模具工業(yè)是國民經濟的重要基礎工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產中的基礎工藝裝備,是一種高附加值的高精密集型產品,也是高新技術產業(yè)化的重要領域,其技術水平的高低已經成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。
1、我國模具技術的現狀
20世紀80年代以來,國民經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求,同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來,中國模具發(fā)展十分迅速,模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè),日益受到人們的重視和關注?!澳>呤枪I(yè)生產的基礎工藝裝備”已經取得了共識。目前,中國有17000多個模具生產廠點,從業(yè)人數約50多萬。在模具工業(yè)的總產值中,沖壓模具約占50%,塑料模具約占33%,壓鑄模具約占6%,其他各類模具約占11%。近年來,中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有*廠家外,還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨資企業(yè)和私營企業(yè),他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度,將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外,許多研究機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。
中國塑料模工業(yè)從起步到現在,歷經半個多世紀,有了很大發(fā)展,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產48in(約122cm)大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具。經過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術、模具的電加工和數控加工技術、快速成型與快速制模技術、新型模具材料[1]等方面取得了顯著進步;在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。
進入21世紀,在經濟全球化的新形勢下,隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合,中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后,將成為*裝備制造業(yè)的基地。而在現代制造業(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)提供的產品。為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)正廣泛應用現代*制造技術來加速模具工業(yè)的技術進步,這是各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。
2、我國模具技術的發(fā)展趨勢
隨著電子、信息等高新技術的不斷發(fā)展,模具技術的發(fā)展呈現以下趨勢。
2.1、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網絡化方向發(fā)展
模具CAD/CAE/CAM技術是模具設計、制造技術的發(fā)展方向,模具和工件的檢測數字、模具軟件功能集成化、模具設計、分析及制造的三維化、模具產業(yè)的逆向工程以及模具軟件應用的網絡化是主趨勢。
新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設計模具,所采用的三維數字化模型能方便地用于產品結構的分析、模具可制造性評價和數控加工、成形過程模擬(CAE)及信息的管理與共享。值得強調的是,模具數字化不是孤立的計算機輔助功能或數控技術的集合,其關鍵是它們與人工智能的有機集成,不僅可以整理知識、保存知識,還可以挖掘知識、繁衍知識。新一代的模具數字化將是一個集工程師的智慧和經驗、計算機的硬件和軟件、數值模擬和數控技術、工藝及工程管理為一體的模具優(yōu)化的開發(fā)、設計和認證的系統(tǒng)工程。
2.2、模具制造向精密、*、復合和多功能方向發(fā)展
精密數控電火花加工機床(電火花成形機床、快走絲線切割和慢走絲線切割機床)不斷在加工效率、精度和復合加工上取得突破,國外已經將電火花銑削用于模具加工。加工精度誤差小于1μm的超精加工技術和集電、化學、超聲波、激光等技術綜合在一起的復合加工將得到發(fā)展。
國外近年來發(fā)展的高速銑削技術和機床(HSM)開始在國內應用,將大幅提高加工效率。
模具拋光的自動化、智能化也是發(fā)展趨勢之一,日本已研制了數控研磨機,可實現三維曲面模具的自動化研磨拋光。此外,特種研磨方法如擠壓研磨、電化學拋光、超聲拋光也應是發(fā)展趨勢。
其他方面,如采用氮氣彈簧壓邊、卸料、快速換模技術、沖壓單元組合技術、刃口堆焊技術及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術等。
2.3、快速經濟制模技術得到應用
快速制模主要從以下四方面加快制模速度:一是提高加工速度(如高速銑削);二是基于快速原型的快速制模技術;三是選擇易切削模具材料(如鋁合金)來加快制模速度;四是采用復合加工、多軸加工提高加工效率。
快速原型制造技術(RPM)被公認為是繼數控(NC)技術之后的一次技術革命,基于快速原型的快速制模技術是現在和未來的一個熱點。此外表面成形制模技術、澆鑄成型制模技術、冷擠壓及超塑性成形制模技術、無模多點成形技術和KEVRON鋼帶沖裁落料制模術也在蓬勃發(fā)展。