模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展關(guān)鍵詞：先進(jìn)、制造技術(shù)、高速數(shù)控摘要：模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技術(shù)，模具的激光快速成型技術(shù)，模具的精密成形技術(shù)，模具的超精密加工技術(shù)，模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法、邊界元法進(jìn)行流動(dòng)、冷卻、傳熱過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，模具的CIMS技術(shù)，已在開(kāi)發(fā)的模具DNM技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等，幾乎覆蓋了所有現(xiàn)代制造技術(shù)制造業(yè)是現(xiàn)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)和綜合國(guó)力的重要支柱，其生產(chǎn)總值一般占一個(gè)國(guó)家國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的20%?55%。在一個(gè)國(guó)家的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占60%左右。專家認(rèn)為，世界上各個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)的競(jìng)爭(zhēng)，主要是制造技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)。其競(jìng)爭(zhēng)能力最終體現(xiàn)在所生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場(chǎng)占有率上。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場(chǎng)環(huán)境的不斷變化，這種競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，因而各國(guó)政府都非常重視對(duì)先進(jìn)制造技術(shù)的研究模具制造技術(shù)迅速發(fā)展，已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技術(shù)，模具的激光快速成型技術(shù)，模具的精密成形技術(shù)，模具的超精密加工技術(shù)，模具在設(shè)計(jì)中采用有限元法、邊界元法進(jìn)行流動(dòng)、冷卻、傳熱過(guò)程的動(dòng)態(tài)模擬技術(shù)，模具的CIMS技術(shù)，已在開(kāi)發(fā)的模具DNM技術(shù)以及數(shù)控技術(shù)等，幾乎覆蓋了所有現(xiàn)代制造技術(shù)。現(xiàn)代模具制造技術(shù)朝著加快信息驅(qū)動(dòng)、提高制造柔性、敏捷化制造及系統(tǒng)化集成的方向發(fā)展。口發(fā)展面向快速制造的特種加工技術(shù)面向快速制造的特種加工技術(shù)是在傳統(tǒng)的特種加工技術(shù)與材料技術(shù)、控制技術(shù)、微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)緊密結(jié)合的基礎(chǔ)上，隨著快速響應(yīng)市場(chǎng)需求而逐步發(fā)展起來(lái)的。包括數(shù)控電火花仿銑加工技術(shù)、數(shù)控電化學(xué)銑削加工技術(shù)和數(shù)控超聲波加工技術(shù)。普通的電火花、電化學(xué)、超聲波成形加工利用形狀拷貝原理將工具的形狀復(fù)制到工件上。要得到一定精度的模具三維形狀，就需要制作與其形狀相同、凸凹相反的工具，并嚴(yán)格控制工作液在加工間隙中的流場(chǎng)分布。為節(jié)省大量的復(fù)雜形狀工具的制造費(fèi)用和時(shí)間，簡(jiǎn)化工作液的流動(dòng)控制，可采用簡(jiǎn)單形狀的工具，依照數(shù)控銑削那樣依靠機(jī)床的成形運(yùn)動(dòng)來(lái)加工出復(fù)雜的模具三維型面的新型加工工藝技術(shù)。這必須解決如下幾個(gè)技術(shù)難題:①實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的穩(wěn)定控制;②具有確定的材料去除規(guī)律及工具損耗規(guī)律；③實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程建模：④研制出相應(yīng)的CAD/CAM軟件。為有效地簡(jiǎn)化問(wèn)題的復(fù)雜性，將采用類似快速成形的分層制造加工模式，并嚴(yán)格控制每一層的加工余量，確保工具只有底面實(shí)現(xiàn)加工，而側(cè)面不參與加工，從而使復(fù)雜的模具三維型面加工問(wèn)題轉(zhuǎn)化為一系列平面加工問(wèn)題?？谝弧⒏咚贁?shù)控切削口主要針對(duì)車削和銑削。一般高速數(shù)控切削的主軸轉(zhuǎn)速比普通數(shù)控切削轉(zhuǎn)速高1?10倍。高速數(shù)控切削的另一個(gè)內(nèi)涵是采用高的進(jìn)給速度。維持切削力不變，提高轉(zhuǎn)速就能夠提高切除率，減少切削時(shí)間；維持進(jìn)給速度在普通切削水平，提高轉(zhuǎn)速就能夠降低切削力，可以加工較細(xì)或較薄的模具零件?？诟咚僦鬏S是高速數(shù)控切削的首要條件。目前主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)100000轉(zhuǎn)/min，高速切削速度在5?100m/s。完全可以達(dá)到模具零件的鏡面車削和鏡面銑削。二、電火花銑削和“綠色”產(chǎn)品技術(shù)口從國(guó)外的電加工機(jī)床來(lái)看，不論從性能、工藝指標(biāo)、智能化、自動(dòng)化程度都已達(dá)到了相當(dāng)高的水平，目前國(guó)外的新動(dòng)向是進(jìn)行電火花銑削加工技術(shù)（電火花創(chuàng)成加工技術(shù)）的研究開(kāi)發(fā)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展?？谧罱毡救夤就瞥隽薊DSCAN8E電火花創(chuàng)成加工機(jī)床又有新的進(jìn)展。該機(jī)能進(jìn)行電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償，在Windows95上為該機(jī)開(kāi)發(fā)的專用CAM系統(tǒng)，能與AutoCAD等通用的CAD聯(lián)動(dòng)，并可進(jìn)行在線精度測(cè)量，以保證實(shí)現(xiàn)高精度加工。為了確認(rèn)加工形狀有無(wú)異?；驓埲保珻AM系統(tǒng)還可實(shí)現(xiàn)仿真加工?？谠陔娀鸹庸ぜ夹g(shù)進(jìn)步的同時(shí)，電火花加工的安全和防護(hù)技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視，許多電加工機(jī)床都考慮了安全防護(hù)技術(shù)。目前歐共體已規(guī)定沒(méi)有“CE”標(biāo)志的機(jī)床不能進(jìn)入歐共體市場(chǎng)，同時(shí)國(guó)際市場(chǎng)也越來(lái)越重視安全防護(hù)技術(shù)的要求?？谀壳埃娀鸹庸C(jī)床的主要問(wèn)題是輻射騷擾，因?yàn)樗鼘?duì)安全、環(huán)保影響較大，在國(guó)際市場(chǎng)越來(lái)越重視“綠色”產(chǎn)品的情況下，作為模具加工的主導(dǎo)設(shè)備電火花加工機(jī)床的“綠色”產(chǎn)品技術(shù)，將是今后必須解決的難題?？谌?新一代模具CAD/CAM軟件技術(shù)口目前，英、美、德等國(guó)及我國(guó)一些高等院校和科研院所開(kāi)發(fā)的模具軟件，具有新一代模具CAD/CAM軟件的智能化、集成化、模具可制造性評(píng)價(jià)等特點(diǎn)。新一代模具軟件應(yīng)建立在從模具設(shè)計(jì)實(shí)踐中歸納總結(jié)出的大量知識(shí)上。這些知識(shí)經(jīng)過(guò)了系統(tǒng)化和科學(xué)化的整理，以特定的形式存儲(chǔ)在工程知識(shí)庫(kù)中并能方便地被模具所調(diào)用。在智能化軟件的支持下，模具CAD不再是對(duì)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算方法的模仿，而是在先進(jìn)設(shè)計(jì)理論的指導(dǎo)下，充分運(yùn)用本領(lǐng)域?qū)＜业呢S富知識(shí)和成功經(jīng)驗(yàn)，其設(shè)計(jì)結(jié)果必然具有合理性和先進(jìn)性。□四、 先進(jìn)的快速模具制造技術(shù)口1、 激光快速成型技術(shù)（RPM）發(fā)展訊速，我國(guó)已達(dá)到國(guó)際水平，并逐步實(shí)現(xiàn)商品化。世界上已經(jīng)商業(yè)化的快速成形工藝主要有SLA（立體光刻）、LOM（分層分體制造）、SLS（選擇性激光燒結(jié)）、3D-P（三維印刷）?！跚迦A大學(xué)最先引進(jìn)了美國(guó)3D公司的SLA250（立體光刻或稱光敏樹(shù)脂激光固化）設(shè)備與技術(shù)并進(jìn)行開(kāi)發(fā)研究，經(jīng)幾年努力，多次改進(jìn)，完善、推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”（擁有分層實(shí)體制造-SSM、熔融擠壓成型-MEM），這是我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界唯一擁有兩種快速成形工藝的系統(tǒng)（國(guó)家專利），具有較好的性能價(jià)格比。口2、 無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)是用高度可調(diào)的沖頭群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板材曲面成形的又一先進(jìn)制造技術(shù)，無(wú)模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAT技術(shù)為主要手段，快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)成形。吉林工大承擔(dān)了有關(guān)無(wú)模成形的國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目，已自主設(shè)計(jì)并制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)模多點(diǎn)成形設(shè)備。五、 現(xiàn)場(chǎng)化的模具檢測(cè)技術(shù)口精密模具的發(fā)展，對(duì)測(cè)量的要求越來(lái)越高。精密的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，長(zhǎng)期以來(lái)受環(huán)境的限制，很少在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。新一代三座標(biāo)測(cè)量機(jī)基本上都具有溫度補(bǔ)償及采用抗振材料，改善防塵措施，提高環(huán)境適應(yīng)性和使用可靠性，使其能方便地安裝在車間使用，以實(shí)現(xiàn)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)化的特點(diǎn)?！趿㈢R面拋光的模具表面工程技術(shù)口模具拋光技術(shù)是模具表面工程中的重要組成部分，是模具制造過(guò)程中后處理的重要工藝。目前，國(guó)內(nèi)模具拋光至Ra0.05pm的拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝，可以基本滿足需要，而要拋至Ra0.025pm的鏡面拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具在生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用，模具拋光技術(shù)就成為模具生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題。由于國(guó)內(nèi)拋光工藝技術(shù)及材料等方面還存在一定問(wèn)題，所以如傻瓜相機(jī)鏡頭注塑模、CD、VCD光盤(pán)及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依賴進(jìn)口。模具先進(jìn)制造技術(shù)種類繁多，幾乎大部分的先進(jìn)制造技術(shù)都可以應(yīng)用到模具制造中，而且在不斷發(fā)展之中，在此不可能盡數(shù)概述。從我國(guó)的國(guó)情出發(fā)，所有模具企業(yè)都盡快采用高速數(shù)控加工技術(shù)是不現(xiàn)實(shí)的，因?yàn)樵O(shè)備及技術(shù)裝備費(fèi)用昂貴。而適當(dāng)采用相對(duì)廉價(jià)的面向快速制造的特種加工技術(shù)，而值得某些模具企業(yè)考慮。從不同角度講，除