现代模具加工简介
必须知道的现代模具制造技术
必须知道的现代模具制造技术必须知道的现代模具制造技术模具制造技术迅速发展，己成为现代制造技术重要组成部分。
如模具CAD/CAM技术，模具激光快速成型技术，模具精密成形技术，模具超精密加工技术，模具设计采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程动态模拟技术，模具CIMS技术，已开发模具DNM技术以及数控技术等，几乎覆盖了所有现代制造技术。
现代模具制造技术朝着加快信息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成方向发展。
一、高速铳削：第三代制模技术高速铳削加工不但具有加工速度高以及良好加工精度表面质量，而且与传统切削加工相比具有温升低（加工工件只升高3°C）,热变形小，因而适合于温度热变形敏感材料（如镁合金等）加工;还由于切削力小，可适用于薄壁及刚性差零件加工;合理选用刀具切削用量，可实现硬材料（HRC60）加工等一系列优点。
因此，高速铳削加工技术仍当前热门话题，它己向更高敏捷化、智能化、集成化方向发展，成为第三代制模技术。
二、电火花铳削“绿色”产品技术从国外电加工机床来看，不论从性能、工艺指标、智能化、自动化程度都己达到了相当高水平，目前国外新动向进行电火花铳削加工技术（电火花创成加工技术）研究开发，这一种替代传统用成型电极加工型腔新技术，它用高速旋转简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铳一样），因此不再需要制造复杂成型电极，这显然电火花成形加工领域重大发展。
最近，日木三菱公司推出了EDSCAN8E电火花创成加工机床又有新进展。
该机能进行电极损耗自动补偿，Windows95上为该机开发专用CAM系统，能与AutoCAD等通用CAD联动，并可进行线精度测量，以保证实现高精度加工。
为了确认加工形状有无异常或残缺，CAM系统还可实现仿真加工。
电火花加工技术进步同时，电火花加工安全防护技术越来越受到人们重视，许多电加工机床都考虑了安全防护技术。
目前欧共体已规定没有“CE”标志机床不能进入欧共体市场，同时国际市场也越来越重视安全防护技术要求。
模具加工工艺技术
模具加工工艺技术
模具加工工艺技术是现代制造业中非常重要的一项技术，它主要涉及到模具的设计、制造以及使用的整个过程。
模具加工工艺技术的发展不仅能够提高生产效率，降低成本，还能够保证产品的质量和稳定性。
首先，模具的设计是模具加工的第一个环节。
设计人员需要根据产品的需求和要求，进行模具的结构设计。
模具设计需要考虑的因素非常多，如产品的形状、尺寸、精度要求，模具的材料等。
只有设计合理的模具，才能够满足产品的加工要求。
其次，模具的制造过程是模具加工的核心环节。
制造模具需要经过多个步骤，包括材料选择、模具加工、热处理和组装等。
材料选择是非常重要的一步，模具的材料通常是硬度高、耐磨性好的金属材料，如优质合金钢。
模具加工需要运用数控加工设备，如车床、铣床、磨床等，来进行零部件的加工和加工表面的精加工。
热处理是对模具进行硬化处理，使模具具有足够的硬度和耐磨性。
最后，需要对加工好的零部件进行组装，形成完整的模具。
最后，模具的使用是模具加工的最后环节。
模具的使用需要工人进行操作，操作人员需要具备一定的技术能力和经验。
使用过程中需要注意安全措施，避免事故的发生。
同时，模具需要进行定期的维护和保养，以延长模具的使用寿命和维持加工精度。
定期保养包括对模具进行清洁、润滑，以及修复或更换损坏的部件等。
总结来说，模具加工工艺技术是现代制造业中不可或缺的一项技术。
通过合理的设计、精确的制造和正确的使用，可以确保产品的质量和稳定性，提高生产效率，降低成本。
随着科技的发展，模具加工工艺技术也在不断创新和进步，为现代化生产提供了更多的可能性。
第16章现代模具制造技术简介
在传统制造业中一般是采用对
锻件或型材进行机械加工的方法获得
模具，由于它具有加工精度高、模具
寿命长的优点，所以一直是广泛应用
的模具制造方法。图16-7所示为一种
典型的金属模具生产工艺流程。
从流程图可知，传统的模具制
造过程基本上是以机械加工为主，从
模具下料、整修到装配，是一个需要
图16-7 传统模具制造工艺流程图
图16-3 融化堆积造型法（法）示意图 1—熔丝材料；2—滚轮；3—加热喷嘴； 4—半熔状丝料；5—制成件；6—工作台
（4）立体平板印刷法（ ，） 又称立体光刻、光造型，
其原理如图16-4所示。 法是最早出现的一种工
艺，目前是技术领域中研究 最多、技术最为成熟的方法。 但这种方法有其自身的局限 性，如需要支撑、树脂收缩 导致精度下降、光固化树脂 有一定的毒性而不符合绿色 制造发展趋势等。
16.1 模具的快速成形技术
1. 快速成形技术概述 快速成形（ ，简称）技术又称为快速原型制造（ ，简 称）技术，是２０世纪８０年代后期兴起并迅速发展起来的一种 基于材料堆积法加工的高新制造技术，堪称近２０年来制造技术 领域最重大发展之一。 ＲＰ技术利用计算机及ＣＡＤ软件对产品进行三维实体造型 设计或利用工业照射实体模型，得到数据文件，然后利用分层软 件对零件进行切片处理，得到一组平行的环切数据，之后利用激 光器产生激光，通过激光扫描，形成极薄的一层固化层，如此反 复，最终形成固态的产品原型。 技术综合机械工程、、数控技术、激光技术及材料科学等多 项技术，在没有任何刀具、模具及工装夹具的情况下，自动、直 接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定结构和功能的零件 或原型，并可及时对产品设计进行快速反应，不断评估、现场修 改及功能试验，大大缩短产品的研发周期，以最快的速度响应市 场，从而提高企业的竟能能力。
模具加工部门简介
模具加工部门简介模具加工部门简介【1】模具加工部门是现代制造业中非常重要的一个部门，它的职责是为其他制造部门提供高质量的模具产品，以用于产品的生产和加工工艺。
【2】在制造业中，模具被广泛应用于各种产品的生产过程中。
它们可以是塑料模具、铸造模具、压铸模具、锻造模具、注塑模具等多种类型。
而模具加工部门对于这些模具的制作、调试和维护都有重要的责任和作用。
【3】模具加工部门通常由一支由经验丰富的技术人员和高精密机械设备组成的团队来运作。
这些技术人员需要具备丰富的模具制作经验和良好的机械工艺知识，以确保所生产的模具能够满足产品生产的需求。
【4】在模具加工过程中，首先需要根据产品的设计要求，制作出模具的设计图。
根据设计图进行加工和调试，以确保模具的质量和准确性。
模具加工部门会使用各种高精度的机床工具来进行加工操作，比如铣床、车床、刨床等。
【5】模具加工部门还需密切与产品设计部门和生产部门进行合作，以确保所制作的模具满足产品的要求。
他们会参与产品的设计评审和工艺分析，提出合理的建议和改进方案。
模具加工部门还负责对现有模具进行维护和修理，保证其长期有效地使用。
【6】作为一个制造业部门，模具加工部门需要具备高度的精益求精的精神和严谨的工作态度。
他们必须时刻关注质量管理并遵循相关的质量标准。
在模具加工过程中，严格的工艺流程和质量控制措施是不可或缺的，以确保模具的精度和可靠性。
【7】随着科技的不断进步和制造业的发展，模具加工部门也在不断创新和发展。
新的技术和工艺不断涌现，为模具的制作带来了更多的可能性和挑战。
模具加工部门需要始终保持学习和进步的态度，积极采用新的技术和装备，以适应市场的变化和需求的不断演变。
【8】模具加工部门在现代制造业中扮演着重要的角色。
它们通过生产高质量的模具，为其他制造部门提供了关键的工具和设备，保障了产品的生产和质量。
模具加工部门需要具备丰富的经验和技术知识，同时保持学习和更新的态度，以适应不断变化的市场和技术需求。
现代模具成形加工法
2 . 1 现代模具成形加工法在许多情况下，由于模具表面的特殊要求以及所用材料的力学性能，使得切削加工在模具制造中受到了限制。
用切削加工制造模具，不仅价格昂贵，而且浪费时间。
因此，在很多情况下，需要应用特种钢、有色金属合金，由成形法来制造各种形状的模具型腔.2 .1.l 铸造法制模铸造工艺可分为四种类型，即：砂型铸造、陶瓷铸造、压力铸造及实型铸造。
具体使用哪一种取决于模具的尺寸、尺寸精度，所需的复制性以及要达到的表面质量。
用浇铸法制造模具的最大优点就是浇铸完成后几乎可以马上使用，后续加工量己经很有限了。
1.砂型铸造这种工艺主要用于制造每片模具达到3t 以上的模具，为了达到所要求的尺寸精度及表面粗糙度，需要对型腔进行切削加工。
其制造方法是：首先根据原物或正模模型制造其相应的母模，制造时对母模的外形尺寸要留有加工余量。
根据型腔的形状以及尺寸，在切除加工余量时，在腔壁上留下1 °~5°的起模斜度，然后利用成形砂对做好的母模进行复制。
当型砂紧固压实后将母模拆除。
在浇铸前，用刮削的方法进行模具表面整理.刮削的好坏影响最终浇铸件的质量。
当浇铸完成后.这个模具就大致完成了。
在取浇铸件时.将砂型敲碎得到铸件。
砂型铸造基本上是由石英砂锗硅或铬矿砂和以水玻璃、油或冷固化树脂为基料的粘接剂混合制造而成。
这里应该注意，以上提到的混合物不能和铸钢反应，这一点很重要，否则.铸钢中就会引起气泡、渗人非金属杂质等而降低模具质量。
除了砂型和浇铸工艺之外，模型的质量及其所用材料也会影响浇铸的表面质量、形状情度及尺寸公差。
同时，制造模型时.还必须考虑铸钢由于凝固冷却所产生的收缩余量。
2 .陶瓷制造陶瓷铸造工艺可用来制造对精密表面的复制性要求较高的模具或型腔嵌件。
这种工艺可以形象逼真地复制像木纹、皮革织物等表面结构。
图2 一2 表明了从模型到模具嵌件的生产步骤。
首先通过靠模― 通常为母模，制造负片图案，这个负片模型通常由冷固硅橡胶制造.反过来用它制造浇铸陶瓷模具。
试论现代模具制造技术的发展方向与趋势
教育科学
２ １ 的发展方 向与趋势
王 国 治 （ 台职 业技 术 学 院机 电工程 系模 具Ｏ 级 １ 邢 ９ 班 ０４０ ５ ０ ０）
模具 加工 简介 模具 加工 是现 代 工业 生产 中应 用 广 泛 的优 质 、 高效 、低 耗 、 适 应 性很 强 的生产 技 术 ，或称 成 型工 具 、成 型工 装产 品 ，是 技术 含量 高 、附加 值 高 、使用 广泛 的新 技 术产 品，是 价值 很 高 的社会 财 富。 由于模 具 生产 技术 的现 代化 ，在现 代 工业 生产 中 ，模 具 已 广泛 应用 于 电动机 和 电器 产 品 、电子 计算 机产 品、仪 表 、家 用 电
育 》． ０ （ ｏ． ２ ７ １） ０ ８欧 阳胜 ，朱永 东 《 高校 教 育质 量评 估 的反 思 》 ． 对 《 西教 育 江 科研 》． ０ １ ） ２ ７（ ０ ２ ９ 马 廷 奇 ． 高 校 教 学评 估 与 教 学 管理 制度 创 新 》Ｌ ． ． 《 Ｉ 《高教 探 ］ 索 》 ２０ （） ０７ ６ ．
２ 世 纪 已进入 信 息 时代 ，信 息 时代 的发 展 日新 月异 ，模 具 行 ｌ ４ 提 高模 具标准 化程 度 ． 我 国模具 标准 化程 度 正在 不 断提 高 ，估计 目前 我 国模 具标 准 业 和企 业 要发 展必 须 把握 时代 脉 搏 ， 自觉主 动 地调 整子 级 的技 术 件 使 用覆 盖率 已达 ￣ ３ ％ Ｕ ０ 左右 。 国外发 达 国家一 般 为８ ％ ０ 左右 。 结 构 。传 统 的模 具设 计制 造 技术 必 须用 先进 适 用 的高新 技术 进 行 改 造 ，模 具 的技术 含 量必 将 逐步 而快 速 地提 高 ，现 代化 工业 企业 ５ 优质 材料 及先 进表 面处 理 技术 ． 选用 优质 钢材 和应 用 相应 的表 面 处理 技术 来提 高 模具 的寿命 管 理技 术 也必 将逐 步 替代 作 坊式 的 管理 模式 。模具 行业 和模 具 企 显得 十分 必要 。模 具 热处 理和 表面 处 理是 能否 充 分发 挥模 具钢 材 业 ，只 有 不断 进行 技 术 结构 的调 整 ，才 能在 瞬 息万 变 的市场 经 济
现代模具加工技术简介
材料，片材表面事先涂敷上
一层热熔胶。加工时，用CO2 激光器（或刀）在计算机控
制下按照CAD分层模型轨迹切
割片材，然后通过辊热压， 使当前层与下面已成型的工
件层粘结，从而堆积成型， 1－收料轴；2－升降台；3－加工平面；
得到制件。
4－CO2激光器；5－热压辊；6－控制用计算机； 7－料带；8－供料轴
材料的热熔性和粘结 性，在计算机控制下
层层堆积成型。
熔丝堆积成型样件（可以经受高温的样件）
熔丝堆积成型样件（精细的样件）
快速成型技术的应用1
快速成型技术的应用2
快速成型的小批量工件（歼敌机控制手柄）
二、 数控电火花加工技术
工件和工具电极分别与脉冲电源的两端连接。自
动进给调节装置使其和成型工件间经常保持一很 小的放电间隙，在间隙最小处或绝缘强度最低处
击穿介质，在该局部产生火花放电，瞬时高温使
工具电极和工件表面都被蚀除掉一小部分金属，
各自形成一个小凹坑。这样以相当高的频率，连
续不断地重复放电，就可将成型电极的形状复制 在工件上。
1. 电火花成型加工原理
2. 电火花成型机床及其产品
在电火花成型机床上用铜或石墨作的电极就可以复制出钢制零件。
3. 电火花穿孔机
水射流切割简称“水切”，是利用高压高速（压 力70～400 MPa，速度500～900 m/s)、通过孔径
为0.05～0.38 mm的人造蓝宝石喷嘴喷出的水，直
接压射在工件加工部位上，进行切割加工。切缝
大约比喷嘴直径大0.025 mm。
水切样件
能加工不锈钢，淬火钢，
硬质合金，铜，铝等各 种导电材料。可加工的
直径为0.3 ～ 3 mm、
最大深径比200：1以上
模具的加工方法及制造工艺
4.4.4 抛光和擦光 抛光是借助于工具，通过工件上自由磨粒作用，使金属去 除的方法。这些方法之间的差距仅在于去除的程度。抛光机和研 磨机可获得较规则的表面，要是采用手工精整的话，特别是那些 不熟练的操作者，容易造成表面波纹程度加大，甚至给原先平直 并不粗糙的表面也增加了波纹。 1．拉抛 ．拉抛。拉抛是采用毡棍，以及和擦光同样的钻石膏沿塑模区 域的拉磨方向上运动，工件固定。在与顶出方向成直角方向上车、 铣、磨削加工，表面产生的脊起和沟槽，对于顶出会产生严重的 问题，在有深槽的地方甚至会阻碍和破坏塑料件成型，这个问题 必须通过在可能产生这些问题的模具零件上沿顶出方向的抛光来 解决。普通的抛光只能抹平脊起，波纹仍然存在，仍会影响顶出。 拉抛影响模具性能。采用最小斜度的模具表面的图纸上，必须规 定采取拉抛，附加到产品的精整规格上。 2．钻石磨料 ．钻石磨料。抛光是借助于工具，使带到工件上的磨料产生作 用而使金属分离。磨料常用钻石磨料，用筛孔尺寸划分其级别。
加工方法
研磨,8000钻石 900磨石,8000钻石,抛光 900磨石,3000钻石,抛光 600磨石,3000钻石,抛光 900拉磨石, 900拉磨石和蒸汽珩磨 900拉磨石和蒸汽珩磨擦光 600拉磨石,3000钻石擦光 400~600磨石和喷砂 0.025
规定
典型应用
Petri盘，光学质量 试管 水晶玻璃杯 不透明，发亮的表面 不透明表面 无光泽表面 半透明 粗整 一般用途 工艺制品，不规定精整 纹理精整
按照零件图纸坐标系编制的程序指令，刀具在CNC设定的坐标系中移 动，把工件加工成图纸指定的形状。因此，为了正确地把工件加工成图纸指 定的形状，两个坐标系必须设在同一位置。 根据零件形状、加工数量可以使用简单的方法把两个坐标系设在同一位置。 1)使用工件的基准面和基准点。使刀具中心与工件基准点重合，在这个位置 上设定由CNC指定的坐标系。 2)把工件直接安装在夹具上。使刀具中心与参考点重合，在该位置设定CNC 指定的坐标系。夹具应安装在距参考点预先设定的位置。 3)把工件装在托盘上，然后把工件和托盘一起装在夹具上。夹具和坐标系的 规定与(2)相同。
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三、 电火花线切割加工 • 1.电火花线切割原理 • 2. 线切割机床及其加工样件 • 3. 电火花线切割加工的模具镶块 • 4. 线切割加工和冲压 四、 雕刻机 五、数控坐标磨床 六、水射流切割技术
产品原型（模型或产品图）
产品评价
模具总体工艺方案
模具装配图
材料清单 备料/定制模架
产品原型修正 （收缩率、拔模斜度、回弹等）
1.电火花线切割原理
1－绝缘板；2－工件；3－脉冲电源；4－钼丝； 5－导向轮；6－支架；7－贮丝筒
2. 线切割机床及其加工样件
3. 电火花线切割加工的模具镶块
4. 线切割加工和冲压
四、 雕刻机
主要用于加工各种精细零件、图案及文字等。
经过精密铣雕加工的鞋模
五、数控坐标磨床
连续轨迹的坐标磨床， 不仅可以磨削圆形孔， 而且还可以按照设定 的程序和连续轨迹磨 削任意曲线形状的凸 模和凹模。
1. 电火花成型加工原理
2. 电火花成型机床及其产品
在电火花成型机床上用铜或石墨作的电极就可以复制出钢制零件。
3. 电火花穿孔机
能加工不锈钢，淬火钢， 硬质合金，铜，铝等各 种导电材料。可加工的 直径为0.3 ～ 3 mm、 最大深径比200：1以 上的孔。
三、 电火花线切割加工
电火花线切割加工采用金属丝（钼丝或铜丝）作为 工具电极，对工件（一切导电材料均可）进行脉 冲火花放电、切割成型。
材料，片材表面事先涂敷上
一层热熔胶。加工时，用
CO2激光器（或刀）在计算 机控制下按照CAD分层模型
轨迹切割片材，然后通过辊
热压，使当前层与下面已成
型的工件层粘结，从而堆积 1－收料轴；2－升降台；3－加工平面；
成型，得到制件。
4－CO2激光器；5－热压辊；6－控制用计算机； 7－料带；8－供料轴
薄片分层叠加成型样件
六、水射流切割技术
水射流切割简称“水切”，是利用高压高速（压 力70～400 MPa，速度500～900 m/s)、通过孔 径为0.05～0.38 mm的人造蓝宝石喷嘴喷出的水， 直接压射在工件加工部位上，进行切割加工。切 缝大约比喷嘴直径大0.025 mm。
水切样件
1. 光敏树脂液相固化成型
液槽中盛满液态光敏树 脂。激光束在偏转镜的 作用下，在液体表面上 扫描，扫描的轨迹及激 光的有无均由计算机控 制，光点扫描到的地方， 树脂就固化。
光敏树脂液相固化成型样件
光敏树脂液相固化成型样件
2. 薄片分层叠加成型（LOM）
LOM工艺采用薄片材料，如
纸、塑料薄膜等，作为成型
薄片分层叠加成型样件
3. 选择性激光粉末烧结成型（SLS)
SLS又称选区激光烧结， 是利用粉末材料（金 属粉末或非金属粉末） 在激光照射下烧结的 原理，在计算机控制 下层层堆积成型。
选择性激光粉末烧结成型样件
选择性激光粉末烧结成型样件
4. 熔丝堆积成型（FDM）
FDM工艺是利用热塑 性材料的热熔性和粘 结性，在计算机控制 下层层堆积成型。
零件图
传统模具制造流程图
模具加工 装配/钳工修模
试模 模具性能评价 不合格 返回各部门修改
合格 投入使用
现代模具制造流程图
产品原型（模型或产品图）
产品评价
模具总体方案设计
指导
完善
并行通信
模具结构 工艺方案
产品原型 修正
模具加工 工艺方案
模具关键部分 备料、预加工
建立模具关键部分数学模型
修 改 模具结构设计
第五章 现代模具加工简介
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主要内容
一、 快速原型制造技术 • 1. 光敏树脂液相固化成型 • 2. 薄片分层叠加成型（LOM） • 3. 选择性激光粉末烧结成型（SLS) • 4. 熔丝堆积成型（FDM） 二、 数控电火花加工技术 • 1. 电火花成型加工原理 • 2. 电火花成型机床及其产品 • 3. 电火花穿孔机
熔丝堆积成型样件（可以经受高温的样件）
熔丝堆积成型样件（精细的样件）
快速成型技术的应用1
快速成型技术的应用2
快速成型的小批量工件（歼敌机控制手柄）
二、 数控电火花加工技术
工件和工具电极分别与脉冲电源的两端连接。自动 进给调节装置使其和成型工件间经常保持一很小 的放电间隙，在间隙最小处或绝缘强度最低处击 穿介质，在该局部产生火花放电，瞬时高温使工 具电极和工件表面都被蚀除掉一小部分金属，各 自形成一个小凹坑。这样以相当高的频率，连续 不断地重复放电，就可将成型电极的形状复制在 工件上。
数控编程
工
修艺 改卡
片
否 模具结构性能评价
加工质量评价（仿真）
好 定制模架
试模 投入使用
一、 快速原型制造技术
20世纪80年代发展起来的快速原型制造技术，被 认为是近30年来制造领域的一次重大突破。快速 原型制造技术综合了机械工程、CAD、数控技术、 激光技术及材料科学技术，可以自动、直接、快 捷、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原 型或直接制造零件。