模具制造技術(shù) 教學(xué)課件 作者 張信群 第6章 模具先進(jìn)制造技術(shù).ppt

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1、第6章模具先進(jìn)制造技術(shù)模具數(shù)控加工技術(shù)6.1模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)6.2模具表面硬化處理技術(shù)6.3模具快速成型加工6.46.1模具數(shù)控加工技術(shù)用機(jī)械加工的方法直接改變毛坯形狀、尺寸和機(jī)械性能數(shù)字控制機(jī)床簡(jiǎn)稱(chēng)為數(shù)控機(jī)床（NumericalControl，NC），在模具加工中占有重要地位。數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上對(duì)零件進(jìn)行切削加工的一種工藝方法。數(shù)控加工非常適合多品種、小批量的生產(chǎn)方式。在模具加工中，數(shù)控機(jī)床在提高加工精度和保證產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮了重要的作用。數(shù)控機(jī)床一般由輸入介質(zhì)、數(shù)控裝置、飼服系統(tǒng)和機(jī)床本

2、體等四部分組成，如圖6－1所示。6.1.1數(shù)控機(jī)床的組成1、輸入介質(zhì)輸入介質(zhì)是用于記載各種加工信息，如工藝參數(shù)、位移數(shù)據(jù)等，并將加工信息經(jīng)輸入裝置輸送給數(shù)控裝置。2、數(shù)控裝置數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)算和控制系統(tǒng)。3、飼服系統(tǒng)飼服系統(tǒng)包括飼服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和機(jī)床的移動(dòng)部件。它將數(shù)控裝置的指令信息放大后，通過(guò)傳動(dòng)元件將控制指令傳給機(jī)床的操縱和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，帶動(dòng)移動(dòng)部件作精密定位或按規(guī)定軌跡和速度運(yùn)動(dòng)。4、機(jī)床本體數(shù)控機(jī)床本體包括：主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（如工作臺(tái)、刀架）及傳動(dòng)部件和床身立柱等支撐部件，此外還有冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位

3、、夾緊等輔助裝置。1、金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床2、金屬成形類(lèi)數(shù)控機(jī)床3、數(shù)控特種加工機(jī)床4、其它類(lèi)型的數(shù)控機(jī)床6.1.2數(shù)控機(jī)床的種類(lèi)1、加工精度高按照程序自動(dòng)加工，避免了人為的操作誤差，使零件尺寸一致，加工質(zhì)量穩(wěn)定。2、自動(dòng)化程度高數(shù)控加工是按照事先編好的程序自動(dòng)完成零件的加工，不需要進(jìn)行繁重的重復(fù)性手工操作。6.1.3數(shù)控加工的特點(diǎn)3、生產(chǎn)效率高數(shù)控機(jī)床可以自動(dòng)實(shí)現(xiàn)加工零件的尺寸和位置精度，省去了劃線工作和對(duì)零件的多次檢測(cè)和調(diào)整的時(shí)間，有效地提高了生產(chǎn)效率。4、適應(yīng)性強(qiáng)當(dāng)改變加工零件時(shí)，只需要更換加工程序即可。5

4、、模具生產(chǎn)周期短。6.1.3數(shù)控加工的特點(diǎn)程序編制的步驟如圖6－2所示。6.1.4數(shù)控加工程序的編制1、確定工藝過(guò)程。2、運(yùn)動(dòng)軌跡的坐標(biāo)值計(jì)算。3、編寫(xiě)加工程序單。4、制備輸入介質(zhì)。5、程序校驗(yàn)和首件試切。6.2模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM），是指人們利用計(jì)算機(jī)處理各種信息，進(jìn)行從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到產(chǎn)品制造全過(guò)程的信息集成和信息流自動(dòng)化。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制造是彼此相對(duì)獨(dú)立的工作，而CAD/CAM技術(shù)將其作為一個(gè)整體來(lái)考慮，實(shí)現(xiàn)信息處理的高度一體化。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）是指

5、工程技術(shù)人員以計(jì)算機(jī)為輔助工具，完成產(chǎn)品的數(shù)值計(jì)算、產(chǎn)品性能分析、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助繪圖、仿真及動(dòng)態(tài)模擬工作，從而提高了設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本，增強(qiáng)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力。6.2.1CAD/CAM技術(shù)的概念計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）有廣義和狹義兩種定義。廣義的CAM是指利用計(jì)算機(jī)輔助完成制造信息處理的全過(guò)程，包括工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、工裝設(shè)計(jì)、數(shù)控編程、生產(chǎn)作業(yè)計(jì)劃、生產(chǎn)過(guò)程控制和質(zhì)量監(jiān)控等。狹義的CAM是指NC程序編制，包括刀具路徑規(guī)劃、刀位文件的生成、刀具軌跡仿真及數(shù)控代碼的生成。

6、模具CAD/CAM系統(tǒng)包括型面數(shù)字模型的描述和設(shè)計(jì)方案的確定，沖壓工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析計(jì)算，模具結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)的選擇，自動(dòng)繪圖，數(shù)控機(jī)床的加工等，這些工作都可以由計(jì)算機(jī)和計(jì)算機(jī)數(shù)控輔助或自動(dòng)完成。6.2.2模具CAD/CAM系統(tǒng)1．模具CAD/CAM系統(tǒng)的組成2．模具CAD/CAM系統(tǒng)的作用（1）縮短了模具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與制造周期。（2）提高了模具精度和設(shè)計(jì)質(zhì)量。（3）可以積累模具設(shè)計(jì)與制造的經(jīng)驗(yàn)及便于檢索資料。（4）降低了模具成本。3．模具CAD/CAM系統(tǒng)處理的信息（1）數(shù)據(jù)信息（2）圖形信息（3）設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)信息6.

7、3模具表面硬化處理技術(shù)模具表面硬化的目的是提高模具的耐用度模具的表面硬化方法，除了傳統(tǒng)的鍍硬鉻、氮化方法以外，現(xiàn)在，對(duì)模具進(jìn)行硬質(zhì)化合物涂覆處理已成為提高模具壽命最有效的方法之一。目前，適用于模具的硬質(zhì)化合物涂覆方法主要有化學(xué)氣相沉淀法（CVD）、物理氣相沉淀法（PVD）、在鹽浴中向工件表面浸鍍碳化物的方法（TD），如表6－1所示。6.3.1化學(xué)氣相沉淀法（CVD）CVD法是在高溫下將盛放工件的爐內(nèi)抽成真空或通入氫氣，再導(dǎo)入反應(yīng)氣體。氣體的化學(xué)反應(yīng)在工件表面形成硬質(zhì)化合物涂層。對(duì)于模具，主要是氣相沉積TiC，其

8、次是TiN和Al2O3。氣相沉積TiC是將工件在氫氣保護(hù)下加熱到900～1100℃，再以氫氣作載流氣體將四氯化碳和碳?xì)浠衔铮ㄈ鏑H4）輸入盛放工件的反應(yīng)室內(nèi)，使之在基體表面發(fā)生氣相化學(xué)反應(yīng)，得到TiC涂層。1、CVD法的優(yōu)點(diǎn)（1）處理溫度高，涂層與基體之間的結(jié)合比較牢固。（2）由于是氣相反應(yīng)，用于形狀復(fù)雜的模具也能獲得均勻的涂層。（3）設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，效果好（可提高模具壽命2～6倍