我国冲压模具制造技术现状及发展趋势
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发布时间：2012-09-25
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，模具工业以15%左右的速度快速增长，模具工业企业的所有制性质也发生很大变化，除了国有专业模具厂外，个人、合资、独资和私营也讯速展开。
浙江宁波和黄岩地域的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷繁树立了本人的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。
随着与国际接轨的脚步不时放慢，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越看法到产质量量、本钱和新产品的开发才能的重要性。而模具制造是整个链条中最根底的要素之一，模具制造技术现已成为权衡一个国度制造业程度上下的重要标志，并在很大程度上决议企业的生活空间。
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展开的重要动力。一些国际模具企业已普及了二维CAD，并陆续开端运用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，普通厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功使用于冲压模的设计中。
以汽车掩盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已获得很大进步，西风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能消费部分轿车掩盖件模具。此外，许多研讨机构和大专院校展开模具技术的研讨和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面获得了明显进步；在进步模具质量和延伸模具设计制造周期等方面做出了奉献。
例如，吉林大学汽车掩盖件成型技术所独立研制的汽车掩盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国度重点实验室开发的注塑模、汽车掩盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国度工程研讨中心开发的冷冲模和精冲研讨中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国际模具行业拥有不少的用户。
虽然中国模具工业在过来十多年中获得了令人瞩目的展开，但许多方面与工业兴隆国度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使用不够普遍等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和短命命模具依赖出口。
将来冲压模具制造技术展开趋向
模具技术的展开应该为顺应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价钱低”的要求效能。抵达这一要求急需展开如下几项：
(1)片面推行CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的展开方向。随着微机软件的展开和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已根本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术效能的力度；进一步扩展CAE技术的使用范围。计算机和网络的展开正使CAD/CAM/CAE技术跨地域、跨企业、跨院所地在整个行业中推行成为可以，完成技术资源的重新整合，使虚拟制构成为可以。
(2)高速铣削加工国外近年来展开的高速铣削加工，大幅度进步了加工效率，并可获得极高的表面光亮度。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展开，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的矫捷化、智能化、集成化方向展开。
(3)模具扫描及数字化零碎高速扫描机和模具扫描零碎提供了从模型或实物扫描到加工出希冀的模型所需的诸多功用，大大延伸了模具的在研制制造周期。有些疾速扫描零碎，可疾速安装在已有的数控铣床及加工中心上，完成疾速数据采集、自动生成各种不同数控零碎的加工顺序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描零碎已在汽车、摩托车、家电等行业失掉成功使用，相信在“十五”时期将发扬更大的作用。
(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，它是有高速旋转的复杂的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因而不再需求制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工范畴的严重展开。国外已有运用这种技术的机床在模具加工中使用。估计这一技术将失掉展开。
(5)进步模具标准化程度我国模具标准化程度正在不时进步，估量目前我国模具标准件运用掩盖率已抵达30%左右。国外兴隆国度普通为80%左右。
(6)优质材料及先进表面处置技术选用优质钢材和使用相应的表面处置技术来进步模具的寿命就显得非常必要。模具热处置和表面处置能否能充分发扬模具钢材料功能的关键环节。模具热处置的展开方向是采用真空热处置。模具表面处置除完善应展开工艺先进的气相堆积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。
(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具运用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研讨自动化、智能化的研磨与抛光办法替代现有手工操作，以进步模具表面质量是重要的展开趋向。
(8)模具自动加工零碎的展开这是我国长远展开的目的。模具自动加工零碎应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完好的机具、刀具数控库；有完好的数控柔性同步零碎；有质量监测控制零碎。
CNC雕琢机在国际的展开上从最近的一两年才有较大的展开，相关加工厂和运用单位时辰以敏锐的目光盯着厂家的意向，这也是身为雕铣机主机消费厂一点也不敢涣散的真正缘由所在。
作为用户当然要选适合的设备，假如选型不当，不但不能赚钱反而令堕入为机器打工的甘美场面。那么什么样的机床才是好机床？
我们以为好机床的定义是这样的：
可以在短期内发出投资的机床才是好机床。
数控机床的设计运用寿命普通为7年，次要是数控方面的运用寿命为准，这样花钱和挣钱的比例关系将直接影响您的生意，所以细心分析功用中止选型是无效投资的必要条件。
在国外很早就有雕铣机的名词(CNCengravingandmillingmachine)，严峻地讲雕是铣的一部分，是置办雕琢机还是置办数控铣式加工中心是常常要问本人的成绩。另外，还有目前盛行的高速切削机床(HSCMACHINE)。还是让我们首先搞清楚三个机型区别：
1、数控铣和加工中心用于完成较大铣削量的工件的加工设备2、数控雕铣机用于完成较小铣削量，或软金属的加工设备3、高速切削机床用于完成中等铣削量，并且把铣削后的打磨量降为最低的加工设备
深化分析上述设备的构造可以帮我们做出正确的选择
一、从机械角度
机床的机械分为两个部分，挪动部分和不挪动部分：义务台，滑板，十字花台等为挪动部分，床座，立柱等为非挪动部分
1、数控铣加工中心：
非挪动部分钢性要求非常好挪动部分钢性要求非常好优点：能中止重切削；缺陷：由于挪动部分异常庞大，牺牲了机床灵敏性，关于粗大的部分和疾速进给能干为力。
2、数控雕铣机
非挪动部分钢性要求好挪动部分钢性要以灵敏为前题下，尽可以的轻一些，同时坚持一定的钢性。优点：可中止比较粗大的加工，加工精度高。关于软金属可中止高速加工；缺陷：由于钢性差所以不可以中止重切削。
3、高速切削机床
非挪动部分钢性要求非常好挪动部分钢性要求比较好，而且尽可以的轻巧。优点：能中止中小量的切削(例普通φ10的平底刀，关于45号钢(300)深切深度以0.75为好)；缺陷：正确运用下能发扬高效，低本钱，使打磨量变为极少。不正确运用，马上就会使刀具的废品堆积如山。
如何从机械上做到上面又轻、刚性又好矛盾的要求，关键在于机械构造上的功夫。
1、床体采用上下筋配合的网状架构，有的直接采用蜂巢的相接的内六角网状构造2、超宽的立柱和横梁，大家晓得龙门式的构造由于其极好的对称性和极佳的钢性被高速切削设备厂家不断做为首选构造。3、关于挪动部分有与数控铣明显的不同之处是加宽了很多导轨与导轨之间的间隔，以抑制不良力矩的成绩。4、从材料上讲普通采用了米汉那铸铁，也就是孕育铸铁，在浇注铁水时参加一定比例的硅(Si)从而改动了铁的内部构造，使之愈加耐冲压，刚性上有明显进步。5、机床的刚性次要用于抑制挪动部分在高速挪动时对非挪动部分的强大冲击，所以导轨、丝杆要求粗一些，以及加强衔接部分刚性。
二、从数控角度分析
1、数控铣加工中心对数控零碎要求速度普通，主轴转速0-8000RPM左右2、雕铣机要求高速的数控零碎，主轴转速3000-30000RPM左右3、高速切削机床要求高速的数控零碎以及极好的伺服电机特性，主轴转速1500-30000RPM左右
三、编程软件上分析
从软件的角度上讲，数控铣加工中心，高速切削机床雕铣机都可以运用标准的CAD/CAM软件如：MasterCamCimatronPEUG等。
铣床通常以为Cimatron刀路较好一点，新版的软件充分讲究到刀具的每时每刻的切削量的均匀性，尤其是刀进入走收义务的一刻的速度和圆滑性，以及在拐点的跟随差算法成绩(followingError)，使后果和设计图形愈加贴进，CAD部分刚大批采用直观的三维实体外型如Solidworks等再经过IGS等转入CAM软件中止加工。不过不必担忧，CAD/CAM的展开速度远胜于机床的CNC的展开速度。
雕琢加工因其刀具的特殊性的有相当的粗大的角度控制，用TYPE3为好。
四、刀库自动换刀和全自动对刀要求
加工中心是一个人面的名词，但我觉得对刀库的要求一定要结合理论。
加工中心是为了完成多种工序于自动形态的数控设备，次要是关于一些固定的大批量的消费作业，假如我们加工一个很多孔、牙的箱体，而且要天天做差不多的(一批量最小2百个以上)那就一定选加工中心，关于模具行业和小批量消费单位千万不要动不动就上加工中心，由于见过太多的厂家买加工中心，当数控铣来运用，运用刀库对数控零碎的本钱下去讲很复杂，但主轴和刀库、空压机以及各种刀柄等会添加本钱，所以关于一台设备的差价大于10万元人民币，而且编程人员要头脑清醒。不然悲剧就会发作，成绩也绝对增多了不少。效率上如何，关于消费量同一品种不到一、二百个的工件尽量不要运用加工中心，效率太低。
有什么好办法进步效率，不运用刀库，又不会构成人为的换刀误差，只需全自动对刀零碎，刀往上一装，一个按钮，机床自动对刀，直接加工，误差在0.001-.0003μm内,与自动换工夫来比,慢不了一点效率。假如是加工中心又无自动对刀安装机床与不带刀库，但是自动对刀的机床相比，理论中的效率后者远高于前者。又好请您留意自动对刀仪的最好品牌的价钱如(Marposs)不过一万元左右，而且不太可以损坏，如此分析关于休息力大把的国际模具加工，以及小批量工业零件的加工假如充分思索资金的使用价值一定不应采用加工中心设备，另外，国际厂家的刀库根本上还很多成绩。出口的也相当贵。(BT40的10把刀库不会低于10万人民币)。
五、高速切削设备的看法
精明的加工商一定会大批工夫思索机床的预备工夫和人员的人为要素所构成的损失，我们永远记住不必在这方面提示他们。而我们该做的是如何从机床的加工工夫下去给他们更高的加工效率，以及进可以的降低他们的打磨工夫。甚至零打磨。高速切削设备的闪亮登场是让加工商砰然心动的事情。先不要思索其昂贵的造价(150万左右)，单从运用上讲我以为一定是那句老话：它对有些人来讲是一块香香的肉，对另外一些人来讲是剧毒的毒药，日本人以及欧洲人不遗余力的宣传高速切削的好处而让人采用他们的设备。当然有些不适用的做法。在数控机床行业8年内实战经历告诉我他们的本钱应在60-70万左右。如此之高的利润率是让我看到了他们的本质。国际的数控机床的毛利应为(30-40%)之间。这是合理的，耿直的利润。假如您情愿维护他们高利润我想在相反工夫就不可以挣更多的钱。更要思索到售后效能等等。我不敢相信他们的效能可以在1-2天内处理一切的成绩。由于我们现有的科技还不能完成"固体传真"。