资源描述
0 模具的发展趋势 1 模具 向集成化、三维化、智能化 网络化方向发展 具软件功能集成化 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国 司的系列化软件就包括了曲面 /实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体 术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量 系统等。集成化程度较高的软件还包括： 。 具设计、分析及制造的三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的 析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如 软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成 为可能。另外， 司的 司的 日立造船的 是 3D 专业注塑模设计软件，可进行交互式 3D 型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚 司的三维真实感流动模拟软件 经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同类软件 向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如 司的注塑模 专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供 工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 具软件应用的网络化趋势 随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计 1 算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其 21 世纪制造企业战略中指出，到 2006 年要实现汽车工业敏捷生产 /虚拟工程方案，使汽车开发周期从 40个月缩短到 4个月。 2 模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展 具检测设备的日益精密、高效 精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达 2 3m ，目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产 3250250坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物 建立数学模型 输出工程图纸 模具制造全过程， 成功实现了逆向工程技术的开发和应用。这方面的设备还包括：英国雷尼绍公司第二代高速扫描仪 (实现激光测头和接触式测头优势互补，激光扫描精度为 触式测头扫描精度达 外德国 司的 携式扫描仪，日本罗兰公司的 式扫描仪和英国泰勒 霍普森公司 传感三维扫描仪分别具有高速化、廉价化和功能复合化等特点。 控电火花加工机床 日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的 有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的 有适应控制、 量控制及自动编程专家系统。另外有些 采用了混粉加工工艺、微精加工脉冲电源及模糊控制 (技术。 速铣削机床 (铣削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高 (为普通铣削加工的 5 10 倍 )及可加工硬材料 (60诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。瑞士克朗公司五轴联动加工 中心，其机床定位精度可达 8m ，自制的具有矢量闭环控制电主轴，最大转速为 42000r/大利 司的高速铣床，其加工范围达 2500000800转速达 20500r/削进给速度达20m/般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、压铸模、 2 大型塑料等曲面加工，其曲面加工精度可达 3 快速经济制模技术 缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。与传统模具加工技术相比，快速经济制模技术具有制模周期短、成本较低的特点，精 度和寿命又能满足生产需求，是综合经济效益比较显著的模具制造技术，具体主要有以下一些技术。 (1)快速原型制造技术 (它包括激光立体光刻技术 (；叠层轮廓制造技术 (；激光粉末选区烧结成形技术 (；熔融沉积成形技术 (和三维印刷成形技术 (3。 (2)表面成形制模技术。它是指利用喷涂、电铸和化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术。 (3)浇铸成形制模技术。主要有铋锡合金制模技术、锌基合金制模技术、树脂复合成形模具技术及硅橡 胶制模技术等。 (4)冷挤压及超塑成形制模技术。 (5)无模多点成形技术。 (6)带冲裁落料制模技术。 (7)模具毛坯快速制造技术。主要有干砂实型铸造、负压实型铸造、树脂砂实型铸造及失蜡精铸等技术。 (8)其他方面技术。如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。 4 模具材料及表面处理技术发展迅速 模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的 45%以上。 在模具材料方面，常用冷作模具钢有 焰淬火钢 (如日本的 ；常用新型热作模具钢有美国 典 ；常用塑料模具用钢有预硬钢 (如美国 时效硬化型钢 (如美国 本 )、热处理硬化型钢 (如美国 本 典一胜白 136 等 )、粉末模具钢 (如日本 ；覆盖件拉延模常用 铁等，大型模架用 工位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金 。在模具表面处理方面，其主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共 3 渗、复合渗 (如 )发展；由一般扩散向 子渗入、离子注入等方向发展；可采用的镀膜有： 时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀 (刷镀 )防腐强化等技术也日益受到重视。 5 模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同 在成形工艺方面，主要有冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成形技术等。另一方面，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。具体主要有：适应模具单件生产特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的团队精神，精益生产；提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理；广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式；适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。 4 (1) ie of in to of to of to as K s a (2) of of no of to a of to be in AE NC UG as so In s D D by 5 is a of of as s to of C (3) in of in in 21006 to to 0 2 to 1) 3m, to in 250 3250a in of as a of to of of of a 6 be s s so (2) s of DM (3) is an of is 0 60 in up m, a 2000r/ s of up 500 5000 18000500r/0m/ as up 3 is an of to 7 is a of is in (1) It of 3so (2) It to of of a (3) (4) (5) (6) (7) (8) of as of 4 to of is to of 5% In 67 a of 8 13, a (as as , as 36, , in of a to D by to of to of In of 5 n of On of of as a in to to of to to of of of of of of
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