模具技术现状与发展趋势.ppt

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1、1模具技术现状与发展趋势模具技术现状与发展趋势2主要内容主要内容一、前言一、前言一、前言一、前言二、模具设计技术的发展方向二、模具设计技术的发展方向二、模具设计技术的发展方向二、模具设计技术的发展方向 三、模具加工技术的发展方向三、模具加工技术的发展方向三、模具加工技术的发展方向三、模具加工技术的发展方向 四、模具制造综合技术的发展方向四、模具制造综合技术的发展方向四、模具制造综合技术的发展方向四、模具制造综合技术的发展方向 五、模具材料及先进表面处理技术五、模具材料及先进表面处理技术五、模具材料及先进表面处理技术五、模具材料及先进表面处理技术六、国内模具发展趋势六、国内模具发展趋势六、国内模

2、具发展趋势六、国内模具发展趋势 结束语结束语结束语结束语3一、前言一、前言 n模具工业是国民经济的基础工业模具工业是国民经济的基础工业n模具工业是衡量一个国家工业水平的重模具工业是衡量一个国家工业水平的重要标志要标志n模具工业是技术转化成果的基础模具工业是技术转化成果的基础一、前言4一些国家对模具工业的评价一些国家对模具工业的评价 n在欧美等工业发达国家被称为在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金点铁成金”的的“磁力工业磁力工业”n美国工业界认为美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石模具工业是美国工业的基石”n德国则认为是所有工业中的德国则认为是所有工业中的“关键工业关键工业”；n日本模具协会

3、也认为日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富模具是促进社会繁荣富裕的动力裕的动力”一、前言5近年来的世界模具市场近年来的世界模具市场 n美国、日本、法国和瑞士等国每年出口的模具美国、日本、法国和瑞士等国每年出口的模具约占其模具总产值的约占其模具总产值的l/3左右。左右。n日本模具产业年产值超过日本机床总产值。日本模具产业年产值超过日本机床总产值。n如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。的电子工业。一、前言6我国模具工业我国模具工业 n我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。仅次

4、于日本和美国。n近年来，我国的模具工业一直以每年近年来，我国的模具工业一直以每年13左右左右的增长速度快速发展的增长速度快速发展一、前言7中国模具工业现状中国模具工业现状 n精密加工设备还很少精密加工设备还很少n大型、精密、复杂和长寿命模具的产需大型、精密、复杂和长寿命模具的产需矛盾十分突出矛盾十分突出n许多先进的技术如许多先进的技术如CADCAECAM技术的普及率还不高技术的普及率还不高一、前言8中国模具产业的进出口中国模具产业的进出口n近几年来，我国每年进口模具约占市场总量的近几年来，我国每年进口模具约占市场总量的20左右，成为世界上最大的模具进口国左右，成为世界上最大的模具进口国n其中塑

5、料与橡胶模具占全部进口模具的其中塑料与橡胶模具占全部进口模具的50以以上，冲压模具占全部进口模具约上，冲压模具占全部进口模具约40 n中、高档模具进口比例占市场总量的中、高档模具进口比例占市场总量的40以上以上9二、二、模具设计技术的发展方向模具设计技术的发展方向 1.技术支持模具设计资料库和知识库系统技术支持模具设计资料库和知识库系统2.统一技术模具及零件的标准件化统一技术模具及零件的标准件化3.在在理理论论研研究究方方面面，要要进进一一步步探探讨讨新新型型材材料料大大弹塑性变形本构关系、表面摩擦特性等弹塑性变形本构关系、表面摩擦特性等4.冲冲压压模模金金属属成成形形过过程程的的模模拟拟、缺

6、缺陷陷预预测测，起起皱皱、破破裂裂、及及回回弹弹分分析析等等（弹弹性性=E，塑性=E1）。）。二、模具设计技术的发展方向105.压铸成形流动模拟、热传导及凝固分析等压铸成形流动模拟、热传导及凝固分析等6.锻件成形过程模拟及金属流动和充填分析等锻件成形过程模拟及金属流动和充填分析等7.7.模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计模具刚性、强度、流道及冷却通路的设计8.计算机辅助工艺设计（计算机辅助工艺设计（CAPP）发展方向（续发展方向（续1 1）二、模具设计技术的发展方向119.塑料模具塑料成形过程的各种模拟分析。塑料模具塑料成形过程的各种模拟分析。10.如如塑塑料料充充模模、热热传传导导、冷冷却

7、却、凝凝固固、翘翘曲曲、收缩等模拟分析收缩等模拟分析11.计计算算浇浇注注系系统统及及模模腔腔的的压压力力场场、温温度度场场、速速度场分布等度场分布等（澳澳大大利利亚亚Moldflow公公司司和和美美国国AC-Tech公公司司）。）。发展方向（续发展方向（续2 2）12三、三、模具加工技术的发展方向模具加工技术的发展方向 模具加工方法主要有：模具加工方法主要有：n精密铸造精密铸造n金属切削加工金属切削加工n电火花加工电火花加工n电化学加工电化学加工n激光及其他高能波束加工激光及其他高能波束加工n复合加工复合加工数控和计算机技术的不断发展使它们在模具加工数控和计算机技术的不断发展使它们在模具加工

8、方法中得到了越来越广泛的应用。方法中得到了越来越广泛的应用。三、模具加工技术的发展方向 131.1.高速铣削（高速铣削（HSM）技术）技术n铣削加工是型腔模具加工的重要手段铣削加工是型腔模具加工的重要手段n高速数控加工是模具加工的前沿技术高速数控加工是模具加工的前沿技术n其其关关键键技技术术之之一一就就是是采采用用先先进进的的CAD/CAM集集成成设设计计和和制制造造系系统统，进进行行图图形形交交互互的的自自动动数数控编程控编程三、模具加工技术的发展方向（HSM）14高速铣削优点高速铣削优点工件温升低工件温升低热变形小、热变形小、切削力小切削力小加工平稳、加工质量好加工平稳、加工质量好加工效率

9、高（为普通铣削加工的加工效率高（为普通铣削加工的510倍）倍）可加工硬材料（可加工硬材料（60HRC）等）等三、模具加工技术的发展方向（HSM）15高速铣削迅速发展高速铣削迅速发展的体现的体现高精度化：定位精度高精度化：定位精度25m/全程，加工精度全程，加工精度25m，所以高速铣削进入了精密切削领域。，所以高速铣削进入了精密切削领域。高速化：主轴转速高速化：主轴转速4000060000r/min；切削进；切削进给速度给速度 16mmin；快速进给速度；快速进给速度3040m/min，换刀时间，换刀时间12s，从而加工效率提高了，从而加工效率提高了510倍倍实现硬材料（实现硬材料（3660HR

10、C）的加工。）的加工。三、模具加工技术的发展方向（HSM）16高速铣削不足高速铣削不足n对刀具提出了很高的要求对刀具提出了很高的要求n采采用用与与铣铣削削材材料料相相适适应应的的特特殊殊刀刀具具材材料料（如如新新型型刀刀具具有有金金属属陶陶瓷瓷刀刀具具、CBN具具、PCD刀刀具具、PCBN刀刀具具、涂层硬质合金刀具等）涂层硬质合金刀具等）n适适合合于于比比较较平平坦坦的的浅浅型型腔腔加加工工，对对深深型型腔腔加加工工有有一一定定困难困难n对对于于具具有有内内清清角角的的型型腔腔模模具具、表表面面有有花花纹纹或或图图案案的的模模具、具有深槽或窄缝的模具的加工也都存在一定困难。具、具有深槽或窄缝的

11、模具的加工也都存在一定困难。n高速铣削机床造价高高速铣削机床造价高 三、模具加工技术的发展方向（HSM）17高速铣削在国内的应用高速铣削在国内的应用n在在一一定定时时间间内内，我我国国模模具具企企业业进进口口的的高高速速加加工工机机床床主主轴轴最最高高转转速速仍仍将将以以1000020000rmin为主，少数会达到为主，少数会达到40000r/min左右。左右。n近近年年来来我我国国模模具具制制造造业业中中的的一一些些骨骨干干重重点点企企业业先先后后进进口口了了高高速速铣铣床床和和高高速速加加工工中中心心，它它们们已已在模具加工中发挥了很好的作用。在模具加工中发挥了很好的作用。n可可以以预预计

12、计，我我国国模模具具企企业业将将会会越越来来越越多多地地应应用用高速铣削技术。高速铣削技术。三、模具加工技术的发展方向182.2.电火花加工技术电火花加工技术n电电火火花花加加工工（EDM）虽虽然然已已受受到到高高速速铣铣削削的的严严峻挑战，但高速铣削不能完全替代之。峻挑战，但高速铣削不能完全替代之。n在在模模具具的的复复杂杂型型面面、深深窄窄小小型型腔腔、尖尖角角、窄窄缝缝、沟沟漕漕、深深坑坑等等处处的的加加工工（将将是是今今后后EDM应应用用的的重点重点），但成本要比，但成本要比EDM高得多。高得多。n对对于于60HRC以以上上的的高高硬硬材材料料，EDM要要比比HSM成本低。成本低。n同

13、时较之铣削加工，同时较之铣削加工，EDM更易实现自动化。更易实现自动化。三、模具加工技术的发展方向（EDM）19电火花铣削加工技术电火花铣削加工技术 n它它是是用用高高速速旋旋转转的的简简单单的的管管状状电电极极，应应用用CAD/CAM技术作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样）。技术作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样）。nEDM铣铣削削的的最最大大特特点点是是简简化化电电极极制制造造，不不需需要要加加工工成成形形电电极极，可可选选用用标标准准电电极极，在在电电极极库库中中进进行行电电极极自自动动交换（交换（AEC），用以补偿电极损耗，提高加工精度。），用以补偿电极损耗，提高加工精度。n在在高高精

14、精度度微微细细加加工工方方面面，这这种种方方式式具具有有良良好好的的前前景景。国外已在模具加工中应用使用这种技术。国外已在模具加工中应用使用这种技术。三、模具加工技术的发展方向（EDM）20低速走丝数控电火花线切割机床低速走丝数控电火花线切割机床n低低速速走走丝丝数数控控电电火火花花线线切切割割机机床床（LWEDM）发发展展的的水水平平已已相相当当高高，功功能能相相当当完完善善，自自动动化化程程度度已已达达到到无人看管运行的程度。其加工工艺水平也令人称道。无人看管运行的程度。其加工工艺水平也令人称道。n最最大大切切割割速速度度已已达达300mm2/min，加加工工精精度度可可达达到到0.5m，

15、加工表面粗糙度，加工表面粗糙度Ra 0.10.2m。n直直径径0.030.1mm细细丝丝精精密密切切割割技技术术的的开开发发，可可实实现现凹凹、凸凸模模一一次次切切割割完完成成，并并可可进进行行0.04mm的的窄窄槽槽及及半半径径0.02mm内圆角的切割加工。内圆角的切割加工。n已能进行已能进行30以上锥度的精密加工以上锥度的精密加工 三、模具加工技术的发展方向（EDM）21混粉加工等镜面光亮加工技术混粉加工等镜面光亮加工技术 n采用在普通煤油工作液中添加固体微细粉末采用在普通煤油工作液中添加固体微细粉末的方法，来增大精加工的极间距离、减小电的方法，来增大精加工的极间距离、减小电容效应、增大放

16、电通道的分散性，从而可使容效应、增大放电通道的分散性，从而可使排屑好、放电稳定、加工效率提高，并有效排屑好、放电稳定、加工效率提高，并有效降低加工表面的粗糙度。降低加工表面的粗糙度。n使用混粉工作液还可在模具工件表面形成硬使用混粉工作液还可在模具工件表面形成硬度较高的镀层，提高模具型腔表面的硬度和度较高的镀层，提高模具型腔表面的硬度和耐磨性。耐磨性。三、模具加工技术的发展方向223 3、快速原型制造（快速原型制造（RPM）n快快速速成成形形（原原型型）制制造造技技术术RPM（Rapid Prototyping Manufacturing）是美国首先推出的。）是美国首先推出的。n它它是是伴伴随随

17、着着计计算算机机技技术术、激激光光成成形形技技术术和和新新材材料料技技术术的的发发展展而而产产生生的的，是是一一种种全全新新的的制制造造技技术术，被被公公认认为为是是继继NC技术之后的一次技术革命技术之后的一次技术革命。nRPM基基于于它它是是基基于于新新颖颖的的离离散散堆堆积积（即即材材料料累累加加）成成形形思思想想，根根据据零零件件的的三三维维计计算算机机CAD模模型型，不不借借助助任任何何加加工工工工具具，快快速速自自动动完完成成复复杂杂的的三三维维实实体体（模模型型）制造，而与零件的几何复杂程度丝毫无关。制造，而与零件的几何复杂程度丝毫无关。三 模具加工技术的发展方向（RPM）23RP

18、M方法与应用方法与应用n应用应用RPM技术，从模具的概念设计到制造完成，技术，从模具的概念设计到制造完成，仅为传统加工方法所需时间的仅为传统加工方法所需时间的l3和成本的和成本的l4左右，因而具有广阔的发展前景。左右，因而具有广阔的发展前景。n国内的一些大企业集团，如国内的一些大企业集团，如海尔海尔、春兰春兰、科龙科龙和和华宝华宝等公司已经运用激光快速成形于新产品等公司已经运用激光快速成形于新产品开发等方面，并取得显著的经济效益开发等方面，并取得显著的经济效益nRPM模具制造技术：由快速原型或其他实物模模具制造技术：由快速原型或其他实物模型复制金属模具的型复制金属模具的间接法间接法，以及直接由

19、，以及直接由RP系统系统无模制造金属模具的无模制造金属模具的直接法直接法两大类。两大类。三 模具加工技术的发展方向（RPM）24直接快速模具制造直接快速模具制造n指利用不同类型的快速原型技术直接制造出模具本指利用不同类型的快速原型技术直接制造出模具本身，然后进行一些必要的后处理和机加工以获得模身，然后进行一些必要的后处理和机加工以获得模具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙度。具所要求的机械性能、尺寸精度和表面粗糙度。n目前能够直接制造金属模具的目前能够直接制造金属模具的RP工艺包括：工艺包括：n激光选区烧结（激光选区烧结（SLS）n三维打印（三维打印（3D-P）n形状沉积制造（形状沉积制造（

20、SDM）n三维焊接（三维焊接（3D-Welding）等。）等。三 模具加工技术的发展方向（RPM）25间接快速模具制造间接快速模具制造n首先是通过立体光固化（首先是通过立体光固化（SLA）、叠层实体制造）、叠层实体制造（LOM）、激光选区烧结（）、激光选区烧结（SLS）、三维打印）、三维打印（3D-P）、熔融沉积成形（）、熔融沉积成形（FDM）等不同方法得）等不同方法得到制件原型到制件原型n然后通过一些传统的快速制模然后通过一些传统的快速制模RMT（Rapid Manufacturing Tooling）方法，主要有精密铸造、）方法，主要有精密铸造、粉末冶金、电铸、表面沉积、旋转铸造（用热硬化

21、粉末冶金、电铸、表面沉积、旋转铸造（用热硬化橡胶做模具）和熔射（热喷涂）等方法，获得长寿橡胶做模具）和熔射（热喷涂）等方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。命的金属模具或非金属的低寿命模具。三 模具加工技术的发展方向（RPM）26RPM的缺陷及发展趋势的缺陷及发展趋势n两弱点限制了它的工业应用推广：两弱点限制了它的工业应用推广：n不适合于大批量生产不适合于大批量生产n同时其所用材料基本上不属于工业产品所常用材料同时其所用材料基本上不属于工业产品所常用材料 n目前正向快速制造金属硬模目前正向快速制造金属硬模RHMT（Rapid Hard Metal Tooling）尤其是铁系金属硬模方

22、向发展）尤其是铁系金属硬模方向发展三 模具加工技术的发展方向（RPM）27国内快速成型设备性能比较表国内快速成型设备性能比较表三 模具加工技术的发展方向（RTM）284 4、快速经济制模技术快速经济制模技术（RTM）n缩缩短短产产品品开开发发周周期期是是赢赢得得市市场场竞竞争争的的有有效效手手段段之一。之一。n快快速速经经济济制制模模技技术术RTM（或或迅迅速速模模具具制制造造Rapid Tooling&Manufacuring）具具有有制制模模周周期期短短、成成本本较较低低的的特特点点，精精度度和和寿寿命命又又能能满满足足生生产产需需求求，是是综综合合经经济济效效益益比比较较显显著著的的模模

23、具具制制造技术造技术。n非非常常适适用用于于新新产产品品开开发发、样样品品试试制制、工工艺艺验验证证或或中中、小小批批量量生生产产的的需需要要，故故近近几几年年在在国国内内得得到了迅速发展。到了迅速发展。三 模具加工技术的发展方向（RTM）29RTM技术种类技术种类n挤压成形制模技术挤压成形制模技术n超塑成形制模技术；超塑成形制模技术；n表面成形制模技术表面成形制模技术n电弧喷徐成形制模技术电弧喷徐成形制模技术n电铸成形技术电铸成形技术n型腔表面精细花纹成形的蚀刻技术等型腔表面精细花纹成形的蚀刻技术等n模具毛坯快速制造技术模具毛坯快速制造技术n干砂实型铸造干砂实型铸造n负压实型铸造负压实型铸造

24、n树脂砂实型铸造树脂砂实型铸造n失蜡精铸等失蜡精铸等n其它技术其它技术n如快速换模技术如快速换模技术n冲压单元组合技术等冲压单元组合技术等三 模具加工技术的发展方向（RTM）30浇铸成形制模技术浇铸成形制模技术n秘锡合金制模技术秘锡合金制模技术n锌合金制模技术锌合金制模技术n树脂复合成形模具技术树脂复合成形模具技术n硅橡胶制模技术等硅橡胶制模技术等三 模具加工技术的发展方向（RTM）31浇铸成形制模技术应用实例浇铸成形制模技术应用实例一汽模具制造公司设计并制造了一汽模具制造公司设计并制造了12套树脂模具，套树脂模具，均为大型复杂内外覆盖件的拉深模具，用于全均为大型复杂内外覆盖件的拉深模具，用于

25、全新小红旗轿车的改型试制。新小红旗轿车的改型试制。其主要特点是模具型面以其主要特点是模具型面以CADCAM加工的加工的主模型为基难，采用高强度树脂浇注而成，凸、主模型为基难，采用高强度树脂浇注而成，凸、凹模间隙采用专用蜡片准确控制凹模间隙采用专用蜡片准确控制模具尺寸精度高，制造用期可缩短模具尺寸精度高，制造用期可缩短l/22/3，制，制造费用节省近千万元。造费用节省近千万元。三 模具加工技术的发展方向325 5、超精、微细和复合加工技术超精、微细和复合加工技术 n目前超精加工已可稳定达到亚微米级，纳米精目前超精加工已可稳定达到亚微米级，纳米精度的超精加工技术也已被应用到生产中。度的超精加工技术

26、也已被应用到生产中。n国外已有用波长仅国外已有用波长仅0.5nm的辐射波制造出纳米的辐射波制造出纳米级塑料模具。级塑料模具。n复合加工是指在复合加工是指在1台机床上进行台机床上进行2种或种或2种以上种以上不同加工工艺的复合，以实现不同加工工艺的不同加工工艺的复合，以实现不同加工工艺的扬长避短作用。扬长避短作用。三 模具加工技术的发展方向（超精、细、复合加工）33复合加工技术发展方向之一复合加工技术发展方向之一n铣削加工与激光加工复合技术：铣削加工（包铣削加工与激光加工复合技术：铣削加工（包括高速铣削加工）后，采用附加的激光头在型括高速铣削加工）后，采用附加的激光头在型腔表面进行花纹、图案等雕刻

27、或激光头按铣削腔表面进行花纹、图案等雕刻或激光头按铣削加工的运动方式进行激光精加工，去掉型腔表加工的运动方式进行激光精加工，去掉型腔表面的铣削痕。面的铣削痕。n据国外报道，已开发出这类复合加工机床：据国外报道，已开发出这类复合加工机床：n机床的激光头采用机床的激光头采用Q-5WITCH YAG激光器，功激光器，功率率100w，光束直径，光束直径0.1m，加工效率，加工效率20m3/min；n采用一层一层加工方法，每层加工采用一层一层加工方法，每层加工5m，最大加工，最大加工深度为深度为10mm，表面粗糙度只，表面粗糙度只Ra值为值为1.3m。三 模具加工技术的发展方向（超精、细、复合加工）34

28、复合加工技术发展方向之二复合加工技术发展方向之二n铣削加工与铣削加工与EDM复合技术：同铣削加工复合技术：同铣削加工与激光加工复合相似，附加的与激光加工复合相似，附加的EDM主轴主轴头可进行型腔表面的花纹、图案加工及头可进行型腔表面的花纹、图案加工及局部精密加工。局部精密加工。n与激光加工复合不同的是能进行局部深与激光加工复合不同的是能进行局部深型腔加工、深槽窄缝等加工，并可实现型腔加工、深槽窄缝等加工，并可实现数控系统共享。数控系统共享。三 模具加工技术的发展方向353.6 3.6 模具研磨抛光技术模具研磨抛光技术 n模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量模具表面的质量对模具使用寿命、制

29、件外观质量等方面均有较大的影响。等方面均有较大的影响。n但模具表面的光整加工是模具加工中至今未能很但模具表面的光整加工是模具加工中至今未能很好解决的难题之一。好解决的难题之一。n德国德国66，日本、美国，日本、美国30的模具采用自动抛光的模具采用自动抛光机抛光，抛光加工可达到镜面。机抛光，抛光加工可达到镜面。n生成轨迹的自动抛光机是抛光加工的发展方向。生成轨迹的自动抛光机是抛光加工的发展方向。三 模具加工技术的发展方向（抛磨技术）36国内的镜面抛光技术国内的镜面抛光技术 n我我国国已已进进口口了了可可实实现现三三维维曲曲面面模模具具自自动动研研抛抛的的数数控控研研磨磨机机，仿仿人人智智能能自自

30、动动抛抛光光技技术术也也已已有有成成果果，但但应应用用很很少，预计会得到发展。少，预计会得到发展。n目目前前国国内内可可抛抛至至Ra 0.05m的的镜镜面面，正正在在研研究究开开发发抛抛至至Ra 0.025m的设备。的设备。n国国内内对对于于透透明明度度要要求求高高的的注注塑塑模模，如如相相机机、CD、VCD光盘等注塑模仍需依靠进口。光盘等注塑模仍需依靠进口。三 模具加工技术的发展方向（抛磨技术）37镜面加工镜面加工定义定义n把表面租糙度只把表面租糙度只Ra 0.10.2m的加工称为的加工称为镜镜面加工面加工n电火花加工中的混粉电火花加工中的混粉EDM加工，可实现加工，可实现Ra0.10.2m

31、的大面积镜面加工的大面积镜面加工n磨削加工最好的表面租糙度可达到磨削加工最好的表面租糙度可达到Ra 0.04m，达到了镜面加工要求，达到了镜面加工要求三 模具加工技术的发展方向（抛磨技术）38LWEDM镜面加工镜面加工n主主要要方方法法为为压压缩缩放放电电时时间间，电电流流脉脉宽宽为为ns级级，并并增增大大峰峰值值电电流流（达达几几百百A以以上上），使在放电加工时材料迅速汽化蚀除。使在放电加工时材料迅速汽化蚀除。n这这种种方方法法不不但但避避免免了了裂裂纹纹的的产产生生，而而且且使使表面粗极度达到表面粗极度达到Ra 0.10.2m。三 模具加工技术的发展方向（抛磨技术）39研磨与抛光复合方法研

32、磨与抛光复合方法n应应注注意意发发展展特特种种研研磨磨与与抛抛光光复复合合方方法法，以提高模具表面质量以提高模具表面质量:n挤压研磨挤压研磨n电化学抛光电化学抛光n超声抛光超声抛光n复合抛光复合抛光40四四 模具制造综合技术的发展方向模具制造综合技术的发展方向n传统的模具制造技术，主要是根据设计图纸，传统的模具制造技术，主要是根据设计图纸，用仿型加工，成形磨削以及电火花加工方法来用仿型加工，成形磨削以及电火花加工方法来制造模具。制造模具。n而现代模具不同，它不仅形状与结构十分复杂，而现代模具不同，它不仅形状与结构十分复杂，而且技术要求更高，用传统的模具制造方法显而且技术要求更高，用传统的模具制

33、造方法显然难于制造，必须采用先进制造技术才能达到然难于制造，必须采用先进制造技术才能达到它的技术要求。它的技术要求。四、模具制造综合技术的发展方向41传统模具与现代模具传统模具与现代模具制造技术水平比较制造技术水平比较四、模具制造综合技术的发展方向42模具制造综合技术的现状模具制造综合技术的现状国国际际上上工工业业发发达达国国家家的的模模具具业业已已广广泛泛采采用用现现代代模具设计与制造技术：模具设计与制造技术：n模具模具CAD/CAE/CAM集成化、三维设计制造技术集成化、三维设计制造技术n模具激光快速成形（模具激光快速成形（BPM）技术）技术n模具的精密成形技术模具的精密成形技术n模具的超

34、精密加工技术模具的超精密加工技术n模具成形过程动态模拟与仿真技术模具成形过程动态模拟与仿真技术n模具表面工程技术模具表面工程技术n模具绿色制造技术等。模具绿色制造技术等。四、模具制造综合技术的发展方向431 1、模具模具CAD/CAE/CAM一体化技术一体化技术n模模具具CAD/CAE/CAM技技术术是是模模具具技技术术发发展展的的一一个个里里程程碑碑，模模具具行行业业普普及及CAD/CAM的的条条件件已已经经成成熟熟，今今后后必将有很快的发展。必将有很快的发展。n目目前前，世世界界上上汽汽车车的的改改型型换换代代一一般般约约需需48个个月月，而而美美国国仅仅需需30个个月月，这这主主要要得得

35、益益于于在在模模具具业业中中应应用用了了CAD/CAE/CAM和和三三维维实实体体汽汽车车覆覆盖盖件件模模具具结结构构设设计计软件。软件。n模模具具CAD/CAE/CAM一一体体化化及及软软件件的的宜宜人人化化、集集成成化化、智能化、网络化将是今后的发展方向。智能化、网络化将是今后的发展方向。四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）44美国参数技术公司美国参数技术公司PTC的集成化系统的集成化系统Pro/EngineeringUnigraphicsSolutions公司开发的软件公司开发的软件Unigraphic(UG)美国美国SDRC公司开发的公司开发的IDEAS以色列以色列Cim

36、atron公司的三维公司的三维CAD/CAM软件软件Cimatron法国达索法国达索Dassault公司开发的公司开发的CATIA法国法国DATAVISION公司的集成化软件公司的集成化软件EUCLIB真正的真正的Window软件软件SOLIDEGE美国美国CV公司软件公司软件CADDS5n北京航空航天大学开发的北京航空航天大学开发的CAD/CAM软件软件 CAXACADEM大型软件大型软件四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）45模具模具CADEM主要软件主要软件n澳大利亚澳大利亚Moldflow公司的注塑模公司的注塑模CAE分析软件分析软件 Moldflow。n英国英国DELC

37、AM公司的软件公司的软件PowerSHAPE系统，是面向系统，是面向模具制造的模具总装设计专家系统，可自动为复杂注模具制造的模具总装设计专家系统，可自动为复杂注塑模、吹塑模创建模具结构及抽芯机构、自动产生分塑模、吹塑模创建模具结构及抽芯机构、自动产生分模面，加工信息被自动封装，并可直接输出到模面，加工信息被自动封装，并可直接输出到PowerMILL模块，自动产生加工程序模块，自动产生加工程序。n日本日本UmsYs株式会社推出的专用于塑料模设计和制造株式会社推出的专用于塑料模设计和制造系统系统CADCEUS，该系统综合了从产品形状设计、模，该系统综合了从产品形状设计、模具设计到模具生产所需要的全

38、部功能，重点放在三维具设计到模具生产所需要的全部功能，重点放在三维设计与二维视图的关联设计与二维视图的关联。四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）46模具模具CADEM主要软件主要软件n日本造船信息系统株式会社的三维日本造船信息系统株式会社的三维CADCAM系统系统Space-E中也增加了专用于注塑模的设计模块中也增加了专用于注塑模的设计模块n美国美国AC-TECH公司的注塑模公司的注塑模C-MOLDn 德国公司开发的的铸造过程流动及凝固分析软件德国公司开发的的铸造过程流动及凝固分析软件MAGMASOFTn德国德国IKV研究所的研究所的CAD/CAE软件软件CAD Moldn华中科

39、技大学模具技术国家重点实验室的注塑模华中科技大学模具技术国家重点实验室的注塑模CAD/CAE/CAM集成系统集成系统HSC3.1n郑州工业大学注塑模郑州工业大学注塑模CAE分析软件分析软件Z-MOLD等等 四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）47模具模具CADEM发展方向发展方向n2l世纪模具制造业的基本特征是高度集成化、世纪模具制造业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化、网络化。智能化、柔性化、网络化。n追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短追求的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计周期及制造周期，降低生产成本，最大限设计周期及制造周期，降低生产成本，最大限度的提高模具制

40、造业的应变能力。度的提高模具制造业的应变能力。n模具模具CADCAECAM正向正向集成化集成化、三维化三维化、智能化智能化和和网络化网络化方向发展方向发展 四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）48集成化举例（国外）集成化举例（国外）nCimatron软件系统括几何造型、模具专家、逆向工程、软件系统括几何造型、模具专家、逆向工程、模架库、模架库、NC加工及产品数据管理系统加工及产品数据管理系统 n美国美国SDRC公司集成化软件公司集成化软件I-DEAS在曲面设计、实体在曲面设计、实体造型、仿真分析、制造、测试和并行工程等方面具有造型、仿真分析、制造、测试和并行工程等方面具有强大的功

41、能。强大的功能。nDelcom公司最近推出的集成化系统公司最近推出的集成化系统PowerSolution覆盖覆盖了几何建模、逆向工程、工业设计、工程制图、仿真了几何建模、逆向工程、工业设计、工程制图、仿真分析、快速原型、数控编程、测量分析等方面。分析、快速原型、数控编程、测量分析等方面。n美国美国PTC的集成化系统的集成化系统Pro/E将设计至生产全过程集成将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的制造工作，即实现所谓的并行工程并行工程。四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）49集成化举例

42、（国内）集成化举例（国内）n上上海海交交通通大大学学金金属属塑塑性性成成型型有有限限元元分分析析系系统统和和冲裁模冲裁模CADCAM系统系统n北京北航海尔软件有限公司的北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件系列软件n吉吉林林金金网网格格模模具具工工程程研研究究中中心心的的冲冲压压模模CADCAECAM系系统统,其其主主要要功功能能有有板板料料冲冲压压过过程程模模拟拟、预预示示成成形形缺缺陷陷、压压机机速速度度分分析析、坯坯料料形形状优化和各向异性、回弹预测等。状优化和各向异性、回弹预测等。四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）50国内使用国内使用CADEM现状现状n国内一些大型

43、模具企业，国内一些大型模具企业，CADCADCAMCAM应用状况多应用状况多停留在从国外购买先进的停留在从国外购买先进的CADCADCAMCAM系统和设备，系统和设备，但在其上进行的二次开发较少，资源利用率低；但在其上进行的二次开发较少，资源利用率低；n国内一些中小型模具企业，它们的国内一些中小型模具企业，它们的CADCADCAMCAM应应用很少，有些仅停留在以计算机代替图板绘图。用很少，有些仅停留在以计算机代替图板绘图。n国外的一些国外的一些CADCADCAMCAM系统虽然功能强大，但价系统虽然功能强大，但价格昂贵，一般企业难以支付，而国内优秀的格昂贵，一般企业难以支付，而国内优秀的CADC

44、ADCAMCAM系统很少系统很少 四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）51三维化举例（国外）三维化举例（国外）澳大利亚澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers。ProE、UG和和CATIA等软件具备参数化、基于特征、等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。以色列以色列Cimatron公司的公司的Moldexpert，Delcam公司的公司的Ps-mold及日立造船的及日立造船的Space-Emold均是均是3D专业注塑模专业注塑模设计软件

45、，可进行交互式设计软件，可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。置及典型结构设计。四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）52三维化举例（国内）三维化举例（国内）n些大的模具企业正大力推进模具些大的模具企业正大力推进模具CAD/CAE/CAM技术，技术，如如江南模塑公司江南模塑公司、美的模具公司美的模具公司及及海尔模具有限公司海尔模具有限公司等等在实现产品建摸与数控加工全三维化之后，正将模具结在实现产品建摸与数控加工全三维化之后，正将模具结构设计逐步转化为全三维，实现从产品到编程的全三维构设计逐步转化为全三维，实现从产品到编程的全三维化，做到设计

46、过程的无图纸化。化，做到设计过程的无图纸化。n上海交通大学开发的上海交通大学开发的塑性成形三维有限元仿真系统塑性成形三维有限元仿真系统。n北航海尔软件公司的北航海尔软件公司的CAXA三维电子图板三维电子图板2000和和制造工制造工程师程师2000能进行能进行3D零件设计和零件设计和NC加工其特点是基于加工其特点是基于3D参数化特征设计，实现了实体、曲面和参数化特征设计，实现了实体、曲面和NC加工的协加工的协调。调。n华中科技大学研制的同类软件华中科技大学研制的同类软件HSC3D4.5Fn郑州工业大学的郑州工业大学的Z-mold软件。软件。四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）53模

47、具软件的智能化举例模具软件的智能化举例如如Cimatrom公司的注塑模专家软件能：公司的注塑模专家软件能：根据脱模方向自动产生分型线和分型面根据脱模方向自动产生分型线和分型面生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关的全相关自动产生零件明细表和供自动产生零件明细表和供NC加工的钻孔表格加工的钻孔表格能进行智能化加工参数设定、加工结果较验等能进行智能化加工参数设定、加工结果较验等四、模具制造综合技术的发展方向（CADEM一体化）54网络技术提供了可行的信息载体，为模具行业应用虚网络技术提供了可行的信息载体，为模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术实现

48、异地设计和异地制造提供拟设计、敏捷制造技术实现异地设计和异地制造提供可能。可能。由于由于CADCAM技术日趋成熟，可应用于越来越大的技术日趋成熟，可应用于越来越大的项目，需要多人、多企业在多台计算机上协作完成。项目，需要多人、多企业在多台计算机上协作完成。各地区可根据自己的设计水平及生产设备选择适合于各地区可根据自己的设计水平及生产设备选择适合于自己设计及生产的零部件，通过自己设计及生产的零部件，通过Internet相互通信、协相互通信、协同设计，共同完成模具产品的设计与制造。同设计，共同完成模具产品的设计与制造。这种网络化的动态制造体系，能够充分发挥各地区的这种网络化的动态制造体系，能够充分

49、发挥各地区的资源优势、并能协调工作，各尽所长，达到设计生产资源优势、并能协调工作，各尽所长，达到设计生产的最优化配置。的最优化配置。模具软件的网络化与协同化模具软件的网络化与协同化四、模具制造综合技术的发展方向55 2 2、精密测量及高速扫描、精密测量及高速扫描 数字化系统数字化系统 n随着模具日益精密、高效精密、复杂、大型模随着模具日益精密、高效精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高（现在精具的发展，对检测设备的要求越来越高（现在精密模具的精度已达密模具的精度已达23m）n数控加工过程中的在线激光测量不但有利于保证数控加工过程中的在线激光测量不但有利于保证工件的加工质量，而且大

50、大提高了工件的加工质量，而且大大提高了NC机床的运转机床的运转安全。安全。n高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，可大扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，可大大缩短模具制造周期。大缩短模具制造周期。四、模具制造综合技术的发展方向（精密测量与扫描）56精密测量举例精密测量举例n目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。n东风汽车模具厂不仅拥有意大利产东风汽车模具厂不仅拥有意大