模具設計與制造現狀及趨勢

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摘要：工業的現代化離不開模具的應用。模具設計及制造水平對于工業生產具有重要的意義。目前，在模具設計及制造現狀中，模具的生產在逐步實現精密化和大型化，同時也在不斷的應用先進的高科技技術。其未來發展必然向更加精密更大型化的方向發展，同時對于環保因素的重視程度也將越來越高，模具的設計和制造將向更高技術含量發展。本文將對模具設計及制造的現狀和發展趨勢進行分析和探討。

關鍵詞：模具；設計制造；現狀；發展趨勢

設計和制造模具的過程也就是將應用原材料生產模具的過程。這一過程中主要包括了在確定了模具的結構方案后進行模具的設計，并確定加工工藝的流程，以及生產、裝配和檢驗包裝等環節。模具設計和制造的內容主要包括的就是模具設計以及模具制造這兩方面。在模具的設計中包括沖壓模及塑料膜的設計等，在模具的制造中既有傳統加工的切削鑄造等工藝，也有新興的一些現代化的特種加工工藝。在我國的現代化工業生產的過程中，模具具有重要的作用，大量的設備都需要應用模具對相關零件進行制造成型。目前的現代化模具既能夠對應用與微電子等元器件上的極其精細的部件進行成型，也能夠生產大型的機電設備零件。應用模具進行生產制造能夠按照產品的不同要求生產出各種形狀及尺寸的零件，且零件能夠達到較高的尺寸精度及互換性，生產的效率也大大提高，能夠進行大批量的生產。因此要充分了解并掌握模具設計和制造的現狀，并對其發展趨勢加以研究和預判。

1設計及制造模具的現狀

1.1設計不同種類模具的方式。1.1.1設計沖裁模。首先要對沖裁件進行數據分析，盡量節省材料，并對生產方式加以簡化，讓模具的生產更加便捷，操作程序更加簡單，以促進產品質量和使用壽命的提高。然后要根據產品分析的結果設計加工的方案，以保證沖裁的加工順序和組合方式。最后對數據進行計算。1.1.2設計橡膠的硫化模。通常硫化模的設計需要三個步驟。在設計前要進行準備，主要是了解設計大致的內容，對塑件材料主要的性能進行測試，以及規定成型的標準。然后進行結構設計，主要是設計整體的結構草圖，確定型腔的數量、尺寸、結構以及脫模的方法等。最后要對圖案進行審核，檢查橡膠件的規模及尺寸，審核硫化設備以及模具圖樣和結構。1.2制造模具目前主要采用的加工方法。1.2.1加工實體層面的模具的方法。目前在模具加工中經常使用的方法是電火花，其加工的主要原理是通過電火花形成局部的高溫，并發生相應的電蝕反應，從而對金屬進行切割，制造出產品所需要的規模和大小。1.2.2加工軟件層面模具的方法。在模型設計中使用CAD等計算機軟件進行設計。模型設計的其他方式還有虛擬模型的設計技術、快速模型的設計技術有限元的仿真和模型設計以及反求工程的技術?？焖倌Ｐ偷脑O計技術是數控方式后又一次新技術的革命，未來也許會成為生產模具的一種發展趨勢。除表面建模的方式以外，還有冷擠壓、超塑性的成型建模以及澆筑建模等方式。目前，相關技術還在不斷的完善和更新。反向工程的方式是對需要加工的物品限進行數據的掃描，將其轉化為CAD數據，在將相關數據輸入CAD等軟件工具中對產品進行設計或改造。這是目前在模具的制造中較為常見的方式。

2模具設計和制造發展的趨勢

2.1模具生產將向專業化和規模化方向發展?，F代化的工業生產將向著更加專業化的方向發展，且生產的規模會逐漸擴大。生產的標準化為模具的應用的發展創造了良好的條件，能夠促使模具行業的整體水平得到明顯的提升，同時經濟效率也將實現有效的提高，推動我國的機械生產逐步增加其技術含量。2.2制造模具技術發展的趨勢。在模具的制造過程中主要包括工藝技術和加工方式。隨著經濟的發展和進步，工藝與技術這二者在模具的制造中的地位出現了變化。在很多西方的發達工業國家生產模具已經由傳統加工技術向無人化的方式發展。然而我國目前還處于從機械制造階段向數控制造階段進行轉變的過程中。根據國際市場對模具制造的發展前景進行分析，可以明顯看到行業精致將越來越激烈，要增強市場競爭力就需要進一步提高產品的質量、降低生產的成本以及縮短生產的時間。因此必須采用高效率的設計方式，并積極應用自動化設備，通過模具的優秀設計和快速成型設備的應用，能夠顯著提高生產穩定性，并節約模具的生產成本。2.3加大應用數控化銑削機床的范圍。模具與普通零件不同，加工的難度比較大，且形狀比較多，其最大特點是加工型腔的自由曲面，在加工時主要使用銑削加工的方式進行加工。而傳統加工需要依賴于操作者的熟練度以及操作的技巧，對模具進行拋光打磨都具有很難的難度，不僅會使模具生產的時間增加，也無法保持穩定的產品質量。目前開始在生產中應用數控機床，數控機床能夠很好的完成模具的生產中對型腔既自由曲面的加工，加工后的型腔規模和大小都更加接近產品所要求的形狀，從而減少了銑削所需的時間，也降低了靠模以及樣品生產的難度，提高了產品的質量，促進了生產效率的提升。2.4應用電加工的機床。電火花的制造方法可以實現一些銑削加工所難以解決的問題，從而使模具表面的質量達到生產的標準。其主要特點是制造的效率比較高，可以進行大量生產，同時自動化設備的普及率比較高，能夠進行大規模模具的生產，比較適合生產深型腔、深槽、多件和多型腔的制造。深型腔結構一般比較復雜，不僅型腔較深、過渡的右面比較復雜，還有一些對于所使用刀具的形狀有特殊的要求，所以很難保證產品形狀及尺寸的準確性，在進行加工時就需要應用電火花的方式。同時應用慢走絲線的切割機床能夠進一步提高級進膜和沖壓模的精度，從而更好的實現了精密儀器的制造。一些機床還擁有上下異型和大錐度的性能，能夠制造一些特殊的模具。另外，自動定位及自動穿絲等技術可以使操作更為簡便，并且能夠在無人化加工中使用。2.5模具制造新工藝的發展。在新的塑料成型工藝中的以氣體輔助的注射成型工藝具有制品的翹曲變形比較少，且注射的壓力比較低、易于成型以及表面好等優點，既能夠保證產品的質量，又可以大幅度的降低成本，在國外是一種比較成熟的技術。我國目前在家電以及汽車制造行業中開始廣泛的進行使用。

3總結

現在對于產品概念不再局限于實現產品功能，還要求產品的外觀美觀、豪華、精致，具有較高的技術含量，同時還應實現綠色化。為了滿足市場對于產品需求的多樣化，在設計加工時應盡量具有獨特的造型，并能夠批量生產精良的產品。這就要求在模具的設計與制造中必須提高其技術含量，使模具的制造難度增加。因此要對模具的現狀以及發展的趨勢做到及時的了解，才能找出差距所在，制定明確的發展目標，從而促進模具設計與制造技術的提高，隨著信息技術和計算機等技術的發展，更多先進的制造技術將被應用于模具的制造業中，推動模具技術的進一步發展。制模技術的進步將推動制造業的整體發展，因此我國應在這一領域加大投入的力度，積極借鑒和吸收國際上的先進技術，并研發出更加適應我國國情的模具制造技術，才能滿足我國市場的需要，讓企業能夠獲得更大的經濟效益，從而使我國的制造業實現良性發展。

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作者:何強 單位:貴陽萬江航空機電有限公司