鑄造模具應用狀況 結構形式和發展趨勢(模具加工)
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本文導讀目錄：
2、模具加工
鑄造模具應用狀況 結構形式和發展趨勢 ♂
“十五”期間中國鑄造市，場呈現良好趨勢,2005年全國，鑄件總量達到1800萬噸左右,，球墨鑄件在總產量中的比重，提高到20%-25%,即320萬-，400萬噸;隨著轎車產量的增，加,有色鑄造件產量接近200。
萬噸;今后國際市場需求也將，保持高速增長態勢,全球對中，國鑄件的年需求量約為4000，萬噸左右,其中球墨鑄鐵和有，色合金鑄件需求量增長迅速,，鑄造模具產值將超過百億元，人民幣，一、國內外鑄造模具企業。
比較，全國鑄造模具生產企業,，大體可以分成以下幾類:第一，類為鑄造模具專業廠(包括合，資和獨資企業),這些企業設，備先進,技術優良,是鑄造模。
具行業的主力;第二類是鑄造，專業廠的模具車間;第三類是，近年來發展迅速的私營和民，營模具廠,這類企業規模不，大,數量眾多,各有分工,協同，作戰,分布在江浙、廣東一帶,，其中有些廠已經具備了一定。
的實力;第四類是兼做鑄造模，具的其他一些模具廠，總之,，鑄造模具生產企業呈多元化,，并向高水平發展,這也是中國，經濟發展帶來的必然趨勢，國外發達國家的模具廠，大體分為獨立的模具廠和隸，屬于一些大的集團公司的模。
具廠,一般規模都不大,但專，業化程度高,技術水平高,生，產效率極高，國外模具企業一般不超，過100人,多數在50人以下，在。
人員結構上,設計、質量控制、，營銷人員超過30%,管理人員，在5%以下，年人均產值超過，100萬元人民幣,最高能達到，200多萬元人民幣，國內模具，企業中一些私營、合資企業人，員結構和國外差不多,但一些。
國企的人員結構還不盡合理,，在年人均產值上差距還很大,，多數在10~20萬元人民幣,少，數能達到40萬元人民幣，國外模具企業對人員素，質要求較高,技術人員一專多，能,一般能獨立完成從工藝到，工裝的設計;操作人員具備多。
種操作技能;營銷人員對模具，的了解和掌握很深，國內模具，企業分工較細,缺乏綜合素質，較高的人員，國外模具企業CAD/，CAM/CAE技術的應用比較，廣泛,逆向工程、快速原型制。
造鑄造模具使用也比較多，國，內模具企業中一些骨干廠家，在這方面和國外差距已經不，大,有些已經達到國外水平,，但一些中小型模具企業與國，外的差距還是很大，不過在模。
具材料方面,隨著國外技術的，引進和中國自身研發能力的，提高,差距在逐漸縮小，在模具的價格和制造周，期上,國外模具價格一般是國，內模具的5～10倍,制造周期是，2～3倍(一般把模具的調試時，間也算在制造周期之內),在，這兩方面應該說國內模具企。
業還是具有一定競爭優勢的，二、鑄造模具的設計與制造技術，中國雖然是鑄造大國,但，遠非鑄造強國,中國鑄造工藝，水平、鑄件質量、技術經濟指，標等較之先進國家還有很大，差距，鑄造工藝方法以砂型鑄，造為主,其中手工、半機械化，造型仍占很大比例,但近年來。
中國壓鑄工業發展迅速,每年，保持7%～10%的增長速度，中，國的汽車工業也正在成長過，程中,為了減輕汽車重量,轎，車的鋁、鎂輕金屬用量將進一，步增長,這就對壓鑄件提出了，更高的質量要求，中國鑄造工。
藝裝備同先進國家相比還有，一定差距，20世紀90年代以，前,鑄造模具的設計使用計算，機的很少,制造也主要以普通，萬能設備為主。
進入90年代,，巨大的市場需求,特別是汽，車、摩托車業的快速發展,極，大地推進了中國鑄造模具業，的發展，同時隨著合資和獨資，企業的介入,國外先進的模具。
設備和制造技術的引進,促使，國產鑄造模具設計和制造技，術水平逐步提高,一些企業已，經具備設計和制造大型精密，模具的能力,如一汽鑄造有限，公司鑄造模具廠設計制造的。
一套3400t壓鑄機用的壓鑄模，具,總重達33.5t,是目前國產，壓鑄模中最大的模具，20世紀90年代以來,鑄造，模具業在設計和制造方面的，主要變化有:，(1)模具企業的生產技術，水平提高,高新技術在模具的。
設計和制造中的應用,已成為，快速制造優質模具的有力保，證，CAD/CAM/CAE的應用,，顯示了用信息技術帶動和提，升模具工業的優越性,CAD/CAM/CAE已成為模具企業普遍應用的，技術，CAD/CAM一體化技術已在鑄造，模具業中廣泛使用,目前二維設計使用。
的軟件主要是AutoCAD,三維設計使用，的軟件比較多,主要有Pro/E、UG、Cima-，tron等，目前一汽鑄造模具廠的3D設計已，達到95%以上,在三維設計后使用三維，虛擬裝配檢測技術對裝配干涉進行檢，查,保證了模具設計質量,確保了設計和，工藝的合理性。
三維數據經過CAM軟件，編輯,NC代碼直接傳輸到數控設備上進，行模具加工，數控機床的普遍應用,保證，了模具零件的加工精度和質量,大大提，高了模具的準確率和生產效率，CAE技，術也在逐步運用到實際設計、生產中,運，用CAE技術模擬金屬的充填過程、分析。
冷卻過程、預測成形過程中可能發生的，缺陷以及產品開發前期的凝固模擬,大，大優化了工藝設計,縮短了試驗時間，一，汽鑄造有限公司鑄造模具廠在一些大型，復雜模具,如發動機缸體、缸蓋、變速箱，殼體模具的設計中已經開始應用CAE技。
術對流場、溫度場進行模擬分析,工藝成，品率得到極大提高，(2)銑削加工是型腔模具加工的重要，手段，高速加工(High Speed Machining,，簡稱HSM)是以高切削速度、高進給速，度和高加工質量為主要特徵的加工技，術,具有工件溫升低、切削力小、加工平，穩、加工質量好、加工效率高(為普通銑。
削加工的5～10倍)及可加工硬材料(可達，60HRC)等諸多優點,因而在模具加工，中日益受到重視，高速加工技術引入模具工業,提高了模具精度,大大縮短了模，具制造時間，研究表明,對于一般復雜程，度的模具,HSM加工時間可減少30%以，上。
目前,模具企業為了縮短制模周期、，提高市場競爭力,采用高速切削加工技，術越來越多，HSM一般主要用于大、中，型模具加工,如汽車覆蓋件模具、壓鑄，模、大型塑料模具等曲面加工,其曲面加，工精度可達0.01mm，在生產中采用數控，高速銑削技術,可大大縮短制模時間，經。
高速銑削精加工后的模具型面,僅需略，加拋光便可使用,節省了大量修磨、拋光，時間，增加數控高速銑床,是模具企業設，備投資的重點之一，(3)電火花加工在鑄造模具制造中是，不可缺少的工藝方法，電火花加工對于，淬火后的深、小型腔的加工仍是有效的，方案。
日本沙迪克公司的直線電動機伺，服驅動的數控電火花成型機床具有驅動，反應快、傳動及定位精度高、熱變形小等，優點，瑞士夏米爾公司的電火花成型機，具有的P-E3自適應控制系統、PCE能量，控制系統及自動編程專家系統,在鑄造。
模具制造中有其不可替代的作用，(4)精密、復雜、大型模具的發展,對，檢測設備的要求越來越高，現在精密模，具的精度已達2～3m,鑄造模具的精度，要求也達到10～20m。
目前國內廠家使，用較多的檢測設備有意大利、美國、德國，等具有數字化掃描功能的三坐標測量，機，如一汽鑄造有限公司鑄造模具設備，廠擁有德國生產的1600mm1200mm坐標測量機,具有數字化掃描功能,可以。
實現從測量實物到建立數學模型,輸出，NC代碼,最終實現模具制造的全過程,，成功地實現逆向工程技術在模具制造中，的開發和應用，這方面的設備還包括:英，國雷尼紹公司的高速掃描儀(CYCLON，SERIES2),該掃描儀可實現激光測頭和。
接觸式測頭優勢互補,激光掃描精度為，0.05mm,接觸式測頭掃描精度達，0.02mm，利用逆向工程制作模具,具有制作，周期短、精度高、一致性好及價格低等許，多優點，(5)快速原型制造鑄造模具已進入實。
用階段,LOM、SLS等方法應用的可靠性，和技術指標已經達到國外同類產品水，平，(6)模具毛坯快速制造技術，主要有，干砂實型鑄造、負壓實型鑄造、樹脂砂實。
型鑄造等技術，(7)用戶要求模具交付期越來越短、，模具價格越來越低，為了保證按期交貨,，有效地管理和控制成本已成為模具企業，生存和發展的主要因素，采用先進的管，理信息系統,實現集成化管理,對于模具。
企業,特別是規模較大的模具企業,已是，一項極待解決的任務，如一汽鑄造模具，廠基本上實現了計算機網絡管理,從生，產計劃、工藝制定,到質檢、庫存、統計、，核算等,普遍使了計算機管理系統,廠內。
各部門可通過計算機網絡共享信息，利用信息技術等高新技術改造模具，企業的傳統生產已成為必然，三、鑄造模具用材料，鑄造模具用材料可分別選用木材、，可加工塑料、鋁合金、鑄鐵、鋼材等，木模目前仍廣泛應用于手工造型或，單件小批量生產中,但隨著環境保護要，求和木材加工性能差的限制,取而代之。
的將是實型鑄造，實型鑄造以泡沫塑料，板材為材料,裁減粘貼成模樣,然后澆注，而成鑄件,該方法較之用木模,周期短、，費用低，塑料模的應用呈上升趨勢,尤其是，可加工塑料的應用日益廣泛，鋁合金模由于重量輕尺寸精度較高,，因此應用較廣泛，但近來應用有減少趨。
勢,部分已被塑料模和鑄鐵模所取代。
模具加工 ♂
一、注塑模具加工（Rotational Mold） 滾塑成型工藝的方法是先將塑料加入模具中，然后模具沿兩垂直軸不斷旋轉并使之加熱，模內的塑料在重力和熱能的作用下，逐漸均勻地涂布、熔融粘附于模腔的整個表面上，成型為所需要的形狀，給冷卻定型而制得，二、 滾塑成型工藝與傳統的吹塑、注塑工藝相比有以下優勢： 1、成本優勢：滾塑成型工藝中只要求機架的強度足以支承物料、模具及機架自身的重量，以防止物料泄漏的閉模力；并且物料在整個成型過程中，除自然重力的作用外，幾乎不受任何外力的作用，從而完全具備了機模加工制造的方便，周期短，成本低的優勢，2、質量優勢，滾塑工藝的產品在整個制作過程中，由于無內應力產生，產品質量和結構更加穩定，3、靈活多變優勢，滾塑工藝的機模制造方便，價格低廉，故特別適用于新產品開發中的多品種、小批量的生產，4、個性化設計優勢，滾塑成型工藝中的產品極易變換顏色，并可以做到中空（無縫無焊），在產品表面處理上可以做到花紋、木質、石質及金屬的效果，滿足現代社會消費者對商品的個性化需求，三、采用該工藝生產的產品范圍 采用該工藝生產的產品有：油箱、水箱、機械外殼、擋泥板等。
主要替代對象是金屬件及玻璃鋼制品，四、 注塑 注塑是一種工藝，是基于比如LIGA的微制造技術開發出來的，當然還有很多其他方法，而LIGA工藝就是先生產出一個注塑所需要的模型，也就是俗稱的"模子"，然后將液態塑料灌注在模具中，最后在分離出來，形成最終所需要的產品，比如一些塑料玩具，產品太多了，冷沖模，全稱為冷沖壓模具。
多為安裝在壓力機上的，對放置在內的板料在室溫下施加變形力，使其產生變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產品零件的特殊專用工具，沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要特征分類： 1．根據工藝性質分類 （1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具，如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等，（2）彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具，（3）拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具，（4）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復制成形，而材料本身僅產生局部塑性變形的模具，如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等，2．根據工序組合程度分類 （1）單工序模 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具，（2）復合模 只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具，（3）級進模（也稱連續模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
3，根據材料的變形特點分類。
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