模具设计改进分析

杨国星

【摘 要】在社会生产领域朝着科技化方向发展的时代背景下，塑料工业与汽车生产行业之间联系得越来越紧密，这使得大型模具在工业生产中的地位变得越来越重要。但是以现在大型模具在汽车生产工业里的实际应用情况来看，无论是模具的设计体系还是加工精细程度，我们国有的模具生产厂商与发达国家相比还存在着不少缺陷和问题。特别是大型模具有着结构复杂、制作成本高的特点，国内厂家只能委托国外模具厂来制造。本文将阐述我国应该如何借鉴国外先进的模具改进技术和方法，最终提高国内模具设计的水平。

【关键词】模具设计；改进优化；制造技术水平；提高

模具在工业生产里的重要性不言而喻，它是工业装备的基础设施，在工业的塑料制品当中有一半以上的精细加工零件是由模具塑造成型的。因此，在中国的基础工业当中，例如机械、电子、汽车、轻工、化工冶金等各个领域，模具的应用范围占据着广阔的市场资源需求。但是，在模具制造设计方面，国内仍然处于计算机辅助工程设计应用刚刚起步的阶段，有很多的技术和经验还需要向国外模具行业学习和借鉴，经过若干年的发展，我国的模具在设计改进方面必然也会取得可喜成绩的。

1.我国模具生产设计出现的问题

我国国内的工业模具设计虽然发展经历了十余年的历史，但是在模具现代技术的应用上却落后发达国家很多。比如一些模具的精密加工设备在生产设备中的应用比重还非常低，计算机辅助设计技术没能够和模具设计紧密结合。在比较大型或者精密的模具生产中，中国只能够依赖于国外先进模具的进口。我国模具生产设计中出现的问题主要表现在以下方面：

1.1模具设计生产的精密化程度不高

很多国内的模具生产厂家由于工艺设备与技术手段的水平条件各有不同，所生产的模具质量也是参差不齐，有的模具厂甚至仍没有走出手工制作模具的传统时代，依旧保留着人工计算和图纸画设计，这种无电脑智能化的模具设计严重影响了模具设计的精确度和质量。另外，受到市场价格的限制，我国国内模具生产商多数采用2Cr13和3Cr13不锈钢制的材料后再做精密度加工处理，而国外的模具厂商则采用专业型的模具不锈钢材料，在耐磨性、抛光亮度和防腐蚀度等方面都比国产材料高出一个等级。

1.2计算机辅助设计技术还处在不成熟阶段

计算机辅助设计技术，简称CAD，是工程设计技术领域内的核心技术。在欧洲大陆和北美地区的多数发达国家中，计算机辅助设计技术已经完全渗透到模具生产设计中去，其中三维立体图像设计普及率占到了八成以上，而我国模具生产在这一技术应用方面还不满30%。特别是计算机辅助工程技术应用到冲模设计中，以此来模拟模具金属外部变形的全过程，并且分析模具表面单位面积上所承受的附加内力和受力的分布状态，预测出模具是否有破裂、起皱、回弹等缺陷问题。而目前我国能够采用计算机辅助设计和工程技术的企业数量上还很少，其中绝大部分都有技术水平上的缺陷。长此以往，我国国内的模具生产厂取得的经济效益必然会受到影响。

因此，面对这些缺陷问题，我国国内的模具设计改进应该朝着提升模具制造水平技术和优化模具设计体系这两个方面的方向来改进。

2.提升模具制造水平技术和优化模具设计体系

2.1模具加工技术必须朝着高精度方向发展

模具加工涉及到多种环节，其中模具成型面，包括型腔和型芯等的加工是最为关键的部分。高精度加工主要运用电子计算机编写程序技术的改造来完成，在加工方法上模具操作人员可以采用最为先进的等高线加工方法等多种方法来实现模具表面的精细加工。特别是在无法保证模具边形二维刃口镶块加工的过程中容易出现人为损伤的情况下，操作人员一定要将这道工序安排在专用的镶块加工生产线上来完成，使加工的准确精度达到标准，销钉的装配定位完全符合工序要求，同时保证制件模具在表面沿边上不会出现较多的毛刺。

达到模具的高精度加工标准，有利于实现模具表面减少钳工夹痕或是没有钳工夹痕的目标。一旦模具进行高精度加工之后，模具的表面基本上都不需要经过频繁多次的修复处理，唯一的一次修复也只是利用油石推磨将模具表面凸显的一些光滑圆角拉伸延展平整，这样可以确保试冲模制件的合格率达到八成以上。

2.2合理利用模具生產中的质量检测

由于模具生产不是自动化的批量生产，在保证模具质量方面仅仅依赖于模具制造车间里的检验人员既影响了模具的生产效率，又起不到把关质量检测准确度的效果。因此，质量问题的检测应该贯彻到模具生产每一道工序环节中，只有这样，在生产过程中才能有效保证其质量，而不是单纯只凭借检验人员的力量来完成检测。只有在完成每道模具生产工序当中重视了日常质量检测量的积累，模具的型面检测工作（像测量拉伸延展圆角、弯曲表面的抛光和顺滑程度等方面的工作）才能够为质量监控积累很多经验，那么对于检验工具的要求反而不是那么严苛，质量检测就顺理成章地处在一个自由宽松的环境下。

2.3模具设计分工细致，提高设计员的专业化水平

传统的模具设计流程一般是生产商接到产品的数学模型之后，首先制定工艺方案图的设计，经过相关的审核部门批准之后方可实施，如果在设计过程中出现了问题，操作人员还需要回过头来重新更改工艺设计方案，在全部完成之后才将图纸拿到建模人员那里进行工艺的建模活动。这种流程做法既繁琐又降低了工作效率，所以必须要按照工序设计、模面设计和结构设计的三个步骤来重新优化模具设计体系。这样一来，人员操作的专业化就得到了细分，每个人在一定时期内负责某项专门的工作，这有利于专门的设计人员来研究和开发计算机辅助设计在模具生产中的应用，提升整个模具企业在短期化内可以达到的技术水平。也就是说，一个模具设计员在一定的时期既能够将所设计模具的要点基本掌握，还能够应用计算机电脑的辅助设计功能带动模具行业效益的提升。

3.结束语

总而言之，我国模具设计的改进和提高还有很大的发展空间。只有那些善于提高科学技术含量和优化设计体系的模具企业，才能够在激烈的模具市场竞争中获得生存发展的空间。目前，国内的模具生产厂商已经意识到国内模具在技术方面与国外企业相差了很大一段距离，他们依靠社会各个机构的科研投资，加大模具技术改进力度，相信用不了多久一定能取得市场消费者的认同。 [科]

【参考文献】

[1]艾合买提·沙迪尔.冲压模具精加工分析[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2010（03）.

[2]宋佐涛，聂兰启，曹新艳.轴承盖冲压工艺分析及模具设计[J].精密成形工程，2010（03）.

[3]李光耀，王琥，杨旭静，等.板料冲压成形工艺与模具设计制造中的若干前沿技术[J].机械工程学报，2010（10）.

[4]翁江翔，张显悦，梁辰，等.可伸缩衬套冲压成形工艺及模具设计[J].机械工程师，2010（05）.