17烟台南山学院4星级中国民办大学高水平专业山东18兰州理工大学4星级中国高水平专业甘肃19西北工业大学4星级中国高水平专业陕西20西安理工大学4星级中国高水平专业陕西21重庆理工大学4星级中国高水平专业重庆22广东工业大学4星级中国高水平专业广东23桂林电子科技大学信息科技学院4星级中国独立学院高水平专业广西24河南科技大学4星级中国高水平专业河南25黄河科技学院4星级中国民办大学高水平专业河南26江汉大学4星级中国高水平专业湖北27文华学院4星级中国民办大学高水平专业湖北28武汉理工大学华夏学院4星级中国独立学院高水平专业湖北29哈尔滨工业大学4星级中国高水平专业黑龙江30佳木斯大学4星级中国高水平专业黑龙江

        宁波工程学院机械工程学院重点学科

        材料学学科为浙江省重点学科,机械制造及其自动化为宁波市重点学科、汽车检测与诊断技术中心为宁波市重点实验室。机械制造及其自动化专业为宁波市重点专业,材料成型及控制工程和汽车服务工程专业为校重点专业。

        宁波工程学院机械工程学院师资力量

        学院现有教职工近80名,其中教授9名,副高职称教师22名,博士26名,在读博士4名,硕士以上学历专任教师占95%以上。浙江省151人才培养对象5人,浙江省高校中青年学科带头人2人,宁波市4321人才一、二层次培养对象5人,宁波市教学名师及培养对象3名。全日制在校学生近1700人。

        机械设计制造及其自动化专业英语内容简介

        《机械设计制造及其自动化专业英语(第2版)》的内容覆盖了机械设计制造及其自动化专业的基本内容。各单元之间,既有一定的内在联系,又独立成章,可根据不同学时数灵活选用。第二版保留了第一版的风格,对部分内容作了更换与调整,增加了如模具设计与制造、过程控制系统状态监测、精益制造等内容,使教材适应性更广,也更加通俗易懂。本教材共分为三部分(Part),30个单元(Unit)。第一部分为机械设计与制造的基本知识,包括金属材料、非金属材料、材料的力学性能、选材、金属材料热处理、机械及机械零件设计、制造工艺、加工设备、模具设计与制造、数控机床、热力学、流体力学、化工机器、质量保证与控制等。第二部分为自动控制的基本知识,其中包括控制原理、控制系统类型、反馈控制原理、过程控制、测量系统、传感器及信号转换、系统状态监测等。第三部分为现代先进制造技术,主要介绍机电一体化、计算机数控、机器人、计算机辅助制造、柔性制造系统、计算机集成制造、自动组装、敏捷制造、精益制造、大批量定制生产、虚拟制造、绿色产品制造等。本教材可供机械工程及相关专业本科生使用,也可作为同等程度的专业技术人员的自学教材。

        材料成型及控制工程培养目标

        本专业培养具备机械工程和材料科学与工程和自动化学科的理论基础、材料成型加工及其控制工程、模具设计制造、计算机应用等专业知识,能在机械、模具、材料成型加工等领域从事科学研究、应用开发、工艺与设备的设计、生产及经营管理等方面工作的高级工程技术人才和管理人才。

        可选择出国、读研,或从事精密塑性成形、先进焊接成形、机械制造、先进液态凝固成形、材料成形模拟及计算机仿真、材料成形过程控制与自动化、快速成形制造、模具计算机辅助设计制造、材料激光加工等方面的设计制造、研究开发及管理工作。

        本专业分为四个培养模块:

        (一)焊接成型及控制

        培养能适应社会需求,掌握焊接成型的基础理论、金属材料的焊接、焊接检验、焊接方法及设备、焊接生产管理等全面知识的高级技术人才。

        (二)铸造成型及控制

        这是目前社会最需要人才的专业之一。主要有砂型铸造、压力铸造、精密铸造、金属型铸造、低压铸造、挤压铸造等专业技术及专业内新技术发展方向。

        (三)压力加工及控制

        分为锻造和冲压两大专业方向,在国民经济中起到非常重要的作用。

        (四)模具设计与制造

        掌握材料塑性成型加工的基础理论、模具的设计与制造、模具的计算机辅助设计、材料塑性加工生产管理等全面知识的高级技术人才。

        材料成型及控制工程就业去向

        本专业具有工学学士、工学硕士和工学博士学位的授予权,学生可以选择进一步深造。

        学生毕业后进入钢铁企业、机械制造业、汽车及船舶制造业、金属及橡塑材料加工业等领域从事与塑性成形、焊接材料成型、模具设计与制造等相关的生产过程控制、技术开发、科学研究、经营管理、贸易营销等方面的工作。与机械类专业有着类似的就业方向及成长路线。

        同时,由于就业方向单位多属重工单位,工作环境不是太理想,女生就业情况不如男生。相关书籍

        材料成型及控制工程培养特色

        本专业涉及的知识面广、信息量大,注重英语能力、计算机能力和实际动手能力的培养,使学生具有很强的适应能力、创新能力、分析和解决问题的能力。另外还注重学生的素质教育,培养富有创新精神的高素质复合型人才。

        本专业领域的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、材料科学、电工与电子技术、材料成型工艺基础、自动化技术基础、市场经济及企业管理等基础知识。

        学生具有本专业所必需的制图、计算、实验、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力。

        材料成型及控制工程历史起源

        新中国50余年的发展历史中,本科教育长期居于绝对的主导地位,国民经济和社会发展所需要的大批应用型、技术型和职业型人才主要是由本科教育培养的。20世纪50年代初期,中国在全面学习苏联的做法中,形成了“专业对口”、“学以致用”的本科教育思想。

        各学校纷纷成立了铸造、锻压、焊接、热处理等按行业领域划分专业。在当时特定的历史时期,这种做法对推动中国高等教育的发展和为国民经济建设培养人才起到了重要的作用。但由此也产生了很多问题,诸如:专业设置过窄、人文素质教育薄弱、教学内容陈旧、教学方法偏死、培养模式单一等。这些问题随着中国高等教育由精英教育快速向大众化教育发展而变得愈益突出。

        80年代初期,随着材料科学与工程学科的建立,中国一些高等院校的热加工类专业转向材料类学科发展,并由此形成了热加工类专业在材料学科和机械学科各占半壁江山的局面。原金属材料及热处理专业大多转入材料学科,而铸、锻、焊专业有相当数量保留在机械学科。

        1998年教育部进行高等院校本科专业目录调整时,设立了材料成形与控制工程这样一个新的本科专业,其范围涵盖原来的部分机械类专业和部分材料类专业。

        截至2012年,中国有144所高等学校办有材料成形与控制工程专业,其中多数以原来的热加工类专业(如铸造、塑性加工、焊接、热处理等)为主体。由于各院校原有的专业基础不同,专业的定位及发展目标也不尽相同,因此在培养模式及培养计划方面也存在较大差异。

        2002年材料成形及控制工程教学指导分委员会曾在西宁召开会议,对中国各高校中材料成形及控制工程专业的现状进行了分析,认为该专业大体上有三种主要的培养模式,一类是以原热加工类专业为基础,在拓宽基础的前提下,为适应国内人才需求的行业特色,采用有专业方向的培养模式;另一类也是以原热加工类专业为基础,但取消专业方向,加强基础知识,扩展适应领域,进行宽口径的通才式培养模式;第三类是以原机械类专业为基础,涵盖热加工领域,形成机械工程及自动化类型的专业人才培养模式。

        除上述三种培养模式之外,由教育部批准的焊接技术与工程目录外本科专业,其专业领域也应隶属于材料成形与控制工程的专业范畴。

        对于上述情况,材料成形与控制工程教学指导分委员会曾责成哈尔滨工业大学、西安交通大学、合肥工业大学等单位牵头制定了针对上述四种情况的指导性专业培养计划,并于2003年4月报送教育部高教司和机械类教学指导委员会。

        材料成型及控制工程培养要求

        本专业学生主要学习材料科学及各类热加工工艺的基础理论与技术和有关设备的设计方法,具有从事各类热加工工艺设备设计、生产组织管理的基本能力。

        毕业生

        应获得以下几方面的知识和能力:

        1.具有较扎实的自然科学基础,较好的人文、艺术和社会科学基础及正确运用本国语言、文字的表达能力;

        2.较系统地掌握本专业领域宽广的技术理论基础知识,主要包括力学、机械学、电工与电子技术、热加工工艺基础、自动化基础、市场经济及企业管理等基础知识;

        3.具有本专业必需的制图、计算、测试、文献检索和基本工艺操作等基本技能及较强的计算机和外语应用能力;

        4.具有本专业领域内某个专业方向所必需的专业知识,了解科学前沿及发展趋势;

        5.具有较强的自学能力、创新意识和较高的综合素质。

        材料成型及控制工程课程设置

        由于材料成型与控制包括焊接、铸造、压力加工、模具设计四个方面。因而课程开设将依据学校的侧重点而异。

        主干学科:机械工程、材料科学与工程。

        主要课程:高等数学、大学物理、基础外语、马克思主义哲学原理、计算机应用、机械制图、理论力学、材料力学、机械原理、电工电子技术、金属学、金属工艺学、材料冶金与成型工艺、材料成型设备及方法、材料成型微机应用、先进制造技术、检测技术与控制工程、技术经济、CAD/CAM基础、表面工程学、焊接冶金学、金属材料焊接、焊接方法与焊接设备、焊接检验、塑性成型理论、橡塑材料成型工艺学、橡塑成型模具、金属冲压工艺与模具设计、模具制造技术等专业基础和专业课程知识等等。

        主要实践性教学环节:包括军训,金工、电工、电子实习,认识实习,生产实习,社会实践,课程设计,毕业设计(论文)等,一般应安排40周以上主要专业实验:塑性成型工艺过程综合实验、铸造工艺过程综合实验、焊接工艺过程综合实验、材料性能及检证、CAD(计算机辅助设计)上机实验。

        主要专业实验:包括材料冶金与成型工艺综合实验、材料成型设备方法综合实验、材料成型自动控制综合实验等。

        修业年限:四年

        授予学位:工学学士

        相近专业:机械设计制造及其自动化

        材料成型及控制工程开设院校

        材料成型与控制工程专业一般开设在理工科大学材料科学与工程学院或者机械学院。材料成型的四个分类差别较大,因而各大高校均只侧重于某一分类,例如哈工大侧重于焊接、北科大侧重于压力加工,武汉科技大学侧重于压力加工,西工大偏重于热加工和铸造,兰州理工大学偏重于液态成型等。

        南华大学

        太原科技大学

        内蒙古科技大学

        湖北汽车工业学院

        辽宁石油化工大学

        陕西科技大学

        内蒙古工业大学

        江苏大学

        武汉科技大学

        中国石油大学

        华东交通大学理工学院

        沈阳工业大学

        扬州大学

        湘潭大学

        西安石油大学

        西安理工大学

        辽宁工程技术大学

        福州大学

        广东工业大学

        中北大学

        贵州大学

        辽宁工业大学

        南昌大学

        广西大学

        沈阳理工大学

        兰州理工大学

        沈阳大学

        山东大学

        武汉大学

        南京理工大学

        新疆大学

        攀枝花学院

        山东建筑大学

        武汉工程大学

        重庆理工大学

        河北工业大学

        佳木斯大学

        河南理工大学

        武汉理工大学

        北京航空航天大学

        河北科技大学

        哈尔滨理工大学

        武汉轻工大学

        长安大学

        南昌航空工业学院

        燕山大学

        上海工程技术大学

        湖北工业大学

        江苏科技大学

        西北工业大学

        哈尔滨工业大学

        吉林大学

        湖南大学

        上海理工大学

        天津理工大学

        天津大学

        东南大学

        重庆大学

        天津科技大学

        河北工程大学

        大连理工大学

        合肥工业大学

        四川大学

        天津职业技术师范大学

        长春工程学院

        东北大学

        华中科技大学

        河南科技大学

        山东理工大学

        江苏石油化工学院

        淮阴工学院

        长江大学

        北京理工大学

        华东理工大学

        景德镇陶瓷学院

        华北水利水电大学

        湖南工业大学

        北华大学

        合肥学院

        西南交通大学

        大连工业大学

        江汉大学

        辽宁科技大学

        安徽工程大学

        湖南科技大学

        徐州工程学院

        湖南理工学院

        华南科技大学

        重庆科技学院

        西安交通大学

        清华大学

        东南大学

        北京科技大学

        桂林航天工业学院

        郑州大学

        上海应用技术学院

        西华大学

        福建工程学院

        华北理工大学

        华中科技大学文华学院

        成都大学

        成都工业学院

        华北科技学院

        集美大学

        昆明理工大学

        安徽工业大学

        太原理工大学

        长沙理工大学

        桂林电子科技大学

        大连交通大学

        广东石油化工学院

        山东交通学院

        长春工业大学

        长沙学院

        皖西学院

        河南工业大学

        宁波工程学院

        浙江科技学院

        大连大学

        内蒙古民族大学

        南京工程学院

        上海电机学院三江学院洛阳理工学院

        西南石油大学

        齐鲁工业大学北方民族大学河南师范大学新联学院华侨大学黑龙江科技大学郑州航空工业管理学院兰州工业学院西南科技大学北方工业大学

        南京农业大学

        无锡职业技术学院西安航空学院四川理工学院井冈山大学河南工程学院南昌工程学院常州工学院黑龙江工程学院西安建筑科技大学山东科技大学三峡大学湖北理工学院中原工学院太原工业学院嘉兴学院西安工程大学陕西理工大学桂林电子科技大学信息科技学院
          江苏科技大学苏州理工学院

        盐城工学院

        东莞理工学院

        材料成型及控制工程发展趋势

        材料成形及控制工程专业既不完全是按照行业特点设立的专业,也不是按照学科特征设立的专业,因此其发展具有其特殊性。按照本专业的情况及市场需求情况进行分析,估计本专业今后的发展将主要表现为以下几个方面:

        1.先进制造技术将成为本专业今后的主导技术发展方向

        先进制造技术是传统制造业不断吸收机械、电子、信息、材料及现代管理等方面的最新成果,将其综合应用于制造的全过程,以实现优质、高效、低消耗、敏捷及无污染生产的前沿制造技术的总称。当今制造技术的主要发展趋势是:制造技术向着自动化、集成化和智能化的方向发展

        相关书籍

        ;制造技术向高精度方向发展;综合考虑社会、环境要求及节约资源的可持续发展的制造技术将越来越受到重视。铸、锻、焊技术正向着近净成形、近无余量加工、精密连接、微连接与微成形等方向发展,并由此构成先进制造技术的重要组成部分。

        2.厚基础、宽专业将成为本专业人才培养的主要模式

        材料成形及控制工程专业是一个具有典型材料学科特征的机械类学科,机械学科和材料学科的基础知识构成了本学科的基本知识体系。这一特点决定了材料成形及控制工程专业人才培养必然是宽口径的,而由机械学科和材料学科的基础知识共同构架的材料成形及控制工程专业基础也必然是雄厚的。随着老专业的融合和科学技术的发展,本专业人才培养必然走向厚基础、宽专业的模式。

        3.在今后一段时期内,分类培养仍将占据主要的地位

        大多数高等院校的材料成形及控制工程专业还按照区分不同的专业方向的模式进行人才培养,这一方面是由于在由老的铸、锻、焊专业向新的材料成形专业转型时还难以完全摆脱原有的专业痕迹,另一方面,市场对人才的需求也还没有适应专业的变化,仍然按照行业特征来招聘人才。这种情况还将持续一段时间,并将随着社会和工厂企业的专业人才培训功能的建立和完善而逐渐发生变化。

        材料成型及控制工程研究问题

        明晰专业内涵,确定发展方向

        材料成形及控制工程专业作为1998年专业调整时设立的一个新的专业,由于其涵盖范围较广泛,涉及的内容较繁杂,因而使其专业内涵不够明确。

        材料成形及控制工程专业是以成形技术为手段、以材料为加工对象、以过程控制为质量保证措施、以实现产相关书籍

        品制造为目的的工科专业。材料成形及控制工程专业与机械设计制造及自动化专业、工业设计专业和工程装备与控制工程专业均隶属于机械学科,要求共同的机械工程基础理论。以材料为加工对象的特点决定了材料科学也成为本专业的基础知识,而以过程控制为质量保证措施这一特点,决定了控制理论也成为本学科基础知识的重要组成部分。因此,材料类学科专业和自动化专业及计算机科学与技术专业等都成为与本专业密切相关的学科。此外,随着科学技术的发展和学科交叉,本专业比以往任何时候都更紧密地依赖诸如数学、物理、化学、微电子、计算机、系统论、信息论、控制论及现代化管理等各门学科及其最新成就。

        材料成形及控制工程这一隶属于机械学科、具有机械类学科典型特征的专业,同时还具有浓厚的材料学科的色彩,成为一个业务领域宽、知识范围广的名副其实的宽口径专业。继续进行深入研究,准确界定专业内涵,对专业的发展具有重要的意义。

        培养目标的定位

        培养目标定位很重要,涉及到材料成形及控制工程专业的发展和人才培养适应市场需求的问题。一部分高等院校应该担负起精英教育的责任,以培养材料成形及控制工程学科的科学研究型和科学研究与工程技术复合型高层次人才为主,本科是通识与专业并重的教育;高等职业技术学院则以培养职业应用型、职业应用复合型人才为主,专科是完全职业专业教育。各学校可根据学校自身的层次来确定专业培养目标。

        在材料成形及控制工程专业培养目标的定位中,还应考虑市场需求。高校应进一步适应市场的需求,根据不同的培养目标,调整通识教育与专业教育的比例,拓宽专业口径,灵活专业方向,建立和健全第二学位、主副修制度等。

        模具设计与制造实训内容简介

        本书以最流行的CAD/CAM软件为基础进行讲解,通过典型的实例来教授CAD/CAM软件中NC模块的应用,分别说明了当前最流行的Cimatron、mastercam、UGNX等编程加工方式以及路径管理功能的典型应用。可作为各级学校或培训机构CAD/CAM编程教学的辅助教材或者实训教材,同时可以作为自学CAD/CAM软件的参考用书。

        本书以最流行的CAD/CAM软件为基础进行讲解,通过典型的实例来教授CAD/CAM软件中NC模块的应用,分别说明了当前最流行的Cimatron、mastercam、UGNX等编程加工方式以及路径管理功能的典型应用。重点突出对软件应用以及数控编程实际应用中重点和难点的讲解,作为一般CAM教程的补充。每一个实例以详尽的STEPBYSTEP方式,读者可以照猫画虎完成实例,并辅以丰富的实用技巧及技术要点准确地指明如何去做,同时书中附有大量的练习题。读者只要按书中的指示和方法做成、做会、做熟,再举一反三,就能扎扎实实地掌握CAD/CAM软件自动编程的应用及实用的加工工艺设计。

        本书所附光盘包含了书中所提及的所有实例模型,可以在学习过程中参照练习。

        模具设计与制造实训目录

        "第1章概述

        1.1CAM编程的学习训练要点

        1.2CAM编程基本实现过程

        1.3数控加工工艺基础

        CAM数控加工工艺分析的主要内容

        切削方式的选择

        切削参数的选择

        1.4数控加工刀具

        第2章mastercam数控加工实例

        2.1mastercam数控加工方式

        mastercam简介

        mastercam的2.5轴加工

        曲面加工

        2.2mastercam数控编程公用参数设置要点

        刀具参数设置

        曲面加工参数设置

        2.32.5轴加工编程实例

        实例操作要点提示

        加工零件及工艺分析

        外形铣削完成外轮廓粗加工

        外形铣削残料加工完成外形凹槽半精加]

        挖槽加工完成花形凹槽粗加工

        外形精加工

        凸台外形精加工

        钻孔加工

        切削模拟

        后处理

        2.4球面镶块的数控加工

        实例操作要点提示

        加工零件及工艺分析

        挖槽粗加工

        平行铣削精加工

        放射状加工

        投影加工

        曲面流线精加工

        等高外形精加工

        浅平面加工

        环绕等距加工

        2.5椭圆形盒盖型腔加工

        实例操作要点提示

        加工零件及工艺分析

        挖槽粗加工

        盒盖型腔半精加工

        盒盖型腔侧面精加工

        盒盖型腔底面精加工

        2.6旋钮型芯加工

        实例操作要点提示

        工件分析及工艺规划

        旋钮型芯粗加工

        旋钮型芯半精加工旋钮型芯分型面精加工

        旋钮型芯的曲面交角加工

        旋钮型芯精加工

        旋钮型芯的侧面底部清角加工

        第3章CimatronE数控加工应用实例

        3.1CimatronE程序编制基本步骤

        3.2拼音字母凸模加工

        实例操作要点提示

        工件分析与工艺规划

        初始设置

        以平行切削进行外轮廓粗加工

        以封闭轮廓铣进行字母外轮廓精加工

        以环切进行字母内凹轮廓加工

        仿真检验与后处理

        3.3模型手机盖型芯加工

        实例操作要点提示

        工件分析与工艺规划

        初始设置

        应用体积铣一环切进行粗加工

        应用曲面铣一根据层进行侧面精加工

        应用体积铣一平行切削进行分型面精加工

        应用曲面铣一环切进行顶面精加工

        仿真检验与后处理

        3.4鼠标上盖凸模加工

        实例操作要点提示

        工件分析与工艺规划

        初始设置

        以体积铣.粗加上环行铣进行粗加工

        以精铣所有加工进行零件半精加工

        以根据层加工精铣零件侧面

        以精铣水平区域加工进行分型面精加工

        以3D步距加工进行顶面精加工

        复制根据层加工进行清角加工

        以开放轮廓铣加工进行标记加工

        以3轴钻孔加工进行引导孔加工

        3.5一出四按钮电极加工

        实例操作要点提示

        工件分析与工艺规划

        初始设置

        利用粗加工环行铣进行粗加工

        利用根据角度精铣进行顶面加工

        利用根据角度精铣进行侧面精加

        第4章UGNX数控编程实例

        4.1UGNX加工模块的基本操作

        uGNx简介

        uGNX加工模块的基本操作

        4.2uGNX加工模块的加工方式

        平面铣的特点及应用

        型腔铣加工的特点与应用

        固定轴曲面轮廓铣的特点与应用4.3简单凹模加工

        实例操作要点提示

        产品介绍及工艺规划

        凹模加工初始设置

        凹模的凹槽粗加工

        凹模的上表面加工

        凹模的凹槽侧壁及外形精加工

        钻孔加工

        4.4后视镜型腔加工

        实例操作要点提示

        产品介绍及工艺规划

        初始化

        创建粗加工型腔铣操作

        创建半精加工曲面铣操作

        创建精加工区域铣削曲面铣操作

        创建清角加工的径向驱动曲面铣操作

        4.5头盔凸模加工

        实例操作要点提示

        零件分析和工艺规划

        初始设置

        头盔凸模的粗加工

        头盔凸模的半精加工

        头盔凸模的侧壁精加工

        头盔凸模的外分型面精加工

        头盔凸模的顶部精加工

        头盔凸模的分型面精加工

        清角加工

        头盔凸模标记加工

        动态检视刀具轨迹

        后置处理

        第5章数控编程习题

        2.5轴加工编程习题

        3轴曲面加工编程习题

        附录A各种软件的文件转换

        mastercam的文件转换

        CimatronE的文件转换

        UGNX的文件转换

        附录B常用3轴加工方式对照表

        附录CFANUC数控系统的G代码和M代码

        附录DCAD/CAM相关网址选登

        参考文献

        塑料成型工艺与模具设计作品简介

        作者:孙玲 主编,许琳,李绅元 副主编,王家宣 主审 ISBN:10位[7302165386] 13位[9787302165385]

        出版社:清华大学出版社

        出版日期:2008-2-1

        定价:¥39.50 元

        塑料成型工艺与模具设计内容提要

        本书内容包括3篇,16章。第1篇为塑料成型基础知识(包括第1~3章),内容有塑料概论、塑料成型理论基础、塑料制件设计,此篇所介绍的基础理论知识的涉及面、深度与广度以实用、够用为度。第2篇为注射成型工艺及模具设计(包括第4~12章),内容包括注射成型原理、工艺及设备,注射模概述,注射模浇注系统、成型零部件、导向及脱模机构、侧向分型与抽芯机构、温度调节系统设计,注射模设计举例及材料选用,注射成型及模具新技术应用,此篇为全书的重点详述部分。而且还特别加大了新技术应用内容的介绍篇幅与力度。第3篇为压缩、压注、挤出等其他塑料成型及模具设计(包括第13~16章),内容除了介绍压缩、压注、挤出成型及模具设计外还介绍了中空吹塑、气动、发泡成型及模具设计,此篇是在与注射成型方法及模具相比较的基础上以特点、要点的精简方式展开介绍其他成型方法及模具。各章均配有精选的思考题。附录作为对全书相关章节资料的补充和扩展,为读者提供了必要的设计相关资料和成型生产现场解决制品缺陷的相应措施。

        模具材料化学工业出版社出版图书

        模具材料内容简介

        《模具材料》将工程材料及热处理与模具材料及表面处理有机地整合为一体,适应了目前教学改革的需要。可以满足教学课时数为30~72学时的教学需要。《模具材料》各章内容基本上是按照材料性能、制造加工工艺、材料应用的顺序编写的。全书除绪论外共分为6章,包括工程材料基础、模具材料与模具失效分析、冷作模具材料、热作模具材料、塑料模具材料、模具表面强化技术等内容。各章配有一定量的实例和复习思考题供学习时选用。

        模具材料前言

        《模具材料》是在总结编者多年教学经验的基础上进行编写的,在编写过程中充分考虑了现代企业对高职高专人才知识与能力的要求,遵循了教育的基本规律,注重培养学生分析问题、解决问题的能力,《模具材料》是职业技术院校和成人教育院校模具设计与制造专业学生的必备书,也可供从事模具设计与制造的工程技术人员、中等职业学校模具专业学生和自学者的参考。《模具材料》具有如下特点。

        模具材料书籍优点

        1内容新。《模具材料》在内容的选取方面吸收了多年高职高专教改的成果,吸收了许多已经成功使用的新材料和新的工艺。

        2?整合。将工程材料及热处理与模具材料及表面处理两门课程有目的性地进行整合,合二为一,删繁就简,使工程材料的基本理论有针对性的为模具材料所用。解决了高职高专需开设这两门课程时的学时不足问题和知识衔接性问题。

        3?系统性强。从工程材料的基本理论到常用的模具钢,从传统的材料到新开发的材料,从常规加工工艺到改进性热处理,结构上层次分明,内容上环环相扣。

        4?主题明确。始终保持着论述模具材料、选用模具材料、加工模具材料的三条主线。达到了多一句嫌累赘,少一句则表达不透彻的境界。

        5?直观性强。图表并茂,案例讲解,使学生能直接找出各种材料的性能特点、应用范围、加工方法,以及各种模具材料间的异同,易于理解和记忆,便于教学和自学。

        6?衔接性。能将冲压模设计、塑料模设计、模具制造工艺学等核心专业课程紧密联系在一起,形成扎实的专业技能,实现专业培养目标的要求。

        模具材料参与人员

        参加《模具材料》编写的人员有武汉软件工程职业学院的刘兵、袁小会、程婧璠、吴元祥、李有才和武汉工业科技学校的黄莉。《模具材料》由李有才担任主编,刘兵、袁小会担任副主编,由刘小宁担任主审。《模具材料》参考了国内外许多同行所编著的教材和其他著作,在此一并表示衷心感谢。

        模具材料图书目录

        绪论

        第1章 工程材料基础

        1.1 金属材料的机械性能

        1.1.1 强度

        1.1.2 塑性

        1.1.3 硬度

        1.1.4 冲击韧度

        1.1.5 耐磨性

        1.1.6 疲劳强度

        1.1.7 工艺性能

        1.2 晶体的结构与结晶

        1.2.1 金属的晶体结构

        1.2.2 金属的结晶

        1.2.3 合金的晶体结构与组织

        1.3 铁碳合金

        1.3.1 铁碳合金的基本组织及性能

        1.3.2 铁碳合金状态图

        1.4 钢的分类、用途及牌号

        1.4.1 碳钢的分类、用途及牌号

        1.4.2 合金钢的分类、用途及牌号

        1.5 铸铁

        1.5.1 铸铁的分类

        1.5.2 石墨在铸铁中的作用

        1.5.3 灰铸铁

        1.5.4 球墨铸铁

        1.5.5 可锻铸铁

        1.5.6 蠕墨铸铁

        1.5.7 合金铸铁

        1.6 钢的热处理

        1.6.1 钢在加热和冷却时的组织转变

        1.6.2 钢的退火

        1.6.3 钢的正火

        1.6.4 钢的淬火

        1.6.5 钢的回火

        1.6.6 热处理设备

        1.7 非铁金属

        1.7.1 铝及其合金

        1.7.2 铜及其合金

        1.7.3 滑动轴承合金

        1.8 非金属材料

        1.8.1 工程塑料

        1.8.2 橡胶

        1.9 工程材料的选择

        1.9.1 零件的失效分析

        1.9.2 工程材料的选用

        复习思考题

        第2章 模具材料与模具失效分析

        2.1 模具及模具材料分类

        2.1.1 模具的分类

        2.1.2 模具材料的分类

        2.2 模具失效形式及失效分析

        2.2.1 模具失效形式

        2.2.2 模具失效分析

        2.2.3 模具失效分析实例

        2.3 模具材料的选用

        2.3.1 模具材料选用的一般原则

        2.3.2 影响模具材料选用的具体因素

        2.4 影响模具寿命的主要因素

        2.4.1 模具结构设计对模具寿命的影响

        2.4.2 模具制造质量对模具寿命的影响

        2.4.3 模具材料对模具寿命的影响

        2.4.4 模具热处理与表面处理对模具寿命的影响

        2.4.5 模具的使用对模具寿命的影响

        复习思考题

        第3章 冷作模具材料

        3.1 冷作模具材料的性能要求

        3.1.1 冷作模具材料的使用性能要求

        3.1.2 冷作模具材料的工艺性能要求

        3.1.3 冷作模具材料的成分特点

        3.2 冷作模具材料

        3.2.1 低淬透性冷作模具钢

        3.2.2 低变形冷作模具钢

        3.2.3 高耐磨微变形冷作模具钢

        3.2.4 高强度高耐磨冷作模具钢

        3.2.5 抗冲击冷作模具钢

        3.2.6 高强韧性冷作模具钢

        3.2.7 高耐磨高强韧性冷作模具钢

        3.2.8 硬质合金

        3.3 冷作模具材料的选用

        3.3.1 冷作模具材料选用的原则

        3.3.2 冷冲裁模具材料的选用

        3.3.3 冷镦模具材料的选用

        3.3.4冷挤压模具材料的选用

        3.3.5 冷拉深模具材料的选用

        3.4 冷作模具钢的热处理

        3.4.1 冷作模具的制造工艺路线

        3.4.2 冷作模具钢的淬火与回火

        3.4.3 冷作模具钢的强韧化处理工艺

        3.4.4 主要冷作模具的热处理特点

        3.4.5 冷作模具的热处理实例

        复习思考题

        第4章 热作模具材料

        4.1 热作模具材料的性能要求

        4.1.1 热作模具材料的使用性能要求

        4.1.2 热作模具材料的工艺性能要求

        4.1.3 热作模具材料的成分特点

        4.2 热作模具材料

        4.2.1 低耐热性热作模具钢

        4.2.2 中耐热性热作模具钢

        4.2.3 高耐热性热作模具钢

        4.2.4 其他热作模具材料

        4.3 热作模具材料的选用

        4.3.1 热锻模材料的选用

        4.3.2 热挤压模材料的选用

        4.3.3 压铸模材料的选用

        4.3.4 热冲裁模材料的选用

        4.4 热作模具钢的热处理

        4.4.1 锤锻模的热处理

        4.4.2 热挤压模具的热处理

        4.4.3 压铸模具的热处理

        4.4.4 热冲裁模具的热处理

        4.4.5 热作模具钢的热处理实例

        复习思考题

        第5章 塑料模具材料

        5.1 塑料模具材料的性能要求

        5.1.1 塑料模具材料的使用性能要求

        5.1.2 塑料模具材料的工艺性能要求

        5.2 塑料模具材料

        5.2.1 渗碳型塑料模具钢

        5.2.2 调质型塑料模具钢

        5.2.3 淬硬型塑料模具钢

        5.2.4 预硬型塑料模具钢

        5.2.5 时效型塑料模具钢

        5.2.6 耐蚀型塑料模具钢

        5.2.7 其他塑料模具材料

        5.3 塑料模具材料的选用

        5.3.1 塑料模具的工作条件及失效形式

        5.3.2 塑料模具材料的选用

        5.4 塑料模具的热处理

        5.4.1 塑料模具的制造工艺路线

        5.4.2 塑料模具材料的热处理

        5.4.3 塑料模具材料热处理实例

        5.5 塑料模具的表面处理

        复习思考题

        第6章 模具表面强化技术

        6.1 表面热处理技术

        6.1.1 渗碳

        6.1.2 渗氮

        6.1.3 渗硫

        6.1.4 渗硼

        6.1.5 多元共渗

        6.2 涂镀技术

        6.2.1 电镀

        6.2.2 电刷镀

        6.2.3 化学镀

        6.3 其他表面强化技术

        6.3.1 喷丸表面强化

        6.3.2 电火花表面强化

        6.3.3 激光表面强化

        6.3.4 气相沉积技术

        复习思考题

        附录

        附录Ⅰ 国内外常用模具钢钢号对照表

        附录Ⅱ 黑色金属硬度及强度换算表

        参考文献

        ……

        模具材料机械工业出版社出版图书

        模具材料图书信息

        模具材料

        书号:

        13806

        ISBN:

        7111138066

        作者:

        高为国 主编

        印次:

        1-9

        责编:

        冯春生

        开本:

        16(B5)

        字数:

        0千字

        定价:

        14.0

        所属丛书:

        普通高等教育规划教材

        装订:

        出版日期:

        2010-07-30

        模具材料内容简介

        本书是由普通高等教育应用型本科材料成形与控制工程专业(模具方向)规划教材编审委员会组织编写的系列教材之一。全书共七章,包括:模具失效与使用寿命;模具材料概述;冷作模具材料及热处理;热作模具材料及热处理;塑料模具材料及热处理;其他模具材料及热处理;模具表面处理技术。全书力求理论联系实际,系统介绍各类模具的失效及使用寿命、常用模具材料的专业知识和热处理工艺、模具的常用表面处理技术等内容,突出国内外模具方面的新材料、新工艺、新技术。书中内容丰富,实用性强,反映了近年来国内外在模具方面的研究成果和主要发展方向。 本书可作为普通高等教育应用型本科材料成形与控制工程专业(模具方向)的教材,也可供从事模具设计、制造、热处理等工作的有关工程技术人员参考。

        模具材料目录

        前言

        绪论

        一、模具材料的作用和地位

        二、模具材料的应用与发展

        三、本课程的性质、教学目标和基本要求

        第一章 模具失效与使用寿命

        第一节 模具的失效分析

        一、模具的损伤与失效

        二、模具失效的分类

        三、模具的失效机理分析

        四、模具的失效分析过程

        第二节 典型模具的服役条件及失效形式

        一、冷作模具的服役条件及失效形式

        二、热作模具的服役条件及失效形式

        三、塑料模具的服役条件及失效形式

        第三节 模具的使用寿命及其影响因素

        一、模具结构对使用寿命的影响

        二、模具工作条件对使用寿命的影响

        三、模具材料对使用寿命的影响

        四、模具热处理与表面强化对使用寿命的影响

        五、模具制造工艺对使用寿命的影响

        习题与思考题

        ……

        第七章 模具表面处理技术

        第一节 模具表面处理技术概述

        第二节 模具表面的化学热处理技术

        一、渗碳

        二、渗氮

        三、气体碳氮共渗和氮碳共渗

        四、渗硼

        五、渗金属

        第三节 模具表面的涂镀技术

        一、电镀

        二、电刷镀

        三、化学镀

        四、热浸镀

        第四节 模具表面的气相沉积技术

        一、化学气相沉积(CVD)

        二、物理气相沉积(PVD)

        第五节 模具表面的其他处理技术

        一、热喷涂

        二、激光表面处理

        三、电子束表面处理

        四、离子注入

        习题与思考题

        参考文献

        模具钢材牌号对照表材料选择

        模具钢材牌号对照表成型零部件材料选用

        .1 成型零部件指与塑料直接接触而成型制品的模具零部件,如型腔、型芯、滑块、镶件、斜顶、侧抽等。

        .2 成型零部件的材质直接关系到模具的质量、寿命,决定着所成型塑料制品的外观及内在质量,必须十分慎重,一般要在合同规定及客户要求的基础上,根据制品和模具的要求及特点选用。

        .3 成型零部件材料的选用原则是:根据所成型塑料的种类、制品的形状、尺寸精度、制品的外观质量及使用要求、生产批量大小等,兼顾材料的切削、抛光、焊接、蚀纹、变形、耐磨等各项性能,同时考虑经济性以及模具的制造条件和加工方法,以选用不同类型的钢材。

        .4 对于成型透明塑料制品的模具,其型腔和型芯均需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材,如718(P20+Ni类)、NAK80(P21类)、S136(420类)、H13类钢等,其中718、NAK80为预硬状态,不需再进行热处理;S136及H13类钢均为退火状态,硬度一般为HB160-200,粗加工后需进行真空淬火及回火处理,S136的硬度一般为HRC40-50,H13类钢的硬度一般为HRC45-55(可根据具体牌号确定)。

        .5 对于制品外观质量要求高,长寿命、大批量生产的模具,其成型零部件材料选择如下:

        a) 型腔需选用高镜面抛光性能的高档进口钢材,如718(P20+Ni类)、NAK80(P21类)等,均为预硬状态,不需再进行热处理。

        b) 型芯可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材,如618、738、2738、638、318等,均为预硬状态;对生产批量不大的模具,也可选用国产塑料模具钢或S50C、S55C等进口优质碳素钢。

        .6 对于制品外观质量要求一般的模具,其成型零部件材料选择如下:

        a) 小型、精密模具型腔和型芯均选用中档进口P20或P20+Ni类钢材。

        b) 大中型模具,所成型塑料对钢材无特殊要求,型腔可选用中低档进口P20或P20+Ni类钢材;型芯可选用低档进口P20类钢材或进口优质碳素钢S50C、S55C等,也可选用国产塑料模具钢。

        c) 对于蚀皮纹的型腔,当蚀梨地纹时应争取避免选用P20+Ni类的2738(738)牌号。

        .7 对无外观质量要求的内部结构件,成型材料对钢材亦无特殊要求的模具,其成型零部件材料选择如下:

        a) 对于大中型模具,型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材,也可选用进口优质碳素钢S55C、S50C或国产P20或P20+Ni类塑料模具钢;型芯可选用进口或国产优质碳素钢。

        b) 对于小型模具,若产量较高,结构较复杂,型腔可选用低档的进口P20或P20+Ni类钢材,也可选用国产P20或P20+Ni类塑料模具钢;型芯可选用国产塑料模具钢。

        c) 对于结构较简单,产量不高的小型模具,型腔型芯均可选用国产塑料模具钢或优质碳素钢。

        .8 对于成型含氟、氯等有腐蚀性的塑料和各类添加阻燃剂塑料的模具,若制品要求较高,可选用进口的耐蚀钢,要求一般的可选用国产的耐蚀钢。

        .9 对于成型对钢材有较强摩擦、冲击性塑料的模具,例如用来注射尼龙+玻璃纤维料的模具,需选用具有高耐磨、高抗热拉强度及高韧性等优点的进口或国产H13类钢材。

        .10成型镶件一般与所镶入的零件选用相同材料。对于模具较难冷却的部分或要求冷却效果较高的部分,镶件材料应选用铍青铜或合金铝。

        .11对于模具中参与成型的活动部件材料选择原则如下:

        a) 透明件应选用抛光性好的高档进口钢材,如718、NAK80等。

        b) 非透明件,一般应选用硬度和强度较高的中档进口钢材,如618、738、2738、638、318等,表面进行氮化处理,氮化层深度为0.15-0.2mm,硬度为HV700-900。

        c) 若模具要求较低,也可选用低档进口钢材或国产钢材,氮化处理硬度一般为HV600-800。

        模具钢材牌号对照表非成型零部件材料选用

        .1模架材料参照模架标准,模板一般选用进口S50C或国产SM45,要求HB160-200,硬度均匀,且内应力 小,不易变形。导柱材料采用GCr15或SUJ2,硬度为HRC56-62。导套、推板导柱、推板导套及复位杆材料可采用GCr15或SUJ2,硬度为HRC56-62;也可采用T8A、T10A,硬度为HRC52-56。

        .2模具中的一般结构用件,如顶出定位圈、立柱、顶出限位块、限位拉杆、锁模块等,对硬度和耐磨性无特别要求,可选用国产SM45钢,正火状态,硬度HB160-200,不需再进行热处理。

        .3模具中的浇口套、楔紧块、耐磨块、滑块压板等对硬度、强度、耐磨性要求较高的零件,应选用碳素工具钢或优质碳素工具钢,如T8A、T10A等。此类钢使用时均需进行淬火处理,以提高其硬度和耐磨性。

        S136模具材料产品简介

        S136五国钢材牌号对照

        JIS 日本 ( 日 立 大 同 )

        ASSB 瑞典

        AISI 美国

        DIN 德国

        BOHLER 奥地利

        SKS538

        S-136

        420ESR

        1.2083

        M310

        湖北上大模具材料科技有限公司企业文化

        湖北上大模具材料科技有限公司成立于2006年5月,位于湖北省鄂州市花湖经济开发区,毗邻有百年历史的特钢生产基地大冶特钢,是一家专业生产高,中端模具钢的企业。

        公司主营产品为热作模具钢、塑料模具钢及冷作模具钢,产品具有成分精控、组织均匀、长寿命的特点,并成功打入国际市场,产品远销亚洲、欧洲及美洲市场。

        公司秉承奉献社会、合作共赢、诚信正直、积极向上的价值取向,坚持“三精”的管理理念;坚持以高、中端产品求发展的思路,聘有国内外知名的冶金模具钢开发专家。公司于2009年度通过国家IS09001:2008质量认证,并被黄石市一所高等院校指定为实习企业。

        湖北上大模具材料科技有限公司竭诚为新老客户提供优质的产品及快捷周到的服务,籍互利双赢于合作之中,共享丰盛、同铸辉煌!

        湖北上大模具材料科技有限公司市场范围

        热作模具钢、冷作模具钢、塑料模具钢及合金工具钢等中高端模具钢。

        营销区域: 中国、亚洲、欧洲

        质量控制: 国标(GB)或企标、美标(AISI)、日标(JIS)、德标(DIN)

        管理体系认证:ISO9001

        生产基地: 湖北省鄂州市花湖开发区

        模具材料与使用寿命基本信息

        丛书名: 模具实用技术丛书

        平装

        商品尺寸: 25.4 x 18 x 1 cm

        商品重量: 340 g

        品牌:机械工业

        ASIN:B0011A8S1G

        模具材料与使用寿命内容简介

        为提高模具热处理技术水平,指导模具材料的合理选用,本书内容突出了模具材料和热处理实用技术及应用实例的介绍;并对新材料、新工艺、新技术也作了简要介绍。该书主要内容包括:模具材料与热处理概述、冷作模具用钢及热处理、热作模具用钢及热处理、压铸模具用钢及热处理、塑料模具用钢及热处理、玻璃模具用钢及热处理等共6章。

        本书可供从事模具材料和热处理工作的工程技术人员和工人使用,也可供相关专业大专院校师生参考。

        模具行业网网站简介

        模具行业网是一个大型全国性专业模具信息平台,致力于向模具行业企业及商人提供最便捷的信息获取方式和交易平台。简单的页面丰富的信息量深受模具行业企业及商人的信赖, 提供全方位的免费B2B交易平台,帮助企业及时了解最新供求信息,掌握最新行业资讯。同时提供强大的商务交流平台,增进商务人士业内交流,为企业创造更多合作商机。

        模具行业网运营理念

        自成立以来,模具行业网始终秉承“以客户为中心”的经营理念,视推动中国企业开展电子商务、实现信息化为己任,深入研究企业客户的实际需要,开创性地建立了最适合中小企业需要的IT应用服务运营模式,运用先进的信息技术搭建起一个适合企业业务和管理需要的应用服务平台,并透过庞大的全国性商务网络,面对面地向企业客户提供全方位、标准化、一站式的IT应用服务和信息化解决方案。

        模具行业网运营模式

        IT应用服务运营模式,具有低投入、低风险、高回报的特点,从根本上克服了以系统集成、定制开发为代表的传统IT服务模式带来的高投入、高风险、低回报、升级维护困难、对用户自身技术要求高等问题。由模具行业网自主研发、以数字商务平台产品为代表的全系列IT应用服务运营平台,成功地帮助中小企业降低了IT总体拥有成本、提升了企业开展电子商务的竞争力,“应用服务”导向和“无缝”升级,使客户无须配备专业的IT技术人员,更不必担心系统的升级和维护。该平台具有与国际同步、国内领先的技术水平,功能强大、全面,性能稳定可靠,而且使用方便、操作简单,能够帮助企业客户以低成本的投入享受世界先进的IT技术,从容面对市场竞争和需求的变化,轻松地开展电子商务和网络营销。

        模具行业网技术服务

        强大的技术实力和完善的运营服务体系是模具行业网IT应用服务的基石。模具行业网拥有一支规模庞大、实力雄厚的技术团队,他们时刻走在技术前沿,跟踪IT科技的最新发展趋势,洞悉市场和用户需求的变化,锐意进取、积极创新,不断地将先进的技术应用到运营平台的产品研发、系统升级和维护之中,确保整个平台技术领先、服务稳定安全,并能根据市场和用户需求的变化随时提供量身定制的整体解决方案。模具行业网拥有专业的超大规模独立机房,该机房位于中国IDC机房的数据中心内,拥有千兆的独享带宽,数千台高性能服务器,专业的防火墙、防病毒网关等安全设施,并在业内率先推出7X24小时不间断的运营维护服务,实时响应客户的需求,即时解决用户的问题。

        中国模具网网站简介

        作为全国模具资讯网站最早的开拓者,中国模具网以东北、华北、华东、华南、西南五大区为中心,辐射周边及全国各地。网站已经形成了以企业库、产品库、行情资讯、中模商城、模具展会、模具论坛等内容为主体的资讯平台。涉及产品线覆盖模具制造、协作加工、模具设备提供、原材料提供、模具标准件等。每日企业发布资讯新闻、供求信息百余条,更新产品报价近千款。每月定期拟写模具市场动态及技术综述电子图书,详尽报道全国市场动态,并曾多次受邀前往北京、上海、广州、成都、深圳等地进行沟通交流,为广大网友提供最权威及时的模具资讯,为模具行业经销商提供全面的信息服务。

        中国模具网发展前景

        1997年中国模具网经过跨越式发展至今。实现了网上商务平台从单一销售模式向传统营销与网络营销有效融合的转变。网站注册商家用户近5万家,个人注册用户近百万人,网站平均在线2000余人,日点击量近几十万次。中国模具网已经成为国内模具企业和消费者透视全国模具市场的窗口,了解全国模具行情的风向标。

        2007年中国模具网经过十年的不懈发展,网站的知名度和美誉度得到了极大的提升,整体实力得到增强,网站人员数量有了增加。目前中国模具网拥有了全国模具行业网站规模最大、实力最强的记者队伍及市场营销队伍。中国模具网单机操作,建成了特有的交互式服务体系,在国内模具行业网站中率先推出独具特色的网上商务平台,真正实现了网络与商务的同步。成功构建了面向最终用户市场的全国网上分销渠道平台(B2C);面向全国各地经销商的网上模具服务产品及设备交易平台(B2B);面向国内外模具服务企业树立企业形象进行产品展示的广告推广平台;面向全国网民的模具资讯平台。每年为超过10000余家国内外模具厂商和渠道商提供全面的网上增值服务。中国模具网在为广大厂商、消费者提供信息服务的同时,依托模具市场资源优势,为厂商提供在模具行业的推广策划解决方案。以专业的策划服务,协助厂商在模具市场进行行销推广,渠道拓展、品牌建设等活动。中国模具网曾经为众多国内外知名模具服务厂商策划执行校园巡展、专题推荐、地面路演、展会报道、品牌推广等多种形式的线上、线下活动。成为模具市场唯一具有全面资源整合服务的网络专业媒体,为广大模具厂商拓展模具市场提供全面、多样的服务方案。中国模具网真诚希望与各界同仁和广大商家进行更深层次的合作,共同创造美好的未来,与大家携手一同为全国模具市场的繁荣发展贡献力量!

        中国模具网代理业务

        中国模具网做为首批出现的行业网受到国内大型门户网站及社会各界的重视和支持。

        建立坚实的合作基础,搜索名位前贤,以服务和信誉在国内外模具制造业中占有相当重要地位。是国内最大的模具行业网站。并以其快捷的信息、庞大的定单量、准确的市场行情和多站式的企业宣传推广成为许多国外企业指定的国内加工基地和进军国内市场及企业宣传的商务平台。

        由于模具行业的快速发展致力于模具行业的研究、开发与生产,成为东北地区模具行业的先行者。应同业内人士的要求和行业需求,为更好的服务于模具行业,自1997年开始组建中国模具网,经过十年的发展和积累,已成为中国最大的模具行业网站。

        在国内大型门户网站及社会各界的重视,关心和支持下,中国模具网短短几年间已发展成为集企业宣传推广、加工产品展示、供求信息发送、企业信息咨询、生产设备宣传,行业信息快讯、国内外商品代理、技术资料推广、技术人员招聘、多站式网站推广于一体的多功能空中电子商务平台。并在数万国内企业会员和大量海外企业会员中发展多个加工基地,深受国内外客商商的信赖。成为许多国外企业指定的国内加工基地,海外相关产品进军国内市场和企业宣传推广的首选商务平台。

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        中国模具制造供应网百科名片

        中国模具制造供应网成立于2011年11月是中国专业从事模具行业的研究、推广、最权威专业性平台,是由专业从事模具行业的企业联合专业行业网的运营,网络技术提供商共同合做去打造国内最专业的模具平台,着力于为模具内的企业提供一个运营,推广的服务平台。

        中国模具制造供应网网站简介

        中国模具制造供应网是中国专业化的模具行业网站,不断推出新、完善服务内容、强化服务质量的举措得到了一致好评。全面提供模具产业链的咨询服务信息,中国模具制造供应网以强大的人才优势、技术优势和服务体系逐步打造其在模具业中的权威地位。中国模具制造供应网由信息部授权全力支持,由浙江知名网络公司提供技术支持和维护。

        中国模具制造供应网服务项目

        ◆中国模具制造供应网在网上推广、产品信息发布;  

        ◆网上产品买卖信息撮合;  

        ◆专业的各类模具价格信息;  

        ◆专业及时的模具情信息服务;  

        ◆宣传模具企业与代理加盟  

        ◆模具企业论坛  

        ◆模具企业的公司资料库

        中国模具制造供应网优势

        中国模具制造供应网接轨电子商务,企业可以通过此平台利用网络资源把自己的产品推向无限互联网的市场,打开销售部的第二道大门。根据自己的模具,选择优势的平台很重要,合适的模具投入到正确的平台,才能起到事倍功半的效果,中国模具制造供应网是专业的行业网站,提供全方位的资讯和商机服务。第一时间为您提供本行业内的模具等价格的变动,以及各种模具信息。

        中国模具制造供应网定位

        中国模具制造供应网科学精准分析模具行业产业链的产前、产中、产后各环节,是模具行业网上销售的首选平台。依托中国模具制造供应网的强大后盾,聚焦视野于全国,细化模具行业内部结构,扩展出适合当地纺织领域的信息化服务,尽心打造模具的电子商务平台。

        中国模具制造供应网版块策划

        行业资讯---- 中国模具制造供应网每天为您提供最新国内模具、模具行业动态、行业新闻、展会资讯、视光快讯、最新市场行情、近期品牌动态、模具数据库等及时信息。 人才交流----中国模具制造供应网倾力打造模具行业最大的模具人才交流平台,为会员模具行业和需要者提供互动信息。 论坛----中国模具制造供应网论坛是会员沟通的平台,也是中国模具制造供应网信息发布、延续服务的业务渠道。

        中国模具制造供应网免责声明

        (1) 中国模具制造供应网对用户在接受服务过程中所受的任何直接、间接的损害不负责任,这些损害可能来自:不正当使用网络服务,在网上提供模具信息或进行同类型服务,在网上进行交易,非法使用网络服务或用户传送的信息有所变动等。 (2) 中国模具制造供应网不对用户所发布信息的删除或储存失败负责。中国模具制造供应网有判定用户的行为是否符合本网服务条款的要求和精神的保留权利,如果用户违背了服务条款的规定,中国模具制造供应网有中断对其提供网络服务的权利。 (3)对用户自行提供的信息,由用户依法自行承担全部责任。中国模具制造供应网对此等信息的准确性、完整性、合法性或真实性均不承担任何责任。 (4)用户在本网论坛所发表的任何意见均属于个人意见,并不代表中国模具制造供应网也持同样的观点。

        中国模具制造供应网用户承诺

        用户自行承担发布内容的责任。用户对服务的使用是根据所有适用于中国模具制造供应网的国家法律、地方法律和国际法律准则的规定的。 用户必须遵循 (1)用户必须提供真实的自我信息,对其在本网站上发布的信息负责全部责任。 (2)从中国境内向外传输资料信息时必须符合中国有关法规。 (3)使用网络服务不作非法用途。 (4)不干扰或攻击网络服务。 (5)遵守所有使用网络服务的网络协议、规定、程序和惯例。

        中国模具工业协会主要职责

        中国模具工业协会的主要任务是:研究模具行业的现状及发展方向,编制发展计划草案;向政府提出保障行业健康发展的政策性建议,反映企业的要求,维护会员利益;组织技术经济信息与经营管理的经验交流;培训技术和管理人才,推广新技术;开展对外经济技术交流与合作。

        中国模具工业协会组织机构

        中国模具工业协会的主要工作机构是中国模具工业协会人才培训部。

        机构负责各类模具设计、制造人才培训工作的职能机构。是按自愿的原则组成的专业工作部。目前在全国范围内拥有72家培训基地,覆盖了北京、天津、上海、重庆、广东、广西、浙江、江苏、安徽、福建、湖南、湖北、河南、河北、四川、辽宁、山东、陕西、甘肃等省自治区。人才培训部的宗旨是全心全意为会员服务,为企业服务,为行业服务,促进中国模具工业的生产发展和技术进步;加快模具专业人才的培养;提高职工的理论水平和工作素质;开拓技术市场;规划、组织、协调各方面的师资及技术力量,对模具行业职工进行在职教育和技术培训;同时对模具行业的工作进行技术咨询和技术交流。

        中国模具工业协会理事成员

        名誉理事长:  杨铿 于珍

        理事长:  褚克辛

        常务副理事长: 曹延安

        副理事长:  王光亚 邬永林 李志刚 李建华 赵西金 杨国华 杨世伟

        武兵书 胡津生 柳学宏 郭 椒 黄明玖 戴品荣

        秘书长:  武兵书

        副秘书长:  李玉华 周永泰 秦 珂 董宝林

        中国模具工业协会团体会员

        中国模具工业协会现有团体会员1500多个,各省、市、自治区、计划单列城市及重要工业城市现有50多个地方模具协会,也是中国模协的团体会员。

        中国模具工业协会是亚洲模具协会联合会(FADMA)的发起成员;也是国际模协(ISTMA)的成员单位;中国模协与许多国家和地区的模具界有着广泛的联系。

        中国模具工业协会组织章程

        第一章 总则

        第一条 本会名称为中国模具工业协会(简称中国模协),英文名称为CHINA DIE & MOULD INDUSTRY ASSOCIATION(缩写CDMIA。)

        第二条 本会是由全国模具行业及与模具行业有关的企业、研究院所、院校、社会团体等单位按自愿原则组成的全国性行业协会,是非营利性社会组织。

        第三条 本会的宗旨是在模具行业、企业与政府部门之间发挥桥梁纽带作用,全心全意为会员和政府服务,维护国家和会员的利益,把会员组织起来,调动一切积极因素,促进我国模具工业的发展和技术进步。遵守国家宪法、法律、法规,贯彻执行国家的方针、政策,遵守社会道德风尚。

        第四条 本会是经民政部核准登记注册的社会团体法人,业务主管单位是国务院国有资产监督管理委员会。本会接受国务院国有资产监督管理委员会、民政部的业务指导和监督管理。

        第五条 本会的住所在北京市。

        第二章 业务范围

        第六条 本会的主要任务是:

        1.开展调查研究,掌握行业现状,研究行业发展方向、政策和战略目标,提出行业发展规划的建议。

        2.研究行业发展的技术经济政策,向政府有关部门提出建议,促进行业健康发展。

        3.经政府有关部门授权,协助制订、修订和宣传、贯彻模具标准和技术文件,不断提高模具工业的生产技术水平和标准化、专业化、国产化、商品化水平。

        4. 组织建立本行业技术经济信息网络,搜集整理国内外有关技术经济信息资料,分析研究并进行交流,提供信息服务。

        5.开展行业价格、税收、资金、信贷等情况的调查研究,进行国内外模具市场的调查预测,培育模具市场,协调模具出口价格,维护会员的合法权益。

        6.根据市场和行业发展需要,开展技术咨询,组织举办模具及相关行业的国内外展览会,交流推广模具新技术、新工艺、新材料以及企业改革与管理经验。

        7.沟通行业内外交流渠道,组织开展国内外模具行业的技术经济交流与合作。

        8.组织模具技术工人、工程技术人员、管理人员的培训和出国考察、学习,开展行业人才交流,不断提高模具企业职工素质。

        9.经政府有关部门批准,开展行业技术、质量、价格等的论证、认证和仲裁工作,组织行业产品评定、表彰、奖励等活动。

        10.根据行业需要,创办有利于协会工作和行业发展的经济实体,出版会刊及有关资料。

        11.接受政府部门委托的其他任务,开展有益于行业发展的其他活动。

        第三章 会员

        第七条 本会的会员为单位团体会员和社会团体会员两类。凡在我国境内的模具企业以及与模具有关的企业、事业单位具备第八条所列条件者均可申请加入本会,成为本会单位团体会员。依法取得社会团体法人资格的省、自治区、直辖市及工业城市的地方模具协会,自愿申请,可成为本会社会团体会员。

        第八条 申请加入本会的会员,必须具备下列条件:

        (一)拥护本会章程;

        (二)有加入本会的意愿;

        (三)单位会员所从事的业务应该与模具生产有关;

        第 九 条 会员入会的程序是:

        (一)提交入会申请;

        (二)经理事会讨论通过;

        (三)填写会员登记表一式两份并加盖公章;

        (四)由本会理事会授权秘书处发给会员证。

        第 十 条 会员享有下列权利:

        (一)本会的选举权、被选举权和表决权;

        (二)优先、优惠参加本会举办的各类活动;

        (三)享受本会提供的各项服务;

        (四)有对本会工作的批评建议权和监督权;

        (五)入会自愿、退会自由;

        第十一条 会员履行下列义务:

        (一)遵守本会章程,执行本会决议;

        (二)维护本会的合法权益;

        (三)完成本会委托的任务和交办的工作;

        (四)向本会反映情况,提供行业调查及统计工作所需的有关情况和资料;

        (五)参加本会组织的活动;

        (六)按规定交纳会费。

        第十二条 会员退会应书面通知本会,并交回会员证。会员如果逾期2年不交纳会费或不参加本会活动的,视为自动退会。

        第十三条 会员如有严重违反本章程的行为,经理事会或常务理事会通过,予以除名。

        第四章 组织机构和负责人产生、罢免

        第十四条 本会最高权力机构是会员代表大会。

        会员代表大会的职权是:

        (一)制定和修改协会章程;

        (二)确定协会的工作方针和任务;

        (三)选举和罢免理事;

        (四)审议理事会的工作报告和财务报告;

        (五)制定、修改审议通过会员会费标准及交纳办法。

        (六)决定终止事宜;

        (七)决定其它重大事项。

        第十五条 会员代表大会须有2/3以上的会员代表出席方能召开,其决议须经到会会员代表半数以上表决通过方能生效。

        第十六条 会员代表大会每届4年。因特殊情况需要提前或延期换届,须由理事会表决通过,报业务主管单位审查并经社团登记管理机关批准同意,但延期换届最长不超过一年。

        第十七条 理事会是会员代表大会的执行机构,在会员代表大会闭会期间领导本会开展日常工作,对会员代表大会负责。理事会每届任期四年。

        第十八条 理事会的职权是:

        (一)执行会员代表大会的决议;

        (二)选举和罢免理事长、副理事长、常务理事、秘书长;

        (三)筹备召开会员代表大会;

        (四)向会员代表大会报告工作和财务状况;

        (五)决定会员的吸收或除名;

        (六)决定设立办事机构、分支机构和实体机构;

        (七)通过聘请本会顾问和名誉职务名单;

        (八)决定副秘书长、各机构主要负责人的聘任或解聘;

        (九)领导本会各机构开展工作;

        (十)制定协会内部管理制度;

        (十一)决定其他重大事项。

        第十九条 理事会须有2/3以上理事出席方能召开,其决议必须经到会理事2/3以上表决通过方能生效。

        第二十条 理事会每年至少召开一次会议;情况特殊时,也可采用通讯形式召开。

        第二十一条 本会设立常务理事会。常务理事会由理事会选举产生,常务理事人数不超过理事人数的1/3。在理事会闭会期间,常务理事会行使第十八条第一、三、五、六、七、八、九、十、十一项规定的职权,对理事会负责。常务理事会的办事机构为协会秘书处。

        第二十二条 常务理事会须有2/3以上常务理事出席方能召开,其决议须经到会常务理事三分之二以上表决通过方能生效。

        第二十三条 常务理事会至少半年召开一次会议;情况特殊时,也可采用通讯形式召开。

        第二十四条 本会的理事长、副理事长、秘书长必须具备下列条件:

        (一)坚持党的路线、方针、政策,政治素质好;

        (二)在本会业务领域内有较大影响;

        (三)理事长、副理事长、秘书长最高任职年龄不超过65周岁,秘书长为专职;

        (四)身体健康,能坚持正常工作;

        (五)未受过剥夺政治权利的刑事处罚的;

        (六)具有完全民事行为能力。

        第二十五条 本会理事长、副理事长、秘书长如超过最高任职年龄的,须经过理事会表决通过、报业务主管单位审查并经社团登记管理机关批准同意后,方可任职。

        第二十六条

        本会每届理事长、副理事长、秘书长任期四年。理事长、副理事长、秘书长任期最长不得超过两届。因特殊情况需延长任期的,须经会员代表大会2/3以上会员代表表决通过,报业务主管单位审查并经社团登记管理机关批准同意后方可任职。

        第二十七条 本会常务副事理长为本会法定代表人。本会法定代表人不兼任其他社会团体的法定代表人。

        第二十八条 本会理事长行使下列职权:

        (一)召集和主持理事会会议(或常务理事会会议);

        (二)检查会员代表大会、理事会(或常务理事会)决议的落实情况;

        (三)提名秘书长人选并提交理事会选举。

        (四)代表本会签署有关重要文件。

        第二十九条 本会秘书长行使下列职权:

        (一)主持秘书处开展日常工作,组织实施年度工作计划;

        (二)协调各专业委员会、实体机构开展工作;

        (三)提名副秘书长以及各专业委员会和实体机构主要负责人,交理事会或常务理事会决定;

        (四)决定秘书处、实体机构专职工作人员的聘用;

        (五)处理其他日常事务。

        第五章 资产管理、使用原则

        第三十条 本会经费来源

        (一)按规定收取的会费;

        (二) 在核准的业务范围内开展活动或服务的收入;

        (三)政府给予的资助;

        (四)个人、团体、单位及会员的捐赠和资助;

        (五)利息;

        (六)其他合法收入。

        第三十一条 本会按照国家明确的社会团体收取会员会费的政策,制定、修改会员会费标准及交纳办法。

        第三十二条 本会经费必须用于本章程规定的业务范围和事业的发展,不得在会员中分配。根据上述原则,本会经费用于下列项目:

        (一)本会工作人员和特邀人员的报酬及旅差费;

        (二)本会所需办公设施及用品的支出;

        (三)为执行本会任务,开展各项活动的支出;

        (四)资料、刊物的印刷和购买专业书籍的支出;

        (五)外事活动经费,参加国际组织应交纳的会费;

        (六)对为协会做出卓越贡献的团体和个人的奖励支出;

        (七)其他必要支出。

        第三十三条 本会建立严格的财务管理制度,保证会计资料合法、真实、准确、完整。

        第三十四条 本会配备具有专业资格的会计人员。会计不得兼任出纳。会计人员必须进行会计核算,实行会计监督。会计人员调动工作或离职时,必须与接管人员办清交接手续。

        第三十五条 本会的资产管理必须执行国家规定的财务管理制度,接受会员代表大会和财务部门的监督。资产来源属于国家拨款或者社会捐赠、资助的,必须接受审计机关的监督,并将有关情况以适当方式向社会公布。

        第三十六条 本会换届或更换法定代表人之前,必须接受社团登记管理机关和业务主管单位组织的财务审计。

        第三十七条 本会的资产,任何单位、个人不得侵占、私分和挪用。

        第三十八条 本会专职工作人员的工资和保险、福利待遇,参照国家对事业单位的有关规定执行。

        第六章 章程的修改程序

        第三十九条 对本会章程的修改,须经理事会表决通过后报会员代表大会审议。

        第四十条 本会修改的章程,须在会员代表大会通过后15日内,经业务主管单位审查同意,并报社团登记管理机关核准后生效。

        第七章 终止程序及终止的财产处理

        第四十一条 本会自行解散或由于分立、合并等原因需要注销的,由理事会或常务理事会提出终止动议。

        第四十二条 本会终止动议须经会员代表大会表决通过,并报业务主管单位审查同意。

        第四十三条 本会终止前须在业务主管单位及有关机关指导下成立清算组织,清理债权债务,处理善后事宜。清算期间,不开展清算以外的活动。

        第四十四条 本会经社团登记管理机关办理注销登记手续后即为终止。

        第四十五条 本会终止后,其剩余财产在业务主管单位和社团登记管理机关的监督下,按照国家有关规定,用于发展与本会宗旨相关的事业。

        第八章 附则

        第四十六条 本章程经2008年5月11日第六次会员代表大会表决通过。

        第四十七条 本章程的解释权属本会理事会。

        第四十八条 本章程自社团登记管理机关核准之日起生效。

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        模具设计与制造专业英语图书信息

        书 名: 模具设计与制造专业英语 第2版 (高职)作 者:王晓江

        出版社: 机械工业出版社

        出版时间:2010-02-09

        ISBN: 9787111085379

        开本: 16开

        定价: 23.00元

        本书配有电子课件

        书 名: 模具设计与制造专业英语

        作 者:电子工业出版社

        出版时间:2010-05

        ISBN: 9787121107078

        开本: 16开

        定价: 26.00元

        模具设计与制造专业教材内容简介

        本书力求将模具设计与制造的基本原理、基本知识与实际应用紧密结合,体现应用型本科的培养特点;对现代模具先进技术作了适当的介绍,重点章节附有"综合案例"和"综合实训",附录中有模具专业中英文术语对照,便于学生自学专业英语。

        模具钢材分类介绍

        加工模具时用的,由于模具的用途很广,各种模具的工作条件差别很大,所以,制造模具用材料范围很广,在模具材料中应用最广的当属模具钢。从—般的碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈耐热钢直到适应特殊模具需要的马氏体时效钢以及粉末高速钢、粉末高合金模具钢等。模具钢按用途一般可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料成型用模具钢三大类

        冷作模具

        冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具。如:冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广,.从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。冷作模具钢具是真空脱气精炼钢,内质纯净,机械加工性良好,切削明显提高,淬透性良好,空冷淬硬不易出现淬裂,耐磨性极为优异,韧性良好,可用作不锈钢及高硬度材料的冲裁模。

        热作模具

        热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具。如:热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。常用的热作模具钢有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢;对特殊要求的热作模具钢,有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造。

        塑料模具

        由于塑料的品种很多,对塑料制品的要求差别也很大,对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求。所以,不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。

        模具钢材使用性能

        模具钢材强度性能

        (1)硬度是模具钢的主要技术指标,模具在高应力的作用下欲保持其形状尺寸不变,必须具有足够高的硬度。冷作模具钢在室温条件下一般硬度保持在HRC60左右,热作模具钢根据其工作条件,一般要求保持在HRC40~55范围。对于同一钢种而言,在一定的硬度值范围内,硬度与变形抗力成正比;但具有同一硬度值而成分及组织不同的钢种之间,其塑性变形抗力可能有明显的差别。

        (2)红硬性 在高温状态下工作的热作模具,要求保持其组织和性能的稳定,从而保持足够高的硬度,这种性能称为红硬性。碳素工具钢、低合金工具钢通常能在180~250℃的温度范围内保持这种性能,铬钼热作模具钢一般在550~600℃的温度范围内保持这种性能。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。

        (3)抗压屈服强度和抗压弯曲强度 模具在使用过程中经常受到强度较高的压力和弯曲的作用,因此要求模具材料应具有一定的抗压强度和抗弯强度。在很多情况下,进行抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件(例如,所测得的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时所表现出来的变形抗力较为吻合)。抗弯试验的另一个优点是应变量的绝对值大,能较灵敏地反映出不同钢种之间以及在不同热处理和组织状态下变形抗力的差别。

        模具钢材韧性

        在工作过程中,模具承受着冲击载荷,为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏,要求模具钢具有一定的韧性。

        模具钢的化学成分,晶粒度,纯净度,碳化物和夹杂物等的数量、形貌、尺寸大小及分布情况,以及模具钢的热处理制度和热处理后得到的金相组织等因素都对钢的韧性带来很大的影响。特别是钢的纯净度和热加工变形情况对于其横向韧性的影响更为明显。钢的韧性、强度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此,要合理地选择钢的化学成分并且采用合理的精炼、热加工和热处理工艺,以使模具材料的耐磨性、强度和韧性达到最佳的配合。

        冲击韧性系表特征材料在一次冲击过程中试样在整个断裂过程中吸收的总能量。但是很多工具是在不同工作条件下疲劳断裂的,因此,常规的冲击韧性不能全面地反映模具钢的断裂性能。小能量多次冲击断裂功或多次断裂寿命和疲劳寿命等试验技术正在被采用。

        模具钢材抗热疲劳

        热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外,还受到高温及周期性的急冷急热的作用,因此,评价热作模具钢的断裂抗力应重视材料的热机械疲劳断裂性能。热机械疲劳是一种综合性能的指标,它包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性三个方面。

        热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命,抗热疲劳性能高的材料,萌生热疲劳裂纹的热循环次数较多;机械疲劳裂纹扩展速率反映材料在热疲劳裂纹萌生之后,在锻压力的作用下裂纹向内部扩展时,每一应力循环的扩展量;断裂韧性反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力。断裂韧性高的材料,其中的裂纹如要发生失稳扩展,必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子,也就是必须有较大的裂纹长度。在应力恒定的前提下,在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹,如果模具材料的断裂韧性值较高,则裂纹必须扩展得更深,才能发生失稳扩展。

        也就是说,抗热疲劳性能决定了疲劳裂纹萌生前的那部分寿命;而裂纹扩展速率和断裂韧性,可以决定当裂纹萌生后发生亚临界扩展的那部分寿命。因此,热作模具如要获得高的寿命,模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值。

        抗热疲劳性能的指标可以用萌生热疲劳裂纹的热循环数,也可以用经过一定的热循环后所出现的疲劳裂纹的条数及平均的深度或长度来衡量。

        模具钢材耐磨性

        决定模具使用寿命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力,要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。为了改善模具钢的耐磨性,就要既保持模具钢具有高的硬度,又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具,要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜,保持润滑作用,减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损,又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。

        耐磨性可用模拟的试验方法,测出相对的耐磨指数є,作为表征不同化学成分及组织状态下的耐磨性水平的参数。以呈现规定毛刺高度前的寿命,反映各种钢种的耐磨水平;试验是以Cr12MoV钢为基准(є=1)进行对比。

        模具钢材咬合抗力

        咬合抗力实际就是发生“冷焊”时的抵抗力。该性能对于模具材料较为重要。试验时通常在干摩擦条件下,把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料(如奥氏体钢)进行恒速对偶摩擦运动,以一定的速度逐渐增大载荷,此时,转矩也相应增大,该载荷称为“咬合临界载荷”,临界载荷越高,标志着咬合抗力越强。

        模具钢材性能要求

        一、退火工艺性

        球化退火温度范围宽,退火硬度低且波动范围小,球化率高。

        二、可锻性

        具有较低的热锻变形抗力,塑性好,锻造温度范围宽,锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。

        三、氧化、脱碳敏感性

        高温加热时抗氧化怀能好,脱碳速度慢,对加热介质不敏感,产生麻点倾向小。

        四、切削加工性

        切削用量大,刀具损耗低,加工表面粗糙度低。

        五、淬透性

        淬火后能获得较深的淬硬层,采用缓和的淬火介质就能淬硬。

        六、可磨削性

        砂轮相对损耗小,无烧伤极限磨削用量大,对砂轮质量及冷却条件不敏感,不易发生磨伤及磨削裂纹。

        七、淬硬性

        淬火后具有均匀而高的表面硬度。

        八、淬火变形开裂倾向

        常规淬火体积变化小,形状翘曲、畸变轻微,异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低,对淬火温度及工件形状不敏感。

        模具钢材产品分类

        冷作模具

        (1)分为五组:W组、O组、A组、D组、S组。  ◆ W组即水淬模具钢,有11个钢种,7个碳素模具钢,含碳量从0.7%-1.3%。  ◆ O组即油淬冷作模具钢(俗称油钢),有4个钢种,含碳量在0.85%-1.55%,  ◆ A组即空淬中合金冷作模具钢,有9个钢种,含碳量从0.5%-2.25%。  ◆ D组即高碳高铬冷作模具钢,有7个钢种,含碳量0.9%-2.5%。  ◆ S组即耐冲击工具钢,有7个钢种,含碳量0.4%-0.6%。  用于冷作模具还有高速钢(HSS组)和超高速钢(SHSS组),钴基硬质合金和钢结硬质合金(HA组),粉末钢和工程陶瓷(PIM组),碳钨工具钢(F组),特殊用途工具钢(L组)。  (2)冷作模具钢的选用  冷作模具钢的主系列是高硬冷作类,主要用于要求高抗压和耐磨为主的模具,硬度高于HRC60-62。对于要求耐冲击、韧性高的模具,硬度低于HRC60- 62,主要用S类和部份A类和最普通的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模,如汽车外型冲压件,主要用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。  高速钢和超高速钢在冷作模具中的应用迅速增长。主要是有高的"抗压强度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之间选择。  粉末模具钢有优良的耐磨寿命,硬度不大高HRC60-62,应用相当多。  碳素工具钢在寿命10万件的冲头或软材料冲压模仍有一定的应用范围。

        热作模具

        美国热作模具钢分二大类:热作模具钢,和超级热强合金。  热作模具由于在有温度的条件下工作,要求材料具有热强性和热耐磨性,为了保证模具的使用寿命模具要冷却,热冷交替模具会出现龟裂,即热疲劳裂纹,所以材料又要求有抗裂纹能力和抗热疲劳性能。  按热强性排列的主系列进行选材:  低合金调质模具钢(6G,6F2,6F3)→中铬热作模具钢(H11、H12、H13)→钨热作模具钢(H21,H22)。  非标准的热作模具钢:例如热镦锻模具用时效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出现了不能满足热耐磨性时,可以选择6H1,6H2。  当要求模具以热作耐磨性为主时,可以选择D2,D4→M2,M4→粉末钢。钢结硬质合金、钴基硬质合金的高温耐磨性是很高的,但其热疲劳性(即冷热抗疲劳裂纹)很差,不能在急冷急热状态下使用。

        塑料模具

        美国是最早在工具钢中列出塑料模具专用钢的国家,以P来表示为主,共分为五类。

        ◆ 渗碳型塑料模具钢:P1,P2,P3,P4,P5,P6。这类钢含碳量很低,主要是美国早期及用挤压成型制模法,要求冷塑性好,有高的挤压性能,成型后表面渗碳淬火提高表面硬度,使用寿命长。芯部超低碳可使淬火时变形量最小。

        ◆调质型塑料模具:P20,P21。塑料模具中P20的用量很大,已成为主体,大多数在预硬状态时使用。

        ◆ 中碳合金工具钢用于热固性塑料模。钢号有H13,而L2和S7,O1和A2也有应用。这一类的特点是:   (1)基本属二次硬化金钢,500-600oC时的热强性好。  (2)含铬较高,大气腐蚀性好。  (3)淬透性极好,适用于大模块。

        ◆不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模,主要钢号有420,414L,440,416。

        ◆时效钢是经过时效处理而获得高的使用性能。有两种,一种是P21低碳Ni-A1时效钢;另一类是18Ni马氏体时效钢。后者是用于宇航工业的无碳高纯度、高强度、高韧性的材料。用于力学性能、尺寸精度、光洁度和耐蚀性都要求高的塑料模具中。

        塑料模具钢的选用 :薄壁的塑料箱体,生产批量在小于10万件时,用P20,P21预硬态(HB250~300),腐蚀性较强时用414L。高寿命的普通塑料模,用P6或P20,经渗碳一淬火后硬度在HRC54-58;塑料件不太大时,可用O1,S7。腐蚀性较强时用420。非高温的热固性模用P6,P20经渗碳淬火后使用。腐蚀性强用420。高温热固性塑料模用H13和S7或渗碳钢P4。这些含铬较高有好的抗回火性和抗高温氧化性。

        塑胶模具

        塑胶模具钢分预硬普通塑胶模具钢,预硬优质塑胶模具钢,预硬高硬度塑胶模具钢,预硬抗腐镜面塑胶模具钢,抗腐镜面塑胶模具钢5小类塑胶模具钢质量等级分配 模具类别以美国SPI-SPE 为标准分下列各类.

        一. 101 类模(SPI-SPE 标准1,000,000 啤或以上,长期精密生产模)

        1. 需要详细模具结构图.

        2. 模胚材料硬度最低为 280BN.(DME #2 钢 / 4140 钢)

        3. 有胶位的内模件钢材一定要见硬至 48~50HRC.其余零件如行位,压锁,压条等亦应为硬件.

        4. 顶针板要有导柱.

        5. 行位要有硬片

        6. 如有需求的话,上模,下模及行位要有温度控制.

        7. 所有运水道,建议采用无电浸镍或用420 不锈钢做模板.这样可防止生锈及清理垃圾.

        8. 需要直身锁或斜锁.

        二. 102 类模. (不超过一百万啤,大量生产模具.)

        1. 需要详细模具结构图.

        2. 模胚材料硬度最低为 280BHN.(DME #2 钢 / 4140 钢)

        3. 有胶位的内模件钢材要见硬至最低 48~52HRC,其余有用的零件亦应同一处理.

        4. 建议采用直身锁或斜锁.

        5. 下列项目可能或不需要.视乎最终生产数量而定.建议报价时如采用下列项目要检查清楚是否需要:

        A. 顶针板导柱.

        B. 行位硬片.

        C. 电镀运水孔.

        D. 电镀模腔.

        三. 103 类模(少於50万啤,中量生产模.)

        1. 需要详细模具结构图.

        2. 模胚材料硬度最小为 165BHN. (DME #1 钢 / 1040 钢)

        3. 内模钢材为 P20(28~32HRC)或高硬度(36~38HRC).

        4. 其余要求视乎需要而定.

        四. 104 类模(少於10万啤,少量生产模)

        1. 需要模具结构图.

        2. 模胚材料 P20(28~32HRC)可用软钢或铝.(1040 钢)

        3. 内模件可用铝,软钢或其它认可金属.

        4. 其余要求视乎需要而定.

        五. 105 类模. (少於500 啤,首办模或试验模)

        1. 可用铝铸铁或环氧树脂或任何材料只要有足够强度可生产最少测试数量便可

        模具钢材工艺性能

        在模具生产成本中,材料费用一般占10%~20%,而机械加工、热处理、装配和管理费用占80%以上,所以模具的工艺性能是影响模具的生产成本和制造难易的主要因素之一。

        可加工性

        ——热加工性能,指热塑性、加工温度范围等;

        ——冷加工性能,指切削、磨削、抛光、冷拔等加工性能。

        冷作模具钢大多属于过共析钢和莱氏体钢,热加工和冷加工性能都不太好,因此必须严格控制热加工和冷加工的工艺参数,以避免产生缺陷和废品。另一方面,通过提高钢的纯净度,减少有害杂质的含量,改善钢的组织状态,以改善钢的热加工和冷加工性能,从而降低模具的生产成本。

        为改善模具钢的冷加工性能,自20世纪30年代开始,研究向模具钢中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或导致模具钢中碳的石墨化的元素,发展了各种易切削模具钢,以进一步改善其切削性能和磨削性能,减少刀具磨料消耗、降低成本。

        淬透性

        淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火前的原始组织状态;淬硬性则主要取决于钢中的含碳量。对于大部分的冷作模具钢,淬硬性往往是主要的考虑因素之一。对于热作模具钢和塑料模具钢,一般模具尺寸较大,尤其是制造大型模具,其淬透性更为重要。另外,对于形状复杂容易产生热处理变形的各种模具,为了减少淬火变形,往往尽可能采用冷却能力较弱的淬火介质,如空冷、油冷或盐浴冷却,为了得到要求的硬度和淬硬层深度,就需要采用淬透性较好的模具钢。

        处理变形

        为了便于生产,要求模具钢淬火温度范围尽可能放宽一些,特别是当模具采用火焰加热局部淬火时,由于难于准确地测量和控制温度,就要求模具钢有更宽的淬火温度范围。

        模具在热处理时,尤其是在淬火过程中,要产生体积变化、形状翘曲、畸变等,为保证模具质量,要求模具钢的热处理变形小,特别是对于形状复杂的精密模具,淬火后难以修整,对于热处理变形程度的要求更为苛刻,应该选用微变形模具钢制造。

        敏感性

        模具在加热过程中,如果发生氧化、脱碳现象,就会使其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低;因此,要求模具钢的氧化、脱碳敏感性好。对于含钼量较高的模具钢,由于氧化、脱碳敏感性强,需采用特种热处理,如真空热处理、可控气氛热处理、盐浴热处理等。

        模具钢材常用模具

        塑胶模具钢MEK 4 高耐磨高韧性之塑胶模

        X13T6W (236) 高耐磨高耐腐蚀镜面模具

        X13T6W(236H) 高耐磨高耐腐蚀镜面模具

        热作工具钢 SMV3W 压铸模,挤压模,塑料模

        ADC 3 压铸模,挤压模

        塑胶模具钢 718S 塑料模之内模件

        718H 塑料模之内模件

        S136 耐腐蚀镜面模具

        S136H 耐腐蚀镜面模具

        OPTIMAX 光学级镜面不锈钢模

        ELMAX 高耐磨耐腐蚀性塑料模具

        CORRAX S336 高耐腐蚀性塑料模具

        RAMAX 168 易切削耐腐蚀塑料模

        CALMAX 635 冷作及塑胶模

        热作工具钢 8407 金属压铸,挤压模

        冷作工具钢 DF2 微变形耐磨油钢,冷冲压模

        XW42 冷挤压成形模,精密五金模

        V10 高寿命精密冲切模

        塑胶模具钢 P×88 通用塑胶模,良好抛光性能

        NAK55 高性能塑胶模,橡胶模

        NAK80 高抛光性镜面塑胶模

        S-STAR高镜面度耐腐蚀模具

        S-STAR(A) 高镜面度耐腐蚀模具

        热作工具钢 DH31-SUPER 金属压铸,挤压模

        冷作工具钢 YK30 冲裁模,弯曲模

        GOA 冷压加工,冲裁模,成形模

        DC11 冷挤压成形,拉伸模

        DC53 冷挤压成形,拉伸模,冲裁模

        塑胶模具钢 P20HH 塑胶模

        P20LQ 塑胶模

        塑胶模具钢 LKM 638 一般塑胶模,模架,下模件

        LKM 2311 一般塑胶模,模架,下模件

        LKM 2312 一般塑胶模,模架,下模件

        LKM 738 一般塑胶模,模架,下模件

        LKM 738H 一般塑胶模,模架,下模件

        LKM 818H 高抛光度及高要求内镶件

        LKM 2711 高硬度高韧性大型塑胶模

        LKM 2083 防酸性良好抛光性塑胶模

        LKM 2083H 防酸性一般抛光性塑胶模

        LKM 2316A 高酸性塑胶模

        LKM 2316 高酸性塑胶模

        LKM 2316ESR 高酸性塑胶模

        热作工具钢 LKM 2344 金属压铸,挤压模

        LKM 2344SUPER 金属压铸,挤压模

        冷作工具钢 LKM 2510 微变形耐磨油钢

        LKM 2379 微变形高耐磨油钢

        LKM 2767 微变形耐磨油钢

        塑胶模具钢 MUP 塑胶模

        塑胶模具钢 PORCERAX II PM-35 塑胶及压铸模,透气钢

        合金铍铜 MOLDMAX MM40 需快速冷却的模芯,镶件

        合金铜 HIT75 MOD 需快速冷却的模芯,镶件

        纯红铜 C1100P 铜公工件

        电蚀纯红铜 C1100P 铜公工件

        合金铝 6061-T6/T651 吹塑模,吸塑模,鞋模,发泡模

        6061-T6511 吹塑模,吸塑模,鞋模,发泡模

        7075-T651

        合金钢7022-T651

        黄牌中碳钢S50C-S55C

        塑胶模具钢舞阳718

        优质高速钢 SKH-9/SKH-51

        粉末高速钢ASP-23/ASP-60

        底碳钢A3

        中碳钢45#

        模具钢材钢材牌号

        序 号

        日立金属材料 牌号

        序 号

        日立金属股份 牌号

        2.1

        Cr12钢

        2.17

        4CrW2Si钢

        2.2

        Cr12Mo1V1钢(冷模钢,SKD11)

        2.18

        5CrW2Si钢

        2.3

        Cr12Mo1V钢 (冷作工具钢)

        2.19

        6Crw2Si钢

        2.4

        Cr5Mo1V钢(冷作模具钢)是引进美国的A2钢,在 A类空淬钢中是用途最广的一种

        2.20

        T7钢

        2.5

        Cr6WV钢

        2.21

        T8钢

        2.6

        Cr4W2MoV钢

        2.22

        T10钢

        2.7

        6Cr4W3Mo2VNb钢

        2.23

        T11钢

        2.8

        6W6Mo5Cr4V钢

        2.24

        T12钢

        2.9

        7Cr7Mo3V2Si钢

        2.25

        W18Cr4V钢

        2.10

        9Mn2V钢

        2.26

        W6Mo5Cr4V2钢

        2.11

        9SiCr钢

        2.27

        W12Mo3Cr4V3N钢

        2.12

        9CrWMn钢

        2.28

        W12Cr4V4Mo钢

        2.13

        CrWMn钢

        2.29

        W6Mo5Cr4V2Al钢

        2.14

        Cr2钢

        2.30

        W9Mo3Cr4V钢

        2.15

        7CrSiMnMoV钢

        2.31

        7Mn15Cr2Al3V2WMo钢

        2.16

        Cr2Mn2SiWMoV钢

        2.32

        1Cr18Ni9Ti钢

        序 号

        日本大同金属材料 牌号

        序 号

        瑞典一胜百 牌号

        序号

        奥地利百禄 牌号

        序号

        国内优质钢种 牌号

        3.1

        DHA1钢

        4.1

        8402钢

        5.1

        W330钢

        6.1

        4Cr5MoSiV1 钢

        3.2

        DH21钢

        4.2

        8407钢

        5.2

        W302钢

        6.2

        5CrMnMo 钢

        3.3

        DH31-S钢

        4.3

        QRO-90钢

        5.3

        W303钢

        6.3

        5CrNiMo 钢

        模具钢简介

        模具钢大致可分为:冷轧模具钢、热轧模具钢和塑料模具钢类,用于锻造、冲压、切型、压铸等。由于各种模具用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢,按其所制造模具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性,足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。由于这类用途不同,工作条件复杂,因此对模具用钢的性能要求也不同。

        冷轧模具包括冷冲模、拉丝模、拉延模、压印模、搓丝模、滚丝板、冷镦模和冷挤压模等。冷作模具用钢,按其所制造具的工作条件,应具有高的硬度、强度、耐磨性、足够的韧性,以及高的淬透性、淬硬性和其他工艺性能。用于这类用途的合金工具用钢一般属于高碳合金钢,碳质量分数在0.80%以上,铬是这类钢的重要合金元素,其质量分数通常不大于5%。但对于一些耐磨性要求很高,淬火后变形很小模具用钢,最高铬质量分数可达13%,并且为了形成大量碳化物,钢中碳质量分数也很高,最高可达2.0%~2.3%。冷作模具钢的碳含量较高,其组织大部分属于过共析钢或莱氏体钢。常用的钢类有高碳低合金钢、高碳高铬钢、铬钼钢、中碳铬钨钏钢等。

        热轧模具分为锤锻、模锻、挤压和压铸几种主要类型,包括热锻模、压力机锻模、冲压模、热挤压模和金属压铸模等。热变形模具在工作中除要承受巨大的机械应力外,还要承受反复受热和冷却的作用,而引起很大的热应力。热作模具钢除应具有高的硬度、强度、红硬性、耐磨性和韧性外,还应具有良好的高温强度、热疲劳稳定性、导热性和耐蚀性,此外还要求具有较高的淬透性,以保证整个截面具有一致的力学性能。对于压铸模用钢,还应具有表面层经反复受热和冷却不产生裂纹,以及经受液模具钢

        态金属流的冲击和侵蚀的性能。这类钢一般属于中碳合金钢,碳质量分数在0.30%~0.60%,属于亚共析钢,也有一部分钢由于加入较多的合金元素(如钨、钼、钒等)而成为共析或过共析钢。常用的钢类有铬锰钢、铬镍钢、铬钨钢等。

        塑料模具包括热塑性塑料模具和热固性塑料模具。塑料模具用钢要求具有一定的强度、硬度、耐磨性、热稳定性和耐蚀性等性能。此外,还要求具有良好的工艺性,如热处理变形小、加工性能好、耐蚀性好、研磨和抛光性能好、补焊性能好、粗糙度高、导热性好和工作条件尺寸和形状稳定等。一般情况下,注射成形或挤压成形模具可选用热作模具钢;热固性成形和要求高耐磨、高强度的模具可选用冷作模具钢。

        模具钢分类

        美国按模具服役条件将模具钢分为四大类,美国金属学会工具钢委员会列出了:冷作模具钢、热作模具钢、塑料模具钢、塑胶模具钢等四大类。其中,冷作模具钢又分出12小类,热作模具钢9小类,塑模具钢

        料模具钢2小类,塑胶模具钢5小类。每个小类的选材又取决于三个主要因素:

        ◆ 尺寸大小和形状的复杂性,

        ◆ 被加工的材料,

        ◆ 耐久性要求或设计寿命。

        模具钢冷作模具钢

        (1)分为五组:W组、O组、A组、D组、S组。

        ◆ W组即水淬模具钢,有11个钢种,7个碳素模具钢,含碳量从0.7%-1.3%。

        ◆ O组即油淬冷作模具钢(俗称油钢),有4个钢种,含碳量在0.85%-1.55%,

        ◆ A组即空淬中合金冷作模具钢,有9个钢种,含碳量从0.5%-2.25%。

        ◆ D组即高碳高铬冷作模具钢,有7个钢种,含碳量0.9%-2.5%。

        ◆ S组即耐冲击工具钢,有7个钢种,含碳量0.4%-0.6%。

        用于冷作模具还有高速钢(HSS组)和超高速钢(SHSS组),钴基硬质合金和钢结硬质合金(HA组),粉末钢和工程陶瓷(PIM组),碳钨工具钢(F组),特殊用途工具钢(L组)。

        (2)冷轧模具钢的选用

        冷轧模具钢的主系列是高硬冷作类,主要用于要求高抗压和耐磨为主的模具,硬度高于HRC60-62。对于要求耐冲击、韧性高的模具,硬度低于HRC60- 62,主要用S类和部份A类和最普通的调质钢、弹簧钢、热作模具或基体钢。对于大型冲压模,如汽车外型冲压件,主要用铸铁类。简易或寿命数量少的用锌基合金或高分子复合材料。

        高速钢和超高速钢在冷作模具中的应用迅速增长。主要是有高的"抗压强度/硬度" 比值。且硬度可在HRC60-70之间选择。

        粉末模具钢有优良的耐磨寿命,硬度不大高HRC60-62,应用相当多。

        碳素工具钢在寿命10万件的冲头或软材料冲压模仍有一定的应用范围。

        模具钢热轧模具钢

        美国热轧模具钢分二大类:热轧模具钢,和超级热强合金。

        热轧模具由于在有温度的条件下工作,要求材料具有热强性和热耐磨性,为了保证模具的使用寿命模具要冷却,热冷交替模具会出现龟裂,即热疲劳裂纹,所以材料又要求有抗裂纹能力和抗热疲劳性能。

        按热强性排列的主系列进行选材:模具钢

        低合金调质模具钢(6G,6F2,6F3)→中铬热作模具钢(H11、H12、H13)→钨热作模具钢(H21,H22)。

        非标准的热作模具钢:例如热镦锻模具用时效硬化型的6H4。使用H11、H12、H13出现了不能满足热耐磨性时,可以选择6H1,6H2。

        当要求模具以热作耐磨性为主时,可以选择D2,D4→M2,M4→粉末钢。钢结硬质合金、钴基硬质合金的高温耐磨性是很高的,但其热疲劳性(即冷热抗疲劳裂纹)很差,不能在急模具钢

        冷急热状态下使用。

        模具钢塑料模具钢

        美国是最早在工具钢中列出塑料模具专用钢的国家,以P来表示为主,共分为五类。

        ◆ 渗碳型塑料模具钢:P1,P2,P3,P4,P5,P6。这类钢含碳量很低,主要是美国早期及用挤压成型制模法,要求冷塑性好,有高的挤压性能,成型后表面渗碳淬火提高表面硬度,使用寿命长。芯部超低碳可使淬火时变形量最小。

        ◆调质型塑料模具:P20,P21。塑料模具中P20的用量很大,已成为主体,大多数在预硬状态时使用。

        ◆ 中碳合金工具钢用于热固性塑料模。钢号有H13,而L2和S7,O1和A2也有应用。这一类的特点是:

        (1)基本属二次硬化金钢,500-600oC时的热强性好。

        (2)含铬较高,大气腐蚀性好。

        (3)淬透性极好,适用于大模块。

        ◆不锈钢用于耐蚀性要求高的塑料模,主要钢号有420,414L,440,416。

        ◆时效钢是经过时效处理而获得高的使用性能。有两种,一种是P21低碳Ni-A1时效钢;另一类是18Ni马氏体时效钢。后者是用于宇航工业的无碳高纯度、高强度、高韧性的材料。用于力学性能、尺寸精度、光洁度和耐蚀性都要求高的塑料模具中。

        塑料模具钢的选用

        薄壁的塑料箱体,生产批量在小于10万件时,用P20,P21预硬态(HB250~300),腐蚀性较强时用414L。

        高寿命的普通塑料模,用P6或P20,经渗碳一淬火后硬度在HRC54-58;塑料件不太大时,可用O1,S7。腐蚀性较强时用420。

        非高温的热固性模用P6,P20经渗碳淬火后使用。腐蚀性强用420。

        高温热固性塑料模用H13和S7或渗碳钢P4。这些含铬较高有好的抗回火性和抗高温氧化性。

        模具钢塑胶模具钢

        塑胶模具钢分预硬普通塑胶模具钢,预硬优质塑胶模具钢,预硬高硬度塑胶模具钢,预硬抗腐镜面塑胶模具钢,抗腐镜面塑胶模具钢5小类塑胶模具钢

        塑胶模具钢质量等级分配

        模具类别以美国SPI-SPE 为标准分下列各类。

        一、101类模(SPI-SPE 标准1,000,000 啤或以上,长期精密生产模)

        1、需要详细模具结构图。

        2、模胚材料硬度最低为 280BN。(DME #2 钢 / 4140 钢)

        3、有胶位的内模件钢材一定要见硬至 48~50HRC。其余零件如行位,压锁,压条等亦应为硬件。

        4、顶针板要有导柱。

        5、行位要有硬片。

        6、如有需求的话,上模,下模及行位要有温度控制。

        7、所有运水道,建议采用无电浸镍或用420 不锈钢做模板。这样可防止生锈及清理垃圾。

        8、需要直身锁或斜锁。

        二、102类模。 (不超过1,000,000 啤,大量生产模具。)

        1、需要详细模具结构图。

        2、模胚材料硬度最低为 280BHN。(DME #2 钢 / 4140 钢)

        3、有胶位的内模件钢材要见硬至最低 48~52HRC,其余有用的零件亦应同一处理。

        4、建议采用直身锁或斜锁。

        5、下列项目可能或不需要。视乎最终生产数量而定。建议报价时如采用下列项目要检查清楚是否需要:

        A、顶针板导柱。

        B、行位硬片。

        C、电镀运水孔。

        D、电镀模腔。

        三、103类模(少于500,000 啤,中量生产模。)

        1、需要详细模具结构图。

        2、模胚材料硬度最小为 165BHN。 (DME #1 钢 / 1040 钢)

        3、内模钢材为 P20(28~32HRC)或高硬度(36~38HRC)。

        4、其余要求视乎需要而定。

        四、104类模(少于100,000 啤,少量生产模)

        1、需要模具结构图。

        2、模胚材料 P20(28~32HRC)可用软钢或铝。(1040 钢)

        3、内模件可用铝,软钢或其它认可金属。

        4、其余要求视乎需要而定。

        五、105类模。 (少于500 啤,首办模或试验模)

        可用铝铸铁或环氧树脂或任何材料只要有足够强度可生产最少测试数量便可。

        模具钢工艺性能

        在模具生产成本中,材料费用一般占10%~20%,而机械加工、热处理、装配和管理费用占80%以上,所以模具材料的工艺性能是影响模具的生产成本和制造难易的主要因素之一。

        模具钢可加工性

        ——热加工性能,指热塑性、加工温度范围等;热作模具用钢

        ——冷加工性能,指切削、磨削、抛光、冷拔等加工性能。

        冷作模具钢大多属于过共析钢和莱氏体钢,热加工和冷加工性能都不太好,因此必须严格控制热加工和冷加工的工艺参数,以避免产生缺陷和废品。另一方面,通过提高钢的纯净度,减少有害杂质的含量,改善钢的组织状态,以改善钢的热加工和冷加工性能,从而降低模具的生产成本。

        为改善模具钢的冷加工性能,自20世纪30年代开始,研究向模具钢中加入S、Pb、Ca、Te等易切削加工元素或导致模具钢中碳的石墨化的元素,发展了各种易切削模具钢,以进一步改善其切削性能和磨削性能,减少刀具磨料消耗、降低成本。

        模具钢淬透性和淬硬性

        淬透性主要取决于钢的化学成分和淬火前的原始组织状态;淬硬性则主要取决于钢中的含碳量。对于大部分的冷作模具钢,淬硬性往往是主要的考虑因素之一。对于热作模具钢和塑料模具钢,一般模具尺寸较大,尤其是制造大型模具,其淬透性更为重要。另外,对于形状复杂容易产生热处理变形的各种模具,为了减少淬火变形,往往尽可能采用冷却能力较弱的淬火介质,如空冷、油冷或盐浴冷却,为了得到要求的硬度和淬硬层深度,就需要采用淬透性较好的模具钢。

        模具钢淬火温度和热处理变形

        为了便于生产,要求模具钢淬火温度范围尽可能放宽一些,特别是当模具采用火焰加热局部淬火时,由于难于准确地测量和控制温度,就要求模具钢有更宽的淬火温度范围。

        模具在热处理时,尤其是在淬火过程中,要产生体积变化、形状翘曲、畸变等,为保证模具质量,要求模具钢的热处理变形小,特别是对于形状复杂的精密模具,淬火后难以修整,对于热处理变形程度的要求更为苛刻,应该选用微变形模具钢制造。

        模具钢氧化、脱碳敏感性

        模具在加热过程中,如果发生氧化、脱碳现象,就会使其硬度、耐磨性、使用性能和使用寿命降低;因此,要求模具钢的氧化、脱碳敏感性好。对于含钼量较高的模具钢,由于氧化、脱碳敏感性强,需采用特种热处理,如真空热处理、可控气氛热处理、盐浴热处理等。

        模具钢其他因素

        在选择模具钢时,除了必须考虑使用性能和工艺性能之外,还必须考虑模具钢的通用性和钢材的价格。模具钢一般用量不大,为了便于备料,应尽可能地考虑钢的通用性,尽量利用大量生产的通用型模具钢,以便于采购、备料和材料管理。另外还必须从经济上进行综合分析,考虑模具的制造费用、工件的生产批量和分摊到每一个工件上的模具费用。从技术、经济方面全面分析,以最终选定合理的模具材料。

        模具钢性能要求

        1强度性能

        (1)硬度硬度是模具钢的主要技术指标,模具在高应力的作用下欲保持其形状尺寸不变,必须具有足够高的硬度。冷作模具钢在室温条件下一般硬度保持在HRC60左右,热作模具钢根据其工作条件,一般要求保持在HRC40~55范围。对于同一钢种而言,在一定的硬度值范围内,硬度与变形抗力成正比;但具有同一硬度值而成分及组织不同的钢种之间,其塑性变形抗力可能有明显的差别。

        (2)红硬性 在高温状态下工作的热作模具,要求保持其组织和性能的稳定,从而保持足够高的硬度,这种性能称为红硬性。碳素工具钢、低合金工具钢通常能在180~250℃的温度范围内保持这种性能,铬钼热作模具钢一般在550~600℃的温度范围内保持这种性能。钢的红硬性主要取决于钢的化学成分和热处理工艺。

        (3)抗压屈服强度和抗压弯曲强度 模具在使用过程中经常受到强度较高的压力和弯曲的作用,因此要求模具材料应具有一定的抗压强度和抗弯强度。在很多情况下,进行抗压试验和抗弯试验的条件接近于模具的实际工作条件(例如,所测得的模具钢的抗压屈服强度与冲头工作时所表现出来的变形抗力较为吻合)。抗弯试验的另一个优点是应变量的绝对值大,能较灵敏地反映出不同钢种之间以及在不同热处理和组织状态下变形抗力的差别。

        2韧性

        在工作过程中,模具承受着冲击载荷,为了减少在使用过程中的折断、崩刃等形式的损坏,要求模具钢具有一定的韧性。

        模具钢的化学成分,晶粒度,纯净度,碳化物和夹杂物等的数量、形貌、尺寸大小及分布情况,以及模具钢的热处理制度和热处理后得到的金相组织等因素都对钢的韧性带来很大的影响。特别是钢的纯净度和热加工变形情况对于其横向韧性的影响更为明显。钢的韧性、强度和耐磨性往往是相互矛盾的。因此,要合理地选择钢的化学成分并且采用合理的精炼、热加工和热处理工艺,以使模具材料的耐磨性、强度和韧性达到最佳的配合。

        冲击韧性系表特征材料在一次冲击过程中试样在整个断裂过程中吸收的总能量。但是很多工具是在不同工作条件下疲劳断裂的,因此,常规的冲击韧性不能全面地反映模具钢的断裂性能。小能量多次冲击断裂功或多次断裂寿命和疲劳寿命等试验技术正在被采用。

        3耐磨性

        决定模具使用寿命最重要的因素往往是模具材料的耐磨性。模具在工作中承受相当大的压应力和摩擦力,要求模具能够在强烈摩擦下仍保持其尺寸精度。模具的磨损主要是机械磨损、氧化磨损和熔融磨损三种类型。为了改善模具钢的耐磨性,就要既保持模具钢具有高的硬度,又要保证钢中碳化物或其他硬化相的组成、形貌和分布比较合理。对于重载、高速磨损条件下服役的模具,要求模具钢表面能形成薄而致密粘附性好的氧化膜,保持润滑作用,减少模具和工件之间产生粘咬、焊合等熔融磨损,又能减少模具表面进行氧化造成氧化磨损。所以模具的工作条件对钢的磨损有较大的影响。

        耐磨性可用模拟的试验方法,测出相对的耐磨指数,作为表征不同化学成分及组织状态下的耐磨性水平的参数。以呈现规定毛刺高度前的寿命,反映各种钢种的耐磨水平;试验是以Cr12MoV钢为基准进行对比。

        4抗热疲劳能力

        热作模具钢在服役条件下除了承受载荷的周期性变化之外,还受到高温及周期性的急冷急热的作用,因此,评价热作模具钢的断裂抗力应重视材料的热机械疲劳断裂性能。热机械疲劳是一种综合性能的指标,它包括热疲劳性能、机械疲劳裂纹扩展速率和断裂韧性三个方面。

        热疲劳性能反映材料在热疲劳裂纹萌生之前的工作寿命,抗热疲劳性能高的材料,萌生热疲劳裂纹的热循环次数较多;机械疲劳裂纹扩展速率反映材料在热疲劳裂纹萌生之后,在锻压力的作用下裂纹向内部扩展时,每一应力循环的扩展量;断裂韧性反映材料对已存在的裂纹发生失稳扩展的抗力。断裂韧性高的材料,其中的裂纹如要发生失稳扩展,必须在裂纹尖端具有足够高的应力强度因子,也就是必须有较大的裂纹长度。在应力恒定的前提下,在一种模具中已经存在一条疲劳裂纹,如果模具材料的断裂韧性值较高,则裂纹必须扩展得更深,才能发生失稳扩展。

        也就是说,抗热疲劳性能决定了疲劳裂纹萌生前的那部分寿命;而裂纹扩展速率和断裂韧性,可以决定当裂纹萌生后发生亚临界扩展的那部分寿命。因此,热作模具如要获得高的寿命,模具材料应具备高的抗热疲劳性能、低的裂纹扩展速率和高的断裂韧性值。

        抗热疲劳性能的指标可以用萌生热疲劳裂纹的热循环数,也可以用经过一定的热循环后所出现的疲劳裂纹的条数及平均的深度或长度来衡量。

        5咬合抗力

        咬合抗力实际就是发生“冷焊”时的抵抗力。该性能对于模具材料较为重要。试验时通常在干摩擦条件下,把被试验的工具钢试样与具有咬合倾向的材料(如奥氏体钢)进行恒速对偶摩擦运动,以一定的速度逐渐增大载荷,此时,转矩也相应增大,该载荷称为“咬合临界载荷”,临界载荷愈高,标志着咬合抗力愈强。

        模具钢用途

        加工模具时用的,由于模具的用途很广,各种模具的工作条件差别很大,所以,制造模具用材料范围很广,在模具材料中应用最广的当属模具钢。从—般的碳素结构钢、碳素工具钢、合金结构钢、合金工具钢、弹簧钢、高速工具钢、不锈耐热钢直到适应特殊模具需要的马氏体时效钢以及粉末高速钢、粉末高合金模具钢等。模具钢按用途一般可分为冷作模具钢、热作模具钢和塑料模具钢三大类。

        模具钢冷作模具钢

        冷作模具钢主要用于制造对冷状态下的工件进行压制成型的模具。如:冷冲裁模具、冷冲压模具、冷拉深模具、压印模具、冷挤压模具、螺纹压制模具和粉末压制模具等。冷作模具钢的范围很广,从各种碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢到粉末高速工具钢和粉末高合金模具钢。

        模具钢热作模具钢

        热作模具钢主要用于制造对高温状态下的工件进行压力加工的模具。如:热锻模具、热挤压模具、压铸模具、热镦锻模具等。常用的热作模具钢有:中高含碳量的添加Cr、W、Mo、V等合金元素的合金模具钢;对特殊要求的热作模具钢,有时采用高合金奥氏体耐热模具钢制造。

        模具钢塑料模具钢

        由于塑料的品种很多,对塑料制品的要求差别也很大,对制造塑料模具的材料也提出了各种不同的性 能要求。所以,不少工业发达的国家已经形成了范围很广的塑料模具用钢系列。包括碳素结构钢、渗碳型 塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀塑料模具钢、易切塑料模具钢、整体淬硬型塑料模具钢、马氏体时效钢以及镜面抛光用塑料模具钢等。

        模具钢无磁模具钢

        无磁模具钢是一种高锰钒系模具钢,在各种状态下都能保持稳定的奥氏体,具有非常低的导磁系数,高的硬度和强度,较好的耐磨性,较高适当的固溶加时效处理后,具有较好的综合性能。塑性好、韧性高、加工硬化倾向大、受热膨胀系数大、电阻率大、热导率低和磁性低等物理特性。在无磁建筑、无磁机械、选矿探矿设备及军事等领域有着广泛的应用。

        模具钢高强度

        当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化,提高了车辆的碰撞强度和安全性能,因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高,传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象,无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下,国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺,主要是利用高温奥氏体状态下,板料的塑性增加,屈服强度降低的特点,通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究,该技术被国外厂商垄断,国内发展缓慢。

        过去在生产深冲或者重冲工件,大家都认为耐压型(EP) 润滑油是保护模具的最好选择。硫和氯EP添加剂被混合到纯油中来提高模具寿命已经有很长的历史了。但是随着新金属--高强度钢的出现,环保要求的严格,EP油基润滑油的价值已经减少,甚至失去市场。

        在高温下高强度钢的成型,EP油基润滑油失去了它的性能,无法在极温应用中提供物理的模具保护隔膜。而极温型的IRMCO高固体聚合物润滑剂则可以提供必要的保护。随着金属在冲压模具中变形,温度不断升高,EP油基润滑油都会变薄,有些情况下会达到闪点或者烧着(冒烟)。IRMCO高分子聚合物润滑剂一般开始喷上去时稠度低得多。随着成形过程中温度的上升,会变得更稠更坚韧。实际上高分子聚合物极温润滑剂都有“热寻性”而且会粘到金属上,形成一个可以降低摩擦的隔膜。这个保护屏障可以允许工件延展,在最高要求的工件成型时没有破裂和粘接,以此来控制摩擦和金属流动。有效的保护了模具,延长了模具使用寿命,提高了冲压的强度。

        模具钢质量提高

        1、利用Ca、稀土等微量元素对夹杂物的变质作用,改变钢中的夹杂物的结构形貌和物性,使钢中夹杂物球化、细化,从而提高钢材的力学性能。

        2、对钢锭进行高温扩散热处理,可以改善钢锭的成分不均匀性,从而提高钢材的横向性能。

        3、在热加工方面,对钢锭进行反复的镦拔和多向轧制,增大变形量,可降低钢中的碳化物偏析的级别,也有利于改善钢材的各向异性。

        4、钢的纯净度对 模具钢材的等向性能有很大的影响,采用二次精炼技术(包括真空精炼、ESR和钢包喷粉等),可以提高钢材的纯净度,尤其降低钢中的有害杂质的含量,对提高性能十分有益。

        模具钢发展方向

        模具日趋大型化。一方面,模具成型林间日趋大型化,另一方面,为了提高生产效率,一模多腔,因此大型模具钢需求量将逐年增加;模具的精度越来越高,要求钢材的质量好,尺寸稳定性好;塑料模具钢、压铸模具钢的需求量不断增加;中高档模具钢的需求量不断增加,低档次模具钢过剩;另外,随着模具标准件应用日益广泛,模具标准化、商品化程度的提高,对于模具钢产品质量、品种规格以及交货周期将提出更高的要求。此模具钢类似于一个4330合金,洁净钢生产技术。它具有优异的尺寸稳定性,并一直工作锌,铝合金压铸,塑料和橡胶模具的现场验证,并形成所有类型的金属片。它将接受各种形式的表面处理,包括火焰和感应硬化,硬质合金涂层,PVD和氮化。所以,SKD61模具钢不仅有模具钢的优点,更有一些合金钢产品的特点。将会带动国内模具钢产业的大发展。

        因此,钢铁企业要根据国内模具制造业发展的趋势和模具市场的需求,紧抓研制开发高精度、高韧性、耐腐蚀、高质量的模具钢新品种,使国产的热作和冷作模具钢达到世界先进水平。相信在未来的日子,我们生产模具钢的质量和技术会越来越好,模具钢的市场也会得到更快更好的发展,将会带领国内模具钢产业迈上更高层次的发展。美好的未来,我们拭目以待。

        冲压模具分类

        冲压模具(5张)冲压模具的形式很多,冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。根据工艺性质分类

        a.冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

        b.弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。

        c.拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

        d.成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。

        e. 铆合模 是借用外力使参与的零件按照一定的顺序和方式连接或搭接在一起,进而形成一个整体

        根据工序组合程度分类

        a.单工序模 在压力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。

        b.复合模 只有一个工位,在压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

        c.级进模(也称连续模) 在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。

        d.传递模 综合了单工序模和级进模的特点,利用机械手传递系统,实现产品的模内快速传递,可以大大提高产品的生产效率,减低产品的生产成本,节俭材料成本,并且质量稳定可靠。

        依产品的加工方法分类

        依产品加工方法的不同,可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。

        a. 冲剪模具:是以剪切作用完成工作的,常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。

        b.弯曲模具:是将平整的毛胚弯成一个角度的形状,视零件的形状、精度及生产量的多寡,乃有多种不同形式的模具,如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。

        c.抽制模具:抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。

        d.成形模具:指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状,其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。

        e.压缩模具:是利用强大的压力,使金属毛胚流动变形,成为所需的形状,其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。

        冲压模具基础知识

        冲压模具术语基础知识

        1、卷边

        卷边是将工序件边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。卷边圆形的轴线呈直线形。

        2、卷缘

        卷缘是将空心件上口边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。

        3、拉延

        拉延是把平直毛料或工序件变为曲面形的一种冲压工序,曲面主要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。

        4、拉弯

        拉弯是在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形,使整个弯曲横断面全部受拉伸应力的一种冲压工序。

        5、胀形

        胀形是将空心件或管状件沿径向往外扩张的一种冲压工序。剖切 剖切是将成形工序件一分为几的一种冲压工序。

        6、校平

        校平是提高局部或整体平面型零件平直度的一种冲压工序。

        7、起伏成形

        是依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的冲压工序。起伏成形中材料厚度的改变为非意图性的,即厚度的少量改变是变形过程中自然形成的,不是设计指定的要求。

        8、弯曲

        弯曲是利用压力使材料产生塑性变形,从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状的一种冲压工序。

        9、凿切

        凿切是利用尖刃的凿切模进行的落料或冲孔工序。凿切并无下模,垫在材料下面的只是平板,被冲材料绝大多数是非金属。

        10、深孔冲裁

        深孔冲裁是孔径等于或小于被冲材料厚度时的冲孔工序。

        11、落料

        落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序,被分离的材料成为工件或工序件,大多数是平面形的。

        12、缩口

        缩口是将空心件或管状件敞口处加压使其缩小的一种冲压工序。

        13、整形

        整形是依靠材料流动,少量改变工序件形状和尺寸,以保证工件精度的一种冲压工序。

        14、整修

        整修是沿外形或内形轮廓切去少量材料,从而提高边缘光洁度和垂直度的一种冲压工序。整修工序一般也同时提高尺寸精度。

        15、翻孔

        翻孔是沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的一种冲压工序。

        16、翻边

        翻边是沿外形曲线周围将材料翻成侧立短边的一种冲压工序。

        17、拉深

        拉深是把平直毛料或工序件变为空心件,或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。拉深时空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。

        18、连续拉深

        连续拉深是在条料(卷料)上,用同一副模具(连续拉深模)通过多次拉深逐步形成所需形状和尺寸的一种冲压方法。

        19、变薄拉深

        变薄拉深是把空心工序件进一步改变形状和尺寸,意图性地把侧壁减薄的一种拉深工序。

        20、反拉深

        反拉深是把空心工序件内壁外翻的一种拉深工序。

        21、差温拉深

        差温拉深是利用加热、冷却手段,使待变形部分材料的温度远高于已变形部分材料的温度,从而提高变形程度的一种拉深工序。

        22、液压拉深

        液压拉深是利用盛在刚性或柔性容器内的液体,代替凸模或凹模以形成空心件的一种拉深工序。

        23、压筋

        压筋是起伏成形的一种。当局部起伏以筋形式出现时,相应的起伏成形工序称为压筋。

        冲压模具典型结构

        第一类

        工艺零件,这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触,包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等;

        第二类

        结构零件,这类零件不直接参与完成工艺过程,也不和坯料有直接接触,只对模具完成工艺过程起保证作用,或对模具功能起完善作用,包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等,如表1.1.3所示。应该指出,不是所有的冲模都必须具备上述六种零件,尤其是单工序模,但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。

        制造技术

        模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展,计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合,对其实施改造,形成先进制造技术。新型冲压模内攻牙技术,引导了不少冲压厂家为了降低成本,引起了一股抢购热潮.

        模具先进制造技术的发展主要体现在:

        高速铣削加工

        普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数,而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数,高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点:

        a.高效 高速铣削的主轴转速一般为15000r/min~40000r/min,最高可达100000r/min。在切削钢时,其切削速度约为400m/min,比传统的铣削加工高5~10倍;在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4~5倍。

        b.高精度 高速铣削加工精度一般为10μm,有的精度还要高。

        c.高的表面质量 由于高速铣削时工件温升小(约为3°C),故表面没有变质层及微裂纹,热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm,减少了后续磨削及抛光工作量。

        d.可加工高硬材料 可铣削50~54HRC的钢材,铣削的最高硬度可达60HRC。

        鉴于高速加工具备上述优点,所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用,并逐步替代部分磨削加工和电加工。

        电火花铣削加工

        电火花铣削加工(又称为电火花创成加工)是电火花加工技术的重大发展,这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。像数控铣削加工一样,电火花铣削加工采用高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工,无需制造复杂、昂贵的成型电极。日本三菱公司推出的EDSCAN8E电火花创成加工机床,配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统,体现了当今电火花创成加工机床的水平。

        慢走丝线切割技术

        数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高,功能相当完善,自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达300mm2/min,加工精度可达到±1.5μm,加工表面粗糙度Ra0.1~0.2μm。直径0.03~0.1mm细丝线切割技术的开发,可实现凹凸模的一次切割完成,并可进行0.04mm的窄槽及半径0.02mm内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行30°以上锥度的精密加工。

        磨削及抛光加工技术 磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点,在精密模具加工中广泛应用。精密模具制造广泛使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光机等先进设备和技术。

        数控测量

        产品结构的复杂,必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量,模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施以及简便的操作步骤,使得现场自动化检测成为可能。

        模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素,不易控制的状况,使得模具质量依赖于物化因素,整体水平容易控制,模具再现能力强。

        冲压模具高强度钢

        高强度钢冲压模具

        当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化,提高了车辆的碰撞强度和安全性能,因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高,传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象,无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下,国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺,主要是利用高温奥氏体状态下,板料的塑性增加,屈服强度降低的特点,通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究,该技术被国外厂商垄断,国内发展缓慢。

        过去在生产深冲或者重冲工件,大家都认为耐压型(EP)润滑油是保护模具的最好选择。硫和氯EP添加剂被混合到纯油中来提高模具寿命已经有很长的历史了。但是随着新金属--高强度钢的出现,环保要求的严格,EP油基润滑油的价值已经减少,甚至失去市场。

        在高温下高强度钢的成型,EP油基润滑油失去了它的性能,无法在极温应用中提供物理的模具保护隔膜。而极温型的IRMCO高固体聚合物润滑剂则可以提供必要的保护。随着金属在冲压模具中变形,温度不断升高,EP油基润滑油都会变薄,有些情况下会达到闪点或者烧着(冒烟)。IRMCO高分子聚合物润滑剂一般开始喷上去时稠度低得多。随着成形过程中温度的上升,会变得更稠更坚韧。实际上高分子聚合物极温润滑剂都有“热寻性”而且会粘到金属上,形成一个可以降低摩擦的隔膜。这个保护屏障可以允许工件延展,在最高要求的工件成型时没有破裂和粘接,以此来控制摩擦和金属流动。有效的保护了模具,延长了模具使用寿命,提高了冲压的强度。

        冲压模具成形技术

        冲压模具的快速成形技术

        冲压模具数字化编码钣

        随着经济的快速发展和市场需求的多样化,人们对产品生产周期的

        要求越来越短,尤其在小批量甚至单件生产方面,要求现代制造技术不仅要有较高的柔性,还要有更新的、更能满足市场要求迅速变化的生产模式。数控单元冲压模具快速成形技术,就是为适应此种状态而产生的。

        钣件的形状可分割成一些简单的图形元素,然后合成所需图形。例如:矩形是4个直角的合成;波浪形是一些曲线的合成等。因此,对于一些精度要求较高的小批量甚至单件生产的钣金件,可以用一些通用件迅速组装成单元冲压模具,采用数控技术,使之快速成形。将被加工钣金件看成一个可被分割的平面图形,对分割出来的简单图形元素进行数字化处理。即按其方位进行定位编码。如图1所示的非等距简单图形零件的数字化,缺口1、2、3、4的(Δx,Δy)均相等,方孔5的(Δx,Δy)均等于2倍的(Δx,Δy),设现有通用冲头的宽等于Δx,长等于Δy,则按如图1所示进行编号。缺口1由位置(2,0)以及位置(3,0)合成,缺口2、3、4同样由两个位置合成,方孔由8个位置合成。如果采用矩形单元快速成形,可以获得如图2所示的二维编码,由于划分过细使得到的编码较长。如果采用正方形单元快速成形,则可以获得如图3所示的二维编码,其编码减小一半。

        矩形单元二维编码如下:

        对于等距简单图

        形零件如钥匙齿形的快速成形由于齿距相等河以进一步简化编码。钥匙齿形编码示意图,如图2所示。图中采用三角形单元,实际应用采用的是梯形单元编码可以降为一维数组。

        参数定义:

        齿数--冲压的次数,现假使为5。

        齿距--冲压时,Y方向的每次移动的距离。

        级差值—冲压时X方向移动一个单位

        时的距离。

        级差数--冲压时,X方向的移动单位。

        当选定齿距和级差值后,钥匙的齿形加工位置可以转换为级差数最后齿形编码为一维数组((2 1 3 2 1)。由以上可知数字化编码是单元冲模快速成形的关键,合适的编码不仅可以提高生产效率,而且可以节省存储内存。

        冲压模具结构设计

        大部分中小型企业尚不具备购买高档数控冲床的经济实力,数控单元冲压模具可以直接安装在普通冲床上作为简易数控冲床来使用。

        快速成形模具机构示意图如图3所示。上模为凸模机构。光电头安装在上模板下方以检测凸模的起落。坯料的装夹要根据不同的需要进行设计。料板由步进电机控制丝杠分X,Y方向驱动。下模为凹模机构,直接安装在工作台上。

        冲压模具系统设计

        4.1 电机驱动及选用

        步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。共有3种:永磁式、反应式和混合式。混合式集中了前二种的优点,从性价比方面进行综合考虑,拟选用步进角1.8o的两相混合式步进电机。

        驱动器的型号、种类较多,细分型为考虑对象。因为细分型可消除电机的低频振荡,可提高电机的输出转矩及分辨率。顾及速度和精度细分系数定为4。

        4.2 系统硬件设计

        数控单元冲模是安装在曲轴式压力机上的,机床的冲压原理不变。需要控制的是两方面内容:首先要确定零点以及各工位点的位置;其次在上冲模往复动作的启停间被加工件的按编码所得的X,Y方向的快速进给送料运动以及这两个动作的协调。即实现冲压和送料动作的同步控制。控制系统框图,如图4所示。光电信号检测电路图,如图5所示。

        数控系统的人机界面采用键盘输入LED显示键盘具有数字键、设定、修改、查寻、X及Y方向的调整、执行等的功能键,可用来完成加工程序的输入、修改及对控制的操作和调整等。操作人员根据被加工件的形状在计算机上进行编码,自动生成加工程序,通过串行口将加工程序下载给单片机并且保存在FLASH ROM中。工模安装后手动调整零位。进入执行后单片机从FLASH ROM中取得加工程序,并计算X,Y方向的步进距离后再将其转换成相应的步进脉冲数控制X,Y方向的步进电机的转动步数。当光电信号检测到上模位于开启位置时数控系统迅速将待加工件定位到加工位置,并且启动冲床上冲模下压,实现一次冲压。在冲床带动上冲模开启时数控系统迅速地将待加工件移动到下一加工位置等待下次冲压,直到完成加工停止冲床运动。

        4.3 系统软件设计

        整个系统由上位机来管理。系统软件语言采用Visual Basic 6 .0编制其集成开发环境(IDE)集设计、修改、调试、生成等功能于一体,人机交互界面十分友好。它是功能强大的Windows环境下的编程语言简单易学可视化程度高。

        系统软件结构采用模块化结构,共有5个功能模块:系统开机后进入Windows界面双击“数控单元冲模”图标,即弹出应用界面,可选择功能模块。系统软件功能模块图如图6所示。

        模块用来完成用户对所设定的参数组进行操作的程序的、修改、生成。

        参数设定模块将输入的参数组制成数据表,送入数据库以备程序的调用。

        运行管理模块负责程序的运行、中断。

        通信模块负责上、下位机之间的通信管理,就是将控制程序段及调用的参数组使用MSCOMM控件,通过RS232串行口送入单片机使单片机执行控制工作。

        查询模块。方便用户对已存文件的查看与调用。

        单片机的程序也采用模块化结构,与上位机一样共有5个功能模

        块通过通信接口接受上位机的输入指令,控制X,Y方向步进电机的运动。也可以脱离上位机直接控制运行。上位机通信程序流程图,如图7所示。下位机通信程序流程图,如图8所示。 

        随着数控技术、伺服技术、运动元件的发展,以及市场经济的需要,数控单元冲压模具快速成形技术得到迅速发展。对于中小型传统企业,这种结合传统制造工艺的高新技术无疑是一种投资省,见效J陕,方便、快捷的技术。随着经济和科学技术的不断发展,实现自动上下料装备、外置模具库自动换模装备等,已经摆在人们的面前。可见,数控冲压的发展是以相关技术和新结构的研制为基础的。单元冲压模具快速成形技术,无疑是先进冲压技术发展的一个新起点。

        冲压模具模内攻牙

        模内攻牙又称模内攻丝,是一种替代了传统人工攻牙的新技术,目前传统的攻牙设备已经不能适应冲压产品需求,效率太低,加工时间长.远远满足不了市场的需要.模内攻牙技术的导入使得冲压模具真正的实现了自动化,效率化,攻牙范围可达到最小M0.6,最大可达到M45.精度可达到0.01mm,模内攻牙技术使的冲出来的产品不需要再进行第二次人工攻牙,其挤压出来的产品质量有保证,表面光洁度好,效率高,成本低.广泛应用于冲压

        冲压模具冲压模具材料

        冲压模具简介

        制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主,常用的模具工作部件材料的种类有:碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。

        冲压模具基本分类

        a.碳素工具钢

        在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等,优点为加工性能好,价格便宜。但淬透性和红硬性差,热处理变形大,承载能力较低。

        b.低合金工具钢

        低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比,减少了淬火变形和开裂倾向,提高了钢的淬透性,耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。

        c. 高碳高铬工具钢

        常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1(代号D2)、SKD11,它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性,热处理变形很小,为高耐磨微变形模具钢,承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重,必须进行反复镦拔(轴向镦、径向拔)改锻,以降低碳化物的不均匀性,提高使用性能。

        d. 高碳中铬工具钢

        用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等,它们的含铬量较低,共晶碳化物少,碳化物分布均匀,热处理变形小,具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比,性能有所改善。

        e. 高速钢

        高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度,承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V(代号8-4-1)和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2(代号6-5-4-2,美国牌号为M2)以及为提高韧性开发的降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V(代号6W6或称低碳M2)。高速钢也需要改锻 ,以改善其碳化物分布 。

        f. 基体钢

        在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素,适当增减含碳量,以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点,具有一定的耐磨性和硬度,而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢,为高强韧性冷作模具钢,材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有 6Cr4W3Mo2VNb(代号65Nb)、7Cr7Mo2V2Si(代号LD)、5Cr4Mo3SiMnVAL(代号012AL)等。

        g. 硬质合金和钢结硬质合金

        硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢,但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类,对冲击性小而耐磨性要求高的模具,可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具,可选用含钴量较高的硬质合金。

        钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末(如铬、 钼 、钨、钒等)做粘合剂,以碳化 钛或碳化钨为硬质相 ,用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢,克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点,可以切削、焊接、锻造和热处理。 钢结硬质合金含有大量的碳化物,虽然硬度和耐磨性低于硬质合金,但仍高于其它钢种,经淬火、回火后硬度可达 68 ~ 73HRC。

        h.新材料

        冲压模具使用的材料属于冷作模具钢,是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢D2(相当于我国Cr12MoV)性能基础上,分为两大分支:一种是降低含碳量和合金元素量,提高钢中碳化物分布均匀度,突出提高模具的韧性。如美国钒合金钢公司的8CrMo2V2Si、日本大同特殊钢公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一种是以提高耐磨性为主要目的,以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。如德国的320CrVMo13,等。

        冲压模具选用原则

        在冲压模具中,使用了各种金属材料和非金属材料,主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。

        制造模具的材料,要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。

        合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。对用途不同的模具,应根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等因素综合考虑,并对上述要求的各项性能有所侧重,然后作出对钢种及热处理工艺的相应选择。

        当冲压件的生产批量很大时,模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料,也要相应地提高。在批量不大时,应适当放宽对材料性能的要求,以降低成本。

        当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时,冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时,可采用铝青铜凹模,因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性,故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如,碳素工具钢的主要不足是淬透性差,在冲模零件断面尺寸较大时,淬火后其中心硬度仍然较低,但是,在行程次数很大的压床上工作时,由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件,不但要有足够的强度,而且要求在工作过程中变形小。另外,还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模,应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢,同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。

        应考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。

        注意采用微变形模具钢,以减少机加工费用。

        对特殊要求的模具,应开发应用具有专门性能的模具钢

        选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定,做到在满足主要条件的前提下,选用价格低廉的材料,降低成本。

        冲压模具辅助技术

        模具CAD/CAM技术

        计算机技术、机械设计与制造技术的迅速发展和有机结合,形成了计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAD/CAM)这一新型技术。

        CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工程,它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具,使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM能显著缩短模具设计及制造周期、降低生产成本、提高产品质量已成为人们的共识。

        随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现,以三维造型为基础、基于并行工程(CE)的模具CAD/CAM技术正成为发展方向,它能实现面向制造和装配的设计,实现成形过程的模拟和数控加工过程的仿真,使设计、制造一体化。

        快速经济制模技术为了适应工业生产中多品种、小批量生产的需要,加快模具的制造速度,降低模具生产成本,开发和应用快速经济制模技术越来越受到人们的重视。快速经济制模技术主要有低熔点合金制模技术、锌基合金制模技术、环氧树脂制模技术、喷涂成形制模技术、叠层钢板制模技术等。应用快速经济制模技术制造模具,能简化模具制造工艺、缩短制造周期(比普通钢模制造周期缩短70%~90%)、降低模具生产成本(比普通钢模制造