從20世紀開始,CAD/CAM技術逐漸普及,現在所有有壹定生產能力的沖壓模具企業基本都有CAD/CAM技術。壹些重點企業還具備各種CAE能力。
模具CAD/CAM技術可以顯著縮短模具設計制造周期,降低生產成本,提高產品質量,這已經成為人們的共識。“八五”和“九五”期間,壹大批模具企業普及了計算機繪圖技術,數控加工利用率越來越高,並陸續推出了相當數量的CAD/CAM系統。如美國EDS公司的UG,美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer,美國CV公司的CADS5,英國DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE和space-E,以色列公司的Cimatron,以及法國Marta-Daravision公司的AutoCAD和CATIA和Euclid-IS等壹些汽車和覆蓋件模具專用軟件也相繼推出。CAD/CAM技術被國內汽車覆蓋件模具制造商廣泛采用。在DL圖和模具結構圖的設計中已經實現了二維CAD,大部分企業已經向三維過渡,通用圖生產逐漸取代零件圖生產。而且模具的參數化設計也開始走向少數模具廠商的技術開發領域。
在沖壓CAE軟件中,除了進口軟件外,華中科技大學、吉林大學、湖南大學都開發了具有自主知識產權的高級軟件,並在生產實踐中得到成功應用,產生了良好的效益。
快速原型技術(RP)與傳統的快速經濟模具相結合,快速制造大型汽車覆蓋件模具,解決了原有低熔點合金模具模具精度低、零件精度低、樣品制作困難的問題,實現了基於3D CAD模型的快速模具制造,保證了零件精度,為汽車行業新車型開發和汽車車身快速試制提供了保障。它標誌著RPM技術在大型汽車車身上的應用。
圍繞汽車車身的試制和大型覆蓋件模具的快速制造,近年來出現了壹些新的快速成型方法,如無模多點成形、激光沖擊、電磁成形等,目前已應用於生產。都表現出降低成本,提高效率的優勢。在國家產業政策的正確引導下,經過幾十年的努力,我國沖壓模具的設計制造能力已經達到了較高的水平,包括信息工程、虛擬技術在內的許多現代設計制造技術已經在許多模具企業得到應用。
即便如此,我國沖壓模具的設計制造能力與市場需求和國際先進水平仍有較大差距。這些主要表現在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具和高精度沖壓模具上,在設計、加工技術和能力上差距較大。汽車覆蓋件模具具有設計制造難度大、質量和精度高的特點,能夠代表覆蓋件模具的水平。雖然設計制造方法和手段基本達到國際水平,模具結構和功能接近國際水平,使汽車模具國產化進程向前邁進了壹大步,但在制造質量、精度、制造周期等方面與國外相比仍有壹定差距。
多工位級進模和多功能模是我國精密模具發展的重點品種,標誌著沖壓模具技術的先進水平。代表性的是鐵芯精密自動閥板多功能模具,基本達到國際水平。
但與國外多工位級進模相比,在制造精度、使用壽命、模具結構和功能等方面仍有壹定差距。
汽車覆蓋件模具制造技術不斷改進和完善,高精高效加工設備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸高速銑床得到了越來越多的應用。NC和DNC技術的應用日趨成熟,可用於斜面加工和超精密加工。這些都提高了模具型面的加工精度,提高了模具質量,縮短了模具制造周期。
模具表面強化技術也得到了廣泛應用。技術成熟、無汙染、成本適中的離子滲氮技術越來越受到認可,碳化物塗層處理(TD處理)和許多鍍(塗)覆技術在沖壓模具中的應用越來越多。真空處理技術、實型鑄造技術和刃口堆焊技術日趨成熟。激光切割和激光焊接技術也得到了應用。沖壓模具有7個類別,有些類別是他們的客戶調用的。目前迫切需要開發汽車覆蓋件模具、多功能多工位級進模和精沖模具。這些模具現在產需矛盾很大,發展前景很好。
汽車覆蓋件模具的發展重點是技術要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具,尤其是外覆蓋件模具。高強度板和不等厚板的沖壓模具、大型多工位級進模和連續模將在未來迅速發展。
多功能多工位級進模的發展重點是高精度、高效率和大型長壽命級進模。
精沖模具發展的重點是厚板大型精沖模具,其精度不斷提高。未來模具技術的發展趨勢主要是向信息化、高速化和高精度化發展。因此,在設計技術方面,發展重點是大力推廣應用CAD/CAE/CAM技術,不斷提高效率,特別是板料成形過程的計算機模擬分析技術。模具CAD CAM技術應向人性化、集成化、智能化、網絡化方向發展,提高模具CAD CAM系統的專業化水平。
為了提高CAD、CAE和CAM技術的應用水平,建立完整的模具數據庫,開發專家系統,提高軟件的實用性是非常重要的。在加工技術方面,發展重點是高速加工和高精度加工。高速加工目前主要發展高速銑削、高速磨削拋光、高速電加工和快速制模技術。目前,高精度加工主要是發展精度在1μm以下,表面粗糙度ra≤0.1 μm的模具零件的各種精密加工,提高模具標準化程度,提高模具標準件的生產和供應,也是沖壓模具技術發展的重點之壹。
為了提高沖壓模具的壽命,模具表面的強化和超硬處理等各種技術也是發展的重點。
形成數字化模具制造、系統集成、逆向工程、快速原型/模具制造和計算機輔助應用技術的全方位解決方案,提供模具開發和工程服務,全面提升企業水平和模具質量,是沖壓模具技術發展的重點。其他發展重點和前景的內涵非常豐富。這裏只分析管理、專業化和標準化、行業調整三個方面。
企業管理是壹項系統工程,壹門科學技術。與發達國家的模具企業相比,從某種意義上來說,我們的管理甚至比我們的技術還要落後。因此,提高管理水平至關重要,任務繁重。目前模具企業的管理形式有很多種,每種形式都有自己的適應對象。但做好信息化建設,逐步實現信息化管理已經成為發展方向,業界對此也有所認知。由於歷史和體制原因,我國模具專業化和標準化水平壹直很低,沖壓模具的專業化程度低於塑料模具和壓鑄模具。這在壹定程度上阻礙了沖壓模具的發展。根據國內外模具的專業化程度,
1)模具生產獨立於其他產品,專業生產對外供應的模具;
2)按模具類型專業生產某壹類模具(如沖壓模具);
3)在某壹類模具中,根據其服務對象或模具工藝和尺寸,選擇某壹類模具(如汽車覆蓋件模具、多工位級進模、精沖模具等。)進行專業制作;
4)專業生產模具中的某些零件(如模架、沖頭、彈性元件等。)為模具生產企業;
5)按照流程進行專業化協作。例如,目前,專門從事模具設計的公司、專門從事型腔加工或電加工合作的企業、專門從事測量或熱處理的企業和專門從事拋光業務的企業促進了模具行業的發展。但是,專業化的道路還很遙遠,我們必須加快進程以適應形勢。所以,這也是發展的重點。