模具制造技术 教学课件 作者 张信群 第6章 模具先进制造技术.ppt

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1、第6章模具先进制造技术模具数控加工技术6.1模具计算机辅助设计和制造技术6.2模具表面硬化处理技术6.3模具快速成型加工6.46.1模具数控加工技术用机械加工的方法直接改变毛坯形状、尺寸和机械性能数字控制机床简称为数控机床（NumericalControl，NC），在模具加工中占有重要地位。数控加工是指在数控机床上对零件进行切削加工的一种工艺方法。数控加工非常适合多品种、小批量的生产方式。在模具加工中，数控机床在提高加工精度和保证产品质量等方面发挥了重要的作用。数控机床一般由输入介质、数控装置、饲服系统和机床本

2、体等四部分组成，如图6－1所示。6.1.1数控机床的组成1、输入介质输入介质是用于记载各种加工信息，如工艺参数、位移数据等，并将加工信息经输入装置输送给数控装置。2、数控装置数控装置是数控机床的运算和控制系统。3、饲服系统饲服系统包括饲服驱动机构和机床的移动部件。它将数控装置的指令信息放大后，通过传动元件将控制指令传给机床的操纵和执行机构，带动移动部件作精密定位或按规定轨迹和速度运动。4、机床本体数控机床本体包括：主运动部件、进给运动部件（如工作台、刀架）及传动部件和床身立柱等支撑部件，此外还有冷却、润滑、转位

3、、夹紧等辅助装置。1、金属切削类数控机床2、金属成形类数控机床3、数控特种加工机床4、其它类型的数控机床6.1.2数控机床的种类1、加工精度高按照程序自动加工，避免了人为的操作误差，使零件尺寸一致，加工质量稳定。2、自动化程度高数控加工是按照事先编好的程序自动完成零件的加工，不需要进行繁重的重复性手工操作。6.1.3数控加工的特点3、生产效率高数控机床可以自动实现加工零件的尺寸和位置精度，省去了划线工作和对零件的多次检测和调整的时间，有效地提高了生产效率。4、适应性强当改变加工零件时，只需要更换加工程序即可。5

4、、模具生产周期短。6.1.3数控加工的特点程序编制的步骤如图6－2所示。6.1.4数控加工程序的编制1、确定工艺过程。2、运动轨迹的坐标值计算。3、编写加工程序单。4、制备输入介质。5、程序校验和首件试切。6.2模具计算机辅助设计和制造技术计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM），是指人们利用计算机处理各种信息，进行从产品设计到产品制造全过程的信息集成和信息流自动化。传统的设计与制造是彼此相对独立的工作，而CAD/CAM技术将其作为一个整体来考虑，实现信息处理的高度一体化。计算机辅助设计（CAD）是指

5、工程技术人员以计算机为辅助工具，完成产品的数值计算、产品性能分析、实验数据处理、计算机辅助绘图、仿真及动态模拟工作，从而提高了设计效率和准确性，缩短产品开发周期、提高产品质量、降低生产成本，增强行业竞争能力。6.2.1CAD/CAM技术的概念计算机辅助制造（CAM）有广义和狭义两种定义。广义的CAM是指利用计算机辅助完成制造信息处理的全过程，包括工艺过程设计、工装设计、数控编程、生产作业计划、生产过程控制和质量监控等。狭义的CAM是指NC程序编制，包括刀具路径规划、刀位文件的生成、刀具轨迹仿真及数控代码的生成。

6、模具CAD/CAM系统包括型面数字模型的描述和设计方案的确定，冲压工艺和结构参数的分析计算，模具结构和标准的选择，自动绘图，数控机床的加工等，这些工作都可以由计算机和计算机数控辅助或自动完成。6.2.2模具CAD/CAM系统1．模具CAD/CAM系统的组成2．模具CAD/CAM系统的作用（1）缩短了模具产品的设计与制造周期。（2）提高了模具精度和设计质量。（3）可以积累模具设计与制造的经验及便于检索资料。（4）降低了模具成本。3．模具CAD/CAM系统处理的信息（1）数据信息（2）图形信息（3）设计经验信息6.

7、3模具表面硬化处理技术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，除了传统的镀硬铬、氮化方法以外，现在，对模具进行硬质化合物涂覆处理已成为提高模具寿命最有效的方法之一。目前，适用于模具的硬质化合物涂覆方法主要有化学气相沉淀法（CVD）、物理气相沉淀法（PVD）、在盐浴中向工件表面浸镀碳化物的方法（TD），如表6－1所示。6.3.1化学气相沉淀法（CVD）CVD法是在高温下将盛放工件的炉内抽成真空或通入氢气，再导入反应气体。气体的化学反应在工件表面形成硬质化合物涂层。对于模具，主要是气相沉积TiC，其

8、次是TiN和Al2O3。气相沉积TiC是将工件在氢气保护下加热到900～1100℃，再以氢气作载流气体将四氯化碳和碳氢化合物（如CH4）输入盛放工件的反应室内，使之在基体表面发生气相化学反应，得到TiC涂层。1、CVD法的优点（1）处理温度高，涂层与基体之间的结合比较牢固。（2）由于是气相反应，用于形状复杂的模具也能获得均匀的涂层。（3）设备简单，成本低，效果好（可提高模具寿命2～6倍