1.2 模具制造技术的基本要求及特点

1.2.1 模具制造的基本要求

在工业产品的生产中，应用模具的目的在于保证产品的质量，提高生产率和降低成本等。因此，除了正确进行模具设计，采用合理的模具结构外，还必须有高质量的模具制造作为技术。制造模具时，不论采取哪一种方法都应该满足如下几个要求：

1．制造精度高

为了生产合格的产品和发挥模具的效能，模具设计和制造必须具有较高的精度。模具的精度主要由制品精度要求和模具结构决定，为了保证制品的精度和质量，模具工作部分的精度通常要比制品精度高2～4级。模具结构则对上、下模之间的配合有较高的要求，组成模具的零件都必须有足够的制造精度，否则模具将不可能生产出合格的制品，甚至会导致模具无法正常使用。

2．使用寿命长

模具是比较昂贵的工艺装备，目前模具制造费用约占产品成本的10%～30%，其使用寿命将直接影响生产成本。因此，除了小批量生产和新产品试制等特殊情况外，一般都要求具有较长的使用寿命，在大批量生产的情况下，模具的使用寿命更加重要。

3．制造周期短

模具制造周期的长短主要决定于制造技术和生产管理水平的高低。为了满足生产的需要，提高产品的竞争能力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具制造周期。

4．模具成本低

模具成本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度要求以及加工方法有关。模具技术人员必须根据制品要求合理设计和制定其加工工艺，努力降低模具制造成本。

必须指出，上述四个指标是互相关联、相互影响的。片面追求模具精度和使用寿命必将导致制造成本的增加，只顾降低成本和缩短周期而忽略模具精度和使用寿命的做法也是不可取的。在设计与制造模具时，应根据实际情况全面考虑，即应在保证产品质量的前提下，选择与生产量相适应的模具结构和制造方法，使模具成本降低到最小。如果想提高模具制造的综合指标，就应该认真研究现代模具制造理论，积极采用先进制造技术，以满足现代工业发展的需要。

1.2.2 模具加工程序

模具加工的一般程序是：模具标准件准备→坯料准备→模具零件形状加工→热处理→模具零件精加工→模具装配。

冲模由凸模、凹模、导向、顶出等部分组成，注塑模及压铸模由型腔部分的定模以及型芯部分的动模，还有导向、顶出、支承等部分组成。一副模具的零件多达100种以上。其中除了标准件可以外购，直接进行装配外，其他零件都要进行加工。

坯料准备是为各模具零件提供相应的坯料。其加工内容按原材料的类型不同而异。对于锻件或切割钢板要进行六面加工，除去表面黑皮，将外形尺寸加工到要求，磨削两平面及基准面，使坯料平行度和垂直度符合要求。直接应用标准模块，则坯料准备阶段不需要再作任何加工，是缩短制模周期的最有效方法。模具设计人员应尽可能选用标准模块。

模具零件形状加工的任务是按要求对坯料进行内外形状的加工。例如，按冲裁凸模所需形状进行外形加工，按冲裁凹模所需形状加工型孔、紧固螺栓及销钉孔。又如按照注塑模型芯的形状进行内、外形状加工，或按型腔的形状进行内形加工。

热处理是使经初步加工的模具零件半成品达到所需的硬度。

模具零件的精加工是对淬硬的模具零件半成品进一步加工，以满足尺寸精度、形状精度和表面质量的要求。针对精加工阶段材料较硬的特点，大多数采用磨削加工和精密电加工方法。

无论是冲模或注塑模都有预先加工好的标准件供模具设计人员选用。现在，除了螺栓、销钉、导柱、导套等一般标准外，还有常用圆形和异形冲头、导销、推杆等各种标准件。此外还开发了许多标准组合，使模具标准化达到更高的水平。模具制造中的标准化程度越高，则加工周期越短。

模具装配的任务是将已加工好的模具零件及标准件按模具总装配图要求装配成一副完整的模具。在装配过程中，需对某些模具零件进行抛光和修整。试模后还需对某些部位进行调整和修正，使模具生产的制件符合图样要求。而且模具能正常地连续工作，模具加工过程才结束。在整个模具加工过程中还需对每一道加工工序的结果进行检验和确认，才能保证装配好的模具达到设计要求。

1.2.3 模具加工方法的分类

模具加工方法主要分为切削加工及非切削加工两大类。这两类中各自所包含的各种加工方法见表1-1。

通常，按照模具的种类、结构、用途、材质、尺寸、形状、精度及使用寿命等各种因素选用相应的加工方法。

各种加工方法均有可能达到的精度和经济精度。为了降低生产成本，根据模具各部位的不同要求尽可能使用各加工方法的经济精度。

1.2.4 传统模具制造向现代模具制造的过渡

传统模具技术主要是根据设计图样，用仿形加工、成形磨削以及电火花加工方法来制造模具。近年来，随着计算机网络的高速发展，引发了一场信息技术革命，并构造了一个全球范围的虚拟环境，极大地缩短了人与人之间的距离。计算机技术、自动化技术、网络通信技术，这三者的有机结合给现代制造技术准备了技术条件和奠定了物质基础。

现代模具制造是伴随这些技术的发展而提出并得到实质性应用。模具制造能够利用CAD/CAE/CAPP/CAM技术和数控加工技术有效地对整个设计制造过程进行预测评估，迅速获得样本，有利于争取订单、赢得客户，同时节省大量的模具试制材料费用，减少模具返修率，缩短生产周期，大大降低了模具成本。在此期间，人们还针对新的技术环境进行深入探讨研究，甚至可以利用网络通信技术，在世界范围内组织最精良的动态联盟队伍来完成每个项目，快速解决各种难题。可见，高新技术的发展给模具注入了新的生机，模具制造现代化正成为国际模具业发展的一种趋势。国内模具业也正从传统模具制造模式向着现代模具制造模式过渡。

1.2.5 现代模具制造技术的特点

为了便于比较，图1-1、图1-2给出传统模具制造和现代模具制造流程。从中可以归纳出一些主要特点：

（1）传统制模的质量依赖于人为因素，再现能力差，整体水平不易控制；现代制模的质量依赖于物化因素，再现能力强，整体水平容易控制。

（2）传统制模采用串行方式进行，易造成设计与制造脱节，重复劳动多，加工周期长；现代制模则采用并行方式进行，设计和制造基于共同的数学模型，可以在模具总体工艺方案指导下通过公共数据库并行通信，相互协调，共享信息，重复劳动少，加工周期短。

（3）传统制模只能通过试模来完成对模具质量的评价，返修多，成本高；现代制模则通过计算机数据模拟和仿真技术来完善模具结构，返修少，成本低。

正因为有了各种新的制造途径和手段，模具制造水平得到了有效的提高。表1-2反映了传统模具制造与现代模具制造技术水平的差别。

1.2.6 学习本课程的基本要求

“模具制造工艺”课程是模具设计与制造专业的主要专业课之一。涉及的知识面广，综合性较强。金属材料及热处理、数控技术、机械制造工艺及设备等课程的有关内容都将在“模具制造工艺”课程中得到综合应用。制定任何模具零件工艺路线，都需要具备较广泛的机械加工方面的专业知识和技术基础知识。因此在学习中善于综合应用相关课程的知识，是十分重要的。

“模具制造工艺”是一门实践性较强的课程。任何模具零件的工艺路线和所采用的工艺方法都和实际生产条件密切相关，在处理工艺技术问题时一定要理论联系实际。对于同一个零件，在不同的生产条件下可以采用不同的工艺路线和工艺方法达到工件的技术要求。要注意在生产过程中学习、积累模具生产的有关知识和经验，以便能更好地处理生产中的有关技术问题。

“模具制造工艺”和其他科学技术一样，也在不断的发展和提高。在制定工艺路线时要充分考虑一些新工艺、新技术应用的可行性，并加以应用，以不断提高模具制造的工艺技术水平。

思考题

1．试述中国模具制造技术发展方向。

2．模具制造有哪些基本要求？