我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   1. 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀   我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀，近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。   (1) 沖模   轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點?？纱砀采w件模具的水平。我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。如東風汽車公司沖模廠，已設(shè)計制造了富康轎車部分內(nèi)覆蓋件模具。一汽模具中心生產(chǎn)了捷達王轎車外覆蓋件模具。在設(shè)計制造方法，手段上面已基本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，與國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動疊片多功能模具，已基本達到國際水平。如南京長江機器制造廠的電機鐵芯自動疊鉚硬質(zhì)合金多工位級進模具有自動沖切、疊壓、鉚合、計數(shù)、分組、轉(zhuǎn)子鐵芯扭斜、安全保護等功能，凹模采用拼塊式，零備件可互換。常州寶馬集團公司的步進電機定轉(zhuǎn)子帶雙回疊片硬質(zhì)合金級進模。具有轉(zhuǎn)子沖片落料、旋轉(zhuǎn) 72 再疊片，定子沖片落料、回轉(zhuǎn) 90 再疊片 (以消除料厚誤差 )等功能。這兩項模具精度達 2 m，步距精度 2 m 3 m，雙回轉(zhuǎn)精度 1，壽命達到 1億次以上，制造周期 5 6個月，而價格僅為同類進口模具的 1/2 1/3，已達到國際先進水平，完全可以替代進口。其他如 48、 54、 68條腿集成電路柜架多工工位級進模、電子槍硬質(zhì)合金多工進級進模、別克轎車安全帶座式工位級進模、空調(diào)器散熱片多工位級進模，均達到國外同類產(chǎn)品水平。但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。  第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   (2) 塑料模   塑料模應(yīng)用最廣泛的一類模具。近年來，我國塑料模有了長足的進步。在大型塑料模方面，已能生產(chǎn) 34"大屏幕彩電塑殼模具， 6 具重量可達 10 t 20 t。在精密塑料模具方面，能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和 600腔塑封模具，還能生產(chǎn)厚度僅為 制造技術(shù)方面，首先是采用 計算機造型、編程并由數(shù)控機床加工已是主要手段， 般均采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置。少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具，完全消除了制件的澆口痕跡。氣體輔助注射技術(shù)已成功得到應(yīng)用。在高效多色注射的應(yīng)用和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面，也取得較大進展。在精度方面，塑件的尺寸精度可達  級，分型面接觸間隙為 板的彈性變形為 面的表面粗糙度為  (m。塑料模壽命已達 100萬次，但模具制造周期仍比國外長 2 4倍，總體水平與國外比尚有較大差距。   (3) 壓鑄模   汽車和摩托車工業(yè)的快速發(fā)展，推動了壓鑄模生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展。汽車發(fā)動機缸罩、蓋板、變速器殼體和摩托車發(fā)動機缸機、齒輪箱殼體、制動器、輪轂等鋁合金鑄件模具以及自動扶梯級壓鑄模等，我國均已能生產(chǎn)，技術(shù)水平有所提高，使汽車、摩托車上配套的鋁合金壓鑄模大部分實現(xiàn)了國產(chǎn)化。在模具設(shè)計時，注意解決熱平衡問題，合理確定澆注系統(tǒng)和冷凍系統(tǒng)，并根據(jù)制作要求，采用了液壓軸芯和二次增壓等結(jié)構(gòu)。總體水平有了較大提高。壓鑄模制造精度可達 外為 型腔表面粗糙度為   m(國外為    模具制造周期中小型的為 3 4個月，中等復(fù)雜的為 4 8個月，大型的為 8 12個月，約為國外的 1倍。模具壽命：鋁合金鑄件模具一般為 4 8萬次，個別可超過 10萬次，  國外可達 8 15萬次以上。模具價格：國內(nèi)約為引進價格的 1/4 1/3。第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   (4) 模具 模具 一項高科技、高效益的系統(tǒng)工種。它以計算機軟件的形式，以  能采用 用戶提供一種有效的輔助工具，使技術(shù)人員能借助于計算機對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進行設(shè)計和優(yōu)化。模具 低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、“九五”期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高。特別是以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的 統(tǒng)。如美國 G ；美國 國 國 本 色列公司的   近年來，我國自主開的 要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 海交大模具 家工程中心開發(fā)的冷沖模 些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具和具體情況，在微機在應(yīng)用，價格較低等特點，為進一步普及模具   (5) 快速經(jīng)濟制模技術(shù)   快速經(jīng)濟制模技術(shù)與傳統(tǒng)的機械加工相比，具有模具制造周期短、制造成本低、綜合經(jīng)濟效益好等突出特點，已在我國 快速原型制造 (術(shù)是一種集 光及材料科學(xué)于一體的新技術(shù)，是當前最先進的零件及模具的成形方法之一。近年來在我國發(fā)展很快。清華大學(xué)最先引進的美國 3體光固化或稱光敏樹脂激光固化 )設(shè)備與技術(shù)，并進行了開發(fā)研究。經(jīng)多年努力，已開發(fā)出了 型式功能快速原型制造系統(tǒng)擁有疊層實體制造 融擠壓成形  第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   樹脂沖壓模具在國產(chǎn)轎車的試制中得到成功應(yīng)用。一汽模具制造中心設(shè)計制造了 12套樹脂模具分別是行李箱、發(fā)動機罩、前后左右翼子板等大型復(fù)雜內(nèi)外覆蓋件的拉伸模具。其主要特點是模具型面以 用端士汽巴 (一種脂品牌名 )精化的高強度樹脂澆注成形，凸凹模間隙采用進口專用蠟片準確控制，模具尺寸精度高，制造周期可縮短 1/2 2/3， 12套模具制造費用可節(jié)省 1000萬元左右。樹脂沖壓模具技術(shù)為我國轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了一條途徑。屬國內(nèi)首創(chuàng)?？蛇_ 20世紀 90年代國際水平。   其他快速經(jīng)濟制模技術(shù)，如電弧噴涂脂抹粉成形模具技術(shù)、鈹銅塑料成形模具技術(shù)，低熔點合金、鋅合金制模技術(shù)，快速電鑄制模技術(shù)等，也得到不同程度的應(yīng)用。   (6) 模具標準件   模具標準件對縮短模具制造周期，提高質(zhì)量、降低成本，能起很大作用。因此，越來越廣泛地得到采用。模具標準件主要有冷沖模架、塑料模架、推桿和彈簧等。新型彈性元件氮氣彈簧亦已在推廣應(yīng)用中。目前我國模具標準化程度一般在 30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到 70% 80%相比，仍有很大差距。  第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   (7) 模具材料與熱處理   模具材料的質(zhì)量、性能、品種和供貨是否及時，對模具的質(zhì)量和使用壽命以及經(jīng)濟效益有著直接的重大影響。大量使用的模具材料為模具鋼，年消耗量在 10萬噸以上。近年來，國內(nèi)一些模具鋼生產(chǎn)企業(yè)已相繼建成和引進了一些先進工藝設(shè)備，使國內(nèi)模具鋼品種規(guī)格不合理狀況有所改善，模具鋼質(zhì)量有較大程度的提高。但國產(chǎn)模具鋼鋼種不全，不成系列，多品種、精料化、制品化等方面尚待解決。國內(nèi)大部分企業(yè)在模具淬火時仍采用鹽熔爐或電爐加熱。由于模具熱處理工藝執(zhí)行不嚴，處理質(zhì)量不高，而且不穩(wěn)定，直接影響模具使用壽命和質(zhì)量。近年來，真空熱處理爐有了很大發(fā)展，正在推廣使用。   (8) 模具制造的相關(guān)技術(shù)   模具制造的相關(guān)技術(shù)與工藝的發(fā)展，對模具水平的提高起到了重要作用。模具拋光技術(shù)引起重視，機械磨拋光、超聲波拋光、電化學(xué)拋光及上述幾種方法的復(fù)合拋光，已開發(fā)出專用機械、專用工具，得到了廣泛的應(yīng)用。擠壓珩磨拋光已有應(yīng)用于生產(chǎn)現(xiàn)場，但面不廣。大型高效自動拋光專用設(shè)備有待開發(fā)。   模具花紋的蝕刻技術(shù)，工藝水平提高較快，能制作各類模具的裝飾紋，且仿真性越來越好。模具強化技術(shù)進一步發(fā)展。除原來已推廣的電火花強化機外，又開發(fā)了電刷鍍強化設(shè)備。模具修復(fù)技術(shù)也有了進步。除電刷鍍修復(fù)模具外，又引進和開發(fā)了多種脈沖焊接機，修復(fù)效果較好。   綜上所述，近年來我國模具技術(shù)有了長足的進步，但與國外先進技術(shù)相比還存一定的差距。  第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   2. 我國模具技術(shù)與國外的差距   (1) 高精度、高技術(shù)類模具產(chǎn)需矛盾突出   工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對模具的要求越來越高，盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，常規(guī)模具基本可以滿足國內(nèi)各行業(yè)的生產(chǎn)需要，但大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具的設(shè)計與制造方面，無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，目前滿足率只能達到 70%左右。其差距見表   (2) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不平衡   模具按國家標準分為十大類，其中沖壓模、塑料模占模具用量的主要部分。按產(chǎn)值統(tǒng)計，我國目前沖壓占50% 60%，塑料模占 25% 30%。而國外先進國家對發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占 30% 40%。   (3) 模具企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理   我國模具生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，主要生產(chǎn)模具能力集中在各主機廠的模具分廠 (或車間 )內(nèi)，模具商品化率低，模具自產(chǎn)自用比例高達 70%以上。而在國外， 70%以上的模具是商品化的。   (4) 模具標準化、專業(yè)化程度低、生產(chǎn)周期長   模具設(shè)計、制造標準少，模具制造專業(yè)化程度低，除少量標準件外購?fù)?，大部分工作量均需模具廠去完成，因此相應(yīng)的生產(chǎn)周期也較長。見表  第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   (5) 模具工藝裝備水平有待提高   我國機床工具行業(yè)已可提供比較成套的高精度模具加工設(shè)備，如：加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控仿形銑床、電加工機床、坐標磨床、光曲磨床、三坐標測量機等。但在加工和定位精度、加工表面粗糙度、機床剛性、穩(wěn)定性、可靠性、刀具和附件的配套性方面，和國外相比仍有較大差距。   (6) 先進模具技術(shù)深層次應(yīng)用不足   如模具 工設(shè)備數(shù)字控制化技術(shù)等，許多模具廠家也在應(yīng)用，但只能在較低層次使用，而許多深層次的技術(shù)開發(fā)應(yīng)用沒有得到很好的開發(fā)。   (7) 模具壽命較低   國內(nèi)模具的壽命比較低，這與目前國內(nèi)模具材料與加工技術(shù)相對落后有一定的關(guān)系。   見表  第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   (3) 模具標準件的應(yīng)用將日漸廣泛   使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標準件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。   (4) 模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進的表面硬化處理技術(shù)將進一步受重視   在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在 20% 30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問題。其碳化物微細，組織均勻，沒有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對形狀復(fù)雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間也是重要方向。   模具熱處理和表面硬化處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具的表面硬化方法，除人們熟悉的鍍硬鉻、氮化方法外，從 20世紀 70年代到 80年代，硬質(zhì)化合物涂覆技術(shù)已被推廣應(yīng)用到模具上?，F(xiàn)在，對模具進行硬質(zhì)化合物涂覆處理已成為提高模具壽命最有效的方法之一。大力推廣這項技術(shù)，對于提高模具的加工效率和質(zhì)量，減少昂貴模具材料的消耗有著十分深遠的意義。目前，適用于模具的硬質(zhì)化合物涂覆方法主要有：化學(xué)氣相沉積法(物理氣相沉積法 (在鹽浴中向工件表面浸鍍碳化物的方法 (  第 9章   我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展   (5) 在模具設(shè)計制造中將全面推廣 模具 踐證明，模具 術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向?，F(xiàn)在，全面普及 于模具  年來模具 別是微機的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普及模具 著微機軟件的發(fā)展和進步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在普及推廣模具 抓住機遇，重點扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用。