【文章內容簡介】 達到實現(xiàn)最佳效益的目的。如英國Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實體幾何造型、復雜形體工程制圖、工業(yè)設計高級渲染、塑料模設計專家系統(tǒng)、復雜形體CAM、藝術造型及雕刻自動編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復雜形體在線測量系統(tǒng)等。集成化程度較高的軟件還包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。國內有上海交通大學金屬塑性成型有限元分析系統(tǒng)和沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的CAXA系列軟件；吉林金網格模具工程研究中心的沖壓模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等。（2）模具設計、分析及制造的三維化傳統(tǒng)的二維模具結構設計已越來越不適應現(xiàn)代化生產和集成化技術要求。模具設計、分析、制造的三維化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設計模具，所采用的三維數字化模型能方便地用于產品結構的CAE分析、模具可制造性評價和數控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等軟件具備參數化、基于特征、全相關等特點，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Psmold及日立造船的SpaceE/mold均是3D專業(yè)注塑模設計軟件，可進行交互式3D型腔、型芯設計及典型結構設計。澳大利亞Moldflow公司的三維真實感流動模擬軟件MoldflowAdvisers已經受到用戶廣泛的好評和應用。面向制造、基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志之一。（3）模具軟件應用的網絡化趨勢隨著模具在企業(yè)競爭、合作、生產和管理等方面的全球化、國際化，以及計算機軟硬件技術的迅速發(fā)展，網絡使得在模具行業(yè)應用虛擬設計、敏捷制造技術既有必要，也有可能。美國在其《21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略》中指出，到2006年要實現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產/虛擬工程方案，使汽車開發(fā)周期從40個月縮短到4個月。 模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展（1）模具檢測設備的日益精密、高效精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達2～3μm，目前國內廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數字化掃描功能。如東風汽車模具廠不僅擁有意大利產3250mm3250mm三坐標測量機，還擁有數碼攝影光學掃描儀，率先在國內采用數碼攝影、光學掃描作為空間三維信息的獲得手段，從而實現(xiàn)了從測量實物→建立數學模型→輸出工程圖紙→模具制造全過程，成功實現(xiàn)了逆向工程技術的開發(fā)和應用。這方面的設備還包括：英國雷尼紹公司第二代高速掃描儀(CYCLON SERIES2)可實現(xiàn)激光測頭和接觸式測頭優(yōu)勢互補。另外德國GOM公司的ATOS便攜式掃描儀，日本羅蘭公司的PIXPIX4臺式掃描儀和英國泰勒－霍普森公司的TALYSCAN150多傳感三維掃描儀分別具有高速化、廉價化和功能復合化等特點。（2）數控電火花加工機床日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅動的AQ325L、AQ550LLSWEDM具有驅動反應快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有PE3自適應控制、PCE能量控制及自動編程專家系統(tǒng)。另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制(FC)等技術。（3）高速銑削機床(HSM)銑削加工是型腔模具業(yè)務的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質量好、加工效率高(為普通銑削加工的5～10倍)及可加工硬材料(60HRC)等諸多優(yōu)點。因而在模具業(yè)務中日益受到重視。瑞士克朗公司UCP710型五軸聯(lián)動加工中心，其機床定位精度可達8μm，自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸，最大轉速為42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速銑床，其加工范圍達2500mm5000mm1800mm，轉速達20500r/min，切削進給速度達20m/min。HSM一般主要用于大、中型模具業(yè)務，如汽車覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料等曲面加工。 快速經濟制模技術縮短產品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一。與傳統(tǒng)模具業(yè)務技術相比，快速經濟制模技術具有制模周期短、成本較低的特點，精度和壽命又能滿足生產需求，是綜合經濟效益比較顯著的模具制造技術，具體主要有以下一些技術。(1) 快速原型制造技術(RPM)。它包括激光立體光刻技術(SLA) ；疊層輪廓制造技術(LOM) ；激光粉末選區(qū)燒結成形技術(SLS) ；熔融沉積成形技術(FDM) 和三維印刷成形技術(3DP)等。(2) 表面成形制模技術。它是指利用噴涂、電鑄和化學腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細花紋的一種工藝技術。(3) 澆鑄成形制模技術。主要有鉍錫合金制模技術、鋅基合金制模技術、樹脂復合成形模具技術及硅橡膠制模技術等。(4) 冷擠壓及超塑成形制模技術。(5) 無模多點成形技術。(6) KEVRON鋼帶沖裁落料制模技術。(7) 模具毛坯快速制造技術。主要有干砂實型鑄造、負壓實型鑄造、樹脂砂實型鑄造及失蠟精鑄等技術。(8) 其他方面技術。如采用氮氣彈簧壓邊、卸料、快速換模技術、沖壓單元組合技術、刃口堆焊技術及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術等。 模具材料及表面處理技術發(fā)展迅速模具工業(yè)要上水平，材料應用是關鍵。因選材和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具鋼有CrWMn、Cr1Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，火焰淬火鋼(如日本的AUXSX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型熱作模具鋼有美國H1瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用鋼有預硬鋼(如美國P20)、時效硬化型鋼(如美國P2日本NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國D2，日本PD61PD55瑞典一勝白136等)、粉末模具鋼(如日本KAD18和KAS440)等；覆蓋件拉延模常用HT300、QT60MoCr、MoV鑄鐵等，大型模架用HT多工位精密沖模常采用鋼結硬質合金及硬質合金YG20等。在模具表面處理方面，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復合滲(如TD法)發(fā)展；由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7CW2C等，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術及電鍍(刷鍍)防腐強化等技術也日益受到重視。 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復合化、超塑性成形、塑性精密成形技術、塑料模氣體輔助注射技術及熱流道技術、高壓注射成形技術等。另一方面，隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設計、生產、管理理念與模式。具體主要有：適應模具單件生產特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神，精益生產；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網絡制造等新的生產哲理；廣泛采用標準件通用件的分工協(xié)作生產模式；適應可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設計與制造等。 我國模具標準化生產現(xiàn)狀 模具標準化工作主要包括模具技術標準的制訂和執(zhí)行、模具標準件的生產和應用以及有關標準的宣傳、貫徹和推廣等工作。我國模具標準化工作起步較晚，加之宣傳、貫徹和推廣工作力度小，因此模具標準化落后于生產，更落后于世界上許多工業(yè)發(fā)達的國家。國外模具發(fā)達國家，如日本、美國、德國等，模具標準化工作已有近 100 年的歷史，模具標準的制訂、模具標準件的生產與供應，已形成了完善的體系。而我國模具標準化工作只是從“全國模具標準化技術委員會”成立以后的 1983 年才開始的。目前我國已有約2 萬家模具生產單位，模具生產有了很大發(fā)展，但與工業(yè)生產要求相比，尚很不適應，其中一個重要原因就是模具標準化程度和水平不高。 我國模具標準化體系包括四大類標準，即：模具基礎標準、模具工藝質量標準、模具零部件標準及與模具生產相關的技術標準。目前，我國已有 50 多項模具標準共 300 多個標準號及汽車沖模零部件方面的14 種通用裝置和 244個品種，共 363 項標準。這些標準的制訂和宣傳貫徹，提高了中國模具標準化程度和水平。由我于國模具標準化工作起步較晚，模具標準件生產、銷售、推廣和應用工作也比較落后，因此，模具標準件品種規(guī)格少、供應不及時、配套性差等問題長期存在，從而使模具標準件使用覆蓋率一直較低。近年來雖然由于外資企業(yè)的介入，比例已有較大提高，但總的來說還很低。據初步估計，目前這一比例大致為 40% 至 45% 之間。而國際上一般在 70% 以上，其中中小模具在 80% 以上。由于中國模具企業(yè)的性質和所在的地區(qū)不同，模具標準件使用覆蓋率存在很大差異。三資企業(yè)要比其它企業(yè)高，南方的企業(yè)要比北方的高。這在廣東表現(xiàn)得最明顯。廣東集中了大量的三資企業(yè)，他們帶動了其它企業(yè)觀念的轉變和市場的發(fā)展，因而廣東的模具企業(yè)模具標準件的使用覆蓋率遠遠高于其它地區(qū)的模具企業(yè)。貫徹模具標準，采用模具標準件，不但能有效提高模具質量，而且能降低模具生產成本及大大縮短模具生產周期。有關統(tǒng)計資料表明：采用模具標準件可使企業(yè)的模具加工工時節(jié)約 25%45% ，能縮短模具生產周期 30%40% 。隨著工業(yè)產品多品種、小批量、個性化、快周期生產的發(fā)展，為了提高市場經濟中的快速應變能力和競爭能力，在模具生產周期顯得愈來愈重要的今天，模具標準化的意義更為重大。 由于我國模具標準化工作起步晚、進展慢，再加上過去“大而全”、“小而全”、“自產自配”等陳舊觀念的影響，因此，我國模具標準件長期以來一直是品種規(guī)格少、生產規(guī)模小、流通不暢通。即使是目前生產較多的模架、導向件、推桿推管、彈性元件等，也是中低檔產品多，高檔產品少。一些外資企業(yè)生產的高檔模具標準件，由于價格昂貴而影響其推廣應用。 模具標準件適合于社會化大批量專業(yè)化生產，但我國長期以來卻一直是散、亂、差的局面。所謂“散”，主要是模具標準件生產廠點太多太散，很少能形成經濟批量。所謂“亂”，主要是標準亂，企業(yè)往往要按國標、行標和過去的好幾個部標及某些企標生產，而且要按日、德、美、瑞士等外國標準和某些國外著名企業(yè)的企標生產。同時，模具標準件市場也亂，無序競爭造成許多不良后果。所謂“差”，就是模具標準件的質量差和企業(yè)的效益差。近年來隨著外資企業(yè)的介入，這種狀況雖有改善，但仍未根本改變。生產與需要相比，尚有較大差距。部分企業(yè)不從質量和水平上下功夫，卻只在價格上做文章，致使過分壓價以后造成偷工減料、魚目混珠、質量下降，從而殃及許多企業(yè)，使得模具標準件總體利潤率下降，有些企業(yè)甚至到了虧損的邊緣。 **市模具工業(yè)現(xiàn)狀(1) 模具專業(yè)化生產尚處起步階段**市模具使用多為企業(yè)自制，目前模具專業(yè)生產廠家只有2～3家，且企業(yè)規(guī)模小，員工多在50人以下，注冊資本百萬元以下，年產模具不足千套，主要生產一些結構簡單、工藝不甚復雜的五金模、拉線模等小型模具。這些企業(yè)尚處在家庭作坊式經營階段，沒有建立較完善的現(xiàn)代企業(yè)制度，經營水平和技術水平相對比較低，經濟效益普遍不高。(2) 模具制造工藝和設備落后專業(yè)模具生產企業(yè)目前的加工設備尚停留在普通機床，如車、銑、刨、磨等，少數企業(yè)具備了數控車床、線切割機床，工藝水平落后，產品質量難以保證。大型機械工業(yè)企業(yè)雖然有了相當數量的數控機床、加工中心，但模具制造從來不是其主業(yè)，模具加工又經常同主業(yè)爭機床“資源”，又由于模具制造單件小批量的特點，難以產生直觀的效益，而主業(yè)的生產能創(chuàng)造立即可見的效益，因而模具的加工工藝往往沒有引起足夠的認識，雖有足夠精度的機床，卻難以制造出高質量的模具。同時，各專業(yè)模具企業(yè)和自制模具企業(yè)尚缺乏加工大型模具的龍門加工中心和加工復雜型腔模具的多軸聯(lián)動銑削加工中心，缺乏大型模具、注射模具、壓鑄模具、復雜型腔模具的制造能力。(3) 模具設計水平低由于**市模具專業(yè)生產起步較晚，專業(yè)模具企業(yè)規(guī)模小，各企業(yè)的模具車間又不是企業(yè)的主業(yè)，使得模具設計技術的提高、軟件的使用受到了資金制約，目前僅有的幾家小型作坊式模具企業(yè)尚停留在圖板設計的水平上，計算機輔助設計尚停留在AutoCAD二維繪圖的水平上，現(xiàn)代模具設計軟件技術應用度非常低，如ProE，SolidWoks，CAXA等。模具的應力分析目前還沒有采用有限元等計算機輔助分析方法，難以完成復雜型腔模具的設計，模具設計的標準化程度低，專業(yè)化設計、模塊化設計程度不高，反求工程、并行工程等現(xiàn)代設計方法還未得到采用，模具設計生產周期長。(4) 模具從業(yè)人員水平低一是設計人員沒有掌握現(xiàn)代設計造型軟件和設計方法。多年來**市的模具業(yè)發(fā)展緩慢，模具企業(yè)普遍效益不高，模具企業(yè)缺乏必要的資金投入來應用現(xiàn)代模具設計造型軟件，設計人員缺乏必要的教育培訓，不了解當前模具設計技術的特點和發(fā)展趨勢。二是工藝人員缺乏數控機床和加工中心的編程經驗。由于人才引進和人員培訓跟不上設備的引進，大多數模具從業(yè)人員的工藝概念尚停留在“車、銑、刨、磨、鉗”等階段，缺乏對當代數控機床、CAD/CAM、機電一體化等技術的了解，缺乏數控機床和加工中心的使用經驗。三管理人員缺乏現(xiàn)代企業(yè)經驗理念和管理方法手段。家庭作坊式的經營模式阻礙了現(xiàn)代企業(yè)制度的建立，也使得人才的引進和人力資源的合理使用受到制約，使企業(yè)難以迅速建立起適應市場和自身特點的經營理念和管理模式。(5) 模具產業(yè)的發(fā)展空間很大模具需求量逐年增加，現(xiàn)有模具企業(yè)和企業(yè)模具自制滿足不了模具質量和數量的要求，模具產業(yè)的發(fā)展空間很大。長期以來**市模具業(yè)自產自銷的發(fā)展模式嚴重制約了**市機械產業(yè)的發(fā)展。模具的制造成本高、生產周期長、精度不高，嚴重影響了企業(yè)的經濟效益。要在2010年達到**市機械產業(yè)規(guī)劃目標，即全市機械產業(yè)規(guī)模以上企業(yè)實現(xiàn)銷售收入超過40億元，實現(xiàn)利稅5億元，必需做大做強**市規(guī)模以上機械工業(yè)，必需使企業(yè)的側重點轉移到其主業(yè)上，而不能采取傳統(tǒng)的“小而全”、“大而全”的發(fā)展模式，預計屆時**市每年模具需求量將達3000套以上，必需建設專