模具技術的案例
模具CAD/CAM技術
模具CAD/CAM技術
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展開 解析：汽車模具技術未來發展趨勢
模具是汽車工業的基礎工藝裝備，汽車生產中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。制造一輛普通轎車約需1500套模具，其中沖壓模具約占1000余……
模具是汽車工業的基礎工藝裝備，汽車生產中90%以上的零部件都需要依靠模具成形。制造一輛普通轎車約需1500套模具，其中沖壓模具約占1000余套。新車型的開發中，90%工作量都是圍繞車身型面的改變而進行的新車型的開發費用中，約有60%用于車身和沖壓工藝及裝備的開發。整車制造成本中約40%為車身沖壓件及其裝配的費用。
國內外汽車模具行業的發展中，模具技術呈現出以下的發展趨勢。
一、模具三維設計地位得以鞏固
模具的三維設計是數字化模具技術的重要內容，實現模具設計、制造和檢驗一體化的基礎。日本豐田、美國通用等公司已實現了模具的三維設計，并取得了良好的應用效果。國外在模具三維設計中采取的一些做法值得我借鑒。模具三維設計除了有利于實現集成化制造外，另一個優點就是便于干涉檢查，可進行運動干涉分析，解決了二維設計中的一個難題。
二、沖壓成形過程的模擬（CA E）作用更加凸顯
近年來，隨著計算機軟件和硬件的快速發展，沖壓成形過程的模擬技術（CA E）發揮著越來越重要的作用。美國、日本、德國等發達國家，CA E技術已成為模具設計制造過程的必要環節，廣泛用于預測成形缺陷，優化沖壓工藝與模具結構，提高了模具設計的可靠性，減少了試模時間。國內許多汽車模具企業在CA E應用中也取得了顯著進步，獲得了良好的效果。CA E技術的應用可大大節省試模的成本，縮短沖壓模具的開發周期，已成為保證模具質量的重要手段。CA E技術正逐步使模具設計由經驗設計轉變為科學設計。
三、數字化模具技術已成主流方向
近年來得到迅速發展的數字化模具技術，解決汽車模具開發中所面臨的許多問題的有效途徑。
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模具設計和加工技術的發展方向
超精密加工、微細加工和復合加工技術
隨模具向精密化和大型化方向發展，超精密加工、微細加工和集電、化學、超聲波、激光等技術於一體的復合加工將得到發展。目前超精密加工已穩定地達到亞微米級，納米精度的超精密加工技術也被應用到生產。電加工、電化學加工、束流加工等多種加工技術，已成為微細加工技術的重要組成部分，國外更有用波長僅0.5納米的輻射波制造出的納米級塑料模具。在一臺機床上使激光銑削和高速銑削相結合，已使模具加工技術得到新發展。
先進表面處理技術
模具熱處理和表面處理，是能否充分發揮模具材料性能的關鍵。真空熱處理、深冷處理、包括PVD和CVD技術的氣相沉積（TiN、TiC等）、離子滲入、等離子噴涂及TRD表面處理技術、類鉆石薄膜覆蓋技術、高耐磨高精度處理技術、不沾粘表面處理等技術已在模具制造中應用，并呈現良好的發展前景。模具表面激光熱處理、焊接、強化和修復等技術及其他模具表面強化和修復技術，也將受到進一步重視。
模具研磨拋光
模具的研磨拋光目前仍以手工為主，效率低、勞動強度大、質量不穩定。中國已引進了可實現三維曲面模具自動研拋的數控研磨機，自行研究的仿人智能自動拋光技術已有一定成果，但目前的應用很少，預計會得到發展。今後應繼續注意發展特種研磨與拋光技術，如擠壓珩磨、激光珩磨和研拋、電火花拋光、電化學拋光、超聲波拋光以及復合拋光技術與工藝裝備。
模具造技術包括設計和加工，本文從這兩方面分析中國模具業的技術發展方向。文章首先指出CAD/CAE、CAPP和KBE為模具設計技術的主要趨勢；接探討模具加工技術的發展方向，例如高速銑削、電火花加工、快速原型造、快速模等。最後分析模具造綜合技術的前景。
展開 
汽車覆蓋件模具CAD技術的發展
同時，三維設計的自動標注尺寸減少了人為設計錯誤，但三維模具設計目前也存在一些問題，例如：計算機運算速度低、軟件占用硬盤和內存的空間大、模具結構投影線條多、設計速度慢等。
3．目前汽車覆蓋件模具CAD應用中存在的主要問題
車身覆蓋件在汽車整車中占據著重要的位置，而覆蓋件模具是生產覆蓋件的主要工藝裝備，對車身質量的好壞起著決定性的作用。目前國外汽車覆蓋件模具CAD/CAM技術的發展已進入實質性的應用階段，不僅全面提高了模具設計的質量，而且大大縮短了模具的生產周期。近些年來，我國在汽車覆蓋件模具CAD技術的應用方面也取得了顯著的進步，但目前依然存在著以下一些問題：
（1）設計效率低
由于我國CAD技術起步較晚，專業人員水平較低，既懂專業又熟悉CAD/CAM應用軟件技術的人才十分缺乏，因而開發能力較差，自主開發的CAD軟件質量不高，設計效率低。
（2）標準化程度低
由于各行業有各行業的標準，各企業有各企業的標準，各模具生產廠家之間沒有形成一定的設計、制造規范，因而造成現有覆蓋件沖模CAD/CAM系統的集成化程度和智能化程度都比較低。
（3）現有CAD軟件專用性差
目前國內自主開發的CAD軟件較少，而多數廠家引進的國外先進軟件多為通用型軟件，未經開發則專用性較差。
（4）覆蓋件沖模CAD/CAM技術的開發手段比較落后，開發的CAD/CAM系統在質量、可靠性上難以保證，并且開發周期長。
（5）現有的沖模CAD系統的人機界面不能滿足多種用戶的要求。
（6）主要應用CAD進行二維設計，而且大多停留在用計算機繪圖代替手工繪圖的基礎上。
二、汽車覆蓋件模具CAD的未來發展趨勢
模具技術是制造業中發展最快的技術之一，其特點是數量很大，批量極小，換代非常快。從理論上說，它是CAD技術最能發揮優越性的領域。
展開 [轉]CAD/CAE技術在模具設計中的應用
摘 要：模具行業試國家工業發展的重要基礎行業，各種先進技術應首先應用于模具行業，CAD/CAE技術作為一項重要的技術手段，正越來越廣泛地在模具行業得以應用。本文闡述了CAD/CAE技術的發展歷程，以及在模具結構設計和分析過程中的一般應用形式，闡述了CAD/CAE技術的應用中的發展趨勢。
關鍵詞：模具設計；CAD；CAE
隨著科學技術的不斷進步和社會的高速發展，產品更新換代越來越快。無論是工業產品還是家電產品，大多數應用模具成型。因此，產品對模具的精度要求越來越高、越來越普及。由于模具是典型的技術密集型產品，為了表達清楚設計意圖，設計人員必須花費大量的時間來繪制模架、頂桿、滑塊等結構相對固定的零部件。目前，CAD/CAE的發展，為廣大模具設計人員提供了方便。特別是近幾年來，模具CAD/CAE技術發展很快，應用范圍日益擴大，并取得了可觀的經濟效益。
1 模具CAD/CAE的基本概念
CAD：（Computer Aided Design）是利用計算機硬、軟件系統輔助人們對產品或工程進行總體設計、繪圖、工程分析與技術文檔等設計活動的總稱，是一項綜合性技術。
CAE：(Computer Aided Engineering)即計算機輔助工程技術，是以現代計算力學為基礎，以計算機仿真為手段的工程分析技術，是實現模具優化的主要支持模塊。對于模具CAE來講，目前局限于數值模擬方法，對未來模具的工作狀態和運行行為進行模擬，及早發現設計缺陷。
2 CAD/CAE技術的發展過程
2.1 CAD技術的發展過程
（1）20世紀50年代后期至70年代初期，此階段為初級階段——線框造型技術。
（2）20世紀70年代初期至80年代初，此階段是第一次CAD技術革命——曲面（表面）造型技術。
展開 世界模具強國有哪些？模具技術哪國強？這些你知道么
憑借早期的多組分技術的發展，以及之后該技術在多模腔方面的進步，成為全球最大的旋轉疊層模具制造商之一。
3
瑞士KEBO.
Kebo 公司成立于1979年，目前仍然自主開發熱流道用于其多腔高質量模具，公司業務80%集中的醫療耗材和醫療相關的模具，20%包裝類模具，其核心的熱流道技術，使其實現更緊湊的模具設計，其交付客戶的模具包括128+128疊模，以及192型腔的模具，其模塊化的設計可以實現靈活的備件更換，模具和熱流道部件100%可更換。
4
瑞士FOSTAG.
瑞士模具制造商FOSTAG以薄壁技術和采血管技術聞名全球。在過去的幾年內，其在各種模內貼標 (IML - In Mould Labeling) 領域掌握了專門的技術訣竅。FOSTAG 模具的效率在于快速的循環時間和長的使用壽命。
5
德國Braunform.
Braunform是一家典型的德國家族企業，成立于1977年，在德國有300多名員工。業務主要分為兩塊，模具生產及注塑。模具主要涉及是汽車行業、個人護理品行業及醫療行業。特色是高模腔模具如疊模，以及多色模具。
生產精密的模具需要高端精密模具加工設備。
展開 鍛造模具關鍵技術應用研究探討
鍛造模具的作用是保證原材料在外力作用下產生塑性變形，進而獲得特定形狀和尺寸的零件。隨著鍛造技術在汽車、鐵路、航空航天等工業領域越來越廣泛的應用，各種新型結構及高質量要求的鍛件不斷涌現，對于鍛造模具的需求不斷增加，鍛造模具的設計和制造技術水平成為鍛造企業的核心競爭力，眾多鍛造企業在鍛造模具的技術研究和開發方面投入了大量的資源，以便未來在該技術領域占有一席之地。
發展方向和研究現狀
鍛造模具技術的主要發展方向是提高模具設計水平，采用新型模具材料，使用高效高精度的加工手段，以期在模具高壽命的狀態下實現鍛件的高精度。鍛造模具的關鍵技術主要圍繞模具的設計、制造、使用、修復和翻新等環節，具體包括鍛造模具高可靠性設計技術，高效高精制造技術，延壽、修復及再制造技術等。
在鍛造模具設計與制造方面，目前國內絕大部分鍛造模具設計和制造企業都已廣泛應用CAD/CAM技術，但CAD/CAM/CAE一體化技術應用的還比較少，鍛造模具信息化技術更是鮮有應用。在鍛造模具延壽、快修及再制造技術方面，對于模具的表面處理和熱處理重視不夠，也缺乏針對不同工藝條件下的模具潤滑狀況研究，模具平均壽命較低，鍛造模具快速修復及再制造技術也剛剛起步。在模具使用方面國外企業普遍采用快速換模裝置，而國內企業應用該工藝的較少。
關鍵技術應用研究案例
基于NX平臺二次開發的鍛模設計
鍛模的設計是一項復雜而具有挑戰性的工作，傳統的鍛模設計需要依靠經驗豐富的模具工程師才能完成，而且還需要經過工藝調試，反復試錯后才能確定相對經濟合理的模具結構，不同的模具工程師由于經驗和對于模具的理解不同，導致模具結構的設計缺乏標準的流程，模具設計和制造的出錯率較高，大多數模具需要多次試模和修改才能滿足鍛造工藝的要求。
展開 CAD/CAE技術在模具設計中的應用
CAD/CAE技術在模具設計中的應用
隨著科學技術的不斷進步和社會的高速發展，產品更新換代越來越快。無論是工業產品還是家電產品，大多數應用模具成型。因此，產品對模具的精度要求越來越高、越來越普及。由于模具是典型的技術密集型產品，為了表達清楚設計意圖，設計人員必須花費大量的時間來繪制模架、頂桿、滑塊等結構相對固定的零部件。目前，CAD/CAE的發展，為廣大模具設計人員提供了方便。特別是近幾年來，模具CAD/CAE技術發展很快，應用范圍日益擴大，并取得了可觀的經濟效益。
1、模具CAD/CAE的基本概念
CAD：（Computer Aided Design）是利用計算機硬、軟件系統輔助人們對產品或工程進行總體設計、繪圖、工程分析與技術文檔等設計活動的總稱，是一項綜合性技術。
CAE：(Computer Aided Engineering)即計算機輔助工程技術，是以現代計算力學為基礎，以計算機仿真為手段的工程分析技術，是實現模具優化的主要支持模塊。對于模具CAE來講，目前局限于數值模擬方法，對未來模具的工作狀態和運行行為進行模擬，及早發現設計缺陷。
2、CAD/CAE技術的發展過程
2.1 CAD技術的發展過程
（1）20世紀50年代后期至70年代初期，此階段為初級階段——線框造型技術。
（2）20世紀70年代初期至80年代初，此階段是第一次CAD技術革命——曲面（表面）造型技術。
（3）20世紀80年代初期至80年代中期，此階段是第二次CAD技術革命——實體造型階段。
（4）20世紀80年代中期至90年代初期，此階段是第三次CAD技術革命——參數化技術。
展開 射出模具數字化設計與智能制造技術研究
此外，未來具有系統數據分析能力的模具技術人才將會改變模具行業的制造模式。
重視標準化和模塊化
模具設計利用大數據技術，可促使大量的模具零件形成標準化，而標準化的零件將形成各種模塊。目前，各個模具企業都有自己的標準，技術水平參差不齊，未來將會出現專門研究標準化零件和模塊化模具組件的專業公司。設計模具就像堆積木，標準件和標準化模具件可以直接購買。模具設計只要設計產品成型部分，并把各種標準組件進行合理堆棧。
3D打印技術將在模具制造領域廣泛應用
隨著3D打印技術的發展，3D金屬打印技術將大量應用于模具制造行業。目前，3D打印在模具行業僅僅是打印3D隨形冷卻水路等，將來很有可能打印精密零件甚至整套模具，從而徹底改變模具加工方式。
結語
研究射出模具數字化設計與智能制造技術，需要在清楚該技術含義、意義與內容的基礎上，分析其中的模具方案設計與工藝設計等數字化設計，重視其中的大數據分析調試、模具零件加工、模具裝配以及試模修模等模具智能制造工作。未來模具行業將會出現大量專業技術服務公司，為模具企業提供各個方面的專業技術服務。比如，方案公司設計產品、模流分析、仿真結構分析、強度分析、模具設計、編程服務和整套技術解決方案。一般模具企業將會改變小而全的模式，僅僅留下模具零件加工和組裝等需要加工設備完成的工作。通過全面分析模具智能制造技術工作流程，射出模具數字化設計與智能制造技術的發展將推動中國制造業不斷發展。
參考文獻
[1]. 鄭立爽，陳芳，王惠芳．射出模具數字化設計與智能制造技術[J]．智庫時代，2019(29)：236—237．
[2]. 孫磊．射出鞋底鋁模具的設計及制造技術研究[D]．大連：大連理工大學，2018．
[3].
展開 模具的CAD/CAE/CAM技術
中國模協CAD/CAM技術部主任 李德群
引言
模具CAD/CAE/CAM是改造傳統模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統工程。它以計算機軟件的形式，為企業提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產品性能、模具結構、成形工藝、數控加工及生產管理進行設計和優化。模具CAD/CAE/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期、降低生產成本和提高產品質量已成為模具界的共識。
與任何新生事物一樣，模具CAD/CAE/CAM在近二十年中經歷了從簡單到復雜，從試點到普及的過程。進入本世紀以來，模具 CAD/CAE/CAM技術發展速度更快、應用范圍更廣，為了使廣大模具工作者能進一步加深對該技術的認識，更好發揮模具CAD/CAE/CAM的作用，本文針對模具中應用最廣泛、最具有代表性的鑄造模、鍛模、級進模、汽車覆蓋件模和塑料注射模CAD/CAE/CAM的發展狀況和趨勢作概括性的介紹和分析。
鑄造模CAD/CAE/CAM的發展概況
鑄造成形過程模擬的探索性工作始于求解鑄件的溫度場分布。 1962年丹麥的Fursund用有限差分法首次對二維形狀的鑄件進行了凝固過程的傳熱計算，1965年美國通用汽車公司Henzel等對汽輪機鑄件成功進行了溫度場模擬，從此鑄件在模具型腔內的傳熱過程數值分析技術在全世界范圍內迅速開展。從上世紀70年代到80年代，美國、英國、法國、日本、丹麥等相繼在鑄件凝固模擬研究和應用上取得了顯著成果，并陸續推出一批商品化模擬軟件。進入90年代后，我國的高等院校，如清華大學和華中科技大學在該領域也取得了矚目的成就。
單純的傳熱過程模擬并不能準確計算出鑄件的溫度變化和預測鑄造中可能產生的缺陷，充模過程對鑄件初始溫度場分布的影響以及凝固過程中液態金屬的流動對鑄件缺陷形成的影響都是不可忽視的。
展開 
耐磨堆焊技術在模具修復與制造中的優點
我國模具制造周期一般為工業發達國家的兩倍，而使用壽命僅為五分之一，因此提高模具壽命、降低模具成本是一項很有意義的工作。采用堆焊的方法制造模具、修復損壞的模具、補焊制造過程中加工超差的模具已在很多類模具中得到實際應用，其中包括鍛造行業的鍛模、汽車和拖拉機行業的沖壓模具等，均取得了較好的效果。
一、堆焊技術在模具修復與制造中的優點
(1)一套模具小者幾公斤，大者幾十噸，在整個使用期間，真正的工作面只有模具形腔內表面或者刃口部位。現有市場上的模具都是采用合金元素含量較高的材料整體加工制造而成，并通過熱處理的方法提高模具表面性能以滿足使用需要。這樣制造模具原材料費用高。采用堆焊方法在報廢的模具或45#鋼基體上制造新模具將節約模具鋼，模具基材費用降低。
(2)模具使用后，總是要失效，如磨損、開裂、疲勞和變形等。采用模具堆焊技術修復模具可以使報廢的模具再復活，使之繼續使用。
(3)采用堆焊方法制造的模具可靈活調整模具形腔表面材料的成分，實現一塊模具，兩種金屬，兩種硬度。這不僅使模具內部有較好韌性，又使形腔表面或模具刃口有較高強度和硬度，因而更加適應模具的工作條件，達到好鋼用在刀刃上的目的，從而大大提高模具使用壽命。
(4)使用模具堆焊技術可修復加工超差的模具，減少因工作失誤造成的經濟損失。
(5)采用模具鋼制造模具的方法加工工序多，生產周期長;采用堆焊方法制造模具可縮短模具制造周期，減少開模次數，降低模具制造工作強度。
(6)模具壽命延長，減少停機時間。
可見，模具的堆焊技術具有較高的實用價值和廣泛的發展前景。
二、模具堆焊材料
模具堆焊制造與修復的效果好壞很大程度上取決于堆焊材料的選擇正確與否，熱作模具堆焊材料一般都含有較多的種類的合金元素，因而其化學成分十分復雜。
展開 精密鍛造模具成形技術的簡介及應用
隨著我國市場經濟體質的不斷發展和完善，傳統的鍛造模具技術已經無法滿足市場的需求。隨著科技的不斷進步，鍛造模具已經廣泛運用在航天、船舶、汽車等重要領域，我國的鍛造技術也在不斷地蓬勃發展。
本文主要介紹下現有的精密鍛造模具成形技術，并簡單的講解下其發展趨勢。
一、精密鍛造技術的概念
精密鍛造成形技術，指的是在零件基本成形后，只需少許加工或無需加工就可以使用的零件成形技術，又稱近凈成形技術。這種技術是以常規鍛造成形技術為基礎發展起來的，是由計算機信息技術、新能源、新材料等集成的一門應用技術。現階段，精密鍛造成形技術主要用在精鍛零件和精化毛坯等方面。
二、精密鍛造成形技術的種類
精密鍛造成形技術，它的優勢很明顯，成本低、效率高、節能環保、精度高等。這種成形工藝種類很多，按成形速度劃分：高速精鍛、一般精鍛、慢速精鍛成形等;以鍛造過程中金屬流動狀況為標準劃分：半閉、閉式、開式精鍛成形工藝;按成形溫度劃分：超塑、室溫、中溫、高溫精鍛成形等;按成形技術分為：分流鍛造、等溫鍛造、復動鍛、復合成形、溫精鍛成形、熱精鍛成形和冷精鍛成形等。按成形技術對精鍛技術進行的劃分，已經成為了生產中人們習慣分類方式。
1.復動鍛造
復動鍛造，又稱閉塞鍛造，這種工藝是最先進的精鍛技術之一。這種技術是通過一個沖頭在封閉凹槽內部單向擠壓或是用兩個沖頭雙向復動擠壓而使得金屬一次成型的，成型的零件屬于無飛邊的近凈精鍛件。之所以要用閉塞鍛造，是為了使材料使用率上升，降低加工工序的復雜度。
閉塞鍛造能夠做到通過一次操作而成形復雜的型面并取得很大變形量，在生產復雜零件時能夠省去絕大多數的切削，有效降低成本。
2. 等溫鍛造
等溫鍛造指的是在恒定溫度下將胚料在模具中鍛造加工成精鍛成形零件的工藝。
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豐田汽車模具制造技術
小結：豐田的技術告訴我們：好的模具應該是設計出來的；模具也可以流水線生產；高新技術應用是模具制造技術發展的動力；國內汽車模具業與世界先進水平相比還有較大差距，如果我們不努力，這種差距不是縮小，而是會拉大。
通過上文，我們只是把在豐田公司所看到的一些印象深刻的、與國內對比性比較強的東西簡單羅列在一起，并不全面也不細致，希望這些材料能給同行以思考。
我們感到我們與世界先進水平的差距是一種很大的壓力，面對世界經濟一體化的潮流，你如果不是世界上最好的，你可能在國內也站不住腳。國內的汽車模具廠家不是很多，但卻吃不飽，我們高質量模具的市場被周邊國家和地區的模具廠占領了，我們不向世界上最先進的模具技術學習，還能生存么？
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