文献综述-模具的现状及发展趋势

毕业设计文献综述院（系）名称工学院机械系专业名称材料成型及控制工程2012年3月10日模具的现状及发展趋势1前言模具是工业生产中的重要工艺设备，是国民经济各部门发展的重要基础，是衡量一个国家的生产力水平的重要标志之一，模具已成为当代工业生产的重要手段和工业发展方向，也是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备，具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点，随着改革开放和国民经济的高速发展，推动了模具技术和工业的新发展势头，在仪器仪表、家用电器、交通、通讯等各行业中，被广泛用于汽车、机械、航空、航天、轻工、电子等行业1。模具设计的水平高低、模具的制造能力强弱以及模具的质量的优劣，将直接影响各种产品的质量、经济效率的增长及整体工业水平的提高，现代工艺发展和生产效益的提升，绝大程度上是取决模具的发展和技术经济水平，模具工艺成为高新技术产业的重要组成部分，现代模具是高新技术背景下的工艺密集型工业，其水平的高低，在很大程度上决定产品的质量、效益和产品的开发与制造能力。2目前我国模具存在的问题及发展方向21我国模具存在的问题我国在模具制造和工艺方面，无论是技术还是发展水平都已得到比较大的发展和提高，但由于各种原因，未能与国民经济的告诉发展的需要同步，无法达到各项指标的饱和，迫于需要只能花费大量资金向国外进口模具来满足国内的需求，产生这种原因在于2（1）专业化和标准程度低。（2）模具制造精度低和周期长。（3）模具品种少，效率低,经济效率也差。（4）制造周期长，模具精度不高,制造技术相对落后。（5）模具使用寿命短，新材料使用量还达不到11，资源没达到高效利用。（6）管理不科学，导致落后，力量不集中，导致顶尖力量无法发挥或流失。（7）未系统化和专业化培养专业人才，导致没有创新元素滋生的主要原因。22我国模具的发展方向根据我国的模具技术的发展现状及存在的问题，我认为应向以下几方面发展3（1）开发、发展精密、复杂、大型、长寿命模具，以满足国内市场的需求。（2）加速模具标准化和商业化，以提高模具质量，缩短模具制造周期。（3）大力开发和推广运用模具CAD/CAM技术，提高模具制造过程和制动化程度。（4）积极开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料。（5）发展模具加工成套设备，以满足高速发展的模具工业需要。因而我们需要提高劳动生产率、降低成本、扩大冲压工艺应用范围；提高冲压零件精度、减少生产周期、提高模具寿命；加强模具的标准化及专业化、管理的统一化及等级化，提高专业人员的专业水平。3冲压模具的现状冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。由于冲压加工具有许多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是在大批量工业生产中得到广泛应用4。从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件、高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等都需冲压加工。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。我国冲压模具无论是在数量上、还是在质量、技术和能力等方面都有了很大的发展，但与国民需求和国际先进水平相比，差距仍很大，一些大型、复杂、精密、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档汽车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过应求，市场竞争激烈。我国冲压模具产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；生产工艺水平低则主要表现在加工工艺，加工装备等方面。虽然近年来我国模具行业发展迅速，但是离国内的需要和国际水平有很大的差距，制造产业是一个国家的综合国力及技术水平的体现，而模具行业的发展是制造产业的关键，针对这种情况，国家出台了相应的政策，正积极发展模具制造产业。由于冲压工艺具有生产率、生产成本低、材料利用率高、能成型复杂零件、适合大批量生产等优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其应用范围，据国际生产技术协会预测，到本世纪中期，机械零部件中60的粗加工，80的精加工要有模具来完成。因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。在近半个世纪以来，我国的冷冲压工艺和其他的生产工艺一样，得到了迅速的发展。在一些工厂中，建立了具有现代规模和技术先进的冷冲压生产车间，并建立的专门研究冷冲压技术的科研机构及专业性工厂，培养了大批从事冷冲压生产的科研人员，广泛开展了学习冷冲压生产技术的学术活动，从而使冷冲压技术得到了迅速发展。在冷冲压生产中取得了很多可喜的成果，冲压加工的工艺和设备正在不断地发展，例如精密冲裁、冷挤压、多工位自动冲压、高速成型、液压成型等，把冷冲压技术提高到了新的水平。为了适应冷冲压工艺水平的提高，我国对冲模的研制也在不断加强。近年来出现了很多生产周期短、使用寿命长的新型冲模结构。并且，模具加工工艺及模具材料也相应的不断更新，例如采用钢结硬质合金、采用电加工技术及计算机制造冲模等以适用于不同的生产条件。从而使冲压生产的产品质量、劳动生产率大大提高、生产成本大幅度下降，有利于推动了我国社会主义建设和发展。4模具技术的发展趋势41模具软件功能集成化随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM等技术也日臻成熟，其现代模具中的应用也越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可或缺的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、高效化方面发展6。因此，大力发展模具工业可以促进我国更快的走向工业化国家。42冷冲压模具的发展方向及措施发展模具工业的关键是制造模具的技术和相关人才以及模具材料。模具技术的发展应为适应模具产品交货期短、质量高、精度好、价格低的要求服务。达到这一要求急需发展以下几项421全面推广CAD/CAE/CAM技术模具CAD/CAE/CAM技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAE/CAM技术的条件已基本成熟。计算机和网络的发展正使CAD/CAE/CAM技术跨地区、跨行业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源重新整合，使虚拟制造成为可能。422高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。423电火花铣削加工424提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30。国外发达国家为80左右。425优质材料和先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。426模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命，制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。43发展过程中遇到的问题及解决方法虽然近年来我国模具行业职工队伍发展迅速，估计目前已达近万人，但由于模具企业数量的急剧膨胀、传统教育的力不从心以及模具技师的老龄化，模具人才远远跟不上行业的发展需求，主要表现在总量不足10。对中国的模具企业来说，如何更好的管理人才，如何留住人才，如何为人才提供足够的平台和发展空间是摆在眼前的一个严峻的、迫切需要解决的课题，否则，人才急缺问题将成为我国模具工业继续高速发展的一个重要障碍。目前我国模具工业的发展步伐日益加快，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与发达国家相比还存在相当大的差距7。存在的问题和差距主要表现在以下5个方面（1）总量供不应求。（2）企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不合理。（3）模具产品水平低很多，生产周期长。（4）开发能力差，经济效益较差。（5）与国际水平相比，模具企业的管理落后。由此可得，我国模具制造，应该向以下所述的几点进行实行。这样对我国的模具行业有巨大的历史意义，这影响着我国能不能走到世界的前列和引领模具技术潮流。1CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟、制造一体化。2先进设备在现代模具制造中的作用。3模具材料及表面处理技术。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展8。（1）使计算机辅助设计/加工/工程技术得到广泛应用。（2）让大型模具企业拥有高速数控加工/加工中心/数控机床等先进的加工工艺与装备，可以开展RP/RT或模具逆向工程工作，使硬件装备站在与世界基本同步的水平线上。（3）在冲模的表面精整加工技术方面，要开展积极探索、积累经验。借助高速、精密的加工设备加工生产，获得良好的尺寸精度和表面粗糙度，用新型的研磨或抛光方法代替传统的手工研磨抛光，提高模具质量。在模具制造的方法中，冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点9操作工艺方便，便于组织生产，是一种高效低耗的加工方法，适合大批量生产。而且冲压出的零件制品一般不需要进一步机械加工，互换性好，在耗费不大的情况下能获得强度高、刚度大而且重量轻的零件。所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多的采用冷冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所替代。通过冲压加工，大大提高了生产率，降低了成本。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工艺部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的。5结论冲压模具的发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定，可按产品重点、技术重点和其他重点分别论述。产品的发展需求，目前急需发展的是汽车覆盖模具，多功能，多工位级进模和精冲模，这些模具产品需求大，市场发展前景好。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度，为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展的重点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提高模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。参考文献1余银柱冲压工艺与模具设计北京；北京大学出版社，2005112罗百辉冲压模具技术回答化学工业出版社，2007113洪慎章现代模具工业的发展趋势及企业特征J航空制造技术2003,（06）4胡兴军我国模具业的发展及改进措施J世界制造技术与装备市场20