现代模具设计技术的现状及发展趋势 雷展寿

现代模具设计技术的现状及发展趋势雷展寿

摘要：模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重

要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。随着我国加入WTO ，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。可见模具工

业在世界各国经济发展中所具有的重要地位，模具技术已成为衡量一个国家产品

制造水平的重要标志之一。

关键词：现代模具设计；技术；现状；发展趋势

引言

现代模具设计主要是指模具的数字化设计，即充分利用 CAD、CAE 等数字化设计软件，

结合传统模具设计方法，进行质量高、周期短的模具设计。模具设计过程不仅是设计人员参

考设计经验及知识去进行设计的过程，更是一个不断创新的过程，作为产品制造的重要工艺

装备，国民经济基础工业之一的模具工业将直面竞争的第一线。

1.模具在现代工业中的重要性

模具是一种有一定形状与尺寸的型腔工具，与模具内各种系统或辅助机构配合使用，将

各种高温液态的材料（塑料或金属合金等）填充至模具型腔内，即可生产出具有特定的形状、尺寸、功能和质量的工业零件。在电子、汽车、电机、仪器、电器、仪表、家电和通信等产

品中，60%―80%的零部件依靠模具成型。用模具生产出来的零件其高精度、高复杂度、高一

致性、高生产率和低消耗是其他加工工艺所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生

产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前全世界的模具年产值约

有600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业产值；从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。模具生产技术水平的高低已成为衡量一个国

家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，在国际上被称为“工业之母”，对国民经济的发展起着毋庸置疑的关键作用。

2.现代模具技术的现状

(1) 精密模具。当代模具要求的精度比传统模具高出一个数量级。多工位级进模、精冲模、精密塑料模的精度已达到0.003mm，甚至更高。多工位的级进模设计和制造技术已日趋

成熟，在引进技术及设备情况下，部分企业的此类模具已达到或接近国外先进水平;照相机

塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具均已形成规模化生产，子午线轮胎橡胶活络

模国产化率已大为提高。目前，模具超精密加工已达到纳米级精度。

(2) 大型模具。我国已能生产轿车覆盖件模具、 48英寸(212cm)大屏幕彩色电视机前壳及

后盖注塑模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模、轿仪表板形状复杂的注塑模、自动扶梯整

体阶梯压铸模及汽车变速箱体压铸模等大型模具。另外，为了提高生产率，采用了多工位及

多模腔方式，例如，高生产率级进模有50 多个工位，塑封模每模一次生产数百件，塑胶鞋

模有18个工位等等。

(3) 成形工艺。随着人们对产品形状、尺寸精度、整体性及生产效率等要求的提高，以及

许多新材料新工艺的广泛应用，当代模具结构和型腔日益复杂。例如，一台大型复合材料

成型模具，其结构复杂程度和价格超过一台精密机床。一些大型覆盖件成形模具，不仅型

腔形状复杂，而且模具配套性要求极高，要求多个相关模具型腔协调一致，用传统加工方法

无法达到其质量要求。除液态模锻、粉末锻造成型工艺外，还有多材质塑料成型模、高效多

色注塑模、镶件互换结构和各种轴芯脱模机构的创新设计也取得了较大进展;在陶瓷模具成形

工艺中，成形表面采用硅胶技术解决了模具的粘粉问题，同时采用磁吸技术，使其具有自动

调整间隙的功能，保证陶瓷砖面平整，简化了模具结构。在冲压成形加工中，多功能复合

模具逐渐增多，一副多功能复合模具除了冲压成形零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接和锁

紧等组装任务。这种用多功能复合方式生产出来的不再是单个零件，而是成批的组装件，

可大大缩短产品的生产及装配周期，显著地提高生产率。

(4) 模具的制造技术。C A D / C A E / C A M技术的应用水平已上了一个新台阶。以高速发

展的家电制造业为例，引进了美国、德国、日本、澳大利亚等国相当数量的CAD/CAM 系统，

取得了一定的经济技术效益，促进和推动了我国的 C A D /CAM 技术的发展。数控机床、加中心、激光、电火花、线切割、真空淬火以及 PVO 等表面强化技术在模具制造中已得到普及。 (5)模具工程师。人是企业最活跃的因素，市场竞争最主要的是人才竞争。我国模具行

业的工程技术人员的素质不能适应模具工业的发展，而且人才断层现象十分明显。队伍不稳定、人才匮乏是制约模具工业发展的重要因素之一。

3. 模具设计技术的发展趋势

(1) 多集成趋势。现代模具设计应该打破传统的单一发展模式，应该把技术使用、人力资

源和管理技术的引用都囊括在内，往多集成趋势发展。多集成概念还表现在学科综合方面，

模具设计不仅仅要用到最基础的机械科学与模具设计理论，而且还会用到热学、电磁学、光

学以及控制理论等学科。

(2) 智能化趋势。从产品设计到模具设计，再到中间的模具制造，最后到产品的成型，每

个环节都将走向智能化。另外，模具设计者以及实际操作者，也将会在科学理论的指导下，

实现人与工具系统的有机密切配合。

(3) 网络化趋势。模具设计常用的软件都是需要通过网络上的一些软件技术或者硬件技术

实现的。自动化、网络化趋势越来越明显，跨国合作设计模具的成功例子己经是屡见不鲜了，而且这种趋势越来越明显。

(4) 不断更新趋势。模具设计人员应该用发展的眼光看待同行业的竞争情况，瞄准时代发

展的最前沿，不断更新，保持在同行业的竞争力，稳稳立足于机械制造业，生产革命化的重

要措施之一就是采用CAD/CAE/CAM 技术，这也是模具设计技术发展的一个显著特点。

4.结语

现代制造技术中需要大量的模具，两者之间相互促进，共同发展，现代制造技术刺激了

模具技术的发展进步，模具技术的发展进步反过来又改进和提高现代制造技术。应该在时代

发展的背景下，利用现代科技，促进模具和现代制造技术的发展。

参考文献：

[1]赵丹阳，宋满仓.模具现代制造技术综述[J].模具制造，2013（08）.

[2]邓明，杜丽伟，赵伟霖.现代模具制造技术的现状及其发展[J].模具制造，2014（05）.