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        我國沖壓模具企業技術現狀及發展趨勢

        發布時間:2017-4-11 9:35:03    點擊:

         一、現狀

          改革開放以來,隨著國民經濟的高速發展,市場對模具的需求量繼續增長。近年來,模具工業向來以15%左右的增長速度快速發展,模具工業企業的所有制作成分也發生了重大變化,除了國有專業模具廠外,集體、合資、獨資跟私營也得到了快速發展。浙江寧波跟黃巖地區的模具之鄉;廣東一些大集團公司跟迅速崛起的鄉鎮企業,科龍、美的、康佳等集團紛紛建設了自己的模具制造中心;中外合資跟外商獨資的模具企業現已有幾千家。

          隨著跟國際接軌的腳步繼續加快,市場競爭的日益加劇,人們已經越來越認識到產品質量、成本跟新產品的開發能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一,模具制造技術現已成為衡量一個國家制造業水平高低的重要標志,并在非常大程度上決定企業的生存空間。

          近年不少模具企業擴大了使用于技術進步的投資力度,將技術進步視為企業發展的重要動力。一些國內模具企業已普及了二維CAD,并陸續開始運用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件,個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris跟MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應使用于沖壓模的設計中。

          以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已獲得非常大進步,東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外,不少研究機構跟大專院校展開模具技術的研究跟開發。經過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術角度獲得了明顯進步;在提升模具質量跟縮短模具設計制造周期等角度做出了貢獻。

          例如,吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件,華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發的注塑模、汽車覆蓋件模具跟級進模CAD/CAE/CAM軟件,上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發的冷沖模跟精沖研究中心開發的冷沖模跟精沖模CAD軟件等在國內模具行業具有很多的用戶。

          雖然我國模具工業在過去十多年中獲得了令人搶眼的發展,但不少角度跟工業發達國家比較仍有較大的差距。例如,精密加工設備在模具加工設備中的份額相比低;CAD/CAE/CAM技術的普及率不高;不少先進的模具技術應用不夠廣泛等等,致使相當一部分大型、精密、復雜跟長壽命模具依賴進口。

          二、將來沖壓模具制造技術發展發展動向

          模具技術的發展應這個為適應模具產品交貨期短、精度高、質量好、價格低的要求服務。達到這一要求急需發展如下幾項:

          全面推廣CAD/CAM/CAE技術模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發展方向。隨著微機軟件的發展跟進步,普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟,各企業將擴大CAD/CAM技術培訓跟技術服務的力度;進一步加大CAE技術的應用范圍。計算機跟網絡的發展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區、跨企業、跨院所地在整個行業中推廣成為可能,完成技術資源的重新整合,使虛擬制造成為可能。

          高速銑削加工國外近年來發展的高速銑削加工,大幅度提升了加工效率,并可取得極高的表面光潔度。別的,還可加工高硬度模塊,還擁有溫升低、熱變形小等優點。高速銑削加工技術的發展,對汽車、家電行業中大型型腔模具制造注入了新的活力。當下它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展。

          模具掃描及數字化系統高速掃描機跟模具掃描系統給予了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能,大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統,可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上,完成快速數據采集、自動生成各種不一樣數控系統的加工程序、不一樣格式的CAD數據,使用于模具制造業的逆向工程。模具掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業得到成功應用,相信在十五期間將發揮更大的作用。

          電火花銑削加工電火花銑削加工技術也稱為電火花創成加工技術,這是一種取代傳統的用成型電極加工型腔的新技術,它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工,所以不再需要制造復雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工領域的巨大發展。國外已有運用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發展。

          提升模具標準化程度中國模具標準化程度正在繼續提升,預估當下中國模具標準件運用覆蓋率已達到30%左右。國外發達國家一般為80%左右。

          優質材料及先進表面處理技術選用優質鋼材跟應用相應的表面處理技術來提升模具的壽命就顯得非常必要。模具熱處理跟表面處理是否能充足發揮模具鋼材料性能的核心環節。模具熱處理的發展方向是采納真空熱處理。模具表面處理除完善應發展工藝先進的氣相沉積、等離子噴涂等技術。

          模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質量對模具運用壽命、制件外觀質量等角度均有較大的影響,研究自動化、智能化的研磨跟拋光方法取代現有手工操作,以提升模具表面質量是重要的發展發展動向。

          模具自動加工系統的發展這是中國長遠發展的目的。模具自動加工系統應有多臺機床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機具、刀具數控庫;有完整的數控柔性同步系統;有質量監測控制系統。

          CNC雕刻機在國內的發展上從近日的一兩年才有較大的發展,相關加工廠跟運用單位時刻以敏銳的眼光盯著廠家的動向,這也是身為雕銑機主機生產廠一點也不敢松懈的真正原因所在。

          作為用戶當然要選合適的設備,要是選型不當,不只不能賺錢反而令陷入為機器打工的苦澀局面。那么什么樣的機床才是好機床?

          我們認為好機床的定義是這樣的:

          可以在短期內收回投資的機床才是好機床。

          數控機床的設計運用壽命一般為7年,主假如數控角度的運用壽命為準,這樣花錢跟掙錢的比例關系將直接影響您的生意,因此仔細分析功能進行選型是有效投資 的必要條件。

          在國外很早就有雕銑機的名詞,嚴格地講雕是銑的一部分,是購買雕刻機還是購買數控銑式加工中心是經常要問自己的問題。別的,還有當下盛行的高速切削機床。還是讓我們首先搞清楚三個機型區別:

          1、數控銑跟加工中心使用于實現較大銑削量的工件的加工設備2、數控雕銑機使用于實現較小銑削量,或軟金屬的加工設備3、高速切削機床使用于實現中等銑削量,而且把銑削后的打磨量降為最低的加工設備

          深入分析上述設備的結構能夠幫我們做出正確的選擇

          一、從機械方面

          機床的機械分為兩個部分,移動部分跟不移動部分:工作臺,滑板,十字花臺等為移動部分,床座,立柱等為非移動部分

          1、數控銑加工中心:

          非移動部分鋼性要求十分好移動部分鋼性要求十分好優點:能進行重切削;缺點:因為移動部分同樣龐大,犧牲了機床靈活性,對于細小的部分跟快速進給無能為力。

          2、數控雕銑機

          非移動部分鋼性要求好移動部分鋼性要以靈活為前題下,盡可能的輕一些,同時持續一定的鋼性。優點:可進行相比細小的加工,加工精度高。對于軟金屬可進行高速加工;缺點:因為鋼性差因此不得能進行重切削。

          3、高速切削機床

          非移動部分鋼性要求十分好移動部分鋼性要求相比好,并且盡可能的輕巧。優點:能進行中小量的切削深切深度以0.75為好);缺點:正確運用下能發揮高效,低成本,使打磨量變為極少。不正確運用,立刻就會使刀具的廢品堆積如山。

          怎么樣從機械上做到上面又輕、剛性又好矛盾的要求,核心在于機械結構上的功夫。

          1、床體采納高低筋配合的網狀架構,有的直接采納蜂巢的相接的內六角網狀結構2、超寬的立柱跟橫梁,大家明白龍門式的結構因為其極好的對稱性跟極佳的鋼性被高速切削設備廠家向來做為首選結構。3、對于移動部分有跟數控銑明顯的不一樣之處是加寬了不少導軌跟導軌之間的距離,以克服不良力矩的問題。4、從材料上講一般采納了米漢那鑄鐵,也就是孕育鑄鐵,在澆注鐵水時加入一定比例的硅從而改變了鐵的內部結構,使之更加耐沖壓,剛性上有明顯提升。5、機床的剛性主要使用于克服移動部分在高速移動時對非移動部分的強大沖擊,因此導軌、絲桿要求粗一些,以及加強連接部分剛性

          二、從數控方面分析

          1、數控銑加工中心對數控系統要求速度一般,主軸轉速0~8000RPM左右2、雕銑機要求高速的數控系統,主軸轉速3000~30000RPM左右3、高速切削機床要求高速的數控系統以及極好的伺服電機特性,主軸轉速1500~30000RPM左右

          三、編程軟件上分析

          從軟件的方面上講,數控銑加工中心,高速切削機床雕銑機都能夠運用標準的CAD/CAM軟件如:MasterCamCimatronPEUG等。

          銑床通常以為Cimatron刀路較好一點,新版的軟件充足考究到刀具的每時每刻的切削量的均勻性,尤其是刀進軍走出工作的一刻的速度跟圓滑性,以及在拐點的和隨差算法問題,使結果跟設計圖形更加貼進,CAD部分剛大量采納直觀的三維實體造型如Solidworks等再通過IGS等轉入CAM軟件進行加工。

          可是不用憂心,CAD/CAM的發展速度遠勝于機床的CNC的發展速度。

          雕刻加工因其刀具的特別性的有相當的細小的方面控制,用TYPE3為好。

          四、--刀庫自動換刀跟全自動對刀要求

          加工中心是一個體面的名詞,但我覺得對刀庫的要求一定要結合實際。

          加工中心是為了實現多種工序于自動狀態的數控設備,主假如對于一些固定的大批量的生產作業,要是我們加工一個不少孔、牙的箱體,并且要天天做沒差多少的那就一定選加工中心,對于模具行業跟小批量生產單位千萬不要動不動就上加工中心,由于見過太多的廠家買加工中心,當數控銑來運用,運用刀庫對數控系統的成本上來講很簡單,但主軸跟刀庫、空壓機以及各種刀柄等會增加成本,因此對于一臺設備的差價大于10萬元人民幣,并且編程人員要頭腦清醒。不然悲劇就會發生,問題也相對增多了很多。效率上怎么樣,對于生產量同一品種不到一、二百個的工件盡量不要運用加工中心,效率太低。

          有什么好辦法提升效率,不運用刀庫,又不會造成人為的換刀誤差,惟獨全自動對刀系統,刀往上一裝,一個按鈕,機床自動對刀,直接加工,誤差在0.001~.0003μm內,跟自動換時間來比,慢不了一點效率。要是是加工中心又無自動對刀裝置機床跟不帶刀庫,可是自動對刀的機床比較,實踐中的效率后者遠高于前者。又好請您注意自動對刀儀的最好品牌的價格如可是一萬元左右,并且不太可能損壞,如此分析對于勞動力大把的國內模具加工,以及小批量工業零件的加工要是充足考慮資金的利用價值一定不應采納加工中心設備,別的,國內廠家的刀庫基本上還不少問題。進口的也相當貴。。

          五、高速切削設備的看法

          精明的加工商一定會大量時間考慮機床的準備時間跟人員的人為因素所造成的損失,我們永遠記住不用在這角度提醒他們。而我們這個做的是怎么樣從機床的加工時間上來給他們更高的加工效率,以及進可能的降低他們的打磨時間。甚至零打磨。高速切削設備的閃亮登場是讓加工商砰然心動的事件。先不要考慮其昂貴的造價,單從運用上講我認為一定是那句老話:它對有些人來講是一塊香香的肉,對別的一些人來講是劇毒的毒藥,日本人以及歐洲人不遺余力的宣傳高速切削的好處而讓人采納他們的設備。當然有些不實用的做法。在數控機床行業8年內實戰經驗告訴我他們的成本應在60~70萬左右。如此之高的利潤率是讓我看到了他們的本質。國內的數控機床的毛利應為之間。這是合理的,正直的利潤。要是您愿意維護他們高利潤我想在一模一樣時間就不得能掙越來越多的錢。更要考慮到售后服務等等。我不敢相信他們的服務能夠在1~2天內解決所有的問題。由于我們現有的科技還不能完成"固體傳真"。

          從振興民族工業的方面上看應這個支持國內機床廠的發展。高速切削的本質是把刀具的行走的長度在短時間內走完。大家明白

          距離=速度×時間

          刀具的介紹已經固定國切削的方式決定長了就意味著無利可圖提升速度就等于把時間縮短。

          高速切削因目前的機床本身的主軸跟采納的刀具的限制決定了它不得能是一定好,當下國外通用的做法是第一臺設備不采納高速切削,而第二臺或第三臺則可考慮這種設備。

          成功的做法例如:

          1臺仿形銑把大部分切削量實現而剩于2~3mm的加工余量,把剩余的切削量在高速機床上快速實現,這樣做有不少好處:

          1)重切削機床不少,加工費很低2)加工量大,精度要求不高極易達到3)刀具低廉4)轉入高速切削后,由于加工對象已接近成形,因此第一刀的切削量很均勻5)成形快速準確6)免太多打磨,配合尺寸精確7)刀具雖貴,但時間短,切削量不大,性能價格比率非常好8)不少細微之處,如小方面導度等,細致加工一次實現而不用電火花幫快,9)極好的表面光潔度

          如此看來,設備的協調本是取勝之道,由于它的剩余量有2~3個mm因此在工作臺上XY上做兩個校準G54的檔板就實現工件裝夾的問題,而對于切削量不大的工件則直接在高速機床實現了。

          六、還有一個問題要討論是主軸的問題

          對于數控銑跟加工中心由于要求低轉速大扭據,因此一定需要主軸變速箱來的降速比來提高扭力的轉速低而精度差是不得避免的,因此不大可能用小半徑刀具。對于雕銑機來說要主軸工作在2~3萬RPM才可工作,回轉精度一般2個μ左右,不然斷刀現象全很嚴峻,因此一定要用電主軸,即電機跟主軸是一體的。對于高速切削設備來講,要求內藏式電主軸,并且在低轉速時也要用一定的扭矩要有油水冷卻機來持續主軸工作溫度恒定主軸功率要在7.5~8KW以上,轉速要超過25000RPM。 

             此文章在中國注塑機網轉載                                  惠州市革普絲科技公司料斗節能發熱器、炮筒節能發熱圈

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