模具快速成型学习课程总结讲义

0.1/0.01
1.25/0.16
从微小零件到超大型工 件、模具的加工，如型 孔、型腔、抛光、去毛 刺等
硬质合金钢等难加工材
0.02/0.001 1.25/0.04 料的磨削，如硬质合金
刀具、量具等
几种常见特种加工方法的综合比较
加工 方法
超声 加工
激光 束加 工
电子 束加 工
离子 束加 工
加工 材料
/0.01
对零件表面进行超精密、 超微量加工、抛光、刻蚀、 掺杂、镀覆等
通过电、光、化学能等产生瞬时高温，熔化并去除材料，如电 火花加工、高能束加工、热力去毛刺等。
电化学过程 利用电能转换为化学能对材料进行加工，如电解加工、电铸加
工（金属离子沉积）等。 化学过程
利用化学溶剂对材料的腐蚀、溶解，去除材料，如化学蚀 刻、化学铣削等。
复合过程 利用机械、热、化学、电化学的复合作用，去除材料。
AM
系统管 理技术
TQCSE 基础制造技术
ROBOT IMS
质量与 可靠性
FMC
CE
清洁生 产技术
信
息
技 术
集成技术
新能源技术
新材料技术
先进制造技术体系图
第二章 现代模具加工方法概述
2.1 成形法 2.2 累加法 2.3 去除法
零件成形方法
材料成形法—进入工艺过程物料初始重量近似等于加 工后最终重量。如铸造、压力加工、粉末冶金、注塑成 形等，多用于毛坯制造，但也可直接成形零件。
几种常见特种加工方法的综合比较
加工 方法
可加工 材料
工具损耗 率 /% 最低/平 均
材料去除率 mm3/min 最低/平均
尺寸精度 mm
最低/平均
表面粗糙 度
Ra μ m 最低/平均
主要适用范围
电火 花成 型
电火 花线 切割
电解 加工
电解 磨削
任何导 0.1/10 电金属 材料， 如硬质 合金钢、 较小（可 耐热钢、 补偿） 不锈钛 合金等
加工中能量易于转换和控制，有利于保证加工精度 和提高加工效率。
材料去除速度一般低于常规加工方法，这也是目前常 规加工方法仍占主导地位的主要原因。
特种加工分类(按加工机理和采用能源)
机械过程 利用机械力，使材料产生剪切、断裂，以去除材料。如超声波
加工、水喷射加工、磨料流加工等。 热学过程
不损耗
30/3000 20/200 100/10000
1/50
1/100
0.03/0.003 10/0.04
从数微米的孔、槽到数 米的超大型模具、工件 等，如各种类型的孔、 各种类型的模具
0.02/0.002 5/0.32
切割各种二维及三维直 纹面组成的模具及零件， 也常用于钼、钨、半导 体材料或贵重金属切削
任何 脆性 材料
任何 材料
工具损耗 率 /%
最低/平均
0.1/10
不损耗 （三种加 工，没有 成型用的 工具）
材料去除率 mm3/min 最低/平均
Байду номын сангаас
尺寸精度 mm
最低/平 均
1/50
0.03/0.0 05
瞬时去除率 很高，受功 率限制，平 均去除率不 高
0.01/0.0 01
很低
/0.01μ m
表面粗糙 度
计算机仿真和模拟来完善模具 结构，返修少，成本低
先进制造技术定义
◆ 先进制造技术是制造业不断吸收信息技术和 现代管理技术的成果，将其综合应用于产品设计 、加工、检测、管理、销售、使用、服务乃至回 收的制造全过程，以实现优质、高效、低耗、清 洁、灵活生产，提高对动态多变市场的适应能力 和竞争力的制造技术的总称。
几种代表性特种加 工方法
电火花加工
工具电极
直流脉 冲电源
进给系 统
放电间隙 工件电极
工作液
电火花加工原理图
直流电 源
电解加工
阴极进给 工具阴极
工件阳极 泵
电解液
电解加工原理图
超声 波发 生器
超
声
波
加
振动方向
工
工作液 喷嘴
换能器
变幅杆
工具 工件
激光加工
激光器
光阑
反射镜
电源
聚焦镜
工件 工作台
激光加工原理图
第三章 特种加工
I. 特种加工技术概述 II. 电火花加工 III. 电解加工 IV. 高能束加工
特种加工方法特点
主要不是依靠机械能，而是用其它能量（如电能、光 能、声能、热能、化学能等）去除材料。
工具不受显著切削力的作用，对工具和工件的强度、 硬度和刚度均没有严格要求。
一般不会产生加工硬化现象。加工变形小，发热少 (或仅局限于工件表层加工部位很小区域内)，工件热 变形小，加工应力小，易于获得好的加工质量。
材料去除法—零件的最终几何形状局限在毛坯的初始 几何形状范围内，零件形状的改变是通过去除一部分材 料，减少一部分重量来实现的。如切削与磨削，电火花 加工、电解加工等特种加工等。
材料累加法—传统的累加方法有焊接、粘接或铆接等， 通过不可拆卸连接使物料结合成一个整体，形成零件。 近几年才发展起来的快速原型制造技术（RPM），是材 料累加法的新发展。
传统制模
现代制模
制模 质量
制模 流程
制模 评价
依赖于人为因素， 再现能力差， 整体不易控制
串行方式进行，容易造 成设计和制造脱节， 重复劳动多，加工周期 长
通过试模进行评价，返 修多，成本高
依赖于物化因素， 再现能力强， 能够整体控制
并行方式进行，共享数学模型 和数据库 并行通信，相互协调 重复劳动少，加工周期短
Ra μ m 最低/平均
主要适用范围
0.63/0.1 6
加工脆硬材料，如玻璃、 石英、宝石、金刚石、硅 等，可加工型孔、型腔、 小孔等
精密加工小孔、窄缝及成 型切割、蚀刻，如金刚石 拉丝模、钟表宝石轴承
10/1.25
在各种难加工材料上打微 小孔、切缝、蚀刻、焊接 等，常用于制造大、中规 模集成电路微电子器件
◆ 要点： • 目标提高制造企业对市场的适应能力和竞争力 • 强调信息、现代管理与制造技术的有机结合 • 信息、现代管理技术在整个制造过程中综合应用
先进制造技术轮图
新型产业及市场需求带动 （重大装备、高新技术产业、社会协调发展）
CIMS
系
CAD
统 工
MRPⅡ CAM
NC 技术
程 及 管 理 科 学
模具快速成型课程 总结
本课程重点讲述的内容
• 绪论 • 现代模具加工方法概述 • 特种加工技术 • 高速加工技术 • 反求工程 • 快速成形技术 • 快速模具
第一章 绪论
I. 模具和模具工业 II. 模具制造技术的发展趋势 III. 模具先进制造技术 IV. 我国模具先进制造技术的发展
1.2.3 现代模具制造的特点