1、毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 现代模具的发展趋势研究 伴随着工业经济的飞速发展，模具工业也随之出现了质的飞跃，这不仅体现世界各个国家对于模具工业的重视，更体现在模具工业设计、制造技术的不断创新； 国工业界认为 “ 模具 工业是美国工业的基石 ” ；日本称 模具 工业为 “ 进入富裕社会的原动力 ” ；德 国更是给 模具工业冠之以 “ 金属加工业中的帝王 ” 称号；欧盟一些国家称 “ 模具就是黄金 ” ；新加坡则把 模具 工业作为 “ 磁力工业 ” ；中国模 具 权威称 “ 模具 是印钞机 “ 。由此 可见模具工业在世界各国经济发展中所具有的重要地位， 从某种意义上讲 模具技术已成为
2、衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。 近年来， 我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注，在汽车、电机 、 电子、电器、仪表 、 仪器、家电和通信等产品中， 60% 80%的零部件都要依 靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高复杂程度、高生产率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。 有一组数据， 我国模具工业一直以每年 15%左右的增长速度发展， 2003 年，我国模具总产值超过 400 亿元人民币。 而在整个模具行业当中，模具设计是及其重要的一个环节， 将客户提供的图纸或计算机文件资料输入电脑，使用 CAD/CAE 进行设计并做模拟实验，得出所需要的计算机
3、文件，在此设计过程中，系统可进行图纸编辑。设计完成的模具零部件可使用电脑系统的实体成型功能将其显示出来，以便观察设计的正确性 及可能需要进行优化处理 ,之后还可以借助系统功能进行强度、模温、塑料流动状态等模拟测试。如果发现设计有误可重新修改设计。 关于模具设计，就不能不谈三维 CAD 软件，设计工作者要想设计产品就必须懂的三维 CAD 软件，种类很多 , 而且 国内外模具设计大多采用了三维设计手段 , 在模具设计与制造上发生了很大的变化。当今 世界上关于模具的软件主要有加工软件如 De lCAM、C imatron、 M asterCAM,这类软件加工能力比较强 , 价格较低 , 比较适用中小
4、企业 , 但在 CAD 方面较差 ; 三维通用机械 CAD 软 件如 Pro /E、 UG 和 CAT IA, 它们都是参数化功能极强的三维模具设计软件 , 并且都具有完备的自动化设计功能。但也都有各自的不足， CATIA 对计算机硬件的要求很高 , 资金投入较多 , 一般中小企业难以实现 ; UG 和Pro /E 在 CAD 和 CAM 方面都做得很出色 ; 还有一些专用模具软件。国外的模具设计 , 特别是型腔模设计均采用三维 CAD 设计 , 生成的三维模型直接用于 CAM 进行编程 , 再到1 CNC 加工中心去加工 , 具有极高的工作效率。目前 , 我国对于模具设计与制造也开始采用这种
5、手段 , 特别是一些中小企 业 , 也具有了这个能力。随着我国经济增长的日新月异 , 这种高科技手段将得到更加的普及。 模具 CAD/CAE/CAM 技术是改造传统模具生产方式的关键技术，能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量。它使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形（型）工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。 目前，世界上大型的 CAD/CAE/CAM 软件系统有英国 Delcam 公司的系列化软件；以色列 Cimatron 公司的 Cimatron 系统；澳大利亚 Modflow 公司的软件 MPA、 MPX、 MPI；美国 PTC 公司 CAD/CAE/CAM
6、集成软件系统 Pro/E；美国 EDS 公司的 UG；美国 Solidworks公司的 Solidworks 软件； C-mold 公司的注塑模 CAE 软件 C-mold；近年来，我国自主开发的有上海交大的冲裁模 CAD/CAM 系统；北京北航海尔软件有限公司的 CAXA 系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压 CAD/CAE/CAM 系统；华中科技大学研制的软件HSC3D4.5F；郑州工业大学 Z-mold 软件等。 在模具制造当中， CAD/CAE/CAM 计算机辅助设计、模拟、制造一体化 的出现使模具工业出现了革命 性转折。 CAD/CAE/CAM 一体化集成技术是现代模具制造中最
7、先进最合理的生产方式。使用计算机辅助设计、辅助工程与制造系统，按设计好的模具零件分别编制该零件的数控加工程序是从设计到制造的一个必然过程，该过程都是从 CAD/CAE/CAM系统内进行的，其加工程序直接由联机电缆输入加工机台，在编制程序时可利用系统中的加工模拟功能，将零件刀具、刀柄、夹具，平台及刀具移动速度、路径等显示出来，以检查程序编制的正确性。总之在 CAD/CAE/CAM 系统内编制和模拟加工程序可以充分了解发现的问题，从而在加工之前，将整套加工 程序作好完善修改工作，这对于高效、准确的加工模具零件有着相当重要的意义。 至于 现代模具制造的必然趋势 ,就是机械加工尽可能地取代人工加工，尤
8、其现在数控车床、多轴联动机床、数控模具雕刻机、电火花加工机床、数控精密磨床、三坐标测量机、扫描仪等现代设备在工厂中的广泛使用，而且这些设备大部分所用的程序基本上都是应用 CAD/CAE/CAM 系统产生的，操作人员工作按照规定的程序装夹工件 ,配备刀具和操作，机台就能自动地完成加工任务 ,并将理想的模具零件制造出来或为下一加工工序完成规定的部分 。 在模具制造过程中，材料 及表面处理技术又是一个重要技术难题， 因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的 45%以上。在整个模具价格构成中，材料所占比重不大 ,一般在 20% 30%,因此，选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的2 寿
9、命就显得十分必要。对于模具钢来说 ,要采用电渣重熔工艺，如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要发展趋势。 随着新技术的不断开发、创新， 模具热处理的主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗（如 TD 法）发展；由一般扩散向 CVD、 PVD、 PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益受到重视。 在众多行业新技术当中，逆向工程可谓出类拔萃，所谓 逆向工程即先对制件（所加工的产品）进行扫描生成多种格式的 CAD 数据，再在另外的 CAD/CAE/CAM 软
10、件中进行改型设计，该技术是现代模具制造中最流行的模具制造技术。英国雷尼绍公司专门为模具制造开发生产的扫描系统，就可以成功地应用于模具制造的逆向工程中，它不仅可以改善数控机床的性能，扩大数控机床的功能，而且还能提高数控机床的效 率。雷尼绍公司的 Retroscan、 Renscan200、 Cyclone 高速扫描机已被青岛海尔、济南轻骑、国家模具中心等单位开始使用。 模具生产随着产品技术含量的不断提高 正 向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展 ; 模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展； 随着计算机软件的发展和进步， CAD/CAE/CAM
11、、逆向工程等 技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支 柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向益人化、智能化、集成化、高效化方向发展 。这也是 中国模具工业未来发展趋势及出路 。 参考文献 1 李和平 ,肖根福 .模具技术现状与发展趋势综述 J.井冈山学院学报（自然科学版 ） ,2006,(01). 2 马忠臣 ,李强 ,杨秀琳编 .现代模具工业发展评述 J.机械工程师 ,2006.（ 03） . 3 洪 慎章 .模 具工 业的 发展 趋势 及塑 性成 形技 术的 研究 方向 J.模 具制造
12、 ,2003,(12). 4 王佞 ,苏慧 ,王悦 .模具工业技术的发展趋势 J.装备制造技术 ,2008,(04). 5 于影霞 ,何柏林 ,李力 .国内外模具材料的现状及发展趋势 J.材料热处理技术，2009(02） . 6 钟佩思 ,沈友徽 ,马静敏 ,王素玉 .模具先进制造技术发展趋势综述 J.模具制造，3 2005（ 03） . 7 宋岩 ,周艳华 ,刘雅翔 .逆向工程技术及工程应用研究 J.科技资讯 ,2010,（ 12） . 8 李和平 ,吴霞 .现代模具行业现状与发展趋势综述 J.商场现代化 ,2007,（ 03） . 9 虞耀君 ,马明亮 ,丁志华 .汽车模具先进制造技术现状
13、与行业发展趋势 J.制造技术与机床 ,2010,（ 05） . 10 严士伟 .快速成型技术发展状况及展望 J.汽车制造与装备 ,2005,(04). 11 华希俊 ,张培耘 .模具工业先进制造技术特点及发展概况 J.金属成型工艺， 2001,（ 01） 12 刘鹏 .基于并行工程的现代模具设计研究 J.烟台职业学院报 ,2006,（ 03） . 13 PRASAD K. D. V. YARLAGADDA, LEE KIEN WEE. Design, development and evaluation of 3D mold inserts using a rapid prototyping technique and powder-sintering processJ International Journal of Production Research,2006,(03). 14 Chang Ho Lee1 ,Yong Ju Cho2. Framework of a Collaboration-Based EngineeringService System for Mould IndustryJ Computational Science and its Applications,2007,(3)
