模具制造工藝技術研究進展

周天 范興平

摘要：模具是現代化工業生產的主要工藝裝備之一。無論是工業產品的生產，還是新工業產品的開發，都離不開模具的制造與研究。特別是材料成型與控制工程模具制造工藝備受人們的關注。近些年來我國的社會在不斷的發展和進步，對于我國目前的制造行業來說是一個很好的發展機遇和挑戰，如果制造業能夠抓住這個發展時代的機遇就能夠在很大程度上實現工業的發展與進步。

關鍵詞：材料成型及控制工程;模具制造;制造工藝;研究

通訊作者：范興平，博士，副教授（1979-）主要從事釩鈦新材料，材料成型等方向的研究。

在我們生活中，我們生邊的每一樣物品都有著他自己特有的形狀。比如說杯子、碗等都是我們生活中必不可少的生活用具，它們不只是簡簡單單的凹槽形狀，而是豐富多彩的，可以根據你自己的審美買下你自己喜歡的樣式。這些都涉及到形狀，那就離不開材料的成型，所謂的材料成型就是把一種形狀通過一些方法變成我們想要的形狀。

1國內外模具工業現狀及我國模具技術現狀

國外模具工業現狀。根據亞洲模具協會聯盟的綜合統計，國外主要模具生產國包括亞洲地區的日本，歐洲地區的德國、意大利、葡萄牙，美洲地區的美國等。日本的模具產值曾經一直居世界第一位，約占全球的40%[1]，模具的開發主要向高精度、高速率、短周期、復雜、大型、一體化等方面去發展[2]。德國向來以精湛的加工技藝和出產精密機械、上具而著稱，其模具行業也充分體現了這特點。德國擁有世界先進的汽車、船舶等制造技術，是世界上重要的制造大國之一[3]。美國模具制造業在數控機床方面實力比較雄厚，它首先結合汽車、軸承生產需求，充分發展了大批量自動化所需的自動線，美國模具鋼已實現標準化生產供應，模具沒計制造普遍應用CAD/CAE/CAM技術，加工工藝、檢驗檢測配套了先進設備，大型、復雜、精密、長壽命、高性能模具技術達到領先水平。

國內模具工業現狀。我國模具工業從起步到現在，歷經半個多世紀，近幾年來，我國模具技術有了很大發展，模具水平有了較大提高。大型精密復雜、高效和長壽命模具又上了新臺階。我國主要汽車模具企業，已能生產部分轎車覆蓋件模具。體現高水平制造技術的多工位級進模，已從電機、電鐵芯片模具，擴大到接插件電子零件、汽車零件空調器散熱片等家電零件模具上。

2金屬材料成型與控制工程模具制造技術

近年來，我國的制造業發展迅速，這對于我國工業化的發展和前進有著很大的推進作用。正是由于制造業的發展迅速，人們對模具制造工藝的技術也更加的備受關注。同時在此過程中人們還不斷的關注這項領域中出現的新型工藝技術。

2.1金屬材料一次成型加工技術

擠壓成型。擠壓成型技術主要應用于非金屬領域。該項技術能夠滿足現代工業化生產過程中模具元件的連續生產，具有較高的生產效率。擠壓成型技術工藝較為簡單，而且成本投資較小，不需要投入大量的人工，只需投入少量的設備資金，就能夠應用于制造企業的模具元件生產，成本能夠在短時間內得到回收。因此，擠壓成型技術在當前我國工業生產領域中的應用十分廣泛，該項技術生產效率高，模具元件質量高，且在實際生產過程中不會對周邊的環境造成破壞，具有環保、安全、高效等特性。

冷軋和拉拔成型。冷軋是通過相應的可彎曲和壓縮的變形裝置，將材料形成一定的形狀和輪廓，用來制備工程產品，通常依靠冷軋過程中施加的切應力使材料產生塑性變形。拉拔成型是將材料置于拉拔機的空腔內，根據工程模具的設計方案進行高用力的拉伸，在拉伸過程中對材料受到的摩擦力及阻力有嚴格控。拉拔成型效率較高，能快速制備所需工程產品，有利于批量生產。

鑄造成型。鑄造成型是將金屬澆注在對應的模具中，能夠形成工程產品一次性制備成型的流程。簡單來說就是將高溫熔煉的金屬液體狀態倒入到事先準備好我們做好的模具中，得到我們想要的產品。但鑄造成型受到模具精度影響，易形成較多毛刺，表面光滑度不足，對于精度要求較高的零件需進行拋光打磨。

2.2金屬工程模具材料二次成型工藝

鍛造成型。鍛造通常需要根據材料的相變點把溫度加熱到奧氏體溫度以上，然后施加一定的壓力和沖擊力來進行鍛造。這種工藝比較消耗時間，但是得到的產品性能較好。

沖壓成型。控制材料的碳含量能夠有效地提升金屬的塑性，因此對于低碳鋼能夠實現沖壓成型制備工程產品。在沖壓前需要進行材料物理性能的測試，以免對沖壓機和沖壓控制臺造成不必要的損壞。

焊接成型。焊接成型適用于工程產品有多個部件，這些部件為分離制備，通過焊接能夠使各部分進行緊密的連接，能快速實現工程產品的組裝成型。但對于焊接成型而言，不同鋼種對應不同的焊接技術和方法，比如氣焊、氬弧焊和壓力焊，均有不同的工藝條件和要求，該技術危險系數較高，需要具有專業素養的工作人員。

2.3非金屬材料制備工程模具的工藝技術

擠出成型。通過液壓螺旋桿以及變速箱等大型傳輸扭矩工具，能對材料施加極高的壓力，靈活地根據工程產品的相應尺寸和大小，進行持續性擠出成型[22～24]。擠出成型對于操作較為簡單，并且其設備成本較低，能夠根據產品的需要進行調整，廣泛適用于有機材料產品的制備。

注射成型。該技術主要是第一步將原材料放入注射設備中，對材料進行熔化處理，在注射裝置的高壓條件下，把完成熔化的材料注射至模具內;第二步對其冷卻處理，等材料固化后，拆除模具，生產出特定的產品。可達到自動化生產的目的，相應改善生產效率，廣泛應用于結構較復雜的產品，可實現大批量生產。

雖然我國制造業現在的發展出現了前所未有的繁榮景象，但我國仍然處于發展中國家的，還沒有進入發達國家的行列，與一些西方的發達國家制造業還存在著一定的差距，我們仍然還需要不斷努力的創新與進步，不斷縮小與別人的差距，使我國的模具制造工藝技術更上一層樓。

參考文獻

[1]權亞云，韓茹月，張洋洋.材料成型與控制工程模具制造的工藝技術分析[J].電腦迷，2017（3）：109.

[2]毛艷琳.淺析材料成型與控制工程模具制造的工藝技術分析[J].工程技術（全文版），2016（11）：254.

[3]李志明.淺析材料成型與控制工程模具制造的工藝[J].電子測試，2016（08）：18-27.