模具設(shè)計(jì)與制造的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

林國(guó)梁

摘 要：模具設(shè)計(jì)與加工技術(shù)在發(fā)展過程中，一直都受到了眾多因素影響，我國(guó)模具設(shè)計(jì)與加工技術(shù)在發(fā)展中遇到了較多困境。因此，要不斷轉(zhuǎn)變模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，推動(dòng)模具設(shè)計(jì)可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：注塑成型；模具；設(shè)計(jì)

1 模具設(shè)計(jì)與關(guān)鍵加工技術(shù)

1.1借助立體印刷方式制模

立體印刷裝置在推出之后，在制造行業(yè)內(nèi)取得了顯著影響，研究人員將該技術(shù)稱之為激光立體造型技術(shù)與激光立體光刻技術(shù)。借助立體印刷方式來制模，需要先借助CAD軟件對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后借助三維實(shí)體造型技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。在模具設(shè)計(jì)方案確定完畢之后，借助計(jì)算機(jī)切片軟件對(duì)數(shù)據(jù)模型進(jìn)行切割。借助多次實(shí)驗(yàn)操作可以認(rèn)識(shí)到，模型設(shè)計(jì)精度與切片薄層厚度之間呈現(xiàn)反比例關(guān)聯(lián)。

1.2借助層疊實(shí)體方式制模

層疊實(shí)體方式是由美國(guó)海利斯公司所提出，其在實(shí)際應(yīng)用上具有低成本、快捷制模等優(yōu)勢(shì)。但是由于層疊實(shí)體方式在我國(guó)模具設(shè)計(jì)上應(yīng)用時(shí)間較短，進(jìn)而其在實(shí)際應(yīng)用上還存在一定不足。例如，模具材料利用率十分低下。材料延展性能低下等。但是隨著層疊實(shí)體方式問題逐漸暴露出來，與其所具備的優(yōu)勢(shì)相比較，其還具有深入分析研究空間，有待研究人員進(jìn)行深入剖析。

1.3借助計(jì)算機(jī)建模體系

在模具設(shè)計(jì)全部加工技術(shù)內(nèi)，計(jì)算機(jī)建模是整個(gè)模具設(shè)計(jì)流程內(nèi)關(guān)鍵部分與流程?，F(xiàn)階段，計(jì)算機(jī)建模體系最常應(yīng)用的軟件為CAD。為了能夠?qū)τ?jì)算機(jī)建模體系深入了解，筆者借助LOM法進(jìn)行案例研究。計(jì)算機(jī)建模體系具體流程為：筆者首先需要打開SolidWorks界面，提取模具設(shè)計(jì)所需零件草圖，然后按照編輯流程開展編輯；其次，確定基準(zhǔn)面，對(duì)模具零件進(jìn)行草圖繪制；最后，按照模具設(shè)計(jì)目標(biāo)與任務(wù)，加強(qiáng)特征造型與實(shí)體造型之間結(jié)合，進(jìn)行模具繪制工作。需要特別注意的是，模具在設(shè)計(jì)完畢之后，設(shè)計(jì)人員需要按照實(shí)際情況確定模具材質(zhì)，加強(qiáng)貼圖線進(jìn)行渲染。

2 模具設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展趨勢(shì)

2.1專業(yè)化和規(guī)?；l(fā)展

現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)將向著更加專業(yè)化的方向發(fā)展，且生產(chǎn)的規(guī)模會(huì)逐漸擴(kuò)大。生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化為模具的應(yīng)用的發(fā)展創(chuàng)造了良好的條件，能夠促使模具行業(yè)的整體水平得到明顯的提升，同時(shí)經(jīng)濟(jì)效率也將實(shí)現(xiàn)有效的提高，推動(dòng)我國(guó)的機(jī)械生產(chǎn)逐步增加其技術(shù)含量。

2.2采用高效率的設(shè)計(jì)方式

在模具的制造過程中主要包括工藝技術(shù)和加工方式。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步，工藝與技術(shù)這二者在模具的制造中的地位出現(xiàn)了變化。在很多西方的發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家生產(chǎn)模具已經(jīng)由傳統(tǒng)加工技術(shù)向無人化的方式發(fā)展。然而我國(guó)目前還處于從機(jī)械制造階段向數(shù)控制造階段進(jìn)行轉(zhuǎn)變的過程中。根據(jù)國(guó)際市場(chǎng)對(duì)模具制造的發(fā)展前景進(jìn)行分析，可以明顯看到行業(yè)精致將越來越激烈，要增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力就需要進(jìn)一步提高產(chǎn)品的質(zhì)量、降低生產(chǎn)的成本以及縮短生產(chǎn)的時(shí)間。因此必須采用高效率的設(shè)計(jì)方式，并積極應(yīng)用自動(dòng)化設(shè)備，通過模具的優(yōu)秀設(shè)計(jì)和快速成型設(shè)備的應(yīng)用，能夠顯著提高生產(chǎn)穩(wěn)定性，并節(jié)約模具的生產(chǎn)成本。

2.3應(yīng)用數(shù)控化銑削機(jī)床

模具與普通零件不同，加工的難度比較大，且形狀比較多，其最大特點(diǎn)是加工型腔的自由曲面，在加工時(shí)主要使用銑削加工的方式進(jìn)行加工。而傳統(tǒng)加工需要依賴于操作者的熟練度以及操作的技巧，對(duì)模具進(jìn)行拋光打磨都具有很難的難度，不僅會(huì)使模具生產(chǎn)的時(shí)間增加，也無法保持穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。目前開始在生產(chǎn)中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床能夠很好的完成模具的生產(chǎn)中對(duì)型腔既自由曲面的加工，加工后的型腔規(guī)模和大小都更加接近產(chǎn)品所要求的形狀，從而減少了銑削所需的時(shí)間，也降低了靠模以及樣品生產(chǎn)的難度，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，促進(jìn)了生產(chǎn)效率的提升。

2.4應(yīng)用電加工的機(jī)床

電火花的制造方法可以實(shí)現(xiàn)一些銑削加工所難以解決的問題，從而使模具表面的質(zhì)量達(dá)到生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)。其主要特點(diǎn)是制造的效率比較高，可以進(jìn)行大量生產(chǎn)，同時(shí)自動(dòng)化設(shè)備的普及率比較高，能夠進(jìn)行大規(guī)模模具的生產(chǎn)，比較適合生產(chǎn)深型腔、深槽、多件和多型腔的制造。深型腔結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，不僅型腔較深、過渡的右面比較復(fù)雜，還有一些對(duì)于所使用刀具的形狀有特殊的要求，所以很難保證產(chǎn)品形狀及尺寸的準(zhǔn)確性，在進(jìn)行加工時(shí)就需要應(yīng)用電火花的方式。同時(shí)應(yīng)用慢走絲線的切割機(jī)床能夠進(jìn)一步提高級(jí)進(jìn)膜和沖壓模的精度，從而更好的實(shí)現(xiàn)了精密儀器的制造。一些機(jī)床還擁有上下異型和大錐度的性能，能夠制造一些特殊的模具。另外，自動(dòng)定位及自動(dòng)穿絲等技術(shù)可以使操作更為簡(jiǎn)便，并且能夠在無人化加工中使用。

2.5模具制造新工藝的發(fā)展

在新的塑料成型工藝中的以氣體輔助的注射成型工藝具有制品的翹曲變形比較少，且注射的壓力比較低、易于成型以及表面好等優(yōu)點(diǎn)，既能夠保證產(chǎn)品的質(zhì)量，又可以大幅度的降低成本，在國(guó)外是一種比較成熟的技術(shù)。我國(guó)目前在家電以及汽車制造行業(yè)中開始廣泛的進(jìn)行使用。隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展，更多先進(jìn)的制造技術(shù)將被應(yīng)用于模具的制造業(yè)中，推動(dòng)模具技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。制模技術(shù)的進(jìn)步將推動(dòng)制造業(yè)的整體發(fā)展，因此我國(guó)應(yīng)在這一領(lǐng)域加大投入的力度，積極借鑒和吸收國(guó)際上的先進(jìn)技術(shù)，并研發(fā)出更加適應(yīng)我國(guó)國(guó)情的模具制造技術(shù)，才能滿足我國(guó)市場(chǎng)的需要，讓企業(yè)能夠獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，從而使我國(guó)的制造業(yè)實(shí)現(xiàn)良性發(fā)展。

結(jié)論

綜上所述，模具設(shè)計(jì)與加工關(guān)鍵技術(shù)正在向現(xiàn)代化與成熟化方向轉(zhuǎn)變。其在今后發(fā)展歷程內(nèi)，想要提升我國(guó)模具設(shè)計(jì)與加工技術(shù)水平，就必須提升對(duì)其精細(xì)度加工及有關(guān)技術(shù)關(guān)注度上。隨著我國(guó)模具設(shè)計(jì)與加工關(guān)鍵技術(shù)向大型化與精密化方向轉(zhuǎn)變，精細(xì)加工技術(shù)快速更新?lián)Q代，在這個(gè)階段內(nèi)，大部分模具設(shè)計(jì)與加工技術(shù)已經(jīng)基本上達(dá)到納米等級(jí)，進(jìn)而在各領(lǐng)域發(fā)展建設(shè)內(nèi)廣泛應(yīng)用。除此之外，政府部門對(duì)模具設(shè)計(jì)與加工技術(shù)扶持力度不斷增加，這也就為我國(guó)制造行業(yè)發(fā)展創(chuàng)造出更加廣闊空間。

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