先进制造技术在模具制造业中的应用

先进制造技术在模具制造业中的应用（共10篇）

先进制造技术在模具制造业中的应用 篇1

先进制造技术在模具制造业中的应用

随着全球经济一体化发展，模具企业间的竞争日益激烈，为了能在激烈的市场竞争中立稳脚跟谋求发展，企业必须以最新的产品、最短的开发时间、最优的质量、最低的成本、最佳的服务、最好的环保效果和最快的市场响应速度来赢得市场和用户。为实现这一目标，模具制造业必须改变传统观念，不断对各单项技术进行集成融合，并与现代信息技术、现代管理技术相结合，从而推动先进制造技术的发展。

从20世纪80年代以来，一些工业发达国家提出了许多不同的先进制造技术新模式、新技术、新思想、新方法，这其中包括计算机辅助设计、制造、工程(CAD／CAM／CAE)，逆向工程技术，并行工程，快速成形技术，虚拟制造技术，敏捷制造、精良生产、制造资源计划等新技术。这些新技术的使用，对提高制造业企业的竞争力起到了巨大的作用。本文将对高速加工技术、逆向工程技术、快速成形技术和虚拟制造技术等进行简单的介绍。

1、模具设计，加工中的几种先进制造技术 1．1 高速加工技术(HSM)1．1．1 何谓高速加工

高速加工概念起源于德国切削物理学家Carl Salomon，他认为在常规切削范围内切削温度随着切削速度的增大而升高，当切削速度达到临界切削速度后，切削速度再增大，切削温度反而下降，从而大大地减少加工时间，成倍地提高机床的生产率。这一理论的发现为人们提供了一种在低温低能耗条件下实现高效率切削金属的方法。目前通常把切削速度比常规切削速度高5-l0倍以上的切削称为高速加工。

1．1．2 高速加工的特点及在模具工业中的应用

a、加工效率高，由于切削速度高，进给速度一般也提高5-l0倍，这样，单位时间材料切除率可提高3-6倍，因此加工效率大大提高。

b、切削力小，高速加工由于切削速度高，切屑流出的速度快，减少了切屑与刀具前面的摩擦，从而使切削力大大降低。

c、热变形小，高速加工过程中，由于极高的进给速度，95％的切削热被切屑带走，工件基本保持冷态，这样零件不会由于温升而导致变形。

d、加工精度高，高速加工机床激振频率很高，已远远超出“机床-刀具-工件”工艺系统的固有频率范围，这使得零件几乎处于“无振动”状态加工，同时在高速加工速度下，积 1 屑瘤、表面残余应力和加工硬化均受到抑制，因此用高速加工的表面几乎可与磨削相比。

e、简化工艺流程，由于高速铣削的表面质量可达磨削加工的效果，因此有些场合高速加工可作为零件的精加工工序，从而简化了工艺流程，缩短了零件加工时间。综上所述，高速加工是以高切削速度、高进给速度和高加工精度为主要特征的加工技术。其工件热变形小，加工精度高，表面质量好；非常适合模具加工中的薄壁、刚性较差、容易产生热变形的零件，可以直接加工模具中使用的淬硬材料，特别是硬度在HRC46～60范围内的材料。

1．2 逆向工程技术(RE)1．2．1 何谓逆向工程技术

按照传统的产品开发流程，开发过程是市场调研—概念设计—总体设计—详细设计—制定工艺流程—设计工装夹具—加工、检验、装配及性能测试—完成产品。即从“设计思路—产品”的产品设计过程，这被称为正向工程或顺向工程(FE)。然而，当我们掌握是的物理模型或实物样件时，我们必须寻求某种方法将这些实物(样件)转化为CAD模型，使之能应用CAD／CAM／CAE等先进技术完成有关任务。这种产品开发方式的设计流程是从实物到设计，我们将这种由“产品—设计思路”的产品开发过程称为逆向工程或反求工程(RE)。

1．2．2 逆向技术在模具工业中的应用

模具工业中的逆向工程应用大致可分为以下几种情况：

a、在没有设计图样以及设计图样不完整或没有CAD模型的情况下，在对零件原型进行测量的基础上形成零件的设计图样或CAD模型。

b、某些难以直接用计算机进行三维几何设计的物体(如复杂的艺术造型、人体、动植物外形)，目前常用黏土、木材或泡沫塑料进行初始外形设计，再通过逆向工程将实物模型转化为三维CAD模型。

c、人们经常需要对已有的产品进行局部修改。原始设计没有三维CAD模型的情况下，应用逆向工程技术建立C A D 模型，再对CAD模型进行修改，这将大大缩短产品改型周期，提高生产效率。

d、利用逆向工程技术可以充分吸收国外先进的设计制造成果，使我国的模具产品设计立于更高的起点，同时加速某些产品的国产化速度，在这方面逆向工程技术均起到不可替代的作用。

1．3 快速成形技术(RP)1．3．1 何谓快速成形技术

快速成形技术，是20世纪80年代末90年代初发展起来的一种先进制造技术，它结合 了数控技术、CAD技术、激光技术、材料科学技术、自动控制技术等多门学科的先进成果，利用光能、热能等能量形式，对材料进行烧结、固化、粘结或熔融，最终成形出零件的二维实物模型。

1．3．2 快速成形技术在模具工业中的应用

a、产品开发对于新产品，通过快速成形技术，方便快速地试制出产品的实物模型，根据实物模型可以及时地发现产品设计中所存在的不足或错误之处，从而既缩短了新产品开发的研制周期，又避免了设计错误可能带来的损失。

b、产品性能测试快速成形制造在一般场合可以代替实际零件，对产品的有关性能进行综合测评或工程测试，优化产品设计，这样可以大大提高产品投产的一次成功率。

c、样件展示由于应用快速成形技术很容易制造出新产品的样件，因此，快速成形技术已成为开发商与客户之间进行交流沟通的重要手段。

d、快速制模将快速成形技术与真空注型、熔模铸造、金属电镀等技术相结合，快速制造出模具，用于零件的数件或小批量生产。

1．4 虚拟制造技术(VM)1．4．1 何谓虚拟制造

虚拟制造是新产品及其制造系统开发的一种哲理和方法论，它强调在实际投入原材料与产品实现过程之前，完成产品设计与制造过程的相关分析，以保证制造实施的可行性。虚拟制造技术是基于产品模型、计算机仿真技术、可视化技术及虚拟现实技术，在计算机内完成产品的制造、装配等制造活动的制造技术。

1．4．2 虚拟制造技术在模具工业中的应用

a、在模具设计阶段，应用虚拟设计技术，在计算机中完成整体及零部件的概念设计、造型设计、总体布局设计和结构设计等，同时对其刚度、强度、固有频率、动态响应及疲劳使用寿命等性能进行模拟分析，以便在设计阶段就发现问题并有针对性地解决有关问题。

b、使用虚拟装配技术，能避免传统装配方式常存在的装配干涉或装配不到位现象，可以方便地修改并首先生成零部件模型，从而大大降低了模具零件的返工率。

c、虚拟实验技术可对整个模具在真实实验环境、实验条件、实验负荷下进行模拟实验，通过机构运动虚拟软件仿真其运动轨迹，预测产品的安全性、可靠性、经济性。

2、其他先进制造技术 2．1． 敏捷制造技术(AM)敏捷制造的基本思想是通过将高素质的员工、动态灵活的组织机构、企业内部及企业之 间的灵活管理以及柔性的先进生产技术进行全面集成，使企业能够对快速变化、难以预测的市场要求做出快速反应，并由此获得长期的经济效益。

2．2 并行工程(CE)并行工程是一个集成的、并行的方式设计产品及其相关过程的系统方法，它要求开发人员在设计开始就需考虑产品整个生命周期中的所有因素，包括产品质量、成本、进度计划、用户要求等。为达到并行的目的，需要建立高度集成的模型，应用仿真技术，实现异地人员的协同工作。

2．3 精良生产(LP)精良生产的目的是简化生产过程、减少信息量、消除过分臃肿的生产组织，使产品及其生产过程尽可能简化和标准化。精良生产的核心是准时生产和成组技术。

3、结束语

随着信息时代的到来，模具制造业全球化是发展的必然趋势；其竞争不断加剧，使当前模具制造业面临极大的挑战，这一挑战主要来源于市场和技术两大方面。每个技术单元同时面向市场和合作伙伴，必须灵活地进行重组和集成，达到优势互补。高速切削、逆向工程、快速成形技术与CAD／CAE／CAM／RP虚拟环境的集成可使设计概念转换为产品的时间缩短几倍乃至几十倍，构成一个快速产品开发及其模具制造的综合系统，可以实现从产品的设计、分析、加工到管理的灵活经济的组织方式，从而推动模具制造技术的发展。

先进制造技术在模具制造业中的应用 篇2

关键词：三维技术,电机模具,Pro/E

中国已加入WTO, 制造行业不得不参与国际市场竞争。传统的产品开发方式已经不再适应企业对产品的时间、质量、成本的要求。因为传统手工绘图设计模式, 很难用二维图纸去描绘三维空间机构运动和进行产品装配干涉检查等工作, 因此其工作流程是按顺序进行的。很多时候是等模具做出来了, 对产品进行试装配时才发现干涉或设计不合理等现象。例如我单位现有的定转子冲片模, 为了节约原材料, 模具的主要部件采用了镶拼的方式, 在传统的二维图设计中对拼块间的间隙很难完好的配合, 但在三维作图时完全可以在零件成品上进行间隙的配合设计, 避免了在设计早期时不能全面考虑下游过程的要求, 从而使产品设计存在很多缺陷, 造成设计修改工作量大, 开发周期长, 成本高。

1 三维技术与模具制造的发展概述

1.1 电机模具发展的趋势

模具制造是制造业中发展最快的技术之一, 其特点是数量很大, 批量极小, 换代非常快。从理论上说, 它是CAD技术最能发挥优越性的领域。但我国目前模具CAD的成果并不十分显著, 尤其是在电机模具等冲压模具CAD技术应用方面, 这项技术的巨大潜力还未充分发挥出来, 解决这个问题的关键就是要提高模具的设计效率。

目前在模具CAD技术的发展方面存在着以下几种趋势:1) 模具CAD的参数化;2) 模具CAD的智能化;3) 模具CAD的一体化;4) 模具CAD的专业化。

1.2 Pro/E三维技术的发展

Pro/Engine e r是建立在统一基层上的数据库上, 不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库, 就是工程中的资料全部来自一个库, 使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作, 不管他是哪一个部门的。换言之, 在整个设计过程的任何一处发生改动, 亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如, 一旦工程详图有改变, NC (数控) 工具路径也会自动更新;组装工程图如有任何变动, 也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合, 使得一件产品的设计结合起来。

2 Pro/E三维技术在电机模具制造中的应用

2.1 电机模具制造的开发方案

为了实施模块化设计, 基于Pro/E二次开发, 设计出一套电机模具模块化CAD系统, 系统分两大部分:模块库与模块库管理系统。

2.1.1 模块库的建立

模块库的建立有三个步骤:模块划分、构造特征模型和用户自定义特征的生成。标准零件是模块的特例, 存在于模块库中。标准零件的定义只需进行后两步骤。模块划分是模块化设计的第一步。模块划分是否合理, 直接影响模块化系统的功能、性能和成本。每一类产品的模块划分都必须经过技术调研并反复论证才能得出划分结果。

对于模具而言, 功能模块与结构模块是互相包容的。结构模块的在局部范围内可有较大的结构变化, 因而它可以包含功能模块;而功能模块的局部结构可能较固定, 因而它可以包含结构模块。模块设计完成后, 在Pro/E的零件/装配 (Part/Assembly) 空间中手工建构所需模块的特征模型, 运用Pro/E的用户自定义特征功能, 定义模块的两项可变参数:可变尺寸与装配关系, 形成用户自定义特征 (User-Defined Fe ature s, UDFs) 。生成用户自定义特征文件 (以gph为后缀的文件) 后按分组技术取名存储, 即完成模块库的建立。

2.1.2 模块库管理系统开发

系统通过两次推理, 结构选择推理与模块的自动建模, 实现模块的确定。第一次推理得到模块的大致结构, 第二次推理最终确定模块的所有参数。通过这种途径实现模块“可塑性”目标。在结构选择推理中, 系统接受用户输入的模块名称、模块的功能参数和结构参数, 进行推理, 在模块库中求得适用模块的名称。如果不满意该结果, 用户可指定模块名称。在这一步所得到的模块仍是不确定的, 它缺少尺寸参数、精度、材料特征及装配关系的定义。在自动建模推理中, 系统利用输入的尺寸参数、精度特征、材料特征与装配关系定义, 驱动用户自定义特征模型, 动态地、自动地将模块特征模型构造出来并自动装配。可通过Pro/E的二次开发工具实现, 通过模块的调用可迅速完成模具设计, 这个系统可以使模具设计周期明显缩短。

2.2 Pro/E三维技术在电机模具制造中的二次开发应用

Pro/E软件在提供强大的分析、设计、制造等功能的同时, 也为用户提供了多种二次开发工具, 如族表 (Familytable) 、用户自定义特征 (UDF) 、Pro/Program、J-Link等。对于电机模具的制造, 需要借助于Pro/E三维技术在自动装配建模方面的二次开发才能够最终实现三维制造。自动建模指面对特定的产品, 根据用户输入的参数或根据运用CAD系统进行设计产生的数据结果, 系统应能动态地、自动地将模型建造出来, 也称程序自动建模。Pro/E是一种采用了特征建模技术, 基于统一数据库的参数化的通用CAD系统, 利用它提供的二次开发工具Pro/TOOLKIT, 在Pro/E的基础上进行二次开发, 可以比较方便地实现面向特定产品的程序自动建模功能, 并且可以把较为丰富的非几何特征如材料特征、精度特征加入所产生的模型中, 所有信息存入统一的数据库, 是实现CAD/CAE/CAM集成的关键技术之一。在电机模具的三维开发制造中, 由于电机模具的形状呈现不规则的几何形, 因此对于非几何特征的三维开发及附加, 成为电机模具三维制造的关键。为了实现对电机模具非几何特征的三维开发附加, 可以运用Pro/TOOLKIT提供的库函数, 将一些非几何特征包括材料特征以及精度特征附加到已建模型中, 同时要由程序自动地设置材料特征, 在此基础上, 就可以在程序中将多种材料特征赋给产品模型, 并设定其中一种材料为模型的当前使用材料。材料特征信息与产品模型的其它特征信息存于同一数据库中, 而模型的当前使用材料的各种参数将在该产品的分析计算中自动被使用, 从而实现对电机模具中的非几何特征的计算、建模和加载。

3 结语

基于三维技术应用的模具开发、制造技术, 已经成为目前国际上CAD、CAM领域的研究热点, 当前限制着三维技术在模具制造领域内的应用的主要因素就是采用不同的三维技术建模所带来的数据无缝集成的问题。因此, 下一步研究的重点就是在实现三维技术应用于模具制造的基础上, 重点研究和实现不同的三维建模技术之间的数据接口, 以实现不同的三维应用软件的数据转换, 真正实现三维技术在模具制造上的应用。

参考文献

[1]钟志华, 李光耀.薄板冲压成形过程中计算机仿真与应用研究[M].北京:北京理工大学出版, 1998.

绿色制造技术在模具中的应用分析 篇3

【关键词】绿色设计与制造；模具；发展；应用

0.前言

绿色制造，又称环境意识制造（Environmentally Conscious Manufacturing）、面向环境的制造（Manufacturing For Environment）等，是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式。绿色制造技术是指在保证产品的功能、质量、成本的前提下，综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式。它使产品从设计、制造、使用到报废整个产品生命周期中不产生环境污染或环境污染最小化，符合环境保护要求，对生态环境无害或危害极少，节约资源和能源，使资源利用率最高，能源消耗最低，并使企业经济效益和社会效益协调优化。而在制造业中，模具的使用量超过了一般的设备，它的生产技术影响着国家制造水平的高低。基于绿色制造技术的原则和目标，在模具制造中使用这项技术，能以最低的能源消耗换来最高的经济效益和社会效益。本文将阐述绿色制造的设计和加工工艺，并且就它在模具的应用中所产生的作用进行分析。

1.模具与绿色制造

1.1传统设计和绿色设计

模具生产是制造工业化的基础，传统的模具设计和生产过程是资源的浪费过程，一旦开模，那么模具材料就很难再次利用，因此模具设计和制造中，资源利用率很低，能源浪费严重，并且模具生产中含有的有害物质会严重污染生态环境，危害人体健康。而绿色制造模式是一个闭环系统，能从设计、制造、使用一直到产品报废、回收，减少整个寿命周期对环境影响，提高资源利用率，也就是说要在产品整个生命周期内，考虑产品环境属性，改变原来末端处理的环境保护办法，对环境保护从源头抓起，使产品在满足环境目标要求的同时，保证产品应有的基本性能、使用寿命、质量。传统设计和绿色设计相比，前者多注重如何制造出合格的模具，后者能在环保基础上考虑材料的合格性，并且会考虑到模具的回收再利用。而传统设计的产品在使用后大多数都是废弃的“垃圾”，回收率低下，严重污染环境。

1.2绿色模具材料的选择

模具基础是模具材料的选择，是否属于绿色产品，对最后产品的形成有着重要影响。因此在考虑到环境问题的基础上，绿色模具材料应该符合低能耗、低成本、少污染的特点，而少污染材料是指在加工过程中，没有产生或者较少产生污染物的材料，能便于回收，可以多次重复使用或者可降解。例如，可以使用优质镜面模具钢加工型腔，采用不锈钢来加工防腐模具，以镍磷镀代替电镀铬。这些材料与技术相比传统设计材料和技术能减少对环境的污染，也能降低成本。

1.3绿色模具的设计

绿色制造的首要考虑因素是产品的使用年限，对于一些冲压模具，可以采用一模多形、一形两用或者拼装式等手段改进结构，采用弹性卸料板，合理选取冲压间隙值，借此来提高模具的使用率。最大限度提升模具使用寿命，应该选择适当的模面位置，选择合适的模具造型，利用有效的锻造制造设备，这样也能方便模具的拆洗和零件的更换。拆洗和更换，能够为模具的长期使用提供有效保障，并且在一定程度上减少污染。绿色模具材料具有很高的可回收性，因此在设计过程中，使用节能环保材料，减少特殊工具的连接件，选择可重复利用的零部件，便于拆卸联接，尽量减少焊接、铆接、胶接的出现，这样能够更有利于对模具损坏部分的维护。

模具设计要求规范化、标准化、系列化，这些是在模具专业化生产过程中提高质量、缩短周期、降低成本的有效措施。多重规格的标准模架和配件，能使有限的资源得到充分利用，不仅节约了资源，而且能方便加工管理。在模具设计过程中，机械生产车间会产生严重的噪音污染，不仅影响周边环境，而且会对操作人员的身体产生极大的冲击，对耳朵健康造成很严重的威胁。所以，在进行设计的时候应该采取措施减少噪音的产生，甚至消除噪音。消除噪音的方法有很多，在制造过程中可以使用摩擦离合器代替原有的刚性离合器，在噪音产生部位上使用隔音罩，或者使用有减震器的无冲击模架。

在技术方面，采用模具CAD/CAPP/CAM一体化。目前国内CAD三维技术被广泛运用。采用CAD技术能够减少设计图纸的使用，节约资源和能源，并且能运用这些技术对模具成品进行分析，了解材料的流动情况，产品强度、刚度和抗冲击力度，能够在第一时间了解到产品的使用情况。模具的包装设计也必须面向环境，确保包装材料从简或者使用绿色包装材料。很多包装材料都是难降解或者难以回首的材料，最后只能进行焚烧或者掩埋，这些材料的使用不仅浪费了资源，而且很大程度上污染了环境。因此，包装上应该采取无毒、无公害、易回收、易降解的环保材料与设计。

目前科技发展日新月异，模具制造与更新步伐不断加快，因此绿色模具在使用后，应该遵循回收再利用的原则，即根据模具的使用磨损情况，将其中一些可再用部分进行拆卸并进行加工维护，方便再次使用，而剩下的则作废料处理。

2.绿色模具的加工工艺

制作绿色模具必须采用绿色工艺，这是提高绿色制造的重要手段，不仅能为企业提高紧急效益，还能减少对环境的影响。绿色模具的制造工艺能够改善劳动条件，减少污染物的用量和排放量，减少对环境的污染，减少操作者的健康威胁，并且能确保成型模具可以适应生产生活的需要。目前绿色制造工艺有快速成型技术、虚拟现实技术、高速切削、激光加工等方法。

快速成型技术又称快速原型技术，是利用计算机辅助设计、精密机械、数控、激光技术和材料科学技术，采用离散、堆积原理将所需要加工的零件利用CAD技术转化为实物原型，这样方便检测物体设计质量和功能。虚拟现实技术与快速成型技术类似，都是通过计算机及相关设备对于物体全面建模和仿真，有利于减低成本，缩短生产周期。高速切削能将产品加工得非常光滑，减少因为再加工所造成的材料损耗和抛光时间，有利于提高生产效率。激光加工不同于传统刀具切削，不会产生很多的切削，也不会损坏刀具和产生噪音。作为绿色制造加工技术，激光加工是非接触、无磨损、无噪音、无切削的加工技术，不会对环境产生很大的影响，因此值得采纳。

【参考文献】

[1]曾勇.住宅设计中绿色技术的应用[J].南方论刊，2010，12（5）：84-86.

[2]丁绍兰，王睿.绿色技术在皮革工业中的应用[J].皮革科学与工程，2008，5（3）：44-46.

[3]杨彩虹，朱开强.初探绿色技术在旧工业建筑改造中的应用[J].煤炭工程，2012，8（9）：175-178.

先进制造技术在模具制造业中的应用 篇4

摘 要：《模具设计与制造》是高职模具设计与制造专业重要的专业课，课程理论性、实践性、技术性和操作性都比较强。为了将高职学生带进模具设计与制造的专业大门，让学生了解和掌握模具设计与制造的基本理论、基本知识和基本操作技能，探索一种先进、合理的教学方法是非常重要的。

关键词：高职；项目教学；模具设计与制造

《模具设计与制造》课程的教学内容理论知识枯燥乏味，趣味性不够，但是在实际工作中其技术性要求的又十分的高，如果依然采用“?M堂灌”、“照本宣科”的教学方法，势必会使学生感到枯燥无味，失去学习兴趣，难以实现培养目标。为此，笔者结合多年的《模具设计与制造》教学经验，认为实施项目教学法对高职《模具设计与制造》课程的教学有着重要的实践意义。

项目教学法是师生通过共同完成一个完整的模具设计与制造项目而进行的教学行动，其关键是设计和制定一个项目的工作任务，一般按照以下几个阶段进行。

1确定项目任务

它是项目教学法的关键，也是本专业教学成败的关键。根据职业分析，本专业所培养的人才应该既能设计模具，又能制造模具。笔者按照该职业的工作过程，研究冲压模和塑料模两个项目，同时为了教学方便，把每个项目分成设计与制造两个模块。模具主要包含冷冲压模具与塑料模具两大类，冷冲压模具中有冲裁、弯曲、拉深、冷挤压模等几种类型。塑料模具中有注射、压缩、压注、中空吹塑成形模以及挤出成形机头等。冲裁模和注射模是最典型、应用最广的模具，将其作为项目任务，具有代表意义。

2项目准备

为了确保项目顺利实施，必须使学生了解所学专业的职业工作任务，事先准备好学生完成项目所需的各种资料、材料、工具等，还必须传授完成项目所需的知识和技能。设计采用的软件可按照国际化的高标准，制造则须根据本校的实际情况，也可以和企业联合。对于项目中设计模块，教师必须准备一个和项目不同的产品的三维模型图，详细地教学生做一次，尤其是查手册选择设计参数、标准件、模架时，更应该举一反三地加以说明，学生完全模仿。也就是说，教师必须把多年模具设计的经验归纳、总结、优化后教给学生，第一步做什么，第二步做什么……。这对教师来说是难点，但对学生来说，却是非常重要的，很可能奠定了学生一生的设计基础。对于项目中的制造模块，教师需阐明模具加工的一般过程，把每个模具零件的加工工序按照一般企业加工规范向学生说明，然后再结合本校的实际情况加以修改或增减，并向学生说明原因。总之，我们在项目实施中要注意培养学生身处企业的职业行为感觉，培养学生认真负责的职业精神。

3制定计划

项目以小组为单位进行，约5人为一组，设计项目必须每人独立完成，评出最好的经教师检查合格（学生可修改至合格）的才能进入制造项目。学生根据教师下达的项目任务书和产品图，参照模仿设计或制造的经验，确定工作步骤。尤其是制造，如将程序转入数控机床、机床检查和调试、刀具准备、毛坯装夹、对刀、粗加工、半精加工、精加工等一直到全部完成，都要按顺序写清楚，最终需得到老师的认可。

4实施计划

学生确定各自在小组中的分工以及小组成员合作的形式，然后按照已确定的工作步骤和程序工作。一旦遇到问题，小组成员须集体讨论研究，解决不了时再请教老师。教师巡回检查、指导，记录好的方法和存在的问题，观察学生解决问题的方法，评估学生的原始记录，开展小组之间的相互竞赛。制造项目中教师须高度注意且重复向学生说明的是安全问题。在项目实施过程中关键要因材施教，根据班级的整体情况调整、控制好项目的进度，及时发现问题提醒学生修改，重点关注和帮助后进生。只有这样，才能保证全班同学按时、按质、按量地完成项目任务。

5检查评估和交流

学生完成一个项目模块的工作任务后，要立即进行检查、评估和交流，以利于学生发扬优点，避免错误重犯。评估分口头评价和评分，评价可参照评分标准的一些内容进行口语化表达，以利于相互交流。先由学生对自己的工作结果进行自我评估，再由评分小组（由各小组组长组成）评估，然后教师检查评估。教师要对各项目模块制定一个较为详细的评分标准，包括工作过程和工作成果。工作成果的评分标准相对比较容易，例如：模具设计结构合理性，设计或加工参数选择的合理性，图纸或加工尺寸、形状错误等均可作为记分标准；工作过程评分标准可从独立完成工作任务情况，操作步骤、顺序的正确性，加工工序的合理性，团结协作方面，解决关键问题能力方面，出勤情况等方面分别制定出记分或加分标准。总之，检查评估和交流的目的是促进学生发展，促进学生的成就感，促进学生有信心去迎接下一项目的挑战。

6归档及成果应用

项目完成后，我们应该把每个小组选出的一套模具设计图存档，以利于下一次的教学或成果展览；所制造出来的模具，如果是企业（或模具厂）接的任务，就及时给企业，也可作为教学用品和成果展览。

7结语

项目式教学通过理论结合操作，符合了未来职业教育的发展方向。在模具设计与制造专业教学中，通过项目式的教学培养出的学生适应了当今经济和社会的发展，满足了对专业应用型技术人才的要求。

参考文献

先进制造技术在模具制造业中的应用 篇5

模具在加工业中有重要的地位。模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。

模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。

现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展。

上世纪30年代以前，一般采用简单工具与设备，形成以手工制造 模具的生产方式，也只能制造简单模具，其制造精度与质量完全取决于工人技艺和实际经验。上世纪30～70年代后期，是模具工业化生产方式的发展过程。其主要成就与特征有：广泛采用铣削、成形磨削工艺，并实现带精密孔距的圆孔与型孔加工的精密坐标磨削工艺技术；电火花成形加工和NC电火花线切割加工工艺的广泛应用，为高硬材料的型件提供了关键加工技术；实现了模具型件的专业化、系列化和标准化。随着模具标准化的发展，在生产中全面采用标准化进行设计与制造，不仅是模具工业化生产方式的重大成就和特征，也是实现现代化模具生产方式的重要技术基础。

随着计算机和机床工业的进步与发展，1980年以来模具CAD/CAM、CAD/CAM/CAE已成为广泛的应用技术，它们与标准化相配合实现了模具设计与制造的信息化、数字化的模具生产方式。

年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政 策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999 年我国模具工业产值为245 亿，至2000年我国模具总产值预计为260-270 亿元，其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。

我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。

成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM 系统，据有关方面预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC 塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展速度也将高于总平均 水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。研究表明，模具的使用寿命与热处理、选材、结构、机械加工 工艺、滑润、设计水平等诸多因素有关。根据对大量失效模具的分析统计，在引起模具失效的各种因素中，热处理不当约占45%，选材和模具结构不合理约占25%，工艺问题约占10%，滑润和设备问题因素约占20%。因此，在模具设计和制造过程中，选材、模具结构、热处理工艺、加工工艺和改善模具的工作条件都能够提高模具的质量和使用寿命。

1.合理选用模具材料

选用模具材料时，应根据不同的生产批量、工艺方法进行选择。在批量生产中，应选用耐用的模具材料，如硬质合金，高强韧、高耐磨模具钢；小批量或新产品试制可采用锌合金、铋锡合金等模具材料；易变形、易断裂失效的通用模具，需要选用高强度、高韧性的材料；热锻模要选用具有良好的韧性、强度、耐模性和抗冷热疲劳性能的材料；压铸模要采用热疲劳抗力高、高温强度大的合金钢；塑料模具则应选择易切削、组织致密、抛光性能好的材料。此外，在设计凸凹模时，选用不同硬度或不同材料的模具相搭配，模具使用寿命可提高5～6倍。

2.合理的模具结构

模具设计的原则是保证足够的强度、刚度、同心度、对中性和合理的冲裁间隙，并减少应力集中，以保证由模具生产出来零件符合设计要求。因此，对模具的主要工作零件要求导向精度高、同心度和中性好及冲裁的间隙合理。在模具设计时，应着重考虑：凸模应注意导向支撑和对中保护，特别是设计小孔凸模时采用自身导向结构，可延长模具寿命；对夹角、窄槽等薄弱部位，为了减少应力集中，要以圆弧过渡，圆弧半径R可取3～5 mm；对于结构复杂的凹模采用镶拼结构，也可减少应力集中；合理增大间隙，改善凸模工作部分的受力状态，使冲裁力、卸件力和推件力下降，凸、凹模刃口磨损减少。

3.模具的热处理工艺

从模具失效分析得知，45%的模具失效是由于热处理不当造成的。磨损、粘结均发生在表面，疲劳、断裂也往往从表面开始，因此对模具表面的加工质量要求非常高。但实际上由于加工痕迹的存在，热处理时表面氧化脱碳在所难免，模具的表面性能反而比基体差。采用热处理新技术是提高模具性能的有效措施。模具热处理工艺包括基体强韧化和表面强化处理：基体的强韧化在于提高基体的强度和韧度，减少断裂和变形；表面强化的主要目的是提高模具表面的耐磨性、耐蚀性和润滑性能。

航空航天为科学研究的发展作出了重要贡献。在很长时间内，人类对自然界的认识全部来自在地球表面进行的生产活动和科学研究。航空技术为人类提供了从空中观察自然界的条件。气球是最早进行对地观测、大气探测的空中运载工具。飞机可以在上万米的高空对地球进行大面积观测。航天揭开了从太空观测、研究地球和整个宇宙的新时代。人造地球卫星刚一上天就发现了地球辐射带。接着，各种科学卫星和空间探测器发现了地球磁层、地冕、太阳风，基本上了解了它们的结构及其相互影响，测量了太阳系大多数行星的大气参数、表面结构和化学成分;在宇宙中发现了大量的X射线，γ射线和红外天体，发现了极高能量的粒子以及可能是“黑洞”的天体。载人航天实现了人在太空的天文观测，并且送人登上了月球，进行实地考察。通过航天活动获得的有关地球空间、行星际空间、太阳系和遥远宇宙天体的极其丰富的信息,大大更新了人类对于地球空间、太阳系和整个宇宙的认识，推动了天文学、空间物理学、高能物理学、生物学的发展，形成了一些新的学科分支。装有各种遥感器的航天器已经成为观测和监视地球物理环境的有效工具。卫星气象观测、卫星海洋观测、卫星资源勘测等新技术推动了气象学、海洋学、水文学、地质学、地理学、测绘学的发展，产生了卫星气象学、卫星海洋学、卫星测绘学等一系列新的学科分支。载人航天器为人类创造了一个具有众多特殊环境条件（极高真空、微重力、超低温、强太阳辐射）的天然实验室，可借以开展物理、化学、生物、医学、新材料、新工艺等综合研究工作。例如，在微重力条件下，可以研制和生产高纯度大单晶、超纯度金属和超导合金以及特种生物药品等。

模具制造技术复习 篇6

1模具：模具是生产各种工业产品的重要工艺设备，以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。

2模具制造技术的发展趋势：（1）模具粗加工技术向高速加工发展。（2）成型表面的加工向精密、自动化方向发展。（3）光整加工技术向自动化方向发展。（4）反向制造工程制模技术的发展。1.模具制造技术的高效、快速、自动化。2.研究先进的模具研磨抛光新技术。

3.提高模具的标准化和专业化程度。4.推广应用CAD/CAE/CAM技术。

3模具制造的主要技术经济指标（三个）：成本、周期和质量

4模具工业应综合考虑设计、制造和使用三个环节：“设计”除考虑满足使用功能外，还要充分考虑制造的可行性；“制造”要满足设计要求，同时也制约“设计”，并指导用户使用；“用户”也要了解设计与工艺，使得冲压和塑压等制品的设计在满足使用功能等前提下便于制造，为达到较好的技术经济指标奠定基础。

5模具制造的特点；

1、模具为非定型产品，不同的模具有不同的技术要求和加工方法

2、模具为定单产品，随机性强，计划性差

3、模具零件属于单件小批量多品种生产

4、模具形状复杂、加工精度高

5、加工过程复杂，生产周期短

6、要求成套性生产

7、加工后模具零件需反复修配、调整（试模中）

8、模具工作中存在磨损及热胀冷缩

9、模具要求高精度和低表面粗糙度

10、要求模具寿命高，以降低制造成本。

11、模具设计具有经验性的特点，模具制造装配、调试是非常重要的，也是影响制造周期的重要因素。

6模具制造过程包括三方面内容（a/b/c）：

1、模具材料（加工设备）

2、加工（机械加工或特种加工）

3、装配（定位、连接、固定）

7模具的技术要求:

1、具有较高的强度、刚度、耐磨性、耐冲击性以及切削加工性。工作零件要求不变形、少磨损、寿命长。—选材

2、成形部分的表面形状、位置精度、尺寸精度要求高；表面粗糙度要求低。对凸模

3、模具零件的标准化

4、凸凹模间的间隙

8毛坯种类的选择

种类：锻件、铸件、焊接件、各种型材及板料等

毛坯种类的选择

1、考虑因素：

1）模具材料的类别：标准上下模座→铸件；非标准上下模座→型材工作零件→锻件；一般构件→型材

2）模具零件几何形状特征和尺寸关系：

尺寸相差大，选择锻件；大型模具采用合金铸件

3）模具图纸规定

4）生产批量

2．选择原则

1）零件材料的工艺性及组织和力学性能要求。

凸、凹模型芯---锻件垫板、固定板-----板件

2）零件的结构形状和尺寸

模座—铸件直径差距大的阶梯轴----轧制

3）生产类型箱体：大批量---铸件，单件---焊件

4）工厂生产条件

9热处理工序的安排：

1）为改善金属组织和加工性能的热处理工序

退火、正火和调质等，一般安排在粗加工前后

如:锻造/铸造—退火/正火—粗加工—调质—半精加工

2）为提高零件硬度和耐磨性的热处理工序

淬火、渗碳淬火等，一般安排在半精加工之后，精加工、光整加工之前

半精加工—淬火/回火—精加工（磨削、电加工）

3)时效处理工序减小或消除工件的内应力

10零件结构工艺性

零件结构工艺性：指模具的结构形状是否便于制造加工、装配和维修。所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行性和经济性。

1、尽可能采用标准化设以缩短制模周期，降低制造成本

2、便于在机床上定位安装

3、零件应有足够的刚度

4、减少加工困难

5、采用镶拼结构

6、减少和避免热处理变形和开裂

7、便于装配

8、便于磨刃、维修、调整和更换易损件

11模具设计时应考虑的问题。

1、满足使用要求的前提下，结构尽可能简单

2、合理设计模具精度精度过高，制造困难

3、考虑模具结构工艺性，分清主次

4、考虑生产条件

第2章模具机加工技术

1车削加工的加工原理及工艺特点

车削加工是指在车床上用车刀加工零件表面。

1.易于保证加工面间的位置精度

2.切削过程比较平稳

3.适用于有色金属零件的精加工

4.刀具简单

2铣削加工的加工原理及工艺特点；

1生产率较高（多刃，高速旋转），应用范围广

2刀齿散热条件较好，刀具耐用度高，但切入和切出有热和力的冲击，加速刀具的磨损，甚至引起硬质合金刀片的碎裂。

3切削过程不平稳容易产生振动，加工精度及表面粗糙度较差

3顺铣与逆铣，周铣与端铣的比较；

顺铣 切削部位刀齿的旋转方向和工件的进给方向相同。1顺铣时每齿切削厚度从最大到最小，刀具易切入工件，刀具耐用度较高。刀2齿对工件的切削分力F1向下，有利于工件的夹紧，故顺铣的切削过程比较平稳。3顺铣时因切削水平分力F2与工件进给方向一致，当水平分力大于工作台的摩擦阻力时，引起工作台串动，造成进给量突然增大，甚至引起“打刀”

逆铣 切削部位刀齿的旋转方向和工件的进给方向相反。1逆铣时刀齿从已加工表面开始进刀，刀具磨损较大，且影响已加工表面质量。2逆铣时水平分力F1向上，不利于工件的夹紧。3逆铣时切削水平分力F2方向与工件进给方向相反，因此，切削送进平稳，防止“打刀”现象。

加工质量: 端铣比周铣高

周铣：同时工作刀齿数与加工余量有关（少），不平稳

端铣：同时工作刀齿数与加工余量有无关，与加工表面宽度有关（多），平稳

加工效率: 端铣比周铣高

周铣：刀齿数少，转速低

端铣：刀齿数多，转速高

加工适应性: 端铣比周铣差

周铣：平面、槽、成型面、螺旋面、曲面等

端铣：平面

4磨削加工的加工原理及工艺特点；

用砂轮或其他磨具加工工件，称为磨削。

精度高、表面粗糙度小； 砂轮有自锐作用 ；背向磨削力Fp较大（Fc:磨削力，Fp:背向磨削力，Ff:进给磨削力。Fp>Fc）； 磨削温度高（切削速度高，负前角，砂轮传热性差，800~1000℃，退火）

5成形磨削加工的加工原理及工艺特点；

成形磨削——是一种精加工成型表面的方法，即把复杂的成型表面分解成若干个平面、圆弧面等形状，然后分段磨削，并使其光滑，圆整达到图样要求。

优点：高效率、高精度，精度达IT6，Ra1.6~0.4um

6数控成形磨削加工的加工原理及工艺特点：数控成形磨床：与平面磨床相似，区别是砂轮的垂直进给运动和工作台的横向进给运动采用的数控装置

7数控成形磨削的三种方式：

1、用成形砂轮磨削。

2、仿形磨削。

3、复合磨削

8仿形加工的加工原理及工艺特点：根据预先加工好的样板或模型（靠模）为仿形依据，加工时触头在样板上移动，刀具做同步运动，在工件上加工出与靠模一致的模型。可切削加工较为复杂的曲面；需要靠模作为仿形加工的依据；只适用于少许余量的精加工或半精加工 9仿形加工工艺三要素：靠模、触头、铣刀

第3章模具特种加工技术

1电火花加工的加工原理及工艺特点：它是在加工过程中,使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电,靠放电时产生的局部、瞬时的高温将金属蚀除下来。这种利用火花放电产生的腐蚀现象对金属材料进行加工的方法叫电火花加工。可加工高熔点、高强度形状复杂的零件

1、电火花加工优点（1）可以加工难以用金属切削方法加工的零件,不受材料硬度影响。（2）电极和工件在加工过程中不接触，便于加工小孔、深孔、窄缝零件（3）直接利用电能、热能进行加工，易于实现自动控制及自动化。（4）放电持续时间短，产生的热传递范围小，热影响区小，加工精度和表面质量好（5）广泛应用于凹模型孔、型腔加工

2、电火花加工的局限性(1)电火花加工生产效率低(2)被加工的工件只能是导体.(3)存在电极损耗,这就影响了成型精度。(4)加工表面有变质层。(5)加工过程必须在工作液中进行。电火花加工时放电部位必须在工作液中,否则将引起异常放电。（6）线切割加工厚度有限 2电火花线切割加工的加工原理及工艺特点：利用移动的细金属导线（钼丝或铜丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成形。

3线切割3B代码程序格式编程；

4电化学加工原理及工艺特点；

5电化学加工三种不同的类型；第Ⅰ类是利用电化学反应过程中的阳极溶解来进行加工，主要有电解加工和电化学抛光等；第Ⅱ类是利用电化学反应过程中的阴极沉积来进行加工，主要有电镀、电铸等；第 Ⅲ 类是利用电化学加工与其他加工方法相结合的电化学复合加

工工艺进行加工，目前主要有电解磨削、电化学阳极机械加工

6电解液可分为那三大类；中性盐溶液、酸性盐溶液和碱性盐溶液

7电铸成型的原理及工艺特点：电铸成型是利用电化学过程中的阴极沉积现象来进行成型加工的，即在原模上通过电化学方法沉积金属，然后分离以制造或复制金属制品。(1)复制精度高。(2)母模材料不限于金属，有时还可用制品零件直接作为母模。(3)表面硬度高，使用寿命长。(4)电铸可获得高纯度的金属制品。(5)电铸时，金属沉积速度缓慢，制造周期长。(6)电铸层厚度不易均匀，且厚度较薄，电铸层一般都具有较大的应力。8电解磨削的原理及工艺特点。

加工过程中，磨轮(砂轮)不断旋转，磨轮上凸出的砂粒与工件接触，形成磨轮与工件间的电解间隙。电解液不断供给，磨轮在旋转中，将工件表面由电化学反应生成的钝化膜除去，继续进行电化学反应，如此反复不断，直到加工完毕

(1)磨削力小，生产率高。(2)加工精度高，表面加工质量好。(3)设备投资较高。第4章典型模具制造工艺

1冷冲模模架的组成及作用；

一、冷冲模模架

（1）作用：模架是用来安装模具的工作零件和其它结构零件，并保证模具的工作部分在工作时间具有正确的相对位置。

（2）组成： 上、下模座，导柱、导套

2导柱的加工工艺过程；

下料—车端面、打中心孔—车外圆—热处理—研中心孔—磨削—研磨

3导套的加工工艺过程；下料—车端面、内孔、外圆—热处理—磨内、外圆—研内孔 4上下模座的加工工艺过程：备料—刨/铣平面—磨平面—划线—钻孔—镗孔—铣油槽 5凸模的加工工艺过程

备料—锻造—热处理—车端面、外圆—热处理—研中心孔—磨削—线切割

备料—锻造—退火—铣六面—磨六面—划线/作螺纹孔/漏料孔/穿丝孔—热处理—线切割内外形—研磨内外形

6凹模的加工工艺过程；

备料—锻造—退火—铣六面—磨六面—划线/作螺纹孔/漏料孔/穿丝孔—热处理—线切割内外形—研磨内外形

7锻模制造工艺；

8冲孔连皮的常见形式：平底连皮、斜底连皮、带仓连皮、拱底连皮、压凹

9飞边槽的影响因素与作用，及其确定：飞边槽对锻件质量、模具寿命、材料消耗、能量消耗、及锻件成形的难易程度都具有非常大的影响。

飞边槽的作用如下：⑴、容纳多余金属；⑵、迫使金属更好地充满型腔；⑶、起缓冲作用，减轻上下模打击，防止锻模早期破裂和压塌；⑷、切边更容易（桥口高度低）。

10塑料产品的成型原理：是指将配制好的塑料原料（粉料、粒料、溶液或分散体）在一定的工艺装备和工艺条件下塑制成所需形状、尺寸塑料制品的过程。

11塑料成型的常见方法：注射成型、压缩成型、压注成型:、挤出成型、中空成型12压铸模的制造工艺；

先进制造技术在模具制造业中的应用 篇7

1 泡沫实型的点数据采集与分析

一般来说, 采用三坐标划线机是对泡沫实型进行加工余量检测的主要方式。编程人员事先会将加工型面的理论数据以数据表的形式呈现出来。检测人员则会检测泡沫实型的对应位置。这种检测方式是依据数据表来对余量的大小进行判定的, 但难以全面地对泡沫的实型整体进行加工余量分析。由于设备检测范围的限制, 不方便对大型工件进行检测, 导致无法对检测后的结果存档。若是铸件毛坯加工型面发生变形、余量不均衡或加工余量不够, 就难以对其所存在的问题进行合理的判断。

通过对照相测量系统的应用范围加以扩展, 来将应用单反相机将模具铸件泡沫实型的离散点3D坐标进行快速采集。并通过比较分析照相采集数据与理论实体数模, 便可将泡沫实型加工余量的分布状态体现出来。此种检测方式, 可以对余量结果进行数据化分层, 并能够利用不同的色彩来区分出余量的偏差结果。从而能够使相关人员直观地检查与判定出工件余量分布是否合理。

较之三坐标划线机检测方式, 点照相检测方式有以下优点:一是能够将编程人员给予检测数据点出图这一步骤省去;二是能够使检测中发生的人为失误加以防止;三是对铸件整体余量分布状态可以进行综合评定, 从而使手工修改时间得以减少;四是使三维数据的检测结果得以保留, 从而使日后查验变得更加便捷;五是能够提高检测效率;六是能够使加工余量及铸造缩比的设置参数得到进一步的优化。而实施此项目不但能够使泡沫实型的制作工艺得到进一步的提升, 而且能够实现实型制作、实型检测、铸件检测及加工基准的统一。

2 铸件毛坯的点数据采集与分析

一般来说, 铸件加工采用试切的手段, 无对刀基准及表面余量检测环节, 但结果占用了过长的数控设备准备时间, 降低了机床的有效利用率, 且安全性不高。甚至在加工过程中, 对导致撞刀的事故发生, 从而造成刀具的损坏, 工件的报废等不良现象的发生。所以, 无人化的程序自动加工一直未能得以实现。

点照相测量技术可以全部采集出以离散3D点呈现出来的铸件全部的加工型面。此种技术所遵循的原则为:先以导向部分余量均匀为主, 然后再检测其他结构面的余量, 使坐标系的平移量得以确定。当铸件发生较大的变形量时, 则需利用均分导板余量的手段, 使坐标系建立起来。而检测结果若是发现部分精加工面未有加工余量, 则就由于铸件变形所致。处理方法为一侧连接板面拉直, 以另一侧连接板的加工余量取中, 再向坐标系偏移, 用两侧相对余量较为均匀的面作建系标准。

在铸件检测上, 点照相技术有如下优点:一是离散3D偏差量可以将铸件的余量状态反映出来;二是把数控机床试刀的过程取消, 从而在数控机床前使铸件毛坯对其加工余量的比较分析得以解决, 以防发生撞刀事故。二是利用平移数据点的坐标, 使数控加工的最小余量得以满足, 并使型面余量变得更均匀。从而将二维结构面无人化程序自动加工得以实现。如此一来, 不但使数控机床的有效时间得以提高, 而且还使成本的消耗量得以降低。三是利用采集与整理大量的铸件毛坯, 并在确保稳定的铸件余量的情况下, 来使铸件毛坯的余量值得以降低, 使模具成本得以节约。

3 模具型面的点云数据采集与分析

当前, 大型三坐标测量机是汽车覆盖件冲压模具质量控制的主要依据。其利用对离散点采集的手段, 将模具表面与理论数据的偏差状态得以确认。但其所测量的数据的片面性较大, 例如对数控加工经常出现的段差问题难以体现出来。

而在检测时, 利用光学扫描设备, 来全方位的对数控加工后的模具型面与功能面进行点云数据采集, 便可以全面分析模具的制造精度。此种方式不仅能够使型面产生的断差检测难的问题得以解决, 而且可以提供更有效的修正凭据, 使单品模具的制造精度得到显著的提升。

4 数据化虚拟合模技术

作为汽车覆盖件模具调试工艺方法及检测技术的创新, 虚拟合模技术就是利用扫描数据对计算机模具的综合加工精度与合模间隙的分析, 来使检测单件精度的传统模式逐渐向组合装配检测方向提升。其优势是能够利用观察着色来对模具的合模效果进行判定, 从而消除占用压机时间过长的缺陷。

虚拟合模分析是通过白光扫描设备来对模具进行全方位的扫描检测, 将其表面数据提取出来, 并充分对料厚补偿进行考虑, 在依据一定的基准规则, 将上下模具的扫描数据进行虚拟合模, 从而了解入调前的模具的综合合模间隙分布。

以上所提供的模具研修方案, 能够体现出模具以往所存在的凹角加工的缺陷, 以及模具导向是否匹配, 型面加工是否合理等问题。从而使调试工人对模具合模间隙状况能够得以更好的掌握。

而对于对称零件, 应将单侧零件模具进行重点调试, 再当此侧模具稳定成形后, 可利用虚拟合模技术来将手工修磨的结果进行数据分析。并将模具的修磨过程进行详细记录, 以此作为另一侧模具调试工作的指导基础。此外, 还可利用对点云数据的对称扫描, 来进行手工调整大区域的编程数控加工。还应注意的是, 在对前工序进行手工打磨处理后, 还应依据该方案对后工序进行编程加工, 如此一来, 不仅使数据基准的一致性得到了很好的保证, 而且又使钳工的手工研修量得到了大大的降低, 从而在整体上, 将模具制造周期进行缩短。

结束语

当前, 对于我国汽车冲压模具行业较低的铸件制造水平, 以及数控加工自动化程度不高等现实问题, 为此本文提出了光学检测技术在汽车冲压模具制造过程中的应用的解决对策, 并从泡沫实型的点数据采集与分析;铸件毛坯的点数据采集与分析;模具型面的点云数据采集与分析;以及数据化虚拟合模技术这四个方面进行了阐述与研究, 希望能够为相关人员提供一些有益的帮助。

参考文献

[1]闫巍, 张健, 王文瑞等.汽车覆盖件冲压模具的结构变形分析[J].汽车工艺与材料, 2013 (1) .

[2]陈军, 石晓祥, 姚兴等.汽车覆盖件冲压工艺/模具计算机辅助技术的发展现状[J].锻压技术, 2012 (6) .

先进制造技术在模具制造业中的应用 篇8

【关键词】三坐标测量；模具设计；模具制造

随着科技的不断发展，有效的提高模具制造行业的发展，主要是由于三坐标测量技术的应用。通常来说，三坐标测量技术主要的作用是：能够实现空间为点的数据测量，实现对各个零件的尺寸、位置等进行精准测量；在实际的工作过程中，由于计算机技术的使用，有效的实现了相关数据的运算以及对各个工作程序的控制，同时，还实现了设备的智能化，实现了对三维坐标测量，保证了模具制造的科学性以及合理性。因此，积极的加强三坐标测量技术在模具制造业中的应用十分必要。

一、三坐标测量机概述

1.三坐标测量机分类 通常来说在实际的工作过程中，三坐标测量机依据其工作方式能够分为二种：点位测量、连续扫描测量方式。所谓的点位测量主要是由相关的设备对模具零件的一些空间点进行特定的处理，最后获得相关的数据信息，同时还能获取特定的一些几何元素的形状以及位置。所谓的连续扫描主要是通过对曲线、曲面等相关内容进行连续测量，获取相关的数据，基本上都是一些大型的测量机。依据的测量机的测量方向的差异依据三维坐标测量机的总体布局结构模式能够分为：悬臂式、桥式、龙门式、立柱式、坐标镗床式等，由于不同工作方式，这些设备的使用范围也不相同。通常来说，悬臂式结构较为紧凑，能够适应各种工作、操作简单，便于携带，但是，在实际的应用过程中，容易发生变形，所以，它的测量范围收到极大的限制。桥式结构其稳定性较，三个轴的运行范围较大，通常都是应用于一些大型的机器；龙门式，这种设备便于携带，并且能够随意进行移动但是在移动过程中会产生一定的惯性，龙门式通常都是一些小型的机器。在实际的模具制造过程中，常用的形式有：桥式、龙门以及立柱式[1]。

2.三坐标测量机的构成 在实际工作过程中，三坐标测量机能够分为主体部分、测量系统、控制系统体以及相关的数据处理系统等。其中主要的测量设备主体部分在运动过程中主要包括了：X轴的主滑架、Y轴的副滑架以及Z轴，在实际的应用过程中，相关的工作台通常都是采用花岗岩制作的，具有良好的稳定性以及强度。所谓的测量系统主要包括了测量所需要的测头、标准器等，标准器一般都是采用金属光栅或者增量光栅；在实际的工作过程中，三维测头的使用，有效的提高了测量的精确度以及测量的智能化。另外测量过程中，相关的计算机设备以及相关的软件都需要使用专用的计算机以及软件，才能完成相关数据的收集以及处理输出。通常来说，工作过程中所需要的软件主要有通用程序、公差比较程序、轮廓测量程序、统计程序、计算机辅助编程等。

3.三坐标的测量方式 通常来说，三坐标在实际的测量工作过程中，主要采用的测量方式有直接测量、程序测量、自学习测量。在实际的工作的过程中，相关工作人员首先应该依据合实际情况，进行手动测量；程序测量指的是在测量过程中，及时的将所需测量的零件安装相关需求进行全部操作，然后，通过对测量方式进行控制，实现对数据的测量适用于批量生产的零件，所谓的测量指的是对第一个零件进行测量，通过相关的指令实现对相关的程序的循环利用，在实际的工作过程中，应该注重其正确性。

二、三坐标测量机在实际中应用

文章主要通过对尖头旋钮的冷挤压型腔以及冲头进行测量，如下图：

尖头旋钮冷挤压型腔模坯及凸模

在上述测量过程中，胚料直径大约为58mm，其高度大约为40mm，吨位大约为100t，采用LH120.5.106桥式三坐标测量机进行测量，相关的系统采用增量式光栅，其分比率为0.005mm，测量不准确依据VDI/VDE2617-1986《坐标测量机床的精度》作为标准，其线性不确定度大约为。最要的测量过程重要包括了：触头定义以及检验。在实际的测量过程中，触头和相关李零件进行接触时，相关计算机就会将测头的中心坐标进行记录。另外，触头的测量检验工作主要还包括了测量机不同测量点时常的差距，计算机通过各触头进行分开测量，能够通过三维坐标计算出各个触头的实际球径以及位置和尺寸，并且能够将相关数据进行储存，当做补偿值。这种通过不同的测点进测量的方式，依旧能够得带准确的测量值。

2.零件的找正 在實际的测量工作中，零件的找正工作主要包括了：通过相关的三维找正或者二维找正，及时的对原始参数进行确定；及时启动找正程序；选定第一坐标轴；积极的对相关的程进行调试，并且对相关的测量数据进行储存；选择的第二坐标。如果采用三维找正，工作人员还应该积极的对第三轴进行确定，在确定过程中，主要依据右手标准进行确定。

3.工件测量坐标设定 在实际测量工作中，相关工作人员在工件测量坐标设定以后，然后可以对其进行调试指令的测试，通常来说，主要能够分为直线坐标测量、平面坐标测量、高度关系测量、曲面轮廓测量、三坐标测量以及角度关系测量等，在测量过程中工作人员还应该积极的对测量过程进行把握，保证测量结果的准确性。

三、在模具设计中的应用

在实际的模具设计过程中，三坐标测量机的应用，能够为相关的设计工作人员提供精准的数据标准，保证设计的合理性，另外，对于一些较为复杂的模具零件，三坐标测量还能提供准确的三维立体图像，一定程度上保证了设计质量。

四、总结

本文主要通过对三坐标测量机在模具制造以及设计进行研究，明确了三坐标测量机相关的内容，并且结合实际进行分析，希望能够促进三坐标测量在模具制造设计中的应用，保证良好的模具质量。

参考文献

模具制造技术专业调研(企业) 篇9

模具设计与制造专业技术人才现状与需求调研表（适合企业调研）尊敬的专家，您好！

感谢贵单位多年来对我院办学的大力支持。随着经济社会的快速发展、社会对专业人才的需求不断变化，对学校专业的人才培养工作提出了新的要求，为了更好地为社会、为企业培养更多更优秀的适合企业发展的模具专业人才，为关天经济区改革和发展培养合格人才，更好的服务于区域经济，学校迫切需要在人才培养规格、课程体系及教学内容等方面进行改革，为使改革有效进行，现拟对本专业作书面调研，希望与行业紧密联系，您的反馈将为我们教学和课程改革提供依据。

1.模具专业那种毕业学生最受企业欢迎？

2.贵单位模具专业的人才主要来自那些学校？他们进去也后适应性怎么样？

3.贵单位主要是生产那些模具，对毕业学生提供那些工作岗位？

4.毕业学生来贵单位薪资是怎样的？

5.未来5年贵单位各类岗位人才需求是怎样的？

6.贵单位对从业人员资格证书的要求是怎样的？

7.贵单位认为本专业人才所需的知识与能力结构具备哪些？

8.您认为本专业人才所需的知识结构有那些？

9.您认为本专业人才所需的能力结构？

10.贵单位认为本专业人才所需的素质结构？

11.贵单位认为影响模具专业毕业生就业的主要因素是什么？

12.贵单位对校企合作的要求与设想（例如：合作领域、合作模式等）

13.根据您对母校的了解，您认为母校在校企合作方面存在的问题是什么？今后还可在哪些方面有所突破？（校友访谈）

14.贵单位对校企合作的要求与设想（例如：合作领域、合作模式等）

15.模具成形（型）生产工艺员，模具设计员，模具制造工艺员模具钳工，数控机床操作工（含电火花加工），成型设备调试工等这些工作岗位需要那些基础知识和基本技能？

16.贵单位模具设计时采用的三维软件是？毕业学生必须达到那种水平？

17.贵单位对模具设计岗位毕业生素质能力有那些具体要求？

18.贵单位在数控机床操作方面主要要求模具专业的学生懂的那些方面的机床操作？

19.企业对学生综合素质方面有那些具体要求？

先进制造技术与先进制造模式论文 篇10

摘要：文章阐述了机械制造发展的精密化、自动化、信息化、柔性化、清洁化、集成化和智能化趋势，介绍了先进制造模式，并提出了我国目前存在的差距及发展策略。 随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投……

关键词：先进制造技术论文

随着科学技术的飞速发展和市场竞争日益激烈，越来越多的制造企业开始将大量的人力、财力和物力投入到先进的制造技术和先进的制造模式的研究和实施策略之中。改革开放以来，我国制造科学技术有日新月异的变化和发展，确立了社会主义市场经济体制，但与先进的国家相比仍有一定差距，为了迎接新的挑战，必须认清制造技术的发展趋势，缩短与先进国家的差距，使我国的产品上质量、上效率、上品种和上水平，以增强市场竞争力，因此，对制造技术及制造模式的研究和实施是摆在我们面前刻不容缓的重要任务，以实现我国机械制造业跨入世界先进行列。

一、机械制造业的发展趋势

先进的制造业是将物料、能源、设备、资金、技术、信息和人力等制造资源通过先进的制造技术、先进的管理技术和先进的制造过程转变成人类需求产品的行业。行业追求的目标是：高质量、高效率、高柔性、低成本、低劳动力、低消耗、品种多和规格全的产品，因此，21世纪的机械制造技术的发展趋势体现在以下几个方面：

(一)精密化

精密加工、特种加工、超精密加工技术、微型机械是现代化机械制造技术发展的方向之一。精密和超精密加工技术包括精密和超精密切削加工、磨削加工、研磨加工以及特种加工和复合加工(如机械化学研磨、超声磨削和电解抛光等)三大领域。超精密加工技术己向纳米(lnm=10-3μm)技术发展。纳米技术己在纳米机械学、纳米电子学和纳米材料技术得到了应用。因此，它促进了机械科学、光学科学、测量科学和电子科学的发展。

(二)自动化

自动化技术自20世纪初出现以后，经历了由刚性自动化向柔性自动化的发展过程，自动化技术的成功应用，不但提高了效率，保证了产品质量，还可以代替人去完成危险场合的工作。对于批量较大的生产自动化，可通过机床自动化改装、应用自动机床、专用组合机床、自动生产线来完成。小批量生产自动化可通过NC、MC、CAM、FMS、CIM、IMS等来完成。在未来的自动化技术实施过程中，将更加重视人在自动化系统中的作用。

(三)信息化

信息、物质和能量是制造系统的三要素。产品制造过程中的信息投入，己成为决定产品成本的主要因素。制造过程的实质是对制造过程中各种信息资源的采集、输入、加工和处理过程，最终形成的产品可看作是信息的物质表现，因此可以把信息看作是一种产业，包括在制造之中。为此一些企业开始利用网络技术、计算机联网、信息高速公路、卫星传递数据等实现异地生产。使生产分散网络化，以适应高柔性生产的需要。

(四)柔性化

随着科学技术的飞速发展和人民生活水平不断提高，促使产品更新换代的速度不断加快，这就要求现代企业必须具备一定的生产柔性来满足市场多变的需要。所谓柔性，是指一个制造系统适应各种生产条件变化的能力，它与系统方案、人员和设备有关。系统方案的柔性是指加工不同零件的自由度。人员柔性是指操作人员能保证加工任务，完成数量和时间要求的适应能力。设备柔性是指机床能在短期内适应新零件的加工能力。

(五)集成化

集成是综合自动化的一个重要特征。集成的作用是将原来独立运行的多个单元系统集成一个能协调工作的和功能更强的新系统。集成不是简单的连接，是经过统一规划设计，分析原单元系统的作用和相互关系并进行优化重组而实现的。集成化的目的是实现制造企业的功能集成，系统运行的效果与企业经营思想、运行机制、管理模式都与人有关，因此在技术上集成的同时，还应强调管理与人的集成。

(六)智能化

智能化是制造技术的发展趋势之一。智能制造技术(IMT)是将人工智能融入制造过程的各个环节，在整个制造过程中贯彻智力活动，使系统柔性的方式集成起来，通过模拟人类专家的智能活动，取代或延伸制造系统中的部分脑力劳动，在制造过程中系统能自动监测其运行状态，在受到外界干扰或内部激励能自动调整其参数，以达到最佳状态和具备自组织能力。

二、先进的制造模式

机械制造业发展趋势表明，只有采用先进的.制造技术并能实施在相匹配的制造模式中才能符合上述的趋势。制造模式是指企业体制、经营、管理、生产组织和技术系统的形态和运作模式。

(一)精良生产(LP)

20世纪90年代美国麻省理工学院(MIT)提出精良生产(LP)概念。它的特征是：(1)重视客户需求，以最快的速度和适宜的价格提供质量优良的适销新产品去占领市场，并向客户提供优质服务。(2)重视人的作用，强调一专多能，推行小组自治工作制，赋予每个工段有一定的独立自主权，运行企业文化。(3)精简一切生产中不创造价值的工作，减少管理层次，精简组织结构，简化产品开发过程和生产过程，减少非生产费用，强调一体化质量保证。(4)精益求精、持续不断的改进生产、降低成本、零废品、零库存和产品品种多样化。

(二)集成制造与智能制造

美国哈林顿博士在“计算机和集成制造”一书中提出计算机和集成制造(CIM)的概念。集成制造的核心内容是：制造企业从市场预测、产品设计、加工制造、经营管理直至售后服务是一个不可分割的整体，需要统筹考虑。整个制造过程的实质是信息采集、传递和加工过程，最终生产的产品可看作是信息的物质表现。集成的目的在于制造企业组织结构和运行方式的合理化和最优化，以提高企业对市场变化的动态响应速度，并追求最高整体效益和长期效益。

智能制造(IM)是美国出版研究IM和IMS书籍中首先提出的。它的特征是：在制造工业的各个环节的高度柔性与高度集成的方式，通过计算机和模拟人类专家的智能活动，进行分析、判断、推理、构思和决策，旨在取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动，并对人类专家的制造智能进行收集、存储、完善、共享、继承与发展。

三、存在差距和实施策略

改革开放以来，通过技术改造和引进国外先进制造技术，使我国的制造工业有了长足的进步，但和先进国家相比还存在很大差距，表现在：技改投入相对不足，原有技术基础和研究开发能力薄弱，制造业产品落后，技术水平低，信息含量少，更新换代慢，以及市场营销、经营管理、人才素质相对落后，缺乏国际竞争能力。面对这样形势，发展先进制造技术、实施先进的制造模式已经到了刻不容缓的地步。为了使我国的制造业站在世界先进行列，必须采取相适应的措施和策略。

发展和推广先进的制造技术、实施先进的制造模式人才是关键。我国是社会主义市场经济体制，研究先进制造技术和先进的生产模式其根本目的是制造出有竞争力的产品去占领国内市场和国际市场，科技人员必须强化市场意识，因此人才的培养要注意市场导向。