模具技术现状与发展趋势.pptx

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1、会计学1模具技术现状与发展趋势模具技术现状与发展趋势2主要内容主要内容一、前言一、前言一、前言一、前言二、模具设计技术的发展方向二、模具设计技术的发展方向二、模具设计技术的发展方向二、模具设计技术的发展方向 三、模具加工技术的发展方向三、模具加工技术的发展方向三、模具加工技术的发展方向三、模具加工技术的发展方向 四、模具制造综合技术的发展方向四、模具制造综合技术的发展方向四、模具制造综合技术的发展方向四、模具制造综合技术的发展方向 五、模具材料及先进表面处理技术五、模具材料及先进表面处理技术五、模具材料及先进表面处理技术五、模具材料及先进表面处理技术六、国内模具发展趋势六、国内模具发展趋势六、

2、国内模具发展趋势六、国内模具发展趋势 结束语结束语结束语结束语第1页/共91页3一、前言一、前言 n n模具工业是国民经济的基础工业模具工业是国民经济的基础工业模具工业是国民经济的基础工业模具工业是国民经济的基础工业n n模具工业是衡量一个国家工业水平的模具工业是衡量一个国家工业水平的模具工业是衡量一个国家工业水平的模具工业是衡量一个国家工业水平的重要标志重要标志重要标志重要标志n n模具工业是技术转化成果的基础模具工业是技术转化成果的基础模具工业是技术转化成果的基础模具工业是技术转化成果的基础第2页/共91页4一些国家对模具工业的评价一些国家对模具工业的评价 n n在欧美等工业发达国家被称为

3、在欧美等工业发达国家被称为在欧美等工业发达国家被称为在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金点铁成金点铁成金点铁成金”的的的的“磁力工业磁力工业磁力工业磁力工业”n n美国工业界认为美国工业界认为美国工业界认为美国工业界认为“模具工业是美国工业的基模具工业是美国工业的基模具工业是美国工业的基模具工业是美国工业的基石石石石”n n德国则认为是所有工业中的德国则认为是所有工业中的德国则认为是所有工业中的德国则认为是所有工业中的“关键工业关键工业关键工业关键工业”；n n日本模具协会也认为日本模具协会也认为日本模具协会也认为日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣模具是促进社会繁荣模具是促进社会繁荣模具是

4、促进社会繁荣富裕的动力富裕的动力富裕的动力富裕的动力”第3页/共91页5近年来的世界模具市场近年来的世界模具市场 n n美国、日本、法国和瑞士等国每年出口的模美国、日本、法国和瑞士等国每年出口的模美国、日本、法国和瑞士等国每年出口的模美国、日本、法国和瑞士等国每年出口的模具约占其模具总产值的具约占其模具总产值的具约占其模具总产值的具约占其模具总产值的l/3l/3左右。左右。左右。左右。n n日本模具产业年产值超过日本机床总产值。日本模具产业年产值超过日本机床总产值。日本模具产业年产值超过日本机床总产值。日本模具产业年产值超过日本机床总产值。n n如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新如今，世界

5、模具工业的发展甚至已超过了新如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。兴的电子工业。兴的电子工业。兴的电子工业。第4页/共91页6我国模具工业我国模具工业 n n我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。仅次于日本和美国。仅次于日本和美国。仅次于日本和美国。n n近年来，我国的模具工业一直以每年近年来，我国的模具工业一直以每年近年来，我国的模具工业一直以每年近年来，我国的模具工业一直以每年1313左右左右

6、左右左右的增长速度快速发展的增长速度快速发展的增长速度快速发展的增长速度快速发展第5页/共91页7中国模具工业现状中国模具工业现状 n n精密加工设备还很少精密加工设备还很少精密加工设备还很少精密加工设备还很少n n大型、精密、复杂和长寿命模具的产需大型、精密、复杂和长寿命模具的产需大型、精密、复杂和长寿命模具的产需大型、精密、复杂和长寿命模具的产需矛盾十分突出矛盾十分突出矛盾十分突出矛盾十分突出n n许多先进的技术如许多先进的技术如许多先进的技术如许多先进的技术如CADCADCAECAECAMCAM技术的普及率还不高技术的普及率还不高技术的普及率还不高技术的普及率还不高第6页/共91页8中国

7、模具产业的进出口中国模具产业的进出口n n近几年来，我国每年进口模具约占市场总量的近几年来，我国每年进口模具约占市场总量的近几年来，我国每年进口模具约占市场总量的近几年来，我国每年进口模具约占市场总量的2020左右，成为世界上最大的模具进口国左右，成为世界上最大的模具进口国左右，成为世界上最大的模具进口国左右，成为世界上最大的模具进口国n n其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的5050以以以以上，冲压模具占全部进口模具约上，冲压模具占全部进口模具约上，冲压模具占全部进口模具约上，冲压模具占全部进

8、口模具约4040 n n中、高档模具进口比例占市场总量的中、高档模具进口比例占市场总量的中、高档模具进口比例占市场总量的中、高档模具进口比例占市场总量的4040以上以上以上以上第7页/共91页9二、二、模具设计技术的发展方向模具设计技术的发展方向 1.1.技技技技术术术术支支支支持持持持模模模模具具具具设设设设计计计计资资资资料料料料库库库库和和和和知知知知识识识识库库库库系系系系统统统统2.2.统一技术模具及零件的标准件化统一技术模具及零件的标准件化统一技术模具及零件的标准件化统一技术模具及零件的标准件化3.3.在在在在理理理理论论论论研研研研究究究究方方方方面面面面，要要要要进进进进一一一

9、一步步步步探探探探讨讨讨讨新新新新型型型型材材材材料料料料大弹塑性变形本构关系、表面摩擦特性等大弹塑性变形本构关系、表面摩擦特性等大弹塑性变形本构关系、表面摩擦特性等大弹塑性变形本构关系、表面摩擦特性等4.4.冲冲冲冲压压压压模模模模金金金金属属属属成成成成形形形形过过过过程程程程的的的的模模模模拟拟拟拟、缺缺缺缺陷陷陷陷预预预预测测测测，起起起起皱皱皱皱、破破破破裂裂裂裂、及及及及回回回回弹弹弹弹分分分分析析析析等等等等（弹弹弹弹性性性性=E=E，塑性塑性=E=E1 1）。）。）。）。第8页/共91页105.5.压铸成形流动模拟、热传导及凝固分析等压铸成形流动模拟、热传导及凝固分析等压铸成形

10、流动模拟、热传导及凝固分析等压铸成形流动模拟、热传导及凝固分析等6.6.锻锻锻锻件件件件成成成成形形形形过过过过程程程程模模模模拟拟拟拟及及及及金金金金属属属属流流流流动动动动和和和和充充充充填填填填分分分分析析析析等等等等7.7.7.7.模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计8.8.计算机辅助工艺设计（计算机辅助工艺设计（计算机辅助工艺设计（计算机辅助工艺设计（CAPPCAPP）发展方向（续1）第9页/共91页119.9.塑料模具塑料成形过程的各种模拟分析。塑料模具塑料成形过程的各种模拟

11、分析。塑料模具塑料成形过程的各种模拟分析。塑料模具塑料成形过程的各种模拟分析。10.10.如如如如塑塑塑塑料料料料充充充充模模模模、热热热热传传传传导导导导、冷冷冷冷却却却却、凝凝凝凝固固固固、翘翘翘翘曲曲曲曲、收缩等模拟分析收缩等模拟分析收缩等模拟分析收缩等模拟分析11.11.计计计计算算算算浇浇浇浇注注注注系系系系统统统统及及及及模模模模腔腔腔腔的的的的压压压压力力力力场场场场、温温温温度度度度场场场场、速度场分布等速度场分布等速度场分布等速度场分布等（澳澳澳澳大大大大利利利利亚亚亚亚MoldflowMoldflow公公公公司司司司和和和和美美美美国国国国ACAC-TechTech公公公公

12、司司司司 ）。）。）。）。发展方向（续2）第10页/共91页12三、三、模具加工技术的发展方向模具加工技术的发展方向 模具加工方法主要有：模具加工方法主要有：模具加工方法主要有：模具加工方法主要有：n n精密铸造精密铸造精密铸造精密铸造n n金属切削加工金属切削加工金属切削加工金属切削加工n n电火花加工电火花加工电火花加工电火花加工n n电化学加工电化学加工电化学加工电化学加工n n激光及其他高能波束加工激光及其他高能波束加工激光及其他高能波束加工激光及其他高能波束加工n n复合加工复合加工复合加工复合加工数控和计算机技术的不断发展使它们在模具加工数控和计算机技术的不断发展使它们在模具加工数

13、控和计算机技术的不断发展使它们在模具加工数控和计算机技术的不断发展使它们在模具加工方法中得到了越来越广泛的应用。方法中得到了越来越广泛的应用。方法中得到了越来越广泛的应用。方法中得到了越来越广泛的应用。第11页/共91页131.1.高速铣削（高速铣削（HSM）技术）技术n n铣削加工是型腔模具加工的重要手段铣削加工是型腔模具加工的重要手段铣削加工是型腔模具加工的重要手段铣削加工是型腔模具加工的重要手段n n高速数控加工是模具加工的前沿技术高速数控加工是模具加工的前沿技术高速数控加工是模具加工的前沿技术高速数控加工是模具加工的前沿技术n n其其其其关关关关键键键键技技技技术术术术之之之之一一一一

14、就就就就是是是是采采采采用用用用先先先先进进进进的的的的CAD/CAMCAD/CAM集集集集成成成成设设设设计计计计和和和和制制制制造造造造系系系系统统统统，进进进进行行行行图图图图形形形形交交交交互互互互的的的的自自自自动动动动数控编程数控编程数控编程数控编程第12页/共91页14高速铣削优点高速铣削优点 工件温升低工件温升低工件温升低工件温升低 热变形小、热变形小、热变形小、热变形小、切削力小切削力小切削力小切削力小 加工平稳、加工质量好加工平稳、加工质量好加工平稳、加工质量好加工平稳、加工质量好 加工效率高（为普通铣削加工的加工效率高（为普通铣削加工的加工效率高（为普通铣削加工的加工效率

15、高（为普通铣削加工的510510倍）倍）倍）倍）可加工硬材料（可加工硬材料（可加工硬材料（可加工硬材料（60HRC60HRC）等）等）等）等第13页/共91页15高速铣削迅速发展高速铣削迅速发展的体现的体现 高精度化：定位精度高精度化：定位精度高精度化：定位精度高精度化：定位精度25m/25m/全程，加工精度全程，加工精度全程，加工精度全程，加工精度25m25m，所以高速铣削进入了精密切削领域。，所以高速铣削进入了精密切削领域。，所以高速铣削进入了精密切削领域。，所以高速铣削进入了精密切削领域。高速化：主轴转速高速化：主轴转速高速化：主轴转速高速化：主轴转速4000060000r/min400

16、0060000r/min；切削进；切削进；切削进；切削进给速度给速度给速度给速度 16m16mminmin；快速进给速度；快速进给速度；快速进给速度；快速进给速度3040m/min3040m/min，换刀时间，换刀时间，换刀时间，换刀时间12s12s，从而加工效率提，从而加工效率提，从而加工效率提，从而加工效率提高了高了高了高了510510倍倍倍倍 实现硬材料（实现硬材料（实现硬材料（实现硬材料（3660HRC3660HRC）的加工。）的加工。）的加工。）的加工。第14页/共91页16高速铣削不足高速铣削不足n n对刀具提出了很高的要求对刀具提出了很高的要求对刀具提出了很高的要求对刀具提出了很

17、高的要求n n采采采采用用用用与与与与铣铣铣铣削削削削材材材材料料料料相相相相适适适适应应应应的的的的特特特特殊殊殊殊刀刀刀刀具具具具材材材材料料料料（如如如如新新新新型型型型刀刀刀刀具具具具有有有有金金金金属属属属陶陶陶陶瓷瓷瓷瓷刀刀刀刀具具具具、CBNCBN具具具具、PCDPCD刀刀刀刀具具具具、PCBNPCBN刀刀刀刀具具具具、涂层硬质合金刀具等）涂层硬质合金刀具等）涂层硬质合金刀具等）涂层硬质合金刀具等）n n适适适适合合合合于于于于比比比比较较较较平平平平坦坦坦坦的的的的浅浅浅浅型型型型腔腔腔腔加加加加工工工工，对对对对深深深深型型型型腔腔腔腔加加加加工工工工有有有有一一一一定定定定

18、困难困难困难困难n n对对对对于于于于具具具具有有有有内内内内清清清清角角角角的的的的型型型型腔腔腔腔模模模模具具具具、表表表表面面面面有有有有花花花花纹纹纹纹或或或或图图图图案案案案的的的的模模模模具、具有深槽或窄缝的模具的加工也都存在一定困难。具、具有深槽或窄缝的模具的加工也都存在一定困难。具、具有深槽或窄缝的模具的加工也都存在一定困难。具、具有深槽或窄缝的模具的加工也都存在一定困难。n n高速铣削机床造价高高速铣削机床造价高高速铣削机床造价高高速铣削机床造价高 第15页/共91页17高速铣削在国内的应用高速铣削在国内的应用n n在在在在一一一一定定定定时时时时间间间间内内内内，我我我我国

19、国国国模模模模具具具具企企企企业业业业进进进进口口口口的的的的高高高高速速速速加加加加工工工工机机机机床床床床主主主主轴轴轴轴最最最最高高高高转转转转速速速速仍仍仍仍将将将将以以以以1000020000r1000020000rminmin为主，少数会达到为主，少数会达到为主，少数会达到为主，少数会达到40000r/min40000r/min左右。左右。左右。左右。n n近近近近年年年年来来来来我我我我国国国国模模模模具具具具制制制制造造造造业业业业中中中中的的的的一一一一些些些些骨骨骨骨干干干干重重重重点点点点企企企企业业业业先先先先后后后后进进进进口口口口了了了了高高高高速速速速铣铣铣铣床床

20、床床和和和和高高高高速速速速加加加加工工工工中中中中心心心心，它它它它们已在模具加工中发挥了很好的作用。们已在模具加工中发挥了很好的作用。们已在模具加工中发挥了很好的作用。们已在模具加工中发挥了很好的作用。n n可可可可以以以以预预预预计计计计，我我我我国国国国模模模模具具具具企企企企业业业业将将将将会会会会越越越越来来来来越越越越多多多多地地地地应应应应用高速铣削技术。用高速铣削技术。用高速铣削技术。用高速铣削技术。第16页/共91页182.2.电火花加工技术电火花加工技术n n电电电电火火火火花花花花加加加加工工工工（EDMEDM）虽虽虽虽然然然然已已已已受受受受到到到到高高高高速速速速铣

21、铣铣铣削削削削的的的的严严严严峻挑战，但高速铣削不能完全替代之。峻挑战，但高速铣削不能完全替代之。峻挑战，但高速铣削不能完全替代之。峻挑战，但高速铣削不能完全替代之。n n在在在在模模模模具具具具的的的的复复复复杂杂杂杂型型型型面面面面、深深深深窄窄窄窄小小小小型型型型腔腔腔腔、尖尖尖尖角角角角、窄窄窄窄缝缝缝缝、沟沟沟沟漕漕漕漕、深深深深坑坑坑坑等等等等处处处处的的的的加加加加工工工工（将将将将是是是是今今今今后后后后EDMEDM应用的重点应用的重点应用的重点应用的重点 ），但成本要比，但成本要比，但成本要比，但成本要比EDMEDM高得多。高得多。高得多。高得多。n n对对对对于于于于60H

22、RC60HRC以以以以上上上上的的的的高高高高硬硬硬硬材材材材料料料料，EDMEDM要要要要比比比比HSMHSM成本低。成本低。成本低。成本低。n n同时较之铣削加工，同时较之铣削加工，同时较之铣削加工，同时较之铣削加工，EDMEDM更易实现自动化。更易实现自动化。更易实现自动化。更易实现自动化。第17页/共91页19电火花铣削加工技术电火花铣削加工技术 n n它它它它是是是是用用用用高高高高速速速速旋旋旋旋转转转转的的的的简简简简单单单单的的的的管管管管状状状状电电电电极极极极，应应应应用用用用CAD/CAMCAD/CAM技术作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样）。技术作三维或二维轮廓加工（像

23、数控铣一样）。技术作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样）。技术作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样）。n nEDMEDM铣铣铣铣削削削削的的的的最最最最大大大大特特特特点点点点是是是是简简简简化化化化电电电电极极极极制制制制造造造造，不不不不需需需需要要要要加加加加工工工工成成成成形形形形电电电电极极极极，可可可可选选选选用用用用标标标标准准准准电电电电极极极极，在在在在电电电电极极极极库库库库中中中中进进进进行行行行电电电电极极极极自自自自动交换（动交换（动交换（动交换（AECAEC），用以补偿电极损耗，提高加工精度。），用以补偿电极损耗，提高加工精度。），用以补偿电极损耗，提高加工精度。），用

24、以补偿电极损耗，提高加工精度。n n在在在在高高高高精精精精度度度度微微微微细细细细加加加加工工工工方方方方面面面面，这这这这种种种种方方方方式式式式具具具具有有有有良良良良好好好好的的的的前前前前景景景景。国外已在模具加工中应用使用这种技术。国外已在模具加工中应用使用这种技术。国外已在模具加工中应用使用这种技术。国外已在模具加工中应用使用这种技术。第18页/共91页20低速走丝数控电火花线低速走丝数控电火花线切割机床切割机床n n低低低低速速速速走走走走丝丝丝丝数数数数控控控控电电电电火火火火花花花花线线线线切切切切割割割割机机机机床床床床（LWEDMLWEDM）发发发发展展展展的的的的水水

25、水水平平平平已已已已相相相相当当当当高高高高，功功功功能能能能相相相相当当当当完完完完善善善善，自自自自动动动动化化化化程程程程度度度度已已已已达达达达到到到到无无无无人人人人看看看看管管管管运运运运行行行行的的的的程程程程度度度度。其其其其加加加加工工工工工工工工艺艺艺艺水水水水平平平平也也也也令令令令人人人人称称称称道。道。道。道。n n最最最最大大大大切切切切割割割割速速速速度度度度已已已已达达达达300mm300mm2 2/min/min，加加加加工工工工精精精精度度度度可可可可达达达达到到到到0.5m0.5m，加工表面粗糙度，加工表面粗糙度，加工表面粗糙度，加工表面粗糙度Ra 0.1

26、0.2mRa 0.10.2m。n n直直直直径径径径0.030.1mm0.030.1mm细细细细丝丝丝丝精精精精密密密密切切切切割割割割技技技技术术术术的的的的开开开开发发发发，可可可可实实实实现现现现凹凹凹凹、凸凸凸凸模模模模一一一一次次次次切切切切割割割割完完完完成成成成，并并并并可可可可进进进进行行行行0.04mm0.04mm的的的的窄窄窄窄槽槽槽槽及及及及半径半径半径半径0.02mm0.02mm内圆角的切割加工。内圆角的切割加工。内圆角的切割加工。内圆角的切割加工。n n已能进行已能进行已能进行已能进行3030以上锥度的精密加工以上锥度的精密加工以上锥度的精密加工以上锥度的精密加工 第

27、19页/共91页21混粉加工等镜面光亮加工技术混粉加工等镜面光亮加工技术 n n采用在普通煤油工作液中添加固体微细粉采用在普通煤油工作液中添加固体微细粉采用在普通煤油工作液中添加固体微细粉采用在普通煤油工作液中添加固体微细粉末的方法，来增大精加工的极间距离、减末的方法，来增大精加工的极间距离、减末的方法，来增大精加工的极间距离、减末的方法，来增大精加工的极间距离、减小电容效应、增大放电通道的分散性，从小电容效应、增大放电通道的分散性，从小电容效应、增大放电通道的分散性，从小电容效应、增大放电通道的分散性，从而可使排屑好、放电稳定、加工效率提高，而可使排屑好、放电稳定、加工效率提高，而可使排屑好

28、、放电稳定、加工效率提高，而可使排屑好、放电稳定、加工效率提高，并有效降低加工表面的粗糙度。并有效降低加工表面的粗糙度。并有效降低加工表面的粗糙度。并有效降低加工表面的粗糙度。n n使用混粉工作液还可在模具工件表面形成使用混粉工作液还可在模具工件表面形成使用混粉工作液还可在模具工件表面形成使用混粉工作液还可在模具工件表面形成硬度较高的镀层，提高模具型腔表面的硬硬度较高的镀层，提高模具型腔表面的硬硬度较高的镀层，提高模具型腔表面的硬硬度较高的镀层，提高模具型腔表面的硬度和耐磨性。度和耐磨性。度和耐磨性。度和耐磨性。第20页/共91页223 3、快速原型制造（快速原型制造（RPM）n n快快快快

29、速速速速 成成成成 形形形形（原原原原 型型型型）制制制制 造造造造 技技技技 术术术术 RPMRPM（Rapid Rapid Prototyping Prototyping ManufacturingManufacturing）是美国首先推出的。）是美国首先推出的。）是美国首先推出的。）是美国首先推出的。n n它它它它是是是是伴伴伴伴随随随随着着着着计计计计算算算算机机机机技技技技术术术术、激激激激光光光光成成成成形形形形技技技技术术术术和和和和新新新新材材材材料料料料技技技技术术术术的的的的发发发发展展展展而而而而产产产产生生生生的的的的，是是是是一一一一种种种种全全全全新新新新的的的的制

30、制制制造造造造技技技技术术术术，被被被被公公公公认认认认为为为为是是是是继继继继NCNC技术之后的一次技术革命技术之后的一次技术革命技术之后的一次技术革命技术之后的一次技术革命。n nRPMRPM基基基基于于于于它它它它是是是是基基基基于于于于新新新新颖颖颖颖的的的的离离离离散散散散堆堆堆堆积积积积（即即即即材材材材料料料料累累累累加加加加）成成成成形形形形思思思思想想想想，根根根根据据据据零零零零件件件件的的的的三三三三维维维维计计计计算算算算机机机机CADCAD模模模模型型型型，不不不不借借借借助助助助任任任任何何何何加加加加工工工工工工工工具具具具，快快快快速速速速自自自自动动动动完完完

31、完成成成成复复复复杂杂杂杂的的的的三三三三维维维维实实实实体体体体（模模模模型型型型）制造，而与零件的几何复杂程度丝毫无关。制造，而与零件的几何复杂程度丝毫无关。制造，而与零件的几何复杂程度丝毫无关。制造，而与零件的几何复杂程度丝毫无关。第21页/共91页23RPM方法与应用方法与应用n n应用应用应用应用RPMRPM技术，从模具的概念设计到制造完技术，从模具的概念设计到制造完技术，从模具的概念设计到制造完技术，从模具的概念设计到制造完成，仅为传统加工方法所需时间的成，仅为传统加工方法所需时间的成，仅为传统加工方法所需时间的成，仅为传统加工方法所需时间的l l3 3和成本和成本和成本和成本的的

32、的的l l4 4左右，因而具有广阔的发展前景。左右，因而具有广阔的发展前景。左右，因而具有广阔的发展前景。左右，因而具有广阔的发展前景。n n国内的一些大企业集团，如国内的一些大企业集团，如国内的一些大企业集团，如国内的一些大企业集团，如海尔海尔海尔海尔、春兰春兰春兰春兰、科科科科龙龙龙龙和和和和华宝华宝华宝华宝等公司已经运用激光快速成形于新等公司已经运用激光快速成形于新等公司已经运用激光快速成形于新等公司已经运用激光快速成形于新产品开发等方面，并取得显著的经济效益产品开发等方面，并取得显著的经济效益产品开发等方面，并取得显著的经济效益产品开发等方面，并取得显著的经济效益n nRPMRPM模具

33、制造技术：由快速原型或其他实物模具制造技术：由快速原型或其他实物模具制造技术：由快速原型或其他实物模具制造技术：由快速原型或其他实物模型复制金属模具的模型复制金属模具的模型复制金属模具的模型复制金属模具的间接法间接法间接法间接法，以及直接由，以及直接由，以及直接由，以及直接由RPRP系统无模制造金属模具的系统无模制造金属模具的系统无模制造金属模具的系统无模制造金属模具的直接法直接法直接法直接法两大类。两大类。两大类。两大类。第22页/共91页24直接快速模具制造直接快速模具制造n n指利用不同类型的快速原型技术直接制造出模具指利用不同类型的快速原型技术直接制造出模具指利用不同类型的快速原型技术

34、直接制造出模具指利用不同类型的快速原型技术直接制造出模具本身，然后进行一些必要的后处理和机加工以获本身，然后进行一些必要的后处理和机加工以获本身，然后进行一些必要的后处理和机加工以获本身，然后进行一些必要的后处理和机加工以获得模具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙得模具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙得模具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙得模具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙度。度。度。度。n n目前能够直接制造金属模具的目前能够直接制造金属模具的目前能够直接制造金属模具的目前能够直接制造金属模具的RPRP工艺包括：工艺包括：工艺包括：工艺包括：n n激光选区烧结（激光选区烧结（

35、激光选区烧结（激光选区烧结（SLSSLS）n n三维打印（三维打印（三维打印（三维打印（3D-P3D-P）n n形状沉积制造（形状沉积制造（形状沉积制造（形状沉积制造（SDMSDM）n n三维焊接（三维焊接（三维焊接（三维焊接（3D-Welding3D-Welding）等。）等。）等。）等。第23页/共91页25间接快速模具制造间接快速模具制造n n首先是通过立体光固化（首先是通过立体光固化（首先是通过立体光固化（首先是通过立体光固化（SLASLA）、叠层实体制造）、叠层实体制造）、叠层实体制造）、叠层实体制造（LOMLOM）、激光选区烧结（）、激光选区烧结（）、激光选区烧结（）、激光选区烧结

36、（SLSSLS）、三维打印（）、三维打印（）、三维打印（）、三维打印（3D-3D-P P）、熔融沉积成形（）、熔融沉积成形（）、熔融沉积成形（）、熔融沉积成形（FDMFDM）等不同方法得到制件）等不同方法得到制件）等不同方法得到制件）等不同方法得到制件原型原型原型原型n n然后通过一些传统的快速制模然后通过一些传统的快速制模然后通过一些传统的快速制模然后通过一些传统的快速制模RMT RMT（Rapid Rapid Manufacturing ToolingManufacturing Tooling）方法，主要有精密铸造、）方法，主要有精密铸造、）方法，主要有精密铸造、）方法，主要有精密铸造、粉

37、末冶金、电铸、表面沉积、旋转铸造（用热硬粉末冶金、电铸、表面沉积、旋转铸造（用热硬粉末冶金、电铸、表面沉积、旋转铸造（用热硬粉末冶金、电铸、表面沉积、旋转铸造（用热硬化橡胶做模具）和熔射（热喷涂）等方法，获得化橡胶做模具）和熔射（热喷涂）等方法，获得化橡胶做模具）和熔射（热喷涂）等方法，获得化橡胶做模具）和熔射（热喷涂）等方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。第24页/共91页26RPM的缺陷及发展趋势的缺陷及发展趋势n n两弱点限制了它的工业应用推广：两弱点限制了它的工

38、业应用推广：两弱点限制了它的工业应用推广：两弱点限制了它的工业应用推广：n n不适合于大批量生产不适合于大批量生产不适合于大批量生产不适合于大批量生产n n同时其所用材料基本上不属于工业产品所常用材料同时其所用材料基本上不属于工业产品所常用材料同时其所用材料基本上不属于工业产品所常用材料同时其所用材料基本上不属于工业产品所常用材料 n n目前正向快速制造金属硬模目前正向快速制造金属硬模目前正向快速制造金属硬模目前正向快速制造金属硬模RHMTRHMT（Rapid Hard Rapid Hard Metal ToolingMetal Tooling）尤其是铁系金属硬模方向发展）尤其是铁系金属硬模方

39、向发展）尤其是铁系金属硬模方向发展）尤其是铁系金属硬模方向发展第25页/共91页27国内快速成型设备性能比较表国内快速成型设备性能比较表第26页/共91页284 4、快速经济制模技术（快速经济制模技术（RTM）n n缩缩缩缩短短短短产产产产品品品品开开开开发发发发周周周周期期期期是是是是赢赢赢赢得得得得市市市市场场场场竞竞竞竞争争争争的的的的有有有有效效效效手手手手段之一。段之一。段之一。段之一。n n快快快快速速速速经经经经济济济济制制制制模模模模技技技技术术术术RTMRTM（或或或或迅迅迅迅速速速速模模模模具具具具制制制制造造造造Rapid Rapid Tooling Tooling&Ma

40、nufacuringManufacuring）具具具具有有有有制制制制模模模模周周周周期期期期短短短短、成成成成本本本本较较较较低低低低的的的的特特特特点点点点，精精精精度度度度和和和和寿寿寿寿命命命命又又又又能能能能满满满满足足足足生生生生产产产产需需需需求求求求，是是是是综综综综合合合合经经经经济济济济效效效效益益益益比比比比较较较较显显显显著著著著的的的的模模模模具制造技术具制造技术具制造技术具制造技术 。n n非非非非常常常常适适适适用用用用于于于于新新新新产产产产品品品品开开开开发发发发、样样样样品品品品试试试试制制制制、工工工工艺艺艺艺验验验验证证证证或或或或中中中中、小小小小批批

41、批批量量量量生生生生产产产产的的的的需需需需要要要要，故故故故近近近近几几几几年年年年在在在在国国国国内得到了迅速发展。内得到了迅速发展。内得到了迅速发展。内得到了迅速发展。第27页/共91页29RTMRTM技术种类技术种类技术种类技术种类n n挤压成形制模技术挤压成形制模技术挤压成形制模技术挤压成形制模技术n n超塑成形制模技术；超塑成形制模技术；超塑成形制模技术；超塑成形制模技术；n n表面成形制模技术表面成形制模技术表面成形制模技术表面成形制模技术n n电弧喷徐成形制模技术电弧喷徐成形制模技术电弧喷徐成形制模技术电弧喷徐成形制模技术n n电铸成形技术电铸成形技术电铸成形技术电铸成形技术n

42、 n型型型型腔腔腔腔表表表表面面面面精精精精细细细细花花花花纹纹纹纹成成成成形形形形的的的的蚀蚀蚀蚀刻刻刻刻技技技技术术术术等等等等n n模具毛坯快速制造技术模具毛坯快速制造技术模具毛坯快速制造技术模具毛坯快速制造技术n n干砂实型铸造干砂实型铸造干砂实型铸造干砂实型铸造n n负压实型铸造负压实型铸造负压实型铸造负压实型铸造n n树脂砂实型铸造树脂砂实型铸造树脂砂实型铸造树脂砂实型铸造n n失蜡精铸等失蜡精铸等失蜡精铸等失蜡精铸等n n其它技术其它技术其它技术其它技术n n如快速换模技术如快速换模技术如快速换模技术如快速换模技术n n冲压单元组合技术等冲压单元组合技术等冲压单元组合技术等冲压单

43、元组合技术等第28页/共91页30浇铸成形制模技术浇铸成形制模技术n n秘锡合金制模技术秘锡合金制模技术秘锡合金制模技术秘锡合金制模技术n n锌合金制模技术锌合金制模技术锌合金制模技术锌合金制模技术n n树脂复合成形模具技术树脂复合成形模具技术树脂复合成形模具技术树脂复合成形模具技术n n硅橡胶制模技术等硅橡胶制模技术等硅橡胶制模技术等硅橡胶制模技术等第29页/共91页31浇铸成形制模技术应用实例浇铸成形制模技术应用实例 一汽模具制造公司设计并制造了一汽模具制造公司设计并制造了一汽模具制造公司设计并制造了一汽模具制造公司设计并制造了1212套树脂模套树脂模套树脂模套树脂模具，均为大型复杂内外覆

44、盖件的拉深模具，具，均为大型复杂内外覆盖件的拉深模具，具，均为大型复杂内外覆盖件的拉深模具，具，均为大型复杂内外覆盖件的拉深模具，用于全新小红旗轿车的改型试制。用于全新小红旗轿车的改型试制。用于全新小红旗轿车的改型试制。用于全新小红旗轿车的改型试制。其主要特点是模具型面以其主要特点是模具型面以其主要特点是模具型面以其主要特点是模具型面以CADCADCAMCAM加工的加工的加工的加工的主模型为基难，采用高强度树脂浇注而成，主模型为基难，采用高强度树脂浇注而成，主模型为基难，采用高强度树脂浇注而成，主模型为基难，采用高强度树脂浇注而成，凸、凹模间隙采用专用蜡片准确控制凸、凹模间隙采用专用蜡片准确控

45、制凸、凹模间隙采用专用蜡片准确控制凸、凹模间隙采用专用蜡片准确控制 模具尺寸精度高，制造用期可缩短模具尺寸精度高，制造用期可缩短模具尺寸精度高，制造用期可缩短模具尺寸精度高，制造用期可缩短l/22/3l/22/3，制，制，制，制造费用节省近千万元。造费用节省近千万元。造费用节省近千万元。造费用节省近千万元。第30页/共91页325 5、超精、微细和复合加工技术超精、微细和复合加工技术 n n目前超精加工已可稳定达到亚微米级，纳米目前超精加工已可稳定达到亚微米级，纳米目前超精加工已可稳定达到亚微米级，纳米目前超精加工已可稳定达到亚微米级，纳米精度的超精加工技术也已被应用到生产中。精度的超精加工技

46、术也已被应用到生产中。精度的超精加工技术也已被应用到生产中。精度的超精加工技术也已被应用到生产中。n n国外已有用波长仅国外已有用波长仅国外已有用波长仅国外已有用波长仅0.5nm0.5nm的辐射波制造出纳米的辐射波制造出纳米的辐射波制造出纳米的辐射波制造出纳米级塑料模具。级塑料模具。级塑料模具。级塑料模具。n n复合加工是指在复合加工是指在复合加工是指在复合加工是指在1 1台机床上进行台机床上进行台机床上进行台机床上进行2 2种或种或种或种或2 2种以上种以上种以上种以上不同加工工艺的复合，以实现不同加工工艺不同加工工艺的复合，以实现不同加工工艺不同加工工艺的复合，以实现不同加工工艺不同加工工

47、艺的复合，以实现不同加工工艺的扬长避短作用。的扬长避短作用。的扬长避短作用。的扬长避短作用。第31页/共91页33复合加工技术发展方向之一复合加工技术发展方向之一n n铣削加工与激光加工复合技术：铣削加工铣削加工与激光加工复合技术：铣削加工铣削加工与激光加工复合技术：铣削加工铣削加工与激光加工复合技术：铣削加工（包括高速铣削加工）后，采用附加的激光（包括高速铣削加工）后，采用附加的激光（包括高速铣削加工）后，采用附加的激光（包括高速铣削加工）后，采用附加的激光头在型腔表面进行花纹、图案等雕刻或激光头在型腔表面进行花纹、图案等雕刻或激光头在型腔表面进行花纹、图案等雕刻或激光头在型腔表面进行花纹、

48、图案等雕刻或激光头按铣削加工的运动方式进行激光精加工，头按铣削加工的运动方式进行激光精加工，头按铣削加工的运动方式进行激光精加工，头按铣削加工的运动方式进行激光精加工，去掉型腔表面的铣削痕。去掉型腔表面的铣削痕。去掉型腔表面的铣削痕。去掉型腔表面的铣削痕。n n据国外报道，已开发出这类复合加工机床：据国外报道，已开发出这类复合加工机床：据国外报道，已开发出这类复合加工机床：据国外报道，已开发出这类复合加工机床：n n机床的激光头采用机床的激光头采用机床的激光头采用机床的激光头采用Q-5WITCH Q-5WITCH YAGYAG激光器，激光器，激光器，激光器，功率功率功率功率100w100w，光

49、束直径，光束直径，光束直径，光束直径0.1m0.1m，加工效率，加工效率，加工效率，加工效率20m20m3 3/min/min；n n采用一层一层加工方法，每层加工采用一层一层加工方法，每层加工采用一层一层加工方法，每层加工采用一层一层加工方法，每层加工5m5m，最大加，最大加，最大加，最大加工深度为工深度为工深度为工深度为10mm10mm，表面粗糙度只，表面粗糙度只，表面粗糙度只，表面粗糙度只RaRa值为值为值为值为1.3m1.3m。第32页/共91页34复合加工技术发展方向之二复合加工技术发展方向之二n n铣削加工与铣削加工与铣削加工与铣削加工与EDMEDM复合技术：同铣削加复合技术：同铣

50、削加复合技术：同铣削加复合技术：同铣削加工与激光加工复合相似，附加的工与激光加工复合相似，附加的工与激光加工复合相似，附加的工与激光加工复合相似，附加的EDMEDM主轴头可进行型腔表面的花纹、图案主轴头可进行型腔表面的花纹、图案主轴头可进行型腔表面的花纹、图案主轴头可进行型腔表面的花纹、图案加工及局部精密加工。加工及局部精密加工。加工及局部精密加工。加工及局部精密加工。n n与激光加工复合不同的是能进行局部与激光加工复合不同的是能进行局部与激光加工复合不同的是能进行局部与激光加工复合不同的是能进行局部深型腔加工、深槽窄缝等加工，并可深型腔加工、深槽窄缝等加工，并可深型腔加工、深槽窄缝等加工，并