模具與現(xiàn)代制造技術

周宏遠（邵陽學院機械與能源工程系，湖南　邵陽　422000）

模具與現(xiàn)代制造技術

周宏遠
（邵陽學院機械與能源工程系，湖南邵陽422000）

現(xiàn)代模具的形狀及結構逐漸趨于多元化和復雜化，具有的技術含量相當之高。傳統(tǒng)的模具制造工藝已經(jīng)難以滿足時代發(fā)展需求，而市場需求又決定著現(xiàn)代模具制造業(yè)必須具有智能化、自動化等特點。在此背景下，本文分析了現(xiàn)代模具制造技術的發(fā)展方向，以求為模具制造業(yè)的發(fā)展提供幫助。

模具；加工技術；發(fā)展方向

現(xiàn)代制造技術的發(fā)展對經(jīng)濟的增長起到了至關重要的作用，而作為其重要組成部分的模具制造技術，正在逐漸適應時代發(fā)展潮流，向智能化、自動化和集成化方向發(fā)展，具體表現(xiàn)在模具的超精密加工技術，模具的激光快速成型技術，模具的CAD/CAM 技術，模具的精密成形技術，模具在設計中采用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程的動態(tài)模擬技術，數(shù)控技術和模具的CIMS 技術等方面。

1　高速銑削加工技術

高速銑削加工技術具有較高的精度和效率，能夠減少切削產(chǎn)生的熱量，彌補了傳統(tǒng)技術加工時工作面處溫度上升和變形較大的不足，有利于溫度敏感材料的加工作業(yè)，又延長了刀具的使用壽命。此外，高速銑削加工時切削深度及力度都較小，能夠大大提高零件的表面質量，在薄壁零件的加工方面發(fā)揮著重要作用。利用高速銑削加工技術可以提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品的精度和質量。隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，高速銑削加工技術也更加趨于智能化、自動化，在模具制造領域發(fā)揮重要作用。

2　電火花銑削技術

在電加工機床的自動化、智能化程度以及性能上，國外的研究水平已經(jīng)相當先進。目前國際上普遍關注的是電火花銑削加工技術的發(fā)展，其具有減少材料性能影響、降低模具制造成本等優(yōu)點，利用高速旋轉的管狀電極進行二維或三維的加工作業(yè)，彌補了傳統(tǒng)技術需要實現(xiàn)準備成型電極的不足。在人們對安全重視程度提高的背景下，電火花加工技術的危險控制和防范備受人們關注。歐共體對電火花加工機床具有嚴格的安全性要求，必須經(jīng)過CE（Conformite Europeenne）認證的電火花加工機床才能夠進入市場。電火花加工技術最大的安全問題就是輻射，它對員工的健康和環(huán)境造成不可恢復的傷害。隨著國際上對安全環(huán)保概念的重視，增加電火花加工技術的安全性和環(huán)保性成為科研人員必須攻克的難題。

3　新一代模具　CAD/CAM 軟件技術

當前，歐美等發(fā)達國家和我國科研人員研究的模具軟件具有智能化、自動化和集成化等優(yōu)點和明亮的應用前景。隨著計算機技術的飛速發(fā)展，模具CAD/CAM 軟件技術也已達到較高的水平。與傳統(tǒng)設計方法不同，模具軟件技術更加注重對先進技術和理念的應用，綜合考慮時代發(fā)展和市場需求等影響影響因素，以豐富知識和實例為基礎，增加先進技術的應用力度，使設計結果更具科學性和安全性。新一代模具CAD/CAM 軟件技術將豐富的理論知識和實踐與計算機先進技術相結合，獲取模具結構設計時的各方面信息，以便對模具制造的檢測、評估和數(shù)字化精準加工。隨著科技的發(fā)展，市場需求表現(xiàn)出多元性，以往僅以功能模塊完整程度作為評估軟件性能指標的方法已經(jīng)遭到摒棄。目前，對軟件性能方面的評估還要綜合考慮功能模塊是否方便信息的互享與收集、共用同一數(shù)據(jù)模型、有利于模具的設計和生產(chǎn)等一系列流程的因素。

4　快速模具制造技術

先進的快速模具制造技術主要包括激光快速成型和無模多點成形技術兩種，下面對兩種技術進行詳細的介紹和分析。

4.1激光快速成型技術（RPM ）

激光快速成型技術（RPM ）是指利用CAD/CAM等軟件建立的三維模型，運用數(shù)字化技術控制激光進行加工，最后得到實體模型的技術。我國在此項技術上的研究已經(jīng)達到較高的水平，并逐漸將其應用于商業(yè)生產(chǎn)領域。國際上應用于商業(yè)生產(chǎn)領域的快速成型技術主要有分層實體制造（LOM）、熔融沉積成形（FDM）、選擇性激光燒結（SLS）、和三維打印技術（3DP）等。我國激光快速成型技術的研究與發(fā)展要歸功于清華大學。其在引進美國的立體光刻或稱光敏樹脂激光固化（SLA250）技術和設備的基礎上，不斷分析研究，開發(fā)了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”，對我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展起到了至關重要的作用。

4.2無模多點成形技術

無模多點成形技術通過對一系列排列整齊、高度可調的基本體精準控制的方式，實現(xiàn)材料的三維曲面成型，具有較高的經(jīng)濟性和生產(chǎn)效率。國內無模多點成形技術的研究重任主要是由吉林大學承擔。目前，該高校已經(jīng)將我國無模多點成形技術提升至國際先進水平，并設計制造了具有自主知識產(chǎn)權的無模多點成形設備。

5　現(xiàn)場化的模具檢測技術

隨著模具設計制造對精度要求的提高，模具檢測技術也成為了人們關注的重點。傳統(tǒng)模具檢測技術很容易受到環(huán)境等因素的限制，對檢測結果的準確性造成不利影響。目前，模具檢測時一般采用新一代三坐標測量機，其不僅具有良好的適應性和安全性，還能對溫差進行控制，降低振動等因素的影響，保證檢測結果的高準確性。

6　模具拋光技術

人們在提高模具功能要求的同時，還特別重視模具的表面質量。國內模具拋光技術僅能達到Ra0.05μm級別，還不能滿足光學儀器、相機鏡頭等精密零部件的透明度和精度要求，部分材料及工藝不得不從國外進口和引進，對我國的經(jīng)濟的發(fā)展起到了阻礙作用。未來對模具拋光技術的研究必定成為科研人員的重要任務。

7　結語

現(xiàn)代制造技術中需要大量的模具，兩者之間相互促進，共同發(fā)展，現(xiàn)代制造技術刺激了模具技術的發(fā)展進步，模具技術的發(fā)展進步反過來又改進和提高現(xiàn)代制造技術。應該在時代發(fā)展的背景下，利用現(xiàn)代科技，促進模具和現(xiàn)代制造技術的發(fā)展。

［1］趙丹陽，宋滿倉.模具現(xiàn)代制造技術綜述［J］.模具制造，2013（08）.

［2］鄧明，杜麗偉，趙偉霖.現(xiàn)代模具制造技術的現(xiàn)狀及其發(fā)展［J］.模具制造，2014（05）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.215

周宏遠（1994-），男，湖南永州人，本科，研究方向：機械設計制造及其自動化（現(xiàn)代制造方向）。