模具设计与制造现状及趋势

摘要：工业的现代化离不开模具的应用。模具设计及制造水平对于工业生产具有重要的意义。目前，在模具设计及制造现状中，模具的生产在逐步实现精密化和大型化，同时也在不断的应用先进的高科技技术。其未来发展必然向更加精密更大型化的方向发展，同时对于环保因素的重视程度也将越来越高，模具的设计和制造将向更高技术含量发展。本文将对模具设计及制造的现状和发展趋势进行分析和探讨。

关键词：模具；设计制造；现状；发展趋势

设计和制造模具的过程也就是将应用原材料生产模具的过程。这一过程中主要包括了在确定了模具的结构方案后进行模具的设计，并确定加工工艺的流程，以及生产、装配和检验包装等环节。模具设计和制造的内容主要包括的就是模具设计以及模具制造这两方面。在模具的设计中包括冲压模及塑料膜的设计等，在模具的制造中既有传统加工的切削铸造等工艺，也有新兴的一些现代化的特种加工工艺。在我国的现代化工业生产的过程中，模具具有重要的作用，大量的设备都需要应用模具对相关零件进行制造成型。目前的现代化模具既能够对应用与微电子等元器件上的极其精细的部件进行成型，也能够生产大型的机电设备零件。应用模具进行生产制造能够按照产品的不同要求生产出各种形状及尺寸的零件，且零件能够达到较高的尺寸精度及互换性，生产的效率也大大提高，能够进行大批量的生产。因此要充分了解并掌握模具设计和制造的现状，并对其发展趋势加以研究和预判。

1设计及制造模具的现状

1.1设计不同种类模具的方式。1.1.1设计冲裁模。首先要对冲裁件进行数据分析，尽量节省材料，并对生产方式加以简化，让模具的生产更加便捷，操作程序更加简单，以促进产品质量和使用寿命的提高。然后要根据产品分析的结果设计加工的方案，以保证冲裁的加工顺序和组合方式。最后对数据进行计算。1.1.2设计橡胶的硫化模。通常硫化模的设计需要三个步骤。在设计前要进行准备，主要是了解设计大致的内容，对塑件材料主要的性能进行测试，以及规定成型的标准。然后进行结构设计，主要是设计整体的结构草图，确定型腔的数量、尺寸、结构以及脱模的方法等。最后要对图案进行审核，检查橡胶件的规模及尺寸，审核硫化设备以及模具图样和结构。1.2制造模具目前主要采用的加工方法。1.2.1加工实体层面的模具的方法。目前在模具加工中经常使用的方法是电火花，其加工的主要原理是通过电火花形成局部的高温，并发生相应的电蚀反应，从而对金属进行切割，制造出产品所需要的规模和大小。1.2.2加工软件层面模具的方法。在模型设计中使用CAD等计算机软件进行设计。模型设计的其他方式还有虚拟模型的设计技术、快速模型的设计技术有限元的仿真和模型设计以及反求工程的技术。快速模型的设计技术是数控方式后又一次新技术的革命，未来也许会成为生产模具的一种发展趋势。除表面建模的方式以外，还有冷挤压、超塑性的成型建模以及浇筑建模等方式。目前，相关技术还在不断的完善和更新。反向工程的方式是对需要加工的物品限进行数据的扫描，将其转化为CAD数据，在将相关数据输入CAD等软件工具中对产品进行设计或改造。这是目前在模具的制造中较为常见的方式。

2模具设计和制造发展的趋势

2.1模具生产将向专业化和规模化方向发展。现代化的工业生产将向着更加专业化的方向发展，且生产的规模会逐渐扩大。生产的标准化为模具的应用的发展创造了良好的条件，能够促使模具行业的整体水平得到明显的提升，同时经济效率也将实现有效的提高，推动我国的机械生产逐步增加其技术含量。2.2制造模具技术发展的趋势。在模具的制造过程中主要包括工艺技术和加工方式。随着经济的发展和进步，工艺与技术这二者在模具的制造中的地位出现了变化。在很多西方的发达工业国家生产模具已经由传统加工技术向无人化的方式发展。然而我国目前还处于从机械制造阶段向数控制造阶段进行转变的过程中。根据国际市场对模具制造的发展前景进行分析，可以明显看到行业精致将越来越激烈，要增强市场竞争力就需要进一步提高产品的质量、降低生产的成本以及缩短生产的时间。因此必须采用高效率的设计方式，并积极应用自动化设备，通过模具的优秀设计和快速成型设备的应用，能够显著提高生产稳定性，并节约模具的生产成本。2.3加大应用数控化铣削机床的范围。模具与普通零件不同，加工的难度比较大，且形状比较多，其最大特点是加工型腔的自由曲面，在加工时主要使用铣削加工的方式进行加工。而传统加工需要依赖于操作者的熟练度以及操作的技巧，对模具进行抛光打磨都具有很难的难度，不仅会使模具生产的时间增加，也无法保持稳定的产品质量。目前开始在生产中应用数控机床，数控机床能够很好的完成模具的生产中对型腔既自由曲面的加工，加工后的型腔规模和大小都更加接近产品所要求的形状，从而减少了铣削所需的时间，也降低了靠模以及样品生产的难度，提高了产品的质量，促进了生产效率的提升。2.4应用电加工的机床。电火花的制造方法可以实现一些铣削加工所难以解决的问题，从而使模具表面的质量达到生产的标准。其主要特点是制造的效率比较高，可以进行大量生产，同时自动化设备的普及率比较高，能够进行大规模模具的生产，比较适合生产深型腔、深槽、多件和多型腔的制造。深型腔结构一般比较复杂，不仅型腔较深、过渡的右面比较复杂，还有一些对于所使用刀具的形状有特殊的要求，所以很难保证产品形状及尺寸的准确性，在进行加工时就需要应用电火花的方式。同时应用慢走丝线的切割机床能够进一步提高级进膜和冲压模的精度，从而更好的实现了精密仪器的制造。一些机床还拥有上下异型和大锥度的性能，能够制造一些特殊的模具。另外，自动定位及自动穿丝等技术可以使操作更为简便，并且能够在无人化加工中使用。2.5模具制造新工艺的发展。在新的塑料成型工艺中的以气体辅助的注射成型工艺具有制品的翘曲变形比较少，且注射的压力比较低、易于成型以及表面好等优点，既能够保证产品的质量，又可以大幅度的降低成本，在国外是一种比较成熟的技术。我国目前在家电以及汽车制造行业中开始广泛的进行使用。

3总结

现在对于产品概念不再局限于实现产品功能，还要求产品的外观美观、豪华、精致，具有较高的技术含量，同时还应实现绿色化。为了满足市场对于产品需求的多样化，在设计加工时应尽量具有独特的造型，并能够批量生产精良的产品。这就要求在模具的设计与制造中必须提高其技术含量，使模具的制造难度增加。因此要对模具的现状以及发展的趋势做到及时的了解，才能找出差距所在，制定明确的发展目标，从而促进模具设计与制造技术的提高，随着信息技术和计算机等技术的发展，更多先进的制造技术将被应用于模具的制造业中，推动模具技术的进一步发展。制模技术的进步将推动制造业的整体发展，因此我国应在这一领域加大投入的力度，积极借鉴和吸收国际上的先进技术，并研发出更加适应我国国情的模具制造技术，才能满足我国市场的需要，让企业能够获得更大的经济效益，从而使我国的制造业实现良性发展。

参考文献：

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作者:何强 单位:贵阳万江航空机电有限公司