模具快速成型课程

null模具快速成型课程总结 模具快速成型课程总结     本课程重点讲述的内容    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 绪论第一章 绪论模具和模具工业 模具制造技术的发展趋势 模具先进制造技术 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1.2.3 现代模具制造的特点先进制造技术定义先进制造技术定义 ◆ 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 工程第三方检测合同工程防雷检测合同植筋拉拔检测方案传感器技术课后答案检测机构通用要求培训 、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。 ◆ 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 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 技术新能源技术先进制造技术轮图第二章 现代模具加工方法概述第二章 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。 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。 第三章 特种加工第三章 特种加工特种加工技术概述 电火花加工 电解加工 高能束加工null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。 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。特种加工方法特点null 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 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。特种加工分类(按加工机理和采用能源)复合过程 利用机械、热、化学、电化学的复合作用，去除材料。null几种代表性特种加工方法null电火花加工null电解加工null超声波加工null激光加工null几种常见特种加工方法的综合比较null几种常见特种加工方法的综合比较第四章 高速加工第四章 高速加工引言 高速加工的定义 高速加工的特点和应用 高速加工和传统加工的区别 高速加工的关键技术null采用超硬材料的刀具，通过极大地提高切削速度和进给速度，来提高材料切除率、加工精度和加工表面质量的现代加工技术。 以切削速度和进给速度界定：切削速度和进给速度为普通切削的5-10倍。 以主轴转速界定：主轴转速≥10000 r/min。高速加工定义和Salomon曲线null加工效率高，材料去除率是常规的3-5倍 刀具切削状况好，切削力小，主轴轴承、刀具和工件受力均小。切削速度高，吃刀量很小，剪切变形区窄，变形系数ξ减小，切削力降低大概30%-90% 刀具和工件受热影响小。切削产生的热量大部分被高速流出的切屑所带走，故工件和刀具热变形小，有效地提高了加工精度 刀具寿命长（高速切削刀具）。刀具受力小，受热影响小，破损的机率很小，磨损慢高速加工的特点null工件表面质量好。轴向和径向切深小，工件粗糙度小;切削度高，机床激振频率远高于工艺系统的固有频率，系统振动很小，表面质量好 横向切削力很小，有利于加工细筋和薄壁，壁厚甚至可<1mm 高速切削刀具热硬性好，且切削热大部分被切屑带走，可进行高速干切削，实现绿色加工 可完成高硬度材料和硬度高达HRC40-62淬硬钢的加工， Ra0.4，加工效率是EDM的3-6倍高速加工的特点null航空航天 汽车工业 模具制造 其它高速加工的应用高速加工和传统加工的区别高速加工和传统加工的区别null◎高速主轴单元制造技术； ◎高速进给单元制造技术； ◎高速加工刀具与磨具制造技术； ◎高速加工在线检测与控制技术； ◎其他：如高速加工毛坯制造技术，干切技术，高速加工的排屑技术、安全防护技术等。 ◎高速切削与磨削机理的研究，对于高速切削的发展也具有重要意义。与高速加工密切相关的技术null高速主轴的特征高速进给单元制造技术高速进给单元制造技术导轨的基本要求：导向精度高、刚度大、耐磨、运动灵活和平稳 导轨偶合面的结构形式 直线电机驱动 快速、精密、高精度和耐用。 显著减少摩擦力、间隙和磨损等机械传动的影响 获得一致高精度的位移运动、动态位移和精确定位 快速行程可达到60m/min。直线电机驱动与滚珠丝杆间接驱动直线电机驱动与滚珠丝杆间接驱动高速切削的刀具系统高速切削的刀具系统刀具材料: 镀膜、超硬材料、刀具与工件材料相适应 刀柄结构 接装刀具的模块：收缩夹头、液压膨胀夹头、力膨胀夹头第五章逆向工程第五章逆向工程逆向工程概述 逆向工程的数据采集技术 逆向工程的数据处理技术 逆向工程在模具制造中的应用null逆向工程 ( Reverse Engineering ),又称为,反求工程等 定义:逆向工程是将实物转变为CAD模型相关的数字化技术,几何模型重建技术和产品制造技术的总称,是将已有产品或实物模型转化为工程设计模型和概念模型,在此基础上对已有产品进行解剖,深化和再创造的过程逆向工程定义null逆向工程功能导向 ( Functionally-oriented ) 描述模式 ( Descriptive model ) 系统仿造 ( System as-is )null合并调整点云曲率滤波 点45,000,000  100,000划网格后处理逆向工程null逆向工程过程 null逆向工程的关键技术实物（产品）尺寸的三维测量技术 测量数据的前处理技术。包括：测量数据的坏点、测量误差的去除，多视图测量数据的整体拼接，冗余数据的去除，测量数据的简化和优化，等等 测量数据的CAD反向建模技术。包括：测量数据的分割和曲面拟合，被测实物的CAD模型重构技术等。 逆向工程的接口技术。包括：测量数据与快速成形系统的接口（STL文件），测量数据与CNC设备的接口（DXF、IGES、点云文件），测量数据与CAD/CAM系统的接口（DXF、IGES、STEP文件），以实现与现有的制造设备、CAD/CAE/CAM等软件的数据交换。 null新零件的设计，主要用于产品的改型或彷型设计 已有零件的复制，再现原产品的设计意图 损坏或磨损零件的还原 数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的比较 模具样品开发：汽、机车，电、资、通产品，消费性电子产品及 相关零组件、运动器材、玩具、陶瓷、鞋模等。 人体形状量测：人体外形量测、医学工程。 造型设计：立体动画、多媒体虚拟实境、广告动画等。 逆向工程的应用null逆向工程用于塑模开发第六章 快速成形技术第六章 快速成形技术快速成形技术内涵、范围及技术地位 几种典型的快速成形技术 快速成形技术的应用快速成形概念 快速成形概念 三维物体切片层制造叠加几种典型的RPM技术几种典型的RPM技术光敏树脂的选择性固化(Stereo Lithography Apparatus---SLA )； 薄型材料选择性切割（ Laminated Object Manufacturing---LOM ）； 粉末材料选择性激光烧结（ Selective Laser Sintering---SLS ）； 丝状材料选择性融覆（ Fused Deposition Modeling---ＦＤＭ）； 三维打印（Three Dimensional Printing---3DP）；Stereo Lithography Apparatus(SLA)Stereo Lithography Apparatus(SLA)薄型材料选择性切割(LOM)薄型材料选择性切割(LOM)Selective Laser Sintering(SLS)Selective Laser Sintering(SLS)丝状材料选择性融覆丝状材料选择性融覆原理：加热器将热塑性材料加热成液态，根据片层参数控制加热喷头沿模型断面层扫描，挤压并控制液体流量，使液体均匀铺撒在断面层上，快速冷却凝固并与上一层连接在一起，这样逐层叠加，形成原型。丝状材料选择性融覆FDM丝状材料选择性融覆FDMFDM 产生的横截面FDM的走丝不能交叉,否则会在层面上形成高点Three dimensional printing (3DP)Three dimensional printing (3DP)nullnull第七章 快速模具技术第七章 快速模具技术RT的种类RT的种类1.直接制模法(Direct Tooling—DT) 将模具CAD的结果由RP系统直接制造成型。即在RP系统上直接制造出模具供生产使用。 无需RP原型作样件，不依赖传统模具制造工艺，对金属模具制造快捷，开发前景好。 模具具有一定的耐高温和较好的强度和稳定性，用RP技术直接制造的模具经表面处理后可直接用于生产中。但由于RP成型工艺和成型材料等原因，还存在一系列技术难题.RT的种类RT的种类2.间接制模法 间接RT法是以RP原型作样件间接制造模具的方法。 RPM技术克服了传统样件(模样)制作的缺点，能够更快、更好、更方便地设计并制造出各种复杂的原型。一般可使模具制造周期和制造成本降低1/2，大大提高生产效率和产品质量。 间接RT法已日臻成熟。其方法则根据零件的生产批量的大小而不同。直接制模法直接制模法直接用于模具嵌件 快速铸造 SLS直接烧结砂型 LOM制作木模的替代模 直接金属模 激光烧结低碳钢渗铜模 直接金属激光液相烧结模 三维打印直接制模SLS直接烧结砂型的工艺过程SLS直接烧结砂型的工艺过程铸造砂型的CAD模型铸造砂型的装配 浇铸 清砂后的气缸体铸件 低碳钢渗铜注射模芯和注射模零件 低碳钢渗铜注射模芯和注射模零件 可以生产5万件以下的塑料零件，制成的直径200mm冲压模，加工200个零件后磨损小于0.08mm 间接快速制模间接快速制模硅橡胶模 树脂型复合制模 工具钢-渗铜模 金属沉积模 镍壳背衬模 金属喷涂模 消失模铸造模 失蜡铸造模 陶瓷型精密铸造模硅橡胶模硅橡胶模null铝填充环氧树脂模以快速原型件作为母模, 然后浇注铝填充环氧树脂来形成注射模具的型芯和型腔.镍壳背衬模应用镍壳背衬模应用在原模表面电铸镍壳，然后设置共形冷却道，再电镀铜壳，并浇注背衬而构成的模具 手机电铸-背衬模及热注塑件 null金属等离子薄层被喷射在原型件上注射模具填充金属基环氧树脂成形半模对下半模具重复上述过程金属喷涂制模法null快速模具及样件快速制造的种类快速制造的种类熔融金属粉末成形系统 选择性激光熔融工艺（Selective Laser Melting－SLM） 直接金属熔覆成形（Direct Metal Deposition－DMD） 快速成形技术与传统加工方法的结合 叠层铣削 快速制造的发展快速制造的发展快速制造RP和RT概念模型和RP11001000100002000200520102010年快速制造的发展前景零件数量 / 件年份