模具工業是國民經濟的重要基礎工業之一。模具是工業生產中的基礎工藝裝備,是一種高附加值的高精密集型產品,也是高新技術產業化的重要領域,其技術水平的高低已經成為衡量一個國家制造業水平的重要標志。
1我國模具技術的現狀
20世紀80年代以來,國民經濟的高速發展對模具工業提出了越來越高的要求,同時為模具的發展提供了巨大的動力。這些年來,中國模具發展十分迅速,模具工業一直以15%左右的增長速度快速發展。振興和發展中國的模具工業,日益受到人們的重視和關注。“模具是工業生產的基礎工藝裝備”已經取得了共識。目前,中國有17000多個模具生產廠點,從業人數約50多萬。在模具工業的總產值中,沖壓模具約占50%,塑料模具約占33%,壓鑄模具約占6%,其他各類模具約占11%。近年來,中國模具工業企業的所有制成分也發生了變化。除了國有專業廠家外,還有集體企業、合資企業、獨資企業和私營企業,他們都得到了迅速的發展。許多模具企業十分重視技術發展。加大了用于技術進步的投入力度,將技術進步作為企業發展的重要動力。此外,許多研究機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發。
中國塑料模工業從起步到現在,歷經半個多世紀,有了很大發展,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48in(約122cm)大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。經過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術、模具的電加工和數控加工技術、快速成型與快速制模技術、新型模具材料[1]等方面取得了顯著進步;在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。
進入21世紀,在經濟全球化的新形勢下,隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合,中國裝備制造業在加入WTO以后,將成為世界裝備制造業的基地。而在現代制造業中,無論哪一行業的工程裝備,都越來越多地采用由模具工業提供的產品。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求,模具工業正廣泛應用現代先進制造技術來加速模具工業的技術進步,這是各行各業對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。
2我國模具技術的發展趨勢
隨著電子、信息等高新技術的不斷發展,模具技術的發展呈現以下趨勢。
2.1模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網絡化方向發展
模具CAD/CAE/CAM技術是模具設計、制造技術的發展方向,模具和工件的檢測數字、模具軟件功能集成化、模具設計、分析及制造的三維化、模具產業的逆向工程以及模具軟件應用的網絡化是主趨勢。
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分析、模具可制造性評價和數控加工、成形過程模擬(CAE)及信息的管理與共享。值得強調的是,模具數字化不是孤立的計算機輔助功能或數控技術的集合,其關鍵是它們與人工智能的有機集成,不僅可以整理知識、保存知識,還可以挖掘知識、繁衍知識。新一代的模具數字化將是一個集工程師的智慧和經驗、計算機的硬件和軟件、數值模擬和數控技術、工藝及工程管理為一體的模具優化的開發、設計和認證的系統工程。
2.2模具制造向精密、高效、復合和多功能方向發展
精密數控電火花加工機床(電火花成形機床、快走絲線切割和慢走絲線切割機床)不斷在加工效率、精度和復合加工上取得突破,國外已經將電火花銑削用于模具加工。加工精度誤差小于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得到發展。
國外近年來發展的高速銑削技術和機床(HSM)開始在國內應用,將大幅提高加工效率。
模具拋光的自動化、智能化也是發展趨勢之一,日本已研制了數控研磨機,可實現三維曲面模具的自動化研磨拋光。此外,特種研磨方法如擠壓研磨、電化學拋光、超聲拋光也應是發展趨勢。
其他方面,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。
2.3快速經濟制模技術得到應用
快速制模主要從以下四方面加快制模速度:一是提高加工速度(如高速銑削);二是基于快速原型的快速制模技術;三是選擇易切削模具材料(如鋁合金)來加快制模速度;四是采用復合加工、多軸加工提高加工效率。
快速原型制造技術(RPM)被公認為是繼數控(NC)技術之后的一次技術革命,基于快速原型的快速制模技術是現在和未來的一個熱點。此外表面成形制模技術、澆鑄成型制模技術、冷擠壓及超塑性成形制模技術、無模多點成形技術和KEVRON鋼帶沖裁落料制模術也在蓬勃發展。
2.4特種加工技術有了進一步的發展
電火花加工向著精密化、微細化方向發展。在簡化電極準備、簡化編程和操作、提高加工速度以及不斷降低設備制造成本上也做了大量研究和實踐。
在其他機械特種加工(如磨料流動加工、噴水加工、低應力磨削、超聲波加工等)和特種加工(如電子束加工、電火花磨削、激光加工、等離子束加工等)已經進入實用階段,在各自的特殊加工領域發揮著重要作用。
2.5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。這也應是中國的長遠發展目標。模具自動加工系統應有如下特征: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;有完整的數控系統同步系統;有質量監測控制系統。
2.6模具材料及表面處理技術發展迅速
在模具材料方面,一大批專用于不同成形工藝的模具材料相繼問世并投入使用。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)發展;由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發展;同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發展。另外,目前激光強化、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。
2.7模具工業新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同
由于車輛和電機等產品向輕量化發展,許多輕型材料和輕型結構用于汽車業,如以鋁代鋼,非全密度成形,高分子材料、復合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采用使得生產成形和加工工藝發生了根本變革,相應地出現了液態(半固態)擠壓模具及粉末鍛模、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、高壓注射成型技術等[3]。
另一方面,隨著先進制造技術的不斷發展和模具行業整體水平的提高,在模具行業出現了一些新的設計、生產、管理理念與模式。主要有:適應模具單件生產特點的柔性制造技術;創造最佳管理和效益的精益生產;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模式;模具標準件的日漸廣泛應用(模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期,且還能提高模具的質量和降低模具制造成本);廣泛采用標準件、通用件的分工協作生產模式;適應可持續發展和環保要求的綠色設計與制造等。
3結論
模具技術的發展能提高產品的設計和制造效率,縮短生產周期,提高產品合格率,對于增強我國的科技、經濟實力都能其到巨大作用。
(來源:慧聰五金網)最新展會 |
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