浅析中国模具设计、加工、制造技术发展趋势

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1、用心专注服务专业编者按：从技术角度来看，模具技术（包括设计、加工、制造）大致可分为五个发展阶段：手工操作阶段、手工操作加机械化（普通通用机床与工具）阶段、数字控制阶段、计算机化阶段和CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化阶段，模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉日前接受某杂志专访表示，在信息化带动工业化发展的今天，中国的模具设计加工和制造技术正在赶超国际水平，企业管理技术接轨于国际水平，但中国模具行业企业全体职工必须努力学习，牢牢掌握世界模具技术的发展方向，充分发挥主观能动性，脚踏实地、充满信心地创造美好的未

2、来。　　一、模具设计技术的发展趋势　　模具设计长期以来依靠人的经验和机械制图来完成。自从二十世纪八十年代中国发展模具计算机辅助设计（CAD）技术以来，这项技术已获得认可，并且得到来快的发展。九十年代开始发展的模具计算机辅助工程分析（CAE）技术，现在也为许多企业应用，它对缩短模具制造周期及提高模具质量有显着的作用。据模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉分析，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结

3、构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国模具工业中发挥越来越重要的作用。罗百辉认为，就大多数模具制造企业而言，今后的发展方向应以提高数控化和计算机化水平为主，积极采用高新技术，逐步走向CAD/CAE/CAM信息网络技术一体化。模具无纸化制造将逐渐替代传统的设计和加工。　　模具设计技术及CAD和CAE软件，今后应提高在下列几方面的水平：　　*模具设计资料库和知识库系统；　　*模具工程

4、规划及方案设计；　　*模具材料和标准件的合理选用；　　*模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计；　　塑料模具塑料成形过程的各种模拟分析（注塑成形，包括塑料充模、保压、冷却、翘曲、收缩、纤维取向等模拟分析）、热传导和冷却过程的分析、凝固及结构应力分析等。计算浇注系统及模腔的压力场、温度场、速度场、剪切应变速率场和剪切应力场的分布并分析其结果，是非常复杂和费时的。这一模拟技术已从中面流技术发展到双面流技术，不久即可发展到既正确又快速的实体流技术，产生满足塑料件虚拟制造要求的三维注塑流动模拟软件；　　用心专注服务专业*压模金属成

5、形过程的模拟、起皱及破裂分析、应力应变和回弹分析等；　　*压铸模压铸件成形流动模拟、热传导及凝固分析等；　　*锻模锻件成形过程模拟及金属流动和充填分析等；　　*提高设计和分析软件的快速性、智能化和集成化水平，并强化它们的功能，以适应模具的不断发展。  　　除了模具CAD/CAE技术之外，模具工艺设计也非常重要。计算机辅助工艺设计（CAPP）技术已开始在中国模具企业中应用。由于大部分模具都是单件生产，其工艺规程有别于批量生产的产品，因此应用CAPP技术难度较大，也难以有适合各类模具和不同模具企业的CAPP软件。为了较好地应

6、用CAPP技术，模具企业必须做好开发和研究。虽然CAPP技术应用和推广的难度比CAD和CAE为高，但也必须重视这一发展方向。　　基于知识的工程（KBE）技术是面向现代设计决策自动化的重要工具，已成为促进工程设计智能化的重要途径，近年来受到重视，将对模具的智能、优化设计产生重要的影响。　　二、模具加工技术的发展趋势　　罗百辉把中国的模具分为10大类46小类。不同类型的模具有不同的加工方法，同类模具也可以用不同加工技术去完成。模具加工的工作主要集中在模具型面加工、表面加工和装配，加工方法主要有精密铸造、金属切削加工、电火花加

7、工、电化学加工、激光及其它高能波束加工，以及集两种以上加工方法为一体的复合加工等。数控和计算机技术的不断发展，使它们在许多模具加工方法中得到来广泛的应用。在工业产品品种多样化及个性化日益明显，产品更新换代来快，市场竞争来激烈的情况下，用户要求模具制造交货期短、精度高、质量好、价格低，带动模具加工技术向以下几方面发展。　　1、高速铣削技术　　近年来中国模具制造业一些骨干重点企业，先后引进高速铣床和高速加工中心，它们已在模具加工中发挥了很好的作用。当前国外高速加工机床主轴的最高转速已超过100000r/min，快速进给速度可

8、达120m/min，加速度可达1-2g，换刀时间可提高到1-2s。这样可大幅度提高加工效率，并可获得Ra≤1的加工表面粗糙度，可切削60HRc以上的高硬度材料，给电火花成形加工带来挑战。随主轴转速的提高，机床结构及其所配置的系统及关键部件和零配件、刀具等都必须配合，令机床造价大为提高。中国进口的高速加工机床主轴最高转