模具方向（精选5篇）
模具方向 篇1
这些年的时间里, 电子机械领域的发展非常迅速, 让机械加工里面高端的一个领域取得了以前从未达到过的新高度, 这是模具行业里面的精细加工部分。这同时是随着现代科学技术的进步和发展, 为了适应更高一级的精度、强度还有硬度的零件而进行相关设计发展的全新领域。电子技术主要核心是两个:第一个就是传输信息;第二个就是最精确的控制, 这是为了推动模具行业朝精加工的目标发展和进步而添加翅膀。对于整体来讲, 数电模具在发展方面究竟有什么样的前景, 它的发展方向都是什么样的, 下面进行详细的叙述。
1 数电模具自身发展的前景
数电模具在发展的前景方面可以说是非常宽阔, 将来一定会应用到非常多的工业范围里面, 一定将成为国家制造业进步发展的支柱。
1.1 社会化大生产的进步对数电模具有很大的需求
工业化社会有一个词使用的特别频繁, 那就是效率, 发展生产力最核心的要素是大力地提升效率。过去的10个农民一整年才可以种100亩的土地, 而现代化的农业机械化水平可以让一个农民就能够管理10 000亩以上的土地, 这属于生产力的进步和发展。现在在非常多的领域里面, 模具的创造和开发没有办法满足人对大生产更多的需求。比如像一模多腔的问题, 流道的平衡现在变成了涉及材料学、电器学和流体力学的专业性非常强的方向, 如何保持相同的模具在不同的型腔做出的零件不管是在外观还是在性能上都保持一致是数电模具必须要解决以及重视的关键问题。而且随零件的精度要求逐渐提高, 模具的材料、开发和加工也是限制数电模具快速发展的主要因素, 怎样设计和加工的材料性能非常匹配的精度相对较高的模具已经变成了现代工业社会继续解决的问题。相似的一些问题仍然非常多, 这些全部需要从业人员积极主动地发挥出自身的主观能动性, 努力地去学习这方面的相关知识, 探索出更多的模具设计的方法。从上面的分析可以看到, 数电模具行业在发展的路上依然有非常多的山峰等待我们去翻越, 数电模具发展的前景依然有特别好的发展前景。
1.2 零部件需要精细化的问题对数电模具行业发展的相关影响
数学模型和设计模型一般情况下是决定零件能不能发挥它本身设计的功能的一个关键因素。一般情况下人们会看到, 加工精度在大于0.1 g的时候, 用在TCTA实验里面的铝制增锅能够用重量计算相应的价格, 可是要是把加工的精度提高到0.001, 那么就能够用数量进行计价。对一些精密仪器来讲, 使用零件的精密程度通常都会决定这台设备本身的精密度, 同时要对零部件在精度的要求方面要高于整台的设备。对于这部分的零部件加工, 要精度更高的模具才可以。所以数电模具的加工行业是不会没落的, 从现在的形势来看是有很好的发展空间的。
2 数电模具的发展主要方向
我们都知道这样的一个道理, 就是因为需求所以产生了市场, 市场是发展的最大保障因素。数电模具除了解决了它生存的发展问题, 还需要考虑其发展的方向, 这也是个重要的问题。数电模具是电控技术和模具加工技术结合的产物, 通常会朝着以下几个方向进行发展。
2.1 设计智能化
模具加工有一个很重要的源头就是设计, 这里提到的设计不但是指模具的外形、型腔和流道平衡的设计方面, 还有很多的方面, 例如:从设计一直到加工的顺序、处理的工序设计方面, 等等。模具的完成后的处理工序设计可以充分表现研究人员与团队完美的经验以及很全面的材料学的相关知识。可以这样理解:用不一样的思路、不一样的设计队伍设计出的模具是不太可能做到非常的一致和相同的。之后模具设计出现了一些标准化, 具体是延伸到了智能化领域, 现在已经发展成数电模具开发的主要方向。使用当代领先的云服务与高速计算体系, 把模具加工的材料、材料的性能和应用的条件来进行相关的输入, 然后让计算机发挥智能化功能, 依照以前的设计经验与例子进行工作, 让设计人员对设计的模型主要的部位做到有针对性的检查。第二点, 设计者把设计完毕的数电模具在电脑里进行运行, 电脑程序是可以依照自身掌握的流体力学和热学这些知识来对原材料在模具的实时状态做出模拟的, 这样可以正确地找到设计中出现的风险。工作人员把新的模具设计出来并投入现实使用以后, 需要将模具设计的观念与过程的数据存储到数据库里面, 为数电模具行业在智能化方面的进步和发展提供依据和参考。
2.2 协同开发
因为数电模具在开发与应用这两个方面在以后的发展过程中会有很多跨学科的情况出现, 这会让数电模具的开发因为模具的附加技术值的提高变得经不起不成功。在这样的现实因素下, 数电模具的开发涉及到更多的从事不一样行业研究的人一起参与才可以解决这个问题。材料技术工程师对于复杂的模具材料进行甄别;力学技术工程师需要有专业的眼光去审视每个方案的实际效果, 例如有没有力的集中等;流体力学技术工程师需要依据需要加工的材料一些性能做出模拟流体流动的情况与质量的合理分配工作等;如果遇到了高分子材料还应该全面地考虑到分子产生结晶和内力的情况。模具开发协同一定会变成数电模具开发的主要发展目标, 在以后的发展过程里, 整个的设计团队要替换个人变成设计的主体, 这是现在很多行业一定会经历的重要阶段, 产品复杂化与学科的细分化会让任何人都没有能力独立完成高精度的模具开发。而且, 标准化和统一化要求的提高也避免个人带来的误差。
2.3 数电模具加工精细化
数电模具相关零件的生产, 在精度上的要求比一般行业要高很多。为了保证这个目标的实现, 数控机床在精确度以及稳定度方面一定要得到切实的保障。当下数控机床的技术, 大体上是应有了精确性, 相关的数据误差也可以保持在可控的范围里面, 不过精确度方面还是需要大力提高。实际情况经常是, 很多数电模具的生产精度还是无法满足现实的需求, 精度高低对模具价值有很大的影响, 这样的现实性问题对数电模具生产精度的提高也提出了更高的要求。
2.4 数电模具运作的高速化
大力地提高运作的速度, 不但可以对时间进行高效率的利用, 同时也是提升数电模具在生产质量方面的重要渠道。利用它的高切削速度, 数控机床会大大地减轻震动, 提升自己的稳定性, 同时减少了机床发出的热量, 更好地避免了数电模具出现热变, 而且对主轴的切削力度进行弱化, 减少了主轴消耗, 以上这些方面都可以有效地推动数电模具生产精度。因此操作的高速化有着现实的必要。另外, 高效的主轴体系程序设计得到实现也会带来运算与通信力的大力提高。
3 结语
不管是什么样的行业, 它的发展都一定要出现团队替代个人的情况, 行业标准替代个人的习惯, 当然数电模具行业也是这样。在以后的发展中, 相关的从业人员应该一直坚信数电模具行业发展的前景, 顺应时代发展的潮流, 才可以在改革发展的浪潮里面做到与时俱进, 对于自己与行业整体的进步和发展都有着重要的影响。
参考文献
[1]申丽国, 张昆, 黄征.国外数控才支术的研究动向和发展趋势[M].武汉大学出版社, 2015.
[2]田淑珍, 全成斌, 李山山, 等.基于实验平台的数字逻辑实验教学[M].武汉大学出版社, 2016.
模具方向 篇2
模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。模具网CEO、深圳市模具技术学会专家委员罗百辉表示，现代模具制造技术正朝着加快信 息驱动、提高制造柔性、敏捷化制造及系统化集成的方向发展。具体表现在模具的CAD/CAM技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超 精密加工技术，模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术，模具的CIMS技术，已在开发的模具DNM技术以及数控技术 等先进制造技术方面。
1、高速铣削：第三代制模技术
高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量，而且与传统的切削加工相比具有温升低(加工工件只升高3℃)，热变形小，因而适合于温度和热变形敏感材料(如镁合金等)加工；还由于切削力小，可适用于薄 壁及刚性差的零件加工；合理选用刀具和切削用量，可实现硬材料(HRC60)加工等一系列优点。罗百辉表示，高速铣削加工技术仍是当前的热门话题，它已向 更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展，成为第三代制模技术。
2、电火花铣削和“绿色”产品技术
从国外的电加工机床 来看，不论从性能、工艺指标、智能化、自动化程度都已达到了相当高的水平，目前国外的新动向是进行电火花铣削加工技术(电火花创成加工技术)的研究开发，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是用高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电 极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。
最近，日本三菱公司推出了EDSCAN8E电火花创成加工机床又有新的进展。该机能进行电 极损耗自动补偿，在Windows95上为该机开发的专用CAM系统，能与AutoCAD等通用的CAD联动，并可进行在线精度测量，以保证实现高精度加 工。为了确认加工形状有无异常或残缺，CAM系统还可实现仿真加工。
在电火花加工技术进步的同时，电火花加工的安全和防护技术越来越受 到人们的重视，许多电加工机床都考虑了安全防护技术。目前欧共体已规定没有“CE”标志的机床不能进入欧共体市场，同时国际市场也越来越重视安全防护技术 的要求。
目前，电火花加工机床的主要问题是辐射骚扰，因为它对安全、环保影响较大，在国际市场越来越重视“绿色”产品的情况下，作为模 具加工的主导设备电火花加工机床的“绿色”产品技术，将是今后必须解决的难题。
3、新一代模具CAD/CAM软件技术
目前，英、美、德等国及我国一些高等院校和科研院所开发的模具软件，具有新一代模具CAD/CAM软件的智能化、集成化、模具可制造性评价等特点。罗百 辉表示，新一代模具软件应建立在从模具设计实践中归纳总结出的大量知识上。这些知识经过了系统化和科学化的整理，以特定的形式存储在工程知识库中并能方便 地被模具所调用。在智能化软件的支持下，模具CAD不再是对传统设计与计算方法的模仿，而是在先进设计理论的指导下，充分运用本领域专家的丰富知识和成功 经验，其设计结果必然具有合理性和先进性。
新一代模具软件以立体的思想、直观的感觉来设计模具结构，所生成的三维结构信息能方便地用于 模具可制造性评价和数控加工，这就要求模具软件在三维参数化特征造型、成型过程模拟、数控加工过程仿真及信息交流和组织与管理方面达到相当完善的程度并有 较高集成化水平。衡量软件集成化程度的高低，不仅要看功能模块是否齐全，而且要看这些功能模块是否共用同一数据模型，是否以统一的方式形成全局动态数据 库，实现信息的综合管理与共享，以支持模具设计、制造、装配、检验、测试及投产的全过程。模具可制造性评价功能在新一代模具软件中的作用十分重要，既要对多方案进行筛选，又要对模具设计过程中的合理性和经济性进行评估，并为模具设计者提 供修改依据。
在新一代模具软件中，可制造性评价主要包括模具设计与制造费用的估算、模具可装配性评价、模具零件制造工艺性评价、模具结 构及成形性能的评价等。新一代软件还应有面向装配的功能，因为模具的功能只有通过其装配结构才能体现出来。采用面向装配的设计方法后，模具装配不再是逐个零件的简单拼装，其数据 结构既能描述模具的功能，又可定义模具零部件之间相互关系的装配特征，实现零部件的关联，因而能有效保证模具的质量。
4、先进的快速模 具制造技术
（1）、激光快速成型技术(RPM)发展讯速，我国已达到国际水平，并逐步实现商品化。世界上已经商业化的快速成形工艺主要 有SLA(立体光刻)、LOM(分层分体制造)、SLS(选择性激光烧结)、3D-P(三维印刷)。
清华大学最先引进了美国3D公司的 SLA250(立体光刻或称光敏树脂激光固化)设备与技术并进行开发研究，经几年努力，多次改进，完善、推出了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系 统”(拥有分层实体制造-SSM、熔融挤压成型-MEM)，这是我国自主知识产权的世界唯一拥有两种快速成形工艺的系统(国家专利)，具有较好的性能价格 比。
（2）、无模多点成形技术是用高度可调的冲头群体代替传统模具进行板材曲面成形的又一先进制造技术，无模多点成形系统以 CAD/CAM/CAT技术为主要手段，快速经济地实现三维曲面的自动成形。吉林工大承担了有关无模成形的国家重点科技攻关项目，已自主设计并制造了具有 国际领先水平的无模多点成形设备。
我国这项技术与美国的麻省理工学院、日本东京大学、日本东京工业大学相比，在理论研究和实际应用方面 均处领先地位，目前正向着推广应用方面发展。
3、树脂冲压模具首次在国产轿车的试制中得到成功应用。一汽模具制造有限公司设计制造了12套树脂模具用于全新小红旗轿车的改型试制，这12套模具分别是 行李箱、发动机罩、前后左右翼子板等大型复杂内外覆盖件的拉延模具，其主要特点是模具型面以CAD/CAM加工的主模型为基准，采用瑞士汽巴精化的高强度 树脂浇注成形，凸凹模间隙采用进口专用蜡片准确控制，模具的尺寸精度高，制造周期可缩短二分之一至三分之二，制造费用可节省1000万元左右(12套模 具)。为我国轿车试制和小批量生产开辟了一条新途径，属国内首创。瑞士汽巴精化有关专家认为可达90年代国际水平。
5、现场化的模具检 测技术
精密模具的发展，对测量的要求越来越高。精密的三坐标测量机，长期以来受环境的限制，很少在生产现场使用。新一代三座标测量机基 本上都具有温度补偿及采用抗振材料，改善防尘措施，提高环境适应性和使用可靠性，使其能方便地安装在车间使用，以实现测量现场化的特点。
6、镜面抛光的模具表面工程技术
模具抛光技术是模具表面工程中的重要组成部分，是模具制造过程中后处理的重要工艺。目前，国内模具抛 光至Ra0.05μm的抛光设备、磨具磨料及工艺，可以基本满足需要，而要抛至Ra0.025μm的镜面抛光设备、磨具磨料及工艺尚处摸索阶段。随着镜面 注塑模具在生产中的大规模应用，模具抛光技术就成为模具生产的关键问题。由于国内抛光工艺技术及材料等方面还存在一定问题，所以如傻瓜相机镜头注塑模、CD、VCD光盘及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依赖进口。罗百辉指出，模具表面抛光不单受抛光设备和工艺技术的影响，还受模具材料镜面度的影 响，这一点还没有引起足够的重视，也就是说，抛光本身受模具材料的制约。例如，用45#碳素钢做注塑模时，抛光至Ra0.2μm时，肉眼可见明显的缺陷，继续抛下去只能增加光亮度，而粗糙度已无望改善，故目前国内在镜面模具生产中往往采用进口模具材料，如瑞典的一胜百136、日本大同的PD555等都能获 得满意的镜面度。
模具方向 篇3
【关键词】模具加工；数控机床；技术
模具加工产业的发展与我国制造业的发展息息相关，比如它与家电行业、电子行业、汽车行业等都有很大的关联。而模具加工离不开数控机床的应用，因此，我们必须重视数控机床的发展。一般而言，数控机床涉及很多的学科知识，比如自动检测技术、计算机技术、精密机械技术等。
一、关于数控机床
数控机床，它的全称为数字控制机床，即Computer numerical control machine tools，它是一种带有控制系统的自动化机床。它需要充分利用数字代码形式的信息，用以控制刀具根据给定的工作程序、轨迹以及运动速度，从而实现自动加工目标的机床。它的基本组成部分主要有加工程序载体、机床主体、数控装置、伺服驱动装置以及其他辅助装置。
数控机床的特点可以从加工特点和结构特点两个方面来分析。第一，加工特点：加工精度高，质量稳定；生产效率高、经济效益好；对加工对象的适应性强；自动化程度高，劳动强度低；有利于现代化管理；通信功能强。第二，结构特点：高刚度和高抗振性；高灵敏性；热变形小；高可靠性；高进度保持性。
二、数控机床在模具加工中的应用
近年来，工业产品逐渐向多样化和高性能化方向发展，产品的生产厂家对模具生产提出了更高的要求，即要在较短的时间内提供高精度的模具。传统的手工加工显然满足不了客户的要求。因此，模具制造业需要不断提高模具加工的生产效率，利用数控加工先进制造技术，推动模具加工进入以数控加工为主的新时期。
（一）数控机床在模具加工中应用的技术
模具零件加工的主要方法是数控机床加工，这种加工方法包含多种技术，一般有数控电火花加工、数控加工中心加工、数控线切割加工、数控车削加工等，所以一般特别适合那些运用于小批量、复杂表面、单件、高精度的零件加工。
（二）数控机床在模具加工中应用的范围
数控机床在模具加工中的应用范围非常广泛，这里主要从三个方面来分析。
1、加工中心
这种数控加工一般都会带有自动刀具交换装置的数控镗铣床。加工中心可以分为两种，一种是利立式加工中心，其主轴为垂直方向；另外一种是卧式加工中心，其主轴为水平方向。
2、数控电火花成型机床
这是一种特种加工方法，它的原理是利用两个不同极性的电极，将其放在绝缘体中，电极产生放电现象可以去除材料，最终完成加工。这种方法一般适用于那些形状比较复杂的模具。
3、数控线切割机床
这种方法同数控电火花成型机床的原理一样，只不过这里的电极是电极丝，采用的加工液则是去离子水。
三、数控机床的发展方向
我国的数控机床产业正处于一个变革时期，其需求主要表现在汽车工业。就目前我国数控机床的发展情况来看，总体概况可以分为以下几种：第一，产量总体规模逐渐扩大，现已居于世界的前列；第二，从常规的数控机床领域来看，产品的技术水平有了很大的提升；第三，随着我国机床行业的快速发展与进步，进一步推动了产业组织结构的变化，其结构呈现出初步优化的现象。
数控机床综合了很多领域的新技术，就目前数控机床的发展来看，主要呈现出以下几种趋势。
（一）控制智能化
近年来，人工智能技术快速发展，我国模具生产也日渐趋向生产柔性化、制造自动化方向发展，这在一定程度上推动了数控机床的智能化程度发展。主要体现在以下几个方面。第一，加工过程自适应控制技术的发展，它能促使设备保持在最佳运行状态，从而进一步提高了加工的精度，为设备的安全运行提供良好的保障。第二，加工参数的智能优化与选择，从而提高编程效率。第三，智能故障自诊断与自修复技术。此外，还有智能4M数控系统、智能化交流伺服驱动装置以及智能故障回放与自修复技术等，这些都促使数控机床向控制智能化方向发展。
（二）加工过程绿色化
随着社会的不断发展与进步，人们越来越重视环保，所以数控机床的加工过程也会向绿色化方向发展。比如在金切机床的发展中，需要逐步实现切削加工工艺的绿色化，就目前的加工过程来看，主要是依靠不使用切削液手段来实现加工过程绿色化，因为这种切削液会污染环境，而且还会严重危害人们的身体健康。
（三）网络化
随着网络技术的日渐成熟，人们在数控机床领域中提出了数字制造的概念。现在很多的用户在进口数控机床时，都要求具有远程通讯服务等功能。
此外，数控机床也开始向高可靠性、功能复合化等方向发展。
四、结束语
综上所述，随着数控机床在模具加工中的广泛运用，我国的数控机床技术有了很大的提升，从而保障了模具加工的质量，促进模具制造业的快速发展。因此，人们应该不断总结经验并且追求技术创新，推动我国数控机床的良好发展。
参考文献：
[1]朱正方，孔亚.如何提高数控机床在模具加工中的地位[J].硅谷，2012（5）.
[2]王成.浅谈数控加工技术在模具制造中的应用[J].机电信息，2010（18）.
[3]王广来.数控机床在模具业的发展现状浅议[J].机电信息，2010（36）.
初探塑料模具材料现状及发展方向 篇4
关键词：塑料模具材料,现状,发展方向
塑料制品的应用日益广泛, 为塑料模具提供了一个广阔的市场。据有关方面预测, 模具市场的总体趋势是平稳向上的, 在未来的模具市场中, 塑料模具的发展速度将高于其它模具, 在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料制品的迅猛发展, 塑料模具的工作条件愈加复杂和苛刻, 从而带动了塑料模具材料的快速发展, 主要表现为全球范围内塑料模具材料的开发速度加快、品种迅速增加。目前塑料模具材料仍以钢为主。
1 塑料模具材料的工作条件与性能要求[1,2]
塑料模具的工作条件比较复杂, 它在工作过程中会受到高温塑料填充和流动的压应力和摩擦力作用, 同时高温塑料在成型过程中总会有一些腐蚀性物质析出。这种特殊的工作条件对塑料模具材料提出了特定的性能要求。
(1) 具有优良的综合性能。塑料模具材料应具有足够的硬度和耐磨性, 以使其在受到高温塑料的作用下能够保持尺寸和形状稳定不变;应具有足够的强度和韧性, 既能承受一定的高压又能承受一定的冲击载荷的作用;应具有良好的高温性能, 以使模具能够在高温下正常工作;应具有良好的抗腐蚀性能, 以防止腐蚀性气体侵蚀模具型腔表面, 加剧模具失效。
(2) 具有优良的工艺性能。塑料模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态, 为了防止型腔表面由于反复受到拉、压变应力的作用下而使得模具失效, 要求塑料模具材料应具有较高的耐冷热疲劳性能。同时, 塑料模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的加工质量, 降低生产成本, 其材料应具有良好的可锻性、焊接性、切削加工性、表面抛光性、电加工性、和热处理工艺性。
2 塑料模具材料发展现状[2,3,4,5,6]
模具材料包括模具钢和合金材料, 但主要是模具钢。
目前, 专用塑料模具钢系列主要包括渗碳型塑料模具钢、淬硬型塑料模具钢、预硬型塑料模具钢、时效硬化型塑料模具钢、耐蚀型塑料模具钢和无磁型塑料模具钢等。
(1) 渗碳型塑料模具钢。
此类钢含碳量一般在0.01%~0.25%的范围内。它主要用于冷挤压成型的塑料模具。此类钢在冷挤压成型后一般都进行渗碳和淬火、回火处理, 表面硬度可达58~6 2 HR C。此类钢国内的钢号有2 0、2 0 C r、20Mn、12Cr Ni3A、20Cr Ni Mo、DT1、DT2钢以及我国最新研制的冷成型专用钢0Cr4Ni Mo V (LJ) 钢。渗碳型塑料模具钢主要适用于形状简单、尺寸小、多型腔的塑料模具。
(2) 淬硬型塑料模具钢。
此类钢热处理后的硬度通常在45HRC以上。在国内的钢号有T7A、T8A、T10A、5 C r N i M o、9 S i C r、G C r 1 5、9 C r W M n、3 C r 2 W 8 V、4 5 C r 2 N i M o V S i、C r 1 2 M o V和6Cr Ni Si Mn Mo V (GD) 。其中GD钢是近年新推广使用的一种淬硬型塑料模具钢。该钢强韧性高、淬透性和耐磨性好, 淬火变形小, 价格低, 不仅降低成本, 而且可以有效提高模具的使用寿命。淬硬型塑料模具钢主要适用于制造形状较复杂、精度较高和耐磨性较好的塑料模具。
(3) 预硬型塑料模具钢。
此类钢有较好的切削加工性能, 可直接进行型腔加工, 加工后直接使用, 不再进行热处理。因省略了热处理及后续的精加工, 故可降低成本, 缩短制造周期。国内此类钢主要有3Cr2Mo (P20) 、3Cr2Ni Mo、5 N i S C a、4 C r 5 M o S i V S、8 C r 2 S、8 C r 2 M n、Y55Cr Ni Mn Mo V (SM1) 、WMo VS (8Cr Mn) 等钢号。其中P20 (3Cr2Mo) 也是国外使用最广泛的预硬型塑料模具钢, 现已被列入我国合金工具钢标准, 并为一些工厂采用。预硬型塑料模具钢适用于制造成型批量大、有镜面要求的模具, 硬度范围一般在30~4 0H RC。
(4) 时效硬化型塑料模具钢。
此类钢含碳量较低, 往往先经固溶处理, 在低硬度下加工, 成型后进行时效处理, 将硬度提高至45~50HRC。此类钢国内的钢号有18Ni140级、18Ni170级、18Ni210级、25Cr Ni3Mo Al、10Ni3Mn Cu Al Mo S (PMS) 、06Ni6Cr Mo VTi Al、Y20Cr Ni3Al Mn Mo (SM2) 、18Ni9Co等。其中25Cr Ni3Mo Al钢属于低镍无钴时效硬化钢, 这是参考了国外同类钢的成分, 并根据我国冶炼工业的特点及使用厂家对性能的要求加以改进而研制的一种新型时效硬化钢, 填补了我国时效硬化型精密塑料模具专用钢种的空白。时效硬化型塑料模具钢适用于制造形状复杂、高精度及透明塑料的模具。
(5) 耐蚀型塑料模具钢。
加工聚氯乙烯塑料、氟化塑料、阻燃塑料等塑料制品时, 分解出的腐蚀性气体对模具有腐蚀作用, 故要求模具材料有一定的耐蚀性, 为此需在模具表面镀铬或直接选用3Cr13、4Cr13、9Cr18、Cr18Mo V、C r 1 4 M o、C r 1 4 M o 4 V、1 C r 1 7 N i 2、0 Cr 17 N i7 Al、1C r1 8N i9、0 Cr 17 Ni 4 Cu 4N b (74PH) 、0Cr16Ni4Cu3Nb (PCR) 等耐蚀钢。耐蚀型塑料模具钢适用于制作含氟、氯的塑料成型模具。
(6) 无磁型塑料模具钢[3,4,5]。
此类钢在各种状态下都能保持稳定的奥氏体状态, 具有非常低的导磁系数。我国新研制的此类钢有7Mn15Cr2Al3V2WMo钢。无磁型塑料模具钢适用于制造生产磁性塑料制品和其它磁性材料制品用的压制成型模具、无磁轴承及其它要求在强磁场中不产生磁感应的结构件。
塑料模具材料除了模具钢以外, 还有一些合金材料。
(1) 铜合金。
用作塑料模具材料的铜合金主要是铍青铜, 如ZCu Be2、ZCu Be2.4等。一般采用铸造方法制模, 不仅成本低, 周期短, 而且还可制出形状复杂的模具。福建二轻工业研究所研制的析出硬化型铜基合金, W T i=3.5%~6.0%、W N i<0.2%, 经固溶处理后冷压成型, 再时效硬化, 模具型腔质量好。铍青铜适用于制造吹塑模、注塑模等。
(2) 铝合金。
铝合金的密度小, 熔点低, 切削加工性能和导热性能都优于钢, 其中铸造铝硅合金还具有优良的铸造性能。因此, 用铸造铝合金来制造塑料模具, 可缩短制模周期, 降低制模成本。常用的铸造铝合金有ZL101、ZL201、ZL302等。铝合金主要用于制造要求高导热率、形状复杂、耐蚀的塑料模具。
(3) 锌合金。
用于制造塑料模具的锌合金大多为Zn-4Al-3Cu共晶型合金。用此合金通过铸造方法可以加工出光洁而复杂的模具型腔, 并可降低制模费用、缩短制模周期。锌合金适用于制造注塑模和吹塑模。
(4) 钢结硬质合金。
钢结硬质合金具有高硬度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀和一定的韧性, 可进行热处理 (退火、淬火、回火等) , 可切削加工, 但表面抛光性有限。我国生产的模具用钢结硬质合金的典型牌号有GT35、R5、T1、D1、TLMW50、GW50、GJW50等。钢结硬质合金常用于制造以玻璃纤维为填料的增强塑料模具。
(5) 低熔点合金。
目前使用较常见的一种低熔点合金是WBi=58%、WSn=42%的铋锡合金。利用低熔点合金浇铸吹塑模具的型腔, 不仅可以缩短模具的制造周期, 节约大量钢材, 而且还节省劳力。
3 塑料模具材料发展方向
近年来, 工业发展突飞猛进, 模具的工作条件要求日益苛刻, 对塑料模具材料的性能、质量、品种等方面的要求不断提高, 因此塑料模具材料发展方向主要有以下几点。
(1) 塑料模具钢的品种、规格迅速向多样化、精料化、制品化方向发展。目前市场要求钢厂能够供应经过机械加工的不同要求的高精度、无脱碳层的精料, 同时要求钢厂能够供应经过淬、回火和精加工的模板、模块等制品, 模具成型后不需要再进行最终热处理就可以直接使用。
(2) 进一步提高模具钢的性能, 延长模具寿命。例如生产等向性模具钢, 改善钢的横向韧性和塑性, 使其与纵向性能接近, 可以大幅度提高模具的使用寿命。同时, 采用精炼、大断面无缺陷连铸、高刚度连轧机及高精度轧制等新工艺、新技术和新装备, 也可有效提高模具钢的性能。
(3) 新型塑料模具材料的研究和开发。随着工业技术不断发展, 对塑料模具的精度要求越来越高, 使用寿命要求越来越长, 这迫切需要新型模具材料的出现来满足市场需求。
4 结语
(1) 根据我国国情研制高性能、长寿命、高性价比和高效的新型塑料模具材料, 同时对国外优良钢种国产化, 以提高技术效果和经济效益。另外, 我国的Mn、V、Ti、B、Re、Nb等合金资源丰富, 微合金如何在塑料模具钢中的开发和应用有待进一步深入研究。
(2) 加强新型模具材料的推广和应用。国内研制的一些新型塑料模具材料的性能和寿命已达到或接近国外先进水平, 要加强研制单位与市场的联系和协调发展, 开拓新材料的应用市场。
(3) 加强先进模具加工工艺和热处理技术的推广与应用。我国某些特殊钢厂已采用炉外精炼、真空冶炼、快锻机和精锻机等生产模具钢, 模具钢的质量有大幅度提高[7]但所占比重很少, 还需进一步推广。同时, 模具钢的电渣重熔技术、可控气氛热处理与真空热处理技术还应进一步得到发展。
(4) 规范国内的模具材料市场。快节奏、现代化生产, 要求模具制造周期很短, 一般在30天左右, 要求模具钢的交货期仅有5天左右的期限。因此要保证厂家在短期内保质保量地向市场供货, 就必须进一步规范国内的模具材料供应市场、完善材料市场供应机制, 使市场与厂家的高效生产能力协调发展。
参考文献
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[2]吴元徽, 赵利群.模具材料与热处理[M].大连:大连理工出版社, 2007.
[3]倪亚辉, 丁义超.常用塑料模具钢的发展现状及应用[J].塑料工业, 2008, 36 (9) .
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[5]牟红霞.模具材料的发展与动向[M].现代制造技术与装备, 2006 (4) .
[6]陈勇, 韦玉屏.塑料模具材料的种类及应用[J].装备制造技术, 2007 (9) .
模具方向 篇5
国际金融危机已对展会产生了严重影响
这次展会是在国际金融危机正严重影响到实体经济的情况下举办的, 因此规模和观众方面都不如上届, 效果也不如上届。日本模具加工技术展览会每年举办一次, 这次共有280多家厂商参展, 共计约830个标准展位, 总面积约16 000m2, 无论是参展商数量、展览面积和观众都不如2008年在大阪举办的第19届。
在参展效果方面, 笔者在展览会期间及展览会后曾与中国的参展商进行过交流, 对这次展会的评价是好、一般、不好 (差) 各占1/3, 这也直接证实了展会的效果并不能让人满意。原因主要有两个:
(1) 受到国际金融危机影响, 市场萎缩。
(2) 语言沟通有障碍, 双方不能很好的交流以及日中两国存在的文化差异。
笔者认为第一个原因占的比例更大。
本届展会突出了高新技术和人才培养
日本模具工业协会会长上田胜弘先生和日本金属冲压工业协会会长在展览会的开幕式致词都提到了在这次金融危机影响下举办本届展览会靠的是大家的支持、高水平的技术和产品的展示以及大学和大学生的积极参与。上田胜弘会长特别勉励年青人, 要他们克服金融危机所带来的困难, 要好好学习模具技术, 要了解模具工业的发展需要后继有人。他也希望模具企业要在困难中磨砺自己, 提高自己。在突出人才培养方面, 本次展览会专门举办了“日、中、韩大学生模具大赛”, 在展览馆内辟出专区展示大学生们的模具作品, 有10所大学 (日本五所、中国两所、韩国三所) 参加了这次大赛, 大学生们都分别在会上做了演讲, 介绍了他们的展品及其设计与制造的全过程, 有资深专家对他们的模具作品进行评论, 在模具展览会上专门举办国际大学生模具大赛, 这还是笔者所见到的第一次。通过互相广泛的交流, 学生们都受益良多。这一活动也必将促进大专院校对模具人才的培养。
在高新技术方面, 展览会期间有许多演讲, 在展品方面有主轴转速达到60 000r/m i n, 快速进给达到40m/m i n的五轴加工中心, 精度可达到0.1μm的加工设备, 表面粗糙度值可达到Ra≤0.001 4μm的超精加工技术, 细微电加工技术 (典型展品中有一个厚度0.01mm, 外径0.11m m、内径0.03m m的电加工出来的的金属小齿轮) , 激光加工及测量, 复合加工, 先进的表面处理技术等都有展出。模具方面有216脚、0.148间距的IC引线框架等工件精密模具, 还有一些超小、超精模具生产出来的制件展出, 例如在约四分之一芝麻粒大小的金属冲件上, 放大镜下可看出其精细的, 包括弯曲等在内的复杂不规则形状。这些都显示出了模具加工精细化、复杂化、智能化的发展方向。
日本模具工业的困难与发展方向
许多年以来, 日本模具工业一直保持着世界模具第一大国, 也是模具强国的地位, 1998年高峰时其国内模具总产出达到18 954亿日元。但自此以后的10年间, 虽然历年都有升降, 但总体情况是停滞不前, 至今未达到1998年时的水平。日本模具工业近10年的产出情况如图1、图2和附表所示。
注:统计数字是四人以上企业为对象的统计资料来源:日本经济产业省 (工业统计)
从图1可以看出, 日本的模具生产企业数也呈逐年减少趋势。
由于受到全球金融危机尤其是模具的使用大户汽车工业和半导体工业不景气影响, 日本模具工业从2008年10月开始下滑, 并逐月加剧。据日本机械统计, 2008年12月比上年同比下滑7.5%, 2009年1月比2008年同比下滑13.9%, 目前许多企业的订货量只有其最好年份时的20%～40%, 不少工厂因而开工不足, 每周只开工3～4天, 有些已开始倒闭, 企业数也在逐月减少。
面临这样的形势, 日本模具界人士目前非常担心人才流失, 特别是一些年龄较大而经验丰富的人才流向国外, 将给日本未来的发展带来不利。面对日前的困难如何积极应对, 这也是日本模具界的一大课题。
通过这次展览会我所看到、听到和了解到的情况看, 日本模具界乃至日本政府有关部门, 对其模具工业今后的发展方向已经有了不少考虑。从民间看, 已经提出的发展方向主要有六个方面:
(1) 尽可能多采用高新技术, 努力提高数字化、信息化水平。
(2) 开拓模具使用新领域, 如各种新能源、新材料和医疗、航天等领域。
(3) 延伸模具产业链。
(4) 开展多元化经营。
(5) 更新知识。
(6) 搞好开发和产学研结合。
这六个方面中不管哪一个方面都有不少内容, 都可供我们借鉴。
至于政府层面, 日本经济产业省已组织“素形材技术战略研讨委员会” (共有14人组成) , 并于前不久印发了“素形材技术战略” (属指南性质) , 实施这个技术战略的目标很明确, 就是通过掌握素形材重要技术来把握世界制造业的生命线, 这个技术战略共发布了六个行业344个重点技术开发项目指南, 其中模具有47个。同时在与模具相关联的其他领域 (铸造、锻造、冲压、粉末冶金、热处理和表面处理) 内含有模具内容的项目25个。这总共72个重点技术开发项目, 都围绕着模具成形件未来的发展方向服务。日本提出的模具成形件未来发展方向是薄壁、轻量化;无缺陷、高强度, 优良的表面特性和外观质量;整体成形和精密成形。当然, 快速交货、节约成本、高度自动化及绿色制造仍是模具制造所要遵循的要求。为此, 模具技术将来的情形将是:不依靠技能也可以制造出好模具的设计和生产技术;高度自动化的模具生产技术;可省去试模工程的模具技术;可超短期交货的模具技术。以上这些都值得我们好好研究。
中国模具行业的机遇
国际展览会既是互相交流的平台和展示自己的舞台, 同时也是国际竞争和发展自己的场所。虽然说这次展览会由于受国际金融危机影响, 展览规模、观众及效果都不及上届, 日本许多企业正处于困难之中, 采购欲望大为减少, 但中国的参展企业中也有收获颇丰的。虽然中日之间的文化差异和语言沟通困难给交流与合作带来困难, 但实际已证明, 合作建立之后, 关系将是比较稳固和长远的。虽然这次展览会让人感觉是主要面对日本市场, 国际性不够广泛, 但对中国展商来说, 机遇仍旧不少。虽然企业直接采购不多, 但合作和采购意向还是不少。日本的有些企业和模具采购商明确向我们表示, 正是由于全球金融危机的影响, 不少企业董事会及企业主管就明确要求在保证产品质量的前提下一定要压缩成本, 降低模具成本就是其中的一个重要途径。这就给模具性能价格比相对较高的中国模具企业带来了良好的机遇。这一情况, 虽然在国内已有分析意见, 但这次通过展览会, 有了更进一步感受。确实, 中国经济的基本面没有变, 中国仍然是承接国际制造业转移的理想之地, 因而中国模具工业仍面临着良好的机遇。
现在中国的模具企业同样受到全球金融危机影响而面临着严峻的挑战与考验, 中国模具企业应积极参与国际竞争, 凭借自己的优势去努力开拓海外市场, 这也是有效的应对措施之一。我们应该抓住一切可以利用的机遇, 团结合作, 去谋求发展。