【摘要】隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展也越來越快，尤其是在計(jì)算機(jī)技術(shù)的促進(jìn)下，模具的加工以及設(shè)計(jì)方面有了很大的進(jìn)步，徹底改變了以往較為傳統(tǒng)的模具制造及設(shè)計(jì)方式，這在一定程度上也使得我國(guó)機(jī)械技術(shù)有了新的發(fā)展方向。本文將重點(diǎn)探討一下機(jī)械模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展

【關(guān)鍵詞】機(jī)械模具；發(fā)展；現(xiàn)狀

模具行業(yè)的發(fā)展在近幾十年來非常迅猛，其實(shí)現(xiàn)階段模具制造的年產(chǎn)量就已經(jīng)遠(yuǎn)超于有色金屬以及鋼鐵的年產(chǎn)量總合，目前模具在航天航空、儀表、機(jī)電以及汽車等行業(yè)及人們生活有關(guān)的領(lǐng)域當(dāng)中得到了很好的應(yīng)用。依照國(guó)內(nèi)外目前的模具市場(chǎng)發(fā)展情況來看，在我國(guó)模具業(yè)進(jìn)行有效調(diào)整以后，模具制造的比例也會(huì)持續(xù)增大。機(jī)械模具制造技術(shù)的水平是對(duì)國(guó)家制造業(yè)綜合水平的參考指標(biāo)。

一、關(guān)于機(jī)械模具的關(guān)鍵技術(shù)

針對(duì)機(jī)械模具的精度來說，數(shù)控技術(shù)在不斷的發(fā)展中有效的提升其精度，而CAD/CAM也有非常好的無縫銜接特點(diǎn)，在很大程度上使其自動(dòng)化程度能大幅度提升，還能將設(shè)計(jì)與制造的整個(gè)時(shí)間有效縮短[3]。因?yàn)镻RO/E自身含有NC模塊，所以能將工藝與毛坯等直接進(jìn)行設(shè)置，使刀具路徑當(dāng)中的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，因而形成最后的數(shù)控代碼。不過，盡管Pro/E有非常強(qiáng)的模具設(shè)計(jì)以及參數(shù)化造型的有點(diǎn)，不過還是有參數(shù)設(shè)置非常復(fù)雜的缺點(diǎn)。對(duì)比Mastercam來看，盡管在模具設(shè)計(jì)以及產(chǎn)品的造型上比較差，但是其數(shù)控技術(shù)還是非常便捷。因此，在機(jī)械模具中一般會(huì)將Mastercam及Pro/E相結(jié)合，把各自的優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到極致，提高機(jī)械模具的效率以及質(zhì)量，這也是現(xiàn)階段機(jī)械模具行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛的模式。下面來分別了解一下Mastercam中的加工流程以及Pro/E中的模具設(shè)計(jì)，比如機(jī)械模具設(shè)計(jì)，當(dāng)Pro/E中的模具設(shè)計(jì)好后，就需要應(yīng)用模具文件對(duì)菜單當(dāng)中的保存副本、文件等指令進(jìn)行選擇，還要將文件應(yīng)用GES的格式進(jìn)行保存。不僅如此，其坐標(biāo)為了能確保相同，我們需要很好的處理坐標(biāo)。

二、機(jī)械模具技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

在模具業(yè)中計(jì)算機(jī)的使用非常廣泛，而計(jì)算機(jī)應(yīng)用中制造及設(shè)計(jì)的一體化，能將模具設(shè)計(jì)工藝有效優(yōu)化?，F(xiàn)階段應(yīng)用較為廣泛的機(jī)械模具技術(shù)為CAD/CAE/CAM以及激光，下面我們來分別了解一下。

（一）激光技術(shù) 在模具制造中激光技術(shù)也應(yīng)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(yè)中應(yīng)用激光技術(shù)的有：刻字、打孔及激光切割，目前的激光技術(shù)還是有很多地方需要完善，可以以此設(shè)計(jì)一些復(fù)雜程度更強(qiáng)的原型，使制造成本能有效降低，經(jīng)濟(jì)效益也能得以增長(zhǎng)，生產(chǎn)周期也可相應(yīng)縮短。

（二）CAD/CAE/CAM 在現(xiàn)代模具的制造以及設(shè)計(jì)中，CAD主要是應(yīng)用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行繪圖、實(shí)體建模以及幾何設(shè)計(jì)等等；CAM指的是，將所設(shè)計(jì)的模具模型由CAE進(jìn)行優(yōu)化以及評(píng)估分析之后，其后再對(duì)刀具進(jìn)行一系列的加工，軌跡就能生成[1]，還能以此生成數(shù)控加工圖的代碼，從而對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工進(jìn)行控制。CAE是應(yīng)用計(jì)算機(jī)來將數(shù)值模擬的分析進(jìn)行計(jì)算，以此對(duì)模型進(jìn)行進(jìn)一步的分析以及評(píng)估，從而有效的優(yōu)化模具模型。此一體化技術(shù)還需要不斷的更新及完善，并需要國(guó)家大力扶持。下面我們來分別了解一下CAD/CAE/CAM的應(yīng)用現(xiàn)狀。

1.CAD 在機(jī)械模的設(shè)計(jì)制造中，第一步就是設(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品，設(shè)計(jì)者會(huì)應(yīng)用電腦先建立一個(gè)產(chǎn)品三維模型，其后再依照產(chǎn)品當(dāng)中的三維模型來對(duì)模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與優(yōu)化。而三維的CAD造型軟件一般像CATIA、UG等都提供了一個(gè)非常便利的設(shè)計(jì)平臺(tái)給設(shè)計(jì)師，而它們當(dāng)中顯示效果的逼真、編輯修改能力以及曲面造型的強(qiáng)大都能讓設(shè)計(jì)者輕松的將自己設(shè)計(jì)意圖表現(xiàn)出來，在最大程度上將自己所想的東西完整表現(xiàn)出來。并且其制品的體積以及質(zhì)量等物理參數(shù)都會(huì)進(jìn)行計(jì)算以及保存，也在一定程度上為后面將要進(jìn)行的模具分析與設(shè)計(jì)打下一定的基礎(chǔ)。于此同時(shí)，這一些軟件也會(huì)有獨(dú)立的設(shè)計(jì)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(fù)雜也能自行生成，并且在標(biāo)準(zhǔn)的零件庫(kù)、典型結(jié)構(gòu)以及模架庫(kù)當(dāng)中的品種都非常的齊全，并且調(diào)用也相對(duì)較簡(jiǎn)單，也能方便添加，在一定程度上這一些功能將設(shè)計(jì)模具的時(shí)間有效縮短。

1.CAE 以往傳統(tǒng)的模具制造基本都是依照制造人員的經(jīng)驗(yàn)以及直覺，在進(jìn)行模具制造加工之后一般都會(huì)對(duì)其進(jìn)行反復(fù)修正以及調(diào)試才會(huì)真正的投入生產(chǎn)當(dāng)中，如果試模過程當(dāng)中發(fā)現(xiàn)問題，那么不僅要將工藝的參數(shù)重新進(jìn)行調(diào)整，還要對(duì)模具結(jié)構(gòu)以及制品等進(jìn)行有效的修改，而這一種生產(chǎn)的方式對(duì)新產(chǎn)品的開發(fā)有一定的制約性。而在現(xiàn)階段的模具制造技術(shù)當(dāng)中，CAE技術(shù)能將這個(gè)問題有效克服。在機(jī)械的制造過程當(dāng)中，不僅應(yīng)用CAE來分析模擬流動(dòng)外，為了確保分析的結(jié)果準(zhǔn)確度較高，還需要對(duì)模具實(shí)際的使用情況進(jìn)行充分分析與考慮，以此使其模具的制造能有更大的參考價(jià)值，比如在對(duì)注射模進(jìn)行制造的過程當(dāng)中，不僅要應(yīng)用Moldflow來分析機(jī)械模具中所形成的結(jié)果，以此來選擇一個(gè)最適合的制造方案以外，還需要對(duì)實(shí)際充模過程進(jìn)行考慮，而模具本身因?yàn)樵谧⑸溥^程中所受到的壓力導(dǎo)致出現(xiàn)變形情況，而且是型芯以及型腔的變化，在一定程度上會(huì)影響塑件形狀，也與尺寸技術(shù)以及精度要求塑件能否滿足有很大的關(guān)系。因此，在模具的注射過程中需要全面深入的分析模具的變化，要使實(shí)際情況能與分析的結(jié)果相符合。

3.CAM 在CAD/CAE階段時(shí)，模具的結(jié)果會(huì)應(yīng)用這個(gè)階段來對(duì)自身進(jìn)行分析以及優(yōu)化制造，要將在模具制造當(dāng)中存在的錯(cuò)誤及時(shí)消除，其后再應(yīng)用CAM技術(shù)，自行生成NC代碼，以此使數(shù)字化制造很好的實(shí)現(xiàn)。比如，在應(yīng)用Pro/E制造注射模的時(shí)候，制造好的注射模模型必須要通過CAE的優(yōu)化以及評(píng)估分析以后，再以此進(jìn)行刀具軌跡的仿真以及生成，以此形成數(shù)控加工的代碼，對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工進(jìn)行有效控制。而這一種方法會(huì)造成工藝、模具、造型的制造都將3D數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，以此使數(shù)據(jù)共享能夠?qū)崿F(xiàn)，制造效率不僅能有效提高，還能確保質(zhì)量，使成本大幅度降低。除此以外，也能應(yīng)用CAM軟件將注射模當(dāng)中的CAM很好的實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用Pro/E所制造出來的注射模模型在經(jīng)過CAE的優(yōu)化以及評(píng)估分析之后，就能在Pro/E當(dāng)中將有效的加工信息提取出來。MasterCAM作為一種數(shù)控加工當(dāng)中常用的自動(dòng)編程軟件，主要是提供設(shè)定切削用量、規(guī)劃加工路徑以及選擇刀具這些功能，以此將有關(guān)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置在編輯好了以后再將文件進(jìn)行處理，這樣就能自動(dòng)生成一些加工程序并且在數(shù)控機(jī)床內(nèi)進(jìn)行傳送，最后將零件加工工作完成。

在現(xiàn)代模具制造當(dāng)中，發(fā)展趨勢(shì)是盡可能將手工加工摒除，大力推行機(jī)械加工?，F(xiàn)階段在工廠當(dāng)中，有一些現(xiàn)代化的設(shè)備比如多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床、模具雕刻機(jī)以及數(shù)控車站等都有非常廣泛的應(yīng)用空間，在這些設(shè)備當(dāng)中，絕大部分的程序都是采用CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。操作人員需要依照規(guī)定的程序來安裝操作機(jī)床、配備刀具以及裝夾工件等。CAM技術(shù)的應(yīng)用促進(jìn)了數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展，同時(shí)也使模具技術(shù)快速的發(fā)展。對(duì)比傳統(tǒng)的加工方法來說，CAM的優(yōu)勢(shì)就是簡(jiǎn)便，帶給人們很好的便利，同時(shí)要使代碼的調(diào)試以及編輯等復(fù)雜工作能很好的省去。

三、機(jī)械模具技術(shù)的發(fā)展方向

目前我國(guó)的經(jīng)濟(jì)還處在一個(gè)快速發(fā)展階段中，經(jīng)濟(jì)全球化的趨勢(shì)也越發(fā)明顯，在一定程度上促進(jìn)了我國(guó)模具業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)階段我國(guó)也逐漸從模具制造大國(guó)邁向模具制造強(qiáng)國(guó)。

（一）一體化 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也在進(jìn)行不斷融合，各個(gè)領(lǐng)域中的技術(shù)也在互相滲透，而模具技術(shù)一體化就是整合了電子技術(shù)與機(jī)械設(shè)備，讓電子運(yùn)輸、機(jī)械模具、自動(dòng)化及網(wǎng)絡(luò)信息等技術(shù)能進(jìn)行綜合應(yīng)用[2]，以此來服務(wù)模具工業(yè)。在模具技術(shù)一體化中不僅只包括技術(shù)，同時(shí)還包括產(chǎn)品，如果技術(shù)研究脫離了產(chǎn)品，那么就沒有任何實(shí)質(zhì)性的意義，缺少了產(chǎn)品的研究是毫無價(jià)值的。應(yīng)用現(xiàn)代的一體化技術(shù)所生產(chǎn)的高質(zhì)量產(chǎn)品是模具一體化技術(shù)研究的最終目的。

（二）智能化 現(xiàn)階段計(jì)算機(jī)技術(shù)在很多領(lǐng)域中都有涉及到，所以模具技術(shù)也慢慢走向了智能化。在計(jì)算機(jī)中將程序命令輸入進(jìn)去，就可以對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作進(jìn)行控制，這樣不僅能使大規(guī)模生產(chǎn)得以實(shí)現(xiàn)，還能使資源得到優(yōu)化，財(cái)力及物力也能有效節(jié)省。不過現(xiàn)階段智能市場(chǎng)的整體成熟度還是不夠，即使有相應(yīng)的規(guī)模，卻仍有很多問題存在于模具行業(yè)中。

（三）網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷應(yīng)用使人們生活有了極大的便利，其發(fā)展的迅速也使模具技術(shù)的發(fā)展能有效促進(jìn)，現(xiàn)階段科技技術(shù)及市場(chǎng)信息的更新速度非?？靃3]，而網(wǎng)路能讓人們有效把握市場(chǎng)發(fā)展。在中小模具發(fā)展中很好應(yīng)用了網(wǎng)絡(luò)來制造相應(yīng)的信息共享平臺(tái)，使市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力有效提高。而各大高校也能應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)吸收到模具市場(chǎng)中所應(yīng)用的最新技術(shù)，各個(gè)國(guó)家的模具研發(fā)人員也能應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行相應(yīng)的交流，并且將研發(fā)出來的新技術(shù)應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)來進(jìn)行大力的宣傳，使推廣范圍加大。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，現(xiàn)階段我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展越來越快，對(duì)比改革前，我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具技術(shù)的差距不斷縮短。不過模具作為一個(gè)高科技產(chǎn)業(yè)，發(fā)展與創(chuàng)新是永遠(yuǎn)的研究方向，因此機(jī)械模具技術(shù)中的專業(yè)化發(fā)展是我國(guó)的模具行業(yè)走向國(guó)際的必經(jīng)之路。應(yīng)用模具機(jī)械模具技術(shù)能將模具產(chǎn)品當(dāng)中的制造質(zhì)量有效的提高，同時(shí)還能將模具制造周期有效的縮短，以此使模具制品的質(zhì)量大幅度提高，成本也很好的降低，在模具的制造當(dāng)中應(yīng)用機(jī)械模具技術(shù)是發(fā)展的必然趨勢(shì)以及方向。所以相關(guān)技術(shù)人才需要以模具發(fā)展方向?yàn)橹匾芯磕繕?biāo)，將我國(guó)的機(jī)械模具技術(shù)進(jìn)行不斷的創(chuàng)新，以此打造一個(gè)高效的模具設(shè)計(jì)模式，使我國(guó)的機(jī)械模具技術(shù)更上一個(gè)臺(tái)階。

參考文獻(xiàn)

[1]汪文虎，劉曉輝，張軍.我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究[J].模具技術(shù)，2014，01（02）：55-58.

[2]湯酞?jiǎng)t.我國(guó)模具技術(shù)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析[A].中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)、湖南省人民政府.2007年中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C].2013，14（07）：40-41.

[3]劉全坤，王成勇，劉傳經(jīng).模具技術(shù)的現(xiàn)狀與未來發(fā)展的重點(diǎn)[J].模具工業(yè)，2012，05（06）：1-4.

作者簡(jiǎn)介

奚云赫，1977.09，男，滿族，吉林省吉林市，大學(xué)，職稱中級(jí)，單位：寧波技師學(xué)院。研究方向：模具設(shè)計(jì)制造。