先进制造技术在模具制造中应用.doc

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1、先进制造技术在模具制造中应用【摘要】我国“十二五”模具行业发展规划对我国模具工业的现状进行了分析，并提出了模具工业的发展目标及主要任务，为此本文探讨了先进制造技术在模具制造中的应用。【关键词】模具现状制造技术发展模具是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备，其生产过程集精密制造、计算机技术、智能控制和绿色制造为一体，既是高新技术载体，又是高新技术产品。主要用于高效大批量生产工业产品中的有关部件和制件，其产业关联度高，技术、资金密集，是制造业各有关行业产业升级和技术进步的重要保障。1模具工业的现状及差距随着时代的进步和科技的发展，过去长期依赖钳工、以钳工

2、为核心的粗放型作坊式的生产管理模式，正逐渐被以技术为依托、以设计为中心的集约型现代化生产管理模式所替代；模具产品的传统概念也正被模具是高新技术产品的概念所替代。数控技术已把工人从繁重的体力劳动中解放出来，CAD/CAM/CAE软件已把模具技术人员从繁重的脑力劳动中解放出来。目前模具总销售额中塑料模具占比最大，约占45%；冲压模具约占37%；铸造模具约占9%：其他各类模具共计约9%o我国模具工业处于世界中等水平，与国际先进水平相比，仍有大约10年以上的差距，模具加工在线测量和计算机辅助测量及企业管理的差距在15年以上。主要表现为：模具使用寿命低30%〜50%（精冲

3、模寿命一般只有国外先进水平的1/3左右），生产周期长30%—50%,质量可靠性与稳定性较差，制造精度和标准化程度较低，等等。与此同时，我国在研发能力、人员素质、对模具设计制造的基础理论与技术的研究等方面也存在较大差距，因此造成在模具新领域的开拓和新产品的开发上较慢，目前我国中低档模具已供过于求，而以大型、精密、复杂、长寿命模具为主要代表的高技术含量模具自给率还较低，只有60%左右，有很大一部分依靠进口。我们还处于以向先进国家跟踪学习为主的阶段，创新不够，尚未到达信息化生产管理和创新发展阶段。2模具先进制造技术2.1电火花加工电火花加工（EDM）也称放电加工或电蚀

4、加工，其基本原理是利用工件和工具电极之间所产生的火花放电现象。在火花放电的瞬间，会产生约一万度的高温，从而使金属熔化、汽化而被去除，不断的火花放电，就会不断的蚀去金属，最终达到加工成型的目的。在特种加工中，电火花加工的应用最为广泛，尤其在模具制造业有着极为重要的地位。电火花加工主要应用于模具中型孔、型腔的加工。（1）电火花穿孔成型加工：主要用于型腔加工（加工各类型腔模及各种复杂的型腔零件）和穿孔加工（加工各种冲模，挤压模、粉末冶金模、各种异型孔及微孔等），约占电火花加工总数的30%o（2）电火花线切割加工：主要用于切割各种冲模和具有直纹面的零件；下料、截割和窄缝

5、加工，约占电火花加工总数的60%o还有电火花内孔、外圆和成型磨削，电火花同步共辄回转加工，电火花高速小孔加工，电火花表面强化刻字等。电火花加工属于非接触加工，因此加工中无宏观切削力。故适用于薄壁、低刚度工件和微细结构的加工。由于可以简单地将工具电极的形状比较简单的复制在工件上，特别适合于复杂的型孔和型腔加工。采用数控技术，可以将形状比较简单的工具电极加工出复杂形状的型腔。电火花型腔加工主要用于注射模、压铸模和热锻模等模具的型腔成形。为了节省加工时间，经常采用切削加工和电火花加工相结合的方法。即在模具淬火之前将型腔的主要材料用切削加工的方法切除，淬火后，再采用电加

6、工的方法最后成形。虽然有时零件不需要淬火，也可以采用类似的方法。采用高速数控铳削时，这种方法十分常见，并在生产中逐渐演变成电火花成型加工的竞争对象。2.2高速切削加工由于模具大多是由高硬度、耐磨损的合金材料并经过热处理来制造，加工难度大。以往广泛采用电火花加工成型，但电极的设计制造本身也是一个费时费力的工艺过程。同时电火花是一种靠放电烧蚀的微切削加工方式，生产效率极低。用高速切削代替电火花加工是加快模具开发速度，提高模具制造质量的一条崭新的途径。(1)加工电极。应用髙速切削技术加工电极，对电火花加工效率的提高起到了很大作用。用户可以用同样的CNC程序进行电极的粗

7、、精加工，并获得很高的表面质量和精度，大大减少了对电极和模具的后续加工，从而提高多次成型的重复精度，并能大幅度地降低成本。(2)直接加工淬硬的模具。由于新型刀具材料(如PCD、CBN、金属陶瓷等)的出现，HSC可以加工硬度达到60HRC,甚至硬度更高的工件材料。加工淬硬后的模具，其高速切削的材料可与电火花加工相媲美，甚至更优，不但节省了电极制造，而且在加工时间相同的情况下可以获得更好的表面质量。(3)样件的快速成型。用高速切削技术加工如塑料和铝合金等易加工材料时，可以采用与常规切削几乎相同的切削宽度和深度，加工效率可提高10倍以上。高速切削技术可以使设计者和造型

8、者尽快看到产品的真实模型