我國衝壓模具製造技術現狀及發展趨勢

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模具製造    時間:2014-03-13 13:31:40
我國衝壓模具製造技術現狀及發展趨勢簡介
    一、現狀 改革開放以來,隨著國民經濟的高速發展,市場對模具的需求量不斷增長。近年來,模具工業一直以15%左右的增長速度快速發展,模具工業企業的所有製成分……
我國衝壓模具製造技術現狀及發展趨勢正文

  

一、現狀

改革開放以來,隨著國民經濟的高速發展,市場對模具的需求量不斷增長。近年來,模具工業一直以15%左右的增長速度快速發展,模具工業企業的所有製成分也發生了巨大變化,除了國有專業模具廠外,集體、合資、獨資和私營也得到了快速發展。

浙江寧波和黃岩地區的“模具之鄉”;廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉鎮企業,科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具製造中心;中外合資和外商獨資的模具企業現已有幾千家。

隨著與國際接軌的腳步不斷加快,市場競爭的日益加劇,人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發能力的重要性。而模具製造是整個鏈條中最基礎的要素之一,模具製造技術現已成為衡量一個國家製造業水平高低的重要標誌,並在很大程度上決定企業的生存空間。

近年許多模具企業加大了用於技術進步的投資力度,將技術進步視為企業發展的重要動力。一些國內模具企業已普及了二維CAD,並陸續開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟體,個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟體,並成功應用於衝壓模的設計中。

以汽車覆蓋件模具為代表的大型衝壓模具的製造技術已取得很大進步,東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外,許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發。經過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步;在提高模具質量和縮短模具設計製造周期等方面做出了貢獻。

例如,吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研製的汽車覆蓋件衝壓成型分析KMAS軟體,華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟體,上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發的冷沖模和精沖研究中心開發的冷沖模和精沖模CAD軟體等在國內模具行業擁有不少的用戶。

雖然中國模具工業在過去十多年中取得了令人矚目的發展,但許多方面與工業發達國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM技術的普及率不高;許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等,致使相當一部分大型、精密、複雜和長壽命模具依賴進口。

二、未來衝壓模具製造技術發展趨勢

模具技術的發展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發展如下幾項:

(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計製造的發展方向。隨著微機軟體的發展和進步,普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟,各企業將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度;進一步擴大CAE技術的應用範圍。計算機和網路的發展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區、跨企業、跨院所地在整個行業中推廣成為可能,實現技術資源的重新整合,使虛擬製造成為可能。
(2)高速銑削加工國外近年來發展的高速銑削加工,大幅度提高了加工效率,並可獲得極高的表面光潔度。另外,還可加工高硬度模塊,還具有溫升低、熱變形小等優點。高速銑削加工技術的發展,對汽車、家電行業中大型型腔模具製造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展。

(3)模具掃描及數字化系統高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能,大大縮短了模具的在研製製造周期。有些快速掃描系統,可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上,實現快速數據採集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的CAD數據,用於模具製造業的“逆向工程”。模具掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業得到成功應用,相信在“十五”期間將發揮更大的作用。

(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術也稱為電火花創成加工技術,這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術,它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣),因此不再需要製造複雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工領域的重大發展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發展。

(5)提高模具標準化程度我國模具標準化程度正在不斷提高,估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發達國家一般為80%左右。

(6)優質材料及先進表面處理技術選用優質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發揮模具鋼材料性能的關鍵環節。模具熱處理的發展方向是採用真空熱處理。模具表面處理除完善應發展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴塗等技術。

(7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質量對模具使用壽命、製件外觀質量等方面均有較大的影響,研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現有手工操作,以提高模具表面質量是重要的發展趨勢。

(8)模具自動加工系統的發展這是我國長遠發展的目標。模具自動加工系統應有多台機床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機具、刀具數控庫;有完整的數控柔性同步系統;有質量監測控制系統。

CNC雕刻機在國內的發展上從最近的一兩年才有較大的發展,相關加工廠和使用單位時刻以敏銳的眼光盯著廠家的動向,這也是身為雕銑機主機生產廠一點也不敢鬆懈的真正原因所在。

作為用戶當然要選合適的設備,如果選型不當,不但不能賺錢反而令陷入為機器打工的苦澀局面。那麼什麼樣的機床才是好機床?

我們認為好機床的定義是這樣的:

能夠在短期內收回投資的機床才是好機床。

數控機床的設計使用壽命一般為7年,主要是數控方面的使用壽命為準,這樣花錢和掙錢的比例關係將直接影響您的生意,所以仔細分析功能進行選型是有效投資的必要條件。

在國外很早就有雕銑機的名詞(CNCengravingandmillingmachine),嚴格地講雕是銑的一部分,是購買雕刻機還是購買數控銑式加工中心是經常要問自己的問題。另外,還有目前盛行的高速切削機床(HSCMACHINE)。還是讓我們首先搞清楚三個機型區別:
1、數控銑和加工中心用於完成較大銑削量的工件的加工設備2、數控雕銑機用於完成較小銑削量,或軟金屬的加工設備3、高速切削機床用於完成中等銑削量,並且把銑削后的打磨量降為最低的加工設備

深入分析上述設備的結構可以幫我們做出正確的選擇

一、從機械角度

機床的機械分為兩個部分,移動部分和不移動部分:工作台,滑板,十字花台等為移動部分,床座,立柱等為非移動部分

1、數控銑加工中心:

非移動部分鋼性要求非常好移動部分鋼性要求非常好優點:能進行重切削;缺點:由於移動部分同樣龐大,犧牲了機床靈活性,對於細小的部分和快速進給無能為力。

2、數控雕銑機

非移動部分鋼性要求好移動部分鋼性要以靈活為前題下,儘可能的輕一些,同時保持一定的鋼性。優點:可進行比較細小的加工,加工精度高。對於軟金屬可進行高速加工;缺點:由於鋼性差所以不可能進行重切削。

3、高速切削機床

非移動部分鋼性要求非常好移動部分鋼性要求比較好,而且儘可能的輕巧。優點:能進行中小量的切削(例一般φ10的平底刀,對於45號鋼(300)深切深度以0.75為好);缺點:正確使用下能發揮高效,低成本,使打磨量變為極少。不正確使用,馬上就會使刀具的廢品堆積如山。

如何從機械上做到上面又輕、剛性又好矛盾的要求,關鍵在於機械結構上的功夫。

1、床體採用高低筋配合的網狀架構,有的直接採用蜂巢的相接的內六角網狀結構2、超寬的立柱和橫樑,大家知道龍門式的結構由於其極好的對稱性和極佳的鋼性被高速切削設備廠家一直做為首選結構。3、對於移動部分有與數控銑顯著的不同之處是加寬了很多導軌與導軌之間的距離,以克服不良力矩的問題。4、從材料上講一般採用了米漢那鑄鐵,也就是孕育鑄鐵,在澆注鐵水時加入一定比例的硅(Si)從而改變了鐵的內部結構,使之更加耐衝壓,剛性上有顯著提高。5、機床的剛性主要用於克服移動部分在高速移動時對非移動部分的強大衝擊,所以導軌、絲桿要求粗一些,以及加強連接部分剛性。

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