模具发展趋势下,对加工设备提出的特殊要求有哪些?

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模具发展趋势向模具加工设备提出了特殊要求

成型模具零件逐渐变得体积庞大,同时生产效率要求提高,促使单套模具能够同时加工多个腔体,因此模具自身也在不断增大,重量可达百吨级别,有的单套模具可包含数百甚至上千个腔体,这就对加工设备提出了高要求,需要设备拥有大型工作台,并且要显著增加Y轴和Z轴的运行范围,同时具备强大的承载能力,以及极高的结构稳定性和精确度。

模具制造所用的钢材非常坚硬,因此对进行模具加工的机器设备,需要它们具备良好的耐热性能和极高的稳定运行能力。

对于形状繁复的型腔和功能多样的组合模具,必须提升模具的设计与制造水准,由于一套模具内需成型或装配多种凹槽及不同材料,此类多功能复合模具对加工编程的指令需求巨大,要求具备强大的深孔腔综合切削性能和高度稳定的工作状态,因而加大了加工的挑战性。

模具制造工艺的精良化,让设备的多功能性与高效率愈发受到瞩目,高速切削技术因其能处理高硬度物料、操作稳定、切削阻力不大、工件受热变形轻微等特性,促使模具行业对高速加工技术持续投入更多关注。

机床厂宣传的静态参数,例如重复定位准确度和直线运动速率,在模具三维轮廓制造过程中,无法真实呈现实际加工状况。模具三维曲面精密加工,对设备动态性能提出了更高标准,高速与高精度必须依托机床卓越的刚性、温控能力和运行稳定性,以及先进的控制装置才能达成。

结合先进制造工艺与环保型产品理念,企业在设备选型时会加以权衡,关注电加工机床的电磁波扩散程度,以及介质的类型选择,这些关乎安全与生态平衡,电火花铣削工艺将在往后模具制造行业持续进步。

多种测量方法结合使用,快速测量,以及逆向工程,是促进模具参与产品开发、设计技术进步的主要途径。

三坐标测量机、扫描仪、激光跟踪仪等技术持续进步,推动“在线测量”成为可能,促使测量设备趋向“工具化”应用,对其灵活性提出更高要求,检测技术需朝着高速、高精、高灵活方向发展。三坐标测量机主机核心作用在于借助接触或激光扫描的非接触手段获取坐标信息,再通过数据加工,生成被测工件的复制品。当代测量手段持续融入产品创造过程,借助逆向工程构思与生产制造体系,模具及其制品的设计制造之间的紧密关联愈发显著,罗百辉指出,目前模具制造公司以模具为媒介,着力研究模具零件的加工,这已变成一种核心生产模式,模具公司对零件加工设备的购买需求十分强烈。2007年国内制造的成型机械总数为十七万三千台,其中配备数字控制的成型机械有三千台;从国外引进的锻压冲压机械数量为三千八百四十四台,另外还有四千六百七十一台其他类型的成型机械。

根据掌握的信息,全球切削工具的销售额已经突破一千亿美元大关,欧洲、北美以及日澳这三个工业领先地区的市场份额合计达到百分之七十五至八十。亚洲地区里,中国同样扮演着举足轻重的市场角色。目前先进国家的工业生产里,硬质合金工具的使用比例已经超过七成,而传统高速钢工具的占比则跌破了三成,面对全球市场挑战的中国机械行业,对于生产效能的提升也愈发重视,模具制造单位对于精密、高效、稳定且具备特殊用途的新型优质工具的渴求持续增长,硬质合金工具和陶瓷工具在模具制造单位得到了普遍应用。罗百辉大约估算中国刀具市场价值超过80亿元,其中先进刀具如硬质合金和陶瓷等超硬材料可转位刀具,销售额约15亿元,此类刀具进口比例在80%至85%之间,而模具制造领域刀具的进口比例则高达90%以上模具的构造复杂程度和加工精度,对切削工具的材质提出了更高标准,本次展示中,来自世界各地的许多著名刀具生产商悉数亮相,包括瑞典的SANDVIK,山高刀具SECO企业,蓝帜品牌、SPINNER品牌、NIKKEN品牌等,还有日本的DIJET、BIG、OSG、日本住友电工。

日立工具研制出新型高速高硬度切削刀具,其加工硬度可达HRC70级别,东芝泰珂洛的旗舰型号TAC快速铣刀系列亦是同类优秀产品。国内知名量具刃具制造商上海量具刃具厂、桂林广陆数字测控股份公司、株洲切削刀具股份有限公司等,也推出了最新研发的器械,积极投身全球市场角逐。本届中国国际模展,集中展示了高精度制造工具的卓越性能。

模具的计算机辅助设计、分析及制造技术飞速发展,促使模具制造公司的数字化进程涵盖构思、加工方案、生产活动、运营维护等关键环节,以此全面提升企业的整体市场竞争力。罗百辉谈到,模具CAD/CAE/CAM如今已经成为一种较为完善的通用技术,设备与程序的成本也降低到了普通公司普遍能够负担的水平,同时个人计算机的广泛使用及个人计算机版本程序的问世,使得模具行业推广CAD/CAM的基础已经具备,未来必定会迅速进步。模具的计算机辅助设计、分析及制造技术融合,以及相关软件的亲和性增强、系统整合、智能升级和互联拓展,构成了未来的发展趋势。鉴于国内模具产业的快速进步,相关企业在自身演进中深刻认识到数字化、信息化生产模式的必要性、关键性和时效性,模具生产全流程的信息化管理已进入当前工作的核心议程。为促进模具行业数字化进程,增强企业整体竞争力,相关软件供应商正深入分析制造企业在信息化建设中的障碍,引导企业依照现代化企业管理规范运作,以先进的生产制造理念进行模具开发,推动信息化管理逐步成为行业主流,依托PLM、PDM、ERP、CAPP等管理系统,整合CAD、CAE、CAM、PLM、PDM、CAPP等设计工艺制造管理工具,实现从构思到生产的全面协同,为模具行业提供数字化生产与创新能力的有力支撑。当前,模具行业实现数字化生产与信息化管控的方式多种多样,针对不同需求存在对应的适用途径和具体措施。

两化融合推动模具工业发展进程

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模具在零件制造过程中扮演着关键角色,是汽车、摩托车、电机、电器、电子、办公设备、交通设施、建材、卫浴、医疗等行业不可或缺的基础工具。因为通过模具生产的产品具有高精度、一致性佳、外观漂亮的特点,所以它们现在越来越多地被用于飞机、船舶以及高速列车等交通工具的结构和内部装饰部件的生产。生产环节能够高效运作,并且可以批量生产,同时还能节省材料与能源,因此模具常被称作现代工业的根基。模具网CEO、深圳市模具技术学会副秘书长罗百辉谈到,模具在制造业中地位重要,其设计与制造已经成为制造业的关键构成,模具产业也因此持续吸引着全球各工业强国的关注和重视。现代模具行业具备显著特征,其生产过程高度依赖先进技术,需要大量资金投入,同时要求从业人员具备专业素养,由此产生的经济和社会价值十分可观,使模具制造跻身尖端科技产业行列。因此,模具工艺水准的高低,直接反映出一个国家制造业的整体实力,并且是确保该国产品在全球竞争中保持领先地位的关键因素。

国家对模具行业和技术进步极为关注,尤其改革开放以来,高度认可模具产业在制造业及国民经济中的根基作用。自改革开放以来,政府通过政策倾斜助力模具产业发展,致使我国模具行业实现了根本性革新。

我国模具行业原先基本上依靠企业内部自行生产与供应,是伴随产品制造的一种辅助性工装产业,如今已经成长为一个具备相当规模、体现高技术行业特点的资金与技术密集型装备制造产业。

模具制造已从传统方式过渡,这种传统方式依赖熟练工匠手工操作,现在则转变为广泛应用数字及信息技术的现代工业生产模式。

我国模具行业原先仅由国有制企业构成,如今已转变为以私营企业为主导,同时容纳多种所有制企业共同发展的新形态。

工业制造的进步促进了模具行业的繁荣,模具行业的繁荣为工业制造提供了坚实的帮助。

如今,我国不仅是制造业的强国,同时也是模具制造的重要国家,全国范围内从事模具生产的公司、作坊及工场数量高达三万家,相关就业人员接近一百万之众。2009年,相关产业的销售额已接近一千亿元,模具的进口金额达到近二十亿美元,并且已经连续四年维持在二十亿美元的水平上;模具的出口金额也接近十九亿美元,与2008年的数据基本保持一致。

模具设计更加科学化。根据物件材质的差异,加工技术也各有不同。模具总共分为十种类型,其中重点包括冲压模具、注射模具、铸造模具、压铸模具、锻造模具、轮胎橡胶模具、玻璃模具等类别。现阶段我国模具构成情况:冲压模具占比大约是三成七,塑料模具大概占四成三,铸造模具和压铸模具合计大约十分之一,锻造模具、轮胎模具、玻璃模具等其它类型模具共占一成。与工业发达国家的模具类别比例一致。

核心优质模具制造团队现已建立起来。众多公司的制造实力与工艺水准获得了显著增强。模具行业内领先的企业,在发展过程中不断涌现,例如专注于汽车覆盖件模具的四家龙头企业,专注于大型塑料模具的海尔、华威和群达行,专注于精密冲压模具的国盛和华富,专注于汽车轮胎模具的巨轮和豪迈,专注于铸造模具的一汽铸造、宁波合力、广州型腔和北仑辉旺,以及专注于精密塑料模具的唯科厦门和宁波横河,这些企业都发挥了带动行业向前发展的关键作用。模具领域的95家公司已经获得“中国重点骨干模具企业”的认定,2010年5月在上海国际模展上,我们将为另外10多家企业颁发同样的称号,使得“中国重点骨干模具企业”的数量达到110家左右。

公司研发实力和创造能力得到增强,新兴技术获得广泛运用。公司设备条件普遍改善,加工中心这类数控机床以及CAD/CAM技术得到普遍应用,CAE技术也逐步得到应用。三维造型技艺的探索与实践,信息处理手段的探索与实践,双色注塑技艺的探索与实践,高亮无痕注塑技艺的探索与实践,以塑料替代钢材产品的制造方法,高强度钢板、不等厚度焊接板的冲压成型方法,高强度钢板热压成型方法,氮气弹簧的开发与运用,等等。

8、模具水平大幅提高。高水平的模具占比超过35%,以大型精密复杂长寿命模具为代表,例如汽车覆盖件模具已能制造B级车整车模具,精密模具加工精度可至0.5微米,精密级进模具能在每分钟2000至2500次的高速冲床上运作,塑料模精度达到微米级别,满足了IT产业发展的需要,单套重达120吨、直径为4米的轮胎活络模具是当前最大的模具。

配套模具生产的机制逐步健全,国内模具领域的基础设施已大体形成,产业分布得到优化调整。原先经济较活跃的珠三角、长三角区域,其模具制造影响力正逐步向内陆及北方地区辐射,由此催生出一些新的模具制造集聚地,诸如京津冀、长春大连、成渝西南、武汉华中、皖中等区域。不过当前仍存在明显的不平衡现象,区域间发展水平差距悬殊。模具行业呈现集中化趋势,形成若干专业化区域,包括模具城镇和集中发展区等,这类区域持续增加。目前全国范围内,已建成并具备一定规模的模具专业区域大约有十五个。此外,部分区域正着手规划模具专业区域的建立。

模具加工作为产业环节的关键作用正被广泛认知,同时获得了各级行政首长的高度关注。国家层面推出了多项鼓励性措施。地方当局亦从多个维度给予了强大支持。

关键词:模具加工制造业