现代模具制造技术第一讲概论.ppt

现代模具制造技术第一讲概论现代模具制造技术第一讲概论2022/10/151现在学习的是第1页，共28页模具工业 在国民经济中的重要地位l什么是模具什么是模具定义：模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺设备，模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺设备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。l发展模具工业的意义发展模具工业的意义l模具在机械、电子、汽车、摩托车、航空航天、仪器仪表、家电通讯、模具在机械、电子、汽车、摩托车、航空航天、仪器仪表、家电通讯、石油化工、轻工日用品等工业领域里，正日益成为使用最广泛的、工石油化工、轻工日用品等工业领域里，正日益成为使用最广泛的、工业化生产的基础工艺装配，它承担了这些工业领域中产品的业化生产的基础工艺装配，它承担了这些工业领域中产品的60%80%的零部件的加工生产。的零部件的加工生产。l模具工业涉及的行业相当广泛，在日本其构成为：冲模占模具工业涉及的行业相当广泛，在日本其构成为：冲模占40，塑料，塑料模占模占40，压铸模占，压铸模占5，橡胶模占，橡胶模占4，锻模占，锻模占3，铸造模占，铸造模占3，玻璃模玻璃模3%，粉末冶金模占，粉末冶金模占2，在中国其构成为：冲模占，在中国其构成为：冲模占50，塑料模，塑料模占占33，压铸模占，压铸模占6，其它模具占，其它模具占112022/10/152现在学习的是第2页，共28页l由于用模具生产制件表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生由于用模具生产制件表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。同时模具又是产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。同时模具又是“效效益放大器益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。十倍、上百倍。l模具与新产品是紧密联系在一起的。随着全球化市场经济的发模具与新产品是紧密联系在一起的。随着全球化市场经济的发展，产品的更新换代日新月异，模具技术应时而生，引起世界展，产品的更新换代日新月异，模具技术应时而生，引起世界各国的高度重视，并取得了显著的经济效益。各国的高度重视，并取得了显著的经济效益。l因此在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常重因此在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常重要的行业，模具生产技术水平的高低，要的行业，模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。益和新产品的开发能力。图例模具工业在国民经济中的重要地位模具工业在国民经济中的重要地位2022/10/153现在学习的是第3页，共28页模具模具工业在国民经济中的地位工业在国民经济中的地位模具工业被喻为模具工业被喻为“百业之母百业之母”,有有“不衰亡工业不衰亡工业”之称。之称。在日本，模具被誉为在日本，模具被誉为在日本，模具被誉为在日本，模具被誉为“进入富裕社会的原动力进入富裕社会的原动力进入富裕社会的原动力进入富裕社会的原动力”。在德国，模具被称为在德国，模具被称为在德国，模具被称为在德国，模具被称为“金属加工业中的帝王金属加工业中的帝王”。罗马尼亚：罗马尼亚：“模具就是黄金模具就是黄金”2022/10/154现在学习的是第4页，共28页模具模具工业在国民经济中的地位工业在国民经济中的地位 在机械、电子、汽车、摩托车、航空航天、仪器仪表、家电通讯、轻工日用品等工业领域里，60%70%的零部件依靠模具加工生产。以汽车行业为例，一种车型的轿车共需模具约4000套，模具价值达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，模具价值约400万元。在建筑行业用的地砖、墙砖、卫生洁具，需要大量的陶瓷模具；塑料管件、塑钢门窗需要大量的塑料模具。2022/10/155现在学习的是第5页，共28页国家对模具工业的政策支持l l在我国，自1997年以来，相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录；从1997年到2005年，对全国部分重点专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策；并把有关模具技术和产品列入国家计委和科学技术部发布的当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南(目录)。2022/10/156现在学习的是第6页，共28页我国模具工业的现状-快速发展l我国目前模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本我国目前模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国。和美国。l19962002年间，中国模具制造业的产值年平均增年间，中国模具制造业的产值年平均增长长14%左右，左右，2003年增长年增长25%左右。左右。l2004年我国模具产值达年我国模具产值达600亿元人民币。亿元人民币。l“十一五十一五”期间提出的发展目标为年均增速期间提出的发展目标为年均增速12%15%。2022/10/157现在学习的是第7页，共28页模具工业的现状模具工业的现状不足不足l l近几年，我国每年约进口10亿美元的左右的模具，尤其在汽车大型覆盖件模具、电子产品精密塑料模具在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。l l我国目前模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国。目前国际上，全世界模具总产值约为680亿美元，我国只占8%左右 2022/10/158现在学习的是第8页，共28页模具工业的人才需求模具工业的人才需求l模具设计专业人才已列入国家急需的重要复合型人才之模具设计专业人才已列入国家急需的重要复合型人才之一，一直被人才市场列为最受欢迎的专业人才之一，有一，一直被人才市场列为最受欢迎的专业人才之一，有较高的工作待遇。较高的工作待遇。l2005年，全国有模具制造企业年，全国有模具制造企业3万余家，从业人员万余家，从业人员90万。万。l目前，从事模具技术研究的机构和院校已达目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。余家。2022/10/159现在学习的是第9页，共28页模具工业的人才需求模具工业的人才需求l目前目前“模具设计与制造模具设计与制造”专业人才的需求远大于供专业人才的需求远大于供给，且供求关系日趋紧张。给，且供求关系日趋紧张。l1、我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全、我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。十分明显。2022/10/1510现在学习的是第10页，共28页l2、我国加入、我国加入WTO后，各行业大批境外企业的涌入，后，各行业大批境外企业的涌入，使作为支柱工业的模具行业将迎来新一轮的发展机使作为支柱工业的模具行业将迎来新一轮的发展机遇。遇。l3、模具人才的薪酬有上涨趋势，如专业模具设计、模具人才的薪酬有上涨趋势，如专业模具设计人才一般月薪人才一般月薪3000元。熟悉设计、加工、造型整个元。熟悉设计、加工、造型整个操作流程的高级人才月薪操作流程的高级人才月薪5000元左右，其中技能好元左右，其中技能好的人才月薪过万元也不鲜见。的人才月薪过万元也不鲜见。2022/10/1511现在学习的是第11页，共28页我国模具技术的现状及发展趋势l进步进步l不足不足l发展方向发展方向4开发、发展精密、复杂、大型、长寿命模具4加速模具标准化、商品化4大力开发和推广应用模具CAD/CAM技术4开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料4发展复杂模具加工成套设备2022/10/1512现在学习的是第12页，共28页l模具模具CAD/CAE/CAM向集成化、三维化、智能化和网向集成化、三维化、智能化和网络化发展。络化发展。l模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展。模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展。l快速经济制模技术得到应用，主要在四个方面：高速快速经济制模技术得到应用，主要在四个方面：高速铣削、快速原型（）、易切削模具材料、复合铣削、快速原型（）、易切削模具材料、复合加工和多轴加工。加工和多轴加工。l特种加工技术进一步发展：电火花加工向精密化、微特种加工技术进一步发展：电火花加工向精密化、微细化方向发展。细化方向发展。l模具材料及表面处理技术发展迅速：模具表面处理趋模具材料及表面处理技术发展迅速：模具表面处理趋势：多元素共渗等势：多元素共渗等l模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到认同。模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到认同。模具技术发展趋势现在学习的是第13页，共28页模具制造的基本要求l制造精度高制造精度高4模具精度主要由制品精度制品精度和模具结构模具结构的要求来决定4工作部分精度通常要比制品精度高 24级；上、下模之间配合精配合精度度要求高l使用寿命长使用寿命长l制造周期短制造周期短4决定因素：制模技术制模技术、生产管理水平生产管理水平4现代快速经济制模技术（讲座内容）l模具成本低模具成本低模具成本与模具结构的复杂程度模具结构的复杂程度、模具材料模具材料、制造精度要求制造精度要求和加工方法加工方法有关2022/10/1514现在学习的是第14页，共28页模具制造的特点 模具制造属机械制造的研究范畴模具制造属机械制造的研究范畴l制造质量要求高制造质量要求高4加工精度高、表面质量好4一般：制造公差 0.01mm;工作部分Ra0.8ml形状复杂形状复杂(二维、三维的复杂曲面二维、三维的复杂曲面)l材料硬度高材料硬度高4模具相当于刀具，工作部分一般都用淬火工具钢或硬质合金钢，若用传统机械加工方法制造往往困难。l单件生产单件生产2022/10/1515现在学习的是第15页，共28页模具制造的工艺路线分析估算分析估算模具设计与制图模具设计与制图零件加工零件加工装配调整装配调整外外 购购 件件成成 品品试试 模模返修交货期模具总寿命制品材料所用设备模具费用收集信息2022/10/1516现在学习的是第16页，共28页现代模具制造与传统模具制造比较现代模具制造与传统模具制造比较l传统模具制造主要根据设计图样，用仿型加工、成传统模具制造主要根据设计图样，用仿型加工、成型磨削及电火花加工制造模具。近年来随着计算机型磨削及电火花加工制造模具。近年来随着计算机技术、自动化技术、网络通信技术的发展，提出了技术、自动化技术、网络通信技术的发展，提出了现代模具制造，利用现代模具制造，利用CAD/CAE/CAPP技术和数控加技术和数控加工技术有效地对整个设计制造过程进行预测评估。工技术有效地对整个设计制造过程进行预测评估。传统模具制造与现代模具制造比较：传统模具制造与现代模具制造比较：l1.传统制模质量依赖人为因素，再现能力差，整体水传统制模质量依赖人为因素，再现能力差，整体水平不易控制，现代制模质量依赖物化因素。平不易控制，现代制模质量依赖物化因素。2022/10/1517现在学习的是第17页，共28页l2.传统制模采用串行方式进行，易造成设计与制造传统制模采用串行方式进行，易造成设计与制造脱节，现代制模采用并行方式，设计和制造基于共脱节，现代制模采用并行方式，设计和制造基于共同数学模型，通过公共数据库并行通信，共享信息，同数学模型，通过公共数据库并行通信，共享信息，重复劳动少，加工周期短。重复劳动少，加工周期短。l3.传统制模只能通过试模来完成对模具的评价，返传统制模只能通过试模来完成对模具的评价，返修多，成本高；现代制模通过计算机数据模拟和仿修多，成本高；现代制模通过计算机数据模拟和仿真技术来完善模具结构，返修少，成本低。真技术来完善模具结构，返修少，成本低。2022/10/1518现在学习的是第18页，共28页传传统统模模具具制制造造流流程程图图2022/10/1519现在学习的是第19页，共28页现现代代模模具具制制造造流流程程图图2022/10/1520现在学习的是第20页，共28页2022/10/1521现在学习的是第21页，共28页模具的主要加工方法l机械加工（主要的加工手段）机械加工（主要的加工手段）传统的切削与磨削加工是模具制造不可缺少的加工方法。左右的模具主要由铣削、车削、磨削等机加工方法完成。如模架加工、模胚加工、模具型面粗加工以及孔类加工等。主要加工方法包括：切削加工及高速铣削技术，高速铣削是目前切削技术中最热门的一种工艺技术，一般用于大、中型模具加工。磨削加工及多轴联动坐标磨研磨及抛光特点：加工精度高、生产效率高、通用性强2022/10/1522现在学习的是第22页，共28页l特种加工（电加工）特种加工（电加工）4定义4特点：以柔克钢、不施加明显机械力、加工复杂形状零件、加工过程自动化。4主要方法有：电加工（电火花、电解加工），化学腐蚀加工。l模具的成型法加工模具的成型法加工4主要方法有：铸造法制模（砂型铸造、陶瓷铸造、实型铸造），塑性挤压法制模（热压印法、冷挤压法），超塑性挤压法制模。l模具累加法加工模具累加法加工4是指零件形状是不断地按一定指令添加材料、累积而得到。主要方法包括：金属喷涂、电铸法、快速原型法和快速制模（）技术l焊接焊接现在学习的是第23页，共28页本课程的性质、任务和要求l性质：性质：模具模具方向的一门专业课方向的一门专业课l任务任务掌握模具设计与制造所必须具备的工艺知识，提高合理设计模具的能力l要求要求掌握各种现代模具加工方法的基本原理、特点及加工工艺掌握各种制造方法对模具结构的要求提高分析模具结构工艺性的能力结束结束2022/10/1524现在学习的是第24页，共28页返回返回模具设计主干线模具设计主干线材料学金属材料成形工艺及模具设计高分子材料金属材料成形加工理论机械制造基础工程材料金属工艺学切削加工数控机床与数控技术特种加工模具加工技术模具加工技术模具失效与寿命程序设计语言电子技术测试技术模具CAM模具CAD模具CAD/CAM微机原理与应用非金属材料成形工艺及模具设计模具制造主干线模具制造主干线模具知识结构框图模具知识结构框图设计制造设计制造机械电子机械电子模具模具 一体应用一体应用现在学习的是第25页，共28页宁波某汽配模具厂的部分产品照片宁波某汽配模具厂的部分产品照片返回返回现在学习的是第26页，共28页l研究开发了一些新技术和新工艺，如模具表面抛光、三维曲面数控仿研究开发了一些新技术和新工艺，如模具表面抛光、三维曲面数控仿形加工、模具钢的超塑性成形技术和快速制模技术等。形加工、模具钢的超塑性成形技术和快速制模技术等。l模具加工设备得到较大的发展，国内已能批量生产精密坐标磨床、模具加工设备得到较大的发展，国内已能批量生产精密坐标磨床、CNC仿形铣床、仿形铣床、CNC电火花线切割机床及电火花加工机床。电火花线切割机床及电火花加工机床。l模具模具CAD/CAM技术已在国内数十个单位得到开发应用。技术已在国内数十个单位得到开发应用。l发展了一些多工位级进模和硬质合金模等新产品，并根据国内生产需发展了一些多工位级进模和硬质合金模等新产品，并根据国内生产需要研制了一批精密塑料注射模。要研制了一批精密塑料注射模。我国模具技术的进步表现：我国模具技术的进步表现：l研究开发了几十种模具新钢种及硬质合金、钢结硬质合金等新材料，并采研究开发了几十种模具新钢种及硬质合金、钢结硬质合金等新材料，并采用了一些热处理新工艺，使模具使用寿命得到延长。用了一些热处理新工艺，使模具使用寿命得到延长。返回返回2022/10/1527现在学习的是第27页，共28页我国模具技术的进步表现我国模具技术的进步表现l1997年以来，国家相继把模具和设备列入当前国年以来，国家相继把模具和设备列入当前国家重点鼓励发展的产业产品和技术目录和鼓励家重点鼓励发展的产业产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录，从外商投资产业目录，从1997年年2005年，对全国年，对全国专业模具厂实行增值税减免专业模具厂实行增值税减免70的优惠政策。的优惠政策。l1994年有模具企业约年有模具企业约1万，职工万，职工43万，产值万，产值130亿，亿，2005年，企业年，企业3万，职工万，职工90万，产值万，产值610亿。亿。返回返回2022/10/1528现在学习的是第28页，共28页