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模具制造技術(shù)的發(fā)展趨勢

來(lái)源:合肥精密模塑 時(shí)間:2022/06/14 瀏覽:0

我國工業(yè)生產(chǎn)面臨產(chǎn)品種類(lèi)多、更新快和市場(chǎng)競爭激烈的挑戰,模具制造必須滿(mǎn)足交貨期短、精度高、質(zhì)量好、價(jià)格低等要求。當前我國模具技術(shù)發(fā)展趨勢主要體現在以下方面。

1.模具CAD/CAM/CAE技術(shù)全面普及

由於模具CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項較成熟的共性技術(shù),近年來(lái)此項技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度。有條件的企業(yè)應積極做好此項技術(shù)的深化應用工作,即開(kāi)展企業(yè)信息化工程,可從CAPP→PDM→CIMS→VR,逐步深化和提高。

2.快速原型制造及相關(guān)技術(shù)獲得更好發(fā)展

快速原型制造(RPM)技術(shù)是集精密機械制造、計算機、NC技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學(xué)最新發(fā)展的高科技技術(shù)。該技術(shù)可直接或間接用於模具制造,從模具的概念設計到制造完成,僅為傳統加工方法所需時(shí)間的1/3和成本的1/4左右。因此,快速制模技術(shù)與快速原型制造技術(shù)的結合,將是傳統快速制模技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的方向。

3.高速銑削加工得到更廣泛應用

高速銑削加工與傳統切削加工相比,還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。使用高速銑削,可縮短模具制造周期,降低成本。

4.模具高速掃描技術(shù)作用愈加顯著(zhù)

模具高速掃描及數字化系統在逆向工程中發(fā)揮了更大作用。高速掃描機和模具掃模系統已在我國200多個(gè)模具廠(chǎng)點(diǎn)得到應用,取得良好效果。該系統提供了從模型或實(shí)物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能,在很大程度上縮短了模具的研制制造周期。有些快速掃描系統,可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上。高速掃描機掃描速度最高可達3m/min。

5.電火花銑削加工技術(shù)將成發(fā)展趨勢

電火花銑削加工技術(shù)也稱(chēng)為電火花創(chuàng )成加工技術(shù),這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術(shù),它采用高速旋轉的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣),因此不再需要制造復雜的成型電板,這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應用,預計這一技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。

6.超精加工和復合加工應用前景可期

隨著(zhù)模具向精密化和大型化方向發(fā)展,加工精度超過(guò)1μm的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復合加工將大有用武之地。

7.熱流道技術(shù)開(kāi)始推廣

由於采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,并能大幅度節省制件的原材料和節約能源,所以廣泛應用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。國外熱流道技術(shù)的發(fā)展很快,塑料模具已有一半用上了熱流道技術(shù),有的廠(chǎng)甚至已達80%以上,效果十分明顯。國內近幾年來(lái)已開(kāi)始推廣應用,但總體還達不到10%,個(gè)別企業(yè)已達到30%左右。制訂熱流道元器件的國家標準,積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件,是發(fā)展熱流道技術(shù)的關(guān)鍵。

8.氣體輔助注射技術(shù)和高壓注射成形等工藝進(jìn)一步發(fā)展

氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝,它具有注射壓力低、制品翹曲變形小、表面質(zhì)量好以及易於成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn),可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,大幅度降低成本。國外已比較成熟,國內目前在汽車(chē)和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。

氣體輔助注射成形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮氣)注射成形兩部分,比傳統的普通注射工藝有更多的工藝參數需要確定和控制,而且氣體輔助注射常用於較復雜的大型制品,模具設計和控制的難度較大,因此,開(kāi)發(fā)氣體輔助成形流動(dòng)分析軟件,顯得十分重要。為了確保塑料件精度,將繼續研究發(fā)展高壓注射成形工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。

9.模具液壓成形技術(shù)進(jìn)一步開(kāi)拓應用

液壓成形工藝是模具漲形技術(shù)采用的一種工藝手段,過(guò)去在皮帶輪等類(lèi)似產(chǎn)品上應用頗廣,現已拓展到汽車(chē)行業(yè),用於零部件制造。該方法簡(jiǎn)化了模具結構和減少了副數,克服了常規成形過(guò)程中材料嚴重變薄的狀況,提高產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)大幅降低了生產(chǎn)成本。但由於成形工藝的限制,對某些沿縱軸截面彎曲變化大的構件尚不適用。另外,把成形介質(zhì)(高壓油)傳輸到板材或管件之間的引入問(wèn)題,也尚未得到很好的解決。因此,有待進(jìn)一步發(fā)展該工藝,以在更多領(lǐng)域得到開(kāi)拓應用。

10.模具標準化程度不斷提高

我國模具標準化程度在不斷提高,估計目前模具標準件使用覆蓋率已達到35%左右(國外發(fā)達國家一般約80%)。模具標準化工作必須進(jìn)一步強化,模具標準化程度的提高必將利於模具標準件的生產(chǎn)和銷(xiāo)售。

11.優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)受到重視

在整個(gè)模具價(jià)格構成中,材料所占比重不大,一般在10%—30%之間。因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。

12.模具研磨拋光向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展

模具表面的光整加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀(guān)質(zhì)量等方面均有較大的影響。因此,研究拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。此外,由於模具型腔形狀復雜,任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應注意發(fā)展特種研磨與拋光方法,如擠壓研磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光以及復合拋光工藝與裝備,以提高模具表面質(zhì)量?! 。保常>咦詣?dòng)加工系統的研制和發(fā)展

隨著(zhù)各種新技術(shù)的迅速發(fā)展,國外已出現了模具自動(dòng)加工系統。這也是我國長(cháng)遠發(fā)展的目標。模具自動(dòng)加工系統應有如下特徵:多臺機床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤(pán);有完整的機具、刀具數控庫;有完整的數控柔性同步系統;有質(zhì)量監測控制系統。

14.微銑削技術(shù)將成為高速銑削的未來(lái)

微型系統、微型模具和微型銑削對於微型零件的大量生產(chǎn)都是新穎且令人激動(dòng)的技術(shù)。微銑削(Micro-milling)使用非常小的刀具(直徑小於0.1mm)并能獲得非常小的曲面公差和高質(zhì)量的曲面精度,通用的NC軟件是不能達到這個(gè)精度的,所以制造商不得不面對以下巨大的挑戰:零件變形,復雜程度增加,必須以極高的精度加工微小特徵的工件,以及使用微米級的特殊刀具。微銑削是高速銑削的未來(lái),精通微精模具的公司將會(huì )擁有更強競爭力。

虛擬技術(shù)

15.虛擬技術(shù)得到發(fā)展

計算機和網(wǎng)絡(luò )的發(fā)展正使虛擬技術(shù)成為可能。虛擬技術(shù)可以形成虛擬空間環(huán)境,實(shí)現虛擬合作設計、制造,合作研究開(kāi)發(fā),及至建立虛擬企業(yè)。

6.汽車(chē)車(chē)身模具制造技術(shù)促進(jìn)行業(yè)整體水平提升

隨著(zhù)汽車(chē)朝著(zhù)輕量化、高速、舒適、風(fēng)格化發(fā)展,汽車(chē)車(chē)身模具要適應新型車(chē)身制造材料(如鋁合金、塑料等),向著(zhù)大型化、復雜化和高精度方向發(fā)展。為了更好的與車(chē)身生產(chǎn)相結合,模具生產(chǎn)部門(mén)除了模具設計制造外,還必須同時(shí)搞好開(kāi)發(fā)、協(xié)調車(chē)身設計、樣車(chē)制造、工藝設計等各個(gè)環(huán)節,模具企業(yè)整體素質(zhì)和綜合水平也因此得到提高?!」ぱb改造裝備高效優(yōu)質(zhì)模具

模具在制造業(yè)產(chǎn)品研發(fā)、創(chuàng )新和生產(chǎn)中所具有的獨特的重要地位,使得模具制造能力和水平的高低成為國家創(chuàng )新能力的重要標志。模具制造裝備是否精良直接關(guān)系到模具技術(shù)水平的高低。模具裝備行業(yè)的發(fā)展促進(jìn)了模具工業(yè)的進(jìn)步,後者也對加工設備提出了更多要求。羅百輝指出,隨著(zhù)模具制造更趨精細化,隨著(zhù)高速、復合、智能、環(huán)保等成為當前世界機床制造的主流趨向,模具制造對裝備、工藝提出了更高要求。要求數控機床滿(mǎn)足高速、高動(dòng)態(tài)精度、高剛性、熱穩定性、高可靠性,網(wǎng)絡(luò )化以及與之配套的控制系統均有個(gè)性化的特點(diǎn),各種先進(jìn)軟件對機床整體運行實(shí)現開(kāi)放性、兼容性。

當前機床設備制造企業(yè)圍繞以下幾方面進(jìn)行了相應的工裝改造,滿(mǎn)足模具的精密化和自動(dòng)化趨勢的發(fā)展要求。

1.機床大型化

模具成型零件的日漸大型化和零件的高生產(chǎn)率要求一模多腔,致使模具日趨大型化,大噸位的大型模具可達100噸,一模幾百腔、上千腔,要求模具加工設備具有大工作臺,同時(shí)加大Y軸Z軸行程,且具有大承重、高剛性,高一致性。

2.機床剛性高

模具加工的模具鋼材料硬度高,為了確保零件的加工精度和表面質(zhì)量,用於模具制造的高速機床必須有很高的動(dòng)、靜剛度,以提高機床的定位精度、跟蹤精度和抗振能力。

3.突出復合加工性能

對復雜型腔和多功能復合模具,隨著(zhù)制件形狀的復雜化,必須要提高模具的設計制造水平,多種溝槽、多種材質(zhì)在一套模具中成形或組裝成組件的多功能復合模具,就要求加工編程程序量大,具有高深孔腔綜合切削能力和高穩定性,提高了加工難度。

為了達到對3D曲面的高精度、高速度和高穩定性加工,多軸聯(lián)動(dòng),有良好的深孔腔綜合切削能力的機床采用了五軸聯(lián)動(dòng)加工中心,除了三個(gè)坐標的直線(xiàn)運動(dòng)外,還有兩個(gè)旋轉坐標的進(jìn)給運動(dòng)。銑頭或工作臺可以多軸聯(lián)動(dòng)進(jìn)行連續回轉進(jìn)給,從而適用於加工具有復雜型腔曲面的模具零件。

復合加工是模具加工的發(fā)展方向之一。雖然加工中心已能將許多機加工工序復合在一臺機床上實(shí)現,但這仍不能完全適應模具加工,將機械加工與電、化學(xué)、超聲波等不同原理加工方法進(jìn)行復合,兼備兩種以上工藝特點(diǎn)的復合加工在今後的模具制造中將有廣闊的應用前景。

4.具有高速銑削能力

模具加工的精細化使高轉速和大功率高速加工成為發(fā)展方向,高速銑削在模具加工中已顯示了極大優(yōu)越性。型腔和模具零件其他部件粗、精加工常常在工件一次裝夾中完成,故主軸功率要大,中等尺寸模具銑床和加工中心的主軸功率常為10~40kW,有的甚至更高。高速銑削具有的可加工高硬材料、加工平穩、切削力小、工件升溫變形小等諸多優(yōu)點(diǎn),也使得模具企業(yè)對高速加工日益重視。

5.動(dòng)態(tài)精度高安全環(huán)保

高動(dòng)態(tài)精度。機床的高剛性、熱穩定性、高可靠性、高動(dòng)態(tài)精度以及高品質(zhì)的控制系統的配合實(shí)現了模具的三維曲面高精度加工。

加工技術(shù)與綠色產(chǎn)品技術(shù)的結合將在企業(yè)采購設備時(shí)納入考慮范圍內。電加工機床的輻射、介質(zhì)選用將是安全、環(huán)保影響的因素,電火花銑削技術(shù)會(huì )在未來(lái)模具加工領(lǐng)域得到發(fā)展。

 
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