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模具制造技術的發展趨勢
  我國工業生產面臨產品種類多、更新快和市場競爭激烈的挑戰,模具制造必須滿足交貨期短、精度高、質量好、價格低等要求。深圳市模具技術學會副秘書長羅百輝認為,當前我國模具技術發展趨勢主要體現在以下方面。 
1.模具CAD/CAM/CAE技術全面普及 
  由於模具CAD/CAM技術已發展成為一項較成熟的共性技術,近年來此項技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業普遍可以接受的程度。有條件的企業應積極做好此項技術的深化應用工作,即開展企業信息化工程,可從CAPP→PDM→CIMS→VR,逐步深化和提高。 
2.快速原型制造及相關技術獲得更好發展 
  快速原型制造(RPM)技術是集精密機械制造、計算機、NC技術、激光成形技術和材料科學最新發展的高科技技術。該技術可直接或間接用於模具制造,從模具的概念設計到制造完成,僅為傳統加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右。因此,快速制模技術與快速原型制造技術的結合,將是傳統快速制模技術進一步發展的方向。 
3.高速銑削加工得到更廣泛應用 
  高速銑削加工與傳統切削加工相比,還具有溫升低、熱變形小等優點。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展。使用高速銑削,可縮短模具制造周期,降低成本。 
4.模具高速掃描技術作用愈加顯著 
  模具高速掃描及數字化系統在逆向工程中發揮了更大作用。高速掃描機和模具掃模系統已在我國200多個模具廠點得到應用,取得良好效果。該系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能,在很大程度上縮短了模具的研制制造周期。有些快速掃描系統,可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上。高速掃描機掃描速度最高可達3m/min。 
5.電火花銑削加工技術將成發展趨勢 
  電火花銑削加工技術也稱為電火花創成加工技術,這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術,它采用高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣),因此不再需要制造復雜的成型電板,這顯然是電火花成形加工領域的重大發展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用,預計這一技術將進一步得到發展。 
 6.超精加工和復合加工應用前景可期 
  隨著模具向精密化和大型化方向發展,加工精度超過1μm的超精加工技術和集電、化學、超聲波、激光等技術綜合在一起的復合加工將大有用武之地。 
7.熱流道技術開始推廣 
  由於采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量,并能大幅度節省制件的原材料和節約能源,所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。國外熱流道技術的發展很快,塑料模具已有一半用上了熱流道技術,有的廠甚至已達80%以上,效果十分明顯。國內近幾年來已開始推廣應用,但總體還達不到10%,個別企業已達到30%左右。制訂熱流道元器件的國家標準,積極生產價廉高質量的元器件,是發展熱流道技術的關鍵。 
8.氣體輔助注射技術和高壓注射成形等工藝進一步發展 
   氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝,它具有注射壓力低、制品翹曲變形小、表面質量好以及易於成形壁厚差異較大的制品等優點,可在保證產品質量的前提下,大幅度降低成本。國外已比較成熟,國內目前在汽車和家電行業中正逐步推廣使用。 
  氣體輔助注射成形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮氣)注射成形兩部分,比傳統的普通注射工藝有更多的工藝參數需要確定和控制,而且氣體輔助注射常用於較復雜的大型制品,模具設計和控制的難度較大,因此,開發氣體輔助成形流動分析軟件,顯得十分重要。為了確保塑料件精度,將繼續研究發展高壓注射成形工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。 
9.模具液壓成形技術進一步開拓應用 
  液壓成形工藝是模具漲形技術采用的一種工藝手段,過去在皮帶輪等類似產品上應用頗廣,現已拓展到汽車行業,用於零部件制造。該方法簡化了模具結構和減少了副數,克服了常規成形過程中材料嚴重變薄的狀況,提高產品質量的同時大幅降低了生產成本。但由於成形工藝的限制,對某些沿縱軸截面彎曲變化大的構件尚不適用。另外,把成形介質(高壓油)傳輸到板材或管件之間的引入問題,也尚未得到很好的解決。因此,有待進一步發展該工藝,以在更多領域得到開拓應用。 
10.模具標準化程度不斷提高 
  我國模具標準化程度在不斷提高,估計目前模具標準件使用覆蓋率已達到35%左右(國外發達國家一般約80%)。模具標準化工作必須進一步強化,模具標準化程度的提高必將利於模具標準件的生產和銷售。 
11.優質材料及先進表面處理技術受到重視 
  在整個模具價格構成中,材料所占比重不大,一般在10%—30%之間。因此選用優質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。 
12.模具研磨拋光向自動化、智能化方向發展 
  模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響。因此,研究拋光的自動化、智能化是重要的發展趨勢。此外,由於模具型腔形狀復雜,任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應注意發展特種研磨與拋光方法,如擠壓研磨、電化學拋光、超聲拋光以及復合拋光工藝與裝備,以提高模具表面質量。  13.模具自動加工系統的研制和發展 
  隨著各種新技術的迅速發展,國外已出現了模具自動加工系統。這也是我國長遠發展的目標。模具自動加工系統應有如下特徵:多臺機床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機具、刀具數控庫;有完整的數控柔性同步系統;有質量監測控制系統。 
14.微銑削技術將成為高速銑削的未來 

  微型系統、微型模具和微型銑削對於微型零件的大量生產都是新穎且令人激動的技術。微銑削(Micro-milling)使用非常小的刀具(直徑小於0.1mm)并能獲得非常小的曲面公差和高質量的曲面精度,通用的NC軟件是不能達到這個精度的,所以制造商不得不面對以下巨大的挑戰:零件變形,復雜程度增加,必須以極高的精度加工微小特徵的工件,以及使用微米級的特殊刀具。微銑削是高速銑削的未來,精通微精模具的公司將會擁有更強競爭力。 

  虛擬技術
15.虛擬技術得到發展 
  計算機和網絡的發展正使虛擬技術成為可能。虛擬技術可以形成虛擬空間環境,實現虛擬合作設計、制造,合作研究開發,及至建立虛擬企業。 
6.汽車車身模具制造技術促進行業整體水平提升 
   隨著汽車朝著輕量化、高速、舒適、風格化發展,汽車車身模具要適應新型車身制造材料(如鋁合金、塑料等),向著大型化、復雜化和高精度方向發展。為了更好的與車身生產相結合,模具生產部門除了模具設計制造外,還必須同時搞好開發、協調車身設計、樣車制造、工藝設計等各個環節,模具企業整體素質和綜合水平也因此得到提高。 工裝改造裝備高效優質模具 
  模具在制造業產品研發、創新和生產中所具有的獨特的重要地位,使得模具制造能力和水平的高低成為國家創新能力的重要標志。模具制造裝備是否精良直接關系到模具技術水平的高低。模具裝備行業的發展促進了模具工業的進步,後者也對加工設備提出了更多要求。羅百輝指出,隨著模具制造更趨精細化,隨著高速、復合、智能、環保等成為當前世界機床制造的主流趨向,模具制造對裝備、工藝提出了更高要求。要求數控機床滿足高速、高動態精度、高剛性、熱穩定性、高可靠性,網絡化以及與之配套的控制系統均有個性化的特點,各種先進軟件對機床整體運行實現開放性、兼容性。 
  當前機床設備制造企業圍繞以下幾方面進行了相應的工裝改造,滿足模具的精密化和自動化趨勢的發展要求。 
1.機床大型化 
  模具成型零件的日漸大型化和零件的高生產率要求一模多腔,致使模具日趨大型化,大噸位的大型模具可達100噸,一模幾百腔、上千腔,要求模具加工設備具有大工作臺,同時加大Y軸Z軸行程,且具有大承重、高剛性,高一致性。 
2.機床剛性高 
  模具加工的模具鋼材料硬度高,為了確保零件的加工精度和表面質量,用於模具制造的高速機床必須有很高的動、靜剛度,以提高機床的定位精度、跟蹤精度和抗振能力。 
 3.突出復合加工性能 
  對復雜型腔和多功能復合模具,隨著制件形狀的復雜化,必須要提高模具的設計制造水平,多種溝槽、多種材質在一套模具中成形或組裝成組件的多功能復合模具,就要求加工編程程序量大,具有高深孔腔綜合切削能力和高穩定性,提高了加工難度。 
  為了達到對3D曲面的高精度、高速度和高穩定性加工,多軸聯動,有良好的深孔腔綜合切削能力的機床采用了五軸聯動加工中心,除了三個坐標的直線運動外,還有兩個旋轉坐標的進給運動。銑頭或工作臺可以多軸聯動進行連續回轉進給,從而適用於加工具有復雜型腔曲面的模具零件。 
  復合加工是模具加工的發展方向之一。雖然加工中心已能將許多機加工工序復合在一臺機床上實現,但這仍不能完全適應模具加工,將機械加工與電、化學、超聲波等不同原理加工方法進行復合,兼備兩種以上工藝特點的復合加工在今後的模具制造中將有廣闊的應用前景。 
4.具有高速銑削能力 
  模具加工的精細化使高轉速和大功率高速加工成為發展方向,高速銑削在模具加工中已顯示了極大優越性。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次裝夾中完成,故主軸功率要大,中等尺寸模具銑床和加工中心的主軸功率常為10~40kW,有的甚至更高。高速銑削具有的可加工高硬材料、加工平穩、切削力小、工件升溫變形小等諸多優點,也使得模具企業對高速加工日益重視。 
5.動態精度高安全環保 
  高動態精度?;駁母吒招?、熱穩定性、高可靠性、高動態精度以及高品質的控制系統的配合實現了模具的三維曲面高精度加工。 
  加工技術與綠色產品技術的結合將在企業采購設備時納入考慮范圍內。電加工機床的輻射、介質選用將是安全、環保影響的因素,電火花銑削技術會在未來模具加工領域得到發展。

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