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1 模具設計的研究現狀

1.1 模具加工方法的現狀

1)實體層面模具加工方法。在現代模具加工過程中通常運用的方式是電火花。電火花加工作用在儀器工具和產品中間通過持續(xù)的形成脈沖式的放電現象，在局部形成瞬間的極高溫度將蝕除去。它的作用原理主要是形成電火花，形成局部高溫發(fā)生電蝕反應進行對金屬的切割，制造產品合適的大小與規(guī)模。

2)軟件層面的模具加工方法。整體使用CAD／CAM／CAE計算機程序實現模型設計。其它模型設計方式還包括：有快速模型設計技術、虛擬模型設計技術、反(逆)求工程技術、有限元仿真及模型設計等。快速模型設計技術(RPM)被稱為是在數控(NC)制造方式過后嶄新的技術革命，或將成為模具生產的熱點和主要的發(fā)展趨勢 。除了表面建模方式外，還存在澆鑄建模方式、冷擠壓及超塑性成形建模等多種方式， 目前也在快速的進行技術的更新與完善。逆向工程方式是先對要加生產的物品進行數據掃描，轉換成多種樣式的CAD數據，再放入CAD／CAE／CAM等其它分析工具中完成產品的改造設計，該種方式是目前模具制造中最常見現代工具的應用。

1.2 模具種類的設計方式

1)沖裁模的設計。第一步要完成對沖裁件的數據分析，最大地節(jié)約材料、簡化生產方式、使模具生產更加快捷、模具使用時間加長、操作程序簡單，從而提高產品的質量；第二步需要依照對產品分析設計加工方案，主要是保證沖裁的組合方式與加工的順序，最后一步進行數據的計算，包括排版技術、使用壓力的范圍、壓力面積的標準等等。2)橡膠硫化模具的設計。硫化模的通常需要三道程序：①設計前的準備。主要包括了設計的大致內容、朔件材料的主要性能測試、成型標準的規(guī)定等。②結構的設計。其中包含了對型腔數量、多樣的尺寸結構與脫模方法、設計整體結構草圖等。③圖案的審核。主要是對橡膠件尺寸和規(guī)模進行檢查、對運用的硫化機機械完成審核、對模具結構的審核及對圖樣的審核。

2 現代模具設計與制造業(yè)的發(fā)展趨勢

2.1 生產的專業(yè)化與規(guī)模化

現代化生產的主要特點就是生產比較專業(yè)，規(guī)模比較龐大。目前西方工業(yè)發(fā)達國家的模具生產規(guī)模化己超過80％。這種專業(yè)化規(guī)模較小的成產廠更加方便掌控，適應能力強，生產質量穩(wěn)定和工作效率極高，更加適應現代化生產的需求 。標準化的生產為模具的發(fā)展奠定了良好的基礎條件，是實現整體行業(yè)水平提升的重要方式和提高經濟效率的主要手段，從而推動了我國機械生產向著更深入的技術領域出發(fā)。

2.2 模具制造技術的發(fā)展

模具制造的過程中包括了加工方式與工藝技術，隨著經濟快速提升，技術和工藝二者在模具制造中的重要性發(fā)生了轉變，西方工業(yè)發(fā)達國家的模具生產已經從傳統(tǒng)的加工技術(數控、自動)，正在向著無人化生產的方式快速發(fā)展。但是目前我國仍然處于機械制造向數控制造的方面轉變，從國際市場分析模具制造行業(yè)的前景，能夠得出模具行業(yè)的競爭越來越強，增強競爭力的重要方式就是降低產品生產成本，縮短生產時間，提高產品質量。設計方式的高效率、自動化器械的使用，快速的成型機械加上優(yōu)秀的模具設計，大大提升了生產的穩(wěn)定性，從而節(jié)省了模具生產的成本。

2.3 數控銑削機床的應用

模具與零件不同，在加工時的難度較大，形狀較多，它最大的特點就是型腔自由曲面的加工。而型腔自由曲面的加工最常見的使用方式就是銑削加工，這種當時非常適合運用與偏大類的模具生產，傳統(tǒng)的加工都非常依靠工作者的操作技巧和熟料度，模具鉗工打磨及拋光的難度很大，這樣通常會增加模具的生產時間，又不能對生產質量做出保障。目前因為數控機床的運用，模具生產中自由曲面和型腔的加工都在數控機床中完成，使型腔的規(guī)模大小非常接近產品形狀，大大縮短了工人銑削的時間，還降低了樣品和靠模的生產難度，增加了產品的質量，提高了生產效率。

2.4 電加工機床的應用

為了達到模具表面質量的生產標準，解決一些銑削難以實現的問題，通常運用電火花制造方法。它的主要特征是制造效率高、平均生產量大、自動器械普及率高，適合加大規(guī)模的模具生產。非常適用于深槽、深型腔、筋肋、多型腔及多件制造。如深型腔通常結構繁雜、過渡曲面復雜、型腔較深，偶爾還要求使用的刀具形狀，因此不能確保制造形狀和大小的準確性。就像汽車中儀表盤的制造、保險杠塑料等需要采取電火花方式進行加工。另外慢走絲線切割機床的使用，提升了沖壓模、級進模等精確度，對一些精密器械的制造起到了良好的效果。特別是許多機床都擁有大錐度、上下異型的性能，從而非常適用于一些特殊模具的制造。除此自動穿絲、自動定位技術能夠使操作更加便捷，而且運用與無人化的加工中去。因為使用計算機先進的數控技術，現代的模具工作者有了更多的時間去檢測產品的規(guī)格與年質量，從而大大增加了模具產品的質量。

2.5 新型模具制造工藝的快速發(fā)展

氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點，可在保證產品質量的前提下，大幅度降低成本。國外，已經較成熟。國內現代在汽車和家電行業(yè)中使用越來越廣泛。氣體輔助注射成形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮氣)注射成形兩面部份， 比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數需要確定和控制，而且氣體輔助注射常用于較復雜的大型制品，模具生產難度非常大，而且不容易控制。所以，開發(fā)氣體輔助成型流動分析程序，對模具的生產有著重要的意義。