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    現代設計技術的發展現狀與趨勢

    時間:2020-09-05 16:13:52 綜合資料 我要投稿

    現代設計技術的發展現狀與趨勢

    我國模具工業的發展,日益受到人們重視和關注!澳>呤枪I生產的基礎工藝裝備”也是取得了共識,在電子、汽車、電視、電器、儀器、儀表、家電和通信等產品中,60%-80%的零件部分都是依靠模具成型,用模具生產制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低耗能,是其他加工制造方法不能比擬的,也是“效益放大器”,用模具生產的最終產品的價值,往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產值約為600億美元,近幾年,我國模具工業一直以每年15左右的增長速度發展,2003年我國模具產值就超過了400億美元。

    1、現代模具技術的技術現狀

    1.1、沖模

    以大型覆蓋件沖模為代表,我國已經能生產部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和制造難度大,質量和精密度要求高,代表覆蓋件模具的水平。在設計制造方法、手段上已基本達到了國際水平,模具結構功能也接近國際水平,在轎車模具國產化進程中前進了一大步,但在制造質量、精度、制造周期和成本方面,與國外相比還存在一定的差距。

    1.2、塑料膜

    近年,我國塑料模有很大的進步。在大型塑料模方面,已能生產34英寸大屏幕彩色電塑殼模具等塑料模具。精密塑料模具方面,已能生產多型腔小模數齒輪模具和600腔塑料模具,還能生產厚度僅為0.08mm的一模二腔的航空杯模具和難度較高的.塑料門窗擠出模等。內熱式或外熱式熱流道裝置得以采用,少數單位采用了具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具,完全消除了制件的燒口痕跡,氣體輔助注射技術已成功得以應用。在精密方面,塑料模型腔制造精度可達0.02-0.05mm(國外可以達到0.005-0.01mm),分型面接觸間隙為0.02mm,模板的彈性變形為0.05mm,型面的表面粗糙度值為Ra0.2-0.25um,塑料模壽命已達100萬次(國外可達300萬次),模具制造周期仍比國外長2-4倍。

    1.3、壓鑄模

    汽車和摩托車工業的快速發展,推動了壓鑄模技術的發展。汽車發動機鋼罩、蓋板、變速器殼體和摩托車發動機鋼機、齒輪箱殼體、制動器、輪軸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。在模具設計時,注意解決熱平衡問題,合理確定澆注系統和冷卻系統,并根據制造技術要求,采用了液壓軸芯和二次增壓等結構?傮w水平有了較大的提高。模具壽命:鋁合金鑄件模具一般為4-8萬次,個別可以超過10萬次,國外可達到8-15萬次以上。

    1.4、模具CAD/CAE/CAM技術

    模具CAD/CAE/CAM技術是改造傳統模具生產方式的關鍵技術,能顯著縮短模具技術設計與制造周期,降低生產成本,提高產品質量。它使技術人員能借助于計算機對產品、模具結構、成形工藝、數控加工及成本等進行設計和優化。以生產家用電器的企業為代表,陸續引進了相當數量的CAD/CAM系統,實現了CAD/CAM的集成,并采用CAE技術對成形過程進行計算機模擬等,數控加工的使用率也越來越高,取得了一定的經濟效應,促進和推動了我國模具CAD/CAE/CAM技術的發展。

    1.5、模具標準件

    模具標準件對縮短模具制造周期、提高質量、降低成本能起到很大作用。因此,模具標準件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。新型彈性元件如氮氣彈簧亦已在推廣應用中。

    2、模具技術的發展趨勢

    2.1、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網絡化方向發展

    2.1.1、模具軟件功能集成化 模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全,同時各功能模塊采用同一數據模型,以實現信息的綜合管理與共享,從而支持模具設計、制造、裝備、檢測、測試及生產管理的全過程,達到實現最佳效益的目的。如英國Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實體幾何造型,復雜性體工程制圖,工業設計高級渲染,塑料模設計專家系統,復雜形體CAM,藝術造型及雕刻自動編程系統,逆向工程系統及復雜形體在線測量系統等。集成化程度較高的軟件還包括:Pro/E,UG,CAIIA等。

    2.1.2、模具設計、分析及制造的三維化

    傳統的二維模具結構設計已越來越不適應現代生產和集成化技術要求。模具設計、分析、制造的三維化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設計模具,所采用的三位數字化模型能方便地用于產品結構的CAE分析、模具可制造性評價和數控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/E,UG,CAIIA等軟件具備參數化、基于特征、全相關等特點,從而使模具并行工程成為可能。另外,Cimatra公司的Moldexpert,Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D專業注射模具設計軟件,可進行交互式3D型腔、型芯設計、模架配置及典型結構設計。澳大利亞Moldflow公司的三維真實感流動模擬軟件MoldflowAdvisers已經廣泛受到用戶的好評和應用。面向制造、基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志之一。

    2.1.3、模具軟件應用的網絡化趨勢

    隨著模具在企業競爭、合作、生產和管理等方面的全球化、國際化,以及計算機軟硬件技術的迅速發展,模具軟件應用的網絡化的發展趨勢是使CAD/CAE/CAM技術跨地區、跨企業、跨院所在整個行業中推廣,實現技術資源的重新整合,使虛擬設計、敏捷制造技術成為可能。

    2.2、模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發展

    1、模具向著精密、復雜、大型的方向發展

    2、數控電火花加工機床

    3、高速銑削機床(HSM

    4、模具自動加工系統的研制和發展

    2.3、模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發展

    模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響,我國目前仍以手工研磨拋光為主,怒進效率低,且人工勞動強度大,質量不穩定,制約了我國模具加工更高層次發展。因此,研究拋光的自動化、智能化是模具拋光的發展趨勢。另外,由于模具控腔形狀復雜,任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應該發展特種研磨與拋光,如擠壓衍磨、電化學拋光、超聲波拋光以及復合拋光工藝與裝備,以提高模具表面質量。

    3、結束語

    目前我國模具工業的發展步伐日益加快,但在整個模具設計制造水平和標準化程度上,于德國、美國、日本的發達國家相比還存在相當大得差距。在經濟全球化的新趨勢下,隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合,我國裝備制造業在加入WTO以后,將成為世界裝備制造業的基地。而在現代制造業中,無論哪一行業的工程裝備,都越來越多地采用由模具工業提供的產品。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求,模具工業應廣泛應用現代先進制造技術來加速模具工業的技術進步,滿足各行業對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求,以實現我國模具工業的跨越式發展。

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