模具設(shè)計(jì)長(zhǎng)期以來(lái)依靠人的經(jīng)驗(yàn)和機(jī)械制圖來(lái)完成。自從二十世紀(jì)八十年代中國(guó)發(fā)展模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）技術(shù)以來(lái)，這項(xiàng)技術(shù)已獲得認(rèn)可，并且得到來(lái)快的發(fā)展。九十年代開(kāi)始發(fā)展的模具計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）技術(shù)，現(xiàn)在也為很多企業(yè)應(yīng)用，它對(duì)縮短模具制造周期及進(jìn)步模具質(zhì)量有顯著的作用。一些產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的模具企業(yè)應(yīng)用CAD技術(shù)，已從二維設(shè)計(jì)發(fā)展到三維設(shè)計(jì)，三維設(shè)計(jì)已達(dá)70%以上。中國(guó)大部分企業(yè)還停留在二維設(shè)計(jì)的水平上，能進(jìn)行三維設(shè)計(jì)的企業(yè)還不到20%。CAE軟件在國(guó)外應(yīng)用已較普遍，國(guó)內(nèi)應(yīng)用還比較少，用於猜測(cè)零件成形過(guò)程中可能發(fā)生缺陷的水平還比較低。

　　模具設(shè)計(jì)技術(shù)及CAD和CAE軟件，今後應(yīng)進(jìn)步在下列幾方面的水平：

　　*模具設(shè)計(jì)資料庫(kù)和知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)；

　　*模具工程規(guī)劃及方案設(shè)計(jì)；

　　*模具材料和標(biāo)準(zhǔn)件的公道選用；

　　*模具剛性、強(qiáng)度、流道及冷卻通路的設(shè)計(jì)；

　　塑料模具塑料成形過(guò)程的各種模擬分析（注塑成形，包括塑料充模、保壓、冷卻、翹曲、收縮、纖維取向等模擬分析）、熱傳導(dǎo)和冷卻過(guò)程的分析、凝固及結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析等。計(jì)算立車(chē)澆注系統(tǒng)及模腔的壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)、剪切應(yīng)變速率場(chǎng)和剪切應(yīng)力場(chǎng)的分布并分析其結(jié)果，是非常復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的。這一模擬技術(shù)已從中面流技術(shù)發(fā)展到雙面流技術(shù)，不久即可發(fā)展到既正確又快速的實(shí)體流技術(shù)，產(chǎn)生滿足塑料件虛擬制造要求的三維注塑活動(dòng)模擬軟件；

　　*壓模金屬成形過(guò)程的模擬、起皺及破裂分析、應(yīng)力應(yīng)變和回彈分析等；

　　*壓鑄模壓鑄件成形活動(dòng)模擬、熱傳導(dǎo)及凝固分析等；

　　*鍛模鍛件成形過(guò)程模擬及金屬活動(dòng)和充填分析等；

　　進(jìn)步設(shè)計(jì)和分析軟件的快速性、智能化和集成化水平，并強(qiáng)化它們的功能，以適應(yīng)模具的不斷發(fā)展。

　　除了模具CAD/CAE技術(shù)之外，模具工藝設(shè)計(jì)也非常重要。計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）技術(shù)已開(kāi)始在中國(guó)模具企業(yè)中應(yīng)用。由於大部分模具都是單件生產(chǎn)，其工藝規(guī)程有別於批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，因此應(yīng)用CAPP技術(shù)難度較大，也難以有適合各類(lèi)模具和不同模具企業(yè)的CAPP軟件。為了較好地應(yīng)用CAPP技術(shù)，模具企業(yè)必須做好開(kāi)發(fā)和研究。固然CAPP技術(shù)應(yīng)用和推廣的難度比CAD和CAE為高，但也必須重視這一發(fā)展方向。

　　基於知識(shí)的工程（KBE）技術(shù)是面向現(xiàn)代設(shè)計(jì)決策自動(dòng)化的重要工具，已成為促進(jìn)工程設(shè)計(jì)智能化的重要途徑，近年來(lái)受到重視，將對(duì)模具的智能、排名推廣設(shè)計(jì)產(chǎn)生重要的影響。

　　模具加工技術(shù)的發(fā)展方向

　　中國(guó)的模具分為10大類(lèi)46小類(lèi)。不同類(lèi)型的模具有不同的加工方法，同類(lèi)模具也可以用不同加工技術(shù)往完成。模具加工的工作主要集中在模具型面加工、表面加工和裝配，加工方法主要有精密鑄造、金屬切削加工、電火花加工、電化學(xué)加工、激光及其他高能波束加工，以及集兩種以上加工方法為一體的復(fù)合加工等。數(shù)控和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，使它們?cè)诤芏嗄＞呒庸し椒ㄖ械玫絹?lái)廣泛的應(yīng)用。在產(chǎn)業(yè)產(chǎn)品品種多樣化及個(gè)性化日益明顯，產(chǎn)品更新?lián)Q代來(lái)快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)來(lái)激烈的情況下，用戶要求模具制造交貨期短、精度高、質(zhì)量好、價(jià)格低，帶動(dòng)模具加工技術(shù)向以下幾方面發(fā)展。

　　立車(chē)高速銑削技術(shù)

　　近年來(lái)中國(guó)模具制造業(yè)一些骨干重點(diǎn)企業(yè)，先後引進(jìn)高速銑床和高速加工中心，它們已在模具加工中發(fā)揮了很好的作用。當(dāng)前國(guó)外高速加工機(jī)床主軸的高轉(zhuǎn)速已超過(guò)100000r/min，快速進(jìn)給速度可達(dá)120m/min，加速度可達(dá)1-2g，換刀時(shí)間可進(jìn)步到1-2s。這樣可大幅度進(jìn)步加工效率，并可獲得Ra≤1的加工表面粗糙度，可切削60HRc以上的高硬度材料，給電火花成形加工帶來(lái)挑戰(zhàn)。隨主軸轉(zhuǎn)速的進(jìn)步，機(jī)床結(jié)構(gòu)及其所配置的系統(tǒng)及關(guān)鍵部件和零配件、刀具等都必須配合，令機(jī)床造價(jià)大為進(jìn)步。中國(guó)進(jìn)口的高速加工機(jī)床主軸高轉(zhuǎn)速在短期內(nèi)仍將以10000-20000r/min為主，少數(shù)會(huì)達(dá)到40000r/min左右。固然向更高轉(zhuǎn)速發(fā)展是必然方向，但目前主要的還是推廣應(yīng)用。

　　高速加工是立車(chē)切削加工工藝的革命性變革，從技術(shù)發(fā)展角度看，高速銑削正與超精密加工、硬切削加工相結(jié)合，開(kāi)辟了以銑代磨的領(lǐng)域，并大大地減輕了模具的研拋工作量，縮短了模具制造周期，在中國(guó)模具企業(yè)的應(yīng)用將會(huì)來(lái)多。并聯(lián)機(jī)床，又稱虛擬軸機(jī)床，和3D激光6軸銑床的誕生，及開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)的應(yīng)用更為高速加工增添光彩。

　　電火花加工技術(shù)

　　電火花加工（EDM）固然已受到高速銑削的嚴(yán)重挑戰(zhàn)，但是EDM技術(shù)的一些固有特性和獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，是高速銑削所不能完全替換，例如模具的復(fù)雜型面、深窄小型腔、尖角、窄縫、溝漕、深坑等處的加工。固然高速銑削也能滿足上述部分加工要求，但本錢(qián)比EDM高得多。較之銑削加工，EDM更易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。復(fù)雜、精密小型腔及微細(xì)型腔和往除刀痕、完成尖角、窄縫、溝漕、深坑加工及花紋加工等，將是今後EDM應(yīng)用的重點(diǎn)。立車(chē)

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