現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

1、現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢我國模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備也是取得了共識，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，我國模具工業(yè)一直以每年 15左右的增 長速度發(fā)展， 2003 年我國模具產(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

2、模以大型覆蓋件沖模為代表，我國已經(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)到了國際水平， 模具結(jié)構(gòu)功能也接近國際水平， 在轎車 模具國產(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，與國外相比還 存在一定的差距。1.2 、塑料膜近年，我國塑料模有很大的進(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

3、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（國外可達(dá) 300 萬次），模具制造周期仍比國外長 2-4 倍。1.3 、壓鑄模汽車和摩托車工業(yè)的快速發(fā)展，推動了壓鑄模技術(shù)的發(fā)展。 汽車發(fā)動機(jī)鋼罩、蓋板、變速器殼體和摩托車發(fā)動機(jī)鋼機(jī)、齒輪箱殼體、制動器、輪軸

4、等 鋁合金鑄件模具以及自動扶梯級壓鑄模等，我國均已能生產(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)。總體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，個別可以超過 10萬次，國外可達(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)

5、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)和推動了我國模具 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 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

6、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、測試及生產(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)造型及雕刻自動編程系統(tǒng)，逆向工 程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測量系統(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

7、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)感流動模擬軟件 MoldflowAdvisers 已經(jīng)

8、廣泛受到用戶 的好評和應(yīng)用。面向制造、基于知識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)化趨勢隨著模具在企業(yè)競爭、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全 球化、國際化，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)展趨勢是使 CAD/CAE/CAM技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所在整個行業(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、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 模具自動加工系統(tǒng)的研制和 發(fā)展 2.3 、模具研磨拋

9、光將向自動化、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， 我國目前仍以手 工研磨拋光為主，怒進(jìn)效率低，且人工勞動強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工更高層 次發(fā)展。因此，研究拋光的自動化、智能化是模具拋光的發(fā)展趨勢。 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)束語目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，但在整個模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化 程度上，于德國、美國、日本的發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大得差距。在經(jīng)濟(jì)全球化的新趨勢下，隨著資本、 技術(shù)和勞動力市場的重新整合， 我國裝備制造業(yè)在 加入 WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地