1、模具的发展趋势 模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 （ 1）模具软件功能集成化 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国 Delcam 公司的系列化软件就包括了曲面 /实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体 CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线 测量系统等。集成化程度较高的软件还包括：Pro/ENGINEER、 UG 和 CATIA 等
2、。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模 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模 CAD/CAE/CAM 系统等。 （ 2）模具设计、分析及制造的三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结 构的 CAE 分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、 UG 和 CATIA 等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，
3、从而使模具并行工程成为可能。另外， Cimatran 公司的 Moldexpert， Delcam 公司的 Ps-mold 及日立造船的 Space-E/mold 均是 3D 专业注塑模设计软件，可进行交互式 3D 型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚 Moldflow 公司的三维真实感流动模拟软件 MoldflowAdvisers 已经受到用户广泛的好评和应用。国内有 华中理工大学研制的同类软件 HSC3D4.5F 及郑州工业大学的 Z-mold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如 Cimatron 公司的注塑模专家软件能根据脱模方向
4、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，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供 NC 加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 （ 3）模具软件应用的网络化趋势 随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网 络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其 21 世纪制造企业战略中指出，到 2006 年要实现汽车工业敏捷生产 /虚拟工程方案，使汽车开发周期从 40个月缩短到 4个月。 1 2.模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展 （ 1）模具检测设备的日益精密、高效 精密、
5、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达 2 3m，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。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产 3250mm3250mm 三坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物 建立数学模型 输出工程图纸 模具制造全过程，成功实现了逆向工程技术的开发和应用。这方面的设备还包括：英国雷尼绍公司第二代高速扫描仪 (CYCLON SERIES2)可实现激光测头和接触式测头优势互补，激光扫描精度为 0.05mm，接触式测头扫描精
6、度达 0.02mm。另外德国 GOM 公司的 ATOS 便携式扫描仪，日本罗兰公司的 PIX-30、 PIX-4 台式扫描仪和英国泰勒 霍普森公司 TALYSCAN150多传感三维扫描仪分别具有高速化、廉价化和功能复合化等特点。 （ 2）数控电火花加工机床 日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的 AQ325L、 AQ550LLS-WEDM 具有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的 NCEDM具有 P-E3 自适应控制、 PCE 能量控制及自动编程专家系统。另外有些 EDM 还采用了混粉加工工艺、微精加工脉冲电源及模糊控制 (FC)等技术。 （ 3）高速铣削机床 (HSM
7、) 铣削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、 加工平稳、加工质量好、加工效率高 (为普通铣削加工的 5 10 倍 )及可加工硬材料 (60HRC)等诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。瑞士克朗公司UCP710 型五轴联动加工中心，其机床定位精度可达 8m，自制的具有矢量闭环控制电主轴，最大转速为 42000r/min。意大利 RAMBAUDI 公司的高速铣床，其加工范围达 2500mm5000mm1800mm，转速达 20500r/min，切削进给速度达20m/min。 HSM 一般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、压铸模、大型塑料等曲面加工，其曲面
8、加工精度 可达 0.01mm。 快速经济制模技术类型 快速经济制模技术与传统的机械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度与寿命又能满足生产上的使用要求，是综合经济效益比较显著的一类制造模具的技术，概括起来，有以下几种类别。 1.表面成型制模技术 表面成型制模技术，主要是利用喷涂、电铸、化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术。 2 2.浇铸成型制模技术 浇铸成型制模技术的共同特点是依样件为基准，浇铸出凸、凹模，型腔表面不需要机械加工。 3.挤压成型技术 （ 1）冷挤压 成型 利用铍铜合金的良好的导热性和稳定性，经固熔时效处理后，采用冷挤压制造模具凹模型腔。其特点是制造周期短，
9、型腔精度高 (IT7 级 )，表面粗糙度Ra=0.025 m,强度高，寿命可达 50 万次，无环境污染。 （ 2）超塑成型制模技术 该技术是利用金属材料在细化晶粒、一定成型温度、低变形速率条件下，材料具有最佳超塑性时，将事先制作好的凸模，用较小的力便可挤压出凹模的一种快速经济制模技术。超塑成型材料的典型代表是 Zn-22%AL。 4.无模多点成形技术 无模多点快速成形技术是以 CAD/CAM/CAT 技术为主要手段，利用计算机控制高度可调基本体群形成上下成形面，代替传统模具对板料进行三维曲面成形的又一现代先进制造技术。此项技术可以随意改变变形路径与受力状态，提高材料的成形极限，可反复成形，以此
10、消除材料内部的残余应力，实现无回弹成形。 5.凯维朗 (KEVRON)钢带冲裁落料制模技术 新型钢带冲裁落料制模技术是一种不同于一般具有凸、凹模结构的钢带模，它是由单刃钢带与特制垫板组成的新型快速经济制模技术。这种模具重量轻，一般只有 200kg，加工精度为 0.35-0.50mm，可适合各种黑色和有色金属的0.5-0.65mm 厚的板料加工。寿命可达到 5-25 万次，制造成本低。 6.模具毛坯的快速制造技术 实型铸造 由于大量的模具是属于单件或小批量生产，模具毛坯的制造质量和周期及成本对最终的模具质量和周期及成本的影响是至关重要的。 现代模具毛坯已广泛地采用子实型铸造技术，所谓实型铸造就是利用泡沫塑料 (聚苯乙烯 PS 或聚甲基丙烯酸酯 PMMA)制作代替传统的木模或金属模，造型后不需取出模型，便可以浇 铸，泡沫塑料模型的高温液体金属作用下，迅速燃烧气化而消失，金属液取代原来泡沫塑料模型所占有的位置，冷凝后形成铸件。实型铸造在实际应用中有下列几种情况。 （ 1）干砂实型铸造
