高光模具试用的现状及发展的趋势.doc

高光模具试用的现状及发展的趋势摘 要：高光模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。本文详细介绍了国内高光模具技术的现状，探讨了我国高光模具技术今后的发展趋势。还比较了我国和国外高光模具技术的差距及产生差距的原因。因此，我国要想提高技术，必须做出相应的调整，要向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。只有高光模具技术向着更高方向的发展，才能提高产品的设计制造质量和效率。引言高光模具工业是国民经济的重要基础工业之一。高光模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。 1、我国高光模具技术的现状我国高光模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国高光模具技术有了很大发展，高光模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命高光模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车高光模具企业，已能生产部分轿车覆盖件高光模具。 体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片高光模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件高光模具上。塑料模已能生产34、48大展幕彩电塑壳高光模具，大容量洗衣机全套塑料高光模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料高光模具。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。高光模具质量、高光模具寿命明显提高；高光模具交货期较前缩短。高光模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的高光模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在高光模具制造技术发展上发挥了重要作用。高光模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)进展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。高光模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。高光模具材料方面，由于对高光模具寿命的重视，优质高光模具钢的应用有较大进展。正由于高光模具行业的技术进步，高光模具水平得以提高，高光模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口高光模具不断增长的势头有所控制，高光模具出口稳步增长。20世纪80年代以来，国民经济的高速发展对高光模具工业提出了越来越高的要求，同时为高光模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国高光模具发展十分迅速，高光模具工业一直以15% 左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的高光模具工业，日益受到人们的重视和关注。“高光模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个高光模具生产厂点，从业人数约50多万。在高光模具工业的总产值中，冲压高光模具约占50%，塑料高光模具约占33%，压铸高光模具约占6%，其他各类高光模具约占11%。近年来，中国高光模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多高光模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了高光模具技术的研究与开发。中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，高光模具水平有了较大提高。在大型高光模具方面已能生产48in（约122cm）大屏幕彩电塑壳注射高光模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料高光模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料高光模具，精密塑料高光模具方面，已能生产照相机塑料件高光模具、多型腔小模数齿轮高光模具及塑封高光模具。经过多年的努力，在高光模具CAD/ CAE/CAM技术、高光模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型高光模具材料1等方面取得了显著进步；在提高高光模具质量和缩短高光模具设计制造周期等方面作出了贡献。进入21世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入WTO以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由高光模具工业提供的产品。为了适应用户对高光模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，高光模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速高光模具工业的技术进步，这是各行各业对高光模具这一基础工艺装备的迫切需求。 2、我国高光模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对高光模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，高光模具工业的发展的趋势是非常明显的。1、高光模具产品发展将大型化、精密化高光模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达到一模几百腔)使高光模具日趋大型化。随着零件微型化，以及高光模具结构发展的要求(如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高)精密高光模具精度已由原来的5m提高到23m，今后有些高光模具加工精度公差要求在1m以下，这就要求发展超精加工。2、多功能复合高光模具将进一步发展新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能高光模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能高光模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。3、热流道高光模具在塑料高光模具中的比重将逐步提高由于采用热流道技术的高光模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料高光模具的一大变革。国外热流道高光模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体还达不到10%，个别企业已达到20%-30%。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道高光模具的关键。4、气体辅助注射高光模具和适应高压注射成形等工艺的高光模具将积极发展 气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。国外，已经较成熟。国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成形包括塑料熔体注射和气体(一般均采用氮气)注射成形两面部份，比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制品，高光模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。 为了确保塑料件精度，将继续研究发展高压注射成型工艺与高光模具以及注射压缩成型工艺与高光模具。在注射成形中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可强制树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。高光模具要求刚性好、耐高压。特别是精密高光模具的型腔应淬火，浇口密封性好，高光模具能准确控制。注射压缩成型技术，是在高光模具预先半开模状态或者在锁模力保持中压或低压，高光模具在设定的打开量下，注射溶融树脂，然后以最大的锁模力进行压缩成型，其效果是：(1)成型件局部内应力小；(2)可得到缩孔少的厚壁成型件；(3)对于塑件狭窄的部件也可注入树脂；(4)用小注射力能得到优良制品。该类高光模具的理想结构是：(1)注射时树脂以低的流动阻力迅速充填型腔；(2)充填完后能立即遮断浇口部；(3)压缩作用应仅限于型腔部。5、快速经济高光模具的前景十分广阔现在是多品种、少批量生产的时代，到下一个世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求高光模具的生产周期越快越好。因此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。例如，研制各种超塑性材料(环氧、聚脂等)制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易高光模具：中、低熔点合金高光模具、喷涂成型高光模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速原型制造高光模具等快速经济高光模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外，采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。6、高光模具标准件的应用将日渐广泛使用高光模具标准件不但能缩短高光模具制造周期，而且能提高高光模具质量和降低高光模具制造成本。因此，高光模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。7、高光模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视 在整个高光模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高高光模具的寿命就显得十分必要。对于高光模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的高光模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的高光模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的高光模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，高光模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。 高光模具热处理和表面处理是能否充分发挥高光模具钢材性能的关键环节。高光模具热处理的发展方向是采用真空热处理。高光模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。8、在高光模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术 高光模具CAD/CAM/CAE技术是高光模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，高光模具CAD/CAM/CAE技术是高光模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于高光模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来高光模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大高光模具企业普及高光模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广高光模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产高光模具软件的开发和应用。加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大CAE技术的应用范围。对于已普及了高光模具CAD/CAM技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好高光模具CAD/CAM技术的深化应用工作，即开展企业信息化工程，可从CAPPPDMCIMSVR，逐步深化和提高。 3、我国高光模具技术与国外的差距1、产需矛盾 工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对高光模具的要求越来越高，尽管改革开放以来，高光模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，目前满足率只能达到70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需高光模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成高光模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如高光模具CAD/CAM技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成高光模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、轻工等行业发展的后腿。2、产品结构、企业结构等方面 高光模具按国家标准分为十大类，其中冲压模、塑料模占高光模具用量的主要部分。按产值统计，我国目前冲压占50%-60%，塑料模占25-30。国外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模比例一般占30%-40%。国内高光模具中，大型、精密、复杂、长寿命高光模具比较低，约占20%左右，国外为50%以上。我国高光模具生产企业结构不合理，主要生产高光模具能力集中在各主机厂的高光模具分厂(或车间)内，高光模具商品化率低，高光模具自产自用比例高达70%以上。国外，70%以上是商品化的。3、产品水平 衡量高光模具产品水平，主要有高光模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工高光模具的复杂程度、高光模具的使用寿命和制造周期等。 4、中国高光模具行业与国外存在的差距及其原因近几年，我国高光模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。最主要的问题是低档高光模具过剩，高档高光模具却供不应求，甚至必须依赖进口。因此，高光模具企业必须找准自己的弱点，我们与国外同行的差距主要在以下五方面。 4.1原材料问题 受售价限制，国产高光模具多采用2Cr13和3Cr13作精密热处理，而国外则采用专用高光模具材料DINI、2316，其综合机械性能，耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度均明显优于国产材料。这从根本上影响了国产高光模具的外观质量和使用寿命。4.2制造工艺水平国内高光模具生产厂家，工艺条件参差不齐，差距很大。不少厂家由于设备不配套很多工作依赖手工完成，严重影响了精度和质量。 4.3高光模具设计体系 国内一些生产厂家虽然也采用了计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造技术(CAM)，但依旧停留在引进、