冲压模具发展现状

2022-07-05

第一篇:冲压模具发展现状

我国冲压模具现状及发展趋势分析

一、现状

改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。近年来,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。

浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。

随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一,模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定企业的生存空间。

近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。

以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。

例如,吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件,华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件,上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。

虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低;CAD/CAE/CAM技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等,致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。

二、未来冲压模具制造技术发展趋势

模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项:

(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步,普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟,各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能。

(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率,并可获得极高的表面光洁度。另外,还可加工高硬度模块,还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展,对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。

(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统,可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上,实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据,用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用,相信在“十五”期间将发挥更大的作用。

(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有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。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。

(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高,估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。

(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。

(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作,以提高模具表面质量是重要的发展趋势。

(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系统;有质量监测控制系统。

CNC雕刻机在国内的发展上从最近的一两年才有较大的发展,相关加工厂和使用单位时刻以敏锐的眼光盯着厂家的动向,这也是身为雕铣机主机生产厂一点也不敢松懈的真正原因所在。

作为用户当然要选合适的设备,如果选型不当,不但不能赚钱反而令陷入为机器打工的苦涩局面。那么什么样的机床才是好机床?

我们认为好机床的定义是这样的:

能够在短期内收回投资的机床才是好机床。

数控机床的设计使用寿命一般为7年,主要是数控方面的使用寿命为准,这样花钱和挣钱的比例关系将直接影响您的生意,所以仔细分析功能进行选型是有效投资的必要条件。

在国外很早就有雕铣机的名词(CNCengravingandmillingmachine),严格地讲雕是铣的一部分,是购买雕刻机还是购买数控铣式加工中心是经常要问自己的问题。另外,还有目前盛行的高速切削机床(HSCMACHINE)。还是让我们首先搞清楚三个机型区别:

1、数控铣和加工中心用于完成较大铣削量的工件的加工设备

2、数控雕铣机用于完成较小铣削量,或软金属的加工设备

3、高速切削机床用于完成中等铣削量,并且把铣削后的打磨量降为最低的加工设备

深入分析上述设备的结构可以帮我们做出正确的选择

一、从机械角度

机床的机械分为两个部分,移动部分和不移动部分:工作台,滑板,十字花台等为移动部分,床座,立柱等为非移动部分

1、数控铣加工中心:

非移动部分钢性要求非常好移动部分钢性要求非常好优点:能进行重切削;缺点:由于移动部分同样庞大,牺牲了机床灵活性,对于细小的部分和快速进给无能为力。

2、数控雕铣机

非移动部分钢性要求好移动部分钢性要以灵活为前题下,尽可能的轻一些,同时保持一定的钢性。优点:可进行比较细小的加工,加工精度高。对于软金属可进行高速加工;缺点:由于钢性差所以不可能进行重切削。

3、高速切削机床

非移动部分钢性要求非常好移动部分钢性要求比较好,而且尽可能的轻巧。优点:能进行中小量的切削(例一般φ10的平底刀,对于45号钢(300)深切深度以0.75为好);缺点:正确使用下能发挥高效,低成本,使打磨量变为极少。不正确使用,马上就会使刀具的废品堆积如山。

如何从机械上做到上面又轻、刚性又好矛盾的要求,关键在于机械结构上的功夫。

1、床体采用高低筋配合的网状架构,有的直接采用蜂巢的相接的内六角网状结构

2、超宽的立柱和横梁,大家知道龙门式的结构由于其极好的对称性和极佳的钢性被高速切削设备厂家一直做为首选结构。

3、对于移动部分有与数控铣显著的不同之处是加宽了很多导轨与导轨之间的距离,以克服不良力矩的问题。

4、从材料上讲一般采用了米汉那铸铁,也就是孕育铸铁,在浇注铁水时加入一定比例的硅(Si)从而改变了铁的内部结构,使之更加耐冲压,刚性上有显著提高。

5、机床的刚性主要用于克服移动部分在高速移动时对非移动部分的强大冲击,所以导轨、丝杆要求粗一些,以及加强连接部分刚性。

二、从数控角度分析

1、数控铣加工中心对数控系统要求速度一般,主轴转速0-8000RPM左右

2、雕铣机要求高速的数控系统,主轴转速3000-30000RPM左右

3、高速切削机床要求高速的数控系统以及极好的伺服电机特性,主轴转速1500-30000RPM左右

三、编程软件上分析

从软件的角度上讲,数控铣加工中心,高速切削机床雕铣机都可以使用标准的CAD/CAM软件如:MasterCamCimatronPEUG等。

铣床通常以为Cimatron刀路较好一点,新版的软件充分考究到刀具的每时每刻的切削量的均匀性,尤其是刀进入走出工作的一刻的速度和圆滑性,以及在拐点的跟随差算法问题(followingError),使结果和设计图形更加贴进,CAD部分刚大量采用直观的三维实体造型如Solidworks等再通过IGS等转入CAM软件进行加工。不过不用担心,CAD/CAM的发展速度远胜于机床的CNC的发展速度。

第二篇:高速精密冲压技术现状及模具发展趋势

高速精密冲压技术涉及到机械、电子、材料、光学、计算机、精密检测、信息网络和管理技术等诸多领域,是多学科的系统工程。多工位与多功能冲压模具现状 先进多工位与多功能冲压模具的代表主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、精密多功能冲压模具等。

高速精密冲压技术涉及到机械、电子、材料、光学、计算机、精密检测、信息网络和管理技术等诸多领域,是多学科的系统工程。

高速精密冲压技术的特点及应用领域

高速精密冲压技术是现代冲压生产的先进制造技术,它综合了科高速精密压力机技术、高精变冲压模技术、高品质制品材料技术、智能控制技术和绿色为一体化的高新技术。应用高速精密冲压技术批量生产制品,具有高生产效率、高质量、高一致性及节能降耗、节省人力、降低成本和确保安全生产等特点,因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视。当前,现代先进制造技术是世界各国研究和发展的主题,特别是在市场经济高度发展的今天,它更占有十分重要的地位。

高速精密冲压模具技术主要基于使用板料加工制品,由高速压力机设备、精密冲压模具、优质卷料三个基本要素构成,并在自动化周边设备的开卷装置、校平装置、送料装置、材料润滑装置、出件装置、理件装置、收料装置等协调连接,按冲压工艺流程组合的一种冲压自动化生产线。

冲压自动化不仅可以大幅度地提高劳动生产率、改善劳动条件、降低成本,而且能够有效地保证冲压生产中的人身安全,从根本上改变冲压生产面貌,因此被广泛应用于电子、通讯、汽车、机械、军工、轻工、电机电器、仪器仪表、医疗器械、自动化装备和家电产品制造领域。在轨道交通、航空航天、新能源等产品制造领域的应用也越来越广泛。

高速压力机技术的应用

随着电子通讯、电机电器、汽车和家电等产品技术的迅速发展,对精密冲压件的需求量越来越大,技术要求也越来越高,且应用面也越来越广泛,因此在大量生产和超大量生产中,普通压力机已不能满足生产和技术要求。采用高速精密压力机进行高速度、自动化及连续冲压是提高冲压生产率的有效途径。由于高速精密压力机的滑块行程每分钟次数比吨位相似的普通压力机高5倍以上,因此高速精密压力机不但冲压件精度高、表面质量好,而且模具使用寿命长。

近几年,冲压技术不断向高速化、精密化和智能化的方向发展,推进了高速压力机的发展势头,也因此涌现出许多的高速精密压力机和超高速精密压力机,如德国拉斯特公司、美国明斯特公司、瑞士布鲁德尔公司、德国舒勒公司、日本能率和电产公司等研制的小吨位高速精密压力机,其滑块行程次数分别可达2,000次/分钟,3,000次/分钟,4,000次/分钟。在负荷状态下,还可达其标准中的特级精度要求。这标志着高速精密压力机技术已发展到超高速超精密的技术阶段。

国外有些公司对小吨位高速精密压力机按滑块行程次数分为四个速度等级:常速≦250次/分钟,次高速﹥250~400次/分钟,高速﹥400~1,000次/分钟,超高速≧1,000次/分钟。大吨位高速精密压力机滑块行程次数相对较低,如300吨的大型高速精密压力机,滑块行程数范围仅为160~400次/分钟左右,100吨的翅片专用高速精密压力机,滑块行程数范围一般为150~250次/分钟左右。

由于冲压速度随着压力机吨位、滑块行程长度与次数、制品工艺结构和材料工艺性能、自动送料速度及精度等诸多要素的不同而改变,很难用简单的数字作为划分各个等级的界限,因此,目前国际上对高速精密压力机速变范围仍尚未作出明确的定义,通常将冲压速度比普通压力机速度高5~10倍的统称为高速精密冲压。而从中国多数企业的高速精密压力机的应用情况来看,冲次速度按滑块最低和最高行程数的平均值或大于均值10~20%的冲速则是较为合理和有参考意义的标准。因为高速精密压力机滑块最高行程数一般是指无负荷冲程数。当行程次数高达一定数值时,压力机在运行中的不平衡现象就明显增加,滑块下死点动态性变化程度也较大,这样就必须解决卷料质量、送料速度、模具性能与寿命、设备强度、刚度和精度、故障的自动监控与稳定性、振动与噪声以及润滑和冷却系统等一系列技术问题。所以,高速精密压力机应用中的冲次速度相当关键。

高速精密冲压件的类型与技术特点

高速精密冲压件按行业、用途和工艺特点可分为电子零件类、IC集成电路引线框架类、电机铁芯类、电器铁芯类、换热器翅片类、汽车零件类、家电零件类、以及其他类型等。零件主要包含连接器件、接插件、电刷件、电器端子、弹性零件等。

IC集成电路引线框架主要包含分立器件引线框架和集成电路引线框架。电机铁芯主要包含单相串励电机铁芯、单相家用电机铁芯、单相罩极电机铁芯、永磁直流电机铁芯、工业电机铁芯、塑封定子铁芯等。电器铁芯主要包含E字形变压器铁芯、EI形变压器铁芯、工字形变压器铁芯、以及其他变压器铁芯片等。换热器翅片主要包含工业换热器翅片、家用换热器翅片、汽车用换热器翅片等。汽车零件主要包含汽车结构件、汽车功能件。家电零件主要包含大家电零件,如彩管电子枪零件,以及小家电零件,各类结构件和功能件等。其他类零件主要包含仪器仪表零件、IT类零件、声学类和摄像类零件、现代办公用类零件、以及五金件等。

高速精密冲压件的技术具有品种多、材料多样性、薄板卷料、自动化生产批量极大、精度高、形状复杂、技术含量和附加值高等特点。

高速精密冲压生产技术的典型概况

电机铁芯生产技术概况

铁芯是电机产品的重要部件,一般由0.35mm,0.5mm厚的硅钢片制成。在电机生产的全部环节中,铁芯冲片生产是关键。目前中国的高速精密冲压铁芯片和铁芯自动叠铆、铁芯三列带扭槽叠铆、铁芯带扭槽及回转叠铆、铁芯双回转叠铆、铁芯双列大回转叠铆、大型外转子铁芯带扭槽叠铆、定子铁芯半圆组合叠铆、定子铁芯多块组合叠铆、长直条定子铁芯卷圆组合叠铆等高速精密冲压生产技术与国际先进技术相比毫不逊色。

其中较为典型的铁芯三列带扭槽叠铆制品的高速精密冲压生产技术概况是,铁芯材料为50W470硅钢片、带料厚度0.5mm,料宽307.5mm。带料经开卷装置、S型校平装置、送料装置、材料润滑装置、高速精密压力机、大型精密级进模等一体化的高速运行,以及自动冲压导正钉孔、转子片叠铆工艺孔、转子片记号孔、转子片计量孔、转子片槽形、转子片台阶孔、转子片叠铆点、转子片内孔、转子片落料叠铆和扭槽、定子片缺口、定子片记号孔、定子片计量孔、定子片槽形、定子片叠铆点、定子片内孔、定子片落料叠铆等多工位与多工序的交叉连续冲压,一次完成三套定转子铁芯制品,铁芯自动叠铆厚度105mm,定子铁芯外径110.52 0.02mm,外径55.1 0.01/0.02 mm。制品在300吨的大型高速精密压力机上生产,冲次速变280~320次/分钟,并在冲压过程中铁芯制品自动输出。

换热器翅片生产技术概况

翅片是空调产品的主要部件,一般由0.105mm厚的铝箔制成。近年来,中国在高速冲压换热器翅片生产技术方面有了明显提高,如家用空调换热器翅片、汽车空调换热器翅片、工业空调换热器、整体导管式空调换热器翅片、新型异形孔空调换热器翅片、以及大型冷库散热器翅片等高速精密冲压生产技术已接近国际先进水平。中国研发的一次出12列、24列、36列、42列、48列、60列、72列、76列翅片等高速精密冲压生产技术已达到国际上同类产品的水平。其中典型的Φ5.2 72列 2步进翅片的高速精密冲压生产技术概况是:翅片材料铝箔1,000-8H22,厚度0.105 mm的带料,由展料架、过油装置、送料装置、高速精密压力机、大型精密级进模、吸料与集料装置等组成的翅片高速精密冲压自动生产线,带料经压料装置、引申工程、冲孔工程、翻边工程、百叶窗工程、中部异型切工程、端部异型切工程、边切工程、异正工程、纵切工程、送料工程、横切工程等12个成形工程的连续冲压,一次出72列翅片,翅片形状复杂,精度较高,表面要求光洁、平整、无刮伤,无毛刺、翻边无开裂等技术要求。Φ5系列、72数和2步进的翅片在100吨高速精密专用压力机上生产,冲刺速度260次/分钟,并能够在冲压过程中实现翅片制品一边集料一边取料。

IC集成电路引线框架生产技术概况

引线框架是分立器件和集成电路的载体。作为半导体器件的芯片载体引线框架,其主要特点是种类多、批量大、精度高、形状细小、材料较薄、表面需要局部电镀以及外观要求严格。近几年,随着科技的发展,中国的高速精密冲压引线框架生产技术较以前有了很大提升,如分立器件TO-220、SOT、SOD系列引线框架生产技术已达到国外同类产品的水平。其中典型的SSOP-024集成电路引线框架高速精密冲压生产技术概况是:引线框架材料C194铜合金,厚度0.152 mm的卷料,由卷料架、送料机构、导料机构、高速精密压力机、精密级进模、卷式收料装置等组成的引线框架高速精密冲压自动化生产线,冲压工序包含打字、冲压麻状点、冲定位孔与嵌定孔、冲内引线A、冲内引线B、冲内引线C、裁片分离、静压内引线、校横弯、校外引线、校步距、内引线校平、精整等32工位的连续冲压,一次冲出4排,每排在11mm 9mm的尺寸面上冲出24条内外引线脚,内引线的最小间距0.17mm,产品的共面性要求控制在0.01mm 之内等其他技术要求。该引线框架在80吨高速精密压力机上生产,冲次速度为450~500次/分钟。SSOP-24集成电路引线框架集微成型、微薄化、多脚化、高密度、小间距、多样化等总体水平已接近国际同类产品的先进水平。

高速精密冲压模具现状与发展趋势

近年来,中国模具产销持续攀升,民营企业不断涌现出来,国外著名企业和资本的进入更是促进了模具行业的快速发展,中国已成为名副其实的模具生产大国。然而,从模具产需情况看,虽然中低档模具已完全实现自给,但是以大型、精密、高效、高性能模具为主要代表的高技术含量模具自给率仍然较低,只有60%左右,有很大一部分仍然依靠进口。因此,提升中国模具企业的整体技术水平,提升企业的核心竞争力,促进模具产业结构优化仍然是中国模具行业的当务之急。

冲压模具主要包括多工位与多功能冲压模具、汽车覆盖件模具和精冲模具等,这里仅对精密多工位与多功能冲压模具阐述其现状与发展。

多工位与多功能冲压模具现状

先进多工位与多功能冲压模具的代表主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、精密多功能冲压模具等。其中,精密多工位级进模占据主流产品地位。先进精密多工位级进模主要包括电机铁芯硅钢片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。

受中国市场产品档次提升的推动,中国的先进多工位与多功能冲压模具的总体水平得以提升,特别是产量最大的高速精密多工位级进模在技术水平、制作精度、使用寿命和制作周期等方面均有明显进步,无论技术还是产能都已具备向先进国家模具挑战的能力。其中相当一部分高档优质模具的总体性能接近或达到国际同类模具的先进水平,不仅可替代进口,还能出口一部分到发达国家和地区。

与国际先进水平相比的主要差距

近年来,中国先进多工位与多功能冲压模具水平提高较快,模具制作装备技术已经达到国际先进水平,模具设计制造水平有了很大提高,一部分精密复杂级进模进入了规模化生产阶段,模具的进口替代成效明显,出口逐年递增。但是与国际先进冲压模具相比,仍然存在以下几个方面的差距。

(1)模具设计制造技术方面

模具设计制造技术创新不够,很多先进模具中的关键设计内涵和技术以及制造工艺中的“KNOW HOW”等基础技术、理论以及核心技术掌握不够,导致模具整体水平提升困难,始终处于技术跟进与追踪阶段,达到甚至超越国际先进水平还缺乏相关设计和制造基础技术的支撑。

(2)模具的寿命方面

由于受模具材料、热处理技术以及制造装配技术等相关因素的影响,中国冲压模具寿命普遍低于国际先进水平,差距在30%以上。特别是一次刃磨寿命低导致模具维护次数增加,降低了冲压生产效率,增加了模具维护的成本,进而影响中国模具的市场竞争力。

(3)模具的试模技术与模具的可靠性方面

试模是模具设计制造完成后对模具的一个综合实验、评估和调整过程,是模具设计制造问题的集中暴露过程,也是冲压模具设计、制造技术以及专业人员的综合反映。而模具的可靠性和稳定性则是模具设计制造质量好坏的评价基准和模具正常使用的保障。由于中国缺乏对多工位与多功能冲压模具的设计、制造工艺中的隐形知识和技术积累的深入挖掘,因此与国际先进模具企业相比,中国多工位与多功能冲压模具的试模、模具使用中的调整和维修时间增加30%以上。对比国外目前正在研究无试模程序的模具前沿技术,中国在模具的试模技术与模具的可靠性和稳定性方面的差距是显而易见的。

(4)模具的基础理论与关键技术方面

模具设计制造师一项实践性很强的专门技术,长期以来,中国对模具设计和制造的实践性非常重视,但由于对冲压模具基础理论和技术研究重视不够,导致模具设计和制造的基础理论和技术发展缓慢。加上冲压模具企业的专业化分工还不够细化,小而全、大而全的模具企业还占主导地位,企业的核心竞争力难以形成,企业自有技术以及创新能力落后于国外先进模具企业。另外,模具材料、标准件等模具基础技术落后,直接影响了中国多工位与多功能冲压模具的整体技术水平。因此,在多工位与多功能冲压模具的基础技术支持方面还存在很多薄弱环节。

(5)新型模具技术及其拓展方面

随着新工艺新产品的不断涌现,国外冲压模具已经从常规的单副级进模向多功能组合模具、生产线配套组合模具工装、特大型级进模以及微细零件冲压成型模具等方向发展,而中国企业大多数仍将重点放在常规的单副级进模系列化和产业化方面,还未掌握特种高精尖模具如特大型高精、超高速冲压、超薄、超强和微细型零件成形冲压模具的关键技术,对多功能复合模具还设计不多。因此,中国还需要不断开展新型模具的关键技术研究,拓展其应用领域,为赶超国际先进水平打好基础。

(6)基础零部件和配套件方面

多工位与多功能冲压模具的基础零部件和配套件是模具整体快速发展的基本条件,而中国由于热处理、材料、标准件等模具基础零部件和配套技术及质量水平较低,高档模具的基础零部件和配套件主要依赖进口。因此,中国急需提升模具基础零部件和配套件的技术及质量水平。

多工位与多功能冲压模具的发展趋势

在经济的全球化和中国从“制造业大国”向“制造业强国”的挺进中, “服务科学”和“服务制造”等现代理念的出现,对中国模具行业的发展必将产生重大影响。模具行业的服务制造业的特征将大大增强,模具也应该是最先融入“服务制造” 的生产装备。

纵观模具技术的发展路线和模具行业的发展前沿,模具技术的总体发展趋势是“由模具自身的品质提升向冲压件产品的控形控性以及一体化解决方案方向发展”。即用户要求从主要考虑模具的本身品质向控制模具生产的最终产品品质的方向发展,从对模具品质的单一要求向为用户产品提供一体化解决方案方向发展。

用户的要求突破了模具产品本身的界限,必须从产业链上寻求系统的解决方法,迫使模具技术和企业向制造业的相关产业链延伸。因此,一大批多领域交叉技术的应用以及以模具为核心的系统解决方案将是今后模具发展的主要特征。

综合中国目前冲压模具的发展及其存在的问题,可以看出多工位与多功能冲压模具是最有希望赶上国际先进水平的模具之一。但是,还需要模具企业在专业化细分、自主创新以及设计和制造工艺基础理论与技术方面做深入细致的研究工作,为中国多工位与多功能冲压模具的整体技术赶上国际先进水平打下好基础,并在保持电机铁芯自动叠片级进模、空调换热器翅片级进模、集成电路框架级进模、电子连接器级进模等高水平模具发展的同时,注重发展大型汽车零件级进模、多功能复合冲压模具、微小零件冲压模具、特殊板料等微特冲压模具及其技术,整体提升多工位与多功能冲压模具的水平。

另外,“控形和控性”是模具发展的大方向,首先需要解决的是“控形”技术问题,冲压模具的“控形”技术必然是近期需要突破的重要关键技术。研究冲压成形的深层次理论和技术问题,借以掌握“控形和控性”技术,从而实现模具的信息化和智能化制造。

智能化是全球的发展趋势,也是“服务时代”的主要特征。对模具行业来说,模具的信息化和智能化是实现“控形和控性”的重要手段,是赶超国际模具先进水平的一个重要方面,它可以带动一些列模具先进技术的发展,具有重要的战略意义。目前中国模具的信息化和智能化刚开始起步,要实现模具的信息化和智能化还有很长的路要走,同时也需要相关政策的推动。

在21世纪,随着电子信息等高新技术的不断发展,市场需求向个性化与多样化方向发展,未来高速精密冲压技术和以高档模具为核心的发展总趋势是向精密化、高速化、柔性化、网络化、集成化、信息化和智能化、低碳环保及全球化的方向发展。

第三篇:国外模具的现状和发展

据报道,高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造,已成为快速制造优质模具的有力保证。

一、高新技术应用于模具的设计与制造

(一)CAD/CAE/CAM的广泛应用,显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性

在欧美,CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面,已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段,目前3D设计已达到了70%~89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计,同时可获得3D模型,为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计,还可以在设计时进行装配干涉的检查,保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用,保证了模具零件的加工精度和质量。30~50人的模具企业,一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配,使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件,模拟塑料的冲模过程,分析冷却过程,预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件,模拟金属变形过程,分析应力应变的分布,预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大,意大利COMAU公司应用CAE技术后,试模时间减少了50%以上。

(二)为了缩短制模周期、提高市场竞争力,普遍采用高速切削加工技术

高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术,其加工效率比传统的切削工艺要高几倍,甚至十几倍。目前,欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣,三轴联动的比较多,也有一些是五轴联动的,转数一般在1.5万~3万r/min。采用高速铣削技术,可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面,仅需略加抛光便可使用,节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为4~5年。增加数控高速铣床,是模具企业设备投资的重点之一。

(三)快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用

由于市场竞争日益激烈,产品更新换代不断加快,快速成型和快速制模技术应运而生,并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上,快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置,有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备,也有专门提供原型制造服务的机构和公司。

在所考察的模具企业中,有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造,即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具,用于少量翻制塑料件,非常适合于产品的试制。

二、欧美模具企业的管理经验值得借鉴

(一)人员精简,“瘦”型管理

欧美模具企业大多数规模不大,员工人数超过百人的较少,所考察的模具企业人数一般都在20~50人。企业各类人员的配置十分精简,一专多能,一人多职,企业内部看不到闲人。精益生产、“瘦”型管理的思想得到了较好的体现。

(二)采用专业化,产品定位准

所考察的模具企业,大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求,确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展,每个模具厂家都有自己的优势技术和产品,并都采取专业化的生产方式。欧美大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户,在大型模具公司周围又有一批模具生产协作厂家。这种互惠、互利、共赢、共存的合作伙伴关系,有的已持续了30~40年。

(三)采用先进的管理信息系统,实现集成化管理

欧美的模具企业,特别是规模较大的模具企业,基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定,到质检、库存、统计等,普遍使用了计算机,公司内各部门可通过计算机网络共享信息。

(四)工艺管理先进,标准化程度高

与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同,欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。每副模具均有详细的设计图,包括每个零件的详细设计,并且都制定了详细的加工工艺。我国模具要走向世界,必须深化改革、扩大出口。

欧美模具企业的先进技术和先进管理,使其生产的大型、精密、复杂模具,对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用,也给模具企业带来了良好的经济效益。美国的模具企业,人均年销售额在20万美元左右;意大利人均年销售额也在10万美元以上。与国内的模具企业相比,即使扣除价格因素的影响,欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。要缩小与先进工业国家的差距,必须加快技术进步,提高CAD/CAE/CAM的应用程度,增加数控加工设备的比重,用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。同时,要学习和借鉴国外的先进管理经验,进一步深化企业改革。目前,国内有些模具厂冲模、塑料模都做,大型、中型、小型模具都做,这样很难干好,必须走小而专、小而精、小而特的道路。同时要增强参与国际竞争的意识,加强国际经济技术合作与交流,在提高模具国产化程度的同时,进一步扩大出口,走向世界。

第四篇:模具行业发展

随着中国汽车工业的发展,中国的自主品牌也有了长足的进步,前几天举行的第十四届北京国际汽车展览会上,自主品牌汽车厂家推出了众多的新车型,无论从造型上还是质量上都有了非常大的提高,和十几年前的车型相比可以说有了天壤之别,新能源汽车更是百花齐放,中国的自主品牌汽车已经迈过了创业门槛,开始向中高端汽车进军。中高端汽车的开发,新能源汽车的方兴未艾,在这个标志着中国汽车真正崛起的进军中,首当其冲的是模具,对模具的技术、质量都提出了更新、更高的要求,这对模具厂来讲是一个很大的挑战,也是一个很好的机遇,促使模具厂转型升级,在技术上、质量上都要上一个更大的台阶,从制造低端模具转向制造高端模具,从而更好满足市场的需求。

新车型的开发对模具技术提出了更高更新的要求,除了级进模具、多工位模具逐步普及外,高强度模具越来越多,锐棱制造技术、铝板成型技术、碳纤维成型技术、热成型技术等,都已经提到模具厂的日程上来。

对于碳纤维成型技术来讲,这是和钢板成型两个截然不同的概念,目前受成本和效率的影响不能大量使用,随着材料研发和技术的提升,这种材料和技术一定会更广泛地应用到汽车上,到那时候我们在冲压工艺上很多不易解决的难题都可以迎刃而解了。

同样3D打印技术也一定会在模具制造上大放异彩,不久的将来我们可以打印镶块、打印模座、打印涂层,可以把不同的材料叠加在一起等等。国外前几年已经实现用3D打印技术打印镶块模型,由于打印精度高,镶块的加工量很少,而且把螺丝孔都直接铸出来,销钉孔留少许加工量,实际等于传统的精密铸造。3D打印技术的发展,会解决像模具热处理、外板模具镀层等许多难题,会促使我们的模具制造技术有一个更大的提高。

汽车轻量化对主机厂、模具厂来说,都会有一个很大的冲击。在这次北京车展上,长城花冠推出了命名为“前途”的纯电动轿跑车,采用的是碳纤维结构车身,并正在苏州投资建厂。值得注意的是这个工厂不是一个传统的四大工艺工厂,而是一个他们称之为新四大工艺的工厂。这个公司的董事长陆群在一次谈话中提出:“我们认为新能源汽车将带来汽车产业结构上的全面变化,特别是由于产品成本结构的改变使汽车对于轻量化的要求完全不同,这也导致了对汽车的轻量化材料、工艺和工装设备有了新的要求,比如说相较于传统钢板材料,大量轻质化的材料如铝镁合金、塑料、碳纤维等开始越来越多地应用到电动车上。在这方面,我们必须站在未来发展的角度来看待这些变化,必须紧紧围绕着新的材料和新的工艺来安排整个生产过程。实际上我们当然在做四大工艺,但却不是传统的四大工艺。传统四大工艺是钢板的冲压、焊接、油漆和总装,而我们现在做的是复合材料、碳纤维、铝合金的制件与焊接,以及新材料的涂装、总装。”

高大厂房、自动化的冲压线不见了;火花四溅、几百台机器人的焊接线不见了,涂装不用电泳了;总装线上发动机、油箱、变速箱不见了,代之的是电池、电动机,工艺流程简化了。新的四大工艺把传统的四大工艺冲击得面目全非,当然这种新四大工艺不可能完全取代传统的四大工艺,但是新能源汽车由于轻量化的需要,走这种工艺路线恐怕是必由之路。而且碳纤维的广泛应用,也是将来汽车工业发展的一个必然趋势。面对这种趋势,模具厂何去何从,只有顺应这种趋势,发展新的模具技术,才能满足主机厂现在和将来的需求。

工信部、财政部最近共同决定对2016工业强基工程项目进行公开招标,其中就有金属粉末增材制造工艺、轻量化材料精密成型工艺等项目。

近十几年来中国的模具制造技术有了质的飞跃,模具行业从小到大,迅速崛起,成为世界模具制造大国,我们可以把这个阶段叫做中国模具的第一次腾飞。随着中国汽车工业的发展,自主品牌向中高端进军,新能源汽车兴起,市场给我们提出了新的需求,要求我们从低端模具迈向高端模具,从模具大国迈向模具强国,实现中国模具的第二次腾飞。如何实现从低到高、从大到强的转变,如何实现中国模具的第二次飞跃,是值得每个中国模具厂、每个中国模具人思考的问题。

目前,中国、美国、日本、德国、韩国、意大利这六大模具制造国的模具产值占居全球的绝对地位,中国的模具产值是世界之最。

下面我们把中国模具和世界主要模具制造国家、地区做一个比较:美国、日本、德国等发达国家的模具制造业在生产经营方面具有以下特点:

(1)人员精简,欧美日模具企业大多数规模不大,员工人数超过百人的较少,模具企业人数一般都在20~50人。企业各类人员的配置十分精简,一专多能,一人多职,企业内部看不到闲人。

(2)采用专业化,产品定位准。大多数模具厂都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求,确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展,每个模具厂家都有自己的优势技术和产品,并都采取专业化的生产方式。欧美日大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户,在大型模具公司周围又有一批模具生产协作厂家。

(3)先进的管理信息系统,实现集成化管理。欧美的模具企业,特别是规模较大的模具企业,基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定,到质检、库存、统计等,普遍使用了计算机,公司内各部门可通过计算机网络共享信息。

(4)工艺管理先进,标准化程度高。与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同,欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。欧美模具企业的先进技术和先进管理,使其生产的大型、精密、复杂模具,对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用,也给模具企业带来了良好的经济效益。

美国模具行业

美国现有约7000家模具企业,15人以下占60%。15-50人占30%。由于工业化的高度发展,美国模具业早已成为成熟的高技术产业,处于世界前列。美国模具专业化分工很明确,每个模具厂都有自己的优势产品,基本都是专攻一路,以我们曾经合作过的美国Synergis模具厂为例,他们就是专门做底盘副车架类模具,做级进模和多工位模具。我们曾经合作的一个车型副车架,分别制造3份,一份在美洲用,一份在欧洲用,一份在亚洲用。我们负责加工、组装,达到初验收程度交付,由美国模具厂负责最终调试。这种合作对双方都有利,我们也在大型多工位模具的设计制造方面学到不少东西。

美国福特汽车模具工厂加工的侧围模具,制造周期只用8周。这在我们来看简直是奇迹,但他们做到了。模具前期的工艺、设计不在模具厂,在研发部门,模具厂只负责从泡沫模型开始的制造过程。由于前期工作做得好,加工中很少改动,这就给模具制造节省了不少时间。模具厂加工出泡沫模型送铸造,铸件回来开始数控加工,由于是多工作台自动转换,24小时不停机,加工效率非常高。而且由于前期工作如回弹、变形等考虑得比较细致,再加上精算技术,所以加工出来的模具直接上压机调试,首件合格率就可以达到85-90%,由此可见美国专业化加工技术之高。

据资料统计,2014年美国模具人均产值约127万人民币。

日本模具行业

据日本通产省工业统计,日本共有模具生产厂约10000家,其中20人以下的占91%以上,即日本模具业以中小企业为主,主要靠专业化分工,完成高质量的模具设计、加工。由于日本的专业化分工做得好,中小模具企业的整体制造水平较高,使日本模具在世界模具市场占据较高的份额。

笔者在1988年曾到日本模具厂、实型铸造场学习,模具厂只加工大件主件,其余都分到下面小厂去加工,设计有专门的设计公司,如缺块钢板,只要一个电话,很快就会加工好,并送到指定位置。缺螺丝或者钉子,也是一个电话,也很快被送到指定位置,分工体系、配套体系非常完善。

但是由于中国、韩国模具的崛起,凭借价格优势对日本造成了很大冲击,在中低档技术含量的模具巿场上更已成为日本中小模具企业的主要竞争对手。也正因为此,日本模具企业不得不致力于高档模具的生产和技术升级,以避开价格竞争。即以小而精、小而专的技术积累作为竞争力的源泉,促使中小模具企业不断创新,营造可持续发展的环境。日本许多模具厂家都在积极扩大设备投资。在加工方面,大量采用无人看管的加工单元,或者通过计算机进行联机控制。模具的技术开发主要向高精度、高速度、长寿命、复杂、大型、一体化和高性能诸方面发展。

据统计2014年日本模具人均产值约120万人民币。

德国模具行业

德国是欧洲最早从事模具生产的国家之一,其模具制造技术、模具质量受到全球使用者的肯定,在全球享有盛名,是全球最重要的高端模具供应国之一。经过多年的实践探索,德国模具制造厂商形成了一个共识:即全行业必须协调一致,群策群力,技术创新,取长补短,共同进步,发挥好整体优势,才能取得行业的成功。此外,为适应当今新产品快速发展的需求,在德国不仅大公司建立了新的开发中心,而且许多中小企业也都这样做,主动为客户做研发工作。在研究方面德国始终十分活跃,成为其在国际市场上保持不败的重要基础。在激烈竞争中,德国模具行业多年保持住了在国际市场中的强势地位,出口率一直稳定在33%左右。依据德国机械工厂制造协会(VDMA)资料显示其模具厂商数约5000家左右,但该国模具产业结构仍以中小型企业为主:20人以下占80%,20-100人占19%,100人以上占1%。据统计2014年德国模具人均产值约200万人民币。

台湾地区模具行业

台湾地区模具行业基本是中小企业,专业分工精细,生产协调工作紧密,客户相对稳定。每家企业只生产某一类模具,各家都有自己的拳头产品,有利于在技术上精益求精,使其在激烈的竞争中生存发展。模具厂所需的模具标准件都是外购的,有些零件加工业则由其他协作厂合作生产。模具企业带件生产比较普遍,台湾模具业注重模具与产品一体化,模具与产品相辅相成,互相促进。有利于模具企业的发展。

紧跟主产品需求开发模具,注重开拓海外市场。台湾模具工业发展较快。其中,紧跟主产品需求来开发、制造模具也是一个重要因素。近几年来,电子工业和汽车工业的迅速发展,带动了台湾模具的发展。目前台湾模具产值的76%源自电子产品和汽车。

笔者曾经考察过台湾的数控机床厂,主机厂只负责组装和一些精加工(局部刮研)。床身是钢板焊接的,有专门的工厂负责下料,然后送到焊接厂,焊接后送到退火厂,退火后送到加工厂,加工完成后送到主机厂装配。除主机厂规模大些外,其他厂规模都很小,每个厂只负责一道工序,由此可见台湾制造业分工之精细,协调之紧密。

中国模具行业

我国的模具行业起步较晚,20世纪80年代中期以来,我国模具行业发生了很大变化,特别是近十几年,变化可以说是翻天覆地,现在已经成为了世界模具的生产大国。在大多数领域,中国模具已经占领了相当大的份额。但是在高端模具,仍然要从国外大量进口。从模具行业整体而言,我国模具的整体水平仍然是以中低档模具为主。

从中国模具厂的发展历史来看,建国以后,我国并没有专业的模具厂,

五、六十年代随着汽车厂的建立,逐步建立了附属于主机厂的工具厂,基本都是参照苏联模式建立的大而全的工具厂,随着汽车行业的发展,这些工具厂逐步转为模具厂。

以笔者曾经工作过的北汽为例,六十年代叫北汽工具分厂,八十年代成立北京吉普,叫工具车间。主要生产量具、刃具、冲模、锻模、铸造型板芯盒,压铸模、注塑模、橡胶模及各类卡具,90年代末逐步转为冲压模具厂。

90年代以来,民营模具厂崛起,数控机床大量引进,CAD、CAE、CAM逐步实施,模具行业蓬勃发展,中国一跃成为模具制造大国,但这些工厂的生产方式大多还是大而全或小而全,制造的模具基本都是低端模具,中高端模具很少,大家基本都在低端市场中恶性竞争。

是什么阻碍我们做强、做专、做精呢?其中的最大障碍之一就是我们的大而全或小而全的生产方式,我们的模具生产没有专业化分工或者说专业化分工不充分。

目前我国模具制造厂点约30000家,其中国有企业约占5%,合资企业约占10%,民营企业约占85%,从业人员约100万人,年产值2000万元以上的企业约5000家。2015年模具总产值约1700亿元,企业自用模具产值约400亿元,加起来是2100亿元,模具人均产值约21万元。根据中国模协统计的2014年82家重点企业资料显示,这些企业2014年模具总产值90亿元,共有员工26800名,人均产值约33.5万元。

从模具人均产值比较,日本模具是120万元,美国模具是127万元,德国模具是200万元,也就是说模具人均产值美国、日本是我国的3-5倍,德国是我国的5-9倍。

人均产值低的原因主要有两点,一是我们生产的绝大多数模具是低端模具,附加值低;二是我们的生产效率低。我们的设备不比他们差,为什么附加值低,效率低呢?一个很重要的原因就是我们不“专”。所谓熟能生巧,“专”能出技术。“专”能出精品,“专”能出效率。人家专业分工好,所以模具质量好效率高。我们是大而不强,广而不专,什么都干,什么都不精,这就造成了我们技术提升慢,质量提升慢,效率提升慢。所以模具生产专业化、集约化是模具企业提升技术、提升质量、提升效率,向大而强、专而精转变的必由之路。

随着模具制造技术的不断提升,未来模具种类会越来越丰富。任何一个模具企业都不可能完全掌握这些技术,所以未来的模具制造行业必然是一个高度专业化的行业。

由现在的大而全,小而全的的模具制造模式,逐步向大而强、专而精转变,形成以大带小、以点带面的专业化、集约化生产模式。即以一个模具中心,带动多个小模具厂和多个工序加工厂,形成大而强、小而专的生产局面,各个中心又有专业侧重,如侧围模具厂、门板模具厂、梁类模具厂等。市场细分的规则有很多,有些会按照不同成型材料来分;也有可能会按照模具类型来分;有些也会按照内板、外板甚至是车身的各总成来进行分类等等。

模具专业化生产是一个必然趋势,以企业为主体,以需求为原动力,发展“专、精、特、新”模具企业和模具产业集群,只有这样我们才能占领高端模具市场,我国才能由模具大国转变成模具强国。这种转变除了市场的筛选和模具厂的自我选择之外,模具协会也应采取各种方式加以引导。中国模协的精模评比可以增加专项模具评比,如最佳侧围、最佳翼子板、最佳车门、最佳梁类等等,给模具厂以引导,给主机厂以推荐,这样的评比会更有意义,会助推模具生产的专业化分工。企业也要根据自身条件及所在地具体情况实施差异化策略,使模具生产朝着集约化、专业化、精品化和国际化方向发展。

去年底参加吉林省和长春模协会议,一汽模具提出了建立区域模具联盟、模具生态圈,来提高整体水平,满足高端模具和国际市场需求的建议,在模具行业带了一个好头。

湖北先锋模具是一个以生产高强板类模具为主的工厂,去年9月参观该工厂时,该厂领导就提出要把先锋模具建成一个高强板类模具专业厂,不再参与其他类模具的竞争。

这些现象说明中国模具行业已经出现了专业化生产、集约化生产的趋势,让我们推波助澜,推动这种趋势不断发展状大。一花独放不是春,万紫千红才是春,愿中国模具之园大花艳丽,小花芬芳,绿叶葱茏,一派生机,蓬勃竞放。中国模具的专业化生产之路是漫长的,只要我们坚持走下去,就会看到模具强国的曙光,这是我们几代模具人的梦想!(中国模具工业协会顾问 郝福春)

第五篇:模具制造现状及发展趋势

现代模具制造现状及可能的发展趋势 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。现从以下三个方面看现代模具制造的现状及发展趋势。

(1) 模具材料及表面处理技术

模具工业要上水平,材料应用是关键。因选材和用材不当,致使模具过早失效,大约占失效模具的45%以上。,因此,选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。在模具材料方面新型冷作模具钢有65Nb、O12A

1、CG-2等;模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化,尽量缩短供货时间亦是重要发展趋势。

在模具表面处理方面,其主要趋势是:由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗发展;由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展;可采用的镀膜有:TiC、TiN、CrN、Cr7C

3、W2C等,同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外,目前对激光强化、辉光离子氮化技术、镜面抛光的模具表面工程技术也受到广泛的关注。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。

(2) 设计制造技术

当代模具的设计与制造广泛采用计算机辅助设计与制造(CAD/CAM),设计过程程序化和自动化,使用程序、模具拟成形过程、采用交互式设计方法,发挥人和计算机的各自特长。设计与制造之间的直接传输便于设计中的反复修正改变。模具设计与加工方法的发展主要有以下几方面 :

① 模具软件功能集成化

模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全,同时各功能模块采用同一数据模型,以实现信息的综合管理与共享,从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程,达到实现最佳效益的目的。集成化软件较高的软件还包括:UG、CATIA和Pro/E等。而新一代模具CAD/CAM软件技术,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与管理方面达到相当完善的程度并有较高集成化水平。

② 快速原型法和快速制模技术(RPM/RMT)

该技术是一项集激光、材料、信息及控制等技术于一体的先进制造技术,其突出特点就是能直接根据产品的CAD数据快捷地制造出具有一定结构和功能的原型甚至产品,而不需要任何工装夹具,而迭加形成三维实体。RPM技术与RMT技术的结合,将是传统快速制模技术进一步深入发展的方向。RPM技术与陶瓷型精密铸造相结合。为模具型腔精铸成型提供了新途径。应用RPM/RMT技术从模具的概念设计到制造完成,仅为传统加工方法所

需时间的1/3和成本的1/4左右,因而具有广阔的发展前景。

③ 高速铣削技术

高速铣削是目前切削技术中应用最多的一种工艺技术,是一种以高主轴转速、快速进给、较小的切削深度和间距为加工特征的高效、高精度数控加工方式。高速铣削具有工件温度低、切削力小、加工平稳、质量好、效率高(为普遍铣削加工的5~10倍)及可加工硬质材料(<60 HRC)等诸多优点,高速铣削机床(HSM)一般主要用于大、中型模具加工,如汽车覆盖件模具、变速箱体压铸模、大型注塑模等曲面加工,其曲面加工精度可达0.01mm。因而在模具加工中日益受到重视。

(3) 专业化生产及标准化

专业化生产是现代工业生产的重要特征之一,国外工业先进的国家模具专业化生产已达75%以上。。这种专业化小模具厂易于管理,反应灵活,易于提高产品质量和经济效率,有较强的竞争力。标准化是实现模具专业化生产的基本前提,能系统提高整个模具行业技术水平和经济效益的重要手段,是机械制造业向深层次发展必由之路。

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