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現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)
我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也是取得了共識(shí)，在電子、汽車、電視、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零件部分都是依靠模具成型，用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低耗能，是其他加工制造方法不能比擬的，也是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，近幾年，我國(guó)模具工業(yè)一直以每年15左右的增長(zhǎng)速度發(fā)展，2003年我國(guó)模具產(chǎn)值就超過了400億美元。
1、現(xiàn)代模具技術(shù)的技術(shù)現(xiàn)狀
1.1、沖模
以大型覆蓋件沖模為代表，我國(guó)已經(jīng)能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精密度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設(shè)計(jì)制造方法、手段上已基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)功能也接近國(guó)際水平，在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，與國(guó)外相比還存在一定的差距。
1.2、塑料膜
近年，我國(guó)塑料模有很大的進(jìn)步。在大型塑料模方面，已能生產(chǎn)34英寸大屏幕彩色電塑殼模具等塑料模具。精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和600腔塑料模具，還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模二腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置得以采用，少數(shù)單位采用了具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具，完全消除了制件的燒口痕跡，氣體輔助注射技術(shù)已成功得以應(yīng)用。在精密方面，塑料模型腔制造精度可達(dá)0.02-0.05mm（國(guó)外可以達(dá)到0.005-0.01mm），分型面接觸間隙為0.02mm，模板的彈性變形為0.05mm，型面的表面粗糙度值為Ra0.2-0.25um，塑料模壽命已達(dá)100萬次（國(guó)外可達(dá)300萬次），模具制造周期仍比國(guó)外長(zhǎng)2-4倍。
1.3、壓鑄模
汽車和摩托車工業(yè)的快速發(fā)展，推動(dòng)了壓鑄模技術(shù)的發(fā)展。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)鋼罩、蓋板、變速器殼體和摩托車發(fā)動(dòng)機(jī)鋼機(jī)、齒輪箱殼體、制動(dòng)器、輪軸等鋁合金鑄件模具以及自動(dòng)扶梯級(jí)壓鑄模等，我國(guó)均已能生產(chǎn)。在模具設(shè)計(jì)時(shí)，注意解決熱平衡問題，合理確定澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，并根據(jù)制造技術(shù)要求，采用了液壓軸芯和二次增壓等結(jié)構(gòu)�？傮w水平有了較大的提高。模具壽命：鋁合金鑄件模具一般為4-8萬次，個(gè)別可以超過10萬次，國(guó)外可達(dá)到8-15萬次以上。
1.4、模具CAD/CAE/CAM技術(shù)
模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，能顯著縮短模具技術(shù)設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量。它使技術(shù)人員能借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并采用CAE技術(shù)對(duì)成形過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬等，數(shù)控加工的使用率也越來越高，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展。
1.5、模具標(biāo)準(zhǔn)件
模具標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)縮短模具制造周期、提高質(zhì)量、降低成本能起到很大作用。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件越來越廣泛地得到采用。模具標(biāo)準(zhǔn)件主要有冷沖模架，塑料模架，推桿和彈簧等。新型彈性元件如氮?dú)鈴椈梢嘁言谕茝V應(yīng)用中。
2、模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
2.1、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
2.1.1、模具軟件功能集成化 模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝備、檢測(cè)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。如英國(guó)Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實(shí)體幾何造型，復(fù)雜性體工程制圖，工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)渲染，塑料模設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，復(fù)雜形體CAM，藝術(shù)造型及雕刻自動(dòng)編程系統(tǒng)，逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測(cè)量系統(tǒng)等。集成化程度較高的軟件還包括：Pro/E,UG,CAIIA等。
2.1.2、模具設(shè)計(jì)、分析及制造的三維化
傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計(jì)模具，所采用的三位數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/E,UG,CAIIA等軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等特點(diǎn)，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimatra公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D專業(yè)注射模具設(shè)計(jì)軟件，可進(jìn)行交互式3D型腔、型芯設(shè)計(jì)、模架配置及典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。澳大利亞Moldflow公司的三維真實(shí)感流動(dòng)模擬軟件MoldflowAdvisers已經(jīng)廣泛受到用戶的好評(píng)和應(yīng)用。面向制造、基于知識(shí)的智能化功能是衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。
2.1.3、模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)
隨著模具在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國(guó)際化，以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢(shì)是使CAD/CAE/CAM技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所在整個(gè)行業(yè)中推廣，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)成為可能。
2.2、模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展
1、模具向著精密、復(fù)雜、大型的方向發(fā)展
2、數(shù)控電火花加工機(jī)床
3、高速銑削機(jī)床（HSM
4、模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展
2.3、模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展
模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國(guó)目前仍以手工研磨拋光為主，怒進(jìn)效率低，且人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國(guó)模具加工更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動(dòng)化、智能化是模具拋光的發(fā)展趨勢(shì)。另外，由于模具控腔形狀復(fù)雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應(yīng)該發(fā)展特種研磨與拋光，如擠壓衍磨、電化學(xué)拋光、超聲波拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量。
3、結(jié)束語
目前我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，于德國(guó)、美國(guó)、日本的發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在相當(dāng)大得差距。在經(jīng)濟(jì)全球化的新趨勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合，我國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)應(yīng)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿足各行業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)模具工業(yè)的跨越式發(fā)展。
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