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模具最新概况


模具是“工业之母”,是投入产出1∶15的高技术、高利润行业。据悉,去年我国的模具行业产值高达400亿元,其“黄金储量”十分惊人。对此,市模具工业协会负责人曾经打了这样一个比方:模具产业是一个“点铁成金”的高附加值行业,一块用来制作模具的原材料钢,原来只值几十元,但加工成模具后,可能就值几万元甚至几十万元。据了解,目前汽车车身模具技术已经成为各大汽车公司的核心竞争力。

1 模具是工业生产的基础工艺装备,被称为工业之母。75%的粗加工工业产品零件、50%的精加工零件由模具成型,绝大部分塑料制品也由模具成型。作为国民经济的基础工业,模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业,应用范围十分广泛。
一、起源
  在工业生产中,用各种压力机和装在压力机上的专用工具,通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品,这种专用工具统称为模具。 模具起源于何时,现已无从考证。
   现代模具制造技术发展非常迅速,已成为现代制造技术的重要组成部分。如模具的CAD/CAM技术,模具的激光快速成型技术,模具的精密成形技术,模具的超精密加工技术,模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术。
二 对模具进行分类,对有计划地发展模具工业,系统地研究和开发模具生产技术,研究和制订摸具技术标准.实砚专业比生产,都具有重要的技术经济意义,对研究和制订模具技术标准体系   
1、敞开模:结构简单,尺寸小、重量轻、制造易、成本低、但寿命低、精度差、适于精度要求不高,开头简单
,小批量或试制的冲裁件。
2、导板式:精度比敞开模高,适于开头简单,工件尺寸不大的冲裁件。要求压力机行程不大于导板厚度。
3、导柱式:导柱导向保证冲裁间隙均匀,冲裁件的工件尺寸精度高,模具使用寿命长,安装方便,适于大批量生产。
4、连续模:条料要求精确定位,使内孔与外形相互位置精度得到保证。生产率高,具有一定的冲裁精度,适于大批量生产。
三、模具材料
  模具钢材的选择对于塑料的成功应用,与树脂的选择对于模塑产品的最终性能要求,具有同等的重要性。正如树脂需按方配制,以满足塑料在应用中的性能要求一样,钢也需合金化,以满足使用中的特定性能要求。某些应用需要高硬度、高耐磨性的模具钢,以增强分模线的耐用性,而其它的应用则需更高韧性的模具钢,以抵抗机械疲劳。一般来说,具有更高硬度和耐磨性能的钢更易脆,而几乎是所有的情况下,韧性更强的钢,其耐钢与钢磨蚀(粘附磨蚀)、与耐玻璃纤维或矿物充填树脂磨蚀的性能会有所减弱。模具制作者可选择用不锈钢,来模塑对其它大部分钢有腐蚀作用的树脂。钢材硬度越高(洛氏55 或更高),分模线的完整性会明显增,在分模线处,钢与钢的合模沿口会产生抽芯,一个或全部两个钢面的硬度范围应在洛氏55至洛氏58之间。为了防止玻璃或矿物充填树脂对模具的磨蚀,建议考虑在浇口处嵌入A-2、D-2 或M-2 钢,并在与浇口相对的型芯处嵌入耐磨钢。
金属常用模具制造材料:
1.M-2   Rc 62-64
2.D-2     Rc 57-59
3.A-8 Rc 56-58
4.A-6 Rc 56-58
5.S-7 Rc 55-57
6.O-1 Rc 56-58
7.P-6 Rc 55-57
8.P-20 Rc 28-32
9.H-13 Rc 50-52
10.SS 420 Rc 48-50
11.Rc 31
四、模具的制造
在冲压过程中,机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理,这种运动是与模具密切相关的,各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动,直接影响到冲压件的品质,所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求,不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中,而应不断发展和创新,在模具设计中对机械运动灵活运用。关键词:冲压模具设计,机械运动,控制,灵活运用1.引言本论文是以冲压工艺学基本理论为依据,通过对各种冲压工艺基本运动的分析,提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中,机械运动的基本概念,然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理,指出模具设计中应着重控制到的内容,并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法,并强调在模具设计中,对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。2.冲压过程中机械运动的概述冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料,利用模具和冲压设备(压力机,又名冲床)对其施加压力,使之产生变形或分离,获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床,因而决定了冲压过程的主运动是上下运动,另外,还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式,在冲压过程中都存在,但是各种运动形式的特点不同,对冲压的影响也各不相同。既然冲压过程存在如此多样的运动,在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制,以达到模具设计的要求;同时,在设计中还应当根据具体情况,灵活运用各种机械运动,以达到产品的要求
3. 注塑机的控制.
现代塑料注塑成型机是一个集机、电、液于一体的典型系统,由于这种设备具有成型复杂制品、后加工量少、加工的塑料种类多等特点,自问世以来,发展极为迅速,目前全世界80%以上的工程塑料制品均采用注塑成型机进行加工。
目前,常用的注塑机控制系统有三种,即传统继电器型、可编程控制器型和微机控制型。近年来,可编程序控制器(简称PLC) 以其高可靠性、高性能的特点,在注塑机控制系统中得到了广泛应用。为了提高注塑机控制系统的水平和品质,一种较PLC 更高层次的、专为中小型控制系统设计的可编程计算机控制器(PCC)应运而生。PCC集成了标准的PLC 和工业控制计算机的特点,具有多任务分时操作系统,数据运算和处理能力比PLC 更强大。用PCC 组成注塑机的控制系统,以实现包括位置控制、速度控制、温度控制、故障控制和实时显示等注塑全过程的多种控制,可大大提高塑料制品的品质,有利于提高经济益。
五、模具的、发展
1、新一代模具CAD/CAM软件技术
目前,英、美、德等国及我国一些高等院校和科研院所开发的模具软件,具有新一代模具CAD/CAM软件的智能化、集成化、模具可制造性评价等特点 。
2、先进的快速模具制造技术
我国已达到国际水平,并逐步实现商品化。世界上已经商业化的快速成形工艺主要有SLA(立体光刻)、LOM(分层分体制造)、SLS(选择性激光烧结)、3D-P(三维印刷)。
5、现场化的模具检测技术
精密模具的发展,对测量的要求越来越高。精密的三坐标测量机,长期以来受环境的限制,很少在生产现场使用。新一代三座标测量机基本上都具有温度补偿及采用抗振材料,改善防尘措施,提高环境适应性和使用可靠性,使其能方便地安装在车间使用,以实现测量现场化的特点。
6、镜面抛光的模具表面工程技术
   模具抛光技术是模具表面工程中的重要组成部分,是模具制造过程中后处理的重要工艺。目前,国内模具抛光至Ra0.05μm的抛光设备、磨具磨料及工艺,可以基本满足需要,而要抛至Ra0.025μm的镜面抛光设备、磨具磨料及工艺尚处摸索阶段。随着镜面注塑模具在生产中的大规模应用,模具抛光技术就成为模具生产的关键问题。由于国内抛光工艺技术及材料等方面还存在一定问题,所以如傻瓜相机镜头注塑模、CD、VCD光盘及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依赖进口
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