中國模具工業(yè)及其技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀(編輯修改稿)
2024-07-25 22:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 面得到發(fā)展，不斷提高其水平。 模具設(shè)計(jì)資料庫和知識(shí)庫系統(tǒng)。 模具工程規(guī)劃及方案設(shè)計(jì)。 模具材料和標(biāo)準(zhǔn)件的合理選用。 模具剛性、強(qiáng)度、流道及冷卻通路的設(shè)計(jì)。 塑料模具塑料成形過程的各種模擬分析（如注塑成形包括塑料充模、保壓、冷卻、翹曲、收縮、纖維取向等模擬分析）、熱傳導(dǎo)和冷卻過程的分析、凝固及結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析等。計(jì)算澆注系統(tǒng)及模腔的壓力場、溫度場、速度場、剪切應(yīng)變速率場和剪切應(yīng)力場的分布并分析其結(jié)果是非常復(fù)雜和非常費(fèi)時(shí)間的。這一模擬技術(shù)已從中面流技術(shù)發(fā)展到了雙面流技術(shù)，不久即可發(fā)展到既正確又快速的實(shí)體流技術(shù)，產(chǎn)生滿足塑料件虛擬制造要求的三維注塑流動(dòng)模擬軟件。 沖壓模金屬成形過程的模擬、起趨及破裂分析、應(yīng)力應(yīng)變和回彈分析等。 壓鑄模壓鑄件成形流動(dòng)模擬、熱傳導(dǎo)及凝固分析等。 鍛模鍛件成形過程模擬及金屬流動(dòng)和充填分析等。 提高設(shè)計(jì)和分析軟件的快速性、智能化和集成化水平，并強(qiáng)化它們的功能，以適應(yīng)模具的不斷發(fā)展。 除了模具CAD/CAE技術(shù)之外，模具工藝設(shè)計(jì)也非常重要。計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）技術(shù)已在我國模具企業(yè)中開始應(yīng)用。由于大部分模具都是單件生產(chǎn)，其工藝規(guī)程有別于批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，因此應(yīng)用CAPP技術(shù)難度較大，也很難有適應(yīng)于各類模具和不同模具企業(yè)的CAPP軟件。為了較好地應(yīng)用CAPP技術(shù)，模具企業(yè)自身必須搞好開發(fā)和研究。雖然CAPP技術(shù)的應(yīng)用和推廣難度要比CAD和CAE難得多，但這也是一個(gè)發(fā)展方向，應(yīng)予重視。 基于知識(shí)的工程（KBE）技術(shù)近年來已越來越受到重視。它是面向現(xiàn)代設(shè)計(jì)決策自動(dòng)化的重要工具，已成為促進(jìn)工程設(shè)計(jì)智能化的重要途徑。KBE技術(shù)作為一種新型的智能設(shè)計(jì)思想，將對(duì)模具的智能、優(yōu)化設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要的影響。 二、模具加工技術(shù)的發(fā)展方向 在我國，模具共分10大類46小類。不同類型的模具具有不同的加工方法。同類模具也可以用不同加工技術(shù)去完成。模具加工的工作量主要集中在模具型面加工、表面加工和裝配。它們的加工方法主要有精密鑄造、金屬切削加工、電火花加工、電化學(xué)加工、激光及其他高能波束加工及集二種以上加工方法為一體的復(fù)合加工等。數(shù)控和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展使它們在計(jì)多模具加工方法中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在工業(yè)產(chǎn)品品種多樣化、個(gè)性化越來越明顯，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快，市場競爭越來越激烈的情況下，用戶對(duì)模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)量好、價(jià)格低。這就給模具加工技術(shù)提出了發(fā)展方向。目前已比較明顯的發(fā)展方向主要有以下幾方面。 高速銑削技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展及其推廣應(yīng)用 近年來我國模具制造業(yè)中的一些骨干重點(diǎn)企業(yè)先后引進(jìn)了高速銑床和高速加工中心，它們已在模具加工中發(fā)揮了很好的作用。國外高速加工機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速有的已超過100000r/min，快速進(jìn)給速度可達(dá)120m/min，加速度可達(dá)12g，換刀時(shí)間可提高到12s。這樣就可大幅度提高加工效率，并可獲得Re≤1μm的加工表面粗糙度，可切削60HRC以上的高硬度材料，形成了對(duì)電火花成形加工的挑戰(zhàn)。隨著主軸轉(zhuǎn)速的提高，機(jī)床結(jié)構(gòu)及其所配置的系統(tǒng)及關(guān)鍵部件和零配件、刀具等都必須要有相應(yīng)的匹配，從而使機(jī)床造價(jià)大為提高。因此在一定時(shí)間內(nèi)，我國模具企業(yè)進(jìn)口的高速加工機(jī)床主軸最高轉(zhuǎn)速仍將以1000020000r/min為主，少數(shù)會(huì)達(dá)到40000r/min左右。雖然向更高轉(zhuǎn)速發(fā)展是一個(gè)方向，但目前最主要的還是推廣應(yīng)用。高速加工是切削加工工藝的革命性變革。從技術(shù)發(fā)展角度看，高速銑削正與超精加工、干硬切削加工相結(jié)合，開辟了以銑代磨的新天地，并極大地減輕了模具的研拋工作量，縮短了模具制造周期。因此可以預(yù)計(jì)，我國模具企業(yè)將會(huì)越來越多地應(yīng)用高速銑削技術(shù)。虛擬主軸并聯(lián)機(jī)床和3D激光6軸銑床的誕生及開放式控制系統(tǒng)的應(yīng)用更為高速加工增添了光彩。 電火花加工技術(shù)的不斷發(fā)展 電火花加工（EDM）雖然已受到高速銑削的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但是EDM技術(shù)的一些固有特性和獨(dú)特的加工方法是高速銑削所不能完全替代的。例如模具的復(fù)雜型面、深窄小型腔、尖角、窄縫、溝漕、深坑等處的加工，EDM有其無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。雖然高速銑削也能部分滿足上述加工要求，但成本要比EDM高得多。對(duì)于HRC 60以上的高硬材料，EDM要比HSM成本低。同時(shí)較之銑削加工，EDM更易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。復(fù)雜、精密小型腔及微細(xì)型腔和去除刀痕、完成尖角、窄縫、溝漕、深坑加工及花紋加工等將是今后EDM應(yīng)用的重點(diǎn)。為了在模具加工中進(jìn)一步發(fā)揮其獨(dú)特的作用，以下幾方面是EDM的今后發(fā)展方向。 ①不斷提高EDM的效率、自動(dòng)化程度和加工的表面完整性。 ②EDM設(shè)備的精密化和大型化。 ③EDM設(shè)備良好的加工穩(wěn)定性、容易操作及優(yōu)良的性能價(jià)格比。 ④滿足不同要求的高效節(jié)能及反電解等新型脈沖電源的研發(fā)，電源波形檢測其及處理和控制技術(shù)的發(fā)展。 ⑤高性能綜合技術(shù)專家系統(tǒng)的研發(fā)及EDM智能化技術(shù)的不斷發(fā)展和自適應(yīng)性控制、模糊控制、多軸聯(lián)動(dòng)控制、電極自動(dòng)交換、雙線自動(dòng)切換、防電解作用及放電能量分配等技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。 ⑥混粉加工等鏡面光亮加工技術(shù)的發(fā)展。 ⑦微細(xì)EDM技術(shù)的發(fā)展。包括三維微細(xì)輪廓的數(shù)控電火花銑削加工和微細(xì)電火花磨削及微細(xì)電火花加工技術(shù)等。 ⑧WEDM中的人工智能技術(shù)的運(yùn)用、走絲系統(tǒng)和穿絲技術(shù)的改進(jìn)等方面。 ⑨電火花銑削加工技術(shù)及機(jī)床和EDM加工中心（包括成型機(jī)和線切割機(jī)）將得到發(fā)展。 ⑩作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綠色EDM新技術(shù)是未來重要發(fā)展趨勢。 快速原型制造和快速制模（RPM/RMT）技術(shù)將得到更快更好的發(fā)展 模具未來的最大競爭因素是如何快速地制造出用戶所需求的模具。RPM技術(shù)可直接或間接用于RMT。金屬模具快速制造技術(shù)的目標(biāo)是直接制造可用于工業(yè)化生產(chǎn)的高精度耐久金屬硬模。間接法制模的關(guān)鍵技術(shù)是開發(fā)短流程工藝、減少精度損失、低成本的層積和表面光整技術(shù)的集成。RPM技術(shù)與RMT技術(shù)的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速制模技術(shù)（如中低熔點(diǎn)合金鑄造、噴涂、電鑄、精鑄、層疊、橡膠澆固等）進(jìn)一步深入發(fā)展的方向。RPM技術(shù)與陶瓷型精密鑄造相結(jié)合，為模
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