模具概念

模具分類模具是現(xiàn)代工業(yè)中非常常見的一種工器具。模具雖然分類為很多種類，但是總的來說它們的作用都是相近的：依賴它們自身的形狀，通過一定手段使得具有一定塑性或流動性的工料也成為特定的形狀。通常意義上的模具是指的三類模具：鑄造模具、金屬塑性成形模具和注塑模具(射出模具)。

按模具結(jié)構(gòu)形式分類，如單工序模，復(fù)式?jīng)_模等；模具分類方法很多，過去常使用的有：

按使用對象分類，如汽車覆蓋件模具、電機模具等；

按加工材料性質(zhì)分類，如金屬制品用模具，非金屬制用模具等；

按模具制造材料分類，如硬質(zhì)合金模具等；按工藝性質(zhì)分類，如拉深模、粉末冶金模、鍛模等。 
這些分類方法中，有些不能全面地反映各種模具的結(jié)構(gòu)和成形加工工藝的特點，以及它們的使用功能。

 1 沖壓模具（沖模） 
沖裁模（無、少廢料沖裁、整修、光潔沖裁、深孔沖裁精沖模等），彎曲模具，拉深模具，單工序模具（沖裁、彎曲、拉深、成形等），復(fù)合沖模，級進沖模；汽車覆蓋件沖模，組合沖模，電機硅鋼片沖模 
板材沖壓成形 
2 塑料成型模具 
壓塑模具，擠塑模具，注射模具（立式、式、角式注射模具）；熱固性塑料注射模具，擠出成形模具（管材、簿膜扁平機頭等）發(fā)泡成形模具，低刀具工具泡注射成形模具，吹塑成形模具等 
塑料制品成形加黃巖工藝（熱固性和熱塑性模塑料） 
3 壓鑄模 
熱室壓鑄機用壓鑄模，立式冷室壓鑄機用壓鑄模，臣式冷室壓鑄機用壓鑄模，全立式壓鑄機用壓鑄模，有色金屬（鋅、鋁、銅、鎂合金）壓鑄，黑色金屬壓鑄模 
有色金屬與黑色金屬壓力鑄造成形工藝 
4 鍛造成形模具 
模鍛和大型壓力機用鍛模，螺旋壓力機用鍛模，平鍛機鍛模，輥鍛模等；各種緊固件冷鐓模，擠壓模具，拉絲模具，液態(tài)鍛造用模具等 
金屬零件成形，采用鍛壓、擠壓 
5 鑄造用金屬模具 
各種金屬零件鑄造時采用的金屬模型 
金屬澆鑄成形工藝 
6 粉末冶金模具 
成形模： 
手動模：實體單向壓制、實體雙向壓制手動模；實體浮動壓模 
機動模：大型截面實體浮動壓模，極掌單向壓模，套類單向、雙向壓模，套類浮動壓模 
整形模： 
手動模：徑向整形模，帶外臺階套類全整形模，帶球面件整形模等 
機動模：無臺階實體件自動整形模，軸套拉桿式半自動整形饃，軸套通過式自動整形模軸套全整形自動模，帶外臺階與帶外球面軸套全整形自動模等 
粉末制品壓坯的壓制成形黃巖藝。主模具電加工設(shè)備用于銅基、鐵基粉末制品；機械零件，工具材料與制品易熱零件等 
7 玻璃制品模具 
吹一吹法成形瓶罐模具，壓一吹法成形瓶罐模具，玻璃器皿用模具等 
玻璃制品成形工藝 
8 橡膠成型模具 
橡膠制品的壓膠模、擠膠模、注射模。橡膠輪胎模，“O”形密封圈橡膠模等 
橡膠壓制成形工藝 
9 陶瓷模具 
各種陶瓷器皿等制品用的成形金屬模具 
陶瓷制品成形工藝 
10 經(jīng)濟模具（簡易模具） 
低熔點合金成形模具，薄板沖模，疊層沖模，硅橡膠模，環(huán)氧樹脂模，陶瓷型精鑄模，疊層型腔塑料模，快速電鑄成形模等 
適用多品種少批量工業(yè)產(chǎn)品用模具，有很高經(jīng)濟價值。

模具技術(shù)

現(xiàn)代模具制造技術(shù)朝著加快信息驅(qū)動、提高制造柔性、敏捷化制造及系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展。模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技術(shù)，模具的激光快速成型技術(shù)，模具的精密成形技術(shù)，模具的超精密加工技術(shù)，模具在設(shè)計中采用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程的動態(tài)模擬技術(shù)，模具的CIMS技術(shù)，已在開發(fā)的模具DNM技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等，幾乎覆蓋了所有現(xiàn)代制造技術(shù)。

一、高速銑削：第三代制模技術(shù)

高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量，而且與傳統(tǒng)的切削加工相比具有溫升低(加工工件只升高3℃)，熱變形小，因而適合于溫度和熱變形敏感材料(如鎂合金等)加工；還由于切削力小，可適用于薄壁及剛性差的零件加工；合理選用刀具和切削用量，可實現(xiàn)硬材料(HRC60)加工等一系列優(yōu)點 。因此，高速銑削加工技術(shù)仍是當(dāng)前的熱門話題，它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展，成為第三代制模技術(shù)。

二、電火花銑削和“綠色”產(chǎn)品技術(shù) 

從國外的電加工機床來看，不論從性能、工藝指標(biāo)、智能化、自動化程度都已達(dá)到了相當(dāng)高的水平，目前國外的新動向是進行電火花銑削加工技術(shù)(電火花創(chuàng)成加工技術(shù))的研究開發(fā)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。

三、新一代模具CAD/CAM軟件技術(shù)

目前，英、美、德等國及我國一些高等院校和科研院所開發(fā)的模具軟件，具有新一代模具CAD/CAM軟件的智能化、集成化、模具可制造性評價等特點 。

新一代模具軟件應(yīng)建立在從模具設(shè)計實踐中歸納總結(jié)出的大量知識上。這些知識經(jīng)過了系統(tǒng)化和科學(xué)化的整理，以特定的形式存儲在工程知識庫中并能方便地被模具所調(diào)用。在智能化軟件的支持下，模具CAD不再是對傳統(tǒng)設(shè)計與計算方法的模仿，而是在先進設(shè)計理論的指導(dǎo)下，充分運用本領(lǐng)域?qū)＜业呢S富知識和成功經(jīng)驗，其設(shè)計結(jié)果必然具有合理性和先進性。

四、先進的快速模具制造技術(shù)

1、激光快速成型技術(shù)(RPM)發(fā)展訊速，我國已達(dá)到國際水平，并逐步實現(xiàn)商品化。世界上已經(jīng)商業(yè)化的快速成形工藝主要有SLA(立體光刻)、LOM(分層分體制造)、SLS(選擇性激光燒結(jié))、3D-P(三維印刷)。清華大學(xué)最先引進了美國3D公司的SLA250(立體光刻或稱光敏樹脂激光固化)設(shè)備與技術(shù)并進行開發(fā)研究，經(jīng)幾年努力，多次改進，完善、推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”(擁有分層實體制造-SSM、熔融擠壓成型-MEM)，這是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界唯一擁有兩種快速成形工藝的系統(tǒng)(國家專利)，具有較好的性能價格比。

2、無模多點成形技術(shù)是用高度可調(diào)的沖頭群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板材曲面成形的又一先進制造技術(shù)，無模多點成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAT技術(shù)為主要手段，快速經(jīng)濟地實現(xiàn)三維曲面的自動成形。吉林工大承擔(dān)了有關(guān)無模成形的國家重點科技攻關(guān)項目，已自主設(shè)計并制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點成形設(shè)備。

我國這項技術(shù)與美國的麻省理工學(xué)院、日本東京大學(xué)、日本東京工業(yè)大學(xué)相比，在理論研究和實際應(yīng)用方面均處領(lǐng)先地位，目前正向著推廣應(yīng)用方面發(fā)展。 3、樹脂沖壓模具首次在國產(chǎn)轎車的試制中得到成功應(yīng)用。一汽模具制造有限公司設(shè)計制造了12套樹脂模具用于全新小紅旗轎車的改型試制，這12套模具分別是行李箱、發(fā)動機罩、前后左右翼子板等大型復(fù)雜內(nèi)外覆蓋件的拉延模具，其主要特點是模具型面以CAD/CAM加工的主模型為基準(zhǔn)，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形，凸凹模間隙采用進口專用蠟片準(zhǔn)確控制，模具的尺寸精度高，制造周期可縮短二分之一至三分之二，制造費用可節(jié)省1000萬元左右(12套模具)。為我國轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了一條新途徑，屬國內(nèi)首創(chuàng)。瑞士汽巴精化有關(guān)專家認(rèn)為可達(dá)90年代國際水平。

五、現(xiàn)場化的模具檢測技術(shù)

精密模具的發(fā)展，對測量的要求越來越高。精密的三坐標(biāo)測量機，長期以來受環(huán)境的限制，很少在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。新一代三座標(biāo)測量機基本上都具有溫度補償及采用抗振材料，改善防塵措施，提高環(huán)境適應(yīng)性和使用可靠性，使其能方便地安裝在車間使用，以實現(xiàn)測量現(xiàn)場化的特點。

六、鏡面拋光的模具表面工程技術(shù)

模具拋光技術(shù)是模具表面工程中的重要組成部分，是模具制造過程中后處理的重要工藝。目前，國內(nèi)模具拋光至Ra0.05μm的拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝，可以基本滿足需要，而要拋至Ra0.025μm的鏡面拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具在生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用，模具拋光技術(shù)就成為模具生產(chǎn)的關(guān)鍵問題。由于國內(nèi)拋光工藝技術(shù)及材料等方面還存在一定問題，所以如傻瓜相機鏡頭注塑模、CD、VCD光盤及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依賴進口。

值得注意的是，模具表面拋光不單受拋光設(shè)備和工藝技術(shù)的影響，還受模具材料鏡面度的影響，這一點還沒有引起足夠的重視，也就是說，拋光本身受模具材料的制約。例如，用45#碳素鋼做注塑模時，拋光至Ra0.2μm時，肉眼可見明顯的缺陷，繼續(xù)拋下去只能增加光亮度，而粗糙度已無望改善，故目前國內(nèi)在鏡面模具生產(chǎn)中往往采用進口模具材料，如瑞典的一勝百136、日本大同的PD555等都能獲得滿意的鏡面度。

鏡面模具材料不單是化學(xué)成分問題，更主要的是冶煉時要求采用真空脫氣、氬氣保護鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進工藝，使鏡面模具鋼具內(nèi)部缺陷少、雜質(zhì)粒度細(xì)、彌散程度高、金屬晶粒度細(xì)、均勻度好等一系列優(yōu)點，以達(dá)到拋光至鏡面的模具鋼的要求。 按模具結(jié)構(gòu)形式分類，如單工序模，復(fù)式?jīng)_模等；

模具應(yīng)用

模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的作用主要表現(xiàn)在以下3個方面。（1）在塑料、陶瓷、粉末冶金、鍛造和壓鑄等行業(yè)應(yīng)用得非常廣泛。（2）模具采用壓力加工產(chǎn)品，因此廣泛應(yīng)用于要求無切削的領(lǐng)域。（3）模具制造業(yè)同時也反映了一個國家的制造技術(shù)水平

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