我眼中的模具制造新技術(shù)

【摘 要】模具作為一種工具，是現(xiàn)代工藝生產(chǎn)中重要的工藝裝備之一，在機械行業(yè)中起著非常重要的作用。模具制造技術(shù)的迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)不可缺少的一個重要組成部分。模具CAD/CAM/CAE軟件技術(shù)、高速銑削加工（第三代制模技術(shù)）、虛擬制造技術(shù)、模具激光快速成型技術(shù)、合成樹脂模具制造技術(shù)、現(xiàn)場化的模具檢測技術(shù)、鏡面拋光的模具表面工程技術(shù)等，幾乎覆蓋了所有現(xiàn)代模具制造技術(shù)，模具生產(chǎn)已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)大規(guī)模化、專業(yè)化的一個重要手段。

【關(guān)鍵詞】模具；制造；技術(shù)

模具是一種專用的工業(yè)設(shè)備，屬于精密機械產(chǎn)品，廣泛用于機械、電子、電器、輕工、國防、農(nóng)業(yè)、航天、航空等行業(yè)。借助模具能節(jié)約材料、降低成本、提高生產(chǎn)率，因此在我國各行各業(yè)均得到廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的迅速發(fā)展，對模具的使用壽命、尺寸精度、表面質(zhì)量等不斷提出了新的更高的要求。模具設(shè)計與制造技術(shù)在國民經(jīng)濟中的地位十分重要，對模具制造技術(shù)的要求也將越來越高。

現(xiàn)代模具制造技術(shù)的發(fā)展越來越快，朝著加快信息驅(qū)動、提高制造柔性、敏捷化制造及系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展。

一、模具CAD/CAM/CAE軟件技術(shù)

模具CAD/CAE/CAM軟件技術(shù)由多國聯(lián)合開發(fā)，是一項利用計算機作為主要技術(shù)手段通過生成和運用各種數(shù)字信息與圖形信息，幫助人們完成產(chǎn)品設(shè)計與制造的技術(shù)。該軟件技術(shù)作為模具制造輔助工具是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，它借助計算機對產(chǎn)品工藝、模具結(jié)構(gòu)、成型加工等進行設(shè)計和優(yōu)化，能有效減少模具設(shè)計與制造周期、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量。

模具CAD/CAM/CAE軟件技術(shù)的集成，能實現(xiàn)數(shù)字信息處理的高度一體化，將設(shè)計結(jié)果直接用于數(shù)控仿真和生成數(shù)控加工程序，傳輸至數(shù)控機床進行自動加工，達到優(yōu)化結(jié)構(gòu)、提高效率、提高質(zhì)量、降低成本的目的。

二、高速銑削加工（第三代制模技術(shù)）

高速銑削加工技術(shù)已成為國內(nèi)外先進的制造加工技術(shù)，它向著靈敏化、智能化、集成化方向發(fā)展，因為高速銑削加工不但具有加工速度高、加工精度高以及表面質(zhì)量好，而且與傳統(tǒng)的切削加工相比具有溫度升高低，熱變形小等特點，特別適宜于如鎂合金等對溫度和熱變形敏感的材料的加工。

切削力小，適合于加工薄壁及剛性差的零件；如果加工者合理選擇刀具及合適的切削量，則還可以加工硬度高達HRC60的材料。

三、虛擬制造技術(shù)

虛擬制造作為一種新的制造技術(shù)以信息技術(shù)、仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)為支持，可虛擬產(chǎn)品設(shè)計、制造等。

（一）虛擬產(chǎn)品設(shè)計，提高設(shè)計效率，盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的問題，優(yōu)化產(chǎn)品的設(shè)計。（二）虛擬產(chǎn)品制造，運用計算機仿真技術(shù)，對零件的加工方法、加工工序、工裝的選用、工藝參數(shù)的選用、加工工藝性、裝配工藝性、配合件之間的配合性、連接件之間的連接性、運動構(gòu)件的運動性等均可建模仿真，可以提前發(fā)現(xiàn)加工缺陷、裝配問題，從而能夠優(yōu)化制造過程，提高加工效率。（三）虛擬生產(chǎn)過程，通過計算機仿真優(yōu)化生產(chǎn)過程，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。

四、電火花創(chuàng)成加工技術(shù)

電火花創(chuàng)成加工技術(shù)是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，是用高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣）。因此，不再需要制造復(fù)雜的成型電極。

日本三菱公司推出的EDSCAN8E電火花創(chuàng)成加工機床能進行電極損耗自動補償，在計算機上為機床開發(fā)專用CAM系統(tǒng)，能與AutoCAD等通用，可進行在線精度測量以保證高精度加工，為了確認加工形狀有無異常或殘缺，CAM系統(tǒng)還可實現(xiàn)仿真加工。

五、模具激光快速成型技術(shù)

激光快速成型技術(shù)（RPM）迅猛發(fā)展，我國已達到國際水平，并逐步實現(xiàn)商品化。世界上已經(jīng)商業(yè)化的快速成形工藝主要有SLA（立體光刻）、LOM（分層分體制造）、SLS（選擇性激光燒結(jié)）、3D-P（三維印刷）。

清華大學(xué)最先引進了美國3D公司SLA250（立體光刻或稱光敏樹脂激光固化）設(shè)備與技術(shù)并進行開發(fā)研究，經(jīng)幾年努力，多次改進，推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”（擁有分層實體制造-SSM、熔融擠壓成型-MEM），具有較好的性能價格比。

六、合成樹脂模具制造技術(shù)

合成樹脂模具制造技術(shù)作為一種新型技術(shù)，已在汽車產(chǎn)品試制中得到成功應(yīng)用，大大降低了生產(chǎn)成本。

一汽模具制造有限公司設(shè)計制造了12套樹脂模具用于轎車的改型試制，這12套模具分別是行李箱、發(fā)動機罩、前后左右翼子板等大型復(fù)雜內(nèi)外覆蓋件的拉延模具，其主要特點是模具型面以CAD/CAM加工的主模型為基準(zhǔn)，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形，凸凹模間隙采用進口專用蠟片準(zhǔn)確控制，模具的尺寸精度高，制造周期可縮短二分之一至三分之二，總模具制造費用可節(jié)省1000萬元左右。

七、鏡面拋光的模具表面工程技術(shù)

鑒于模具屬于精密機械產(chǎn)品，我們常采用模具拋光技術(shù)提高模具表面質(zhì)量，目前，國內(nèi)模具拋光至Ra0.05μm的拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝，可以基本滿足需求，而要拋光至Ra0.025μm的鏡面拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝還需摸索。

作為模具制造過程中的重要工藝，模具材料的合理選擇是關(guān)鍵，鏡面模具材料在冶煉時要求采用真空脫氣、氬氣保護鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進工藝，使鏡面模具鋼具內(nèi)部缺陷少、雜質(zhì)粒度細、彌散程度高、金屬晶粒度細、均勻度好等優(yōu)點，以達到拋光至鏡面的模具鋼的要求。

八、結(jié)束語

實踐證明， 模具CAD/CAM/CAE軟件技術(shù)、高速銑削加工（第三代制模技術(shù)）、虛擬制造技術(shù)、電火花線切割電鑄加工、模具激光快速成型技術(shù)、合成樹脂模具制造技術(shù)、現(xiàn)場化的模具檢測技術(shù)、鏡面拋光的模具表面工程技術(shù)等，幾乎覆蓋了所有現(xiàn)代制造技術(shù)，可以提供制品優(yōu)化設(shè)計方案，指導(dǎo)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量，縮短設(shè)計周期，體現(xiàn)了模具制造技術(shù)的優(yōu)越性。

作者簡介：婁美，女（漢族），湖南衡陽技師學(xué)院模具系，講師，主要從事模具專業(yè)課程教學(xué)工作。

參考文獻：

[1]周菊蘭、李云梅主編.《模具制造技術(shù)》.化學(xué)工業(yè)出版社.2016

[2]曾斌主編.《模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)》.第二版.電子工業(yè)出版社.2015

[3]王勻主編.《模具CAD/CAE/CAM》.機械工業(yè)出版社，2011.