模具的相關(guān)知識
閱讀：1602發(fā)布時間：2008-12-8
1、沖模
大型沖模覆蓋件模具為代表。我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。如東風汽車公司沖模廠，已設計制造了富康轎車部分內(nèi)覆蓋件模具。一汽模具中心生產(chǎn)了捷達王轎車外覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點?？纱砀采w件模具的水平。在設計制造方法，手段上面已基本達到了水，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，與國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術(shù)*水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動疊片多功能模具，已達到水平。如南京長江機器制造廠的電機鐵芯自動疊鉚硬質(zhì)合金多工位級進模具有自動沖切、疊壓、鉚合、計數(shù)、分組，轉(zhuǎn)子鐵芯扭斜，安全保護等功能，凹模采用拼塊式，零備件可互換。常州寶馬集團公司的步進電機定轉(zhuǎn)子帶雙回疊片硬質(zhì)合金級進模。具有轉(zhuǎn)子沖片落料、旋轉(zhuǎn)72°再疊片，定子沖片落料、回轉(zhuǎn)90°再疊片、(以消除料厚誤差)等功能。這兩項模具精度達2μm，步距精度2-3μm，雙回轉(zhuǎn)精度1′，壽命達到1億次以上，制造周期5-6個月，而價格僅為同類進口模具的1/2-1/3，已達到*水平，*可以替代進口。其他如48、54、68條腿集成電路柜架多工工位級進模、電子槍硬質(zhì)合金多工進級進模、別克轎車安全帶座式工位級進模、空調(diào)器散熱片多工位級進模，均達到國外同類產(chǎn)品水平。但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。在一般沖模方面，浙江慈溪鴻達電面模具制造中心的鐵芯片復合沖模 ，實現(xiàn)系列化、標準化、專業(yè)化生產(chǎn)，質(zhì)量穩(wěn)定，模具費用較一般低30%-50%，交貨周期7-20天，并備有現(xiàn)貨供應。在適應市場經(jīng)濟方面邁出了可喜的一步。
2、塑料模
塑料模應用zui廣泛的一類模具。近年來，我國塑料模有長足的進步。在大型塑料模方面，已能生產(chǎn)34〃大屏幕彩電塑殼模具，6kg大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險杠和整體儀表板等的塑料模具。模具重要可達10-20噸。在精密塑料模具方面，能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和600腔塑封模具，還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。在制造技術(shù)方面，首先是采用CAD/CAM技術(shù)，用計算機造型、編程并由數(shù)控機床加工已是主要手段，CAE軟件也得到應用。一般均采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置。少數(shù)單位采用具有*水平的高難度針閥式熱流道模具，*消除了制件的澆口痕跡。氣體輔助注射技術(shù)已成功得到應用。在多色注射的應用和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設計方面，也取得較大進展 。在精度方面，塑件的尺寸精度可達IT6-7級，分型面接觸間隙為0.02mm，模板的彈性變形為0.05mm，型面的表面粗糙度為Ra0.02-0.025μm。塑料模壽命已達100萬次，但模具制造周期仍比國外長2-4倍，總體水平與國外比尚有較大差距。
3、壓鑄模
汽車和摩托車工業(yè)的快速發(fā)展，推動了壓模生產(chǎn)的發(fā)展。汽車發(fā)動機缸罩、蓋板、變速器殼體和摩托車發(fā)動機缸機、齒輪箱殼體、制動器、輪轂等鋁合金鑄件模具以及自動扶梯級壓鑄模等，我國均已能生產(chǎn)。技術(shù)水平有所提高，使汽車、摩托車上配套的鋁合金壓鑄模大部分實現(xiàn)了國產(chǎn)化。在模具設計時，注意解決熱平衡問題，合理確定澆注系統(tǒng)和冷動系統(tǒng)，并根據(jù)制作要求，采用了液芯和二次增壓等結(jié)構(gòu)。總體水平有了較大提高。壓鑄模制造精度可0.02-0.05mm(國外為0.01-0.03mm)，型腔表面粗糙度為Ra0.4-0.2μm(國外為Ra0.02-0.01μm)，模具制造周期為中小型的3-4個月，中等復雜的4-8個月，大型的8-12個月，約為國外的1倍。模具壽命：鋁合金鑄件模具一般為4-8萬次，個別可超過10萬次，國外可達8-15萬次以上。模具價格：國內(nèi)約為引進價格折1/4-1/3。
4、模具CAD/CAM技術(shù)
模具CAD/CAM技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項高科技、益的系統(tǒng)工種。它以計算機軟件的形式，為用戶提供一種有效的輔助工具，使工種技術(shù)人員能借助于計算機對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進行設計和優(yōu)化。模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五"、“九五"期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高。特別是以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UGⅡ；美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer;美國CV公司的CADS5；英國Deltacam公司的DOCT5;日本HZS公司的CRADE；以色列公司的Cimatron;還引進了美國AC-Tech公司的C-Mold;澳大利亞Moldflow公司的MF用球一塑模的分析軟件；法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等軟件；德車MAGMA SOFT用于鑄模的軟件。這些系統(tǒng)和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，以CAD繪制具圖代替了手工結(jié)制，以CAM取代了自動編程，并能支用CAE技術(shù)對成型過程進行計算機模擬等，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。但在引進工作上也存在著不少問題，缺少規(guī)劃，引進混亂，偏愛，消化不良，使用效率低下，二次開發(fā)不夠，以及沒有實現(xiàn)根據(jù)我國模具行業(yè)的實際情況，以微機級軟件引進為主的方針等。雖然CAD/CAM技術(shù)在塑料模、汽車覆蓋模、壓鑄模主要生產(chǎn)廠家得到了廣泛應用，但在全行來還存在著較大空白，一些國有企業(yè)的模具生產(chǎn)部門因缺乏資金，許多作坊式的模具生產(chǎn)小廠缺乏必要的技術(shù)人才，至今仍然采用著傳統(tǒng)的手工繪圖方式，數(shù)控加工的使用率很低。近年來，我國自主開的CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)，華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC3.0系統(tǒng)及CAE軟件；上海交大模具CAD國家工程中心開發(fā)的冷沖模CAD系統(tǒng)等，這些軟件具有適應國內(nèi)模具和具體情況，在微機在應用，價格較低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。
5、快速經(jīng)濟制模技術(shù)
快速經(jīng)濟制模技術(shù)與傳統(tǒng)的機械加工相比，具有模具制造周期短、制造成本低、綜合經(jīng)濟效益好等突出特點 ，已在我國得到越來越廣泛的應用。
快速原型制造(RPM)技術(shù)是一種集CAD、CAM、NCN、激光及材料科學于一體的新技術(shù)，是當前的零件及模具的成形方法之一。近年來，在我國發(fā)展很快。清華大學zui先引進的美國3D公司的SLA250(立體光固化或稱光敏樹脂激光固化)設備與技術(shù)，并進行了開發(fā)研究。經(jīng)多年努力，已開發(fā)出了-RPMSⅡ型式功能快速原型制造系統(tǒng)擁有疊層實體制造-SSM)，熔融擠壓成形-EME，是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界*擁有兩種快速成形工藝的系統(tǒng)(國家)，具有較好的性能價格比。 西安大學研制開發(fā)的LPS-600A激光快速成形系統(tǒng)有限公司開發(fā)的AF300快速成形機(SLS激光選區(qū)燒結(jié))等也達到國外同類產(chǎn)品水平。由快速成形機得到三維原型，通過陶瓷精鑄、電弧噴涂、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造出各種模具?，F(xiàn)國內(nèi)已有上海、青島、順德等地引進了近10臺設備，開臺生產(chǎn)應用。西安交大成立了推廣應用站，開展了不少活動。我國已進入了國產(chǎn)化開發(fā)和重點推廣應用階段。樹脂沖壓模具在國產(chǎn)轎車的試制中得到成功應用。一汽模具制造中心設計制造了12套樹脂模具分別是行李箱、發(fā)動機罩、前后左右翼子板等大型復雜內(nèi)外覆蓋件的拉伸模具。其主要特點是模具型面以CAD/CAM加工的主模型為基準，采用端士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形，凸凹模間隙采用進口蠟片準確控制，模具尺寸精度高，制造周期可縮短1/2-2/3，12套模具制造費用可節(jié)省1000萬元左右。樹脂沖開模具技術(shù)為我國轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了一條途徑。屬國內(nèi)*?？蛇_90年代水平。電弧噴涂脂抹粉成形模具技術(shù)。煙臺機械工藝所開發(fā)了DPT-B型電弧噴涂制模設備，并制成了汽車方向盤、摩托車座墊等模具，取得較好效果。樣模表面復印精度達0.5μm，仿真效果好，已先后在吹塑模、汽車內(nèi)飾件模、TPR模等方面應用。模具壽命為聚氨酯成形10萬件，真空形成4萬件，吹塑3萬件，聚乙烯注射件3000。一般有樣模時，3天內(nèi)即可完成。其他快速經(jīng)濟制模技術(shù)，如鈹銅塑料成形模具技術(shù)，低熔點合金、鋅合金制模技術(shù)，快速電鑄制模技術(shù)等，也得到不同程度的應用。
6、模具標準件
模具標準件對縮短模具制造周期，提高質(zhì)量、降低成本，能起很大作用。因此，越 來越廣泛地得到采用。模具標準年主要有冷沖模架、塑料模架、推桿和彈簧等。新型彈性元件氮氣彈簧亦已在推廣應用中。目前我國模具標準化程度一般在30%以下，和*工業(yè)國家已達到70%-80%相比，仍有很大差距。
7、模具材料與熱處理
模具材料的質(zhì)量、性能、品種和供貨是否及時，對模具的質(zhì)量和使用壽命以及經(jīng)濟效益有著直接的重大影響。大量使用的模具材料為模具鋼，年消耗量在10萬噸以上。近年來，國內(nèi)一些模具鋼生產(chǎn)企業(yè)已相繼建成和引進了一些*工藝設備，使國內(nèi)模具鋼品種規(guī)格不合理狀況有所改善，模具鋼質(zhì)量有較大程度的提高。如4Cr5NiMo模塊淬透性、等向性偏低等。近年來，國內(nèi)已較廣泛的采用一些新鋼種，如冷模具鋼等H10、H13、H12、4Cr5MoVSi、45CCr2NiMoVSI：塑料模具鋼P20、3Cr2Mo、PMS、SM ⅠSM Ⅱ等，但總體使用量仍較少，如冷作模具鋼Cr12、Cr12 MoV、 Cr WMn熱作模具鋼5 Cr NiMo、5 Cr MnMo、3 Cr2 W8V；塑料模具鋼45#碳素結(jié)構(gòu)鋼等。供應渠道較前有所改善。但國產(chǎn)模具鋼鋼種不全，不成系列，多品種、精料化、制品化等方面尚待解決。另外，還需要研究適應玻璃、陶瓷、耐火磚和地磚等成形模具用材系列。模具熱處理是關(guān)系能否充分保證模具鋼性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國內(nèi)大部分企業(yè)在模具淬火時仍采用鹽熔爐或電爐加熱。由于模具熱處理工藝執(zhí)行不嚴，處理質(zhì)量不高。而且不穩(wěn)定，直接影響模具使用壽命和質(zhì)量。近年來，真空熱處理爐有了很大發(fā)展，正在推廣使用。
8、模具制造的相關(guān)技術(shù)
模具制造的相關(guān)技術(shù)與工藝的發(fā)展，對模具水平的提高起到了重要作用。模具拋光技術(shù)引起重視，機械磨拋光、超聲波拋光、電化學拋光及述幾種方法的復合拋光，已開發(fā)出機械，工具，得到廣泛的應用。擠壓珩磨拋光已用應用。但面不廣，大型自動拋光設備有待開發(fā)。模具花紋的蝕刻技術(shù)，工藝水平提高較快，能制作各類模具的裝飾紋，且仿真性越來越好。模具強化技術(shù)進一步發(fā)展。除原來已推廣的電火花強化機外，又開發(fā)了電刷鍍強化設備。模具修復技術(shù)也有了進步。除電刷鍍修復模具外，又引進和開發(fā)了多種脈沖焊接機，修復效果較好。
