模具制造工艺技术研究进展

周天 范兴平

摘要：模具是现代化工业生产的主要工艺装备之一。无论是工业产品的生产，还是新工业产品的开发，都离不开模具的制造与研究。特别是材料成型与控制工程模具制造工艺备受人们的关注。近些年来我国的社会在不断的发展和进步，对于我国目前的制造行业来说是一个很好的发展机遇和挑战，如果制造业能够抓住这个发展时代的机遇就能够在很大程度上实现工业的发展与进步。

关键词：材料成型及控制工程;模具制造;制造工艺;研究

通讯作者：范兴平，博士，副教授（1979-）主要从事钒钛新材料，材料成型等方向的研究。

在我们生活中，我们生边的每一样物品都有着他自己特有的形状。比如说杯子、碗等都是我们生活中必不可少的生活用具，它们不只是简简单单的凹槽形状，而是丰富多彩的，可以根据你自己的审美买下你自己喜欢的样式。这些都涉及到形状，那就离不开材料的成型，所谓的材料成型就是把一种形状通过一些方法变成我们想要的形状。

1国内外模具工业现状及我国模具技术现状

国外模具工业现状。根据亚洲模具协会联盟的综合统计，国外主要模具生产国包括亚洲地区的日本，欧洲地区的德国、意大利、葡萄牙，美洲地区的美国等。日本的模具产值曾经一直居世界第一位，约占全球的40%[1]，模具的开发主要向高精度、高速率、短周期、复杂、大型、一体化等方面去发展[2]。德国向来以精湛的加工技艺和出产精密机械、上具而著称，其模具行业也充分体现了这特点。德国拥有世界先进的汽车、船舶等制造技术，是世界上重要的制造大国之一[3]。美国模具制造业在数控机床方面实力比较雄厚，它首先结合汽车、轴承生产需求，充分发展了大批量自动化所需的自动线，美国模具钢已实现标准化生产供应，模具没计制造普遍应用CAD/CAE/CAM技术，加工工艺、检验检测配套了先进设备，大型、复杂、精密、长寿命、高性能模具技术达到领先水平。

国内模具工业现状。我国模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型精密复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件电子零件、汽车零件空调器散热片等家电零件模具上。

2金属材料成型与控制工程模具制造技术

近年来，我国的制造业发展迅速，这对于我国工业化的发展和前进有着很大的推进作用。正是由于制造业的发展迅速，人们对模具制造工艺的技术也更加的备受关注。同时在此过程中人们还不断的关注这项领域中出现的新型工艺技术。

2.1金属材料一次成型加工技术

挤压成型。挤压成型技术主要应用于非金属领域。该项技术能够满足现代工业化生产过程中模具元件的连续生产，具有较高的生产效率。挤压成型技术工艺较为简单，而且成本投资较小，不需要投入大量的人工，只需投入少量的设备资金，就能够应用于制造企业的模具元件生产，成本能够在短时间内得到回收。因此，挤压成型技术在当前我国工业生产领域中的应用十分广泛，该项技术生产效率高，模具元件质量高，且在实际生产过程中不会对周边的环境造成破坏，具有环保、安全、高效等特性。

冷轧和拉拔成型。冷轧是通过相应的可弯曲和压缩的变形装置，将材料形成一定的形状和轮廓，用来制备工程产品，通常依靠冷轧过程中施加的切应力使材料产生塑性变形。拉拔成型是将材料置于拉拔机的空腔内，根据工程模具的设计方案进行高用力的拉伸，在拉伸过程中对材料受到的摩擦力及阻力有严格控。拉拔成型效率较高，能快速制备所需工程产品，有利于批量生产。

铸造成型。铸造成型是将金属浇注在对应的模具中，能够形成工程产品一次性制备成型的流程。简单来说就是将高温熔炼的金属液体状态倒入到事先准备好我们做好的模具中，得到我们想要的产品。但铸造成型受到模具精度影响，易形成较多毛刺，表面光滑度不足，对于精度要求较高的零件需进行抛光打磨。

2.2金属工程模具材料二次成型工艺

锻造成型。锻造通常需要根据材料的相变点把温度加热到奥氏体温度以上，然后施加一定的压力和冲击力来进行锻造。这种工艺比较消耗时间，但是得到的产品性能较好。

冲压成型。控制材料的碳含量能够有效地提升金属的塑性，因此对于低碳钢能够实现冲压成型制备工程产品。在冲压前需要进行材料物理性能的测试，以免对冲压机和冲压控制台造成不必要的损坏。

焊接成型。焊接成型适用于工程产品有多个部件，这些部件为分离制备，通过焊接能够使各部分进行紧密的连接，能快速实现工程产品的组装成型。但对于焊接成型而言，不同钢种对应不同的焊接技术和方法，比如气焊、氩弧焊和压力焊，均有不同的工艺条件和要求，该技术危险系数较高，需要具有专业素养的工作人员。

2.3非金属材料制备工程模具的工艺技术

挤出成型。通过液压螺旋杆以及变速箱等大型传输扭矩工具，能对材料施加极高的压力，灵活地根据工程产品的相应尺寸和大小，进行持续性挤出成型[22～24]。挤出成型对于操作较为简单，并且其设备成本较低，能够根据产品的需要进行调整，广泛适用于有机材料产品的制备。

注射成型。该技术主要是第一步将原材料放入注射設备中，对材料进行熔化处理，在注射装置的高压条件下，把完成熔化的材料注射至模具内;第二步对其冷却处理，等材料固化后，拆除模具，生产出特定的产品。可达到自动化生产的目的，相应改善生产效率，广泛应用于结构较复杂的产品，可实现大批量生产。

虽然我国制造业现在的发展出现了前所未有的繁荣景象，但我国仍然处于发展中国家的，还没有进入发达国家的行列，与一些西方的发达国家制造业还存在着一定的差距，我们仍然还需要不断努力的创新与进步，不断缩小与别人的差距，使我国的模具制造工艺技术更上一层楼。

参考文献

[1]权亚云，韩茹月，张洋洋.材料成型与控制工程模具制造的工艺技术分析[J].电脑迷，2017（3）：109.

[2]毛艳琳.浅析材料成型与控制工程模具制造的工艺技术分析[J].工程技术（全文版），2016（11）：254.

[3]李志明.浅析材料成型与控制工程模具制造的工艺[J].电子测试，2016（08）：18-27.