模具技术现状与发展趋势

1、模具技术现实状况与发展趋势1模具技术现状与发展趋势第1页主要内容一、序言二、模具设计技术发展方向 三、模具加工技术发展方向 四、模具制造综合技术发展方向 五、模具材料及先进表面处理技术六、国内模具发展趋势 结束语2模具技术现状与发展趋势第2页一、序言 模具工业是国民经济基础工业模具工业是衡量一个国家工业水平主要标志模具工业是技术转化结果基础3模具技术现状与发展趋势第3页一、序言4一些国家对模具工业评价 在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”“磁力工业”美国工业界认为“模具工业是美国工业基石”德国则认为是全部工业中“关键工业”；日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕动力” 模具技术现状与发展

2、趋势第4页一、序言5近年来世界模具市场 美国、日本、法国和瑞士等国每年出口模具约占其模具总产值l/3左右。日本模具产业年产值超出日本机床总产值。如今，世界模具工业发展甚至已超出了新兴电子工业。模具技术现状与发展趋势第5页一、序言6我国模具工业 我国模具工业产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。近年来，我国模具工业一直以每年13左右增加速度快速发展模具技术现状与发展趋势第6页一、序言7中国模具工业现实状况 精密加工设备还极少大型、精密、复杂和长寿命模具产需矛盾十分突出许多先进技术如CADCAECAM技术普及率还不高模具技术现状与发展趋势第7页一、序言8中国模具产业进出口近几年来，我国每年

3、进口模具约占市场总量20左右，成为世界上最大模具进口国其中塑料与橡胶模具占全部进口模具50以上，冲压模具占全部进口模具约40 中、高档模具进口百分比占市场总量40以上模具技术现状与发展趋势第8页二、模具设计技术发展方向 技术支持模具设计资料库和知识库系统统一技术模具及零件标准件化在理论研究方面，要深入探讨新型材料大弹塑性变形本构关系、表面摩擦特征等冲压模金属成形过程模拟、缺点预测，起皱、破裂、及回弹分析等（弹性=E，塑性=E1）。 9模具技术现状与发展趋势第9页二、模具设计技术发展方向10压铸成形流动模拟、热传导及凝固分析等锻件成形过程模拟及金属流动和充填分析等模具刚性、强度、流道及冷却通路设

4、计计算机辅助工艺设计（CAPP）发展方向（续1）模具技术现状与发展趋势第10页二、模具设计技术发展方向11塑料模具塑料成形过程各种模拟分析。如塑料充模、热传导、冷却、凝固、翘曲、收缩等模拟分析计算浇注系统及模腔压力场、温度场、速度场分布等（澳大利亚Moldflow企业和美国AC-Tech企业 ）。发展方向（续2）模具技术现状与发展趋势第11页三、模具加工技术发展方向 模具加工方法主要有：精密铸造金属切削加工电火花加工电化学加工激光及其它高能波束加工复合加工数控和计算机技术不停发展使它们在模具加工方法中得到了越来越广泛应用。 12模具技术现状与发展趋势第12页三、模具加工技术发展方向 131.高

5、速铣削（HSM）技术铣削加工是型腔模具加工主要伎俩高速数控加工是模具加工前沿技术其关键技术之一就是采取先进CAD/CAM集成设计和制造系统，进行图形交互自动数控编程模具技术现状与发展趋势第13页三、模具加工技术发展方向（HSM） 14高速铣削优点工件温升低热变形小、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510倍）可加工硬材料（60HRC）等模具技术现状与发展趋势第14页三、模具加工技术发展方向（HSM） 15高速铣削快速发展表达高精度化：定位精度25m/全程，加工精度25m，所以高速铣削进入了精亲密削领域。高速化：主轴转速4000060000r/min；切削进给速度 16mmi

6、n；快速进给速度3040m/min，换刀时间12s，从而加工效率提升了510倍实现硬材料（3660HRC）加工。 模具技术现状与发展趋势第15页三、模具加工技术发展方向（HSM） 16高速铣削不足对刀具提出了很高要求采取与铣削材料相适应特殊刀具材料（如新型刀含有金属陶瓷刀具、CBN具、PCD刀具、PCBN刀具、涂层硬质合金刀具等）适合于比较平坦浅型腔加工，对深型腔加工有一定困难对于含有内清角型腔模具、表面有花纹或图案模具、含有深槽或窄缝模具加工也都存在一定困难。高速铣削机床造价高 模具技术现状与发展趋势第16页三、模具加工技术发展方向（HSM） 17高速铣削在国内应用在一定时间内，我国模具企业

7、进口高速加工机床主轴最高转速仍将以100000rmin为主，少数会到达40000r/min左右。近年来我国模具制造业中一些骨干重点企业先后进口了高速铣床和高速加工中心，它们已在模具加工中发挥了很好作用。能够预计，我国模具企业将会越来越多地应用高速铣削技术。 模具技术现状与发展趋势第17页三、模具加工技术发展方向182.电火花加工技术电火花加工（EDM）即使已受到高速铣削严峻挑战，但高速铣削不能完全替换之。在模具复杂型面、深窄小型腔、尖角、窄缝、沟漕、深坑等处加工（将是今后EDM应用重点 ） ，但成本要比EDM高得多。对于60HRC以上高硬材料，EDM要比HSM成本低。同时较之铣削加工，EDM更

8、易实现自动化。模具技术现状与发展趋势第18页三、模具加工技术发展方向（EDM）19电火花铣削加工技术 它是用高速旋转简单管状电极，应用CAD/CAM技术作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样）。EDM铣削最大特点是简化电极制造，不需要加工成形电极，可选取标准电极，在电极库中进行电极自动交换（AEC），用以赔偿电极损耗，提升加工精度。在高精度微细加工方面，这种方式含有良好前景。国外已在模具加工中应用使用这种技术。模具技术现状与发展趋势第19页三、模具加工技术发展方向（EDM）20低速走丝数控电火花线切割机床低速走丝数控电火花线切割机床（LWEDM）发展水平已相当高，功效相当完善，自动化程度已到达无人

9、看管运行程度。其加工工艺水平也令人称道。最大切割速度已达300mm2/min，加工精度可到达0.5m，加工表面粗糙度Ra 0.10.2m。直径0.030.1mm细丝精亲密割技术开发，可实现凹、凸模一次切割完成，并可进行0.04mm窄槽及半径0.02mm内圆角切割加工。已能进行30以上锥度精密加工 模具技术现状与发展趋势第20页三、模具加工技术发展方向（EDM）21混粉加工等镜面光亮加工技术 采取在普通煤油工作液中添加固体微细粉末方法，来增大精加工极间距离、减小电容效应、增大放电通道分散性，从而可使排屑好、放电稳定、加工效率提升，并有效降低加工表面粗糙度。使用混粉工作液还可在模具工件表面形成硬度

10、较高镀层，提升模具型腔表面硬度和耐磨性。 模具技术现状与发展趋势第21页三、模具加工技术发展方向223、快速原型制造（RPM） 快速成形（原型）制造技术RPM（Rapid Prototyping Manufacturing）是美国首先推出。它是伴伴随计算机技术、激光成形技术和新材料技术发展而产生，是一个全新制造技术，被公认为是继NC技术之后一次技术革命。RPM基于它是基于新奇离散堆积（即材料累加）成形思想，依据零件三维计算机CAD模型，不借助任何加工工具，快速自动完成复杂三维实体（模型）制造，而与零件几何复杂程度丝毫无关。模具技术现状与发展趋势第22页三 模具加工技术发展方向（RPM）23RP

11、M方法与应用应用RPM技术，从模具概念设计到制造完成，仅为传统加工方法所需时间l3和成本l4左右，因而含有辽阔发展前景。国内一些大企业集团，如海尔、春兰、科龙和华宝等企业已经利用激光快速成形于新产品开发等方面，并取得显著经济效益RPM模具制造技术：由快速原型或其它实物模型复制金属模具间接法，以及直接由RP系统无模制造金属模具直接法两大类。 模具技术现状与发展趋势第23页三 模具加工技术发展方向（RPM）24直接快速模具制造指利用不一样类型快速原型技术直接制造出模具本身，然后进行一些必要后处理和机加工以取得模具所要求机械性能、尺寸精度和表面粗糙度。当前能够直接制造金属模具RP工艺包含：激光选区烧

12、结（SLS）三维打印（3D-P）形状沉积制造（SDM）三维焊接（3D-Welding）等。模具技术现状与发展趋势第24页三 模具加工技术发展方向（RPM）25间接快速模具制造首先是经过立体光固化（SLA）、叠层实体制造（LOM）、激光选区烧结（SLS）、三维打印（3D-P）、熔融沉积成形（FDM）等不一样方法得到制件原型然后经过一些传统快速制模RMT （Rapid Manufacturing Tooling）方法，主要有精密铸造、粉末冶金、电铸、表面沉积、旋转铸造（用热硬化橡胶做模具）和熔射（热喷涂）等方法，取得长寿命金属模具或非金属低寿命模具。模具技术现状与发展趋势第25页三 模具加工技术发

13、展方向（RPM）26RPM缺点及发展趋势两弱点限制了它工业应用推广：不适合于大批量生产同时其所用材料基本上不属于工业产品所惯用材料 当前正向快速制造金属硬模RHMT（Rapid Hard Metal Tooling）尤其是铁系金属硬模方向发展模具技术现状与发展趋势第26页三 模具加工技术发展方向（RPM）27国内快速成型设备性能比较表模具技术现状与发展趋势第27页三 模具加工技术发展方向（RTM）284、快速经济制模技术（RTM） 缩短产品开发周期是赢得市场竞争有效伎俩之一。快速经济制模技术RTM（或快速模具制造Rapid Tooling & Manufacuring）含有制模周期短、成本较低

14、特点，精度和寿命又能满足生产需求，是综合经济效益比较显著模具制造技术 。非常适合用于新产品开发、样品试制、工艺验证或中、小批量生产需要，故近几年在国内得到了快速发展。 模具技术现状与发展趋势第28页三 模具加工技术发展方向（RTM）29RTM技术种类挤压成形制模技术超塑成形制模技术；表面成形制模技术电弧喷徐成形制模技术电铸成形技术型腔表面精细花纹成形蚀刻技术等模具毛坯快速制造技术干砂实型铸造负压实型铸造树脂砂实型铸造失蜡精铸等其它技术如快速换模技术冲压单元组合技术等模具技术现状与发展趋势第29页三 模具加工技术发展方向（RTM）30浇铸成形制模技术秘锡合金制模技术锌合金制模技术树脂复合成形模具

15、技术硅橡胶制模技术等模具技术现状与发展趋势第30页三 模具加工技术发展方向（RTM）31浇铸成形制模技术应用实例一汽模具制造企业设计并制造了12套树脂模具，均为大型复杂内外覆盖件拉深模具，用于全新小红旗轿车改型试制。其主要特点是模具型面以CADCAM加工主模型为基难，采取高强度树脂浇注而成，凸、凹模间隙采取专用蜡片准确控制模具尺寸精度高，制造用期可缩短l/22/3，制造费用节约近千万元。模具技术现状与发展趋势第31页三 模具加工技术发展方向325、超精、微细和复合加工技术 当前超精加工已可稳定到达亚微米级，纳米精度超精加工技术也已被应用到生产中。国外已经有用波长仅0.5nm辐射波制造出纳米级塑

16、料模具。 复合加工是指在1台机床上进行2种或2种以上不一样加工工艺复合，以实现不一样加工工艺扬长避短作用。 模具技术现状与发展趋势第32页三 模具加工技术发展方向（超精、细、复合加工）33复合加工技术发展方向之一铣削加工与激光加工复合技术：铣削加工（包含高速铣削加工）后，采取附加激光头在型腔表面进行花纹、图案等雕刻或激光头按铣削加工运动方式进行激光精加工，去掉型腔表面铣削痕。据国外报道，已开发出这类复合加工机床：机床激光头采取Q-5WITCH YAG激光器，功率100w，光束直径0.1m，加工效率20m3/min；采取一层一层加工方法，每层加工5m，最大加工深度为10mm，表面粗糙度只Ra值为

17、1.3m。 模具技术现状与发展趋势第33页三 模具加工技术发展方向（超精、细、复合加工）34复合加工技术发展方向之二铣削加工与EDM复合技术：同铣削加工与激光加工复合相同，附加EDM主轴头可进行型腔表面花纹、图案加工及局部精密加工。与激光加工复合不一样是能进行局部深型腔加工、深槽窄缝等加工，并可实现数控系统共享。 模具技术现状与发展趋势第34页三 模具加工技术发展方向353.6 模具研磨抛光技术 模具表面质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面都有较大影响。但模具表面光整加工是模具加工中至今未能很好处理难题之一。德国66，日本、美国30模具采取自动抛光机抛光，抛光加工可到达镜面。生成轨迹自动抛光

18、机是抛光加工发展方向。模具技术现状与发展趋势第35页三 模具加工技术发展方向（抛磨技术）36国内镜面抛光技术 我国已进口了可实现三维曲面模具自动研抛数控研磨机，仿人智能自动抛光技术也已经有结果，但应用极少，预计会得到发展。当前国内可抛至Ra 0.05m镜面，正在研究开发抛至Ra 0.025m设备。国内对于透明度要求高注塑模，如相机、CD、VCD光盘等注塑模仍需依靠进口。模具技术现状与发展趋势第36页三 模具加工技术发展方向（抛磨技术）37镜面加工定义把表面租糙度只Ra 0.10.2m加工称为镜面加工电火花加工中混粉EDM加工，可实现Ra0.10.2m大面积镜面加工磨削加工最好表面租糙度可到达R

19、a 0.04m，到达了镜面加工要求模具技术现状与发展趋势第37页三 模具加工技术发展方向（抛磨技术）38LWEDM镜面加工主要方法为压缩放电时间，电流脉宽为ns级，并增大峰值电流（达几百A以上），使在放电加工时材料快速汽化蚀除。这种方法不但防止了裂纹产生，而且使表面粗极度到达Ra 0.10.2m。 模具技术现状与发展趋势第38页三 模具加工技术发展方向（抛磨技术）39研磨与抛光复合方法应注意发展特种研磨与抛光复合方法，以提升模具表面质量:挤压研磨电化学抛光超声抛光复合抛光模具技术现状与发展趋势第39页四 模具制造综合技术发展方向传统模具制造技术，主要是依据设计图纸，用仿型加工，成形磨削以及电火

20、花加工方法来制造模具。而当代模具不一样，它不但形状与结构十分复杂，而且技术要求更高，用传统模具制造方法显然难于制造，必须采取先进制造技术才能到达它技术要求。 40模具技术现状与发展趋势第40页四、模具制造综合技术发展方向41传统模具与当代模具制造技术水平比较模具技术现状与发展趋势第41页四、模具制造综合技术发展方向42模具制造综合技术现实状况国际上工业发达国家模具业已广泛采取当代模具设计与制造技术：模具CAD/CAE/CAM集成化、三维设计制造技术模具激光快速成形（BPM）技术模具精密成形技术模具超精密加工技术模具成形过程动态模拟与仿真技术模具表面工程技术模具绿色制造技术等。模具技术现状与发展

21、趋势第42页四、模具制造综合技术发展方向431、模具CAD/CAE/CAM一体化技术模具CAD/CAE/CAM技术是模具技术发展一个里程碑，模具行业普及CAD/CAM条件已经成熟，今后必将有很快发展。当前，世界上汽车改型换代普通约需48个月，而美国仅需30个月，这主要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件。模具CAD/CAE/CAM一体化及软件宜人化、集成化、智能化、网络化将是今后发展方向。模具技术现状与发展趋势第43页四、模具制造综合技术发展方向（CADEM一体化）44美国参数技术企业PTC集成化系统Pro/EngineeringUnigraphic

22、sSolutions企业开发软件Unigraphic (UG)美国SDRC企业开发IDEAS以色列Cimatron企业三维CAD/ CAM软件Cimatron法国达索Dassault企业开发CATIA法国DATAVISION企业集成化软件EUCLIB真正Window软件SOLIDEGE美国CV企业软件CADDS5北京航空航天大学开发CAD/ CAM软件 CAXACADEM大型软件模具技术现状与发展趋势第44页四、模具制造综合技术发展方向（CADEM一体化）45模具CADEM主要软件澳大利亚Moldflow企业注塑模CAE分析软件 Moldflow。英国DELCAM企业软件PowerSHAPE系

23、统，是面向模具制造模具总装设计教授系统，可自动为复杂注塑模、吹塑模创建模具结构及抽芯机构、自动产生分模面，加工信息被自动封装，并可直接输出到PowerMILL模块，自动产生加工程序 。日本UmsYs株式会社推出专用于塑料模设计和制造系统CADCEUS，该系统综合了从产品形状设计、模具设计到模具生产所需要全部功效，重点放在三维设计与二维视图关联 。 模具技术现状与发展趋势第45页四、模具制造综合技术发展方向（CADEM一体化）46模具CADEM主要软件日本造船信息系统株式会社三维CADCAM系统Space-E中也增加了专用于注塑模设计模块美国AC-TECH企业注塑模C-MOLD 德国企业开发铸造

24、过程流动及凝固分析软件MAGMASOFT德国IKV研究所CAD/CAE软件CAD Mold华中科技大学模具技术国家重点试验室注塑模CAD/CAE/CAM集成系统HSC3.1郑州工业大学注塑模CAE分析软件Z-MOLD等 模具技术现状与发展趋势第46页四、模具制造综合技术发展方向（CADEM一体化）47模具CADEM发展方向2l世纪模具制造业基本特征是高度集成化、智能化、柔性化、网络化。追求目标是提升产品质量及生产效率、缩短设计周期及制造周期，降低生产成本，最大程度提升模具制造业应变能力。模具CADCAECAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 模具技术现状与发展趋势第47页四、模具制造

25、综合技术发展方向（CADEM一体化）48集成化举例（国外）Cimatron软件系统括几何造型、模具教授、逆向工程、模架库、NC加工及产品数据管理系统 美国SDRC企业集成化软件I-DEAS在曲面设计、实体造型、仿真分析、制造、测试和并行工程等方面含有强大功效。Delcom企业最近推出集成化系统PowerSolution覆盖了几何建模、逆向工程、工业设计、工程制图、仿真分析、快速原型、数控编程、测量分析等方面。美国PTC集成化系统Pro/E将设计至生产全过程集成到一起，让全部用户能够同时进行同一产品设计制造工作，即实现所谓并行工程。 模具技术现状与发展趋势第48页四、模具制造综合技术发展方向（C

26、ADEM一体化）49集成化举例（国内）上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CADCAM系统北京北航海尔软件有限企业CAXA系列软件吉林金网格模具工程研究中心冲压模CADCAECAM系统, 其主要功效有板料冲压过程模拟、预示成形缺点、压机速度分析、坯料形状优化和各向异性、回弹预测等。模具技术现状与发展趋势第49页四、模具制造综合技术发展方向（CADEM一体化）50国内使用CADEM现实状况国内一些大型模具企业，CADCAM应用情况多停留在从国外购置先进CADCAM系统和设备，但在其上进行二次开发较少，资源利用率低；国内一些中小型模具企业，它们CADCAM应用极少，有些仅停留在以计算机代

27、替图板绘图。国外一些CADCAM系统即使功效强大，但价格昂贵，普通企业难以支付，而国内优异CADCAM系统极少 模具技术现状与发展趋势第50页四、模具制造综合技术发展方向（CADEM一体化）51三维化举例（国外）澳大利亚Moldflow企业三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers。ProE、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。以色列Cimatron企业Moldexpert，Delcam企业Ps-mold及日立造船Space-Emold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、模架配置及经典结构设计。模具技术现状与

28、发展趋势第51页四、模具制造综合技术发展方向（CADEM一体化）52三维化举例（国内）些大模具企业正大力推进模具CAD/CAE/CAM技术，如江南模塑企业、美模具企业及海尔模含有限企业等在实现产品建摸与数控加工全三维化之后，正将模具结构设计逐步转化为全三维，实现从产品到编程全三维化，做到设计过程无图纸化。上海交通大学开发塑性成形三维有限元仿真系统。北航海尔软件企业CAXA三维电子图板和制造工程师能进行3D零件设计和NC加工其特点是基于3D参数化特征设计，实现了实体、曲面和NC加工协调。华中科技大学研制同类软件HSC3D4.5F郑州工业大学Z-mold软件。 模具技术现状与发展趋势第52页四、模

29、具制造综合技术发展方向（CADEM一体化）53模具软件智能化举例如Cimatrom企业注塑模教授软件能：依据脱模方向自动产生分型线和分型面生成与制品相对应型芯和型腔，实现模架零件全相关自动产生零件明细表和供NC加工钻孔表格能进行智能化加工参数设定、加工结果较验等模具技术现状与发展趋势第53页四、模具制造综合技术发展方向（CADEM一体化）54网络技术提供了可行信息载体，为模具行业应用虚拟设计、灵敏制造技术实现异地设计和异地制造提供可能。因为CADCAM技术日趋成熟，可应用于越来越大项目，需要多人、多企业在多台计算机上协作完成。各地域可依据自己设计水平及生产设备选择适合于自己设计及生产零部件，经

30、过Internet相互通信、协同设计，共同完成模具产品设计与制造。这种网络化动态制造体系，能够充分发挥各地域资源优势、并能协调工作，各尽所长，到达设计生产最优化配置。模具软件网络化与协同化模具技术现状与发展趋势第54页四、模具制造综合技术发展方向55 2、精密测量及高速扫描 数字化系统 伴随模具日益精密、高效精密、复杂、大型模具发展，对检测设备要求越来越高（现在精密模具精度已达23m）数控加工过程中在线激光测量不但有利于确保工件加工质量，而且大大提升了NC机床运转安全。高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望模型所需很多功效，可大大缩短模具制造周期。模具技术现状与发展趋势第5

31、5页四、模具制造综合技术发展方向（精密测量与扫描）56精密测量举例当前国内厂家使用较多有意大利、美国、日本等国高精度三坐标测量机，并含有数字化扫描功效。东风汽车模具厂不但拥有意大利产3250mm x 3250mm三坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采取数码摄影、光学扫描作为空间三维信息取得伎俩，从而实现了从测量实物一建立数学模型一输出工程图纸一模具制造全过程，成功实现了逆向工程技术开发和应用。 模具技术现状与发展趋势第56页四、模具制造综合技术发展方向（精密测量与扫描）57设备举例英国雷尼绍企业第二代高速扫描仪CYCLON Series2：可实现激光测头和接触式测头优势互补，激光

32、扫描精度为0.05mm，接触式测头扫描精度达0.02mm，已在我国200多个厂家得到了应用。德国GOM企业ATOS便携式扫描仪日本罗兰企业PIX-30、PIX-4台式扫描仪英国泰勒霍普森企业TALYSCANl50多传感三维扫描仪分别含有高速化、廉价化和功效复合化等特点。 模具技术现状与发展趋势第57页四、模具制造综合技术发展方向（精密测量与扫描）58激光测量机最新进展及应用刚诞生很快4D激光测量机能够自标定，不但能进行3D测量，而且能够得出质量指标，说明每个测量点准确性。CADCAM反向工程能够缩短模具设计、制造周期。尤其对于型腔复杂、造型因难模具，采取反向工程数字化扫描系统含有主要意义。反向

33、工程和并行工程将在今后模具生产中发挥越来越主要作用。 模具技术现状与发展趋势第58页四、模具制造综合技术发展方向593、模具自动加工系统发展 有些人把粗加工和精加工集中在同一台机床上完成机床称为模具加工系统。伴随各种新技术快速发展，国外已出现了模具自动加工系统。模具技术现状与发展趋势第59页四、模具制造综合技术发展方向60模具自动加工系统特征多台机床合理组合配有随行定位夹具或定位盘有完整夹具、刀具数据库有完整数控柔性同时系统有质量监测控制系统模具技术现状与发展趋势第60页四、模具制造综合技术发展方向614 模具虚拟制造技术（VM）计算机和信息网络发展正使虚拟技术VM（Virtual Manuf

34、acturing）成为现实。虚拟技术是以计算机支持仿真技术为前提，对设计、加工、装配等工序统一建模，形成虚拟空间环境、虚拟装配、虚拟合作研发、虚拟产品、虚拟企业。虚拟现实VR（Virtual Reality）是人造计算机环境，人处于这种环境中有身临其境感觉，并强调人介入操作。 模具技术现状与发展趋势第61页四、模具制造综合技术发展方向625、反求技术（RE）普通而言，反求工程RE (Reverse Engineering) 是指：对难以用CAD建立数据模型，而只能经过对实物进行数据扫描、测量方法采集数据；在CAM软件系统中利用测量数据进行实物CAD几何模型重新结构（建立数学模型）；建立了CAD

35、几何模型后，就能够依据这种数字化几何模型用于后续许多操作（如实物CAD模型修改、零件重新设计、有限元分析、误差分析）；最终生成NC程序，控制数控加工中心进行模具制造过程。模具技术现状与发展趋势第62页四、模具制造综合技术发展方向63RE应用反求工程能够缩短从设计到制造周期，是帮助设计者实现并行工程等当代概念一个强有力工具，当前在工程上正得到越来越广泛应用。当前主要应用于新零件设计、已经有零件复制、损坏或磨损零件还原、模具精度提升等方面。一汽铸造模具厂应用反求工程较成功地完成了对缸盖进、排气道热芯盒模具制造，探索了按普通设备和加工技术对没有尺寸和技术标准模具无法加工成功经验。 模具技术现状与发展

36、趋势第63页四、模具制造综合技术发展方向646、其它模具先进制造技术 适应模具单件生产特点模具柔性制造技术（FMS）模具集成制造技术（CIMS）等。而有些人提出，下一代先进制造技术采取可重构和可扩展制造设备和系统、知识供给链和独立制造岛等。 模具技术现状与发展趋势第64页四、模具制造综合技术发展方向657、新管理理念和新模式管理是一个系统工程，是一项十分主要技术。机械行业中常说“三分技术七分管理”话说明了管理主要性。模具企业中，当代企业制度和各项创新机制建立和运行是管理技术关键，也是模具制造成功和企业发展确保。 模具技术现状与发展趋势第65页四、模具制造综合技术发展方向66新理念及新模式 伴随

37、先进制造技术不停发展和模具行业整体水平提升，在模具行业出现一些新管理理念和新模式逐步得到了认同：创造最正确管理和效益团体精神，精益生产全球灵敏制造、网络制造等新生产哲理广泛采取标准件、通用件分工协作生产模式适应可连续发展和环境保护要求绿色设计与制造等。 模具技术现状与发展趋势第66页五、模具材料先进表面处理技术 模具工业要上水平，材料应用是关键因选材和用材不妥，致使模具过早失效，大约占失效模具45以上。对策：一是研究新型模具材料（冷作、热作），钢结硬质合金二是采取表面工程技术对材料进行改性67模具技术现状与发展趋势第67页五、模具材料及先进表面处理技术68冷、热作模具钢 惯用冷作模具钢有CrW

38、Mn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，火焰淬火钢(日本AUX2、SX105V、7CrSiMnMoV）等）惯用热作模具钢5CrMnMo，5CrNiMo，3Cr2W8V，新型热作模具钢有美国H13、瑞典QRO80M、QRO90Supreme等；模具技术现状与发展趋势第68页五、模具材料及先进表面处理技术69惯用塑料模具钢 预硬钢（如美国P20）、时效硬化型钢（如美国P21、日本NAK55等）、热处理硬化型钢（如美国D2，日本PD613、PD555、瑞典胜白136等）粉末模具钢（如日本KAD18和KAS440）等模具技术现状与发展趋势第69页五、模具材料及先进表面处理技术70冷冲压模

39、具钢 覆盖件拉延模惯用HT300、QT602、MoCr、MoV铸铁等大型模架用HT250多工位精密冲模常采取钢结硬质合金及硬质合金YG20等模具技术现状与发展趋势第70页五、模具材料及先进表面处理技术71近期模具用钢开发动向 易加工、抛光性能好材料：塑料模具用预硬钢：降低因淬火变形耐蚀钢：塑料成形 防腐：马氏体时效钢：高强度、韧性、耐磨性、低热膨胀系数；广泛用于压铸模，也用于注塑模粉末高速钢：耐磨、高韧性、长寿命 ；复杂、高速冲裁用硬质合金模具：若施以表面TiN涂层等表面强化，韧性上再提升一步，应用前景辽阔模具技术现状与发展趋势第71页五、模具材料及先进表面处理技术72表面处理技术发展趋势 由

40、高温向中、低温渗透发展由大气热处理向低真空、高真空热处剪发展由单纯化学热处理向复合热处剪发展由渗透单一元素向多元素共渗（碳、氮）、复合渗发展由普通扩散渗技术向化学气相沉积（CVD），物理气相沉积（PVD）、物理化学气相沉积（PCVD，又称等离子化学气相沉积法）、离子渗透、离子注入等方向发展。模具技术现状与发展趋势第72页五、模具材料及先进表面处理技术73激光表面处理技术激光以高能量密度快速扫描钢材表面，钢材瞬时吸收光能，使作用区温度急剧上升；在低于融化温度情况下，形成奥氏体，在冷态基体与加热区之间产生极高温度梯度(104105K/cm)；扫描后，加热区表面层骤然冷却(106108/S)而自冷淬

41、火，取得相变硬化。 模具技术现状与发展趋势第73页五、模具材料及先进表面处理技术74稀土表面工程技术而稀土表面工程技术和纳米表面工程技术进展必将深入推进模具制造表面工程技术发展比如应用于模具型腔表面超硬TiN膜（加入稀土元素），使模具型腔表面展现出高硬度、低摩擦系数、高有耐磨性（耐磨性是45钢调质56倍）和良好化学稳定性，渗层深度能够显著增加；改进了膜与基体结合强度，提升了模具使用寿命。 模具技术现状与发展趋势第74页五、模具材料及先进表面处理技术75纳米表面工程技术纳米表面工程是以纳米材料为基础，经过特定加工技术、加工伎俩，对固体表面进行强化、改性、超精细加工，或赋予表面新功效系统工程，极具

42、应用前景和市场潜力。纳米模具解释主要有两种：精度以及尺寸到达纳米级模具称之为纳米模具，比如碳纳米管CNT（巴基管 ），纳米塑料模具采取涂敷、粘结、吸附等方式将纳米材料附加到模具型腔表面以增强模具强度，降低磨损，延长使用寿命。 模具技术现状与发展趋势第75页五、模具材料及先进表面处理技术76碳纳米管CNT制模CNT机械强度是钢100倍，质量仅为钢六分之一。因为碳纳米管是中空，且能够被“溶解”，所以能够作为纳米模具，这也是CNT主要应用之一。利用适当金属灌满碳纳米管，然后把碳层腐蚀掉，能够制备出用作电子连接器纳米导线和含有高速选择性“分子筛”。当前，除此之外无其它可靠方法来得到纳米尺度金属导线。模

43、具技术现状与发展趋势第76页六、国内模具发展趋势 为了适应市场对模具制造短交货期，高精度、低成本迫切要求，未来我国模具将展现几大发展趋势：77模具技术现状与发展趋势第77页六、国内模具发展十大趋势781、模具日趋大型化方面是由于用模具生产零件日渐大型化，其次也是由于高生产率要求而发展多工位模具，多腔模具（现在有注塑模已达几百腔）所致。新型轿车大尺寸覆盖件成形、大功率汽车六拐曲轴成形 模具技术现状与发展趋势第78页六、国内模具发展十大趋势792、模具精度越来越高 前，精密模具精度普通为5m，现在已达23m，很快1m精度模具都将上市。伴随零件微型化及精度要求提升，有些模具加工精度要求在1m以内。超

44、精密加工已进入纳米（0.1m100nm）级精度阶段大致可分3个层次：一是用于汽车、飞机、精密机械微米(m)级精密加工；二是用于磁盘、磁鼓制造亚微米(0.1m)级精密加工；三是用于超精密电子器件毫微米(0.001m)级精度加工。这就要求发展超精加工，并对模具加工设备、检测技术、研磨抛光工艺等提出更高要求。 模具技术现状与发展趋势第79页六、国内模具发展十大趋势803、压铸模及塑料模百分比将不停提升伴随车辆和电机等产品向轻量化方向发展，压铸模具百分比将不停提升，同时对压铸模寿命和复杂程度将提出更高要求伴随以塑代钢、以塑代木深入发展，塑料模百分比也将不停提升。 模具技术现状与发展趋势第80页六、国内

45、模具发展十大趋势814、挤压模及粉末成形模将增多因为汽车、车辆和电机等产品和轻量化发展，以铝代钢，高分子材料、复合材料、工程陶瓷、超硬材料成形加工技术。新型材料采取，不但改变产品结构和性能，而且使生产工艺发生了根本变革，对应地出现了液态、半固态挤压模具及粉末锻模。金属粉末铸造成形，金属粉末超塑性成形，粉末注射成形、粉末喷射和喷涂成形大大扩充了当代精密塑性成形应用范围 模具技术现状与发展趋势第81页六、国内模具发展十大趋势825、多功效复台模具将深入发展级进组合冲压模已在美国汽车工业中普遍应用（加工转子、定子板或者插接件），其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切。如集成电路引线框架2030工位级进模，工位数量最多已达160个。自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜和安全保护等功效铁芯精密自动叠片多功效模具。 这种多功效复合模具生产出来不再是单个零年，而是成批组件，可大大缩短产品生产及装配周期。模具技术现状与发展趋势第82页六、国内模具