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一、注射模压缩成型1、模具在工业发展中的地位采用模具生产零部件,具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点,用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代经济的基础工业。现代工业品的发展和技术水平的提高,很大程度上取决于模具工业的发展水平,因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。1989年3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中,把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位仅次于大型发电设备及相应的输变电设备,确立模具工业在国民经济中的重要地位。1997年以来,又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准,从1997年到2000年,对80多家国有专业模具厂实行增值税返还70的优惠政策,以扶植模具工业的发展。所有这些,都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。目前全世界模具年产值约为600亿美元,日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业,从1997年开始,我国模具工业产值也超过了机床工业产值。模具是大批量生产同形产品的工具,是工业生产的主要工艺装备。据统计,在家电、玩具等轻工行业,近90%的零件是综筷具生产的在飞机、汽车、农机和无线电行业,这个比例也超过60%。例如飞机制造业,某型战斗机模具使用量超过三万套,其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看,80年代以来,美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业,并又有继续增长的趋势。据国际生产技术协会预测,到2000年,产品尽件粗加工的75、精加工的50%将由模具完成金属、塑料、陶瓷、橡胶、建材等工业制品大部分将由模具完成,50%以上的金属板材、80%以上的塑料都特通过模具转化成制品。2、模具的历史发展模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造,但其大规模使用却是随着现代工业的掘起而发展起来的。19世纪,随着军火工业枪炮的弹壳、钟表工业、无线电工业的发展,冲模得到广泛使用。二次大战后,随着世界经济的飞速发展,它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看,当时美国的冲压技术走在前列许多模具先进技术,如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术,大多起源于美国而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术,苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。50年代,模具行业工作重点是根据订户的要求,制作能满足产品要求的模具。模具设计多凭经验,参考已有图纸和感性认识,对所设计模具零件的机能缺乏真切了解。从1955年到1965年,是压力加工的探索和开发时代对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分桥,并把这些知识不断应用于现场实际,使得冲压技术在各方面有飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则,并使得压力机械、冲压材料、加工方法、梅具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新,并向实用化的方向推进,从而使冲压加工从仪能生产优良产品的第一阶段。进入70年代向高速化、启动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、商寿命、高精度助多功能自动校具。其代表是多达别多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此基础上又发展出既有连续冲压工位又有多滑块成形工位的压力机弯曲机。在此期间,日本站到了世界最前列其模具加工精度进入了微米级,模具寿命,合金工具钢制造的模具达到了几千万次,硬质合金钢制造的模具达到了几亿次p每分钟冲压次数,小型压力机通常为200至300次,最高为1200次至1500次。在此期间,为了适应产品更新快、用期短如汽车改型、玩具翻新等的需要,各种经济型模具,如锌落合金模具、聚氨酯橡胶模具、钢皮冲模等也得到了很大发展。从70年代中期至今可以说是计算机辅助设计、辅助制造技术不断发展的时代。随着模具加工精度与复杂性不断提高,生产周期不断加快,模具业对设备和人员素质的要求也不断提高。依靠普通加工设备,凭经验和手艺越来越不能满足模具生产的需要。90年代以来,机械技术和电子技术紧密结合,发展了NC机床,如数控线切割机床、数控电火花机床、数控铣床、数控坐标磨床等。而采用电子计算机自动编程、控制的CNC机床提高了数控机床的使用效率和范围。近年来又发展出由一台计算机以分时的方式直接管理和控制一群数控机床的NNC系统。随着计算机技术的发展,计算机也逐步进入模具生产的各个领域,包括设计、制造、管理等。国际生产研究协会预测,到2000年,作为设计和制造之间联系手段的图纸将失去其主要作用。模具自动设计的最根本点是必须确立模具零件标准及设计标准。要摆脱过去以人的思考判断和实际经验为中心所组成的设计方法,就必须把过去的经验和思考方法,进行系列化、数值化、数式化,作为设计准则储存到计算机中。因为模具构成元件也干差万别,要搞出一个能适应各种零件的设计软件几乎不可能。但是有些产品的零件形状变化不大,模具结构有一定的规律,放可总结归纳,为自动设计提供软件。如日本某公司的CDM系统用于级进模设计与制造,其中包括零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模板尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出NC程序为数控加工中心和线切割编程等,所用时间由手工的20、工时减少到35小时从80年代初日本就将三维的CAD/CAM系统用于汽车覆盖件模具。目前,在实体件的扫描输入,图线和数据输入,几何造形、显示、绘图、标注以及对数据的自动编程,产生效控机床控制系统的后置处理文件等方面已达到较高水平计算机仿真CAE技术也取得了一定成果。在高层次上,CAD/CAM/CAE集成的,即数据是统一的,可以互相直接传输信息.实现网络化。目前.国外仅有少数厂家能够做到。3、模具的发展趋势(1)模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全,同时各功能模块采用同一数据模型,以实现信息的综合管理与共享,从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程,达到实现最佳效益的目的。如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件另外还包括Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等。(2)模具设计、分析及制造的三维化传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具,所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。举个例子如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点,从而使模具并行工程成为可能。另外,Cimatran公司的Moldexpert,Delcam公司的Psmold及日立造船的SpaceE/mold均是3D专业注塑模设计软件,可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Zmold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如Cimatron公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面,生成与制品相对应的型芯和型腔,实现模架零件的全相关,自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格,并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。(3)模具软件应用的网络化趋势随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化,以及计算机软硬件技术的迅速发展,网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要,也有可能。美国在其21世纪制造企业战略中指出,到2006年要实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案,使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。AA
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