顶盖后横梁拉延成形模具设计大学论文 - 图文

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摘 要

论文主要介绍了湖北省神龙汽车有限责任公司制造车间实际的吉普车右后翼子板里板封板隔板翻边成形模设计。本文侧重于计算机辅助设计与制造，使用AutoCAD2007绘制二维工程图，运用pro/E Wildfire 5.0软件进行三维数字化建模，模具的虚拟装配，以及模具核心部分零部件的制造仿真。

本文对模具部分主要零部件的结构、技术要求作了详细说 明；还对工艺方案的经济性和技术可行性进行了分析比较，模具参数作了理论计算；对整个模具的装配步骤作了介绍，对主要零部件编制了制造工艺卡。着重介绍了数字化制造的概念，及NC加工的过程。笔者在整个翻边成形模的设计过程中，严格按照零件的工艺要求，综合考虑了模具结构的可靠性与科学性，运用数字化模拟手段以缩短模具设计制造周期。

关键词：吉普车-车身-封板 翻边成形模具 CAD/Pro/E 三维数字化设计制造 制造仿真

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Abstract

Paper introduces the DPCA Jeep right rear fender board closure plate partition die design. This paper focuses on computer-aided design and manufacturing, two-dimensional engineering drawings using AutoCAD2007 drawing using the pro / EWildfire 5.0 software for three-dimensional digital modeling, mold assembly, and some major parts of the manufacturing simulation, interference analysis.

This part of the main components of the mold structure, a detailed description of the technical requirements; also craft programs of economic and technical feasibility analysis and comparison, mold parameters have been calculated; of the entire mold assembly steps are introduced, the preparation of the main components of the manufacturing process card.Highlighted the concept of digital manufacturing, and NC machining process. I bend forming die in the entire design process, in strict accordance with the part of the process requirements, considering the reliability of the mold structure and science, under the premise of ensuring the quality of parts, the use of digital means to reduce the mold design and manufacturing cycle.

Keywords：Jeep- stents body - Seal plate Flange mold - die design CAD/ Pro/E

Three-dimensional digital design and manufacturing manufacturing simulation

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目 录

摘 要 ................................................................................................................... 1 Abstract ................................................................................................................ 2 目 录 ..................................................................................................................... 3 1 绪 论 ............................................................................................................. 6

1.1 课题来源、目的、意义 .............................................................................................. 1

1.1.1 课题的来源 ........................................................................................................ 1 1.1.2 本课题研究目的 ................................................................................................ 1 1.1.3本课题研究的意义 ............................................................................................. 1 1.2 国内外模具发展与现状 .............................................................................................. 2

1.2.1冲压模具市场情况 ............................................................................................. 2 1.2.1.1 我国模具行业的总体状况［1］ ........................................................................ 2 1.2.1.2 国外模具制造业的现状［2］ ............................................................................ 3 1.2.1.3 我国模具行业的发展方向［1］ ........................................................................ 6 1.3模具工业未来前景 ....................................................................................................... 8 1.4 CAD在模具设计中的应用 ....................................................................................... 9

1.4.1 国内外模具CAD的发展状况［6］ .................................................................... 9 1.4.2 模具CAD技术的特点 .................................................................................... 11 1.5 数字化在模具设计中的应用[8] ............................................................................. 11

2 工艺分析与模具结构形式设计................................................................... 12

2.1 工艺分析 ................................................................................................................... 12

2.1.1零件结构分析 ................................................................................................. 12

2.1.2零件加工工艺分析[10] .................................................................................... 13 2.2 制定工艺方案[12] ...................................................................................................... 13

3 工艺计算 ....................................................................................................... 15

3.1 毛坯展开计算[13] ...................................................................................................... 15 3.2弯曲力的计算［14］...................................................................................................... 16

3.2.1自由弯曲力 ....................................................................................................... 16 3.2.2顶件力 ............................................................................................................... 17 3.2.3弯曲时压力机的压力确定 ............................................................................... 17 3.3计算压力中心[16] ....................................................................................................... 17

3.3.1 确定压力中心的目的 .................................................................................... 17

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3.3.2 压力中心的计算方法 .................................................................................... 17

4 冲压设备选择 ............................................................................................... 19

4.1冲压设备选择的原则[17] ........................................................................................... 19 4.2典型冲压设备 ............................................................................................................ 19

4.2.1冲压设备类型的选择［17］................................................................................. 19 4.2.2冲压设备规格的确定原则 ............................................................................... 20 4.3选择冲压设备 ............................................................................................................ 20 4.4模具闭合高度校核 .................................................................................................... 21

4.4.1闭合高度 ......................................................................................................... 21 4.4.2闭合高度的校核 ............................................................................................. 21

5 模具结构设计 ............................................................................................... 22

5.1 模具总体结构设计[18] .............................................................................................. 22

5.1.1方案分析 ......................................................................................................... 22 5.1.1.1 方案一 ........................................................................................................... 22 5.1.1.2 方案二 ........................................................................................................... 23 5.1.1.3方案三 ............................................................................................................ 24 5.1.2方案的可行性分析 ........................................................................................... 25

6 模具主要零部件设计 ................................................................................... 26

6.1 模具主要零件［19］...................................................................................................... 26

6.2 凸、凹模设计 ............................................................................................................ 26

6.2.1计算凸模和凹模之间的闭合间隙 ................................................................. 26 6.2.2凹模结构设计［20］........................................................................................... 27 6.2.3凸模结构设计 ................................................................................................... 28 6.3上、下模板选择 ........................................................................................................ 28

6.3.1技术要求[20] .................................................................................................... 28 6.3.2上模板 ............................................................................................................... 29 6.3.3下模板 ............................................................................................................... 29 6.4 弹簧的选择 ................................................................................................................ 29

6.4.1 弹簧选择原则[4] .............................................................................................. 29 6.4.2 卸料弹簧的选择［4］ ......................................................................................... 30 6.5定位方式设计 ............................................................................................................ 30

6.5.1工件定位 ........................................................................................................... 30 6.6导向零件选择 ............................................................................................................ 31

6.6.1导柱、导套选择[4] ........................................................................................... 31

7 模具二维图绘制 ........................................................................................... 31

7.1模具工程图要求 ........................................................................................................ 31

7.1.1功能要求［4］ ...................................................................................................... 31

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7.1.2技术指标［4］ ...................................................................................................... 32 7.2二维工程图 ................................................................................................................. 32

7.2.1上模板 ............................................................................................................... 33 7.2.2下模板 ............................................................................................................... 33 7.2.3凹模镶块 ........................................................................................................... 33 7.2.4凸模镶块 ........................................................................................................... 34 7.2.5下压料板 ........................................................................................................... 34 7.2.6上压料板 ........................................................................................................... 35 7.2.7总装配图 ........................................................................................................... 36

8 模具三维数字化设计 ..................................................................................... 36

8.1三维数字化设计的基本概念[23] ................................................................................ 36 8.1.1数字化 ............................................................................................................... 36 8.1.2数字化设计 ....................................................................................................... 36 8.1.3传统的设计过程与数字化设计过程的比较 ................................................... 37 8.1.3.1传统的设计过程 ............................................................................................ 37 8.1.3.2数字化并行设计过程 .................................................................................... 37 8.1.3.3数字化设计过程的特点 ................................................................................ 38 8.2 零件建模 .................................................................................................................... 39

8.2.1产品建模的方法 ............................................................................................... 39

8.2.2三维实体建模的意义[24] .................................................................................. 39 8.2.3三维实体建模使用的软件平台[24] .................................................................. 39 8.2.4上模板建模过程 ............................................................................................... 40 8.2.5三维建模中应注意的问题 ............................................................................. 41 8.3 总装配 ........................................................................................................................ 41 8.4干涉检查、分析 ........................................................................................................ 42

9 模具主要零部件制造工艺的编制................................................................. 43

9.1数控加工工艺设计［24］.............................................................................................. 43

9.1.1数控加工工艺路线设计 ................................................................................... 43 9.1.1.1定位基准的选择 ......................................................................................... 43 9.1.1.2加工方法的选择 ......................................................................................... 44 9.1.1.3工序的划分 ................................................................................................. 44 9.1.1.4加工顺序 ..................................................................................................... 45 9.2上模板加工工艺 ......................................................................................................... 45 9.3下模板加工工艺 ......................................................................................................... 46 9.4凹模镶块加工工艺 ..................................................................................................... 48 9.5上压料板加工工艺 ..................................................................................................... 48 9.6下压料板加工工艺 ..................................................................................................... 49 9.7装配工艺 .................................................................................................................... 51

10 模具数字化制造 ........................................................................................... 52

10.1 基本概念［23］............................................................................................................ 52

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10.1.1数字化制造 ..................................................................................................... 52 10.1.2 设计模型 ........................................................................................................ 52 10.1.3制造模型 ......................................................................................................... 52 10.1.4数控加工模型 ................................................................................................. 53 10.1.5数字化设计制造的主要性能要求 ................................................................. 53 10.1.6 NC加工的优势 ............................................................................................... 53 10.2 Pro/Mfg的操作流程［24］ .......................................................................................... 54 10.3 Pro/MFG加工方法［24］ ............................................................................................ 55 10.4凸模NC加工 ............................................................................................................ 56

10.4.1建立参考模型 ................................................................................................. 56 10.4.2进行制造设置 ................................................................................................. 56 10.4.3加工序列 ......................................................................................................... 57 10.4.4各序列的参数设置如下表 ............................................................................. 57 10.4.5数控加工程序（见附件） ............................................................................. 58

结 论 ............................................................................................................... 60 致谢 ..................................................................................................................... 61 参考文献 ............................................................................................................. 62

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1 绪 论

1.1 课题来源、目的、意义

1.1.1 课题的来源

本课题将针对湖北省神龙汽车有限责任公司制造车间实际的吉普车右后翼子板里板封板隔板进行翻边成形模具设计。

1.1.2 本课题研究目的

通过对汽车车身隔板部分的了解，以及对模具专业知识的相关学习，运用所学知识结合三维软件Pro∕E，设计出符合生产实际的模具，以达到操作简单，工作效率高，精度高等标准。

由于汽车车身相关的隔板加工是大批量的生产，是薄板零件，从加工工艺方面要求考虑，选用冲压模具进行加工制造最为适合，因此本毕业设计将紧紧围绕冲压模具，充分运用我们所学的专业知识，结合实习实践对其进行相关的设计，结合查阅相关专业书籍资料进行理论推理计算，同时以三维软件Pro∕E做辅助完成这套冲压模具的设计。从而有效的锻炼了我们的自学能力，锻炼我们应用知识能力，将所学的专业知识与所需的知识联系起来的能力，对实践问题的分析理解能力，大胆创新能能力，为以后走入社会进行就业作好铺垫准备工作。

1.1.3本课题研究的意义

模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，由于模具自身的特点，模具技术水平的高低，已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志，也是保持这些国家的产品在国际市场上优势的核心竞争力。而现

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阶段我国模具的生产加工，甚至是一些大型企业都存在着这样或者那样的亟待解决的现实问题：材料的不合理应用，生产周期过长，产品淘汰率太高，企业间的恶性竞争太频繁等等。而通过本课题的研究学习可以在一定程度上解决出现的类似问题，提高产品回收率，减少开发成本，缩短产品生产周期，有利于产品的开发及创新，设计创造出新型的高科技含量的产品，提高企业的市场竞争力，提高我国模具在国际市场的核心竞争力。而这些都是我国模具所希望看到的，所追求的

通过毕业设计的研究性设计，可以使模具的尺寸精确、表面光洁；结构合理、生产效率高、易于自动化；设计符合工艺需要，缩短生产周期、降低制造成本，增长模具的使用寿命；通过数字化的设计流程，提高模具制造效率、产品质量和加工精度，从而可以使企业获得更大的经济效益，增强企业的市场竞争力。

1.2 国内外模具发展与现状

1.2.1冲压模具市场情况

1.2.1.1 我国模具行业的总体状况［1］

一、我国模具规模发展空前

“九五”以来，发达国家纷纷将制造业转移到我国，使我国模具工业面临空前的发展机遇。模具已从过去的“附属产品”逐渐成为“独立”的新型产业，我国已成为模具生产大国和消费大国。国内各行业的高速发展，在对模具工业提出了越来越高要求的同时，也大大加速模具产业的发展。目前，我国有模具生产厂点约两万家左右，2003年我国模具工业产值达到450亿元，2005年模具产值预计为600亿元。按模具总量排名，紧随日本、美国之后，居世界第3位。近两年，我国的模具技术有了很大的提高，有些已接近或达到国际水平。目前，我国从事模具技术研究的机械和院校已达30余家，从事模具技术教育和培训的院校已超过50余家。 此外欧美日等国的模具业有向中国、东南亚转移的趋势，日本模具业正逐渐将技术含量不高的模具件转向人力成本低的地区生产，只在本国生产技术含量较高的产品，利润可观。我国一方面可利用此契机促进模具业的发展，另一方面也可以采用这种部分外包的 二、我国模具行业市场发展

近年来，人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供

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了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，塑料模具行业总体发展速度近4个百分点，在模具行业中发展最快。目前塑料模具在整个模具行业中约占30%左右，其中发展重点为工程塑料模具。海关统计资料显示，2004年中国共出口模具2.52亿美元，其中塑料橡胶模具出口金额1.72亿美元，占总出口量的68.3%。目前我国汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30%。塑料管的普及率将达到50%，建筑、建材业塑料建材可大量代钢、代木、替代传统建材，将在今后得到越来越多的应用。预测2005年建筑用塑料制品占总产量16%，约400万吨，因此塑料建材模具需求量将增长较快。专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。

模具工业是我国金属制品的支柱，多数工业产品的生产都需要模具，小到手机盖板，大到汽车顶新加坡或车门，都需要模具作为生产设备。机械、汽车、电子等产业是模具工业的主要市场，其中汽车、摩托车行业占有模具工业一半市场。每一型号的汽车都需要几千副模具，价值上亿元；每一型号的摩托车将近千副模具，价值1000多万元。随着我国汽车、摩托车市场竞争逐渐白热化，十几年、几十年不变的型号车将淘汰出局，消费者除追求其性能更完善，配置更为优良外，对车辆外观也十分挑剔。为了满足消费者的需要，汽车、摩托车行业必须不断地推出新产品、新型号。

电子产业是模具行业又一主要市场。一台电冰箱约需模具350副，价值400万元；一台全自动洗衣机约需模具200副，价值3000万元：一台空调器仅塑料模具就有20副，价值150万元。“十五”期间我国彩电年产量将达到4000万台，若按10万台需一整套模具计，价值约7000万元，则每年将有28亿元的模具市场。到2005年，塑料门窗的普及率将超过30%，塑料排水管的市场占有率将超过50%，以及各种异型建材模具和地面砖模具都将是模具市场新增长点。在发达国哝，电子和通讯产品模具约占模具市场总量的20%按目前国内社会使用量需求，5年内肯定孕育出一个巨大需求市场，仅电子产业模具需求将是全国市场五分天下有其一。 1.2.1.2 国外模具制造业的现状［2］

据报道，高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具

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的有力保证。

一、高新技术应用于模具的设计与制造

（一）CAD/CAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性 在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%～89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。30～50人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。

（二）为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术 高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。目前，欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在1.5万～3万r/min。采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为4～5年。增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。

（三）快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用

由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。

在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于

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模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。

二、欧美模具企业的管理经验值得借鉴 （一）人员精简，“瘦”型管理

欧美模具企业大多数规模不大，员工人数超过百人的较少，所考察的模具企业人数一般都在20～50人。企业各类人员的配置十分精简，一专多能，一人多职，企业内部看不到闲人。精益生产、“瘦”型管理的思想得到了较好的体现。 （二）采用专业化，产品定位准

所考察的模具企业，大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求，确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展，每个模具厂家都有自己的优势技术和产品，并都采取专业化的生产方式。欧美大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户，在大型模具公司周围又有一批模具生产协作厂家。这种互惠、互利、共赢、共存的合作伙伴关系，有的已持续了30～40年。 （三）采用先进的管理信息系统，实现集成化管理

欧美的模具企业，特别是规模较大的模具企业，基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定，到质检、库存、统计等，普遍使用了计算机，公司内各部门可通过计算机网络共享信息。

（四）工艺管理先进，标准化程度高

与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同，欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。每副模具均有详细的设计图，包括每个零件的详细设计，并且都制定了详细的加工工艺。我国模具要走向世界，必须深化改革、扩大出口。

欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用，也给模具企业带来了良好的经济效益。美国的模具企业，人均年销售额在20万美元左右；意大利人均年销售额也在10万美元以上。与国内的模具企业相比，即使扣除价格因素的影响，欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高CAD/CAE/CAM的应用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高模具

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的设计制造水平。同时，要学习和借鉴国外的先进管理经验，进一步深化企业改革。目前，国内有些模具厂冲模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，这样很难干好，必须走小而专、小而精、小而特的道路。同时要增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。

1.2.1.3 我国模具行业的发展方向［1］

当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。

1 模具产品发展将大型化、精密化

模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在微米级或者以下，这就要求发展超精加工。 2 多功能复合模具将进一步发展

新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。

3 热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高

由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体还达不到10%，个别企业已达到20%-30%。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。

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4 气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展

气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。国外，已经较成熟。国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成形包括塑料熔体注射和气体(一般均采用氮气)注射成形两面部份，比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。

5 快速经济模具的前景十分广阔

现在是多品种、少批量生产的时代，到下一个世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越快越好。因此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。例如，研制各种超塑性材料(环氧、聚脂等)制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易模具：中、低熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速原型制造模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外，采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。

6 模具标准件的应用将日渐广泛

使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。 7 模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视

在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%～30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或

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有特殊性能的模具钢。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。

1.3模具工业未来前景

未来冲压模具制造技术发展趋势应该是适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。要达到这一要求未来冲压模具制造技术发展有以下几个趋势：

1 在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术

模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。

2 快速原型制造(RPM)技术得到更好的发展

快速原型制造(RPM)技术是伴随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积(即材料累加)成形思想，根据零件CAD模型、快速自动完成复杂的三维实体(原型)制造。RPM技术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化(SLA)叠层实体制造(LOM)激光选区烧结(SLS)、三维打印(3D-P)熔融沉积成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射(热喷涂)等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。

3 高速铣削加工将得到更广泛的应用

国外近年来发展的高速铣削加工 ，主轴转速可达到40000～100000r/min,快速进

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全套设计（图纸）加扣扣 194535455

给速度可达到30～40m/min，换刀时间可提高到1～3S。这样就大幅度提高了加工效率，如在加工压铸模时，可提高7～8倍，并可获得Ra≤10um的加工表面粗糙度。形状精度可达10um。另外，还可加工硬度达60HRC的模块，形成了对电火花成形加工的挑战。因此，高速铣削加工技术的发展，促进了模具加工的发展，特别是对汽车、家电行业中大型腔模具制造方面注入了新的活力。

4 模具高速扫描及数字化系统将发挥更大的作用

英国雷尼绍公司的模具扫描系统，已在我国200多家模具厂点得到应用，取得良好效果。该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的的模型所需的诸多功能，大大缩短的研制制造周期。由于模具扫描系统已在汽车、摩托车、定电等行业得到成功应用，相信在”十一五”期间将发挥更大作用。

5 模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展

模具表面的精加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，我国目前仍以手工研磨抛光为主，不仅效率低(约占整个模具制造周期的1/3)，且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工向更高层次发展。因此，研究抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。

6 模具自动加工系统的研制和发展

随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。这也是我国长远发展的目标。

1.4 CAD在模具设计中的应用

1.4.1 国内外模具CAD的发展状况［6］

CAD技术经过近半个世纪的发展，在理论、技术、系统和应用等方面都有了长足的进步。CAD技术的发展带来了设计、制造和生产水平质的飞跃，它已经成为企业现代化、信息化和集成化的攻关任务。在一些工业水平发展比较高的国家里，CAD技术已成为解决模具设计薄弱环节的有效手段、模具行业自动化的重要工具。汽车行业CAD技术的应用状况直接影响了企业的发展水平。

国外模具CAD/CAM 技术的研究始于上世纪60 年代，到70 年代已经研制出了模具 CAD/CAM 的专门系统，推出了面向中小型企业的CAD/CAM 的商业软件，可应用于各种类

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