模具概念

模具分類模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)是現代工(gong)業中非常常見(jian)的(de)一(yi)種工(gong)器具(ju)(ju)(ju)。模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)雖然(ran)分類為很多種類，但是總的(de)來說它(ta)們(men)(men)的(de)作用都是相近(jin)的(de)：依(yi)賴它(ta)們(men)(men)自(zi)身的(de)形狀(zhuang)，通過一(yi)定(ding)手段(duan)使得具(ju)(ju)(ju)有一(yi)定(ding)塑性或流(liu)動性的(de)工(gong)料(liao)也成為特(te)定(ding)的(de)形狀(zhuang)。通常意義(yi)上的(de)模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)是指的(de)三(san)類模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)：鑄造模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)、金屬塑性成形模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)和注塑模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju)(射出模(mo)(mo)具(ju)(ju)(ju))。

按(an)模(mo)具結構形式分類，如單工(gong)序模(mo)，復式沖(chong)模(mo)等；模(mo)具分類方(fang)法(fa)很多，過去常(chang)使(shi)用的有：

 按(an)使用對(dui)象分類(lei)，如(ru)汽車覆(fu)蓋件(jian)模具、電機模具等(deng)；

按加(jia)工材料(liao)性質分類，如金(jin)(jin)屬制品用模具，非金(jin)(jin)屬制用模具等(deng)；

按模具制造材料分類，如硬質合金模具等；按工藝性質分類，如拉深模、粉末冶金模、鍛模等。 
這些分類方(fang)法中(zhong)，有些不能全面地反映各(ge)種模具的結構和成(cheng)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(yong)多品種少批量工業產品用(yong)模具，有(you)很高經濟價值。

模具技術

現(xian)代(dai)模(mo)具(ju)(ju)制造(zao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)朝著(zhu)加快(kuai)信息(xi)驅動、提高制造(zao)柔性、敏捷化制造(zao)及系統化集成(cheng)的(de)(de)方向發展(zhan)(zhan)。模(mo)具(ju)(ju)制造(zao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)迅(xun)速發展(zhan)(zhan)，已成(cheng)為現(xian)代(dai)制造(zao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)的(de)(de)重要組成(cheng)部分(fen)。如(ru)模(mo)具(ju)(ju)的(de)(de)CAD/CAM技(ji)(ji)術(shu)(shu)，模(mo)具(ju)(ju)的(de)(de)激光快(kuai)速成(cheng)型(xing)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，模(mo)具(ju)(ju)的(de)(de)精密成(cheng)形技(ji)(ji)術(shu)(shu)，模(mo)具(ju)(ju)的(de)(de)超精密加工(gong)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，模(mo)具(ju)(ju)在設計中采用有限元法、邊界元法進行(xing)流動、冷卻(que)、傳熱(re)過程的(de)(de)動態(tai)模(mo)擬技(ji)(ji)術(shu)(shu)，模(mo)具(ju)(ju)的(de)(de)CIMS技(ji)(ji)術(shu)(shu)，已在開發的(de)(de)模(mo)具(ju)(ju)DNM技(ji)(ji)術(shu)(shu)以及數控技(ji)(ji)術(shu)(shu)等(deng)，幾乎覆蓋了所有現(xian)代(dai)制造(zao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。

一(yi)、高速銑削：第三代制(zhi)模技術

高速銑削加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)不(bu)但(dan)具(ju)(ju)有加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)速度(du)高以及良好的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)精度(du)和表(biao)面質量，而(er)且與傳統的(de)(de)切削加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)相比具(ju)(ju)有溫升低(加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)件只(zhi)升高3℃)，熱(re)變形小(xiao)，因(yin)而(er)適合于(yu)溫度(du)和熱(re)變形敏(min)感材料(如鎂合金等(deng))加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)；還由(you)于(yu)切削力小(xiao)，可(ke)適用于(yu)薄壁及剛性差的(de)(de)零件加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)；合理(li)選用刀具(ju)(ju)和切削用量，可(ke)實現硬材料(HRC60)加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)等(deng)一系(xi)列優(you)點 。因(yin)此(ci)，高速銑削加(jia)(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)(gong)技術仍是(shi)當前的(de)(de)熱(re)門話題，它已向(xiang)更高的(de)(de)敏(min)捷化、智能化、集成化方向(xiang)發展(zhan)，成為第(di)三代(dai)制模技術。

二、電火花銑削和“綠色”產品技術 

從(cong)國(guo)外的(de)電(dian)(dian)加(jia)工(gong)(gong)機床來看(kan)，不(bu)論從(cong)性能(neng)、工(gong)(gong)藝指標、智能(neng)化(hua)、自動化(hua)程度都(dou)已達到(dao)了(le)相當(dang)高(gao)的(de)水平，目前國(guo)外的(de)新動向是進行(xing)電(dian)(dian)火(huo)花銑(xian)(xian)削加(jia)工(gong)(gong)技(ji)術(shu)(電(dian)(dian)火(huo)花創(chuang)成(cheng)加(jia)工(gong)(gong)技(ji)術(shu))的(de)研究開(kai)發，這(zhe)(zhe)是一(yi)(yi)種替代傳統的(de)用(yong)成(cheng)型電(dian)(dian)極加(jia)工(gong)(gong)型腔(qiang)的(de)新技(ji)術(shu)，它是用(yong)高(gao)速旋轉的(de)簡(jian)單的(de)管狀電(dian)(dian)極作三維或二維輪廓加(jia)工(gong)(gong)(像數控(kong)銑(xian)(xian)一(yi)(yi)樣(yang))，因此不(bu)再需要制(zhi)造復雜的(de)成(cheng)型電(dian)(dian)極，這(zhe)(zhe)顯(xian)然是電(dian)(dian)火(huo)花成(cheng)形加(jia)工(gong)(gong)領域的(de)重大(da)發展。

三、新一代(dai)模具CAD/CAM軟件技術

目前，英、美、德等國(guo)及(ji)我國(guo)一些(xie)高等院(yuan)校和(he)科研院(yuan)所開發的模具(ju)(ju)軟件(jian)，具(ju)(ju)有新一代(dai)模具(ju)(ju)CAD/CAM軟件(jian)的智能化(hua)、集成化(hua)、模具(ju)(ju)可制(zhi)造(zao)性評價等特(te)點 。

新(xin)一代模(mo)(mo)(mo)(mo)具軟件應建立在(zai)(zai)(zai)從(cong)模(mo)(mo)(mo)(mo)具設計(ji)(ji)實踐(jian)中(zhong)歸(gui)納總結出的(de)大(da)量知識上。這些知識經過了系統化和科學化的(de)整理(li)，以(yi)特(te)定的(de)形式存(cun)儲在(zai)(zai)(zai)工程知識庫中(zhong)并能方便地被模(mo)(mo)(mo)(mo)具所調(diao)用。在(zai)(zai)(zai)智能化軟件的(de)支持下(xia)，模(mo)(mo)(mo)(mo)具CAD不再是對傳統設計(ji)(ji)與計(ji)(ji)算(suan)方法(fa)的(de)模(mo)(mo)(mo)(mo)仿(fang)，而是在(zai)(zai)(zai)先(xian)進(jin)設計(ji)(ji)理(li)論的(de)指導下(xia)，充分運用本領(ling)域專家的(de)豐富知識和成(cheng)功經驗，其(qi)設計(ji)(ji)結果必然具有合理(li)性(xing)和先(xian)進(jin)性(xing)。

四、先進的(de)快速模具制造(zao)技術

1、激光(guang)快(kuai)速(su)(su)成(cheng)型(xing)技術(shu)(RPM)發展訊速(su)(su)，我國已達到國際水平(ping)，并逐(zhu)步實現商(shang)品化。世界上已經(jing)商(shang)業化的(de)快(kuai)速(su)(su)成(cheng)形(xing)工(gong)藝主要有(you)(you)SLA(立(li)體光(guang)刻)、LOM(分(fen)層(ceng)分(fen)體制造(zao))、SLS(選擇性激光(guang)燒結)、3D-P(三維印刷)。清華(hua)大學(xue)最先(xian)引進了(le)美國3D公司(si)的(de)SLA250(立(li)體光(guang)刻或(huo)稱光(guang)敏樹脂激光(guang)固化)設備與技術(shu)并進行開發研究(jiu)，經(jing)幾年(nian)努力，多(duo)次改(gai)進，完善、推(tui)出了(le)“M-RPMS-型(xing)多(duo)功能快(kuai)速(su)(su)原(yuan)型(xing)制造(zao)系統”(擁有(you)(you)分(fen)層(ceng)實體制造(zao)-SSM、熔融擠壓成(cheng)型(xing)-MEM)，這是我國自(zi)主知(zhi)識(shi)產權(quan)的(de)世界唯一擁有(you)(you)兩種快(kuai)速(su)(su)成(cheng)形(xing)工(gong)藝的(de)系統(國家專(zhuan)利)，具有(you)(you)較好的(de)性能價(jia)格(ge)比。

 2、無(wu)模多點成(cheng)形技(ji)術是(shi)用(yong)高度可調的(de)沖(chong)頭群體代替傳統模具進行(xing)板(ban)材曲(qu)(qu)面成(cheng)形的(de)又(you)一先(xian)進制造(zao)技(ji)術，無(wu)模多點成(cheng)形系統以CAD/CAM/CAT技(ji)術為(wei)主要手(shou)段，快速經濟地(di)實現三維曲(qu)(qu)面的(de)自動(dong)成(cheng)形。吉林工大(da)承擔了有關無(wu)模成(cheng)形的(de)國(guo)家重點科(ke)技(ji)攻關項目(mu)，已自主設計并制造(zao)了具有國(guo)際領(ling)先(xian)水(shui)平的(de)無(wu)模多點成(cheng)形設備。

我國這項(xiang)技術與美國的(de)(de)麻省(sheng)理(li)工學(xue)(xue)院、日本東京大學(xue)(xue)、日本東京工業大學(xue)(xue)相比(bi)，在理(li)論研究和(he)(he)實際應(ying)(ying)用(yong)(yong)方面均處領(ling)先地位，目前正(zheng)向著推廣(guang)應(ying)(ying)用(yong)(yong)方面發展。 3、樹(shu)脂(zhi)(zhi)沖(chong)壓模(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)首次在國產轎車(che)的(de)(de)試(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)中得到成(cheng)功(gong)應(ying)(ying)用(yong)(yong)。一(yi)汽(qi)模(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造有(you)限公司設計制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造了(le)12套(tao)(tao)(tao)樹(shu)脂(zhi)(zhi)模(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)用(yong)(yong)于全新小紅旗(qi)轎車(che)的(de)(de)改型試(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，這12套(tao)(tao)(tao)模(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)分別(bie)是行(xing)李(li)箱、發動機(ji)罩、前后左(zuo)右(you)翼子板等(deng)大型復雜內外覆(fu)蓋件的(de)(de)拉延模(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)，其主(zhu)要特點是模(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)型面以CAD/CAM加工的(de)(de)主(zhu)模(mo)型為基準，采(cai)用(yong)(yong)瑞士汽(qi)巴(ba)精(jing)(jing)化(hua)(hua)的(de)(de)高強度(du)樹(shu)脂(zhi)(zhi)澆注成(cheng)形(xing)，凸凹模(mo)間隙(xi)采(cai)用(yong)(yong)進口專(zhuan)用(yong)(yong)蠟(la)片準確控制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)，模(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju)的(de)(de)尺寸精(jing)(jing)度(du)高，制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造周(zhou)期可縮短二分之(zhi)一(yi)至三分之(zhi)二，制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)造費用(yong)(yong)可節(jie)省(sheng)1000萬(wan)元(yuan)左(zuo)右(you)(12套(tao)(tao)(tao)模(mo)具(ju)(ju)(ju)(ju))。為我國轎車(che)試(shi)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和(he)(he)小批量生(sheng)產開辟了(le)一(yi)條新途徑，屬國內首創(chuang)。瑞士汽(qi)巴(ba)精(jing)(jing)化(hua)(hua)有(you)關專(zhuan)家認為可達90年代國際水平。

五、現場化的模具檢(jian)測(ce)技(ji)術

精密模(mo)具的(de)發展，對測(ce)(ce)量的(de)要求越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)高。精密的(de)三坐標(biao)測(ce)(ce)量機，長期以(yi)來(lai)受(shou)環(huan)境(jing)的(de)限制，很少在生產現場(chang)使(shi)(shi)用(yong)。新一代三座標(biao)測(ce)(ce)量機基(ji)本上(shang)都具有溫度(du)補償及采用(yong)抗振材料，改善防塵(chen)措施，提高環(huan)境(jing)適應性(xing)和使(shi)(shi)用(yong)可靠(kao)性(xing)，使(shi)(shi)其(qi)能方(fang)便地安裝在車間使(shi)(shi)用(yong)，以(yi)實現測(ce)(ce)量現場(chang)化(hua)的(de)特點。

六、鏡面拋光的(de)模具表(biao)面工程技術

模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)拋(pao)(pao)光(guang)技術(shu)是(shi)(shi)模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)表面(mian)工程(cheng)中的重要組成部(bu)分(fen)(fen)，是(shi)(shi)模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)制造過(guo)程(cheng)中后處(chu)理的重要工藝。目前，國內模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)拋(pao)(pao)光(guang)至(zhi)Ra0.05μm的拋(pao)(pao)光(guang)設(she)備(bei)、磨具(ju)磨料(liao)(liao)及(ji)工藝，可以基本(ben)滿足需要，而要拋(pao)(pao)至(zhi)Ra0.025μm的鏡(jing)(jing)面(mian)拋(pao)(pao)光(guang)設(she)備(bei)、磨具(ju)磨料(liao)(liao)及(ji)工藝尚處(chu)摸索階段。隨(sui)著鏡(jing)(jing)面(mian)注(zhu)塑(su)模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)在(zai)生產(chan)中的大規(gui)模(mo)(mo)(mo)(mo)應用，模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)拋(pao)(pao)光(guang)技術(shu)就成為模(mo)(mo)(mo)(mo)具(ju)生產(chan)的關鍵(jian)問(wen)題(ti)。由(you)于國內拋(pao)(pao)光(guang)工藝技術(shu)及(ji)材料(liao)(liao)等方面(mian)還存在(zai)一(yi)定問(wen)題(ti)，所以如(ru)傻瓜相機鏡(jing)(jing)頭(tou)注(zhu)塑(su)模(mo)(mo)(mo)(mo)、CD、VCD光(guang)盤及(ji)工具(ju)透(tou)明度要求高的注(zhu)塑(su)模(mo)(mo)(mo)(mo)仍有很大一(yi)部(bu)分(fen)(fen)依賴進口。

值(zhi)得(de)注意的(de)(de)(de)是，模具(ju)(ju)表面拋光(guang)不單受(shou)(shou)拋光(guang)設(she)備和工藝技術的(de)(de)(de)影響，還(huan)(huan)受(shou)(shou)模具(ju)(ju)材料(liao)鏡(jing)(jing)面度(du)的(de)(de)(de)影響，這一(yi)點還(huan)(huan)沒(mei)有引(yin)起足夠的(de)(de)(de)重視，也(ye)就是說，拋光(guang)本身受(shou)(shou)模具(ju)(ju)材料(liao)的(de)(de)(de)制約(yue)。例如，用45#碳素鋼(gang)做注塑模時(shi)，拋光(guang)至Ra0.2μm時(shi)，肉(rou)眼可(ke)見明顯的(de)(de)(de)缺陷(xian)，繼(ji)續(xu)拋下(xia)去只能增加(jia)光(guang)亮(liang)度(du)，而粗糙度(du)已(yi)無望改善，故目前(qian)國(guo)內在鏡(jing)(jing)面模具(ju)(ju)生產中往往采用進口模具(ju)(ju)材料(liao)，如瑞典的(de)(de)(de)一(yi)勝(sheng)百136、日本大同的(de)(de)(de)PD555等都(dou)能獲得(de)滿(man)意的(de)(de)(de)鏡(jing)(jing)面度(du)。

鏡面(mian)模具(ju)(ju)材料不單是(shi)化學成分(fen)(fen)問題，更主(zhu)要(yao)的(de)是(shi)冶煉時要(yao)求采用(yong)真(zhen)空脫氣(qi)、氬氣(qi)保護鑄(zhu)錠、垂直連鑄(zhu)連軋、柔鍛等(deng)一系(xi)列先(xian)進工(gong)(gong)藝，使鏡面(mian)模具(ju)(ju)鋼具(ju)(ju)內部缺陷少、雜質粒度(du)(du)細、彌散程(cheng)度(du)(du)高(gao)、金(jin)屬晶粒度(du)(du)細、均勻度(du)(du)好(hao)等(deng)一系(xi)列優點(dian)，以達到拋光至鏡面(mian)的(de)模具(ju)(ju)鋼的(de)要(yao)求。 按模具(ju)(ju)結構形式分(fen)(fen)類(lei)，如單工(gong)(gong)序(xu)模，復式沖模等(deng)；

模具應用

模具在現代工業生產中的作用主要表現在以下3個方面。（1）在塑料、陶瓷、粉末冶金、鍛造和壓鑄等行業應用得非常廣泛。（2）模具采用壓力加工產品，因此廣泛應用于要求無切削的領域。（3）模具制造業同時也反映了一個國家的制造技術水平

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