淺析機(jī)械模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

白仲凱

【摘 要】機(jī)械模具工業(yè)是我國制造業(yè)的重要組成部分，機(jī)械模具技術(shù)水平的高低關(guān)系到我國制造業(yè)的發(fā)展水平。機(jī)械模具技術(shù)作為多科學(xué)技術(shù)融合發(fā)展的產(chǎn)物，受計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)的影響，不斷朝著創(chuàng)新化、信息化、智能化以及一體化的方向發(fā)展。本文從設(shè)計(jì)技術(shù)和制造技術(shù)兩個(gè)方面簡單分析了機(jī)械模具技術(shù)的現(xiàn)狀，并探討了機(jī)械模具技術(shù)的發(fā)展趨勢。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械模具；現(xiàn)狀；發(fā)展

引言：

近年來，我國科技水平有了很大提升，機(jī)械模具技術(shù)也得到迅速發(fā)展，其在制造過程中，對各方面提出更高的要求，其中包括結(jié)構(gòu)繁瑣度、行面復(fù)雜度等等。模具具有較多的特點(diǎn)在制造模具過程中，通常需要在較短的時(shí)間內(nèi)完成，生產(chǎn)周期相對比較緊張，且對生產(chǎn)技術(shù)方法有著較高的要求。傳統(tǒng)的機(jī)械模具技術(shù)已經(jīng)無法滿足時(shí)代的發(fā)展需求，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國的模具行業(yè)獲得快速發(fā)展，機(jī)械模具技術(shù)融入計(jì)算機(jī)技術(shù)等先進(jìn)的科技技術(shù)，優(yōu)化了模具的設(shè)計(jì)及加工處理工作，對于我國工業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高具有重要的促進(jìn)作用。

一、機(jī)械模具技術(shù)現(xiàn)狀

隨著工業(yè)科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在機(jī)械模具制造中的應(yīng)用越來越廣泛，并成為了機(jī)械模具工業(yè)制造改革的關(guān)鍵技術(shù)，大大提高了工業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量和效率。關(guān)于機(jī)械模具技術(shù)現(xiàn)狀的分析，具體分析如下：

（一）設(shè)計(jì)技術(shù)

1.CAD技術(shù)

三維的CAD造型軟件，例如CATIA、UG等，提供了便利的設(shè)計(jì)平臺，而它們當(dāng)中顯示效果的逼真、編輯修改能力以及曲面造型的強(qiáng)大都能讓設(shè)計(jì)者輕松的將自己設(shè)計(jì)意圖表現(xiàn)出來。并且其制品的體積以及質(zhì)量等物理參數(shù)都會進(jìn)行計(jì)算以及保存，也在一定程度上為后面將要進(jìn)行的模具分析與設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，這些軟件也會有獨(dú)立的設(shè)計(jì)模板，也能將模具的分型面工具很好的提供，即使成型的零件非常復(fù)雜也能自行生成，并且在標(biāo)準(zhǔn)的零件庫、典型結(jié)構(gòu)以及模架庫中的品種都非常的齊全，并且調(diào)用也相對較簡單，提高了模具設(shè)計(jì)效率。

2.CAE技術(shù)

CAE即計(jì)算機(jī)輔助工程，通過計(jì)算機(jī)輔助求解復(fù)雜工程或產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、熱傳導(dǎo)、彈塑性以及動態(tài)響應(yīng)等力學(xué)性能，并由此得出近似數(shù)值，從而完成性能設(shè)計(jì)優(yōu)化的分析方法。現(xiàn)行的CAE軟件大致可以分為兩類，即通用CAE軟件和專用CAE軟件。其中，通用CAE軟件可以針對多種類型的工程或產(chǎn)品物理、理學(xué)性能進(jìn)行模擬分析和評價(jià)優(yōu)化，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新的輔助軟件；而專用CAE軟件更多的是針對特殊類型的工程或產(chǎn)品進(jìn)行性能分析、預(yù)測及優(yōu)化。

3.CAM

CAD或CAE設(shè)計(jì)中，還需要應(yīng)用CAM技術(shù)，自行生成NC代碼，以此實(shí)現(xiàn)機(jī)械模具的數(shù)字化制造。比如，在應(yīng)用Pro/E制造注射模的時(shí)候，制造好的注射模模型必須要通過CAE的優(yōu)化以及評估分析以后，再以此進(jìn)行刀具軌跡的仿真以及生成，以此形成數(shù)控加工的代碼，對數(shù)控機(jī)床的加工進(jìn)行有效控制。而這一種方法會造成工藝、模具、造型的制造都將3D數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，以此使數(shù)據(jù)共享能夠?qū)崿F(xiàn)，制造效率不僅能有效提高，還能確保質(zhì)量，使成本大幅度降低。

（二）制造技術(shù)

1.激光技術(shù)

在模具制造中激光技術(shù)應(yīng)用也較為廣泛，比如：特殊模具及快速成型等方面。在模具制造業(yè)中應(yīng)用激光技術(shù)包括刻字、打孔及激光切割，目前的激光技術(shù)還是有很多地方需要完善，可以以此設(shè)計(jì)一些復(fù)雜程度更強(qiáng)的原型，使制造成本能有效降低，經(jīng)濟(jì)效益也能得以增長，生產(chǎn)周期也可相應(yīng)縮短。

2.銑削加工技術(shù)

銑削加工技術(shù)的應(yīng)用方面也比較突出，這是和車削加工技術(shù)有著不同的加工制造技術(shù)。這一技術(shù)的應(yīng)用能對工件上實(shí)施凹凸面以及曲面實(shí)施加工，在技術(shù)難度上有著提高，對加工的范圍也比較廣泛。曲面的模具加工在實(shí)際應(yīng)用上比較廣泛化，在加工的主要范圍也是最復(fù)雜化的，具體的模具加工過程中，主要是對內(nèi)部曲面的加工。

3.數(shù)控電火花技術(shù)

機(jī)械模具數(shù)據(jù)加工制造技術(shù)中的數(shù)控電火花技術(shù)，也是比較重要的制造技術(shù)。快速成型加工中對數(shù)控電火花技術(shù)的應(yīng)用有著精度高的特征，在編程方面的難度也能有效降低。各種直壁的模具加工當(dāng)中對線切割技術(shù)的應(yīng)用比較突出，在沖壓模具凹凸模以及火電花加工中對電極的應(yīng)用。在這一技術(shù)的應(yīng)用范圍方面，對模具成形的速度能夠提高，加工手段比較低，但是加工的效果比較好，有助于模具加工制造質(zhì)量水平的提高。

二、機(jī)械模具技術(shù)的發(fā)展趨勢

（一）協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)

隨著社會發(fā)展，社會分工越來越細(xì)，技術(shù)的交叉創(chuàng)新是必然趨勢。在模具行業(yè)，為縮短產(chǎn)品的上市時(shí)間，設(shè)計(jì)產(chǎn)品與模具設(shè)計(jì)應(yīng)同步進(jìn)行，這就要求相關(guān)研究人員要協(xié)同設(shè)計(jì)，在制造過程中所采用的CAD系統(tǒng)不同會造成設(shè)計(jì)與產(chǎn)品不符，這就要求不同的CAD系統(tǒng)間能夠交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)CAD系統(tǒng)間的協(xié)同能力。此外，可以采用公共服務(wù)平臺ASP模式的協(xié)同制造聯(lián)盟，中小企業(yè)可以通過較少的資金投入獲得享受網(wǎng)絡(luò)平臺的諸多好處，不同企業(yè)根據(jù)自己的實(shí)力進(jìn)行定位，在聯(lián)盟中貢獻(xiàn)自己的力量，同時(shí)共享聯(lián)盟帶來的益處。

（二）一體化

隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在進(jìn)行不斷融合，各個(gè)領(lǐng)域中的技術(shù)也在互相滲透，而機(jī)械模具技術(shù)一體化就是整合了電子技術(shù)與機(jī)械設(shè)備，讓電子運(yùn)輸、機(jī)械模具、自動化及網(wǎng)絡(luò)信息等技術(shù)能進(jìn)行綜合應(yīng)用，以此來服務(wù)模具工業(yè)。在機(jī)械模具技術(shù)一體化中不僅包括技術(shù)，同時(shí)還包括產(chǎn)品，如果技術(shù)研究脫離了產(chǎn)品，那么就沒有任何實(shí)質(zhì)性的意義，缺少了產(chǎn)品的研究是毫無價(jià)值的。應(yīng)用現(xiàn)代的一體化技術(shù)所生產(chǎn)的高質(zhì)量產(chǎn)品是機(jī)械模具一體化技術(shù)研究的最終目的。

（三）創(chuàng)新化

知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代，人們越來越重視解放思想、創(chuàng)新發(fā)展。市場經(jīng)濟(jì)條件下，我國的社會分工越來越細(xì)致、明確，人們對機(jī)械模具技術(shù)的效率要求不斷提高，以往單一的學(xué)科知識與技術(shù)已然難以跟上現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)發(fā)展的快節(jié)奏了，因此，多學(xué)科交叉融合成為了機(jī)械模具技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展的重要?dú)v程。例如，當(dāng)代3D打印技術(shù)在機(jī)械模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用，使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更加直觀、形象地呈現(xiàn)出來，大大降低了機(jī)械模具的研發(fā)成本和出錯(cuò)率。

（四）智能化

現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)技術(shù)在很多領(lǐng)域中都有涉及到，所以模具技術(shù)也慢慢走向了智能化。在計(jì)算機(jī)中將程序命令輸入進(jìn)去，就可以對機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作進(jìn)行控制，這樣不僅能使大規(guī)模生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)，還能使資源得到優(yōu)化，財(cái)力及物力也能有效節(jié)省。不過現(xiàn)階段智能市場的整體成熟度還是不夠，即使有相應(yīng)的規(guī)模，卻仍有很多問題存在于模具行業(yè)中。

（五）網(wǎng)絡(luò)化

隨著當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，信息資源共享將給人們與企業(yè)帶來便捷，對促進(jìn)各國領(lǐng)域的發(fā)展起著重要作用。因此，機(jī)械模具技術(shù)在未來要逐步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化，將FMS系統(tǒng)與CIMS系統(tǒng)應(yīng)用于模具數(shù)控加工中，并借助互聯(lián)網(wǎng)平臺上的網(wǎng)絡(luò)接口，對數(shù)控加工的技術(shù)診斷、遠(yuǎn)程監(jiān)控有著良好效果。另外，網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)控加工系統(tǒng)的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)資源在全世界的共享。

三、結(jié)束語

綜上所述，現(xiàn)階段我國模具技術(shù)的發(fā)展越來越快，對比改革前，我國與發(fā)達(dá)國家的模具技術(shù)的差距不斷縮短。在高新技術(shù)的推動下，我國模具制造業(yè)要秉持創(chuàng)新發(fā)展的理念，不斷引進(jìn)和完善機(jī)械模具技術(shù)，進(jìn)行協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)，朝著一體化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展，打造具有中國特色的模具設(shè)計(jì)制造模式，推動我國制造業(yè)的快速發(fā)展。

【參考文獻(xiàn)】

[1]沈宇辰.機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2016，（11）：178-179.

[2]龍正東.關(guān)于機(jī)械模具技術(shù)分析[J].橡塑技術(shù)與裝備，2016，42（08）：61-62.

[3]卞宏山.機(jī)械模具技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展方向[J].才智，2013，（12）：326.