模具设计与制造的现状及发展趋势

2017-03-10曹菁

环球市场 2017年35期

曹菁

中车齐齐哈尔车辆有限公司

1 模具设计技术

随着产品的多样化发展，产品的模具设计也变得愈加复杂，再加上CAD/CAE等技术的进步，模具设计由依赖经验积累来进行人工制图，发展到了应用计算机技术来进行自动化设计。CAD/CAE技术的进步，对减少模具生产时间、提升产品质量具有非常明显的作用。模具设计水平的提升也使得产品制造的质量、效率得以提高。比如，对于航空发动机的叶片模具的制造，伴随科技的发展，叶片精锻技术获得了飞速的发展，并得以实用化，基于叶片精锻的锻压模具设计CAD系统开始获得应用。这对于减少叶片精锻模具生产周期，使得数据共享化、信息集成化变为现实，增强了生产效率，使得设计、制造等各环节能够有机地结合起来。CAD技术，能够对航空发动机叶片的终锻件、终锻模等开展实体造型，还能够进行平衡角计算、叶根/叶尖部位延伸等操作。

模具设计采用CAD绘图替代手工绘图。相比20世纪90年代之前，该模具设计技术降低了模具设计者体力劳动、提高了设计效率、降低了设计图纸出错率等。但存在主要缺点平面图纸不直观、复杂结构表达不清楚、不具备分析功能。

CAD技术体现在模具设计手段由二维AUTOCAD转为三维Pro/E，可以说是具有划时代的意义。利用Pro/E软件，模具设计者可方便快速的计算出冲裁模具的冲裁力、压力中心以及各件的准确重量；直观的模拟模具的真实组装关系，较方便地分析零组件之间的装配关系，避免干涉；快速地输出工程图纸，避免人为拆图的错误。CAE(计算机辅助工程) 技术体现在数值模拟分析技术在模具设计阶段的应用。铁路货车的外覆盖件多数是成形件，在制件外观质量要求越来越高的情况下，板料成形成为冲压加工中的技术难点。由于板料成形的理论性和经验性都很强，模具设计制造周期较长，并且常常需要反复调试模具，因此成为新制件开发的瓶颈。数值模拟分析技术在冲压技术领域的应用，改变了传统的经验、实做加试模为主的加工模式。

2 模具设计与制造的发展趋势

模具制造的过程中包括了加工方式与工艺技术，随着经济快速提升，技术和工艺二者在模具制造中的重要性发生了转变，西方工业发达国家的模具生产已经从传统的加工技术(数控、自动)，正在向着无人化生产的方式快速发展。但是目前我国仍然处于机械制造向数控制造的方面转变，从国际市场分析模具制造行业的前景，能够得出模具行业的竞争越来越强，增强竞争力的重要方式就是降低产品生产成本，缩短生产时间，提高产品质量。设计方式的高效率、自动化器械的使用，快速的成型机械加上优秀的模具设计，大大提升了生产的稳定性，从而节省了模具生产的成本。

目前，智能化已成为各行各业广泛应用的科技力量，智能化模具的设计与制造代表着时代的发展进步，必然会受到模具行业的肯定，也必将得到社会的认可与青睐。因此，模具产业需要积极探析出智能化模具制造与设计的发展方向，实现智能化模具实效性的高效提升，以顺应时代发展的需求，从而保证模具产业的有序发展。

智能化模具是指具备传感、分析、控制与决策性能的模具，如拥有自动调温功能的压铸模具，运用注塑参数、调温性能等智能化手段制作的模具等，这些模具都是智能化模具。由于我国现有的科技水平与人力资源状况已经无法适应时代发展要求，故智能化设计与制造将会成为我国时代发展的主流，随即智能化模具的设计与发展也将引领者模具产业进入腾飞时期。智能化模具较之传统模具具备诸多优势，如智能化模具能够摒弃传统模具设计的大量耗材耗时、精确度不高、污染较为严重、生产效益较低等方面的缺点。依托智能化设计与制造手段可以实现模具产品质量与经济效益的提高，能够有效节约制造材料，并更好地趋向于绿色环保制造。