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1、模具制造工艺,材料科学与工程学院 孙金平,哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院,E-mail:Tel:5687324 13884805082,考查:试卷(80%)+作业(10%)+课堂表现(10%),哈尔滨工业大学(威海)材料科学与工程学院,第一章 概论,模具的概念模具的分类我国模具工业现状,模具制造的要求与特点模具制造的工艺路线模具的主要加工方法本课程的主要内容,俗话说:“没有规矩不成方圆”。世界上的许许多多东西都是从他们各具特色的“规矩”中诞生出来得。“东西”产品,规矩模具。模具:是一种特殊的模型,用来塑造(制造)产品;从工艺的角度,模具是一种成形制品的特殊工艺装备。,模具,产品,坯料
2、,第一章 概论,模具的概念模具的分类我国模具工业现状我国模具工业发展特点,模具制造的要求与特点模具制造的工艺路线模具的主要加工方法本课程的主要内容,模具分类,GB7635-87,第一章 概论,模具的概念模具的分类模具工业的重要性我国模具工业现状,模具制造的要求与特点模具制造的工艺路线模具的主要加工方法本课程的主要内容,观念发生了根本的变化日本:“进入富裕社会的原动力”;德国:“金属加工中的帝王”;美国:“不可估量其力量的工业”。“模具就是黄金”,“模具工业是工业之母”,“模具是效益放大器”和“金钥匙”,模具工业的重要性,98年在国务院关于当前产业政策要点的决定中把模具列为机械工业技术改造序列的
3、第一位。,99年和02年,模具及其加工技术和设备列入国家重点鼓励、优先发展的产业目录中。05年国务院正式颁布促进产业结构调整规定中鼓励发展大型、精密模具及汽车模具设计与制造。,加大了用于技术改造的投资力度 近年来,一汽投资1.36亿元,二汽、天汽、成飞、哈飞等汽车模具公司也各投资1亿多元进行技术改造;近5年来,黄岩模具行业投入技改的资金达4亿多元。,03年重庆市批准投资40个亿,在渝北两路镇组建西部最大的汽摩模具工业园;五梁液酒厂投资21亿筹建汽车模具分公司;上海市、深圳市也都在组建模具工业园区。,加强了模具技术的研究和开发 模具技术研究机构和院校30多个。国家重点资助建设的有:华中理工大学模
4、具技术国家重点实验室上海交大模具CAD国家工程研究中心北京机电研究所精冲技术工程研究中心郑州工业大学橡胶模具工程研究中心,第一章 概论,模具的概念模具的分类模具工业的重要性我国模具工业现状,模具制造的要求与特点模具制造的工艺路线模具的主要加工方法本课程的主要内容,中国模具产业发展现状,1)模具产业总额迅速增长2)进出口比例渐趋合理3)模具技术水平不断提高,表1 中国的模具工业及其进出口情况,年增长速度:15%左右;2008年模具生产厂点:近3万个;从业人数:约100万;07年,模具销售额达870亿元,比06年增长约20.83%。08年全球经融危机,模具销售额达950亿元,比07年增长9.20%
5、。目前,我国模具总量仅次于日本、美国居世界第3位。,表2 各类模具产值在总产值中占的比例(),国外塑料模具一般占40%左右;大型、精密、复杂、长寿命模具我国约占25%,国外在50%以上;我国模具自制率高达60%,国外为30%,外购70%。,出口模具仍以中低档为主;进口模具以中高档为主;主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命等技术含量高的模具。,进、出口模具比2004 3.69:1 05年 2.8:106年 2.0:107年 1.45:1 2008 1.04:1,覆盖件模具技术取得了很大进步 四大汽车模具厂已生产出部分轿车覆盖件模具,在轿车模具国产化方面迈出了可喜的一步。,1.冲压模具技术的进步
6、,多工位级进模和多功能模具达到较高的水平精度达到2微米,工位数可达160个;寿命已超过了1亿次。可在2500次/每分钟的高速冲床上使用,精度可达1微米。,大型、复杂模具制造技术取得了很大进步 43英寸大屏幕彩电 65英寸背投式电视的塑壳模具、10kg大容量洗衣机全套塑料件模具 精度达5微米的7800腔塑封模具。,2.塑料模具技术的进步,模具的精度和寿命有了很大程度的提高塑件尺寸精度可达IT6-7级,型面粗糙度达到Ra0.05-0.025,寿命达100万次以上。,塑料模具的国产化程度较高 电视机、空调、洗衣机等家电塑料模具基本上可立足于国内生产。,大多数企业应用了CAD系统,脱离了图板引进许多国
7、际著名CAD/CAE/CAM软件CATIA、UG、Pro/E、I-DEAS、Mold flow、DYNAFORM、DEFORM。,3.模具CAD/CAE/CAM技术的进步,自主开发的系统软件有了较大发展华中理工大学注塑、汽车覆盖件和级进模具CAD/CAE/CAM系统、上海交大冲压、挤压和精冲模具CAD系统、西安交大的冲压和级进模具CAD/CAM系统(XJCY)、北京机电研究所锻模CAD/CAE/CAM系统等。,4.快速成形/快速制模技术 得到了重视和发展,5.其他相关技术发展,广泛应用了新的模具材料模具抛光技术和设备有了新发展高速铣削加工技术已开始应用,高速铣削加工机床正在开发之中,成功案例
8、高速切削加工,采用高速切削技术加工的模具型腔,成功案例 高速切削加工,制造业发展影响了模具工业的发展多数为国外定型产品的再生产自主知识产权产品少(汽车、电子)创新能力差距大工艺装备难创新大型、精密、复杂和高寿命模具生产薄弱。,中国模具工业的发展特点,表2 国内生产的轿车冲压模具来源,表3 国内外冲压与塑料模具的制造水平,模具制造精度比较,在不同的地域、行业和体制下,模具工业的发展极不平衡。中国模具生产主要集中在华南和华东,大约占全国模具产值和销售额的三分之二。出口模具中,广东省占了45%。,模具工业发展不平衡,工艺、材料和管理不过关仍然是扼制我国模具工业发展的关键 高中档汽车外覆盖件模具主要靠
9、进口的原因,关键在于工艺、材料和管理体制的问题。,硬件、软件上与国外相近;缺少与国际接轨的总体规划、技术储备和适应市场应变的生产经营方式。,第一章 概论,模具的概念模具的分类我国模具工业现状,模具制造的特点与要求模具制造的工艺路线模具的主要加工方法本课程的主要内容,一、模具制造的基本要求1、制造精度高2、使用寿命长3、制造周期短4、模具成本低二、模具制造的特点1、制造质量要求高(加工精度、表面质量)2、形状复杂3、单件生产4、材料硬度高5、成套性生产,第一章 概论,模具的概念模具的分类我国模具工业现状,模具制造的要求与特点模具制造的工艺路线模具的主要加工方法本课程的主要内容,模具制造的工艺路线
10、,分析估算,模具设计,零件加工,热处理,外购件,装配调整,试模,成品,修整,一、分析估算1、模具费用2、交货期3、模具总寿命4、制品材料5、所用设备,二、模具设计1、营业方面的信息:2、制品3、生产部门的信息:4、模具制造部门的信息:5、标准件及外购件的供应情况。,6、模具制图1)装配图2)零件图,第一章 概论,模具的概念模具的分类我国模具工业现状,模具制造的要求与特点模具制造的工艺路线模具的主要加工方法本课程的主要内容,一、机械加工传统的切削与磨削加工,机械加工,普通机床,仿形机床,坐标机床,数控机床,成形磨削,特种加工,电火花成形加工,电火花线切割加工,电解加工,电解磨削,电化学抛光,电铸
11、,化学蚀刻,超声波加工,激光加工,三、塑性加工主要是冷挤压制模法;冷挤压制模法,即将淬火过的成形模(原阳模)强有力地压入未进行硬化处理的模坯(钢或其他软质材料)内,使原阳模的形状复印在被压的模坯上,制成所需要的模具。,原阳模,模坯,四、铸造,铸铁,锌基合金,合成树脂,优点,易铸出复杂形状,尺寸不受限,便于机械加工,润滑性好,胶着少,缺点,耐磨性差,精度差,优点,缺点,优点,缺点,五、焊接将分散加工好的模块焊接在一起,形成所需的模具应用场合:主要用于精度要求不高的大型模具的制造,或是用于模具的修复。,第一章 概论,模具的概念模具的分类我国模具工业现状,模具制造的要求与特点模具制造的工艺路线模具的主要加工方法本课程的主要内容,该课程的主要内容,模具的机械加工,模具的数控加工,模具的特种加工,典型模具的制造工艺,典型模具的装配调试,该课程的学习目的,2.掌握数控加工程序基础知识及程序编制。,1.掌握模具制造工艺的基础知识,熟悉模具的加工工艺及装配工艺。,3.了解模具制造新技术,新工艺及其发展。,4.培养学生理论联系实际,拓宽学生在制造方面的思维,且在一定程度上达到提高学生创新能力。,