ZB150型振動(dòng)器電機(jī)罩殼沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+三維UG+文檔】

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冷沖壓生產(chǎn)過(guò)程的主要特征是依靠沖模和沖壓設(shè)備完成加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)效率很高，操作簡(jiǎn)便。對(duì)于普通壓力機(jī)，每臺(tái)每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件沖壓件，而高速?zèng)_床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至千件以上的沖壓件。冷沖壓所獲得的零件一般無(wú)需進(jìn)行切削加工，因而是一種節(jié)約能源、節(jié)省原材料的無(wú)（或少）切削加工方法。由于冷沖壓所用原材料多是表面質(zhì)量好的板料或帶料，沖件的尺寸公差有沖模來(lái)保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定、互換性好。冷沖壓產(chǎn)品壁薄、質(zhì)量輕、剛度好，可以加工成形狀復(fù)雜的零件，小到鐘表的秒針、大到汽車(chē)縱梁、覆蓋件等。 但由于沖模制造一般是單件小批量生產(chǎn)、精度搞，技術(shù)要求搞，是技術(shù)密集型品，制造成本高。因而，冷沖壓生產(chǎn)只有在生產(chǎn)批量大的情況下才能獲得較高的經(jīng)濟(jì)效益[2]。 3、國(guó)內(nèi)模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 根據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，2(X)9年1-6月我國(guó)模具進(jìn)出口總量為19．13億美元，其中進(jìn)口總量為l0．33億美元，出口總量為8．8()億美元，與上年同期相比，進(jìn)出口總量同比下降3．53％，出口總量同比增長(zhǎng)1．38％，進(jìn)口總量同比下降7．35％。按模具種類(lèi)分，進(jìn)口和出口最高的是塑料橡膠模具，分別占進(jìn)口和出口總額的49．27％ 和71．50％，其次是沖壓模具，分別占進(jìn)口和出口總額的44．04％ 和21．36％。按進(jìn)口貨源地分，進(jìn)口模具主要來(lái)自日本、韓國(guó)和德國(guó)，其次是我國(guó)臺(tái)灣、美國(guó)、意大利、加拿大、法國(guó)、新加坡和丹麥。按出口目的地分，我國(guó)出口模具的主要市場(chǎng)是我國(guó)香港特別行政區(qū)、美國(guó)、日本，其次是德國(guó)、印度、我國(guó)臺(tái)灣、法國(guó)、馬來(lái)西亞、巴西和新加坡。 按進(jìn)口目的地分，進(jìn)口模具最多的是江蘇、廣東和天津，其次是上海、北京、吉林、福建、浙江、山東和遼寧。按出口貨源地分，我國(guó)的出口模具主要來(lái)自廣東、浙江和江蘇，其次為上海、山東、天津、福建、遼寧、河南和河北[3]。專(zhuān)家指出，09年上半年我國(guó)模具進(jìn)出口總量在下降，但出口在全球總需求下降的情況下仍同比增長(zhǎng)1．38％，確實(shí)不易，從中可以看出我國(guó)模具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的提升。廣東黃埔海關(guān)8月5日公布的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2009年l～6月，廣東省出口模具3．6億美元，與2008年同期相比增長(zhǎng)12％，出口總額超出排名第二的浙江省一倍以上。其中，對(duì)香港的出口達(dá)到1．7億美元，增長(zhǎng)18％，占出口總量的46％；對(duì)歐盟的出口逾50(X)萬(wàn)美元， 占出口總量的15％。在工業(yè)經(jīng)濟(jì)持續(xù)陜速增長(zhǎng)的帶動(dòng)下，廣東省模具工業(yè)飛速發(fā)展，成為“中國(guó)模具第一大省”，且制模技術(shù)已接近國(guó)際水平。有業(yè)內(nèi)人士指出，廣東模具設(shè)計(jì)和制造水平和日、美、德、意等國(guó)家相比還有待提高。在較精細(xì)的中高檔模具方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)仍然依賴進(jìn)口。同時(shí)，廣東模具出口僅局限于港澳等少數(shù)地區(qū)。黃埔海關(guān)分析人士說(shuō)，目前國(guó)際模具市場(chǎng)因經(jīng)濟(jì)危機(jī)持續(xù)低迷，廣東模具企業(yè)仍有很大發(fā)展空問(wèn)。今年美國(guó)通用宣告破產(chǎn)，國(guó)外汽車(chē)企業(yè)大洗牌，這些企業(yè)要開(kāi)發(fā)新車(chē)型，所用到的模具會(huì)到中國(guó)等發(fā)展中國(guó)家去尋找[4]。 4、模具制造工藝 4.1 、模具制造技術(shù)的發(fā)展 在現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過(guò)一定的方式使原材料成形。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展，起著越來(lái)越重要的作用。模具工業(yè)的快速發(fā)展，不端對(duì)模具制造技術(shù)提出更高的要求。世界上一些工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家，模具制造技術(shù)的發(fā)展非常迅速。模具制造水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)準(zhǔn)之一。與模具制造技術(shù)發(fā)展相關(guān)技術(shù)發(fā)展的主要表現(xiàn)方面：①制造設(shè)備水平的提高促進(jìn)模具制造技術(shù)發(fā)展，隨著先進(jìn)、精密和高自動(dòng)化程度的模具加工設(shè)備的應(yīng)用，如數(shù)控仿形銑床、數(shù)控加工中心等，大大提高了加工效率，推進(jìn)了模具設(shè)計(jì)制造一體化的發(fā)展；②新材料的應(yīng)用促進(jìn)模具制造技術(shù)發(fā)展，模具材料是影響模具壽命、質(zhì)量、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本的重要因素。只有高質(zhì)量的、品種齊全的模具材料，模具的質(zhì)量才有可能真正提高；③標(biāo)準(zhǔn)化程度的提高促進(jìn)模具制造技術(shù)發(fā)展；④計(jì)算級(jí)輔助模具設(shè)計(jì)和制造（模具CAD/CAM）[5]。 4.2、 模具制造的特點(diǎn) ①制造質(zhì)量要求高，模具制造不僅要求加工精度高，而且還要求加工表面質(zhì)量好。一般來(lái)說(shuō)，模具工作部分的制造公差都應(yīng)控制在以內(nèi)而且工作部分的表面粗糙度要求； ②形狀復(fù)雜，模具的工作部分一般都是二維或三維的復(fù)雜曲面，而不是一般機(jī)械加工的簡(jiǎn)單幾何形面； ③模具生產(chǎn)為單件、多品種生產(chǎn)，每副模具只能生產(chǎn)某一特定形狀、尺寸和精度的制件； ④材料硬度高，模具實(shí)際上是一種機(jī)械加工工具、其硬度要求較高，一般都是用淬火合金工具鋼或硬質(zhì)合金材料制成； ⑤生產(chǎn)周期短，由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，要求模具生產(chǎn)周期越來(lái)越短； ⑥成套性生產(chǎn)，當(dāng)某個(gè)制件需要多副模具加工時(shí)，前一模具所制造的產(chǎn)品是后一模具的毛坯，模具之間相互牽連制約，只有最終制件合格，這一系列模具才算合格[6]。 4.3、模具制造的要求 ①制造精度高,為了生成合格的產(chǎn)品和發(fā)揮模具的效能，所設(shè)計(jì)、制造的模具必須具有較高的精度。模具精度主要時(shí)由制品精度和模具結(jié)構(gòu)的要求決定。為了保證制品的精度，模具的工作部分精度通常要比制品的精度高2-4級(jí)，同時(shí)，模具對(duì)上、下模的配合有較高的要求，為此組成模具的零部件都必須有足夠的制造精度，否則將不能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，甚至?xí)p壞模具。所以，只有同時(shí)滿足以上兩個(gè)精度條件，制造出模具才能達(dá)到使用要求[7]。 ②使用壽命長(zhǎng) 模具是比較昂貴的工藝裝備，目前模具制造費(fèi)用約占產(chǎn)品成本的10﹪～30﹪，其使用壽命長(zhǎng)短直接影響產(chǎn)品成本的高低，長(zhǎng)壽命模具是保證沖壓設(shè)備實(shí)現(xiàn)高生產(chǎn)效率的基本條件之一。因此，除了小批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品試制等特殊情況外，一般都要求模具有較長(zhǎng)的使用壽命，在大批量生產(chǎn)的情況下，模具的使用壽命更加重要。 ③制造周期短 模具制造周期的長(zhǎng)短主要取決于制造模具技術(shù)和管理水平的高低。為了滿足產(chǎn)品上市快的需要，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，必須在保證質(zhì)量的前提下盡量縮短模具的制造周期。 ④模具成本低 模具成本與模具結(jié)構(gòu)管的復(fù)雜程度、模具材料、制造精度要求及加工方法有關(guān)。模具人員必須根據(jù)制品要求合理設(shè)計(jì)和制定其加工工藝，盡量降低其成本[8]。 模具制造也屬于機(jī)械制造的研究范疇，但一個(gè)機(jī)械制造能力很強(qiáng)的企業(yè)，未必都能承擔(dān)模具制造任務(wù)，更難保證制造出高質(zhì)量的模具。因?yàn)槟＞咧圃祀y度很大，與一般機(jī)械制造相比，有很多特殊性。因此，模具制造具有制造質(zhì)量要求去高、 形狀復(fù)雜、材料硬度高、單件生產(chǎn)等特點(diǎn)[9]。 現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標(biāo)準(zhǔn)化程度、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進(jìn)的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)、專(zhuān)用的機(jī)床設(shè)備及生產(chǎn)技術(shù)管理等方面的綜合因素。人們?cè)谀＞咧圃旃I(yè)的各個(gè)過(guò)程中應(yīng)用了很多新的技術(shù)和工藝達(dá)到加快生產(chǎn)速度、提高產(chǎn)品質(zhì)量，向著制造周期短、成本低等方向發(fā)展，以滿足快速變化的市場(chǎng)需求?？焖僦圃旒夹g(shù)在產(chǎn)品原型和模具生產(chǎn)中的廣泛應(yīng)用，無(wú)疑會(huì)極大地提高產(chǎn)品的生命力，大大提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。近年來(lái)模具制造中大量應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)，以達(dá)到縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量的目的，特別是虛擬原型快速制造技術(shù)（VRP）、快速原型制造（RPM）及快速模具制造技術(shù)在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用，適應(yīng)了模具市場(chǎng)的新變化，已成為模具制造工業(yè)生產(chǎn)的技術(shù)發(fā)展方向。 當(dāng)前，在模具制造業(yè)的大量生產(chǎn)中分層制造技術(shù)還不能真正的替代傳統(tǒng)工藝。然而分層制造工藝正在從諸如原型生產(chǎn)和單件生產(chǎn)到快速模具制造的小型試驗(yàn)生產(chǎn)等領(lǐng)域中不斷的擴(kuò)展應(yīng)用。快速制造技術(shù)融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、反求工程、快速成型、快速制模、虛擬化和網(wǎng)絡(luò)化等現(xiàn)代技術(shù)；是20世紀(jì)的一項(xiàng)重要高新技術(shù)，也是近年來(lái)制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破。由于產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)已被單件和小批量生產(chǎn)所替代，因此應(yīng)用快速制造技術(shù)可適應(yīng)客戶市場(chǎng)要求的轉(zhuǎn)變。這一趨勢(shì)表明在單獨(dú)的市場(chǎng)中已經(jīng)具備快速制造的技術(shù)基礎(chǔ)和經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)。這樣在不久的將來(lái)，作為類(lèi)似于批量生產(chǎn)的直接生產(chǎn)和間接生產(chǎn)的分層制造技術(shù)的應(yīng)用---快速制造將在以市場(chǎng)為導(dǎo)向的制造業(yè)得到更廣泛應(yīng)用[10]。 4.4、制造模具材料的考慮 1.模具材料的應(yīng)用與發(fā)展 近幾年，我國(guó)模具工業(yè)一直以每年15％左右的增長(zhǎng)速度發(fā)展，在世界模具產(chǎn)值中所占比例顯著提高。其中，模具鋼的使用最為廣泛，包括工具鋼(碳索工具鋼、合金工具鋼、高速工具鋼)以及調(diào)質(zhì)鋼、滲碳鋼、不銹鋼等，另外鑄鐵、銅合金、鋁合金等在模具制造領(lǐng)域也獲得了一定的應(yīng)用。 盡管我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，產(chǎn)量已達(dá)到世界第三位，但還不是模具強(qiáng)國(guó)，在模具設(shè)計(jì)水平和制造水平方面，與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在明顯的不足，其中，模具材料的落后是限制我國(guó)成為模具強(qiáng)國(guó)的瓶頸之一 據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，在模具失效諸多因 素中，材料和熱處理因素約占70％；在材料冶煉、鑄造、鍛造、熱處理等工藝方面也存在一系列問(wèn)題，因而模具使用壽命較低。模具材料質(zhì)量不高主要體現(xiàn)在模具鋼品種規(guī)格少，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理以及材料的冶煉質(zhì)量不夠等方面。目前國(guó)外已普遍采用電爐加爐外精煉來(lái)生產(chǎn)高純精度的模具鋼，還可以選用精煉、雙真空冶煉、電渣重熔、鋼錠高溫均勻化處理、大壓下量多向鍛造或多向軋制、或大型水壓機(jī)開(kāi)坯和精鍛機(jī)組鍛造、鋼材組織細(xì)化處理等設(shè)備和工藝方法來(lái)進(jìn)一步提高鋼材質(zhì)量。而我國(guó)模具材料發(fā)展歷史短，特別在工序和質(zhì)量控制、質(zhì)量檢測(cè)手段等方面與國(guó)外存在差距，導(dǎo)致產(chǎn)品的表面質(zhì)量和尺寸精度與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品相比還存在著不小的差距；另外，模具新材料及其熱處理、表面強(qiáng)化等新工藝的研究與應(yīng)用偏少，造成模具材料性能不能得到有效提高，應(yīng)用也受到一定限制。模具材料是模具的制造基礎(chǔ)，在模具設(shè)計(jì)與制造中合理選擇模具材料、正確實(shí)施模具熱處理工藝，是保證模具壽命、提高模具質(zhì)量和使用效率的關(guān)鍵。因此結(jié)合模具的使用特征，通過(guò)表面處理技術(shù)改善材料的性能，是一種有效的手段[11]。 2.模具材料的選用 模具材料的選用，不僅關(guān)系到模具的使用壽命，而且也直接影響到模具的制造成本，因此是模具設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。在沖壓過(guò)程中，模具承受沖擊負(fù)荷且連續(xù)工作，使凸、凹模受到強(qiáng)大壓力和劇烈磨擦，工作條件極其惡劣。因此選擇模具材料應(yīng)遵循如下原則：(1)根據(jù)模具種類(lèi)及其工作條件，選用材料要滿足使用要求，應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐沖擊、耐疲勞性等；(2)根據(jù)沖壓材料和沖壓件生產(chǎn)批量選用材料；(3)滿足加工要求，應(yīng)具有良好的加工工藝性能，便于切削加工，淬透性好、熱處理變形?。?4)滿足經(jīng)濟(jì)性的要求[12]。 3.模具材料的性能要求 ①使用性能 不同的沖壓方法，模具類(lèi)型也不相同；工作條件有差異，對(duì)模具材料的要求也有所不同。要根據(jù)模具的工作條件和使用壽命要求，合理地選擇模具材料和熱處理工藝，使之達(dá)到主要性能最優(yōu)，而其它性能損失最小的最佳狀態(tài)。對(duì)模具材料提出的使用性能要求，主要包括強(qiáng)度、硬度、韌性及耐磨性等。(1)強(qiáng)度。強(qiáng)度是表征材料變形抗力和斷裂抗力的性能指標(biāo)。冷作模具的設(shè)計(jì)和使用，必須保證其具有足夠的強(qiáng)度，以防止由于沖擊、偏心彎曲載荷、重載荷、應(yīng)力集中等，引起模具的變形、破裂和折斷。在材料選定的情況下，高強(qiáng)度的獲得，主要通過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚砉に嚒?2)硬度。模具零件硬度的高低，對(duì)模具的使用壽命影響很大，因此也是模具設(shè)計(jì)的重要指標(biāo)。模具的最佳工作硬度和模具材料的種類(lèi)及具體的服役條件有關(guān)，模具的硬度一般應(yīng)保持在60HRC左右。(3)韌性。韌性是材料在沖擊載荷作用下抵抗產(chǎn)生裂紋的一個(gè)特性，反映了模具的脆斷抗力，是模具鋼的一種重要性能指標(biāo)。對(duì)韌性的具體要求，應(yīng)根據(jù)模具的工作條件考慮。對(duì)沖擊載荷較大，受偏心彎曲載荷或應(yīng)力集中等的模具，都需要足夠的韌性。(4)耐磨性。耐磨性除影響模具壽命外，還影響產(chǎn)品的尺寸精度和表面粗糙度。模具的耐磨性不僅取決于材料的成分、組織和性能，而且與模具的工作溫度、壓力狀態(tài)、潤(rùn)滑狀態(tài)等因素有很大關(guān)系。一般模具材料的硬度要求，應(yīng)高于坯料硬度的30％ ～50％ ，模具材料的金相組織要求，為基體上分布著細(xì)小、彌散的細(xì)顆粒狀碳化物的下貝氏體或回火馬氏體。(5)抗疲勞性?？蛊诹κ欠从巢牧显诮蛔冚d荷作用下，抵抗疲勞破壞的性能指標(biāo)。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合，分為疲勞強(qiáng)度、疲勞裂紋萌生力、疲勞裂紋擴(kuò)展抗力、小能量多沖抗力等。(6)熱穩(wěn)定性。熱穩(wěn)定性表示模具在使用過(guò)程中，工作部位因受熱而保持組織和性能穩(wěn)定的能力。受溫度影響時(shí)，材料內(nèi)部原子的活動(dòng)能力增加，使材料產(chǎn)生塑性提高而強(qiáng)度、硬度下降的趨勢(shì)，引起材料承載能力及耐磨損能力下降。因此，對(duì)于高速?zèng)_裁或劇烈摩擦磨損的冷作模具，宜選擇一些具有二次硬化能力的高合金鋼。(7)咬合抗力。咬合抗力實(shí)際就是對(duì)發(fā)生“冷焊”的抵抗能力。模具材料的咬合抗力與材料的性質(zhì)和模具潤(rùn)滑條件有關(guān)，如奧氏體不銹鋼、精密合金、鎳基合金等材料易發(fā)生咬合及粘結(jié)現(xiàn)象[13]。 ② 模具材料的工藝性能 在模具生產(chǎn)成本中，材料費(fèi)用占15％，而機(jī)械加工、熱處理、裝配和管理等費(fèi)用占80％以上。所以材料的工藝性能，就成為影響模具生產(chǎn)成本和制造難易的主要因素之一。模具材料的工藝性主要有以下數(shù)種：(1)鍛造工藝性能。材料對(duì)鍛造工藝的適應(yīng)性，稱為鍛造工藝性能。要求鋼材表面沒(méi)有裂紋、折疊、內(nèi)部沒(méi)有氣孔、疏松、發(fā)裂，并對(duì)碳化物的分布、非金屬夾雜物進(jìn)行評(píng)價(jià)。因?yàn)樵牧腺|(zhì)量不合格，難以保證鍛造質(zhì)量，會(huì)直接造成鍛件廢品。(2)切削加工工藝性能。切削工藝性，是指可加工性和可磨削性。對(duì)于冷作模具材料，大多加工性能較差。為了獲得良好的可加工性，需要正確進(jìn)行熱處理；對(duì)于表面質(zhì)量要求較高的模具，可選用含S、Ca等元素的易切削模具鋼。 (3)熱處理工藝性能。熱處理工藝的好壞，對(duì)模具質(zhì)量有較大影響。一般要求熱處理變形小，淬火溫度范圍寬，過(guò)熱敏感性小，脫碳敏感性低，特別要有較大的淬硬性和淬透性。淬硬性，保證了模具的硬度和耐磨性；淬透性，保證了大尺寸模具的強(qiáng)韌性及斷面性能的均勻性。淬透層深度的大小，影響模具材料的整體受力性能，例如，對(duì)中碳正火鋼進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，可使材料獲得回火索氏體組織，硬度為35HRC左右，若材料未淬透，則心部仍為正火組織，硬度為25HRC左右，降低了整體承載能力的要求[14]。 4.5、模具表面處理技術(shù) 1.表面處理技術(shù)的定義及應(yīng)用 對(duì)于那些在高溫條件下使用并要求耐磨、抗氧化等的模具來(lái)講，表面處理是提高表面性能常用的工藝方法，是提高模具質(zhì)量和使用壽命、降低成本的最有效途徑，對(duì)于提高模具質(zhì)量、大幅度降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率和充分發(fā)揮模具材料的潛能都具有重大意義[15]。 2.表面處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì) 隨著現(xiàn)代工業(yè)和尖端科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)模具可靠性、壽命和性能的要求越來(lái)越高，因?yàn)樗鼈冎苯記Q定與其相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量、成本及使用壽命。工作過(guò)程中，模具處于一定的力與熱作用下，而且模具坯料在模具型腔中塑性變形時(shí)沿型腔表面既流動(dòng)又滑動(dòng)，使型腔表面與坯料間產(chǎn)生劇烈摩擦，同時(shí)在循環(huán)應(yīng)力的長(zhǎng)期作用下，往往導(dǎo)致模具疲勞斷裂，因此對(duì)模具材料的性能要求主要體現(xiàn)在耐磨性、強(qiáng)韌性、疲勞斷裂陛能、高溫性能以及耐冷熱疲勞性能等方面。盡管研制開(kāi)發(fā)出了多種系列新型模具材料，并對(duì)原有模具鋼的熱處理工藝進(jìn)行了改進(jìn)與優(yōu)化，但仍然滿足不了模具高性能、低成本的要求。而通過(guò)表面處理技術(shù)，往往可以收到事半功倍的效果，因此，將表面處理技術(shù)應(yīng)用于模具加工與制造領(lǐng)域，在很大程度上能彌補(bǔ)模具材料的不足[16]。 表面強(qiáng)化技術(shù)是通過(guò)改變模具表面成分、組織及鍍層來(lái)提高模具的硬度、耐磨性、耐熱性、疲勞強(qiáng)度等機(jī)械性能，從而顯著提高模具的可靠性。以玻璃模具為例，玻璃制品成型過(guò)程中，模具頻繁地與1100℃以上的熔融玻璃接觸．承受氧化、生長(zhǎng)及熱疲勞等作用；同時(shí)，模具接觸面由于與玻璃制品摩擦而被磨損，這就要求模具材料具有良好的耐熱、耐磨、抗氧化、抗熱疲勞等性能。由于玻璃模具的模腔溫度可達(dá)600～800 ，模具的合模面容易發(fā)生變形，如果在模具表面噴焊一層鎳鉻合金粉末，形成具有特殊性能的表面復(fù)合材料層，就可以提高接觸表面的高溫耐磨性、耐高溫、抗氧化性能，既可充分發(fā)揮鑄鐵的導(dǎo)熱性，又能克服鑄鐵抗高溫氧化及抗機(jī)械磨損能力差的弱點(diǎn)，這樣就可以在不改變工件整體性能的基礎(chǔ)上，使模具壽命大幅度提高。用灰鑄鐵制造的玻璃模具，熱噴涂鎳基自熔合金后，可使模具壽命提高5倍以上[17] 。 納米技術(shù)可廣泛應(yīng)用于加工方面，Andrew C Zarn提出了基于人工智能的納米機(jī)器人概念以實(shí)現(xiàn)納米產(chǎn)品自動(dòng)化、產(chǎn)業(yè)化，這種設(shè)備設(shè)想按照產(chǎn)品的形狀進(jìn)行分子排列，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)模生產(chǎn)方式，但目前對(duì)原子的排列采用的儀器主要是掃瞄隧道顯微鏡S衛(wèi)（Mscanning ttmneling micmscopy）或原子力顯微鏡AFM（atcmic force micrw，copy），價(jià)格昂貴，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模納米制造，仍然需要模具制造納米產(chǎn)品，因此產(chǎn)生了納米模具[18]。 3.表面處理技術(shù)的發(fā)展前景 表面處理技術(shù)在模具表面中的應(yīng)用，在相當(dāng)程度上彌補(bǔ)了模具材料的性能缺陷，可達(dá)到以下效果：(1)提高模具表面硬度、耐磨性、耐蝕性和抗高溫氧化性能，大幅度提高模具的使用壽命；(2)提高模具表面抗擦傷能力和脫模能力，提高生產(chǎn)率；(3)采用碳素工具鋼或低合金鋼材生產(chǎn)的模具，經(jīng)表面強(qiáng)化處理后，其表面性能可達(dá)到或超過(guò)高合金化模具材料，甚至達(dá)到硬質(zhì)合金的性能指標(biāo)，不僅大幅度降低材料成本，而且簡(jiǎn)化模具制造加工工藝和熱處理工藝，降低生產(chǎn)成本；(4)可用于模具的修復(fù)，如電刷鍍技術(shù)可在不拆卸模具的條件下，完成對(duì)模具表面的修復(fù)，且能保證修復(fù)后的模具表面質(zhì)量。對(duì)于傳統(tǒng)的表面技術(shù)，應(yīng)該進(jìn)一步改進(jìn)和提高處理效果，降低其能源消耗和環(huán)境污染。擴(kuò)展傳統(tǒng)表面技術(shù)和現(xiàn)代表面處理技術(shù)之間的復(fù)合形式，把納米技術(shù)和模具表面技術(shù)結(jié)合起來(lái)。中國(guó)工程院院士徐濱士[19]“ 在納米熱噴涂技術(shù)、納米復(fù)合鍍技術(shù)、金屬材料表面自身納米化等方面做了大量研究工作，并取得了較好的效果。 目前，大部分表面處理技術(shù)均需要大型的專(zhuān)用設(shè)備，成本較高，因此仍然只在一些精密、長(zhǎng)壽命模具上應(yīng)用。結(jié)合我國(guó)目前模具制造業(yè)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，除了繼續(xù)完善現(xiàn)有模具表面處理工藝之外，還應(yīng)該研究與開(kāi)發(fā)低成本模具表面處理技術(shù)，進(jìn)一步擴(kuò)大模具表面處理技術(shù)的應(yīng)用范圍，從整體上提高我國(guó)的模具制造水平[20]。 參考文獻(xiàn) [1] 模具制造技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì) 李松江 模具制造, 2006 年第7 期. [2] 翁其金，徐新成.《沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)》.機(jī)械工業(yè)出版社,2004.7. [3] 國(guó)內(nèi)模具工業(yè)的現(xiàn)狀及研發(fā)趨勢(shì) 李海平 科技資訊, 2006, NO.25. [4] 2010年中國(guó)模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展新趨勢(shì)解析 機(jī)電在線 發(fā)布時(shí)間：2010-4-19 [5] 淺析沖壓模具制造技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 陳曉娟 (內(nèi)蒙古冶金研究院 01001) [6] 現(xiàn)代模具制造.徐長(zhǎng)壽.北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2007.4 [7] Otto Murr．Matthias Meindl[j1．Series production．Quickly．Hast Europe．2001 [8]盧國(guó)君.沖模制造工藝的進(jìn)展.(東北輕合金有限責(zé)任公司，哈爾濱150060) [9] John．S．Lamancusa．Rapid prototyping techniques[J].rapid pro (Accessed 11／20／2000) [10] 孫大涌.先進(jìn)制造技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000 [11] 吳立新，余敏霞.新型模具材料——合金銅[J].模具工程，2006(5)：76-78. [12].沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù) 陳炎嗣，郭景儀 北京出版社，1991 [13] 快速成型與快速模具制造技術(shù)及其應(yīng)用．王廣春，趙國(guó)群．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [14] 提高沖裁模具使用壽命的途徑與分析 石其年.(1．黃石理SE-學(xué)院，湖北黃石435003；2．華中科技大學(xué)，湖北武漢430073) [15] 模具CAD/CAM 李志剛.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [16]《模具先進(jìn)制造技術(shù)》 李發(fā)致 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002 [17] 我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展概述及展望．黃榮學(xué)，范洪遠(yuǎn)．2007.11 [18] John R.Lindbeck,et al.Manufacturing Technology,Englewood Cliffs,New Jersey,1990. [19] Heat Treatm ent of Die and M ould Oriented Concurrent Design----JOURNAL OF IRON AND STEEL RESEARCH,INTERNATIONAL.2006,13 [20] Bradley N Maker,Zhu Xinhai.Input paramaters for springback simulation u sing LS_DYNA[M].Livermore Software Technology Corporation,2001.