现代模具的先进制造方法综述

现代模具的先进制造方法综述

摘要：本文主要介绍了当今模具行业的先进加工制造方法。从现阶段的发展状况出发，合理分析了今后的发展趋势，并对现代模具的几种先进加工制造方法进行了概括性的介绍。

关键词：模具制造；先进方法；综述

Abstract: In this paper, the mold industry in today's advanced manufacturing methods. Starting from the current state of development, rational analysis of the development trend of the future, and several modern mold manufacturing methods of advanced general are introduced.

一、模具行业发展现状级今后趋势

1.模具和模具行业

模具（mold; mould; die; tooling；matrix; pattern）是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成[1]。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具[2]。

在现代化工业生产中，60%~90%的工业产品需要使用模具加工，模具工业已成为工业发展的基础，许多新产品的开发和生产在很大程度上以来模具的生产，特别是汽车、轻工、电子、航空等行业尤为突出[3]。而作为制造业基础的机械行业，据国际生产技术协会预测，实际机械制造工业的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都将依赖模具完成。因此，模具工业已经成为国民经济的重要基础工业。

模具工业发展的关键是模具技术的进步，模具技术有涉及到许多学科的交叉。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已经

成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。世界上许多国家，特别是一些工业发达的国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具工业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平，已经取得了显著的经济效益。美国是世界超级经济大国，也是世界模具工业领先的国家，早在20世纪80年代末，美国模具行业就有一万两千多个企业，从业人员有十七万之多，模具总产值叨叨64.47亿美元。日本模具工业是从1957年开始发展起来的，当年模具总产值仅有106亿日元，到1998年总产值已经超过4.88万亿日元，在短短的40余年内增加了460多倍，这也是日本经济能飞速发展并在国际市场上占有一定优势的重要原因之一。

纵观世界经济的发展，模具工业在经济繁荣和经济萧条时代都不可或缺。经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具能跟上；而经济发展滞缓时期，产品不畅销，企业必然千方百计开发新产品，这同样会给模具带来强劲的需求。因此，模具行业是一个经久不衰的工业[4]。

2、我国模具技术的现状及发展趋势

我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有很大差距，但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。据统计，我国现有模具生产厂家近两万家，从业人员有50万人[5]。但总体上看，自产自用占主导地位，商品化模具近卫1/3左右，国内模具生产仍供不应求，特别是精密、大型、复杂、长寿命模具，仍主要依赖进口。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占总量的20%左右，其中，中高档模具进口比例达到40%以上，因此我国模具产业任重而道远。可喜的是近年来我国的模具技术和水平也取得了长足的进步主要表现在一下方面[6]：

1)研究开发模具新钢种及硬质合金、钢结硬质合金等新材料，一些新的热处理工艺，延长了模具的使用寿命。

2)开发了一些多工位级进模和硬质合金模等新产品，并根据国内生产需要研制了一批精密塑料注射模。

3)研究开发一些模具加工新技术和新工艺，如三维曲面数控、仿形加工；模具钢的超塑性成形技术和各种快速制模技术等。

4)模具加工设备已得到较大发展，国内已能批量生产精密坐标磨床、计算机

数字控制(CNC)铣床、CNC电火花线切割机床和高精度电火花成形机床等。

5)模具计算机辅助设计和制造已在国内开发和应用。

我国的模具技术虽然得到了较大的发展，但仍然还需花费大量资金向国外进口模具，其原因是：

1)专业化生产和标准化程度低。

2)模具品种少，生产效率低、经济效益较差。

3)模具生产制造周期长、精度不高，制造技术落后。

4)模具寿命短，新材料使用量少。

5)模具生产力量分散、管理落后。

根据我国模具技术发展的现状及存在问题，今后的发展方向为：

1)开发和发展精密、复杂、大型、长寿命的模具，以满足国内外市场的需要。

2)加速模具的标准化和商品化，以提高模具质量，缩短模具生产周期。

3)大力开发和推广应用模具CAD/CAM技术，提高模具制造的自动化程度。

4)积极开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料。

5)发展模具加工成套设备，以满足高速发展模具工业的需要。

二、模具制造的基本要求和特点

1、模具制造的要求

(1)制造精度高为了生产合格的产品和发挥模具的效能，设计、制造的模具必须具有较高的精度。模具的精度主要是由模具零件精度和模具结构的要求来决定的。为了保证制品精度，模具工作部分的精度通常要比制品精度高2—4 级；模具结构对上、下模之间的配合有较高要求，因此组成模具的零件都必须有足够的制造精度[7,8]。

(2)使用寿命长

(3)制造周期短模具制造周期的长短主要取决于制模技术和生产管理水平的高低。为了满足生产需要，提高产品竞争能力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具制造周期。

(4)模具成本低模具成本与模具结构的复杂程度、模具材料、制造精度要求及加工方法等有关，必须根据制品要求合理设计模具和制订其加工工艺。