威廉希尔williamhill[机械制造]浅谈模具brbr浅谈模具br上世纪 70 年代，模具进入了工业化生产，其主要成就与特征有： 1、广泛采用铣削工艺，精密成形磨削工艺，并实现带精密孔距的圆孔 与型孔精密加工的精密坐标磨削工艺技术。 2、电火花成形加工工艺和 NC 电火花线切割加工工艺广泛应用，为高 硬材料的型件提供了关键加工技术。 3、实现了模具型件材料的专业化、系列化和标准化。模具标准化的高 度发展，在模具生产中全面采用标准零、部件

　　浅谈模具上世纪70年代，模具进入了工业化生产，其主要成就与特征有：1、广泛采用铣削工艺，精密成形磨削工艺，并实现带精密孔距的圆孔与型孔精密加工的精密坐标磨削工艺技术。2、电火花成形加工工艺和NC电火花线切割加工工艺广泛应用，为高硬材料的型件提供了关键加工技术。3、实现了模具型件材料的专业化、系列化和标准化。模具标准化的高度发展，在模具生产中全面采用标准零、部件进行设计与制造，不仅是模具工业化生产方式的重大成就和特征；也是实现现代化模具生产方式的重要技术基础。1980年以来，随着计算机和机床工业的进步与发展，模具CAD/CAM、CAD/CAM/CAE已成为广泛应用的生产技术。它们与高度标准化相配合形成了现代化模具生产方式，即实现模具设计与制造的信息化、数字化的模具生产方式。但大多数模具产品是根据用户订单进行设计开发的，即首先由模具用户向模具设计制造企业发出订单请求(模具的用途、精度、寿命、效率、数量和交货期等)，然后由模具企业进行设计和制造，且模具产品的生产批量通常较小。模具设计需依赖大量的知识和数据信息及设计者的创造才能。当前，在计算机辅助设计的基础上，人们重点多是在单机上实现智能推理或使用专家系统。异地、协同的设计在实际应用中还不普及。模具设计涉及因素众多，且专业分工细致，如注塑模、压铸模、冷冲模、锻模和铸模等需要不同的专业设计人才，一般企业难以储备如此全面的技术人才。近年来，模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。现代模具制造技术正朝着加快信息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成的方向发展。具体表现在模具的CAD/CAM技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术，模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术，模具的CIMS技术，已在开发的模具DNM技术以及数控技术等先进制造技术方面。1、高速铣削：第三代制模技术高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量，而且与传统的切削加工相比具有温升低(加工工件只升高3℃)，热变形小，因而适合于温度和热变形敏感材料(如镁合金等)加工；还由于切削力小，可适用于薄壁及刚性差的零件加工；合理选用刀具和切削用量，可实现硬材料(HRC60)加工等一系列优点。罗百辉表示，高速铣削加工技术仍是当前的热门话题，它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展，成为第三代制模技术。2、电火花铣削和“绿色”产品技术从国外的电加工机床来看，不论从性能、工艺指标、智能化、自动化程度都已达到了相当高的水平，目前国外的新动向是进行电火花铣削加工技术(电火花创成加工技术)的研究开发，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是用高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。在电火花加工技术进步的同时，电火花加工的安全和防护技术越来越受到人们的重视，许多电加工机床都考虑了安全防护技术。目前欧共体已规定没有“CE”标志的机床不能进入欧共体市场，同时国际市场也越来越重视安全防护技术的要求。目前，电火花加工机床的主要问题是辐射骚扰，因为它对安全、环保影响较大，在国际市场越来越重视“绿色”产品的情况下，作为模具加工的主导设备电火花加工机床的“绿色”产品技术，将是今后必须解决的难题。3、新一代模具CAD/CAM软件技术目前，新一代模具CAD/CAM软件具有了智能化、集成化、模具可制造性等特点。在智能化软件的支持下，模具CAD不再是对传统设计与计算方法的模仿，而是在先进设计理论的指导下，充分运用本领域专家的丰富知识和成功经验，其设计结果必然具有合理性和先进性。新一代模具软件以立体的思想、直观的感觉来设计模具结构，所生成的三维结构信息能方便地用于模具可制造性评价和数控加工，这就要求模具软件在三维参数化特征造型、成型过程模拟、数控加工过程仿真及信息交流和组织管理方面达到相当完善的程度并有较高集成化水平。衡量软件集成化程度的高低，不仅要看功能模块是否齐全，而且要看这些功能模块是否共用同一数据模型，是否以统一的方式形成全局动态数据库，实现信息的综合管理与共享，以支持模具设计、制造、装配、检验、测试及投产的全过程。模具可制造性评价功能在新一代模具软件中的作用十分重要，既要对多方案进行筛选，又要对模具设计过程中的合理性和经济性进行评估，并为模具设计者提供修改依据。在新一代模具软件中，可制造性评价主要包括模具设计与制造费用的估算、模具可装配性评价、模具零件制造工艺性评价、模具结构及成形性能的评价等。新一代软件还应有面向装配的功能，因为模具的功能只有通过其装配结构才能体现出来。采用面向装配的设计方法后，模具装配不再是逐个零件的简单拼装，其数据结构既能描述模具的功能，又可定义模具零部件之间相互关系的装配特征，实现零部件的关联，因而能有效保证模具的质量。4、先进的快速模具制造技术（1）、激光快速成型技术(RPM)发展讯速，我国已达到国际水平，并逐步实现商品化。世界上已经商业化的快速成形工艺主要有SLA(立体光刻)威廉williamhill官网在线登录、LOM(分层分体制造)、SLS(选择性激光烧结)、3D-P(三维印刷)。（2）、无模多点成形技术是用高度可调的冲点群体代替传统模具进行板材曲面成形的又一先进制造技术，无模多点成形系统以CAD/CAM/CAT技术为主要手段，快速经济地实现三维曲面的自动成形。吉林工大承担了有关无模成形的国家重点科技攻关项目，已自主设计并制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备。我国这项技术与美国的麻省理工学院、日本东京大学、日本东京工业大学相比，在理论研究和实际应用方面均处领先地位，目前正向着推广应用方面发展。5、现场化的模具检测技术精密模具的发展，对测量的要求越来越高。精密的三坐标测量机，长期以来受环境的限制，很少在生产现场使用。新一代三座标测量机基本上都具有温度补偿及采用抗振材料，改善防尘措施，提高环境适应性和使用可靠性，使其能方便地安装在车间使用，以实现测量现场化的特点。6、镜面抛光的模具表面工程技术模具抛光技术是模具表面工程中的重要组成部分，是模具制造过程中后处理的重要工艺。目前，国内模具抛光至Ra0.05μm的抛光设备、模具磨料及工艺，可以基本满足需要，而要抛至Ra0.025μm的镜面抛光设备、磨具磨料及工艺尚处摸索阶段。随着镜面注塑模具在生产中的大规模应用，模具抛光技术就成为模具生产的关键问题。由于国内抛光工艺技术及 材料等方面还存在一定问题，所以如傻瓜相机镜头注塑模、CD、VCD 光 盘及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依赖进口。模具表面抛光 不单受抛光设备和工艺技术的影响，还受模具材料镜面度的影响，这一点 还没有引起足够的重视，也就是说，抛光本身受模具材料的制约。例如， 用45#碳素钢做注塑模时，抛光至Ra0.2μm 时，肉眼可见明显的缺陷， 继续抛下去只能增加光亮度，而粗糙度已无望改善，故目前国内在镜面模 具生产中往往采用进口模具材料，如瑞典的一胜百136、日本大同的 PD555 等都能获得满意的镜面度。 镜面模具材料不单是化学成分问题，更主要的是冶炼时要求采用真空脱 气、氩气保护铸锭、垂直连铸连轧、柔锻等一系列先进工艺，使镜面模具 钢具内部缺陷少、杂质粒度细、弥散程度高、金属晶粒度细、均匀度好等 一系列优点，以达到抛光至镜面的模具钢的要求。 由于模具生产方式需由技术人员运用计算机技术和所掌握的模具设计 与制造技术基础理论知识、标准与规范，特别是长期积累的设计、制造经 验，独自进行专门设计，并只能进行专门装配，实践证明完成设计与制造 的模具质量，在很大程度上仍取决于设计与制造技术人员的知识积累和经 验积累。模具设计与制造过程中应用的技术规范、标准，现代数字化设计 与制造中所应用的设计与制造软件，以及工艺技术专家系统，均具有浓厚 的、强烈的经验性。而经验将具有时间性和合理的应用范围。由此可知， 实际生产经验，在模具设计与制造过程中仍起主导作用。即，缺乏实践， 则缺乏经验，缺乏实际经验，则不能成大器。有人说：大学学历的人，设 计、制造完成100 副模具，将成为合格的模具专业技术人员；完成500 副 模具的技术人员将成为模具技术专家；设计、制造1000 副或以上模具的 专家，将成为模具技术大师，是有一定道理的。但并不尽然，还必须常常 强调以模具技术基础理论为依据。 1威廉williamhill官网在线登录、现代化模具设计 手工作坊式制模时期和工业化模具制造初期，是不进行模具设计的，完 全依赖制模工人的经验与技艺制造模具。随着工业的发展，模具应用日趋 广泛，模具性能和质量要求趋高和生产技术不断进步。设计、绘制模具结 构系统图（结构总图）和零件图样，明确设计要求和制造技术条件，为模 具生产过程中的首务与核心技术，一直沿革至现在。但是，随着计算机和 数控机床工业的进步，加工中心等CNC 机床的广泛应用，模具设计方法 与方式产生了实质的、突破性的进步，模具设计包括以下三方面的内容： 模具型件造型及其结构设计、模具结构系统设计、模具结构参数计算与设 置。 2、现代化模具制造 采用计算机辅助制订每副模具的制造工艺过程（CAPP），并对其进行 分析（CAPPE），使之优化。同时，对制造工艺过程的质量、工时和费用 进行控制（CAPPC），使形成模具CAM/CAPPE/CAPPC 数字化制造技 术系统。 模具CAM/CAPPE/CAPPC 系统，是现代模具制造的主要方式，是模具 CAD/CAE/CAM 数字化设计与制造技术的组成部份。为此，应当研究、分 析现代模具制造技术，即信息化、数字化制造技术的内容：模具制造工艺 过程设计；模具型件制造工艺过程及其成形加工工艺；模具标准零、部件 和通用辅助机构的配购与制造；模具装配及其装配工艺；模具制造工艺过 程控制与管理。 3、模具设计与制造一体化 在模具生产过程控制与管理的环境下，在模具高度标准化的技术基础 上，实行模具信息化、数字化设计与制造过程。即实行模具 CAD/CAE/CAM，所谓模具设计与制造一体化过程。其中： CAD：是指借助软件，对模具型件进行造型与其结构和模具结构系统建 立数模的过程。CAM：指根据型件及其结构数模制订型件型面成形加工代 码、设置成形加工工艺条件和型件加工程序。并将这些信息传递给CNC 机床，实行数字化加工。 CAE：则指借助软件对模具型件造型、模具结构系统及结构参数进行仿 真、模拟试验，即实行虚拟的设计与型件成形加工，以验证经CAD/CAM 设计的模具结构系统与型件成形加工代码与加工程序的正确性，合理性。 CAD、CAE 软件，是建立在经验数据、经验公式和理论数据与公式相 比较的基础上，形成型件造型、模具系统结构与参数，型件成形加工过程 与制件（冲件、塑件等）成形工艺过程的仿真、模拟数模或称CAD、CAE 软件。 模具是进行制造业产品零件，包括冲件、塑件、锻件、橡胶件、玻璃与 陶瓷件等成形加工的专用成型工具、专用工装，也是专用技术产品。模具 将根据制造业产品零件的形状、尺寸与尺寸精度、表面质量等技术要求与 生产批量，进行专门设计与制造。模具是制造业的核心技术装备。模具工 业不发达将严重影响汽车、IT 与电子技术产品、机电产品、航空（天）与 船舶和建材、家用电器等制造业产品的生产。罗百辉认为，研究模具的现 代化设计与制造技术，研究模具设计制造过程中的实践经验，以及生产过 程的技术管理与过程控制，并使之形成规范威廉williamhill官网在线登录，形成专家系统，对提高模具 生产技术与管理水平、提高模具企业核心竞争能力，将至为重要。