模具制造技術(shù)的現(xiàn)狀

　　模具是現(xiàn)代生產(chǎn)中制造各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成形。由于模具成形具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、省料和成本低等特點(diǎn)，所以在國民經(jīng)濟(jì)各個部門，特別是汽車、拖拉機(jī)、航空航天、儀器儀表、機(jī)械制造、家用電器、石油化工、輕工等工業(yè)部門得到極其廣泛的應(yīng)用。如在汽車生產(chǎn)中，一個車型的轎車，約需4 000多套模具，包含冷沖壓模、鍛模、塑料模、橡皮模等。采用模具生產(chǎn)的零、部件具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量穩(wěn)定、一致性好、節(jié)省原材料和能源、生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)水平。模具已成為衡量一個國家、一個地區(qū)、一家企業(yè)制造水平的重要標(biāo)志之一。模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量的提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各個國家的高度重視。在日本，模具被譽(yù)為“進(jìn)入富裕社會的原動力”，在德國則冠之以“金屬加工業(yè)中的帝王”，在羅馬尼亞被視為“模具就是黃金”。我國將模具工業(yè)視為整個制造業(yè)的“加速器”。因此，隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位日益提高。

　　隨著改革開放的不斷深入，技術(shù)的不斷進(jìn)步，及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，目前，我國已經(jīng)可以制造大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具了。例如，在沖壓模具方面，我國設(shè)計(jì)和制造的電動機(jī)定轉(zhuǎn)子硅鋼片硬質(zhì)合金多工位自動級進(jìn)模和電子、電器行業(yè)用的50余工位的硬質(zhì)合金多工位自動級進(jìn)模等，都達(dá)到了國際同類模具產(chǎn)品的技術(shù)水平。凹模鑲件的重復(fù)定位精度<0.005mm，步距精度<0.005mm，模具成形表面粗糙度達(dá)0.4～0.1汕m。零件可以互換，模具壽命可達(dá)l億沖次。級進(jìn)沖裁和疊鉚原理相結(jié)合的技術(shù)已在高速沖床上使用，具有自動沖切、疊壓、鉚合、扭角、記數(shù)分組及安全保護(hù)功能。在塑料模具方面，能設(shè)計(jì)制造汽車保險(xiǎn)杠及整體儀表盤大型注射模，大型彩色電視機(jī)、洗衣機(jī)和電冰箱等精密、大型注射模。

　　隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對生活必需品的數(shù)量、品種、質(zhì)量的要求越來越高。為了滿足人們的這種需求，世界各發(fā)達(dá)工業(yè)國家都十分重視模具技術(shù)的開發(fā)，在模 具行業(yè)重點(diǎn)投資，制模水平有了很大的提高，并取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

　　模具的好壞與模具制造技術(shù)有直接的關(guān)系，模具制造技術(shù)發(fā)展到今天主要與以下因素有關(guān)。

　　1.制造設(shè)備水平

　　模具制造技術(shù)隨著制造設(shè)備水平的提高而提高。隨著先進(jìn)、精密和高自動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、精密坐標(biāo)磨床、連續(xù)軌跡數(shù)控坐標(biāo)磨床、高精度低損耗數(shù)控電火花成型加工機(jī)床、慢走絲 精密電火花線切割機(jī)床、精密電解加工機(jī)床、三坐標(biāo)測量儀、擠壓研磨機(jī)等模具加工和檢測設(shè)備的應(yīng)用，拓展了可進(jìn)行機(jī)械加工模具的范圍，提高了加工精度，降低了制件的表面粗糙度，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.模具新材料的應(yīng)用

　　模具制造技術(shù)隨著模具新材料的應(yīng)用而提高。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。必須有充足的、高質(zhì)量的、品種系列齊全的模具用材料，模具工業(yè)才能趕上世界先進(jìn)水平。目前我國模具的壽命僅為國外模具壽命的1/5～1/3，在造成這一差距的因素中，模具材料和熱處理方 面的影響占60%以上。經(jīng)過多年努力，我國已經(jīng)開發(fā)了一些專用模具材料，實(shí)踐證明，這些材料(如65Nb、LDl、HM.1、GR等鋼)具有良好的使用效果。

　　目前，材料研究生產(chǎn)部門還在繼續(xù)開發(fā)生產(chǎn)塑料模具鋼、壓鑄模具鋼、高強(qiáng)韌、高耐磨優(yōu)質(zhì)模具鋼等。在實(shí)際生產(chǎn)中，為促進(jìn)模具制造技術(shù)的提高，模具設(shè)計(jì)和制造者應(yīng)大力推廣應(yīng)用新型和高級模具材料。

　　熱處理是提高模具鋼的強(qiáng)韌性和表面性能，發(fā)揮模具鋼潛力的有效措施。 為了提高模具基體的強(qiáng)度、剛度和韌性，應(yīng)進(jìn)一步完善和推廣使用組織預(yù)處理、高淬低回、低淬低回、低溫快速退火等熱處理工藝。為使模具表面強(qiáng)化，即提高模具表面的強(qiáng)度、潤滑性、耐蝕性，應(yīng)推廣化學(xué)熱處理(氮化、硫化)、滲金屬、化學(xué)沉積、電鍍、涂層及電火花強(qiáng)化等技術(shù)。

　　3.標(biāo)準(zhǔn)化程度

　　模具制造技術(shù)隨著標(biāo)準(zhǔn)化程度的提高而提高。模具的標(biāo)準(zhǔn)化是代表模具工 業(yè)與模具技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。到目前為止，已經(jīng)制定了沖壓模、塑料模、 壓鑄模和模具基礎(chǔ)技術(shù)等數(shù)十項(xiàng)國家標(biāo)準(zhǔn)，幾百個標(biāo)準(zhǔn)號，基本滿足了國內(nèi)玀豢囔具生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的需要。商品化程度是以標(biāo)準(zhǔn)化為前提的，隨著標(biāo)準(zhǔn)的頒奄實(shí)施，模具的商品化程度也大大提高。商品化推動了專業(yè)化生產(chǎn)，降低了割造成本，縮短了制造周期，提高了標(biāo)準(zhǔn)件的內(nèi)外部質(zhì)量，也促進(jìn)了新型材辭的應(yīng)用。

　　4.模具現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)

　　模具制造技術(shù)隨著模具現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展而提高。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，我國的模具設(shè)計(jì)與制造正朝著數(shù)字化方向發(fā)展，國內(nèi)外一些通用或?qū)Ｓ密浖呀?jīng)有了比較普遍的應(yīng)用，特別是模具成形零件方面的軟件。今岳，模具現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造技術(shù)必將大大推進(jìn)模具的設(shè)計(jì)與制造水平。

　　5.專業(yè)化生產(chǎn)

　　模具專業(yè)化生產(chǎn)是實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、低成本、短生產(chǎn)周期的重要手段，發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗(yàn)表明，要加快模具技術(shù)的發(fā)展，必須要實(shí)現(xiàn)專業(yè)化生產(chǎn)。目前，美國模具專業(yè)化程度已達(dá)80%～90%，日本為70%～80%，而我國僅為20%左右。

　　模具制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

　　隨著我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場競爭日益激烈。因此，模具質(zhì)量的提高和生產(chǎn)周期的縮短尤為重要，模具制造技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢。

　　1.模具粗加工向高速加工技術(shù)發(fā)展

　　高速加工具有生產(chǎn)效率高、切削抗力小等特點(diǎn)，可以大大改善模具表面的質(zhì)量狀況，降低加工成本。以高速銑削為代表的高速切削加工技術(shù)代表了模具零件外形表面粗加工發(fā)展的方向。世界各國競相研究高速切削加工設(shè)備，美國Jngersoll公司研制生產(chǎn)的HVM600型臥式加工中心，主要技術(shù)參數(shù)：最高主軸轉(zhuǎn)速達(dá)20 000r/rain，快速移動速度、最高進(jìn)給速度均為’76m/min，加(減)速度為(1～1.5)g，換刀時(shí)間(切削一切削)為4s，托板交換時(shí)間為8s。日本日立精機(jī)生產(chǎn)的}tG400Ⅲ型加工中心主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)36 000—40 000r/min，工作臺快速移動速度為36～40m/min。目前主軸轉(zhuǎn)速在20 000～40 000r,/rain的加工中心越來越普及，一些歐洲的高速加工中心的主軸轉(zhuǎn)速已經(jīng)達(dá)到60 000r/min，轉(zhuǎn)速高達(dá)100 000r,/min以上超高速主軸也正在研制開發(fā)中。毛坯下料設(shè)備出現(xiàn)了高速鋸床、陽極切割和激光切割等高速、高效率加工設(shè)備，還出現(xiàn)了高速磨削設(shè)備和強(qiáng)力磨削設(shè)備等。

　　2.成型表面的加工向精密、自動化方向發(fā)展

　　成型表面的加工正不斷向微細(xì)化、高效化、精密化、自動化及智能化等方向發(fā)展，主要是通過計(jì)算機(jī)控制和高精度加工來實(shí)現(xiàn)。目前，數(shù)控加工中心、數(shù)控電火花成型加工設(shè)備、計(jì)算機(jī)控制連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床和配有(;NC修整裝備與精密測量裝置的成型磨削加工設(shè)備等的推廣使用，是提高模具制造技術(shù)水平的關(guān)鍵。

　　3.光整加工技術(shù)向自動化方向發(fā)展

　　模具成型表面的研磨和拋光質(zhì)量決定了制件質(zhì)量與模具壽命，但目前企業(yè)的光整加工大多仍然以手工作業(yè)為主，不僅花費(fèi)工時(shí)多，而且勞動強(qiáng)度大、表面質(zhì)量低。發(fā)達(dá)工業(yè)國家正在研制由計(jì)算機(jī)控制、帶有磨料磨損自動補(bǔ)償裝置的光整加工設(shè)備，可以對復(fù)雜型面的三維曲面進(jìn)行光整加工，并開始在模具加工上使用，大大提高了光整加工的質(zhì)量和效率。

　　4.逆向模具制造工程技術(shù)的發(fā)展

　　逆向模具制造工程技術(shù)以三坐標(biāo)測量機(jī)和快速成型制造技術(shù)為代表，是20世紀(jì)80年代以來制造技術(shù)的又一重大突破，對模具制造具有重大的影響，對縮短模具制造周期，進(jìn)而提高產(chǎn)品的市場競爭能力有重要意義。這種技術(shù)特別適用于多品種、小批量用模具，而多品種、小批量生產(chǎn)方式又占工業(yè)生產(chǎn)的。75%左右。因此，逆向模具制造工程技術(shù)將有極大的發(fā)展前途。

　　5.模具CAD/’CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

　　模具cAD/cAM/CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)、制造和分析上的優(yōu)勢越來越明顯，它是模具技術(shù)的又一次革命。目前，國內(nèi)外一些通用或?qū)Ｓ密浖谖覈＞咧圃煨袠I(yè)已經(jīng)得到了比較普遍的應(yīng)用，這種技術(shù)采用cAD，進(jìn)而將數(shù)據(jù)交換到加工制造設(shè)備上，實(shí)現(xiàn)cAM，或?qū)⒃O(shè)計(jì)與制造連成一體實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)制造一體化。cAD不僅提高了設(shè)計(jì)速度，還可以實(shí)現(xiàn)模具工作狀況的模擬。實(shí)踐證明，采用模具cAD/cAM/cAE技術(shù)將大大縮短模具的制造周期，提高模具的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量，大大普及和提高模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用。