壓鑄模具與模溫機(jī)工業(yè)發(fā)展相互支撐
國(guó)外模具價(jià)格一般是海內(nèi)模具的5~10倍，模溫機(jī)制造周期是2~3倍(一般把模具的調(diào)試時(shí)間也算在制造周期之內(nèi))這兩方面應(yīng)該說(shuō)海內(nèi)模具企業(yè)仍是具有一定競(jìng)爭(zhēng)上風(fēng)的鍛造模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)方面，中國(guó)固然是鍛造大國(guó)，但遠(yuǎn)非鍛造強(qiáng)國(guó)，國(guó)際模協(xié)秘書(shū)長(zhǎng)羅百輝表示，國(guó)鍛造工藝水平、鑄件質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等較之提高前輩國(guó)家還有差異。一汽鍛造有限公司鍛造模具廠在一些大型復(fù)雜模具，如發(fā)念頭缸體、缸蓋、變速箱殼體模具的設(shè)計(jì)中已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用CA E技術(shù)對(duì)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，工藝廢品率得到極大進(jìn)步。木模目前仍廣泛應(yīng)用于手工造型或單件小批量出產(chǎn)中，但跟著環(huán)境維護(hù)要乞降木材加工機(jī)能差的限制，取而代之的將是實(shí)型鍛造。壓鑄模具因?yàn)槠涔ぷ鳡顟B(tài)的苛刻性，對(duì)于資料有較高的要求，世界上發(fā)達(dá)國(guó)家都采用優(yōu)質(zhì)h13鋼，國(guó)外模具鋼廠直接以優(yōu)質(zhì)h13鋼模塊供給用戶，不但利便用戶，縮短用戶的模塊備料周期，更重要的能確保模塊的質(zhì)量。為了保證定期交貨，有效地治理和控制利息已成為模具企業(yè)生存和發(fā)展的主要因素。日本沙迪克公司的直線電念頭伺服驅(qū)動(dòng)的數(shù)控電火花成型機(jī)床具有驅(qū)動(dòng)反應(yīng)快、傳動(dòng)及定位精度高、熱變形小等長(zhǎng)處。近年來(lái)，鍛造模具業(yè)在設(shè)計(jì)和制造方面的主要變化有：1模具企業(yè)的出產(chǎn)技術(shù)水平進(jìn)步，高新技術(shù)在模具的設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。綜上所述，充分說(shuō)明壓鑄產(chǎn)業(yè)與汽車產(chǎn)業(yè)相互依存的關(guān)系。當(dāng)前中國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)總體上是好的2009年海內(nèi)出產(chǎn)總值增長(zhǎng)8.7%;擴(kuò)大內(nèi)需，國(guó)家實(shí)施總額4萬(wàn)億元兩年投資計(jì)劃，十大工業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃，均為壓鑄業(yè)提供了遼闊的發(fā)展空間。跟著模具加工技術(shù)的進(jìn)步及對(duì)鑄模尺寸不亂性要求的進(jìn)步，一些模具鋼、鉻鉬合金鋼，如h13鋼，也開(kāi)始用于制作熱芯盒和鑄模本體。 5快速原型制造鍛造模具已進(jìn)入實(shí)用階段，lomSLS等方法應(yīng)用的可靠性和技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到國(guó)外同類產(chǎn)品水平。跟著我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的躍升，汽車零部件的壓鑄件市場(chǎng)不時(shí)擴(kuò)大，國(guó)壓鑄產(chǎn)業(yè)應(yīng)在以此為契機(jī)的同時(shí)，全面拓展其它產(chǎn)業(yè)門(mén)類的壓鑄件市場(chǎng)領(lǐng)域，為開(kāi)創(chuàng)中國(guó)壓鑄產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展時(shí)代而努力。國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，各行各業(yè)齊頭并進(jìn)，與其緊密聯(lián)系關(guān)系的壓鑄產(chǎn)業(yè)定會(huì)發(fā)生巨大變化，其中又以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)趨向這兩個(gè)方面的改變與提高為顯著特征。 7用戶要求模具交付期越來(lái)越短、模具價(jià)格越來(lái)越低。高速加工(highspemachining,模具的價(jià)格和制造周期上?，F(xiàn)在精密模具的精度已達(dá)2~3μm鍛造模具的精度要求也達(dá)到10~20μm目前海內(nèi)廠家使用較多的檢測(cè)設(shè)備有意大利、美國(guó)、德國(guó)等具有數(shù)字化掃描功能的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。電火花加工對(duì)于淬火后的深、小型腔的加工還是有效的方案。壓鑄模具中襯模資料早期主要采用3cr2w8v近年來(lái)較多地采用h13瑞典的8407等熱作模具鋼。鋼材以往在砂型鍛造模具上主要用于制作規(guī)范件及結(jié)構(gòu)件，較少用于制作鍛造模具本體，由于碳鋼使用壽命并不高于球鐵或低合金灰鑄鐵，而合金鋼又十分昂貴。但近來(lái)應(yīng)用有減少趨勢(shì)，局部已被塑料模和鑄鐵模所取代。 4精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的要求越來(lái)越高。近幾年來(lái)，因?yàn)殄懺焖降倪M(jìn)步，已有越來(lái)越多的樣子容貌、模底板、型板框等采用強(qiáng)度和耐磨性更高的球鐵或高強(qiáng)度合金灰鑄鐵制作，而耐熱疲憊機(jī)能更好的蠕墨鑄鐵也被用于制作熱芯盒材料。如一汽鍛造有限公司鍛造模具設(shè)備廠擁有德國(guó)出產(chǎn)的1600mm1200mm三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，具有數(shù)字化掃描功能，可以實(shí)現(xiàn)從丈量什物到建立數(shù)學(xué)模型，輸出nc代碼，終極實(shí)現(xiàn)模具制造的全過(guò)程，勝利地實(shí)現(xiàn)逆向工程技術(shù)在模具制造中的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。因?yàn)槠?、摩托車業(yè)的快速發(fā)展，極大地推進(jìn)了中國(guó)鍛造模具業(yè)的發(fā)展，同時(shí)跟著合資和獨(dú)資企業(yè)的參與，國(guó)外提高前輩的模具設(shè)備和制造技術(shù)的引進(jìn)，促使國(guó)產(chǎn)鍛造模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平逐步進(jìn)步，一些企業(yè)已經(jīng)具備設(shè)計(jì)和制造精密模具的能力，如一汽鍛造有限公司鍛造模具廠設(shè)計(jì)制造的一套3400t壓鑄機(jī)用的壓鑄模具，總重達(dá)33.5t目前國(guó)產(chǎn)壓鑄模中最大的模具。當(dāng)前正值我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)處在高速增長(zhǎng)期，規(guī)模效應(yīng)開(kāi)始泛起。 CA D/CA M一體化技術(shù)已在鍛造模具業(yè)中廣泛使用，目前二維設(shè)計(jì)使用的軟件主要是autoCA D三維設(shè)計(jì)使用的軟件比較多，主要有pro/eugCimatron等。 hsm一般主要用于大、中型模具加工，如汽車籠蓋件模具、壓鑄模、大型塑料模具等曲面加工，其曲面加工精度可達(dá)0.01mm出產(chǎn)中采用數(shù)控高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時(shí)間。研究標(biāo)明，對(duì)于一般復(fù)雜水平的模具，hsm加工時(shí)間可減少30%以上。因?yàn)閲?guó)產(chǎn)h13模塊材質(zhì)得不到保證，影響了模具企業(yè)的出產(chǎn)，入口的h13鋼價(jià)格遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國(guó)產(chǎn)鋼材，為了降低模具制造成本，極待開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)壓鑄模具用鋼。模具型腔材料的重大改進(jìn)，新的鋼種也會(huì)有所進(jìn)展。鍛造模具用材料方面，鍛造模具用材料可分別選用木材、可加工塑料、鋁合金、鑄鐵、鋼材等。高速加工技術(shù)引入模具產(chǎn)業(yè)，進(jìn)步了模具精度，大大縮模具制造時(shí)間。實(shí)型鍛造以泡沫塑料板材為材料，擴(kuò)充粘貼成樣子容貌，然后澆注而成鑄件，該方法較之用木模，周期短、用度低。數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量，大大進(jìn)步了模具的正確率和出產(chǎn)效率。三維數(shù)據(jù)經(jīng)由CA M軟件編纂，nc代碼直接傳輸?shù)綌?shù)控設(shè)備長(zhǎng)進(jìn)行模具加工。簡(jiǎn)稱hsm以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特徵的加工技術(shù)，具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高(為普通銑削加工的5~10倍)及可加工硬材料(可達(dá)60hrc等諸多長(zhǎng)處，因而在模具加工中日益受到正視。如從技術(shù)趨向上看，主要有以下幾大趨勢(shì)：壓鑄填充過(guò)程在理論上將逐步進(jìn)步，實(shí)踐上也將不斷升華;壓鑄工藝參數(shù)的檢測(cè)技術(shù)將不時(shí)普及和進(jìn)步;壓鑄出產(chǎn)過(guò)程中自動(dòng)化水平逐步完善，并日益普及;電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛和深入;大型壓鑄件的工藝技術(shù)逐步幼稚;真空壓鑄的采用，進(jìn)一步擴(kuò)大壓鑄件的應(yīng)用領(lǐng)域;模具型腔的資料有重大的提高，新的鋼種有所進(jìn)展;鎂合金壓鑄件會(huì)有大幅度的增長(zhǎng);快速原型樣子容貌設(shè)計(jì)的運(yùn)用成為新的熱門(mén);新的合金品種及其符合資料為壓鑄件的應(yīng)用開(kāi)辟新的途徑;半固態(tài)金屬成型技術(shù)將有新的突破;擠壓鍛造將擴(kuò)大壓鑄件的應(yīng)用領(lǐng)域;壓鑄單元的完整培植將成為壓鑄出產(chǎn)的主要模式。 6模具毛坯快速制造技術(shù)。中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的這種結(jié)構(gòu)性改變，賦予了壓鑄產(chǎn)業(yè)更為廣闊的發(fā)展空間。鍛造工藝方法以砂型鍛造為主，其中手工、半機(jī)械化造型仍占很大比例?？鐕?guó)汽車公司將中國(guó)汽車市場(chǎng)作為“避風(fēng)港”加大在國(guó)的投資。與此同時(shí)，一些產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，壓鑄出產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)了根本改變，一些壓鑄企業(yè)經(jīng)歷了聯(lián)合、吞并、改組，甚至有的倒閉，同時(shí)也有局部企業(yè)將壓鑄出產(chǎn)移師海外，另設(shè)工廠。 3電火花加工在鍛造模具制造中是不可缺少的工藝方法。目前一汽鍛造模具廠的3D設(shè)計(jì)已達(dá)到95%以上，三維設(shè)計(jì)后使用三維虛擬裝配檢測(cè)技術(shù)對(duì)裝配干涉進(jìn)行檢查，冷水機(jī)保證了模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，確保了設(shè)計(jì)和工藝的公道性。中國(guó)的汽車產(chǎn)業(yè)正在生長(zhǎng)過(guò)程中，為了減輕汽車重量，轎車的鋁、鎂輕金屬用量將進(jìn)一步增長(zhǎng)，這就對(duì)壓鑄件提出了更高的質(zhì)量要求。瑞士夏米爾公司的電火花成型機(jī)具有的p-e3自適應(yīng)控制系統(tǒng)、pce能量控制系統(tǒng)及自動(dòng)編程專家系統(tǒng)，鍛造模具制造中有其不可替換的作用。特別是汽車產(chǎn)業(yè)規(guī)劃目標(biāo)：2009年至2011年三年均勻增長(zhǎng)率要求達(dá)到10%中國(guó)汽車產(chǎn)品90%以上在海內(nèi)銷售，受國(guó)際市場(chǎng)的影響較小。 CA D/CA M/CA E應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和晉升模具產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勝性，CA D/CA M/CA E已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。此外，良多零部件供貨商也將自行設(shè)立壓鑄廠。因此，羅百輝以為增加數(shù)控高速銑床，模具企業(yè)設(shè)備投資的重點(diǎn)之一。一汽鍛造模具廠與吉林大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的新型遐齡命壓鑄模具用鋼，已初見(jiàn)成效。 2銑削加工是型腔模具加工的重要手段。如一汽鍛造模具廠基本上實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)治理，從出產(chǎn)計(jì)劃、工藝制定，質(zhì)檢、庫(kù)存、統(tǒng)計(jì)、核算等，普遍使用了計(jì)算機(jī)治理系統(tǒng)，廠內(nèi)各部分可通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)共享信息。鑄鐵模是大批量鍛造出產(chǎn)的首選，并被大量使用。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光時(shí)間。 CA E技術(shù)也在逐步運(yùn)用到實(shí)際設(shè)計(jì)、出產(chǎn)中，運(yùn)用CA E技術(shù)模擬金屬的充填過(guò)程、分析冷卻過(guò)程、猜測(cè)成形過(guò)程中可能發(fā)生的缺陷以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前期的凝固模擬，大大優(yōu)化了工藝設(shè)計(jì)，縮短了試驗(yàn)時(shí)間。具有強(qiáng)度高、硬度高、加工性好、利息低、使用壽命長(zhǎng)等長(zhǎng)處。這方面的設(shè)備還包括：英國(guó)雷尼紹公司的高速掃描儀(cyclonseries2該掃描儀可實(shí)現(xiàn)激光測(cè)頭和接觸式測(cè)頭上風(fēng)互補(bǔ)，激光掃描精度為0.05mm接觸式測(cè)頭掃描精度達(dá)0.02mm利用逆向工程制作模具，具有制作周期短、精度高、一致性好及價(jià)格低等很多長(zhǎng)處。利用信息技術(shù)等高新技術(shù)改造模具企業(yè)的激進(jìn)出產(chǎn)已成為必定。從產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，專業(yè)壓鑄廠的數(shù)目必將增多且規(guī)模逐步加大，有的還會(huì)延伸其后續(xù)加工服務(wù);壓鑄企業(yè)則呈出相互合并、聯(lián)合、依附的趨勢(shì);合資、外資、合營(yíng)、合股等形式的壓鑄企業(yè)將會(huì)增加;一局部壓鑄廠會(huì)考慮加入艦隊(duì)式的傾銷公司，成為供貨商/制造商/承包商組成的集約化成套公司中的一員。鋁合金模因?yàn)橹亓枯p尺寸精度較高，因此應(yīng)用較廣泛。壓鑄產(chǎn)業(yè)與汽車產(chǎn)業(yè)的聯(lián)系關(guān)系度，主要集中于轎車的出產(chǎn)上。主要有干砂實(shí)型鍛造、負(fù)壓實(shí)型鍛造、樹(shù)脂砂實(shí)型鍛造等技術(shù)。 此外，摩托車、高鐵、船舶、風(fēng)電等行業(yè)振興規(guī)劃的實(shí)施，均為中國(guó)壓鑄業(yè)的生存發(fā)展提供新的機(jī)遇。目前，模具企業(yè)為了縮短制模周期、進(jìn)步巿場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，采用高速切削加工技術(shù)越來(lái)越多。采用提高前輩的治理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)集成化治理，對(duì)于模具企業(yè)，特別是規(guī)模較大的模具企業(yè)，已是一項(xiàng)極待解決的任務(wù)。