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)。

按模具結構形式分類，如單工序模，復式?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構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

現(xiàn)代模具制造技術朝著加快信息驅(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。模具制造技術迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技術，模具的激光快速成型技術，模具的精密成形技術，模具的超精密加工技術，模具在設計中采用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程的動態(tài)模擬技術，模具的CIMS技術，已在開發(fā)的模具DNM技術以及數(shù)控技術等，幾乎覆蓋了所有現(xiàn)代制造技術。

一、高速銑削：第三代制模技術

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，高速銑削加工技術仍是當前的熱門話題，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。

二、電火花銑削和“綠色”產(chǎn)品技術 

從國外的電加工機床來看，不論從性能、工藝指標、智能化、自動化程度都已達到了相當高的水平，目前國外的新動向是進行電火花銑削加工技術(電火花創(chuàng)成加工技術)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，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雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。

三、新一代模具CAD/CAM軟件技術

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 。

新一代模具軟件應建立在從模具設計實踐中歸納總結出的大量知識上。這些知識經(jīng)過了系統(tǒng)化和科學化的整理，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)設計與計算方法的模仿，而是在先進設計理論的指導下，充分運用本領域?qū)＜业呢S富知識和成功經(jīng)驗，其設計結果必然具有合理性和先進性。

四、先進的快速模具制造技術

1、激光快速成型技術(RPM)發(fā)展訊速，我國已達到國際水平，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)、3D-P(三維印刷)。清華大學最先引進了美國3D公司的SLA250(立體光刻或稱光敏樹脂激光固化)設備與技術并進行開發(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，無模多點成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAT技術為主要手段，快速經(jīng)濟地實現(xiàn)三維曲面的自動成形。吉林工大承擔了有關無模成形的國家重點科技攻關項目，已自主設計并制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備。

我國這項技術與美國的麻省理工學院、日本東京大學、日本東京工業(yè)大學相比，在理論研究和實際應用方面均處領先地位，目前正向著推廣應用方面發(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用。一汽模具制造有限公司設計制造了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，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)。瑞士汽巴精化有關專家認為可達90年代國際水平。

五、現(xiàn)場化的模具檢測技術

精密模具的發(fā)展，對測量的要求越來越高。精密的三坐標測量機，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

模具拋光技術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)模應用，模具拋光技術就成為模具生產(chǎn)的關鍵問題。由于國內(nèi)拋光工藝技術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備和工藝技術的影響，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、彌散程度高、金屬晶粒度細、均勻度好等一系列優(yōu)點，以達到拋光至鏡面的模具鋼的要求。 按模具結構形式分類，如單工序模，復式?jīng)_模等；

模具應用

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)應用得非常廣泛。（2）模具采用壓力加工產(chǎn)品，因此廣泛應用于要求無切削的領域。（3）模具制造業(yè)同時也反映了一個國家的制造技術水平

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