周宏遠（邵陽學(xué)院機械與能源工程系，湖南　邵陽　422000）

模具與現(xiàn)代制造技術(shù)

周宏遠
（邵陽學(xué)院機械與能源工程系，湖南邵陽422000）

現(xiàn)代模具的形狀及結(jié)構(gòu)逐漸趨于多元化和復(fù)雜化，具有的技術(shù)含量相當(dāng)之高。傳統(tǒng)的模具制造工藝已經(jīng)難以滿足時代發(fā)展需求，而市場需求又決定著現(xiàn)代模具制造業(yè)必須具有智能化、自動化等特點。在此背景下，本文分析了現(xiàn)代模具制造技術(shù)的發(fā)展方向，以求為模具制造業(yè)的發(fā)展提供幫助。

模具；加工技術(shù)；發(fā)展方向

現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展對經(jīng)濟的增長起到了至關(guān)重要的作用，而作為其重要組成部分的模具制造技術(shù)，正在逐漸適應(yīng)時代發(fā)展潮流，向智能化、自動化和集成化方向發(fā)展，具體表現(xiàn)在模具的超精密加工技術(shù)，模具的激光快速成型技術(shù)，模具的CAD/CAM 技術(shù)，模具的精密成形技術(shù)，模具在設(shè)計中采用有限元法、邊界元法進行流動、冷卻、傳熱過程的動態(tài)模擬技術(shù)，數(shù)控技術(shù)和模具的CIMS 技術(shù)等方面。

1　高速銑削加工技術(shù)

高速銑削加工技術(shù)具有較高的精度和效率，能夠減少切削產(chǎn)生的熱量，彌補了傳統(tǒng)技術(shù)加工時工作面處溫度上升和變形較大的不足，有利于溫度敏感材料的加工作業(yè)，又延長了刀具的使用壽命。此外，高速銑削加工時切削深度及力度都較小，能夠大大提高零件的表面質(zhì)量，在薄壁零件的加工方面發(fā)揮著重要作用。利用高速銑削加工技術(shù)可以提升企業(yè)的生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。隨著機械制造業(yè)的發(fā)展，高速銑削加工技術(shù)也更加趨于智能化、自動化，在模具制造領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。

2　電火花銑削技術(shù)

在電加工機床的自動化、智能化程度以及性能上，國外的研究水平已經(jīng)相當(dāng)先進。目前國際上普遍關(guān)注的是電火花銑削加工技術(shù)的發(fā)展，其具有減少材料性能影響、降低模具制造成本等優(yōu)點，利用高速旋轉(zhuǎn)的管狀電極進行二維或三維的加工作業(yè)，彌補了傳統(tǒng)技術(shù)需要實現(xiàn)準(zhǔn)備成型電極的不足。在人們對安全重視程度提高的背景下，電火花加工技術(shù)的危險控制和防范備受人們關(guān)注。歐共體對電火花加工機床具有嚴(yán)格的安全性要求，必須經(jīng)過CE（Conformite Europeenne）認(rèn)證的電火花加工機床才能夠進入市場。電火花加工技術(shù)最大的安全問題就是輻射，它對員工的健康和環(huán)境造成不可恢復(fù)的傷害。隨著國際上對安全環(huán)保概念的重視，增加電火花加工技術(shù)的安全性和環(huán)保性成為科研人員必須攻克的難題。

3　新一代模具　CAD/CAM 軟件技術(shù)

當(dāng)前，歐美等發(fā)達國家和我國科研人員研究的模具軟件具有智能化、自動化和集成化等優(yōu)點和明亮的應(yīng)用前景。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，模具CAD/CAM 軟件技術(shù)也已達到較高的水平。與傳統(tǒng)設(shè)計方法不同，模具軟件技術(shù)更加注重對先進技術(shù)和理念的應(yīng)用，綜合考慮時代發(fā)展和市場需求等影響影響因素，以豐富知識和實例為基礎(chǔ)，增加先進技術(shù)的應(yīng)用力度，使設(shè)計結(jié)果更具科學(xué)性和安全性。新一代模具CAD/CAM 軟件技術(shù)將豐富的理論知識和實踐與計算機先進技術(shù)相結(jié)合，獲取模具結(jié)構(gòu)設(shè)計時的各方面信息，以便對模具制造的檢測、評估和數(shù)字化精準(zhǔn)加工。隨著科技的發(fā)展，市場需求表現(xiàn)出多元性，以往僅以功能模塊完整程度作為評估軟件性能指標(biāo)的方法已經(jīng)遭到摒棄。目前，對軟件性能方面的評估還要綜合考慮功能模塊是否方便信息的互享與收集、共用同一數(shù)據(jù)模型、有利于模具的設(shè)計和生產(chǎn)等一系列流程的因素。

4　快速模具制造技術(shù)

先進的快速模具制造技術(shù)主要包括激光快速成型和無模多點成形技術(shù)兩種，下面對兩種技術(shù)進行詳細的介紹和分析。

4.1激光快速成型技術(shù)（RPM ）

激光快速成型技術(shù)（RPM ）是指利用CAD/CAM等軟件建立的三維模型，運用數(shù)字化技術(shù)控制激光進行加工，最后得到實體模型的技術(shù)。我國在此項技術(shù)上的研究已經(jīng)達到較高的水平，并逐漸將其應(yīng)用于商業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。國際上應(yīng)用于商業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的快速成型技術(shù)主要有分層實體制造（LOM）、熔融沉積成形（FDM）、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、和三維打印技術(shù)（3DP）等。我國激光快速成型技術(shù)的研究與發(fā)展要歸功于清華大學(xué)。其在引進美國的立體光刻或稱光敏樹脂激光固化（SLA250）技術(shù)和設(shè)備的基礎(chǔ)上，不斷分析研究，開發(fā)了“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”，對我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。

4.2無模多點成形技術(shù)

無模多點成形技術(shù)通過對一系列排列整齊、高度可調(diào)的基本體精準(zhǔn)控制的方式，實現(xiàn)材料的三維曲面成型，具有較高的經(jīng)濟性和生產(chǎn)效率。國內(nèi)無模多點成形技術(shù)的研究重任主要是由吉林大學(xué)承擔(dān)。目前，該高校已經(jīng)將我國無模多點成形技術(shù)提升至國際先進水平，并設(shè)計制造了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無模多點成形設(shè)備。

5　現(xiàn)場化的模具檢測技術(shù)

隨著模具設(shè)計制造對精度要求的提高，模具檢測技術(shù)也成為了人們關(guān)注的重點。傳統(tǒng)模具檢測技術(shù)很容易受到環(huán)境等因素的限制，對檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性造成不利影響。目前，模具檢測時一般采用新一代三坐標(biāo)測量機，其不僅具有良好的適應(yīng)性和安全性，還能對溫差進行控制，降低振動等因素的影響，保證檢測結(jié)果的高準(zhǔn)確性。

6　模具拋光技術(shù)

人們在提高模具功能要求的同時，還特別重視模具的表面質(zhì)量。國內(nèi)模具拋光技術(shù)僅能達到Ra0.05μm級別，還不能滿足光學(xué)儀器、相機鏡頭等精密零部件的透明度和精度要求，部分材料及工藝不得不從國外進口和引進，對我國的經(jīng)濟的發(fā)展起到了阻礙作用。未來對模具拋光技術(shù)的研究必定成為科研人員的重要任務(wù)。

7　結(jié)語

現(xiàn)代制造技術(shù)中需要大量的模具，兩者之間相互促進，共同發(fā)展，現(xiàn)代制造技術(shù)刺激了模具技術(shù)的發(fā)展進步，模具技術(shù)的發(fā)展進步反過來又改進和提高現(xiàn)代制造技術(shù)。應(yīng)該在時代發(fā)展的背景下，利用現(xiàn)代科技，促進模具和現(xiàn)代制造技術(shù)的發(fā)展。

［1］趙丹陽，宋滿倉.模具現(xiàn)代制造技術(shù)綜述［J］.模具制造，2013（08）.

［2］鄧明，杜麗偉，趙偉霖.現(xiàn)代模具制造技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展［J］.模具制造，2014（05）.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.215

周宏遠（1994-），男，湖南永州人，本科，研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化（現(xiàn)代制造方向）。