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第一章 模具基础知识 模具工业是现代制造业的重要组成部分，对国民经济和社会发展有着重要的推动作用。与普通机械加工或数控加工相比，模具加工具有极大的不确定性。无论注、压铸类的高温流动成型还是常温下冲压类的塑性成，尽管几十年研究与应用历史，要现场调试经验支持，尽可能使达到用户要求 第一节 模具的概念与地位 一、模具的概念 在工业生产中，采用各种压力机和安装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制成所需形状零件或制品的专用工具统称为模具，如图1-1所示。 图1-1 各类模具 在日常生产或生活中，大到机床底座、机身外壳，小到一个螺钉、纽扣以及各种家用电器及产品的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具是用来成形物品的工具，是由多种零件构成的，它通过所成形材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压制或注射成形加工过程中，在外力的作用下，使坯料成为具有特定形状和尺寸的制件。 模具具有特定的轮廓或内腔形状，一般可分为凸模、凹模或动模、定模两大部分，在开模时装入坯料或取出制件，合模时使制件与坯料分离或成形。 模具的工作条件较为恶劣。在使用过程中，常处于急冷、急热或冷热交变的状态。为保证使用寿命及产品质量，模具材料应具有较高的强度、韧性和耐磨性，热锻时还须具有较高的温度强度和硬度，并进行强韧化热处理。 二、模具在国民经济中的重要地位 利用模具成型零件，是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法。采用模具成形工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率、保证零件质量、节约材料、降低生产成本，从而取得较高的经济效益。当前模具工业广泛应用于机械、电子、交通、国防等许多重要领域。据统计：70%以上的汽车、拖拉机、电机、电器、仪表零件，80%以上的塑料制品，70%以上的日用五金及耐用消费品零件都是采用模具生产的。由此可见，利用模具生产零件的方法已成为现代工业进行成批生产或大批量生产的主要技术手段，它对于保证制品质量，缩短试制周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性意义。德国把模具称为“金属加工中的帝王”，把模具工业视为“关键工业”；美国把模具称为“美国工业的基石”，把模具工业视为“不可估其力量的工业”；日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力”，把模具工业视为“整个工业发展的秘密”。我国将模具工业视为整个制造业的“加速器”，称之为“一切工业之母”。 长久以来，机床、刀具工业在各工业发达国家中都占有非常重要的地位。但是，随着模具工业的兴起，模具成形工艺已在各工业部门得到了及其广泛的应用，使得模具行业的总产值已经大大超过了机床、刀具工业的总产值。在国民经济蓬勃发展的过程中，在各工业发达国家对世界市场进行激烈争夺的过程中，越来越多的国家和地区采用模具进行规模化生产，模具工业明显已成为技术、经济和国力发展的关键。 在我国，存在着工业产品质量上不去；老产品更新速度慢；新产品开发不出来；能源消耗指标高；材料消耗量大等许多问题，这一切都与我国模具生产技术落后，没有一个强大而先进的模具工业密切相关。因此，为使国民经济获得高速发展，尽快缩短与发达国家之间的差距，唯一出路就是必须尽快将模具工业搞上去，充分发挥其在国民经济中的关键作用。 第二节 模具的应用 一、模具技术在交通工具制造业中的应用 模具的应用极为广泛，汽车、自行车、缝纫机、照相机、电机、电器、仪表等机电产品及日用器具的制造都大量使用模具。 汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一。作为发展重点，汽车模具的地位已在汽车工业产业中得到确定。无论何种品牌，在每辆汽车中，均有数千种零件是通过模具制造而成的，如图1-2所示。为了适应市场需求，每一个车型的更新换代，都有超过80%的模具需要更换，价值上亿元。在摩托车中，每个型号都需要模具近千套，产值数千万元。 图1-2 模具在汽车工业中的应用 二、模具技术在家用电器产品中的应用 在家用电器中，许多零部件的生产都离不开模具。在一台电冰箱中，需要通过模具制造的零部件超过一百个，价值数百万元。电视机、洗衣机、空调机、电脑等家电产品；电话机、手机、对讲机等通讯器材，以及锅、碗、勺、杯子、瓶子等许多种类的民用产品，都是通过模具制造而成的，如图1-3所示。 图1-3 模具在家用电器中的应用 三、模具技术在石油化工中的应用 石油化工作为一个新兴工业，是20世纪20年代随石油炼制工业的发展而形成，于第二次世界大战期间成长起来的。战后，石油化工的高速发展使大量化学品的生产从传统的以煤及农林产品为原料，转移到以石油及天然气为原料的基础上来。目前，石油化工已成为化学工业中的骨干产业，在国民经济中占有极为重要的地位。 石油化工的范畴以石油及天然气生产