精密模具范文

精密模具篇1

电视机、电脑、手机等电子电器精密模具加工工艺技术对于电子电器的产品质量影响较大。本文主要介绍模具设计、制造、检验等环节所采取的技术工艺手段，确保模具质量，从而确保电子电器产品的质量。

1.前言

运用现代信息技术改造传统模具生产加工工艺技术，建立高起点、高水平的CAD/CAPP/CAM/CAE+DNC分析系统及网络、数据库支撑分析系统，使生产工艺、制造、管理自动化连贯进行。对于复杂、精密的电子电器模具，采用CAE/CAPP技术把从手工制作转变到数控编程上来，缩短生产准备时间。实型的数控化生产直接得利于实体设计和熟练掌握CAD/CAM/CAE/CAPP技术，利用计算机及相关软硬件设备，完成的工艺设计、为后序的精细加工带来极大的方便。

2.技术方案

2.1模具设计

运用IJG三维造型软件进行模具实体设计，生成二维工程图，然后结合CAPP技术，分析设计过程中各环节可能存在的缺陷或不足，有效地避免了后续的加工报废现象。

2.2模具加工

复杂精密电子电器的淬火钢模具，关键工艺主要体现在CNC加工工艺、热处理工艺及检验等。

2.1.1高速切削数控加工工艺

模具构造面加工依靠数控加工设备编程后一次性加工完成。实体设计为模具的构造面数控编程带来了可能，提高了效率，减少了失误。

为了确保整个加工，除了具备实体设计外，还需要确保诸如：自动对刀、刀具管理、加工参数、编程经验条件，否则，构造面的编程加工是不可能的。

（1）高速切削加工的特点

1）提高加工效率。高速切削不仅转速高、进给快，切除单位余量的能量少，提高了能源和设备的利用率，而且粗、半精加工、精加工可在一台机床上一次完成。

2）加工精度高。高速切削加工避免了多次装夹造成的累计安装误差，提高了模具的加工精度。

3）加工变形小。高速切削产生的热量还来不及传给工件就被切屑带走，传给工件的热量极少，工件的热变形很小。

4）可加工材料硬度高，可获得较高的表面质量。高速切削加工进给量小，可加工淬硬钢硬度可达60HRC左右。成品表面粗糙度低于Ra0.6 um，取得以铣代磨的加工效果。

（2）模具高速切削加工工艺及策略

由于模具加工的特殊性以及高速加工技术的自身特点，对模具高速加工的相关技术及工艺系统（加工机床、数控系统、刀具等）提出了更高的要求。

1）粗加工

模具粗加工的主要目标是追求单位时间内的材料去除率，并为半精加工准备工件的几何轮廓。由于在切削过程中因切削层金属面积发生变化，导致刀具承受的载荷发生改变，使切削过程不稳定，刀具磨损速度不均匀，加工表面质量下降。

通过采用IJG三维设计加工软件来调整以下加工参数确保切削条件恒定，从而获得良好的加工质量。

2）半精加工

模具半精加工的主要目标是使工件轮廓形状平整，表面精加工余量均匀，这对于工具钢模具尤为重要，因为它将影响精加工时刀具切削层面积的变化及刀具载荷的变化。

采用IJG三维软件进行过程优化：粗加工后轮廓的计算、最大剩余加工余量的计算、最大允许加工余量的确定、对剩余加工余量大于最大允许加工余量的型面分区以及半精加工时刀心轨迹的计算等，并根据剩余加工余量的大小及分布情况采用合理的半精加工策略。

3）精加工

模具的高速精加工策略取决于刀具与工件的接触点，而刀具与工件的接触点随着加工表面的曲面斜率和刀具有效半径的变化而变化。对于由多个曲面组合而成的复杂曲面加工，应尽可能在一个工序中进行连续加工，而不是对各个曲面分别进行加工，以减少抬刀、下刀的次数。然而由于加工中表面斜率的变化，如果只定义加工的侧吃刀量，就可能造成在斜率不同的表面上实际步距不均匀，从而影响加工质量。

IJG三维软件在定义侧吃刀量的同时，再定义加工表面残留面积高度等步距加工方式，可保证走刀路径间均匀的侧吃刀量，而不受表面斜率及曲率的限制，保证刀具在切削过程中始终承受均匀的载荷，保持切削过程的平稳性。

4）进给速度的优化

在半精加工过程中，当切削层面积大时降低进给速度，而切削层面积小时增大进给速度。应用进给速度的优化调整可使切削过程平稳，提高加工表面质量。

切削面积的大小完全由UG软件自动计算，进给速度的调整可由用户根据加工要求来设置。

2.1.2热处理工艺

建议采用真空淬火、激光淬火的热处理工艺，可以有效防止模具变形。

2.1.3模具检验

依靠UG三维设计与CAPP工艺软件制定的质量要求，并充分结合加工设备的特性与特点，确保每个工序的质量完全控制在精度范围内，执行工序检验，效果好，效率高。

3.工艺先进性和特点

计算机技术应用的发展，使模具生产已从依赖人的技能转向数控化的自动、半自动化生产，生产周期大大缩短。引进三维设计软件应用在精密电子电器模具新产品造型设计和制造，不但加快设计开发进程，而且提高了设计质量。模具制造前利用CAE技术，在电脑上可以实现对制件整个成形过程进行类比分析，准确预测制品中的应力分布，分子和纤维数向分布及变形等情况，以便及早发现问题，及时修正。对模具型面采用真空淬火、激光淬火，防止模具变形。

4.装备保证

为了适合精密模具加工车间多品种、小批量生产的需求，满足柔性加工能力、变换产品适应能力强的需求特点，装备的配置上也需要下一定的功夫。

引进自动化高精设备的加工中心，加工精度必须满足：定位精度达±0.003mm；重复定位精度为±0.002mm；回转分度精度±5″；回转分度重复定位精度±2″；对孔系加工的尺寸精度可稳定地在5～6级精度。检验设备需求精密数控三座标测量仪，其功能强、精度高，可与CAD/CAM系统联机，特别适合于研发电子电器模具部件应用和检测零部件成品用。

5.结语

广泛应用计算机技术是模具制造技术发展的重点。实体设计加上数控编程，取代了人工实型制作和机床操作。精细模面设计和精细数控编程大大减少了钳修，高精度加工取消了模具的研磨、修配。计算机技术应用的发展，使模具生产已从依赖人的技能转向数控化的自动、半自动化生产，模具质量有了极大的提高，生产周期也大大缩短。

采用CAD/CAM技术的加工工艺，不但提高了加工效率，并使产品合格率达99.5%以上。采用以上工艺方法，模具质量可以达到如下指标：

（1）型腔精度：0.005～0.015mm；

（2）型腔表面粗糙度：Ra0.10～0.05 um；

精密模具篇2

关键词：精密模具 热处理 预防技术

模具在进行热处理时，尤其是在淬火过程中，模具截面各个部分在加热和冷却的速度不一致就会出现温度差，再加上截面的组织也不同时转变等因素，这就使得截面的各个部分体积产生了一定程度的膨胀和压缩，导致了截面组织的不均匀，这就会使得组织模具的内部和外部产生了一定的温差，从而导致了模具的变形。所以，减少和控制精密模具的热处理变形是我国科研研究者需要重点研究的课题。

下面本文就从精密复杂模具变形状况、变形原因来研究，来提出针对其变形的措施，提高精密模具的使用年限和质量。

一、模具材料的影响

（一）模具的选材

从选材和热处理简便考虑，选择T10A钢制造截面尺寸相差悬殊、要求淬火后变形较小的较复杂模具，硬度要求56-60HRC。热处理后模具硬度符合技术要求，但模具变形较大，无法使用，造成模具报废。采用微变形钢Cr12钢制造，模具热处理后硬度和变形量都符合要求。

从精密模具的选材上看，对模具进进行热处理要做到简单方便。我们可以选择使用尺寸和硬度都符合要求的微变形钢，这样对模具的热处理后，可以降低精密模具的变形程度。选择尺寸相差的钢材料，在进行热处理后，模具的硬度虽能到达技术的要求，但是变形较大，已经不能在投入使用，造成了资源的浪费。所以针对模具的复杂性来看，选择变形小的模具，才能实现其本身的功能，可以采用微变形钢，比如空淬钢等。

（二）模具材质的影响

一般来说Cr12MoV钢是微变形钢，不应该出现较大变形。对变形严重的模具进行分析发现，模具钢中含有大量共晶碳化物，且呈带状和块状分布。

1.模具椭圆（变形）产生的原因

模具钢中呈一定方向分布的不均匀碳化物的存在，碳化物的膨胀系数比钢的基体组织小30%左右，加热时它阻止模具内孔膨胀，冷却时又阻止模具内孔收缩，使模具内孔发生不均匀的变形，使模具的圆孔出现椭圆。

2.预防措施

在对精密模具进行复杂的制作时，要尽可能的选择那些碳化物偏小的磨具钢，不能片面的考虑制作的成本，还要考虑模具的质量，要选择正规厂商的优质的钢材料。在制作过程中，对碳化物比较严重的模具钢要进行科学合理的制造，以此来去除碎碳化物晶块，减少碳化物的分布不均的问题，减少其制造过程中材料的差异性；对锻造后的模具要进行适当的热处理，使其取得碳化物的细小组织，从而达到降低模具钢热处理变形的不低。对于尺寸较大或者无法对其进行锻造的模具，要适时地采用固溶双细化的处理，使得碳化物内部组织细化，分布均匀，模具的棱角光滑，这样最终可以达到减少热处理变形的目的。

二、模具结构设计的影响

（一）变形的原因

因为模具的各处厚薄不均匀或者存在一些尖锐的角度，所以在对这些模具进行热处理时导致了模具各个部位之间的受热成都和内部组织的不同，出现了各个界面的体积发生了不同成都的膨胀，产生了热处理后模具的变形。

（二）预防措施

在设计模具时，不仅要考虑实际的生产需要，还要考虑到模具各部分的薄厚的差异造成的组织结构的不对称，在模具的厚薄交界处，需要采用平滑的过渡结构设计，依据模具的一定组织变化规律，给模具预留一点变形的空间，在对其进行热处理之后不至于产生模具的变形过渡导致了对资源的浪费。

三、模具制造工序及残余应力的影响

（一）变形原因

在机械加工过程中的残余应力和淬火后的应力叠加，增大了模具热处理后的变形。

（二）预防措施

1.粗加工后、半精加工前应进行一次去应力退火，即（630-680）℃×（3-4）h炉冷至500℃以下出炉空冷，也可采用400℃×（2-3）h去应力处理。

2.降低淬火温度，减少淬火后的残余应力。

3.采用淬油170℃出油空冷（分级淬火）。

4.采用等温淬火工艺可减少淬火残余应力。

四、热处理加热工艺的影响

（一）变形的原因

众所周知，不管是什么材质的金属在对其进行加热时，都会产生一定程度的膨胀。在热处理的过程中，把钢材料放在一个模具里面，导致了各个材料的受热并不均匀，这就会产生材料的各个部分的膨胀存在差异性，从而形成了材料组织内部结构的变化，造成了变形。在钢材料的相变点以下的温度，不均匀的加热就会产生一定的热感应能力，在超过热感应能力时就会产生材料内部组织的不等性的转变。所以加热的速度越快，模具的表面温度与内部组织的温度差异就会越大，导致模具的变形也就会越大。

（二）预防措施

采用预热，对于低合金钢模具可采用一次预热（550-620℃）；对于高合金刚模具应采用二次预热（550-620℃和800-850℃）。

（三）加热温度的影响

1.变形原因

淬火加热温度越高，钢的晶粒越趋长大，由于较大晶粒能使淬透性增加，则使淬火冷却时产生的应力越大。再之，由于复杂模具大多由中高合金钢制造，如果淬火温度高，则因Ms点低，组织中残留奥氏体量增多，加大模具热处理后变形。

2.预防措施

在保证模具的技术条件的情况下合理选择加热温度，尽量选用下限淬火加热温度，以减少冷却时的应力，从而减少复杂的热处理变形。

五、残留奥氏体的影响

（一）变形原因

因合金钢（如Cr12MoV钢）淬火后含有大量残留奥氏体，钢中各种组织有不同的比体积，奥氏体的比体积最小，这是高合金钢模具淬火低温回火后体积发生缩小的主要原因。

（二）预防措施

1.适当降低淬火温度。淬火加热温度越高，残留奥氏体量越大，因此选择适当的淬火加热温度是减少模具缩小的重要措施。一般在保证模具技术要求的情况下，要考虑模具的综合性能，适当降低模具的淬火加热温度。

2.模具淬火后采取冷处理是减少残留奥氏体量的最佳工艺，也是减少模具变形、稳定使用时发生尺寸变化的最佳措施，因此精密复杂模具一般应采用深冷处理。

六、冷却介质和冷却方法的影响

（一）变形产生的原因

当模具冷却到Ms点以下时，钢即发生相变，除因冷却不一致所早成的热应力外，还有因相变的不等时性而产生的组织应力，冷却速度越快，冷却越不均匀，产生的应力越大，模具的变形也越大。

（二）预防措施

1.在保证模具硬度要求的前提下，尽量采用预冷，对于碳素钢和低合金模具钢可预冷至棱角部位发黑（720～760℃）。对于在珠光体转变区过冷奥氏体较稳定的钢种可预冷至700℃左右。

2.采用分级冷却淬火能显著减少模具淬火时产生的热应力和组织应力，是减少一些复杂模具变形的有效方法。

七、结语

综上所述，本文通过对精密复杂模具的热处理变形的介绍，提出了降低其变形的各种有效的方式。在对模具进行热处理时要选择合适的钢材、选择合适的温度、注意钢材的预先处理等等，这样才能降低精密模具热处理的变形情况，发挥其最好的功效。

参考文献

[1] 殷秀，蹇顺海，文彬. 51例性腺外畸胎瘤的临床病理分析[J]. 成都医学院学报. 2012（2）

[2] 文彬. 中小企业信用信息采集工作存在的问题及建议[J]. 征信. 2013（04）

精密模具篇3

关键词:模具;产业

中图分类号:F4

文献标识码:A

文章编号:1672-3198(2010)09-0112-01

1 我国模具工业的产业特点

模具工业是高新技术产业化的重要领域。例如,在电子产品生产中,制造集成电路的引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模;计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造中的精密塑料模具和精密冲压模具等等,都是产品生产不可或缺的工具装备。精密模具已使模具行业成为一个与高新技术产品互为依托的产业。

现代模具工业又是技术密集型和资金密集型、高投入的装备型产业,是加工装备产业的一个组成部分。机械、汽车、电子通讯、家电、石化、建筑等国民经济的支柱产业都要求模具工业的发展与之相适应,为其提供生产保证。从支柱产业对模具的需求当中,也可以看到模具工业地位的重要性。由于模具产品的高技术特性,模具企业只有采用精密装备才能保证其工艺要求。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。

模具行业还是增值率高、增值税负较重的基础产业。据国家税务总局对1万多家工业企业流转税平均负担率的统计,模具行业比其他行业高出5.07个百分点,这与现代模具产业高投入的产业特点不协调,制约了模具工业的发展。

2 模具工业和模具技术发展现状

鉴于模具工业的特点和重要性,我国政府对模具工业和模具技术发展非常重视。改革开放以来,我国政府在模具产业发展给予了政策方面的优惠支持,促使我国模具工业发生了根本性的变化。

(1)我国模具工业从基本上是以企业内部自产自配为主、附属于产品生产的工装行业,发展成了有相当规模的、具有高技术行业特征的资金密集型、技术密集型装备制造产业。

(2)模具的生产从主要以传统的、钳工师傅为主导的技艺型手工生产方式,进入到了普遍采用数字化、信息化设计生产技术的现代化工业生产的时代。

(3)我国模具行业已从单一的公有制企业形式,发展成为以民营企业为主、多种所有制企业形式共存的新格局。

(4)制造业的发展拉动了模具工业的发展,模具业的发展给予制造业以有力的支撑。现在,我国已成为制造业的大国,又是模具生产大国,全国模具生产企业、厂、点达3万家,从业人员接近100万人。

(5)模具产品结构更趋合理。按照产品的材料的不同,成形的方法也不同。我国模具目前的结构比例:冲压模所占比例约37%,塑料模约占43%,铸造模(包含压铸模)约为10%,锻模、轮胎模、玻璃模等等其他类模具占10%。与工业发达国家的模具类别比例一致。

(6)重点骨干模具企业队伍已经形成。一批企业的生产能力和技术水平有了大幅的提高。各模具行业的龙头企业在发展中涌现(如汽车覆盖件模具――四大家,大型塑料模具――海尔,华威、群达行,精密冲压模具――国盛、华富等等,起到了引领行业进步的作用。

(7)企业研发、创新能力有所提高,新技术得到推广应用。企业装备水平普遍提高,加工中心等数控机床、CAD/CAM技术普遍采用,CAE技术也逐渐被采用。如三维设计技术的研发和应用,信息化管理技术的研发应用,双料(色)注塑技术的研发与应用。

(8)模具水平大幅提高。以大型、精密、复杂、长寿命模具为代表的高水平的模具的比例达到了35%以上,如汽车覆盖件模具已能生产B级车整车模具;精密模具加工精度已能达到0.5微米;精密级进模具可在2000-2500次/分钟以上的高速冲床上使用;塑料模精度达到了微米级,适应了IT产业发展的需求;单套重量达120T、直径达4米的轮胎活络模具成为最大型的模具等等。

(9)为模具制造配套服务的体系日趋完善,我国模具工业体系基本完整,模具产业布局有所改善。从较发达的珠三角、长三角地区向内地和北方扩展,出现了一些新的模具生产较集中的地区,有京津冀、长(春)大(连)、成渝(西南)、武汉(华中)、皖中等地区但发展仍不均衡,地区差异较大。模具集聚发展成为新特点,模具园区(城、集聚地等)不断涌现。现全国已建成初具规模的模具园区约达15个左右,还有一些地方正在筹划建设模具园区。

3 总结

显而易见,模具工业已从过去依赖进口的附属产业走向独立的新型产业。我国已成为模具生产和消费大国,世界模具生产中心也正在向我国转移。但是,目前我国模具行业发展中仍存在很多不完善的地方,需要继续加以改进。具体表现为:技术含量低的模具已供过于求,而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要。因此,模具行业发展最关键的还是用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平。目前,cad/cae/cam技术、快速模型制造技术在模具工业中的应用,使模具的设计制造技术发生了重大变革。另外,数控精密高效加工设备在模具的开发和制造水平的应用,如五轴加工机床、高速铣等也大大提高了模具行业的发展水平。

参考文献

精密模具篇4

关键词：数控加工 快速模具 工艺

中图分类号：TG76 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2013）06-0134-01

在快速模具制造的两种方法中，直接法虽然在缩短模具制造周期、降低成本等方面具有优势而备受关注，但离实际应用还有一定差距。目前发展较快的快速原型技术却因专用激光成型设备以及原型材料过于昂贵而限制了应用范围。随着计算机和控制技术的发展，数控加工设各已广泛应用于制造企业，而精密成型技术经过多年的发展，理论和实际操作过程都已经十分成熟。在此背景下，本课题提出了将数控加工技术与现代精密材料成型技术结合，以期克服激光快速原型技术在表面及尺寸精度低、机械性能低以及成本高、尺寸规格受限制等方面的不足，开发一种基于数控加工技术的低成本、高精度快速金属模具制造工艺。

一、快速模具技术和数控加工技术

快速模具根据不同的制模工艺方法，可以分为直接快速模具和间接快速模具。直接快速原型模具，以快速原型件直接作为模具，可以用作砂型铸造模具、低熔点合金浇注模、试成形用注塑模、熔模铸造的蜡型、蜡型的替代品和蜡型的成形模：间接快速模具指以快速原型件为母模，通过型腔复制制作模具，包括硅橡胶复制、金属冷喷涂、精密铸造、树脂材料性强复制等。直接法尤其是直接快速制造金属模具方法制造环节简单、能够充分发挥RP技术的优势，特别是与计算机技术紧密结合，能够快速完成模具；对那些需要复杂形状的内流道冷却的模具与零件，采用直接RT法有其他方法不能替代的优势。但是直接法在模具精度和性能控制方面比较困难，特殊的后处理设备与工艺使成本有较大提高，模具的尺寸也受到较大的限制。和直接制模法相比，间接铡模法通过快速原型技术与传统的模具翻制技术相结合来制造模具，由于翻制技术已经十分成熟并具有多样性，可以根据不同的应用要求、使用不同复杂程度和成本的工艺。

数控加工，也称为NC（Numerical Contr01）加工，是将待加工的零件进行数字化表达，数控机床按数字控制刀具和零件的运动，从而实现零件加工的过程。数控加工技术经历了半个世纪的发展已经成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特点有以下两点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加工时间误差精度；二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致性，也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序而不是由机床操作人员决定。

二、开发基于数控加工的快速模具的可行性

世界先进工业化目家的RPM技术在经历了模型与零件试制、快速树脂软模制造阶段后，目前正向快速金属模具制造（RMT）方向发展，特别是兴起于本世纪80年代术期的快速原型技术，为快速模具制造开辟了很好的途径。目前已经提出众多的RMT方法可分为由RP系统制作的快速原型复制金属模具的间接法和根据CAD数据直接由RP系统制造金属模具的直接法两大类。直接快速模具制造指的是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得模具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙度。目前能够直接制造金属模具的RP工艺包括激光选区烧结（SLS）、三维打印（3D.P）、形状沉积制造（SDM）和三维焊接（3D—Welding）等。目前数控加工技术在制造业应用越来越广泛，数控加工设备已由原来的高精端设备变成大多数工厂具有的普通设备。精密材料成型技术发展迅速，典型的有泡沫实型消失模精密铸造技术及石膏型精密铸造技术。因此将数控加工技术和精密材料成型技术相结合，开发一种成本更低、周期更短的快速模具技术将大大提高模具制造的竞争力，在模具工业应用上具有很大的发展前景。

三、数控加工技术在模具中的应用

种类繁多的数控加工方式为模具加工提供了更多的生产手段。根据其特点，可以将模具分为很多类，在实际生产中，根据不同的模具制造加工特点，选择最合适的加工方式，以降低成本，提高生产效率。

对于旋转类的零件，一般采用数控车削加工，如车外圆、车孔、车平面等，酒瓶、酒杯、方向盘等模具，都可以采用数控车削加工。

对于具有复杂外形轮廓或带曲面的模具，电火花成型加工用电极，一般采用数控铣削加工，这类模具如注塑模、压铸模等都采用铣削加工。

对于微细复杂形状、特殊材料模具、塑料镶拼型腔及嵌件、带异形槽的模具，都可以采用数控电火花线切割加工。

模具的型腔、型孔，可以采用数控电火花成型加工，包括各种塑料模、橡胶模、锻模、压铸模、压延拉伸模等。

对精度要求较高的几何皓面，可以采用数控磨削加工。

型腔、型芯加工主要依靠铣削加工及电火花成形加工（EDM）。在铣削加工方面，目前国内大量采用普通铣削、各类数控铣削、数控仿形铣、加工中心加工等；在EDM方面，各类普通电火花成形加工、数控电火花成形加工（NCEDM），在我国也已大量应用。

四、基于数控原型的快速制模工艺特点

基于数控加工原型的快速模具制造技术结合了数控加工技术和精密铸造成型技术，具备数控加工的生产效率高、加工精度高、便于设计变更和加工过程柔性化等特点，同时该工艺是一种快速模具制造技术，因此也具有了快速模具制造技术的制造周期短、成本低、方法多样及适应性广等特点。在工艺中从三维CAD模型的设计、原型材料的准备到模具的精加工与调试，若对整个过程都实施并行制造，对每道工序进行有效的协调，可以大大缩短模具制造周期，降低制造成本，在实际生产中获得广泛应用。

采用基于数控加工原型的快速模具制造工艺，可以在CAD环境下实现对整个制造系统的精度控制和误差补偿；可以与形式多样的快速精密成型技术相结合，根据不同的要求，使用不同复杂程度和成本的工艺，较好地控制模具的精度、表面质量、机械机械性能和使用寿命，可以对各个环节进行有效地实施并行制造，在降低模具制造成本，缩短了生产周期方面具有很大的优势，具有明显的直接的经济效益。

参考文献：

[1]颜永年等，快速模具技术的最新进展及其发展趋势，航空制造技术，2002（4），p17～21

[2]徐进、陈再枝等，模具材料应用手册，机械工业出版社，2001年第1版

[3]罗继相等，浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策，模具技术，2001， p71～75

[4]曹韩学，基于快速原形技术和并行工程的快速模具制造，2003年重庆大学硕士学位论文

精密模具篇5

Abstract: This paper introduces the present situation of mould industry in our country, briefly analyzes the causes that restrict the development of mold industry.

关键词： 现状；人才；管理

Key words: status；talents；management

中图分类号：TG76 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）22-0040-01

0引言

模具是国民经济的基础工业，模具业的高速发展给予制造业强有力的支撑，模具可带动其相关产业的比例大约是1：100，即模具发展1亿元，可带动相关产业100亿元，模具是推进装备制造产业转型发展和升级的关键支撑；同时，制造业的高速发展又促进了模具工业的发展。由于模具自身的特点，现代模具企业大多体现出技术密集、资金密集和高素质劳动力密集以及高社会效益的特点，模具制造业已成为高新技术制造产业的一部分。

1模具行业迅猛发展

近年来，国家提出“抓大放小”发展中小企业，为模具工业的进一步发展提供了良好的机遇。我国出口模具的技术含量和附加值比上年又有了上升，与进口模具相比，技术和价格差距也在不断缩小，充分体现出了我国模具产业技术进步和国际市场的竞争力提高。

从2009年我国模具发展的水平来看，模具行业发展的表现有：大型级进模长度已超过3m，精密级进模已可与2000次/min高速冲床匹配，国内已可制造具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组和安全等功能的铁芯精密自动叠片多功能模具；热流道模具和气辅模具有的已达国际水平；在CAD/CAM技术得到普及的同时，CAE技术应用越来越广，CAD/CAE/CAM一体化技术得到发展，并取得较好成果；模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现，专利数量增多。多工位级进模和精冲模代表了冲压模具的发展方向，精度要求和寿命要求极高，从当前国内制造的精密多任务位级进模的水平分析，在模具的技术含量、制造精度、使用寿命和制造周期等方面均获得了明显进步。其中，部分高档优质模具的总体水平与国际同类模具水平相当。有关专家预测，今后模具产业发展的重点是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给、需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也将成为发展的重点。

2人才成为制约模具产业发展的瓶颈

业界普遍认为，我国模具产业和发达国家的模具产业相比，真正缺的是人才，是工艺，是管理。

据调查，中国的高校毕业生大都不愿意深入现场，不愿意吃苦，认为在厂房车间工作属于纯体力劳动。劳动和社会保障部职业技能鉴定中心主任陈宇认为，模具行业是一个需长期积累经验的行业，一般的模具设计人员需学习2至3年，而一名可独立设计模具的优秀设计师，至少需有10年从业经验。由于最初的学习非常枯燥，因此许多初学者常半途而废。此外，我国传统教育方式对模具人才的培养存在不足。很多人迷信先进的生产设备，认为只要有了大量的进口设备，就能生产出高端、精密的模具。尽管事实也确实是如此，我们还需要从国外引进大量的电火花机、线切割机、精密磨床、加工中心等高端、精密的加工设备。但并不是只要有先进的设备和软件，我们就能一下子变成模具制造强国。国外的合格的人才，不仅能够操作各种机床，还能进行模具设计，编写加工程序，在加工过程中能及时发现不妥之处并进行完善和修改，可以说，这样的人才才是模具产业最需要的人才。很多企业的人事对模具设计人才和CNC数控加工人才表现出极大的热情。他们表示，懂绘图软件，会看图纸，会使用AUTOCAD、PRO/E等绘制模具图纸及加工图纸，有一定工作经验的模具设计人才和懂加工工艺，会使用MASTER-CAM或UG编写套路，有一定经验的CNC数控加工人才，是目前企业最急需的人才。但据一些才市统计，珠三角的模具人才供应量却明显不足，仅东莞一市就紧缺3000多的高级模具人才，而普通模具操作工的缺口则更大，另外在深圳、中山和广州的才市，模具人才的供应也基本处于紧缺状态，大量的缺口也造就了模具人才的高薪。李立赐说，虽然各层次模具人才的年薪会出现三四万元到三四十万元的落差，但相比其他一些技术类岗位还是普遍高出不少。作为我国的一个新兴的工种，模具工在近几年已经成为最为热门的字眼之一，特别是广东的珠三角地区，从一线的模具操作工到高级模具工程师，都是各个制造型企业争夺的焦点，甚至有企业开价10余万元年薪急寻一位高级模具工程师，可见模具工种发展速度之快。有专家呼吁，模具不应该只限于一个工种，更应该成为一种新兴的行业。

3管理制度亟待完善

人员精简，“瘦”型管理，已经成为模具制造发达国家的人员管理模式。欧美等发达国家的模具企业大多数规模不大，员工人数超过百人的较少，模具企业人数一般都在20～50人。企业各类人员的配置十分精简，一专多能，一人多职，企业内部看不到闲人。精益生产、“瘦”型管理的思想得到了较好的体现。而国内大多数模具企业，在人员管理、人员素质方面，都还存在严重不足，这也是中国模具企业和发达国家相比差距的真正根源。

欧美的模具企业，大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求，确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展，每个模具厂家都有自己的优势技术和产品，并都采取专业化的生产方式。欧美大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户，在大型模具公司周围又有一批模具生产D-作厂家。这种互惠、互利、共赢、共存的合作伙伴关系，有的已持续了30～40年。

采用先进的管理信息系统，实现集成化管理，已成为模具企业发展的趋势。欧美的模具企业，特别是规模较大的模具企业，基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定，到质检、库存、统计等，普遍使用了计算机，公司内各部门可通过计算机网络共享信息。在中国，也早就有专家呼吁要加强信息化和信息化管理，但时至今日，还有大多数企业生产管理手段落后，和信息化、自动化还相距甚远。

可喜的是，在中国很多模具企业里，研发、创新能力已经有了很大的提高，很多新技术也得到了广泛的应用。如三维设计技术的研发和应用、信息化管理技术的研发应用、双料（色）注塑技术的研发与应用、等厚焊接板的冲压成形技术、高强板热压成形技术等。随着模具企业对人才和管理的重视，随着各种新技术在模具产业的应用，模具产业必将迎来蓬勃的发展时期。

参考文献：

[1]张荣清.模具设计与制造.（第二版）高等教育出版社，2008.

[2]彭建生.模具设计与加工速查手册.机械工业出版社，2005.

精密模具篇6

关键词：磁极；精密锻造；数值模拟

中图分类号：TG31 文献标识码：A

磁极是汽车交流发电机上的重要元件，由于交流发电机的电动势波形近似于正弦曲线，磁极的形状和电磁性能直接影响交流电动势的波形，因此磁极做成六个尖齿状，其形状和尺寸如图1所示。该零件形状比较复杂，极尖部分只有5mm宽，高度28.8mm，比较细小，金属塑性成形时型腔较难填充满。

1.磁极的精密锻造工艺

该零件早期采用铸造工艺，生产出的磁极存在缩孔、疏松、偏析等缺陷，严重影响磁极的电磁性能，不能满足其性能要求。根据零件形状，采用塑性成形时材料由中间向四周流动，最后填充六个极爪部位。传统的磁极锻造工艺为：下料加热镦粗预锻终锻切边机加工，该工艺工序复杂，材料利用率低且预锻型腔和终锻型腔较难配合，在终锻时容易出现折叠和型腔填充不满。

改进后的磁极精密锻造工艺为：下料加热墩粗反挤压成形热切边余温正火磷化皂化处理冷精整。反挤压成形时采用异形冲头，如图2（a）所示。塑性成形时，随着冲头的下压材料被异形冲头的六个凸台分成六份，继续下压后材料受阻于凹模内壁，转而向与冲头运动相反的方向流动，填充六个极爪。由于下料体积尺寸的误差、模具的加工精度、毛坯温度和模具温度的波动等种种因素的影响，很难保证下料体积与模具型腔体积相同，因此在异形冲头的六个凹形底部加设1mm深的溢流腔，可以抑制锻造结束时变形抗力的无限增大，提高了模具寿命。利用锻后余热进行等温正火，可省去一次退火加热，降低了能耗和生产成本。

2.磁极精密锻造的数值模拟

本文采用DEFORM-3D软件，对磁极的精密成形过程进行模拟。根据零件的对称性，取毛坯的1/12做模拟计算，磁极材料为15钢，锻造温度为1100℃，模具与坯料的摩擦系数设为0.3。磁极的变形过程如图3所示，坯料镦粗后，被异形冲头的六个凸台分成六分，冲头继续下压，材料受阻于凹模内壁向上流动填充磁极的极爪部位，由于异形冲头凹腔底部设有1mm深的溢流腔，因此极爪尖部不够平整，在冷精整后可达到要求。由图4和图5可知终锻时应变和应力的最大值分别分布在磁极的极爪的侧面和顶部，这说明磁极在成形时六个极爪部分极难填充，在加工模具时，要提高模具型腔精度，利于极爪部分的填充。

结语

通过DEFORM-3D软件对磁极精密锻造成形过程的模拟，得到了材料的填充规律、应力和应变的分布状态，成形后极爪填充饱满，无折叠等缺陷。采用精密锻造技术及能提高产品质量，又能提高材料利用率，缩短成品周期，经济效益显著。

参考文献

[1]陈渝光. 汽车电器与电子设备[M]. 北京：机械工业出版社，1999.

[2]蔡利，胡亚民，车路长. 电磁纯铁的锻造及冷成形性能研究[J] 汽车工艺与材料，1998（9）：25-28.

[3]Xie Tan， Jia Dewei，et al. The Application and Development of Precision Plastic Forming Technology in China. The Seventh Asia Symposium on Precision Forging. Guilin. China ，2000：1-5.

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[5]张猛，黄进富. 汽车用交流发电机磁极的净形加工新工艺[J]. 锻压技术，2003，（1）：6-8.

[6]高永超，华林，赵玉民等. 汽车发电机磁极精锻成形三维有限元模拟和工艺优化[J]. 中国机械工程，2005，16（12）：1110-1113.

[7]夏巨谌，典型零件精密成形[M]. 北京：机械工业出版社，2008.

[8]洪慎章，曾振鹏. 磁极高速温挤压工艺及模具设计[J]. 热加工工艺，2000（4）：32-33.

[9]原国森，辛选荣，刘汀等. 汽车发电机爪极精密成形新工艺[J]. 锻压技术，2009（2）：26-29.

精密模具篇7

关键词：机械制造 精密加工 应用

工业产业发展中对于机械制造与加工能力十分依赖，宏观经济整体发展速度过快使得人们对于机械制造工艺改进和精密加工技术革新事宜十分重视，现在机械制造工艺与精密加工技术在新时期的应用也呈现出了新特点。尽管近几年国内社会较为重视机械制造工艺与精密加工技术，然而内外部因素共同影响下系列新工艺与新技术在实际应用与推广上较为缓慢，整个革新效果也相对较差。在工业发展速度不断提升背景下，探讨现代机械制造工艺与精密加工技术也具有较强的现实意义。

一、现代机械制造工艺与精密加工技术概述

（一）现代机械制造工艺与精密加工技术特点

现代机械制造工艺与精密加工技术具有较强的系统性，在任何形式的现代机械制造工艺与精密加工技术使用上都需要其它先进学科知识的同步应用，机制制造完成后大多也需要一定的加工技术对于其进行应用调整。其次，工业化社会的不断发展也使得现代机械制造工艺与精密加工技术具备了较强的关联性，就机械的精密加工而言，其不仅在机械制造上有较强的应用价值，在产品调研，设计及最终销售上都可以进行较好应用。

（二）现代机械制造工艺与精密加工技术革新必要性

现代机械制造工艺与精密加工技术需要进行一定程度革新且实际革新的急迫感越发强烈。经济全球化导致了国内机械制造与加工产业全球化趋势十分明显，先进的机械制造与加工技术能够较强提升相关产业和国内行业在全球市场上的竞争力，国防等敏感性行业与机械制造及加工更为密切，这也要求现代机械制造工艺与精密加工技术务必要进行及时革新。

二、现代机械制造工艺与精密加工技术分析

（一）现代机械制造工艺

现代机械制造工艺主要有气体保护焊工艺，在进行焊接过程中利用特殊气体进行保护能够避免焊接点过多与空气或其它物质接触从而导致焊接点不牢靠等状况。电阻焊工艺同样是机械制造工艺的一个代表，其通过电极施加压力这一原理能够产生较强的电阻热从而进行焊接。伴随着现代机械制造能力的不断提升，现代机械制造工艺数量也不断增加，诸如埋弧焊和氩弧焊等工艺也被较多的应用到了机械制造生产实践之中。

（二）现代机械精密加工技术

现代机械精密加工技术主要包括精密切削技术、超精密研磨与抛光技术、模具制造技术等。机械制造完成或在某些行业和领域进行应用便需要精密加工技术对于机械制成品进行一定调整和改进。以模具制造技术为例，部分较为精密的零部件务必需要精准度极高的模具进行辅助生产与应用，精密加工下的模具制造也能较好达成辅助生产这一目标。精密加工与一般给加工技术存在明显差异，其对于机械产品进行的加工是一项针对性和目的性十分明显的应用技术，精密加工技术的提升也能提升实际生产效率及能力。

三、现代机械制造工艺与精密加工技术发展方向

（一）规模化制造能力不断增强

现代机械制造工艺与精密加工技术的发展方向之一为规模化制造能力不断增强。工业社会在发展中的显著趋势是社会化大生产能力不断提升，规模化制造能力自然成为了技术革新与应用的方向。通过现代机械制造工艺与精密加工技术的发展与应用轨迹进行分析可以发现，大多新技术都处于不断调整和不断应用的循h关系之中，而辅助于生产制造能力提升和效率提升自然也是技术应用价值的一种体现。

（二）精细化程度不断提升

不断提升精细化程度也是现代机械制造工艺与精密加工技术发展的一个基本方向，特别是在某些关键行业及领域中，精细化程度高低与否极为关键。国内机械制造及加工在整体发展上存在一定侧重，这也导致现代机械制造工艺与精密加工技术发展呈现出了一定不均衡。例如，国内虽然具备了较强的机械制造和加工能力，然而当前依然无法生产出圆珠笔的笔尖，严重依赖进口也导致国内圆珠笔相关产业实际利润率受到了严重影响。精细化程度的提升是一种必然，国内企业参与到世界市场后更是应当注重技术层面的交流并逐步提升机械制造与加工的精细化程度。机械制造工艺与精密加工技术精细化程度提升也要在实践中进行摸索并提升科研能力，将技术本身更好应用到实践之中并进行应用性调整也有利于精细化程度的提升和保障。

四、结语

工业化社会建设的不断上很如对于机械制造工艺提出了新要求，传统机制制造工艺与加工技术不仅无法满足实际需求甚至会导致大量的资源浪费。在全球化趋势十分明显的当代社会，机械制造与精密加工能力已经成为衡量一国自主创新和工业化社会发展程度的关键指标。国内社会单单给予机械制造工艺与精密加工技术重视只是一个基础性前提，机械制造工艺与精密加工技术的提升更是需要在科研，应用层面进行努力与探索。

参考文献：

[1]吴壬佳.现代机械制造工艺与精密加工技术探析[J].中国高新技术产业，2016，（03）.

[2]王小兵.现代机械制造工艺与精密加工技术[J].橡塑技术与装备，2016，（08）.

精密模具篇8

1.1同步带轮结构特点

1）内部有3个均匀分布的弧形凹槽和3个定位孔；

2）形位精度要求较高，内孔的同轴度公差为0.05mm，齿形跳动度为0.1，中心孔的垂直度为0.03。综上分析，如果选择常规方法加工同步带轮，其形状以及内部微小尺寸控制难度大；如果采用粉末冶金法进行成形，零件的凹槽、定位孔及尺寸精度均可通过模具成形来保证。

1.2成形模具设计原理

粉末冶金成形工艺是由粉末冶金零件压机和粉末冶金模具通过对所需粉末进行装料、加压、脱模等主要工步来完成，并使金属粉末密实成具有一定尺寸、形状、孔隙度和强度坯块的过程。该同步带轮应采用不等高零件成形模具设计原理。

1.3成形速度相等原理

根据不等高零件成形运动规律，在不等高零件成形过程中，必须满足成形前、后粉末质量守恒定律，才能使不同高度区域密度近乎相等，在粉末成形时，零件的不同高度区都在同一时间进行粉末压缩和成形，并且各部分所用成形速率相等，所遵循的原理即为成形速率相等原理。由此可知，在压制不等高零件时，要使不同高度的各个区域遵循成形速率相等原理，从而保证零件不同高度区的平均密度相等。

2同步带轮粉末冶金模具的设计

1）齿形成形通过控制材料的流动方向，成形出理想的形状尺寸，是同步带轮成形模具中最关键的环节。由于成形过程中单位压力增大，载荷集中，因此要求模具工作部位刚性好。另外还应设置过载保护，防止毛坯的超差、材料不均匀等导致的过载。

2）同步带轮属于轴类零件，在成形过程中轴向密度差较大，因此模具应采用芯棒成形结构，以保证同步带轮轴向密度分布均匀。

3）该同步带轮有3个定位孔，应采用芯棒成形结构成形定位孔，可以延长模具使用寿命，提高装配精度。该同步带轮采用德国DORST压机进行压制，铁粉的松装密度约为3.2g/cm3，零件的毛坯密度不得小于6.6g/cm3，为了节约成本，模具配件采用已有的五档同步器齿毂模具配件，例如，垫板、压盖等。由此可知，该同步带轮成形模具的设计主要包括中模、上模冲（2个）、下模冲（3个）、芯棒（2个）的设计。

2.1成形中模的设计

中模主要用于同步带轮的齿形成形，因此采用变模数设计法提高齿形精度。材料选用45号钢，具有较高的强度和较好的切削加工性，经适当热处理后可获得一定的韧性、塑性和耐磨性，中模内径尺寸公差为±0.005mm。影响中模几何尺寸的工艺主要是成形和烧结，因此成形中模设计过程中必须考虑成形回弹率δ和烧结收缩率这2个工艺参数。另外，粉末冶金工艺中的烧结收缩率及成形回弹率在径向和轴向甚至各不相同的截面位置都是各不相同的。一般情况下，收缩率和成形回弹率在轴向的值往往大于在径向的。模具的配合间隙仅在径向得到体现，方法是按制件外径或内孔的相应成形件为基准制造，与之相邻的配合件取配合间隙后，按双向公差加工制造。

2.2上模冲和下模冲的设计

根据同步带轮的结构和成形特点，上模冲主要针对产品上表面形状及轴向尺寸设计，上模冲与中模内腔上半部配合，上模冲设计为上外冲和上内冲。同步带轮内部结构主要由下模冲成形而成，内部有弧形凹槽，深度为3.1mm，圆弧半径为17.28mm，设计模具时应保证凹槽的形状及尺寸。下模冲外形与中模内腔下部配合，下模冲设计为下一冲、下二冲和下三冲，更有利于产品成形和提高产品质量。

3结论

1）在发动机同步带轮粉末冶金成形模具设计中，采用了2个成形芯棒和中模变模数设计法，有效地提高了模具装配精度、齿形精度和使用寿命。

2）根据成形模具设计图纸和模具配合原理，将加工制造的模具进行装机实验并且试生产同步带轮的成形品，经过烧结等工艺，将制造的样品经过装机实验，达到了客户在精度、性能等方面的技术指标，成功开发了某发动机同步带轮成形模具，材料利用率高达98%。

3）同步带轮粉末冶金成形模具在生产中有较高的实用价值，其设计思想与开发过程对同类产品开发具有一定的借鉴意义。