模具论文[1]emvx.docx

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1、模具设计计与制造造老师：杨杨春花学生： 白白云方学号：081112118班级：机械制制造与自自动化我国模具具行业的的发展简简述及趋趋势摘要：根根据相关关的资料料总结了了我国现现阶段模模具的发发展状况况和趋势势，对我我国未来来模具行行业的发展提提供一种种借鉴关键词：模具CAAD/CCAM;快速成成形;隔音件件;抛光技技术;模具材材料1. 我国模具具行业发发展现状状国内模具具工业从从起步到到发展，历历经了半半个多世世纪，尤尤其是220世纪纪90年代代以来发发展得更更加迅速速。近年年我国的的模具在在国际模模具行业业美好的的发展形形势下，模模具水平平有了较较大提高高，大型型、精密密、复杂杂、高效效和长

2、寿寿命模具具又上了了新台阶阶。从模模具发展展地域来来看，我我国模具具工业的的发展在在地域分分布上存存在不平平衡性，模模具生产产最集中中的地区区在江浙浙和广东东等经济济技术高高的地区区。从模模具的需需求情况况看，汽汽车工业业是模具具的最大大用户，汽汽车产量量的增幅幅虽然有有较大回回落，但但车型开开发和新新车型的的上市速速度并未未放慢，有有的还有有所加快快，汽车车工业对对模具需需求仍旧旧十分强强劲。电电子信息息行业、电电器和仪仪器仪表表行业、电电机行业业、建材材行业等等，也是是大量使使用模具具的行业业，这些些都对模模具产生生大量的的需求。中中国经济济的高速速发展对对模具工工业提出出越来越越高的要要

3、求，也也为其发发展提供供了巨大大的动力力。近年年来，我我国的模模具工业业一直以以高增长长速度快快速发展展。除了了国有专专业模具具厂外，其其他所有有制形式式的模具具厂家，如如集体企企业、合合资企业业和私营营企业，都都得到了了快速发发展，其其中集体体和私营营的模具具企业发发展得最最为迅速速，各地地从事模模具制造造的集体体企业和和私营企企业多达达数千家家，形成成了许多多国内外外知名的的“模具之之城”和最具具发展活活力的组组成之一一。2. 我国模具具行业技技术进步步模具 CCA DD/CAAE/CCAM是是改造传传统模具具生产方方式的关关键技术术，是一一项高科科技、高高效益的的系统工工程。它它以计算算

4、机软件件的形式式，为企企业提供供一种有有效的辅辅助工具具，使工工程技术术人员借借助于计计算机对对产品性性能、模模具结构构、成形形工艺、数数控加工工及生产产管理进进行设计计和优化化。模具具CADD/CAAE/CCAM技技术能显显著缩短短模具设设计与制制造周期期，降低低生产成成本和提提高产品品质量已已成为模模具界的的共识。与与任何新生事物物一样，模模具CAAD/CCAE/CAMM在近二二十年中中经历了了从简单单到复杂杂，从试试点到普普及的过过程。进进人本世世纪以来来，模具具CADD/CAAE/CCAM技技术发展展速度更更快、应应用范围围更广，为为了使广广大模具具工作者者能进一一步加深深对该技技术的

5、认认识，更更好发挥挥模具CCAD/CAEE/CAAM的作作用，本本文针对对模具中中应用最最广泛、最最具有代代表性的的铸造模模、锻模模、级进进模、汽汽车覆盖盖件模和和塑料注注射模CCAD/CAEE/CAAM的发发展状况况和趋势势作概括括性的介介绍和分分析。3. 我国模具具行业技技术的发发展趋势势我国模具具工业的的技术水水平近年年来取得得了长足足的进步步。现代代工业的的发展要要求各行行各业产产品更新新换代快快，对模模具的需需求量加加大。一一般模具具可以自自行制造造或跟国国内企业业合作制制造，但但很多大大型复杂杂、精密密和长寿寿命的塑塑料模、压压铸模和和汽车覆覆盖件模模等仍需需依靠进进口，针针对我国

6、国工业生生产产品品品种多多、更新新快和市市场竞争争激烈的的特点，模具技术的发展应该与这些要求相适应，许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。模具因其其生产效效率高、产产品质量量好、材材料消耗耗低、生生产成本本低而获获得广泛泛应用。模模具技术术集合了了机械、电电子、化化学、光光学、材材料、计计算机、精精密监测测和信息息网络等等诸多学学科，是是一个综综合性多

7、多学科的的系统工工程。模模具技术术的发展展趋势主主要是模模具产品品向着更更大型、更更精密、更更复杂及及更经济济的方向向发展，其主要有以下表现。1. 提高大型型、精密密、复杂杂、长寿寿命模具具的设计计制造水水平目前，模模具行业业在整个个国家工工业中占占有重要要的地位位，在未未来的整整个国民民经济发发展中，模模具所占占比例逐逐步提高高，且发发展速度度将高于于其他行行业。随随着模具具行业的的不断发发展，对对模具提提出越来来越高的的要求是是正常的的，因此此，黄岩岩为了在在国内模模具行业业激烈的的竞争中中继续保保持旺盛盛的生命命力，就就要大力力发展大大型、精精密、复复杂、长长寿命的的模具。模具产品品成型

8、零零件的日日渐大型型化，以以及由于于高效率率生产要要求的一一模多腔腔(如塑封封模已达达到一模模几百腔腔)使模具具日趋大大型化。随随着零件件微型化化,精密模模具精度度已由原原来的55Nm提提高到22一3pmm,有些些模具加加工精度度公差要要求在llpm以以下，这这就要求求发展超超精加工工。同时时，由于于近年来来进口模模具中，精精密大型型、复杂杂、长寿寿命模具具占多数数，所以以，从减减少进口口、提高高国产化化率角度度出发，这这类高档档模具在在国内市市场上的的份额也也将逐步步增大。为为提高模模具质量量和降低低模具制制造成本本，模具具标准件件的应用用应大力力推广。为为此，企企业要严严格按标标准生产产;

9、要逐步步形成规规模生产产、提高高商品化化程度、提提高标准准件质量量、降低低成本;要进一一步增加加标准件件规格品品种，提提高大型型、精密密、复杂杂、长寿寿命模具具的设计计制造水水平及比比例。2. CAD/CAMM/CAAE技术术模具 CCA DD/CAAM/CCAE技技术是改改造传统统模具生生产方式式的关键键技术，是是一项高高科技、高高效益的的系统工工程。它它以计算算机软件件的形式式，为用用户提供供一种有有效的辅辅助工具具，使工工程技术术人员能能借助于于计算机机对产品品、模具具结构、成成形工艺艺、数控控加工及及成本等等进行设设计和优优化。模模具CAAD/CCAM/CAMM技术能能显著缩缩短模具具

10、设计与与制造周周期，降降低生产产成本，提提高产品品质量，已已成为人人们的共共识。近近年来，模模具CAAD/CCAM技技术的硬硬件与软软件价格格已降低低到中小小企业普普遍可以以接受的的程度，为为其进一一步普及及创造了了良好的的条件;基于网网络的CCAD / CCAM / CCAE一一体化系系统结构构初见端端倪，将将解决传传统混合合型CAAD/CCAM系系统无法法满足实实际生产产过程分分工协作作要求的的问题，CAD/CAM软件的智能化程度也将逐步提高。我国自主开发CAD/CAE/CAM系统有很大发展。目前，国内模具企业中已有相当多的厂家普及了计算机绘图，并陆续引进了高档CAD/CAE/CAM o

11、UG,Pro/Engineer, I-DEAS, Euclid-IS等著名软件在中国模具工业应用已相当广泛，特别是在汽车模具行业，目前国内一流的汽车模具公司都应用了CAE软件，在全国全面普及CAD/CAE/CAM技术的条件已基本成熟。国外一些些软件开开发商已已能按实实际生产产过程中中的功能能划分产产品系列列，在网网络系统统下实现现CADD/CAAE/CCAM 的一体体化，解解决传统统混合型型CADD/CAAM系统统无法满满足实际际生产过过程分工工协作的要求。例例如英国国DELLCAMM 公司司在原有有软件DDUCTTS的基基础上，为为适应最最新软件件发展及及工业生生产实际推推出了CCAD/CA

12、MM集成化化系统DDelccamsPoowerr Sooluttionn，该系系统覆盖盖了几何何建模、逆逆向工程程、工业业设计、工工程制图图、仿真真分析、快快速原型型、数据据编程、测测量分析析等各个个领域。系系统的每每个功能能模块既既可独立立运行，又又可通过过数据接接口与其其他系统统相兼容容，并能能按使用用要求进进行组合合，以便便形成专专业化的的CADD/CAAE/CCAM系系统，做做到开放放性、兼兼容性和和专业化化的统一一。可以以预计，模模具CAAD/CCAE/CAMM系统在在今后几几年内将将会逐步步发展为为支持从从设计、分分析、管管理和加加工全过过程的产产品信息息管理集集成化系系统。在现阶

13、段段，模具具设计和和制造在在很大程程度上仍仍然依靠靠着模具具工作者者的经验验，仅凭凭计算机机的数值值计算功功能去完完成诸如如模具设设计方案案的选择择、工艺艺参数与与模具结结构的优优化、成成型缺陷陷的诊断断以及模模具成形形性能的的评价是是不现实实的。新新一代模模具CAAD/CCAE/CAMM系统正正在利用用KBEE(基于于知识的的工程)技术进进行脱胎胎换骨的的改造。如如UG-II中中所提供供的人工工智能模模块KFF (KKnowwleddge Fussionn)。利利用KF可将将设计知知识融人人系统之之中，以以便进行行图形的的识别与与推理。数值计算算和人工工智能技技术的结结合将是是今后相相当长时

14、时间内一一件十分分艰巨而而重要的的工作。传传统的模模拟软件件基本上上都是被被动式计计算工具具，分析析前需要要用户事事先设计计成形方方案和确确定工艺艺参数，分分析结果果常常难难于直接接用来指指导生产产，这在在很大程程度上影影响了模模拟软件件的推广广和普及及，国内内模具技技术国家家重点实实验室在在国产注注塑成型型模拟软软件中成成功地引引人了人人工智能能技术。对对于注射射时间、注注射温度度等具有有连续取取值空间间的参数数，采用用人工神神经网络络进行优优化，对对于分析析结果的的解释和和评价则则采用基基于规则则推理的的方法来来处理。的的专家系系统规则则库以专专家知识识为基础础，涵盖盖了有关关短射、流流动

15、平衡衡、熔体体降解、温差控制、保压时间、许可剪切应力、剪切速率和锁模力等方面的领域知识，在对分析结果进行综合和提炼的基础上驱动专家系统进行推理，对成型方案进行评价并在分析报告中输出具体的改进建议，其目标是将模拟软件由传统的“被动式”计算工具提升为新一代的“主动式”优化系统。3. 逐步推广广高速铣铣削在模模具加工工的应用用高速切削削的高效效率不光光体现在在减少多多少机床床加工时时间，实实际上是是减少整整体工序序时间。采采用更高高的切削削速度，精精加工时时更少的的加工余余量，更更密的刀刀轨以及及更少的的切深，特特别是在在自由曲曲面上(切深一一般在00.022至0.11mm)使用细细小直径径(如0.

16、33-0.8mmm )刀刀具时，切切深更小小0.0008-0.002mmm)，精精细、紧紧密的刀刀轨一般般均会大大大提高高加工表表面的光光洁度。以以快速精精细的轻轻切削代代替常规规的缓慢慢的重切切削，会会大大简简化以后后的工序序。与传传统的切切削方式式相比，高高速铣削削的切屑屑形成方方式不同同，产生生的绝大大部分的的热量由由切屑带带走，热热量不会会聚集在在加工区区域，同同时走刀刀速度比比常规走走刀速度度要快的的多，热热量更不不容易聚聚集，材材料热变变形小的的多，保保持比较较恒定、理理想的切切削条件件，从而而保证了了工件的的加工精精度。另另外在电电极加工工中，加加工的电电极精度度高，轮轮廓形状状

17、一致性性好，光光洁度高高，电极极一般不不需要抛抛光处理理，不会会产生由由于手工工抛光而而影响工工件的精精度，从从而大大大提高了了模具的的制造精精度。高速切削削加工与与传统切切削加工工相比具具有温升升低(加工工工件只升升高399C)、热热变形小小等优点点。高速速铣削必必须与相相应的软软件、加加工工艺艺、刀具具及其夹夹紧头相相配合。国国外是联联合开发发，企业业提供费费用，大大学、研研究所提提供理论论分析，共共同讨论论后企业业制造，然然后又给给大学实实验室验验证，分分析改进进，重新新制造，再再改进，用用户试用用，分析析改进许多多年以后后才出成成果，但但这是一一个产业业化的成成果，开开始投人人实际应应

18、用，产产生经济济效益。高速铣削削加工是是近年来来发展很很快的模模具加工工技术。国国内已有有一些公公司引进进了高速速铣床，并并开始应应用。国国内机床床厂陆续续开发出出一些准准高速的的铣床，并并正开发发高速加加工机床床。但是是，高速速铣削的的应用面面在黄岩岩使用尚尚不广泛泛，不过过现在发发展很迅迅速，目目前它已已向更高高的敏捷捷化、智智能化、集集成化方方向发展展。4. 快速制造造成形和和热压成成型汽车车隔音件件模具技技术得到到大力发发展目前，欧欧美的部部分汽车车模具企企业采用用转速高高于4550000 r/minn和实际际进给速速度达到到10 m/mmin的的高速加加工，而而日本企企业基本本上还是

19、是停留在在准高速速加工阶阶段，不不管转速速如何，实实际曲面面加工进进给速度度很难突突破6mm/miin。从从实际使使用情况况来看，如如果达到到了真正正的高速速，刀具具的费用用、机床床的价格格和机床床的维护护费用等等都是目目前黄岩岩模具成成本难以以接受的的。像3300000r/minn, 660m/minn这样的的高速加加工中心心，都属属于中小小型机床床，只适适用于注注塑模的的型腔加加工。因因此，大大力、全全面发展展快速成成形模具具在黄岩岩模具发发展趋势势中刻不不容缓。快快速制造成形技技术得到到重视和和发展，黄黄岩的热热压成型型汽车隔隔音件模模具在国国内率先先发展起起来，且且目前许许多企业业及研

20、究究机构也也正致力力于这方方面的研研究开发发，并不不断取得得新成果果。近年年来，随随着汽车车行业的的规模化化生产，对对模具的的设计技技术要求求也随之之提高，特特别是汽汽车引擎擎仓、乘乘驾仓、行行李仓的的隔音件件模具，由由原来分分成型、切切边、冲冲孔、包包边等多多工序多多付模具具完成的的生产工工艺，改改为实现现单付模模具单工工序完成成，集油油缸、气气钻、气气缸、冲冲压等在在单付模模具上完完成对产产品的成成型、切切边、冲冲孔、包包边等工工艺。大大大提高高了生产产率，减减少了生生产设备备和人力力，提高高了产品品的竞争争力。5. 进一步研研究开发发模具的的抛光技技术模具常用用的抛光光方法有有:机械抛抛

21、光、化化学抛光光、电解解抛光、超超声波抛抛光、流流体抛光光、磁研研磨抛光光。在塑塑料模具具加工中中所说的的抛光与与其他行行业中所所要求的的表面抛抛光有很很大的不不同，严严格来说说，模具具的抛光光应该称称为镜面面加工。它它不仅对对抛光本本身有很很高的要要求并且且对表面面平整度度、光滑滑度以及及几何精精确度也也有很高高的标准准。由于于电解抛抛光、流流体抛光光等方法法很难精精确控制制零件的的几何精精确度，而而化学抛抛光、超超声波抛抛光、磁磁研磨抛抛光等方方法的表表面质量量又达不不到要求求，所以以精密模模具的镜镜面加工工还是以以机械抛抛光为主主。但由由于机械械抛光主主要还是是由人工工完成，不不仅效率率

22、低(约占整整个模具具制造周周期的11/3)，且工工人劳动动强度大大，质量量不稳定定，制约约了我国国模具加加工向更更高层次次发展。因因此，研研究抛光光的自动动化、智智能化是是促进我我国模具具向更好好方向发发展的重重要课题题。除此之外外，模具具抛光效效果还与与模具材材料、抛抛光前的的表面状状况、热热处理工工艺等有有关。优优质的钢钢材是获获得良好好抛光质质量的前前提条件件，如果果钢材表表面硬度度不均或或特性上上有差异异，往往往会产生生抛光困困难，且且钢材中中的各种种夹杂物物和气孔孔都不利利于抛光光。日本研制制成功数数控研磨磨机，可可实现三三维曲面面的自动动化研磨磨抛光。由由于模具具型腔形形状复杂杂，

23、任何何一种研研磨抛光光方法都都有一定定局限性性。发展展特种研研磨与抛抛光方法法，挤压压研磨、电电化学抛抛光、超超声抛光光及复合合抛光工工艺与装装备，以以提高模模具表面面质量是是发展方方向。6. 优质、新新型模具具材料的的研究与与开发及及其正确确应用在整个模模具价格格构成中中，材料料所占比比重不大大，一般般在200%一30%之间，模模具用材材料包括括的范围围很广，从从一般的的碳素结结构钢、合合金结构构钢、碳碳素工具具钢、合合金工具具钢、高高速工具具钢、不不锈钢、马马氏体时时效钢到到硬质合合金、难难熔合金金、高温温合金、非非铁金属属等都可可选用，因因此选用用优质钢钢材和应应用的表表面处理理技术来来

24、提高模模具的寿寿命就显显得十分分必要。对对于模具具钢来说说，要采采用电渣渣重熔工工艺，努努力提高高钢的纯纯净度、等等向性、致致密度和和均匀性性及研制制更高性性能或有有特殊性性能的模模具钢。目目前，中中国合金金工具钢钢的产量量已居世世界前列列，而其其中一般般质量的的模具钢钢材多，高高质量的的模具钢钢材少，相相当部分分要求高高的模具具钢都需需要经过过真空精精炼和电电渣重熔熔，以保保证钢材材的高纯纯净度、高高致密度度、高等等向性，而而通过电电渣重熔熔的模具具钢所占占的份额额很小，材材料利用用率低，生生产周期期长，不不能适应应现代模模具制造造业的需需要。在在模具制制造的成成本中，材材料费用用往往只只占

25、模具具成本的的20%左右，但但模具工工业的竞竞争就是是模具使使用效率率的竞争争，而不不是以模模具材料料低价位来来取胜，因因此对于于要求较较高的长长寿命模模具，在在选用模模具材料料时往往往需要精精益求精精。4. 总结目前，由由于国产产模具材材料不能能完全适适应模具具制造业业的需要要，很多多高性能能、长寿寿命、交交货日期期紧迫的的模具仍仍不得不不采用进进口的模模具材料料。而进进口材料料的价格格很高，比比国产材材料的价价格高33-5倍倍。除少少数品种种尚需做做一些研研制、开开发，大大部分产产品及尺尺寸规格格我国是是有能力力进行开开发的，其其关键问问题在于于如何保保证国产产模具钢钢的质量量稳定并并缩短

26、钢钢材的交交货期。当当前应加加强黄岩岩模具材材料企业业与模具具制造企企业间的的合作。因因为模具具市场的的开拓和和发展是是一项系系统工程程，要求求模具材材料的研研制、生生产、销销售、推推广等部部门以及及模具设设计、制制造与模模具使用用等部门门组织起起来，大大力协同同，及时时反馈模模具制造造和使用用方面的的问题和和要求，开开发与试试制工作作、技术术咨询工工作和售售前与售售后的服服务工作作，大力力推广质质量稳定定的高性性能的模模具材料料的应用用，促进进我国模模具工业业的迅猛猛发展。参考文献献：1) 李德群，张张宜生.模具企企业数字字制造技技术的现现状与发发展CAAD/CCAM与与制造业业信息220033(7):100-155.2) 肖祥芷.冲压工工艺与模模具计算算机辅助助工艺设设计MM).北北京 : 国防工业业出版社社，19996.3) 李德群现现代塑料料注射成成型的原原理、方方法与应应用MM.上上海 : 上海海交通大大学出版版社，220055.4) 刘志坚.基于KBBE的冲冲压工艺艺设计系系统的研研究与开开发D 华中中科技大大学，220055.