我国冲压模具的发展概述

1我国冲压模具的发展概述摘要：本文阐述了我国目前模具行业的发展状况，模具设计与制造的发展过程中存在的问题和解决方案，并提出了合理可行的建议，以及展望了模具的发展前景。关键词：模具设计与制造；解决方案；发展前景。一.我国模具工业的现状改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。我国的模具制造与国外相比，落后之处主要表现为以下5个方面：1、标准化程度较低。国内标准化程度为30%左右，标准件品种较少，缺少精密、高效标准件和商品化标准件。2、模具制造精度低、周期长。国外模具厂都采用粗加工、精加工、测量、装配等成套的精密设备，如CNC坐标磨床、NC电火花机床等。国内模具厂设备陈旧不配套，NC机床、电加工机床在加工机床中占有的比例较小，模具加工新工艺采用较少，使国内模具精度比国外低1~2级，制造周期长1~2倍。3、模具品种少、效率低。主要是缺少大型、复杂、长寿命模具。国外模具向精密化、自动化方向发展，很多工序可以集中在一副模具中完成。4、模具寿命短、材料利用率低。国外由于采用了冶炼和热处理方面的新技术，模具寿命大大提高。国内模具钢品种不全，新钢种很少，一般采用常规热处理，因而质量较低，模具材料利用率仅为60%5、技术力量落后、管理水平较差。我国模具生产技术人员比例只占7%~8%，这一比例不但低于国外的30%，而且也低于内内其它行业，生产缺乏科学管理。未来冲压模具制造技术的发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE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/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实2现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)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。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)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%左右。国外发达国家一般为80%左右。二.模具在制造业中的地位及运用模具在制造业中的应用极其广泛，涉及的行业有机械、汽车、电子通讯、轻工、化工、冶金、塑料、建材等，模具专业技术人才是制造业中的基础性人才。随着世界制造业中心向中国转移，我国模具产业迎来了新一轮发展机遇，模具产业因此得到了快速发展。近几年，我国模具产业总产值保持着13%的年增长率。从模具业规模上讲，我国已跃居世界第三位，仅次于日本和美国，成为模具生产大国。模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。许多产业部门(如机电、汽车、家电轻工、电器仪表、通讯、军械等)的发展依赖于模具工业的技术提高和发展。我国对模具工业的发展十分重视，国务院于1989年就将模具技术的发展列为机械行业的首要任务。充分说明了模具工业的基础性和重要性。模具在现代工业生产中的重要作用主要表现在以下几个方面：1、用模具成形产品的工艺应用极其广泛。例如：模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属材料在模具内发生塑性变形而成形的。压铸件、粉末冶金件也是在模具中充填加压成形的。塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数都是由模具加工成形的。2、模具成形可实现少、无切削的加工。少、无切削加工是机械制造的一个发展方向。模具成形是实现少、无切削工艺的有效途径，而模具制造水平的提高是关键。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，从而有可能直接加工出成品，不需要再进行精加工，由此避免了切削加工。3、模具成形制品具有高精度、高复杂性，高一致性、高生产率、低消耗和低成本的特点，因此应用范围很广。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车电器仪表等领域占60%~70%，家电产品占80%以上，手表、自行车等轻工产品占85%以上。三.冲床模具中遇到的问题和解决方案3(一)凸模磨损太快主要原因：1)模具间隙偏小,一般建议模具总间隙为材料板厚的20%～25%2)凸模温度过高,主要是由于同一模具连续长时间冲压造成冲头过热。3)凸凹模具的对中性不好,包括模座和模具导向组件及转塔镶套精度不足等原因造成模具对中性不好。4)模具刃磨方法不当,造成模具退火,磨损加剧.(二)冲床模具带料问题模具带料会造成废料反弹,其相关因素:1)模具的间隙是否合理,如果模具间隙不合适,容易造成废料反弹。2)模具刃口的锋利程度,刃口的圆角越大,越容易造成废料反弹。3)被加工板材表面是否存在较多的油物。4)弹簧疲劳损坏。5)模具的入模量,机床每个工位的入模量是一定的,模具入模量小,容易造成废料反弹。防止模具带料的方法:1)使用专用的防带料凹模。2)模具经常刃磨保持锋利,并退磁处理。3)增大凹模间隙。4)采用斜刃口模具代替平刃口模具。5)冲床模具安装退料器。四.中国冲压模具的发展前景从长期发展来看，中国经济保持持续增长，今后冲压模具总体需求还会增长，中国模具近年来以平均17%的速度增长，高于中国GDP的平均增值一倍多。铸造模具也可以保持同步的发展，因此铸造模具还有很大的发展空间，铸造模具企业要转换机制，发展专业化生产，增强巿场意识，促进铸造模具业的产业结构调整。过去，在计划经济条件下，大型企业内部设有模具分厂（车间），制造能力和技术力量较强，占了国内模具产值的相当比例，除少量标准件外购外，大部分工作量均由模具分厂去完成，致使专业化、标准化程度低，加之受企业管理体制的约束，模具制造周期长，不能适应巿场要求。进入WTO后，中国冲压模具业也在逐步融入世界贸易一体化中。通过彻底的改革将计划经济的影响消除，为此，模具的商品化程度也将大幅度提高，国企股份制改造的步伐将加快，私营和个体企业的发展，使模具工业的企业结构发生较大变化。模具行业社会化大合作和专业化将加强，这是抵御加入世界贸易组织冲击的有效措施，传统的企业内的模具车间将有一部分通过改制成为独立核算的新经济实体，而大部分将被逐步淘汰，更多模具企业将走上专业化的道路，在本身专长的产品上保持优势，走专而精的道路，这样才能在竞争中得以生存和发展。结束语中国的冲压模具企业要发展，就必须转换机制，发展专业化生产，增强巿场意识，促进冲压模具业的产业结构调整；积极推进行业管理，建立行业管理协调网络；加强技术人才的培养，强化一专多能；广泛采用CAD/CAM/CAE/CAPP技术，提高冲压模具设计和制造水平；大力发展快速制模和快速成形技术、高速加工技术、高速测量技术和逆向工程等新技术、新工艺、新材料；提高冲压模具标准化水平和扩大标准件的使用范围。模具企业必须不断提高自身的技术水平和管理能力，才能在国内模具巿场有立足之地，才能逐步开拓国外模具巿场。参考文献[1]李发致.模具先进制造技术[M].北京:机械工业出版社,2003.[2]孔德音.模具制造学[M].北京:机械工业出版社,1998.[3]硕本主编．冲压工艺学[J]．北京：机械工业出版社，1982.[4]陈万林等编.实用模具技术.北京[M]：机械工业出版社，2000.