模具設計與制造現(xiàn)狀及趨勢

時間:2022-02-07 10:57:22

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模具設計與制造現(xiàn)狀及趨勢

摘要:工業(yè)的現(xiàn)代化離不開模具的應用。模具設計制造水平對于工業(yè)生產(chǎn)具有重要的意義。目前,在模具設計及制造現(xiàn)狀中,模具的生產(chǎn)在逐步實現(xiàn)精密化和大型化,同時也在不斷的應用先進的高科技技術。其未來發(fā)展必然向更加精密更大型化的方向發(fā)展,同時對于環(huán)保因素的重視程度也將越來越高,模具的設計和制造將向更高技術含量發(fā)展。本文將對模具設計及制造的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢進行分析和探討。

關鍵詞:模具;設計制造;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

設計和制造模具的過程也就是將應用原材料生產(chǎn)模具的過程。這一過程中主要包括了在確定了模具的結構方案后進行模具的設計,并確定加工工藝的流程,以及生產(chǎn)、裝配和檢驗包裝等環(huán)節(jié)。模具設計和制造的內(nèi)容主要包括的就是模具設計以及模具制造這兩方面。在模具的設計中包括沖壓模及塑料膜的設計等,在模具的制造中既有傳統(tǒng)加工的切削鑄造等工藝,也有新興的一些現(xiàn)代化的特種加工工藝。在我國的現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的過程中,模具具有重要的作用,大量的設備都需要應用模具對相關零件進行制造成型。目前的現(xiàn)代化模具既能夠對應用與微電子等元器件上的極其精細的部件進行成型,也能夠生產(chǎn)大型的機電設備零件。應用模具進行生產(chǎn)制造能夠按照產(chǎn)品的不同要求生產(chǎn)出各種形狀及尺寸的零件,且零件能夠達到較高的尺寸精度及互換性,生產(chǎn)的效率也大大提高,能夠進行大批量的生產(chǎn)。因此要充分了解并掌握模具設計和制造的現(xiàn)狀,并對其發(fā)展趨勢加以研究和預判。

1設計及制造模具的現(xiàn)狀

1.1設計不同種類模具的方式。1.1.1設計沖裁模。首先要對沖裁件進行數(shù)據(jù)分析,盡量節(jié)省材料,并對生產(chǎn)方式加以簡化,讓模具的生產(chǎn)更加便捷,操作程序更加簡單,以促進產(chǎn)品質量和使用壽命的提高。然后要根據(jù)產(chǎn)品分析的結果設計加工的方案,以保證沖裁的加工順序和組合方式。最后對數(shù)據(jù)進行計算。1.1.2設計橡膠的硫化模。通常硫化模的設計需要三個步驟。在設計前要進行準備,主要是了解設計大致的內(nèi)容,對塑件材料主要的性能進行測試,以及規(guī)定成型的標準。然后進行結構設計,主要是設計整體的結構草圖,確定型腔的數(shù)量、尺寸、結構以及脫模的方法等。最后要對圖案進行審核,檢查橡膠件的規(guī)模及尺寸,審核硫化設備以及模具圖樣和結構。1.2制造模具目前主要采用的加工方法。1.2.1加工實體層面的模具的方法。目前在模具加工中經(jīng)常使用的方法是電火花,其加工的主要原理是通過電火花形成局部的高溫,并發(fā)生相應的電蝕反應,從而對金屬進行切割,制造出產(chǎn)品所需要的規(guī)模和大小。1.2.2加工軟件層面模具的方法。在模型設計中使用CAD等計算機軟件進行設計。模型設計的其他方式還有虛擬模型的設計技術、快速模型的設計技術有限元的仿真和模型設計以及反求工程的技術??焖倌P偷脑O計技術是數(shù)控方式后又一次新技術的革命,未來也許會成為生產(chǎn)模具的一種發(fā)展趨勢。除表面建模的方式以外,還有冷擠壓、超塑性的成型建模以及澆筑建模等方式。目前,相關技術還在不斷的完善和更新。反向工程的方式是對需要加工的物品限進行數(shù)據(jù)的掃描,將其轉化為CAD數(shù)據(jù),在將相關數(shù)據(jù)輸入CAD等軟件工具中對產(chǎn)品進行設計或改造。這是目前在模具的制造中較為常見的方式。

2模具設計和制造發(fā)展的趨勢

2.1模具生產(chǎn)將向專業(yè)化和規(guī)?;较虬l(fā)展。現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)將向著更加專業(yè)化的方向發(fā)展,且生產(chǎn)的規(guī)模會逐漸擴大。生產(chǎn)的標準化為模具的應用的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件,能夠促使模具行業(yè)的整體水平得到明顯的提升,同時經(jīng)濟效率也將實現(xiàn)有效的提高,推動我國的機械生產(chǎn)逐步增加其技術含量。2.2制造模具技術發(fā)展的趨勢。在模具的制造過程中主要包括工藝技術和加工方式。隨著經(jīng)濟的發(fā)展和進步,工藝與技術這二者在模具的制造中的地位出現(xiàn)了變化。在很多西方的發(fā)達工業(yè)國家生產(chǎn)模具已經(jīng)由傳統(tǒng)加工技術向無人化的方式發(fā)展。然而我國目前還處于從機械制造階段向數(shù)控制造階段進行轉變的過程中。根據(jù)國際市場對模具制造的發(fā)展前景進行分析,可以明顯看到行業(yè)精致將越來越激烈,要增強市場競爭力就需要進一步提高產(chǎn)品的質量、降低生產(chǎn)的成本以及縮短生產(chǎn)的時間。因此必須采用高效率的設計方式,并積極應用自動化設備,通過模具的優(yōu)秀設計和快速成型設備的應用,能夠顯著提高生產(chǎn)穩(wěn)定性,并節(jié)約模具的生產(chǎn)成本。2.3加大應用數(shù)控化銑削機床的范圍。模具與普通零件不同,加工的難度比較大,且形狀比較多,其最大特點是加工型腔的自由曲面,在加工時主要使用銑削加工的方式進行加工。而傳統(tǒng)加工需要依賴于操作者的熟練度以及操作的技巧,對模具進行拋光打磨都具有很難的難度,不僅會使模具生產(chǎn)的時間增加,也無法保持穩(wěn)定的產(chǎn)品質量。目前開始在生產(chǎn)中應用數(shù)控機床,數(shù)控機床能夠很好的完成模具的生產(chǎn)中對型腔既自由曲面的加工,加工后的型腔規(guī)模和大小都更加接近產(chǎn)品所要求的形狀,從而減少了銑削所需的時間,也降低了靠模以及樣品生產(chǎn)的難度,提高了產(chǎn)品的質量,促進了生產(chǎn)效率的提升。2.4應用電加工的機床。電火花的制造方法可以實現(xiàn)一些銑削加工所難以解決的問題,從而使模具表面的質量達到生產(chǎn)的標準。其主要特點是制造的效率比較高,可以進行大量生產(chǎn),同時自動化設備的普及率比較高,能夠進行大規(guī)模模具的生產(chǎn),比較適合生產(chǎn)深型腔、深槽、多件和多型腔的制造。深型腔結構一般比較復雜,不僅型腔較深、過渡的右面比較復雜,還有一些對于所使用刀具的形狀有特殊的要求,所以很難保證產(chǎn)品形狀及尺寸的準確性,在進行加工時就需要應用電火花的方式。同時應用慢走絲線的切割機床能夠進一步提高級進膜和沖壓模的精度,從而更好的實現(xiàn)了精密儀器的制造。一些機床還擁有上下異型和大錐度的性能,能夠制造一些特殊的模具。另外,自動定位及自動穿絲等技術可以使操作更為簡便,并且能夠在無人化加工中使用。2.5模具制造新工藝的發(fā)展。在新的塑料成型工藝中的以氣體輔助的注射成型工藝具有制品的翹曲變形比較少,且注射的壓力比較低、易于成型以及表面好等優(yōu)點,既能夠保證產(chǎn)品的質量,又可以大幅度的降低成本,在國外是一種比較成熟的技術。我國目前在家電以及汽車制造行業(yè)中開始廣泛的進行使用。

3總結

現(xiàn)在對于產(chǎn)品概念不再局限于實現(xiàn)產(chǎn)品功能,還要求產(chǎn)品的外觀美觀、豪華、精致,具有較高的技術含量,同時還應實現(xiàn)綠色化。為了滿足市場對于產(chǎn)品需求的多樣化,在設計加工時應盡量具有獨特的造型,并能夠批量生產(chǎn)精良的產(chǎn)品。這就要求在模具的設計與制造中必須提高其技術含量,使模具的制造難度增加。因此要對模具的現(xiàn)狀以及發(fā)展的趨勢做到及時的了解,才能找出差距所在,制定明確的發(fā)展目標,從而促進模具設計與制造技術的提高,隨著信息技術和計算機等技術的發(fā)展,更多先進的制造技術將被應用于模具的制造業(yè)中,推動模具技術的進一步發(fā)展。制模技術的進步將推動制造業(yè)的整體發(fā)展,因此我國應在這一領域加大投入的力度,積極借鑒和吸收國際上的先進技術,并研發(fā)出更加適應我國國情的模具制造技術,才能滿足我國市場的需要,讓企業(yè)能夠獲得更大的經(jīng)濟效益,從而使我國的制造業(yè)實現(xiàn)良性發(fā)展。

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作者:何強 單位:貴陽萬江航空機電有限公司