独立凸模成型工艺

航空制造工程学院创新能力综合训练研究报告二O 一三年十月独立凸模成型形式及应用探究研究摘要：传统的板料成型中一般采用冲压工艺，其中包括拉深，弯曲，胀形等。

冲压工艺一般采用模具成型，由于每个模具只针对一个产品，当出现许多相似的产品的时候，将要设计很多套模具，而由此将造成成本的大幅度提升，生产周期缓慢，不利于经济效益的提高。

如果在原有的模具基础上做出一些小小的改变，制作一些独立凸模固定于原有模具的凸模上用于成型，制作的这些独立凸模可以千变万化，这样可以极大的丰富产品的种类。

同时制作的这些独立凸模，具有制作简便、周期短、成本低廉的特点。

可以看出独立凸模成型工艺不仅降低成本，减少了模具的浪费，提高了生产效率。

实际生产中具有广泛的借鉴和推广作用。

关键词:独立凸模，简单制作，凹凸型面。

主要创新点鉴于模具制作的过程，材耗量大、制作复杂、成本高。

由于每个模具只针对一个产品，当出现许多相似的产品的时候，将要设计很多套模具，而由此将造成成本的大幅度提升，生产周期缓慢，不利于经济效益的提高。

如果在原有的模具基础上做出一些小小的改变，制作一些独立凸模固定于原有模具的凸模上用于成型，制作的这些独立凸模可以千变万化，这样可以极大的丰富产品的种类。

从而有效地降低了重新制作模具的生产成本；而且大大减短了产品生产周期，对于传统模具需要凸凹模具完成，无凹模成型工艺只需要设计相对应的成型制件用于拓展成型，不需要重新设计模具，就能完成生产需求。

尤其是表现在对一些成本高的模具而言，此工艺表现的更为的优异。

目录1 引言.......................................................... - 4 -1.1我国模具发展的现状....................................... - 4 -1.2模具成型的研究........................................... - 5 -2 独立凸模成型原理与拓展部件的制作工艺.......................... - 6 -2.1 独立凸模的分类.......................................... - 6 -2.2拓展部件的制作........................................... - 6 -3 独立凸模成型工艺的优点........................................ - 8 -4 独立凸模成型工艺的加工方法.................................... - 8 -4.1 独立凸模加拓展部件成型工艺.............................. - 8 -4.2整独立凸模成型工艺....................................... - 9 -4.3 吸塑成型工艺........................................... - 10 -4.4电火花电极成型加工工艺.................................. - 11 -5 独立凸模成型工艺在拉深件中的创新............................. - 11 - 6独立凸模成型工艺在熟料成型工艺中的创新....................... - 11 -7 独立凸模成型工艺在电火花成型工艺中的创新..................... - 12 -8 传统的凸凹模加工工艺与独立凸模成型工艺的成本比较............. - 12 -9 研究结果与分析............................................... - 12 -9.1 我国需要独立凸模成型工艺............................... - 12 -9.2创新具有灵活多样性...................................... - 12 -10 结论........................................................ - 13 -11 参考文献.................................................... - 13 -1 引言1.1我国模具发展的现状近年来，我国模具产业一直以价格优势快速成长，但是处于全球产业链分工的中、低端状态短期内还难以改变，高投入、高消耗、高污染、低效率、低效益的粗放发展方式凸显，产业基础依然脆弱，我国想要成为制造强国任重道远。

技术的落后，是我国模具产业的发展受到了非常大的阻碍；国内模具产品整体水平不高。

国内模具产品从精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标来看，与国外先进水平尚有较大差距。

其次，缺乏自主生产的知名品牌。

国内铸造模具企业规模小，产业集中度低，产品结构不合理，自主创新能力弱，装备和工艺落后，缺乏具有核心竞争力的企业集团和国际知名品牌。

第三，工艺装备和管理水平落后。

虽然部分模具企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平比较先进，但大部分企业工艺装备仍比较落后。

图一：模具1.2模具成型的研究模具成型工艺利用凸凹模成型。

工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。

简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。

它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。

按所成型的材料的不同，模具可分为五金模具、塑胶模具、以及其特殊模具，五金模具又分为：包括冲压模 ( 如冲裁模具、弯曲模具、拉深模具、翻孔模具、缩孔模具、起伏模具、胀形模具、整形模具等)、锻模(如模锻模、镦锻模等)、挤压模具、挤出模具、压铸模具、锻造模具等；非金属模具也分为：塑料模具和无机非金属模具。

而按照模具本身材料的不同。

塑料模具一般可分为：注射成型模具，挤塑成型模具，气辅成型模具等等。

2 独立凸模成型原理与拓展部件的制作工艺2.1 独立凸模的分类按加工的方法可以分为：电火花电极加工成型工艺、吸塑成型工艺，完整独立凸模成型工艺、独立凸模加拓展部件成型工艺。

按加工的制件材料可以分为：金属独立凸模成型工艺、塑料独立凸模成型工艺、纸制品独立凸模成型工艺。

2.2拓展部件的制作拓展部件主要用于独立凸模加拓展部件成型工艺（上面2.1中分类）。

拓展部件即是后期成型所需的“凸模”。

所用的材料有铁丝，铁皮，铸件等。

根据所需制成产品的图案制作。

图二：各种独立凸模与产品3 独立凸模成型工艺的优点独立凸模成型工艺加工一些简单的形状的制件显得游刃有余，甚至加工比较复杂的制件（电火花电极加工）仍然显得举重若轻。

由于独立开发一套模具成本高，周期长，制作复杂。

这个时候独立凸模成型工艺的优越性就完全体现出来了。

由于独立凸模成型工艺只需要制作凸模，甚至只需要制造拓展部件，所以独立凸模成型具有成本低，周期短，加工简单等优点。

电火花加工：电火花加工是与机械加工完全不同的一种新工艺。

随着工业生产的发展和科学技术的进步，具有高熔点、高硬度、高强度、高脆性，高粘性和高纯度等性能的新材料不断出现。

具有各种复杂结构与特殊工艺要求的工件越来越多，这就使得传统的机械加工方法不能加工或难于加工。

而电火花加工恰好可以满足加工的要求。

吸塑成型工艺采用平展的塑料硬片加热变软后，采用真空吸附于模具表面，冷却成型，对于较薄的塑料产品的成型吸塑成型具有不可替代的优点。

4 独立凸模成型工艺的加工方法4.1独立凸模加拓展部件成型工艺加工过程：板材切割，板材定位，第一次冲压成型，切边，半成品。

放置拓展制件与橡皮于凸凹模正确位置，第二次冲压成型，切边，成品。

此工艺利用原有的拉深模具对板材进行二次成型，其中二次成型中的拓展部件作为独立凸模成型。

这样只需要进行简单的改变就可以制造不同的产品。

图三：独立凸模加拓展部件成型工艺4.2整独立凸模成型工艺加工过程：放置拓展制件与正确的位置，板材切割，板材定位，冲压成型，切边，成品。

旋压也同样属于此种类型。

其中和浅拉深成型工艺有相似之处，但是此工艺不需要凹模，此工艺板材两边各为凸模与橡皮。

图四：整独立凸模制成的产品4.3 吸塑成型工艺加工的过程：塑料片材切，切割，加热，成型，冷却，脱模，去料边，成品其中加热成型的过程是利用塑料制件加热变软之后，采用真空将塑料之间吸附于凸模的表面成型。

图五：吸塑加工过程4.4电火花电极成型加工工艺加工过程：装夹好电极，位置进行校正调整，固定工件，输入数据，调好冷却液位置，按自动加工按钮，进行电火花加工。

图六:电火花加工工艺5 独立凸模成型工艺在拉深件中的创新传统的拉深件采用完整的拉深模具进行成型，当需要制作外形相似的制件时需要重新开发一套模具。

独立开发一套模具成本高，周期长，制作复杂。

由于独立凸模成型工艺只需要制作凸模，甚至只需要制造拓展部件，当依据所需要的成型很快就可以生产出不同的制品。

所以独立凸模成型具有成本低，周期短，加工简单等优点。

6独立凸模成型工艺在熟料成型工艺中的创新传统的塑料成型工艺采用注塑成型，塑料模具制作周期长，开发难度大，成本高，加工复杂。

注塑成型工艺加工较薄的制件时缺陷非常大。

不利于成型。

而独立凸模塑料成型工艺—吸塑。

大大克服了注塑成型的缺点。

吸塑模具只需要生产凸模，凸模生产周期短，成本低，加工简单，生产快。

一般用于较薄塑料制件的生产。

7 独立凸模成型工艺在电火花成型工艺中的创新传统的电极是实心铜制的，制造成本高，而且制造工件时间长。

传统电极需要精车、磨床等复杂的机械加工工序。

简单电极（独立凸模）只需利用简单的钳工、机械处理，就能制成简易的电火花电极；相比传统通过机械加工甚至精车和磨床处理制成的电极，在廉价性、美观，简易性上都有很大优势。

图七：传统电极与简单电极的比较8 传统的凸凹模加工工艺与独立凸模成型工艺的成本比较拉深的肥皂盒举例，如果要制作十种底纹的模具则需要十套模具，而一套肥皂盒的模具大概价格在2000元左右。

因此成本为20000元。

而独立凸模成型只需要一套拉深模具，只需十件拓展部件，每个拓展部件大概需要10元。

因此成本为2100元。

很明显的可以看出独立凸模成型工艺成本非常低廉。

9 研究结果与分析9.1 我国需要独立凸模成型工艺由于我国是制造业大国，怎么利用最简单的方式方法制成所需要的模具显得尤为的重要，而独立凸模成型恰好符合这一要求。

9.2创新具有灵活多样性在塑料制件，金属制件，纸制件中都可以用到独立凸模成型工艺。

10 结论相对于传统的模具成型技术而言，独立凸模成型加工技术的研究还不是很深入。