淺析機械模具技術的現狀與發展

白仲凱

【摘 要】機械模具工業是我國制造業的重要組成部分，機械模具技術水平的高低關系到我國制造業的發展水平。機械模具技術作為多科學技術融合發展的產物，受計算機技術、信息技術的影響，不斷朝著創新化、信息化、智能化以及一體化的方向發展。本文從設計技術和制造技術兩個方面簡單分析了機械模具技術的現狀，并探討了機械模具技術的發展趨勢。

【關鍵詞】機械模具；現狀；發展

引言：

近年來，我國科技水平有了很大提升，機械模具技術也得到迅速發展，其在制造過程中，對各方面提出更高的要求，其中包括結構繁瑣度、行面復雜度等等。模具具有較多的特點在制造模具過程中，通常需要在較短的時間內完成，生產周期相對比較緊張，且對生產技術方法有著較高的要求。傳統的機械模具技術已經無法滿足時代的發展需求，隨著科學技術的不斷進步，我國的模具行業獲得快速發展，機械模具技術融入計算機技術等先進的科技技術，優化了模具的設計及加工處理工作，對于我國工業的發展和人民生活水平的提高具有重要的促進作用。

一、機械模具技術現狀

隨著工業科技的發展，計算機在機械模具制造中的應用越來越廣泛，并成為了機械模具工業制造改革的關鍵技術，大大提高了工業生產質量和效率。關于機械模具技術現狀的分析，具體分析如下：

（一）設計技術

1.CAD技術

三維的CAD造型軟件，例如CATIA、UG等，提供了便利的設計平臺，而它們當中顯示效果的逼真、編輯修改能力以及曲面造型的強大都能讓設計者輕松的將自己設計意圖表現出來。并且其制品的體積以及質量等物理參數都會進行計算以及保存，也在一定程度上為后面將要進行的模具分析與設計打下一定的基礎。與此同時，這些軟件也會有獨立的設計模板，也能將模具的分型面工具很好的提供，即使成型的零件非常復雜也能自行生成，并且在標準的零件庫、典型結構以及模架庫中的品種都非常的齊全，并且調用也相對較簡單，提高了模具設計效率。

2.CAE技術

CAE即計算機輔助工程，通過計算機輔助求解復雜工程或產品的結構強度、剛度、熱傳導、彈塑性以及動態響應等力學性能，并由此得出近似數值，從而完成性能設計優化的分析方法。現行的CAE軟件大致可以分為兩類，即通用CAE軟件和專用CAE軟件。其中，通用CAE軟件可以針對多種類型的工程或產品物理、理學性能進行模擬分析和評價優化，是一種能夠實現產品技術創新的輔助軟件；而專用CAE軟件更多的是針對特殊類型的工程或產品進行性能分析、預測及優化。

3.CAM

CAD或CAE設計中，還需要應用CAM技術，自行生成NC代碼，以此實現機械模具的數字化制造。比如，在應用Pro/E制造注射模的時候，制造好的注射模模型必須要通過CAE的優化以及評估分析以后，再以此進行刀具軌跡的仿真以及生成，以此形成數控加工的代碼，對數控機床的加工進行有效控制。而這一種方法會造成工藝、模具、造型的制造都將3D數據作為基礎，以此使數據共享能夠實現，制造效率不僅能有效提高，還能確保質量，使成本大幅度降低。

（二）制造技術

1.激光技術

在模具制造中激光技術應用也較為廣泛，比如：特殊模具及快速成型等方面。在模具制造業中應用激光技術包括刻字、打孔及激光切割，目前的激光技術還是有很多地方需要完善，可以以此設計一些復雜程度更強的原型，使制造成本能有效降低，經濟效益也能得以增長，生產周期也可相應縮短。

2.銑削加工技術

銑削加工技術的應用方面也比較突出，這是和車削加工技術有著不同的加工制造技術。這一技術的應用能對工件上實施凹凸面以及曲面實施加工，在技術難度上有著提高，對加工的范圍也比較廣泛。曲面的模具加工在實際應用上比較廣泛化，在加工的主要范圍也是最復雜化的，具體的模具加工過程中，主要是對內部曲面的加工。

3.數控電火花技術

機械模具數據加工制造技術中的數控電火花技術，也是比較重要的制造技術。快速成型加工中對數控電火花技術的應用有著精度高的特征，在編程方面的難度也能有效降低。各種直壁的模具加工當中對線切割技術的應用比較突出，在沖壓模具凹凸模以及火電花加工中對電極的應用。在這一技術的應用范圍方面，對模具成形的速度能夠提高，加工手段比較低，但是加工的效果比較好，有助于模具加工制造質量水平的提高。

二、機械模具技術的發展趨勢

（一）協同創新設計

隨著社會發展，社會分工越來越細，技術的交叉創新是必然趨勢。在模具行業，為縮短產品的上市時間，設計產品與模具設計應同步進行，這就要求相關研究人員要協同設計，在制造過程中所采用的CAD系統不同會造成設計與產品不符，這就要求不同的CAD系統間能夠交換數據，實現CAD系統間的協同能力。此外，可以采用公共服務平臺ASP模式的協同制造聯盟，中小企業可以通過較少的資金投入獲得享受網絡平臺的諸多好處，不同企業根據自己的實力進行定位，在聯盟中貢獻自己的力量，同時共享聯盟帶來的益處。

（二）一體化

隨著社會經濟的不斷發展，科學技術也在進行不斷融合，各個領域中的技術也在互相滲透，而機械模具技術一體化就是整合了電子技術與機械設備，讓電子運輸、機械模具、自動化及網絡信息等技術能進行綜合應用，以此來服務模具工業。在機械模具技術一體化中不僅包括技術，同時還包括產品，如果技術研究脫離了產品，那么就沒有任何實質性的意義，缺少了產品的研究是毫無價值的。應用現代的一體化技術所生產的高質量產品是機械模具一體化技術研究的最終目的。

（三）創新化

知識經濟時代，人們越來越重視解放思想、創新發展。市場經濟條件下，我國的社會分工越來越細致、明確，人們對機械模具技術的效率要求不斷提高，以往單一的學科知識與技術已然難以跟上現代工業技術發展的快節奏了，因此，多學科交叉融合成為了機械模具技術創新發展的重要歷程。例如，當代3D打印技術在機械模具設計領域的應用，使得產品結構更加直觀、形象地呈現出來，大大降低了機械模具的研發成本和出錯率。

（四）智能化

現階段計算機技術在很多領域中都有涉及到，所以模具技術也慢慢走向了智能化。在計算機中將程序命令輸入進去，就可以對機械設備的運作進行控制，這樣不僅能使大規模生產得以實現，還能使資源得到優化，財力及物力也能有效節省。不過現階段智能市場的整體成熟度還是不夠，即使有相應的規模，卻仍有很多問題存在于模具行業中。

（五）網絡化

隨著當前網絡的快速發展，信息資源共享將給人們與企業帶來便捷，對促進各國領域的發展起著重要作用。因此，機械模具技術在未來要逐步實現網絡化，將FMS系統與CIMS系統應用于模具數控加工中，并借助互聯網平臺上的網絡接口，對數控加工的技術診斷、遠程監控有著良好效果。另外，網絡化的數控加工系統的構建，能夠實現技術資源在全世界的共享。

三、結束語

綜上所述，現階段我國模具技術的發展越來越快，對比改革前，我國與發達國家的模具技術的差距不斷縮短。在高新技術的推動下，我國模具制造業要秉持創新發展的理念，不斷引進和完善機械模具技術，進行協同創新設計，朝著一體化、智能化、網絡化的方向發展，打造具有中國特色的模具設計制造模式，推動我國制造業的快速發展。

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