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冲压模具技术的发展方向

2025/4/25 10:18:23 阅读量:561 来源:包装之家PKGFamily 作者:吴亚男
摘要:在制造业升级的浪潮中,冲压模具作为工业生产的核心装备,正经历着从 "制造" 到 "智造" 的深刻变革。

当前,我国冲压技术与国际先进水平仍存在差距,尤其在冲压基础理论及成型工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等领域亟待突破。随着工业产品质量的不断提高,冲压产品生产正呈现多品种、小批量、复杂、大型、精密,更新换代速度快的变化特点,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。

为适应市场变化、随着计算机技术和制造技术的迅速发展,冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向计算机辅助设计(CAD)、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术转变。


冲压成型理论及冲压工艺与设备

加强冲压变形基础理论的研究,以提供更加准确、实用、方便的计算方法,正确地确定冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸,解决冲压变形中出现的各种实际问题,进一步提高冲压件的质量。

研究和推广采用新工艺,如精冲工艺、软模成型工艺、高能高速成型工艺。超塑性成型工艺以及其它高效率、经济成型工艺等,进一步提高冲压技术水平。

值得特别提出的是,随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善,近年来国内外已开始应用塑性成型过程的计算机模拟技术,即利用有限元等数值分析方法模拟金属的塑性成型过程,通过分析数值技术结果,帮助设计人员实现优化设计。

模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展,计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术不断向传统制造技术渗透、交叉、融合,对其实施改造,形成先进制造技术。模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素、不易控制的状况,使得模具质量依赖于物化因素,整体水平容易控制,模具再现能力加强。

计算机技术、机械设计与制造技术的迅速发展和有机结合,形成了计算机辅助设计与计算机辅助制造(CAD/CAM)这一新型技术。

CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工程,它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具,使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成型工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM能显著缩短制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为业内的共识。

随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现,以三维造型为基础,基于并行工程(CE)的模具CAD/CAM技术正成为发展方向,它能实现面向制造和装配的设计,实现成型过程的模拟和数控加工过程的仿真,使模具设计、制造一体化。


快速经济制模技术

为了适应工业生产中多品种、小批量生产的需要,加快模具的制造速度,降低模具生产成本,开发和应用快速经济制模技术越来越受到人们的重视。

目前,快速经济制模技术主要有低溶点合金制模技术、锌基合金制模技术、环氧树脂制模技术、喷涂成型制模技术、叠层钢板制模技术等。应用快速经济制模技术制造模具,能简化模具制造工艺、缩短制造周期(比普通钢模制造周期缩短70%~90%)、降低模具生产成本(比普通钢模制造成本降低60%~80%),在工业生产中取得了显著的经济效益。其对提高新产品的开发速度,促进生产的发展有着非常重要的作用。


模具新材料及热处理和表面处理新工艺

随着产品质量的提高,对模具质量和寿命要求越来越高。而提高模具质量和寿命最有效的办法就是开发和应用模具新材料及热处理和表面处理新工艺,不断提高使用性能,延长使用寿命,改善加工性能。

模具新材料:冲压模具使用的材料属于冷作模具钢,是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢D2(相当于我国Cr12MoV)性能基础上,分为两大分支:一种是降低含碳量和合金元素量,提高钢中碳化物分布均匀度,突出提高模具的韧性,如美国钒合金钢公司的8CrMo2V2Si、日本大同特殊钢公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一种是以提高耐磨性为主要目的,以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。

热处理、表面处理新工艺:为了提供模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蚀性,必须采用先进的热处理和表面处理新技术,尤其是表面处理新技术。除了人们熟悉的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外,近年来模具表面性能强化技术发展很快,实际应用效果很好。其中,化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积(PVD)以及盐浴渗金属(TD)的方法是几种发展较快、应用最广的表面涂覆硬化处理的新技术。它们对提高模具寿命和减少模具昂贵材料的消耗,有着十分重要的意义。 


现代化生产管理模式

随着需求的个性化和制造的全球化、信息化,企业内部和外部环境的变化,改变了模具业的传统生产观念和生产组织方式。现代系统管理技术在模具企业正得到逐步应用,主要表现在以下几个方面:

(1)应用集成化思想,强调系统集成,实现资源共享。

(2)实现由金字塔式的多层次生产管理结构向扁平的网络结构转变,由传统的顺序工作方式向并行工作方式的转变。

(3)实现以技术为中心向以人为中心的转变,强调协同和团队精神。

现代化生产管理模式的应用使得企业生产实现了低成本、高质量和快速度,提供了企业市场竞争能力。

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