模具的發(fā)展歷程

1、模具技術的發(fā)展歷程模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎產(chǎn)業(yè)，是“百業(yè)之母”，是永不衰亡的行業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展水平標志著一個國家工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力。我國模具工業(yè)解放后從無到有，在經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展，已有了較大的提高，發(fā)展速度十分迅速，目前已初具規(guī)模。近年來，對模具技術的探索和研究取得了可喜的成績。我 國模具設計與制造技術的發(fā)展經(jīng)歷了手工作坊制造階段、工業(yè)化生產(chǎn)階段和現(xiàn)代化生產(chǎn)階段。伴隨著計算機技術的快速發(fā)展，數(shù)字化、信息化模具CAD/CAE/CAM技術和數(shù)控加工機床已普遍采用，模具產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展階段。雖然我國模具技術水平正在逐步提高，但與工業(yè)較為先進的國家相比，仍存在較大的差距，縱觀我國的模具工

2、業(yè)，既有高速發(fā)展的良好勢頭，又存在模具品種少、精度低、結(jié)構(gòu)欠 合理、壽命短等一系列的不足，無法滿足整個工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 隨著我國加入WTO, 我國 模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。模具設計的分類模具總體上可分為兩大類：金屬材料制件成形模具，如沖壓模具、鍛造模具、壓鑄模具、 擠壓模具、拉絲模具、粉末冶金模具等；非金屬材料制件成形模具， 如塑料注射，橡膠制件、 玻璃制件和陶瓷制件成形模具等。模具的具體分類方法很多， 如按模具結(jié)構(gòu)形式分， 沖壓模具可分為簡

3、單模、 連續(xù)模和復合模；注塑模具可分為單分型面和雙分型面注塑模具等；按工藝性質(zhì)分，沖壓模具可分為沖孔模、落料模、拉深模、彎曲模；注塑模具可分為壓塑模、傳遞模、注射模等。除部分板料沖壓以外，上述各種模具都屬于型腔模，因為它們一般都是依靠三維模具型腔使材料成形的。模具設計內(nèi)容模具設計是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質(zhì)量要求以及成型工藝條件的變化而變化的，所以每副模具都必須進行有創(chuàng)造性的設計；因此模具設計常分為制件工藝分析與設計、模具總體方案設計、總體結(jié)構(gòu)設計、零件圖設計四個階段。首先在設計零件時應使其具有良好的工藝性，因為良好的工藝性可以減少材料的消耗、 使工序數(shù)目減少、占用設備數(shù)量減

4、少、使模具結(jié)構(gòu)簡單而壽命提高、 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定操作簡單 等等。因此，如果發(fā)現(xiàn)零件的工藝性較差，則應會同設計人員一起，在保證產(chǎn)品使用要求的 前提下，對零件的形狀、 尺寸、精度要求等進行必要的合理的修改。最終提出各種可行的成 型工藝方案，以產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設備占用情況、模具制造難以程度和壽命的高低、工 藝成本、操作方便與安全程度等方面，進行綜合分析比較，然后確定適合于所給生產(chǎn)條件的 最佳工藝方案。根據(jù)確定的工藝方案和零件的形狀特點、精度要求、生產(chǎn)批量、模具加工條件、操作方便與安全程度要求以及利用現(xiàn)有通用機械化自動化裝置的可能等，選定模具類型及結(jié)構(gòu)型式。最后進行必要的設計計算。模具的制造現(xiàn)代經(jīng)濟的

5、飛速發(fā)展， 帶動了我國模具技術的快速發(fā)展。CAD/CAE/CAM模具技術的日趨完善和在模具制造上的應用，使其在現(xiàn)代模具的制造中發(fā)揮了越來越重要的作用，CAD/CAE/CAM模具技術已成為現(xiàn)代模具制造的必然發(fā)展趨勢。并以科學合理的方法給模具制造者提供了一種行之有效的輔助工具。使模具制造者在模具制造之前就能借助計算機對零件、模具結(jié)構(gòu)、加工工藝、成本等進行反復修改和優(yōu)化，直至獲得最佳結(jié)果。總之， CAD/CAE/CAM模具技術能顯著地縮短模具設計與制造周期，降低模具成本，并提高產(chǎn)品的質(zhì)量，是現(xiàn)代模具制造中不可缺少的輔助工具，它與“逆向工程”及現(xiàn)代先進加工設備等一起構(gòu)成現(xiàn)代模具制造業(yè)中流行且具有競爭力

6、的必要條件。它不僅縮短了模具的設計和制造周期，而且也提高了產(chǎn)品開發(fā)的成功率，并且增加了模具的價值和市場競爭力?？梢詳嘌栽诓痪玫膶?，模具制造業(yè)將從機械制造業(yè)中分離出來，而獨立成為國民經(jīng)濟中不可缺少的支柱產(chǎn)業(yè)，模具技術既是先進制造技術的重要組成部分，又是先進制造技術的重要應用領域。模具先進制造技術是模具制造業(yè)不斷吸取信息技術和現(xiàn)代管理技術的成果，并將其綜合應用于模具產(chǎn)品設計、 加工、檢驗、管理、銷售、使用、服務乃至回收的模具制造全過程， 以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、 低耗和靈活的生產(chǎn)， 提高在多變的市場中的適應能力和競爭能力?，F(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備， 都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為

7、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(yè)正廣泛應用現(xiàn)代先進制 造技術來加速模具工業(yè)的技術進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。模具技術的現(xiàn)狀模具屬于邊緣科學，它涉及機械設計制造、塑性加工、鑄造、金屬材料及其熱處理、高 分子材料、金屬物理、凝固理論、粉末冶金、塑料、橡膠、玻璃等諸多學科、領域和行業(yè)。 我國模具工業(yè)解放后從無到有， 發(fā)展速度較快， 目前已初具規(guī)模。 我國模具工業(yè)在經(jīng)歷了半 個多世紀的發(fā)展， 與國外的差距正在進一步縮小。 縱觀我國的模具工業(yè)， 既有高速發(fā)展的良 好勢頭，又存在精度低、 結(jié)構(gòu)欠合理、壽命短等一系列不足， 無法滿足整個工業(yè)迅速發(fā)展的

8、 迫切要求。現(xiàn)對現(xiàn)代模具的現(xiàn)狀簡介如下。(1)精密模具當代模具要求的模具精度要比傳統(tǒng)模具高出一個數(shù)量級。多工位連續(xù)模、 精沖模、 精密塑料模的精度已達到0.0 0 3 mm,甚至更高。多工位的連續(xù)模設計和制造技術已日趨成熟，在引進技術及設備情況下， 部分企業(yè)的此類模具已達到或接近國外先進水平； 比如照相 機塑料件模具、 多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具均已形成規(guī)?；a(chǎn),目前, 模具超精密加工已達到納米級精度。(2) 大型模具我國已能生產(chǎn)轎車覆蓋件模具、 背投40、52英寸大屏幕彩色電視機前殼及后蓋注塑模具、6. 5kg大容量洗衣機全套塑料模、轎車儀表板形狀復雜的注塑模、自動扶梯整體階梯壓鑄模及

9、汽車變速箱體壓鑄模等大型模具。 另外, 為了提高生產(chǎn)率, 采用了多工位及多 模腔方式,例如,高生產(chǎn)率級進模有50多個工位,塑封模每模一次生產(chǎn)數(shù)百件等等。(3) 模具材料及表面處理技術因選材和用材不當, 致使模具過早報廢, 大約占模具失效的50左右。 在整個模具價 格構(gòu)成中，材料所占比例不大， 一般占總成本的2 0一3 0%，所以，選用優(yōu)質(zhì)模具鋼和應用表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。 對于優(yōu)質(zhì)模具鋼來說, 要采用電渣重熔 工藝, 努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性有特殊性等。例如采用粉末冶金工藝 制造的粉末高速鋼等。 粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和

10、偏 析的問題,從而影響材質(zhì)的質(zhì)量。其碳化物微細,組織均勻,沒有材料方向性,因此,它具 有韌性高、 磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點, 特別對形狀復雜的沖壓件 及高速沖壓的模具, 其優(yōu)越性更加突出, 是一種很有發(fā)展前途的模具鋼。 熱處理和表面處理 是能否充分發(fā)揮模具鋼性能的關鍵環(huán)節(jié)。 模具熱處理的主要趨勢是： 由滲入單一元素向多元 素共滲、復合滲發(fā)展；由一般擴散向CAD、PVD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、CfN、W2C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，目前的激光強化、 輝光離子氮化技術及電鍍 (刷 鍍

11、)防腐強化等技術也日益受到重視。(4)高速加工技術高速加工技術的出現(xiàn)， 為模具制造技術開辟了一條嶄新的道路。 盡可能用高速加工技術 來代替電加工， 是加快模具開發(fā)速度、 提高模具制造質(zhì)量的必然趨勢。 與電火花加工相比高 速加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量好， 工件表面的殘馀應力小， 工件的熱變形小， 零件的加工精度高表 面質(zhì)量好， ?？墒∪ズ罄m(xù)的許多精加工工序， 生產(chǎn)效率高。而且高速切削時切削力小， 可以 加工淬火鋼， 實現(xiàn)硬切削和干切削。 采用多軸控制五軸聯(lián)動機床以及一次安裝下完成所有車、 銑、鉆工序加工的復合加工機床是當前世界機床技術發(fā)展的潮流。 高速車銑復合中心、 銑車 復合中心、車磨復合中心等高端機床產(chǎn)品的推廣應用， 必將帶動模具加工技術向更高效發(fā)展。總結(jié)綜上所述，市場對于產(chǎn)品的需求不僅局限在使用功能的滿足，還要求外表美觀、精致、 技術含