模具设计与制造的研究现状及发展趋势大全

模具设计与制造的研究现状及发展趋势大全
第一篇：模具设计与制造的研究现状及发展趋势大全
现在模具制造技术的的发展现状和趋势
08材料（1）班 0806031027 黄成磊
摘要：在现代化的工业生产中，模具展现出其独领风骚的魅力，其设计与制造的水平在不断进步，日趋完善。

就模具的设计与制造的研究现状来说，生产的模具不断地实现大型化、精密化，不断地融进高技术等；而其发展趋势可预见到，将向更大型、更精密、更环保、更多技术含量的方向发展。

本文从宏观的方向对模具设计与制造进行一次探讨，简述了该行业的研究现状，并就国家“十一五”对模具行业的发展规划分析总结出了模具设计与制造的发展趋势。

关键词：模具；设计与制造；研究现状；发展趋势
Recent Condition and Developing Trends of Mold Designing and
Manufacturing Abstract: In modern industrial production, mold show the charm of its leading position, its level of design and manufacture of continuous progress and perfection.In the research of mold design and manufacture , the production of molds continue to achieve large-scale, precision, continuously melt into the high-tech, etc.;and its development trends can be foreseen, will be larger, more sophisticated, more environmentally friendly and more technical content.This paper has a discussion of mold designing and manufacturing from a macro direction, outlining the research status of mold industry and summing up the mold design and manufacturing trends, according to the national "Eleventh Five-Year plan” for the development of mold industry.Key words: mold;design and manufacture;recent condition;developing trends 1背景及研究目的
目前来讲，在我国现代化的工业生产中，模具展现出其独领风骚的魅力。

60%～90%汽车、电子信息、电器、航空航天等行业产品，需要模具对组成它们的零件进行成型。

现代模具能够成形小到比头发丝还要细小的、应用在微电子元器件上的芯片引脚；也可生产用于水轮发电机组中数米尺寸的定、转子片。

采用模具生产制件，不仅能根据产品的要求制造出各种尺寸和形状零件，其尺寸精度和互换性高，而且生产效率高，适合大批量生产。

然而，究竟模具设计与制造行业的现状如何，又将如何发展，还是需要经过较多的了解与研究才可得知。

2基本概念及主要内容
模具的设计与制造过程，实际上就是模具的生产过程，也就是将原材料转为模具的过程。

其主要的流程有：模具结构方案的确定，模具设计，制定工艺流程，组织生产零部件，模具装配，试模与调整，检验与包装等。

至于模具设计与制造的主要内容，顾名思义，包含两大方面：模具设计与模具制造。

模具设计有塑料模设计、冲压模设计等，而模具制造既包含传统的加工工艺：切削加工、铸造加工等，也包含特种加工等近现代发展起来的新兴加工工艺。

其中的特种加工包括电火花加工、电化学加工、超声波加工和激光加工等等。

后文将对特种加工作主要介绍。

[2][1]3模具设计与制造的研究现状
3.1模具设计的研究现状
3.1.1设计的模具种类
从模具设计的模具种类来讲，主要是冷冲模设计和型腔模设计。

冷冲模设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸模设计、成形模设计和冷挤模设计；型腔模设计包括锻模设计、合金压铸模设计、塑料模设计、粉末冶金模设计和陶瓷设计。

下面分别以冲裁模设计和注塑模设计对模具设计作进一步的研究了解。

冲裁模的设计，首先要对冲裁件进行工艺分析，要求尽可能地节省材料、简化工序、使模具加工更简单、模具寿命更长、操作更方便、产品质量更稳定等，然后根据工艺分析确定工艺方案，关键是确定冲裁工序的组合与冲裁工序顺序，再后是进行一系列的相关计算，包括
排样设计、工艺力的计算、压力中心的确定等等，接着是冲裁模主要零部件的结构设计，主要解决凸凹模的设计，以及包含定位零件、卸料装置、推件装置、导向零件、固定板和垫板的设计等。

塑料注塑模的设计，注射模的一般设计步骤有：第一步，准备工作，包括研究设计任务书、熟悉塑件及其材料性能、制定成型工艺卡等五步；第二步，结构设计，包括确定型腔个数、确定各种尺寸及脱模方式、绘制结构草图等二十步；第三步，图样审核，包括对塑件性能和质量要求审核、对选用注射机设备的审核、对模具结构的审核及对图样的审核共四步。

3.1.2设计的工具
CAD/CAM技术使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。

它能显著缩短模具设计及制造周期，降低生产成本，提高产品质量。

制造出来的模具精度高、一致性强、互换性好。

目前CAD/CAM/CAE一体化技术应用于产品的结构设计、性能分析、模具设计，甚至可应用于产品加工的全过程。

3.2模具制造的研究现状
[6]
[1]
[4]
[3]模具制造最主要的就是模具加工方法。

下面通过了解模具加工方法来认识模具制造的研究现状。

3.2.1实体层面模具加工方法
有铸造加工、切削加工和特种加工三种加工方法。

下面主要介绍特种加工。

特种加工亦称“非传统加工”或“现代加工方法”，泛指用电能、热能、光能、电化学能、化学能、声能及特殊机械能等能量达到去除或增加材料的加工方法，从而实现材料被去除、变形、改变性能或被镀覆等。

特种加工中比较典型的方法是电火花加工。

电火花加工就是在加工过程中，使工具和工件之间不断产生脉冲性的火花放电，放电时局部瞬时产生的高温把金属蚀除下来的加工方法。

其原理是基于工件电极和工具电极之间产生脉冲性的火花放电，放电时产生电蚀现象
去除多余的金属，达到尺寸加工的目的。

除了电火花加工，特种加工还包括电化学加工、激光加工、超声波加工、电子束加工、等离子弧加工等等。

其中简单介绍激光加工和超声波加工。

激光加工就是把激光的方向性好和输出功率高的特性应用到材料的加工领域中去。

超声波加工，也称超声加工，是利用工具端面的超声振动，通过磨料悬浮液加工脆硬材料的一种成型方法。

应用方面，电火花加工只能加工金属导电材料，给工件进行穿孔加工、行腔加工和切断加工等；激光加工和超声波加工既能加工金属材料，也能加工非金属材料，激光加工可给工件打孔、切割、焊接、热处理、抛光和修整等，超声波加工可给工件进行型孔、型腔加工，切割加工和焊接加工等。

3.2.2软件层面的模具加工方法
主要运用CAD/CAM/CAE软件进行模拟加工。

其他制造技术有快速原型制造技术、虚拟制造技术、反（逆）求工程技术、有限元仿真及模拟技术等等。

快速原型制造技术（RPM）被公认为是继数控（NC）技术之后的一次技术革命，基于快速原型的快速制模技术是现在和未来的一个热点。

此外表面成形制模技术、浇铸成型制模技术、冷挤压及超塑性成形制模技术、无模多点成形技术和KEVRON钢带冲裁落料制模术也在蓬勃发展。

逆向工程即先对制件（所加工的产品）进行扫描生成多种格式的CAD数据，再在另外的CAD/CAE/CAM软件中进行改型设计，该技术是现代模具制造中最流行的模具制造技术。

英国雷尼绍公司专门为模具制造开发生产的扫描系统，就可以成功地应用于模具制造的逆向工程中，它不仅可以改善数控机床的性能，扩大数控机床的功能，而且还能提高数控机床的效率。

雷尼绍公司的Retroscan、Renscan200、Cyclone 高速扫描机已被青岛海尔、济南轻骑、国家模具中心等单位开始使用
[10]
[9][8][8]
[8][8][7]。

3.3模具设计与制造的研究现状总述
在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。

在模具生产方面，国内已经能够生产精度达21µ m的精密多T位级进模、新轿车的部分覆盖件模具、48in（约122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，还有照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具等精密塑料模具。

虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。

国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。

2004年，模具进出口量之比为3.7﹕1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家
[11][9]。

所幸的是，近年来，我国模具进出口结构得到持续的改善，模具制造水平不断提升，如下表所示：
尽管情况有所改善，但相对而言，我国模具设计制造水平还是比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后
[11]。

究其原因，主要有以下几个方面的因素：
（1）原材料：国产模具多采用2Cr13和3Cr13，而国外则采用专用模具材料DINI、2316，其综合机械性能、耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度均优于国产材料
[12]。

（2）软件：我国CAD/CAE/CAM软件开发进度和水平低，且CAM/CAE的发展跟不上CAD，其中三维设计的应用尚处在开始阶段，数控加工在模具制造中所占比例仍然较低
（3）设备：我国能提供的比较成套的高精度加工设备与国外装备相比，仍有较大差距。

即使国内许多企业已引进国外许多先进设备，但总体的装备水平比国外低很多。

由于体制和资金等方面的原因，引进设备不配套，设备与附件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问
题长期得不到较妥善的解决。

这都导致了我国模具产品水平低于国际水平，生产周期却高于国际水平，从总体上大大落后于国外水平。

4模具设计与制造的发展趋势
根据“十一五”模具行业发展规划，“十一五”期间模具产品发展重点主要有如下几类：
(1)车覆盖件模具：属于冲压模具，主要为汽车配套的覆盖件模具。

大都是大中型，结构复杂，技术要求高。

(2)精密冲压模具：包括多工位级进模和精冲模，精度及寿命要求极高，主要为电子工业、汽车、仪器仪表、电机电器等配套。

(3)大型精密塑料模具：包括为汽车和家电配套的大型注塑模具，为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模等。

(4)主要模具标准件：目前国内的较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等。

这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，需大力发展。

氮气缸和热流道元件主要依靠进口，应在现有基础上提高水平，形成标准并组织规模化生产。

(5)其他高技术含量的模具：占模具总量给8%的压铸模具中，大型薄壁精密压铸技术含量高，难度大。

镁合金压铸模具目前虽然刚起步，但发展前景好，有代表性。

子午线橡胶轮胎模具也是发展方向，其中活络模技术难度最大。

与快速成型技术相结合的一些快速制模技术及相应的快速经济模具具有很好的发展前景。

这些高技术含量的模具在“十一五”期间也应重点发展
[11]。

通过国家“十一五”规划对模具行业的相关规划，可总结出模具设计与制造行业的发展趋势：（1）模具设计与制造：向更精密、更高效、复合和多功能方向发展
（2）模具产品：更大型、更精密、更复杂、更绿色及更经济的方向发展，模具产品的技术含量将不断提高，模具制造周期将不断缩短（3）模具软件：CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展，快速原型制造技术和快速经济制模技术及逆向工
程技术得到越来越多的重视。

参考文献：
[1] 彭建生.《模具设计与加工速查手册》.机械工业出版社 [2] 彭建生,秦晓刚.《模具技术问答》第二版.机械工业出版社
[3] 党根茂,骆志斌,李集仁.《模具设计与制造》.西安电子科技大学出版社 [4] 林承全，胡绍平.《冲压模具课程设计指导与范例》.化学工业出版社.2008 [5] 昆山模具网.汽车锁扣盖注塑模具结构图
[6] 乔礼洪.象山同家铸造模具厂.《CAD/ CAM 在铸造模具设计和制造中的应用》 [7] 胡传炘,夏志东.《特种加工手册》.北京工业大学出版社[8] 张辽远.《现代加工技术》第二版.机械工业出版社.2008 [9] 《我国模具工业发展现状及前景趋势研究》.东北制造网.慧聪五金网[10] 李和平,肖根福.井冈山学院工学院.《模具技术现状与发展趋势综述》 [11] 2000-2009模具市场评估及2012年综合预测报告
[12] 陈婧媛.哈尔滨理工大学.《模具行业设计制造技术现状与趋势》
[13] 特种加工.网站文章.佚名
第二篇：分析模具设计与制造的发展趋势
分析模具设计与制造的发展趋势目前，逆向工程技術已成為世界各國消化、吸收國外提高前輩技術的重要途徑。

當前，困惑逆向工程的主要題目是特征識別題目，從海內外的研究現狀來看，基本上都是采用人機交互的方式對數據進行修復或手工處理的方式對原始的丈量數據進行修補之後再進行特征識別，大大地延長了產品的制造周期。

為此，本文研究了一種自動識別特征的方法，與現有的方法比擬，大大地進步了特征識別的自動化程度，縮短了產品的制造周期。

現代意義上的逆向工程(亦稱反求技術)，實際上是根據已有零件或產品原型來構造零件或產品的三維實體模型。

逆向工程的基本思惟是對已有的外來產品，通過各種丈量途徑(如坐標丈量機測得的原始數據，通過對產品進行斷層掃描或切片，再采用產業CT掃描、掃描儀掃描或數字照相等方法來獲得零件的斷層圖象)得到產品的數據信息，接著，對這些圖象或數據進行一系列處理之後再進行特征識別，然後，利用這些已識別出的特征信息，借助商品化的幾何造型軟件進行實體造型
形成零件的三維實體模型，再通過對重構的實體模型進行改進，在此基礎上構造和設計出機能更好的新產品。

2)模具向高精度大型和超小型方向發展。

另外，將采用計算器控制和機械手操縱的快速換模裝置和快速試模裝置技術也會得到發展和進步。

跟著零件微型化及精度要求的進步，有些模具的加工精度在1um以內，這就要求發展超精加工，減少鉗工等手工操縱量。

(4)跟著熱流道技術的發展，熱流道模具在塑料模具中的比例將逐步進步。

(3)多功能復合模具將進一步發展。

塑料件的精度分尺寸精度、幾何精度和外觀精度(即光澤、色調等)3種，為了能夠達到這些精度，將繼承研究高壓打針成型工藝與模具以及打針壓縮成型工藝與模具。

現在是多品種小批量出產的時代，21世紀這種出產方式佔產業出產的比例將達75%以上。

氣輔模具在我國已泛起，並取得良好效果。

10年前，精密模具的精度一般為5um，現在已達到2—3um，不久將上市1um 的精密模具。

(6)模具尺度件的應用將日益廣泛。

綜上所述，模具行業的發展遠景很好，各位有志於模具業的同仁，讓我們一起學習為國家的模具發展貢獻自己的氣力。

模具要求剛性好、耐壓高，特別是精密模具的型腔應淬火，澆口密封性要好，模溫應正確控制。

(1)模具設計由經驗設計階段向理論計算和計算器輔助設計方向發展，CAD/CAM/CAE技術廣泛用於制模業，使模具結構更趨科學公道，大大進步了模具加工模具加工精度，縮短了模具設計加工周期，減少了產品開發時間。

模具尺度化及模具尺度件的應用能極大的影響模具制造周期。

為了適應用戶對模具制造的短交貨期、高精度、低本錢的迫切要求，模具必定會有如下發展趨勢：。

中、低熔點合金模具、噴涂成型模具、電鑄模、精鑄模、層迭模、陶瓷吸塑模、環氧樹脂模及光造型等快速經濟模具將進一步發展，快換模架和快換凸模等也將日益發展。

(8)跟著液晶及車輛和電機等產品向輕量化發展，壓鑄模的比例將
不斷上昇，同時對壓鑄模的壽命和復雜程度將提出越來越高的要求。

(5)跟著塑料成型工藝的精益求精與發展，氣輔模具及適應高壓打針成型等工藝的模具將隨之發展。

例如，研制各種超塑性材料來制作模具，用環氧(E)、聚酯(P)或其中填充金屬(M)，玻璃(G)等增強物制作簡易模具，用E、P、P-M、E-G、E-G-M、P-G-M來制作模具,這些模具的主要特點是制造工藝簡朴、精度易控制、收縮率小、價格便宜、壽命較高，還可以用水泥和塑料制作汽車籠蓋件模具，這類模具在美、日等國家已有應用，但還需要改進進步，擴大應用范圍。

(10)模具技術含量將不斷進步，中、高檔模具比例不斷增大。

一方面是制品使用周期短，另一方面花腔變化頻繁，要求模具出產周期愈短愈好，因此，開發快速經濟模具越來越引起人們正視。

氣體輔助成型技術已比較成熟，它能改善塑件的內在和外觀質量，具有打針壓力低、制品變形小和易於成型壁厚差異較大的制品等長處，而且可以節約原料及進步制件出產率，從而大幅度降低本錢。

使用模具尺度件不僅能縮短模具制造周期，而且能進步模具質量和降低本錢，因此，模具尺度件的應用必將日益廣泛，如塑料、沖壓模胚、頂針、司筒、螺絲和彈簧等都與形成尺度件。

多色和多材質塑料成型模具也將有較快發展，這種模具縮短了產品的出產周期和裝配周期，今後在不同領域將得到發展和應用。

因為采用熱流道技術的模具可以進步制件的出產率和質量，並能大幅度節約制件的原材料，因此，熱流道技術在國外發展很快，已經十分普遍。

(9)跟著以塑代鋼、以塑代木的進一步發展，塑料模的比例將不斷進步，同時，因為機械零件的復雜程度和精密的不斷進步，對塑料模的要求也將越來越高。

在打針成型中，影響成型精度的最大因素是成型收縮，高壓打針成型可減小樹脂收縮率，增加塑料尺寸的不亂性。

當前整個產業出產的發展特點是產品品種多、更新快、市場競爭激烈。

(7)快速經濟模具的遠景十分廣闊。

根據展方統計，2009年共有30多個國家的500多家參展商參展，展覽面積超過30000平方米。

2011年韓國國際模具及相關設備博覽
會的各項工作已經開啟，北海展覽作為全球模具展在中國的合作伙伴，我們期待為中國模具企業走向國際化提供專業的參考信息，並將為更多的中國模具企業提供專業化服務。

該展從1981年開始舉辦，在首爾國際博覽會議中央（KINTEX）每年舉辦一屆，至今已有30年的歷史。

展會同期還將舉辦『模具與零部件貿易論壇』、『采購洽商會』、『亞洲模具聯合會(FADMA)年會』等商務流動。

該展是目前全球規模最大、最具權勢巨子性的模具展之一。

展會周期：兩年一屆
展會地點：韓國首爾
中國（總）代辦代理:北海展覽
主辦單位：韓國模具產業合作社(KODMIC)
展會時間:2011年3月 16 – 20日。

展品范圍：
博覽會概況：『韓國國際模具及相關設備博覽會（INTERMOLD KOREA）』是由韓國模具產業合作社(KODMIC)舉辦的專業模具博覽會。

模具及模具制品，模具尺度件；加工中央，數控銑床、鏜床、車床、鑽床等模具加工各類金切機床；各類電加工機床，雕刻機；三坐標丈量機及其它丈量設備等；壓鑄機，各類壓力機床及試模設備；塑料機械及橡膠機械；具材料、冶金制品；模具CAD、CAM、CAE；各類模具出產用的輔料、輔助設備、包括拋光、研磨、裝配夾具等；工具、刃具，以及與模具相關的其它產品。

我們的服務：攤位申請、攤位設計與搭建、展品運輸、申請邀請函、簽證輔導及預約、展會現場廣告宣傳、訂購機票、國外接待、展後考察。

第三篇：关于模具设计与制造
关于模具设计与制造
培养模具设计与制造的高级应用型技术人才，毕业生可从事企业生产所需模具及其工装的设计与制造，模具装配与调试、模具企业经营与管理工作。

主要课程有：机械制图、机械设计与基础、冷冲模设计与制造、注塑模设计与制造、数控技术与编程、模具加工机械、电工与电子技术、液压与气动传动、金属切削原理、机械CAD/CAM等。

一、培养目标
本专业培养拥护党的基本路线，适应生产、建设、管理、服务第一线需要的，德、智、体、美等方面全面发展的，掌握模具设计与制造的基本理论和知识，从事模具设计与加工、制造、维修的高级技术应用性人才。

二、人才培养素质要求
总的培养要求为：热爱社会主义祖国，拥护党的基本路线，“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理，具有爱国主义、集体主义、社会主义思想和良好的思想品德，在具有必备的基础理论知识和专门知识的基础上，重点掌握从事本专业领域实际工作的基本能力和基本技能；具有较快适应生产、建设、管理、服务第一线岗位需要的实际工作能力；具有创新、创业精神、良好的道德和健康的体魄。

1、思想素质要求
热爱社会主义祖国、拥护中国共产的领导和中国特色社会主义道路，坚持四项基本原则和改革开放的总方针，“三个代表”重要思想和科学发展观的基本原理，具有科学的世界观、方法论和正确的人生观；具有遵纪守法的观念，良好的思想品德、社会公德和职业道德；具有开拓创新、团结合作、艰苦奋斗的精神和联系群众、严谨务实的作风；具有为人民服务的高度责任感和为实现现代化而献身的精神。

2、知识能力要求
具有本专业必需的自然科学、社会科学和管理科学知识；掌握计算机基础知识、必要的网络知识、常用软件知识；具有基本的机械基础知识；具有本专业必须的机械设计理论基础知识、模具材料及成形工艺、模具设计与制造专业知识；掌握模具CAD/CAM基础知识；具有必要的模具维修基础知识。

具有一定的自学能力；具有模具工艺设计、工艺实施、技术管理能力；具有模具数控加工编程能力；具有注塑模具、冲压模具设计与
制造能力；具有一定钳工操作能力、模具修配能力；具有良好的计算机基础应用能力和利用计算机进行辅助设计制造及管理能力；具有熟练运用CAD/CAM软件进行模具造型设计和加工的能力；具有良好的语言表达、文字表达、人际交往能力。

3、身心素质要求
有一定的体育运动和卫生、军事基本知识，掌握体育运动和科学锻炼身体的方法和基本技能，养成良好的体育锻炼习惯和生活习惯，达到国家规定的大学生体育合格标准，具有良好的心理素质和健康的体魄。

第四篇：模具制造现状及发展趋势
现代模具制造现状及可能的发展趋势模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。

现代模具制造技术正朝着加快信息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成的方向发展。

具体表现在模具的CAD/CAM技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术，模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术，模具的CIMS 技术，已在开发的模具DNM技术以及数控技术等先进制造技术方面。

现从以下三个方面看现代模具制造的现状及发展趋势。

（1）模具材料及表面处理技术
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。

,因此，选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。

在模具材料方面新型冷作模具钢有65Nb、O12A1、CG-2等；模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要发展趋势。

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渗、复合渗发展；由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；可采用的镀膜有：TiC、TiN、CrN、Cr7C3、W2C等，同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、镜面抛光的模具表面工程技术也受到广泛的关注。

冶炼时要求采用真空脱气、氩气保护铸锭、垂直连。