機械模具設計工藝技術分析

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摘要：在社會經濟、科技蓬勃發展的今天，機械設計制造業有了進一步發展，這也就使得機械模具設計工藝技術更加先進。此次研究先對機械模具設計、機械設計制造工藝的發展進行了闡述，而后分析了機械模具設計工藝技術的現狀，并對機械模具設計工藝技術的發展趨勢進行了相應探討。

關鍵詞：機械模具；設計工藝；技術

一、前言

眾所周知，模具設計在機械裝備制造中具備顯著效用，可謂是不容或缺的一部分。當前，機械模具設計工藝技術水平已變為評定制造業發展能力的重要指標。就機械模具技術而言，囊括機械、化工、電子等眾多領域相關知識，對新科技的特征進行了有效展現?？梢哉f，機械模具技術已與高新技術相融合，協調發展。而經由模具生產所得的機械零件，不管是生產效率抑或精確度等，均是其他制造工藝難以匹及的高度。特別是在國民經濟不斷發展的背景下，國內機械模具行業步入了高速發展期，模具設計、制造工藝技術水平得以提升，給機械裝備制造的發展給予了有力支撐。

二、機械模具設計概述

（一）機械設計。機械設計具體表示以運用要求為基礎，針對機械運行原理、結構、相關零件材料與形狀尺寸、潤滑方式等加以構思，并進行有效分析與計算，把其變換成詳盡的描述，為機械制造給予依據的工作過程。其可謂是機械工程中的關鍵成分，可視為是機械生產的首個環節，對機械性能具備決定性作用。機械設計加工制造方式較為多元，以往的方式即針對原有的機械構件實施最為直觀、簡潔的加工處理，直至當前演變形成了新型加工方式，即針對所有獨立單元實施加工處理，經由單元和單元組合，構建產生存在較好功能的產品。如此能對產品具有的靈活性、可塑性加以體現?，F如今，較多交通工具以及通訊設備具有的制造輔助件均是借助此方式構建所得。（二）模具設計。就模具而言，即基于既定結構形式，借助相應手段讓材料成型的工業產品之一，還能對相應形狀與尺寸要求的工業產品零部件的工業產品之一進行生產。譬如大型機械設備，飛機、汽車等；小型物品，茶杯等，它們均需借助模具成型。要知道，經由模具生產制造的構件對應的精度、一致性抑或生產效率等，均是其他加工技術、方式難以比擬的?？梢哉f，模具在相應層面對產品質量、經濟效益以及新產品開發水平具備決定性作用，因而其也被叫做“工業之母”。而就模具設計而言，即對企業模具實施數字化設計，囊括型腔模和冷沖模，也就是將以往的模具設計工藝技術為基礎，對先進的數字化設計工具加以利用，改善模具設計效率與效果，縮減模具設計周期。

三、機械設計制造工藝的發展

數百年前，還不具備專門進行模具設計的職業，他們通常被叫做工匠亦或百工，具體是進行石器的打磨，因而當時被叫做石器時代。當時的制造業未獲取較好發展，不但精確性不足，且安全、適應性普遍低下，功能與造型均處在初期。直至新時代，社會不斷進步，生產技術得以優化，機械設計制造開始將精度與安全置于首位，以此改善產品質量與性能。21世紀，社會較之以往具有翻天覆地的變化，各大領域均開始加速發展，市場接近飽和，這便對模型加工制造出具了新要求，以往的模型生產已與時不符，需以先進的模具設計、模型生產為主。在此形勢下，各大畛域均開始引入、應用先進技術，對高端模具加以設計、制造，望以此為企業或行業發展予以支撐。如此也就表明，要想國家整體發展水平得以提升，便需注重先進模具設計、模型生產技術的優化利用。特別是模具設計人員，不但需充分了解相應軟件知識，也應享有實踐操作能力，僅有如此方可設計、制造出更多優秀的產品。21世紀以來，社會大眾的生活水平、質量有了明顯改善，以往那些只能實現大眾單一需求的產品已開始被市場淘汰，僅有創新方可不斷發展，這也就對模具設計人員出具了較高要求。對此，模具設計人員需在具備較好理論、實踐能力的同時，前往各區域模具生產場地，對新技術進行調研，并與同業人士積極交流，從而改進自身不足，以此對機械模具設計工藝技術水平加以提升，促進機械制造業可持續性發展。

四、機械模具設計工藝技術的現狀

（一）設計和制造技術一體化發展。就機械模具的設計來看，計算機這一輔助設備獲取了極為寬泛的運用。機械模具由剛開始的設計至后續制造達成了一體化。此生產模式不但對模具設計過程進行了優化改良，也達成了生產方式自動化的目的。在針對機械模具構建模型并進行數控加工期間，對三維設計具有的優勢特征得到了有效發揮，不但改善了機械模具設計效率，也賦予了模具設計極強的合理性。具體做法為，針對機械零件實施形態仿真設計期間，對數字模擬方式進行利用，以此探尋最佳模具機構與制造方案。在對大規模機械模具進行鍛造定型以及塑件成型期間，不管是其大小抑或精確性等均不會對模擬成型產生較大干擾。（二）基于大規模、繁雜機械模具的新技術出現。為契合機械制造業發展所提實際需要，專門應對大規模且繁雜機械模具的設計工藝技術持續涌現，縮減了模具研發周期，工藝技術水平、制造精度得以提升。就設計而言，模擬仿真已變為主流技術。經由模擬分析技術，能預先知曉覆蓋件于塑型期間可能滋生的問題，經由分析達成改進工藝的目的，對所有參數合理調整，從而有效處理問題。就三維模具設計而言，其在大規模機械模具設計制造中獲取了寬泛運用，可由多個維度入手監察模具結構，確保其合理有效。（三）高速銑削工藝的利用。該工藝技術是機械模具設計工藝技術中的關鍵技術，當前獲取了寬泛運用，其特征即高速加工期間，材料溫度上升速度慢，道具具有的切削力不大，因熱能所致的變形概率不大，模具表層材料具有的殘留應力小等。（四）注射模中新技術的利用。就注射模而言，新技術持續被利用。如熱流道技術位于注塑行業獲取了寬泛運用，其運行原理即經由元器件給模具提供熱度，確保塑料熔融形態，以此進行高品質成型塑件的制造，從而縮減原材損耗并節約資源。同時，注射成型中還對氣體輔助注射新技術進行了利用，其運行原理即將氮氣為輔助注射對象，優勢即注射期間不具備較大壓力，能對熔體較好的流動性進行維持，所得產品不會輕易變形，且翹曲率校，外形質量好。（五）微細成型工藝的利用。納米技術位于微細成型中被寬泛運用，其原理即對物質反應大小、傳輸速度等進行控制，以此進行技術創新，且可以對其特殊性能加以體現。納米工藝的運用具體可從納米模具變為生產工具所體現。（六）反求工程技術。反求工程也被叫做逆向工程。在新產品開發、模具設計與生產期間，此工程存在顯著效用。此工程設計方式以及工作原理較之以往而言存在巨大差異，其先需對加工對象實施數據采集與處理，借助CDA造型對加工對象對應的幾何模型進行獲取，而后經由對幾何模型進行數據分析，基于需求對數據合理調整，最終落實模具外形設計，并通過CAM編程，對模具加工處理。（七）模具設計制造開始信息化、智能化發展。機械模具設計制造業當前已開始了信息、智能化發展。當前，較多機械模具設計制造企業經由信息化平臺的構建以強化其管理能力，并對項目進程加以監控，達成對模具設計工藝技術的實時管理，能大幅改善機械模具設計效率與質量。

五、機械模具設計工藝技術的發展趨勢

具體體現為如下幾點：第一，機械模具設計工藝技術今后將有目的地提升信息化與智能化水平，促使機械模具設計更為規范化。同時，會對三維設計等進行寬泛運用，加快構建信息化平臺。第二，將CAM、CAPP等技術當做前提，對機械模具設計工藝技術與實際制造技術的融合加以深化，對設計的智能化程度加以提升，有望實現機械模具設計的自動化。第三，信息化平臺的構建將為機械模具設計制造企業間的信息與技術交流予以支撐，為機械模具設計工藝技術的不斷改良、優化大有裨益。第四，將對超高速、精度的機械模具設計工藝技術進行探究，確保模具設計和加工的精確值限定在0.001mm以下，以此具有鏡面加工水平。

六、結束語

概括而言，在國內機械模具技術獲取較好發展的同時，機械模具設計工藝技術水平也有了顯著提升。此次研究先對機械模具設計、機械設計制造工藝的發展進行了闡述，而后分析了機械模具設計工藝技術的現狀，并對機械模具設計工藝技術的發展趨勢進行了相應探討，望以此為國內機械模具設計工藝技術的可持續性發展予以參考。

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作者:藺代永 單位:長沙學院