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第十一届中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述

第十一届中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述

  • 分类:技术展品
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  • 发布时间:2006-06-27 17:16
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第十一届中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述

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  第十一届中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述

  http://www.CHINA-NTM.com 技术交流  2006年6月27日
 
  摘要:通过对第十一届中国国际模具技术和设备展览会上参展的各类模具、模具标准件、模具材料等进行的水平评述,介绍了我国模具、模具标准件、模具材料的发展现状和技术进步,分析了我国模具技术的发展趋势。
  关键词:塑料模;冲压模;汽车覆盖件模;铸造模;快速经济模具;快速成形技术;模具标准件;模具材料
  第十一届中国国际模具技术和设备展览会于2006年5月8日至12日在上海举行。本届模展盛况空前,展出面积达60 000 m2,为历届展览会之最。本届模展展出了众多模具、模具标准件和模具材料,基本体现了我国模具的技术水平和发展现状,也预示着我国模具行业将进入更快、更好的发展时期。
  纵观本届模展上参展的各类模具、模具标准件和模具材料,可以总结出如下特点:
  两年来我国模具的技术水平有了明显的进步,许多国产优质模具在档次和性能上已接近国外同类先进模具的水平,有的更是独具匠心,令人耳目一新。
  本届模展的重点仍然是大型冲压模具和注塑模具。除了大型汽车覆盖件模具和汽车、家电注塑模外,复杂精密的大型级进冲模也占有很大的比重,如大型三排电机冲片级进模、空调散热片级进模以及首次出现的特大型汽车零件级进模等,模具尺寸都在2 m以上。此外,本届模展一些专业领域的冲压技术与模具也十分引人注目,如装订业产品零件的级进冲模和折弯组合模具等,表明我国模具技术的大型化和专业化已上了一个新台阶。其中,电机冲片级进模、接插件模具、空调散热片级进模等企业的模具技术水平提升很快,这几类模具企业的整体水平明显提高,先进技术及工艺的学习和消化吸收能力很强,技术在行业内扩散很快,目前国内这几类模具的技术和制造水平已与国外先进水平接近。
  与专业化生产形成鲜明对比的是,大而全或者小而全的模具企业水平进步比较缓慢,社会的专业化分工推进工作依然繁重。优化资源配置、深化社会专业分工、降低社会交易成本是目前中国制造业的发展方向。而国内的模具企业大而全、小而全的现象依然严重,特别是民营企业受市场影响较大,模具企业的发展方向不清晰,模具在低水平上的竞争非常激烈。汽车模具企业目前仍然由几家大型汽车企业的模具厂引领技术进步,但彼此之间合作少以及大而全的状况改观依然不大。虽然这两年汽车模具企业的技术发展很快,但知识积累的速度受到了很大的制约,影响了企业技术进步的速度。
  模具行业的生产性服务业发展迅速。模具标准件、软件、材料供应等服务模式更为人性化,为企业一揽子解决问题的服务模式开始出现,这无疑对模具行业的发展有着很大的推动作用。
  目前我国的模具品种仍然不丰富,模具行业的平衡发展急需重视。本届模展除了塑料模、覆盖件模和精密级进模外,锻模、挤压模具和拉丝模具等参展的都很少。这说明了我国模具发展还不平衡,企业的注意力集中在大型、精密和复杂的塑料模、冲压模模具上,而锻模、挤压模具、拉丝模具等更需要行业的支持和重视。
  国际模展应该是国际模具水平展示和交流的平台,但本届展览企业国外模具企业特别是国外著名大企业参展的很少,比较缺乏国外模具的先进信息,这在一定程度上影响了国内企业对国外模具先进技术和信息的了解。
  模具市场的有序竞争正在向前推进。本届模展上同种模具的展示较以前减少,互补性的同类模具展示有所增加,说明错位竞争的意识已在一些高端模具产品的企业中出现,模具产品竞争的互补性正在增强。
  下面就塑料模、冲压模、汽车覆盖件模、铸造模、快速经济模具和快速成形技术、模具标准件和模具材料作一评述。
  1  塑料模
  本届模展中各类塑料模仍然是展会的主角,占展出和参加评定模具的80%左右,其数量之多、品种之广、质量之高、技术之新颖创历届模展之最。这次参评的塑料模中以注射模所占比例最大,而注射模中又以大型、精密模具居多。
  大型模具中主要是各类汽车用模具,例如台州精超力模塑有限公司展出的汽车保险杠注塑模,宁波舜宇模具有限公司生产的轿车储油桶法兰组件注塑模,余姚市鼎鑫模塑有限公司参展的洗车发动机罩盖注塑模,浙江金典模具有限公司生产的汽车前大灯密封条注塑模,上海黄燕模塑有限公司参评的汽车横梁注塑模,宁海县第一注塑模具有公司参评的洗车前端注塑模等,而浙江模具厂参评的汽车扰流板总成吹塑模更是创下了大型吹塑模在汽车上应用的先例。这些汽车零件的模具较之历届模展有两大区别:一是零件的形状更复杂,因而模具的抽芯脱模机构更复杂;二是不少模具为汽车制造厂直接配套,甚至出口到国外。例如宁波远东制模有限公司展出的用于奥迪轿车的进气格栅注塑模,其制品外观相当好,能满足制品后道电镀的高标准外观要求;又如黄岩星泰塑料模具有限公司制作的汽车前杠注塑模制作十分精良。说明这些模具的质量上了一个档次。
  精密模具中主要有办公、家电、通讯、仪表等各类模具,所涉及的范围之广也是历届模展之最。例如黄岩亿力模具有限公司的电机座热固性注塑模,不仅要求模具的整体硬度高,要达到50HRC,而且精度要求也很高。又如余姚市恒利塑胶钢模有限公司的手机面壳注塑模,宁海县大鹏模具塑料有限公司生产的洗衣机洗涤脱水桶注塑模等。家电模具中大屏幕彩色电视机模具,运用了气体辅助注射等技术,使制品的外观质量更高。例如浙江黄岩精惠普模塑厂的32〞LCD前框注塑模、厦门海盛模具有限公司的大型平板电视机后壳注塑模等,其外观达到了国际先进水平。而浙江亨达塑料模具有限公司用于集中空调的大型空调风叶模,其制品要通过相当严格的空气流动方面的测试,而如此大型的模具还是硬模,确实达到了相当高的水平。
  在本届模展中除了单一材料的注射模,还有不少不同材料的双色注射模参展,模具的制造精度很高,双色制品的外观已达到很高的水平。而今这类模具已不是少数几副,标准模架的生产单位也已经开始生产这类模架。
  本届模展上塑料模具的品质又上了一个新的台阶,模具零件的制造精度达到微米级。例如浙江赛豪实业有限公司在加工汽车前大灯模具成型零件时,选用了5轴5联动的高速铣床,确保了塑制品的光学特性。大量先进加工设备的采用也对模具水平的大幅度提高起到了关键作用。而模具的大量出口更是促进了模具质量的提高。为了达到模具的出口要求,不少模具在结构设计时,根据先进国家的有关技术要求,对滑动面选用了具有自润滑的标准件,不但延长了模具的使用寿命,而且为模具的无故障使用奠定了基础,使原来一般注塑模的30万模次达到60万模次。模具零件的整体淬火,虽然增加了加工难度,但是大大提高了模具寿命,可达到上百万模次。
  新型成型技术的采用成了本届模展的又一个亮点。如浙江荣信模具塑料有限公司的塑料田字托盘模,将通常需要用热流道5点进胶的大型托盘模,通过成型方式的改变,即采用了二次成型的方法,现在仅用1点直浇口进胶就完成了。大型塑料托盘的流程如此之长,按照常规的成型方法是绝对不行的。在大型模具上运用注射、压缩二次成型这种新型成型方法,在国内应该说是首创。这种成型方法不仅大大免除了热流道的费用,而且还可消除常见的熔接痕,提高了制品的质量,是一种值得推广的成型技术。其他如环氧树脂的各种成型技术的运用,如用大型环氧树脂片材热压成型、环氧树脂压注等技术也是值得关注的新型成型技术。例如黄岩精惠普模塑厂的东重卡保险杠热压成型模,是通过模具体将环氧树脂片热压而成。又如厦门耐德工贸有限公司用于高压互感器的环氧树脂封装用压注模和西安西光精密模具有限公司超高压绝缘子环氧树脂封装用真空浇注模等。这些模具的质量水平均与进口模具相当,而其价格却低得多,在国内均处于领先地位。
  随着塑制品的多样化,结构也越来越复杂,这给塑料模具的结构设计和制作带来很大困难。例如在本届模展中展出的下水道管道接口模具,看似相当普通,却进入了欧洲市场。原来制品的扩口,给脱模带来了难度,黄岩凯华模具有限公司的建筑管件模通过巧妙的脱模抽芯机构的设计解决了难题。厦门市驰杰模具工业有限公司的PU包边模很好地解决了在汽车玻璃上进行包边的特殊要求。展出的很多塑料模具都有其特有的技术窍门,上海超日精密模具有限公司获得国家专利的纺织综丝注塑模,制品是细长的综丝,脱模异常困难,更是有其独特的技术含量。北京东明兴业科技有限公司参评的手机超薄电池壳注塑模,其制品壁厚相当薄,成型十分困难。山东莱芜精瑞模具有限公司的滴管扁平精密模,其加工精度更是一绝。这说明我国的模具确实已经走上了自主开发的道路。
  多点热流道程序控制技术、气体辅助注射成型技术、塑料模流分析(CAE)技术等均已得到了广泛应用。先进的CAD/CAE技术普遍而成熟的采用,又使大量模具达到或接近国际先进水平。可以说大量优质模具无一例外的运用了这些现代的先进技术。
  一种新型集产品结构件设计、模具设计与制造一体化的模具公司也已问世,这类公司已完全不同于传统的模具公司,可以更好、更快地满足客户及时上市的需求,又能充分利用模具公司的现有人才,解决了产品公司高级专业人才的匮乏,取得了较好的效果。
  2  冲压模
  本届模展上冲压模具的特点是参展厂家多、展出品种多、展品档次高,盛况空前。其中,代表冲压模发展方向的多工位级进模和精密冲模精品荟萃、发展强劲,涵盖了电子、通信、汽车、仪器仪表、电机电器、办公设备和家电产品配套的模具。从展品的水平来分析,模具的复杂程度、制造精度、使用寿命、制品质量和外观等,两年来均取得明显进步。部分国产高档模具在档次和性能上与国外先进模具相比水平相当,不仅替代了进口,而且还出口到欧、美、日等工业发达国家和地区。越来越多的大型、精密、复杂、长寿命模具走出国门,模具出口大幅度增加。
  无锡国盛精密模具有限公司展出的大型冷库散热片级进模,模具外形尺寸2 200 mm×1 400 mm×500 mm,模具重量约5 t,模具加工采用先进的精密数控设备,制造精度达到2 μm,零件易损件可互换,模具寿命2亿冲次以上,制造周期90 d。这套大型精密级进模,可分别冲制两种不同材质的铝料散湿片和钢料散热片,还可自由调节翻边高度10~20 mm。模具的结构、精度、寿命、外观质量和模具制造周期处于国内领先水平。与国外先进模具相比毫不逊色,不仅给参观者留下了深刻的印象,也是本届模展的亮点。
  南京长江电子模具有限公司、慈溪鸿达电机模具制造中心、宁波震裕模具有限公司、福仕德精密工程(上海)有限公司等展出的电机铁芯自动叠片级进模,以双列铁芯自动叠片、三列铁芯自动叠片和各种规格的铁芯自动叠片模具亮相,模具外形尺寸长度已接近2 m,模具重量约4 t,模具加工采用精密数控设备,制造精度达2 μm,步距精度3 μm,回转精度≤1′。模具在高速冲床上使用,具有自动冲压、扭槽回转、叠片计量、厚度分组和双轴孔芯片组合等功能。模具寿命已达到1.5亿冲次以上,模具综合了高精度、高难度、长寿命的特点,是国产化程度较高的模具品种,不仅替代了进口模具,还出口到国外。这类国产模具与国外同类模具水平相当,模具制造周期已达到国际先进模具水准。模具的覆盖程度越来越大,涵盖了在高速冲床上生产的所有铁芯件。技术含量较高的电机铁芯自动叠片级进模仍然是展会的一道风景。
  成都宏明双新精密模具零件有限公司展出的电刷片31工位级进模,冲制材料厚度仅0.04 mm,冲裁间隙单边2 μm,制品形状如蟹脚, 内外弧形宽度为0.40 mm,其中还有0.10 mm宽的细长槽,在左右脚处有四处R0.5 mm的触点,制品的尺寸公差、压力和弹性均有较高要求。模具在高速冲床上生产,冲压速度为230次/min,连续生产144 h无故障,模具寿命1亿冲次,是一副替代进口的小型高难度级进模。无锡曙光模具有限公司展出的汽车座椅配件精冲级进模,各项指标和制品质量均达到美国用户的验收标准。本届模展参展的还有连接器、接插件、簧片、壳体等小型多工位级进模,制造周期、模具寿命、制品质量等与国外同类模具水平相当,完全可以替代进口模具。
  峰川模具(东莞)有限公司展出的T05-0318汽车零件18工位级进模,模具外形尺寸3100 mm×1210mm×650mm,模具重量约7 t,制品材料为2.5mm厚的冷轧板,可一次冲出不同形状的两种制品,制品形状复杂,拉延深度起伏较大的立体曲面。通过拉延成形的压力分析,模具的上模和下模成形部位均采用了4组氮气弹簧,保证了制品尺寸和形状的严格要求。模具寿命300万冲次,制造周期45 d等指标,达到了美国同类模具水平和用户的认可。南京三乐集团有限公司展出的汽车零件大型级进模和大型精密冲模,模具结构、制造精度、使用性能、模具寿命和制品质量等均达到较高水平,受到用户较好评价。参展的还有用于打印机、复印机、家电音响等产品配套的大型级进模均各具特色,体现了国产大型级进模在汽车零件、办公设备零件和家电零件的发展势头强劲,成为本届模展的一个新亮点,吸引了广大观众。
  国内制造的多工位级进模和精密冲压模水平虽有较大提高,但与国外先进水平相比,仍有如下差距:
  (1) 高档模具的设计、工艺、制造和管理人才严重不足,特别是技术复合型的高级人才更缺,要通过培养和引进人才来提高企业的核心竞争力。
  (2) 管理模式陈旧跟不上发展要求,特别是规模化生产高档次级进模的企业,需实现模具生产过程的信息化管理。
  (3) 模具企业专业化生产水平不高,无特点、无个性,需根据市场发展的趋势和个性特点提高专业化生产水平,走专中做精、精中做强、强中做大的发展道路,以精品模具走出国门,积极参与国际竞争。
  (4) 模具标准化程度低,国外已达到80%,国内仅40%,特别是大中型的精密级进模模架和导向件等要尽快发展配套。
  3  汽车覆盖件模
  本届模展参展覆盖件涉及到轿车和商用车。轿车覆盖件展件比上届显著增加,特别是外覆盖件明显增加,涵盖了轿车的左右前翼子板、整体侧围、三盖(发动机盖内外板、顶盖、行李箱盖内外板)、四门(左右前后门内外板)、大型复杂地板等主要覆盖件。
  整车模具的制造往往是顶尖车身模具企业的特权。只有以其雄厚的技术实力、先进的工艺装备、强大的生产能力和高超的项目协调能力作为基础,靠优秀的经营业绩和客户的充分信赖,才能得到这种特权。1998年第八届国际模展上,一汽模具制造有限公司(一汽模具)展出了捷达王轿车之后,承担了7款轿车整车模具项目,这标志着中国车身模具行业步入了轿车整车模具制造时代。令人欢欣鼓舞的是在本届模展上天津汽车模具有限公司(天汽模)展出了长城汽车,北京比亚迪模具有限公司(北京比亚迪)和上海千缘汽车车身模具有限公司(千缘)各自展出了他们组织完成的整车模具项目。
  轿车覆盖件模具中最难做的是整体侧围和前翼子板模具,只要能做好整体侧围和前翼子板模具,其他覆盖件的模具也能做好。四门三盖模具的制造难度在其次。
  由于整体侧围总成本身由四五个件组成,它还和前翼子板、前轮罩、前挡玻璃、前后门、顶盖、后轮罩、行李箱盖板、后围上下连接板、前后地板有匹配关系,尺寸大,精度要求高。因此,模具的尺寸大,形状复杂,精度要求高,设计制造难度很大。由于前翼子板和前大灯、前轮罩、发动机盖板、整体侧围等件有匹配关系,形状复杂,精度要求高,犹如人的侧脸一样重要,因此模具的设计制造难度也很大。所以一般企业面对整体侧围和前翼子板只能“望件兴叹”。本届模展上一汽模具展出了5款轿车整体侧围件和7款轿车的前翼子板件,特别引人瞩目。北京比亚迪、泊头市兴达汽车模具制造厂(兴达)、安徽福臻技研有限公司各展出了一件轿车整体侧围制件。北京比亚迪、泊头市京泊汽车模具有限公司(京泊)、宜宾普什模具有限公司(普什模具)、高碑店圣亚泰汽车模具有限公司展出了前翼子板件或模具照片。成飞集成科技股份公司(成飞集成科)、北汽福田汽车股份有限公司潍坊模具厂(福田潍坊模具)、上海荻原模具公司、无锡曙光模具有限公司、哈飞汽车模具制造有限公司、屹丰模具集团、哈尔滨龙飞汽车模具有限公司、重庆长安汽车模具制造有限公司等参展企业都将自己的得意之作展现给了观众。
  一汽模具制造的某款轿车整体侧围外板拉延件模是单动的。为在单动压床上完成过去三动拉延才能完成的工作,在模具中采用了特殊结构,外压料完全靠压床下气垫实现,门口内压料则要采用氮汽缸加压床下气垫的结构来实现,满足了内外压料分别调整的需求。由于氮气弹簧可实现不同比例的行程、不同力同步运动、可控延时工作、液压斜楔冲、斜楔同步运动、反向冲孔、反向翻边、一个动力源能连接两套斜楔、斜楔保护等,使模具结构紧凑,实现了用传统的机构很难实现的运动,在结构优化中发挥了重要作用。
  东风汽车模具有限公司(东风模具)设计制造的标致307后门里板左右件同模拉延模模具为单动/双动互换拉延模具结构,可实现多条生产线单动双动冲压生产。
  复合模具的优点是,节省模具材料,减少模具数量,降低模具制造和冲压件生产成本,提高压床利用率和板材的利用率。特别是后两个优点,对汽车制造极为重要。
  普什模具制造的面包车左右前翼子板模具采用4道工序完成产品的冲压过程,而且是左右同模,模具结构相当复杂,结构中大量采用了往复斜楔和滚翻斜楔机构。一汽模具设计制造的前后左右车门4件同模,比前后两件同模或左右对称件同模方案更先进。一次冲压就能生产4件,压床频次是12次/min,1 min生产48件。汽车覆盖件的传统生产方法是采用“串联压机线”:一个工序、一套模具、一台压机。有几道工序,就要制造几套模具、使用几台压机。而多工位自动化模具是多个工序模具依次装配在同一个底板上,组成模具族,安装在一台多工位压力机上,在一个冲程中同时完成多工序冲压,靠送料机械手自动地移送到下个工位,最后一个工位完成最终产品。由于它能够节省模具、压机和生产面积,实现高效, 越来越广泛地被采用。国内模具企业在近几年相继制造这类模具,替代进口,满足了高端客户需求。
  例如,东风模具设计制造的支柱总成左右后下加强板多工位模具,完全执行了美国福特的要求和标准。在冲压工艺和模具结构设计、模具的选材、标准件的选用,充分考虑到了大批量、快速换模、易维护、自动化等特性,工序布局合理,各工位间零件传递顺畅,零件成形效果好。零件的测量,使用ETROLOG-II测量软件,解决了零件关键质量控制点的测量,确保送样零件的IQG和ICF值,满足了控制模具工序能力的需要,零件合格率达100%。模具预计寿命300万次,加工周期5个月。
  2000年以前由美方控股的长春塔奥公司自动化多工位模具全靠从国外进口,2005年烟台泰利汽车模具公司为其提供油底壳多工位联合安装模具,一次验收合格。
  福田潍坊模具制造的重卡车门外拉延件,利用窗口位置同时压出了两个小零件,实现了一大二小件同时拉延成形,节省了模具和压机,在后续工序上将其分离。
  压合模主要用于发罩、门板、背门、行李箱、顶盖等重要总成件的内、外板的压合。一汽模具设计制造的发动机罩压合模,可完成自动送料及手工送料两种类型的机械式压合。上滑块的一次行程完成压合的全过程(包括预压与终压),实现了机、电、气的一体化设计,并实现了不同产品间的混线。
  先进汽车企业为了在保证乘员安全性和汽车减重节能,把一些覆盖件设计成不等料厚。随着全球能源的短缺,汽车势必向轻量化及省油的方向发展,汽车不等料厚冲压件所占的比例会越来越大,这是车身制造技术和模具制造业的发展方向。目前广泛地应用于车围内板、门内板、立柱、地板、轮罩、前后纵梁等制件上。本届模展中,不少参展商展出了不等料厚激光拼焊板冲压件。例如,京泊展出的轮罩冲压件就是不等料厚激光拼焊件。
  目前汽车设计师们为了提高汽车的整体安全性能,把保险杠等保安件材料选用高强度板。国内车身模具企业,不失时机地开发了这类模具,满足了客户的需求。在本届模展上看到不少高强度板覆盖件,如十堰先锋模具股份有限公司(先锋)为东风日产生产的左右保险杠(H380LAD+ZF),由于材料强度高,成形性差,对冲压工艺分析和模具结构设计提出了较高要求。上海华庄模具有限公司(上海华庄)为上海通用设计制造了左右前纵梁内板模具。制件是由厚度为t=3.2 mm和t=1.8 mm高强度板激光拼焊而成后,进行冲压加工的。因为它既是不等料厚的,又是高强度板,加工难度很大。他们还为客户提供了3种不等料厚的高强度板模具。
  汽车车身中越来越多地采用塑料和铝合金,以减轻重量,降低油耗,这是车身制造技术和模具制造业的发展方向。当今世界上有一些高档轿车已采用了全铝车身,今后将会有越来越多的车型采用铝车身件和塑料件。在本届模展中尽管没有看到塑料前翼子板,但是我们还是很高兴地看到兴林公司展出了铝合金板发动机罩总成,由于铝合金板回弹较大,加大了设计制造的难度。预计在下届模展中将有更多的厂商会展示这方面的成果。
  在本届模展中看到的最大的技术进步无疑是3D CAD方面的重大突破。上届模展中只有少数几个企业展示了这方面的成果,但其普及率并不高。这一届变化很大,一汽模具、天汽模、东风模具、福田潍坊模具等企业的的3D CAD普及率达到100%。其他骨干企业正在加快进行2D CAD到 3CAD的过渡。这些进步令国外同行们刮目相看,因为国外的有些知名企业至今也尚未做到100%的3D CAD。
  由于采用3D CAD技术,使3D DL图直接用于有限元分析(CAE)和编程,为模具结构三维实体设计提供工作型面曲面造型依据,为检查用的C/P点、S面等提供了坐标尺寸,由此把过去分散在各个信息孤岛的CAD、CAE、CAM连成一片,实现了一体化,为模具全程数字化制造提供了技术基础。少数企业的整个流程已完全实现了数字化加工和无图化生产,正在为将来的自动化加工和柔性生产积极创造条件。
  一些先进企业在模具结构设计完成后,采用截面检查、干涉检查、静态运动干涉检查、运动模拟等分析手段,真实反映模具的实际工作状态,保证了实体设计的可靠性。
  国内车身模具行业中的CAE分析普及率明显提高,少数企业已经达到100%。在本届模展中优质模具评定申报资料都有CAE模拟的图片和分析论述。现在对车身模具企业来说,CAE不再是高不可攀的技术,更不是束之高阁的摆设,而是一个必不可少的工具,它帮助设计者在设计阶段“先知先觉”,对模具调试时可能出现的问题进行处理,做到 “防患于未然”。
  我们高兴地看到国内车身覆盖件模具行业在参数化设计方面也取得了长足的进步。国内一些骨干企业已经建立了模具基础结构图库,还建立了标准件图库。利用参数化手段,根据模具结构特点,选择基础构架,设计者只需要控制几个基本的特征参数,系统将会根据事先输入到计算机中的结构规则,自动提供合理的结构方案;再结合凸、凹模及压料圈的PowerCopy标准结构,设计者只需做少许调整和装配即可完成设计。规则、公式及PowerCopy的引入,使三维实体模具结构设计达到了一个更高的层次。
  国内顶尖企业都采用三维实体加工铸造模型,提高了质量,缩短了制造周期。
  一些先进企业建立了刀具库、夹具库、主轴头库,采取分层分块加工,做到刀具路径最优化,对不同加工区域给出不同的跨步。加工中充分运用高速加工、5轴联动加工、型面分区加工、摆角加工、等高线分层加工、凹角过量清根等高速精细编程加工方式,有效地提高了加工效率及型面精度,控制加工成本,减少钳工研修调整工作量。完成编程后还进行加工仿真模拟,以确保编程质量。
  “工欲善其事,必先利其器”。近几年车身覆盖件模具产品的迅速提升,还得益于设备的精良化。高精度、高性能设备是先进技术的载体和保证产品质量的物质保证之一。再好的设计也是通过机械设备的加工,才能把虚拟的东西变为模具产品。
  这几年大部分覆盖件模具骨干企业都进行了不同程度的技术改造,增添了先进的工艺设备,扩建了厂房。一汽模具新建的数控加工车间面积为7000 m2,安装17台龙门数控铣床,2004年年底竣工投产。天汽模在开发区建成的17000 m2的模具厂,安装了9台数控加工设备,2004年8月竣工投产;先锋在一个有发展空间的开阔地新建15000 m2厂房,安装了19台大型数控铣床和12台调试压床,4台三坐标测量机。成飞集成科技拥有34台数控加工设备,普什模具用于模具制造的数控加工设备达到50多台。东风模具在最近引进的FIDA公司一个工作台面双数控铣头的高速加工机,比起单铣头设备工效提高到1.7倍。上海华庄和河北金环模具有限公司各拥有15台数控铣床,千缘、兴林、京泊、兴达、山东寿光万龙、屹丰模具等都投入巨资增添了设备。
  拥有众多精良的设备是重要的,但更重要的是如何提高这些设备的利用率,发挥设备的先进功能,使其产生经济效益。为了提高设备的利用率,国内车身模具企业在设计编程质量、铸件加工余量和内在质量上,在刀具管理、生产计划管理、设备维护等方面都做了许多努力,取得了显著成效。
  4  铸造模
  由于我国汽车业蓬勃发展,以及在全球采购政策驱动下,国外大量在中国采购压铸件和压铸模具,不仅带来了无穷的商机,同时迫使模具制造厂家在产品质量上高速提升。本届模展压铸模具参展的厂商数量为历届最多,40多家参展商分别来自浙江、广东、吉林及江苏等省,其中浙江省占70%,宁波北仑地区厂商联合起来,连片组展,展品繁多,阵容最大,给观众留下深刻的印象,再一次显示该地区依然是目前我国压铸模具产出最大的地区。众多展品集中反映了近几年我国压铸模具制造业,无论在品种、产量、复杂程度、综合设计水平、模具大型化,以及企业的工装设备、加工和检测手段均有很大的提高,折射出如下几个新亮点:
  (1)在普遍实现了CAD/CAM的基础上,不少厂家还通过CAE后确定流道、溢流、冷却及排气系统的设计方案,个别厂家还与国外联合设计或利用外国图纸进行生产(尤其是出口模具),模具制造前的CAE分析越来越得到重视。目前较多使用的CAE软件是国外软件:MAGMA,FLOW3D,日本宇部公司的软件。如一汽铸造模具厂展出的发动机齿轮箱壳体是出口到美国康明斯公司的产品,设计是和加拿大模具公司联合设计确定的,较好地处理投影面大的压铸件变形量控制的问题,成功地获得客户认可。广州市型腔模具制造有限公司展出的电梯梯级压铸模具,产品开发和模具图纸设计时通过与欧洲同行紧密沟通,优化方案。
  (2)特大型、复杂压铸模具多家企业可以自行设计和制造生产,结束了我国长期必须依赖进口的局面。北仑辉旺模具有限公司参展的康明斯油底盘;宁波臻至机械模具有限公司送展的重型卡车前壳体;一汽铸造模具厂送展的重型卡车中间壳体;广州市型腔模具制造有限公司送展的康明斯飞轮壳及九规格嵌拼式电梯梯级等模具都是在30 000 kN以上压铸机使用的特大型模具,模具重量在20~40 t,设计制作难度极大,各厂家大胆设计,精心制作,这些产品成功研制显示了我国目前在汽车行业使用的大型压铸模开发和制造上已具有一定水平和数量,接近国外先进工业国家水平,可以替代进口。其中康明斯飞轮壳模具特点是:在35 000 kN压铸机使用,模具重30 t,设计过程中运用美国FLOW3D分析软件,在冷室压铸机上大胆采用中心浇口的流道设计方案,使成形过程中金属流动顺畅,铸件成品率高,模具结构复杂,产品尺寸多。模具共有6个滑块,均用油缸抽拔,利用4条方导柱导向,4个精密定位元件定位,保证铸件精度。运用CAD/CAM/CAE及温控、液压技术,采用进口真空炉进行热处理,确保模具使用寿命。合理地设计油、水通道,对模具进行加热和冷却,控制好模具的工作温度。采用了7对排气板排气,保证产品内部致密性。经批量生产,压铸件成形好,外观及内部质量理想,成品率高,受到了压铸界人士高度评价,该模具的研制成功,为我国大型压铸模具国产业迈开一大步。
  (3)出口到欧、美、日等先进工业国家和地区的模具数量剧增。多个展台展出了近年来出口模具的样品,据了解部分企业出口模具已占产量的30%以上。越来越多的优质模具飘洋过海,这些模具的共同特点是用料考究、制作精良、采用最先进的加工设备和检测仪器、CAD/CAE/CAM技术和现代设计方法,模具的精度、使用寿命和铸件质量都达到或趋近于国外先进水平。宁波鑫达模具有限公司为加拿大某公司制作的汽车面板骨架模具定、动模镶块及出口德国的精密压铸模因尺寸精确、交货周期短而赢得市场。广州市型腔模具制造有限公司展出的汽车离合器压铸模具,图纸来自欧洲,模具供欧洲工厂使用,该模具局部区域选用新的耐热钢材,动、定模双向推出,并采用了氮气弹簧新元件,是以往国内少见的。一汽铸造模具厂展出的出口到加拿大的汽车油底盘压铸模,该模具设计合理,制作精湛,得到外商好评,一再追加定单。这些产品的展示,打破了我国大型、复杂、精密汽车压铸模以往只进口无出口的缺口,预示着压铸模具行业更加辉煌的前景。
  (4)近年来企业装备有较大提升,不少企业购进高速切削机床、龙门数控铣床、三坐标测量仪、大型合模机、低速走丝电火花线切割机、石墨加工中心、真空热处理炉等加工和检测设备,为生产优质模具提供了精良装备。
  (5)真空压铸使用的模具、油温控制的模具、采用耐热弹簧、氮气弹簧的模具、模具镶块采用特殊表面强化处理以及压铸镁合金、铜合金的模具均在展览会上亮相。
  展览会上重力铸造模具制造厂家参展的不多,其中宁波合力模具有限公司送展的1.9L缸体是生产奇瑞汽车发动机缸体的重力铸造模具,产品尺寸多、形状复杂。该模具设计合理,在排气、冷却、模温控制等方面处理恰当,是一副技术先进的模具。
  本届模展也反映了我们与国外的差距:国产优质耐热钢无论在冶炼质量和稳定性及品种上相对国外差距较大,出口和高档的模具往往选用价格昂贵的国外材料,大大影响了竞争力。国外设计时普遍运用CAE技术,但在我国普及面不广,成熟且得到同行认可的国内软件还没有。经验丰富的模具设计人员缺乏。高档、复杂的压铸模目前还大量引进。
  5  快速经济模具和快速成形技术
  快速模具制造技术在快速成形、NC技术及新材料不断发展的带动下,近两年来发展迅速。参加本届模具展览会的国内外有关快速模具制造技术、快速成形技术、快速模具材料的厂商、科研院所和大专院校等有20余家,参展的产品及技术代表了目前该领域的先进水平和发展方向。
  快速经济模具技术是快速制造技术中不可缺少的应用技术,其他快速制造技术又对快速经济模具技术起到了支撑作用。快速成形技术的发展使快速经济模具技术如虎添翼,应用范围不断扩大,类型不断增多,创造的经济效益和社会效益越来越显著。
  本届模展快速经济模具及快速制造领域的参展商所展示的展品及技术门类齐全,涉及范围广泛,展出了最新的技术成果。如烟台泰利汽车零部件制造有限公司展出的汽车车身覆盖件快速试制模具技术;比利时Materialise中国代表处、宝利机械有限公司、马路科技顾问股份有限公司、北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司、深圳市海维斯特科技有限公司、上海美唐机电科技有限公司、无锡恒信达科技开发有限公司、北京隆源自动成型系统有限公司、上海联泰科技有限公司、上海交通大学国家模具CAD工程研究中心(上海模具技术研究所有限公司)、上海市东尔模型制造有限公司、上海申模科创有限公司、快速原型制造技术生产力促进中心(天津)(天津市天大银泰科技有限公司)、武汉滨湖机电技术产业有限公司、华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室、西安交大快速制造技术与装备国家工程研究中心(陕西恒通智能机器有限公司)、宁波福莱德科技有限公司等展出的快速制模、快速成形技术及设备;亨斯迈先进化工材料、广州美瑞特种建筑材料有限公司、霭科颂(上海)化工产品有限公司、上海豪仪润世科技有限公司、沈阳市(丁氏)宏可材料有限公司等展出的各种快速经济模具新材料及快速原型制造新材料等,都较好地应用于新产品开发过程中的设计验证与功能验证、较好地应用于新产品开发过程中的单件、小批量和特殊复杂零件的直接生产或快速经济模具的制造。
  冷冲压快速经济模具主要以汽车车身覆盖件快速制造模具为代表。在经济飞速发展的今天,汽车已成为人们生活中不可缺少的重要商品,人们对汽车的要求也越来越高,车型更新换代的速度越来越快,汽车新产品的开发、样车的试制,车身覆盖件的冲压是关键中的关键,车身覆盖件的快速制造离不开覆盖件冲压快速经济模具技术。汽车覆盖件快速经济模具技术,备受国内外汽车开发商的青睐,国外已形成了相当一批面向汽车主机厂、汽车研发机构,由快速经济模具技术支撑的汽车车身开发试制公司。所采取的快速经济模具技术基本上是在传统的低熔点合金模具、中熔点合金模具、新型树脂材料模具等嫁接计算机技术、快速原型技术、NC技术等实现模具的快速制造及高精度,以满足汽车新产品试制的要求。
  国内汽车车身快速试制模具技术近年来发展很快,对于汽车覆盖件快速经济模具的研究也有很多,但是,真正运用到实际车身快速试制中的屈指可数。近年来国内研究的无模多点成形技术、板类件无模多点成形系统,都是利用计算机控制高度可调的基本体组成上下成形面,代替传统模具对板料进行三维曲面成形的制造技术,它是以计算机辅助设计、辅助分析、辅助制造、辅助测试(CAD/CAE/CAM/CAT)技术为主要手段的高技术集成系统,该技术也只进行了各种三维曲面(如球面、扭曲、马鞍面等)的冲压试验,还没有实现专业化、产业化。另一类金属板料无模快速成形系统,是一种数字化成形新工艺装备,引入RP技术分层制造的思想,柔性加工大型板壳类工件,它适用于汽车新车型大型覆盖件的无模成形,但是也没有被广泛地采用。只有传统的低熔点合金、中熔点合金、树脂材料快速模具在嫁接了新的先进技术后,基本上达到了国际先进水平,并已形成了规模生产能力。烟台泰利汽车零部件制造有限公司(山东省快速模具工程技术研究中心)与清华大学激光快速成形中心合作,将清华大学的RP技术嫁接到泰利公司传统的快速模具制造技术上,结合CAM技术使传统的快速模具制造技术焕发了青春。又通过近两年来的进一步研究开发,该技术日趋成熟,形成了产业化,并已经为一汽轿车、天津一汽、上海同捷、重庆力帆、沈阳华晨等汽车公司提供了汽车车身的快速试制业务,提供的成形件得到了主机厂的认可,成为我国第一家专业的汽车车身快速试制企业,结束了我国轿车开发新车试制完全靠进口的历史。
  本届模展上展出的快速原型制造技术及设备代表了目前国际水平。源于鲁汶(Leuven)大学的比利时Materialise公司展出的RP/RT/RM的专家系统,已应用在航空航天、电子通讯、医疗器械、快速成形、汽车等领域。利用该公司自行研制的Mammoth SLA设备可以提供巨型零件的整体快速成形。展出的国外快速成形机还有:美国Stratasys快速成形机、3D System公司SLA、SLS、3DP快速成形机。
  国内参展商主要集中在大学及科技型企业,包括清华大学、华中科技大学、西安交通大学、天津大学、北京隆源自动成型系统有限公司、上海联泰科技有限公司等都展示了最新的快速成形设备及快速成形材料。北京殷华激光快速成形与模具技术有限公司展出了熔融挤压快速成形设备(MEM系列)、激光固化树脂快速成形设备(AURO-350)、分层实体快速成形设备(SSM系列)等;塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室展出了成本低、具有工程实用性的用叠层材料成形的LOM系统HRP-Ⅰ、HRP-Ⅱ、HRP-Ⅲ等机型以及新型的用粉末成形的SLS系统;国家教育部快速成形工程研究中心展出了SCPS紫外光快速成形机、SPS激光快速成形机、ZK500、800真空浇铸成形机以及最新研制的快速成形光敏树脂材料,替代了进口。还有很多企业展示出了利用快速成形设备制作快速原型及快速模具技术,该技术在快速原型设备发展的带动下,特别是在塑料模具领域得到了广泛的应用。国内很多大型模具企业都采用了快速原型制造技术,用于新产品的开发及模具开发,如海尔模具公司、海信模具公司等虽然没有重点展出该项技术,但都已经在模具产品开发中得到了广泛的应用。
  先进的新型材料,是快速制造技术不可缺少的重要组成部分。新型材料的开发促进着快速制造技术的发展,如亨斯迈先进化工材料展出的先进的化工材料,便于客户塑造新设计的产品,同时具备轻巧与强韧的特性,有助缩短产品的开发周期及生产过程,降低成本,他们推出的高性能热固性材料在不同领域取代了金属材料。北京豪仪润世科技有限公司利用Ren shape模具树脂板材制造汽车覆盖件快速成形模具取得了很好的效果。德国RAMPF公司展出了模型及模具树脂系列,包括适用于金属成形模具、塑料成形模具、铸造模型等树脂材料。
  国内快速模具快速制造新材料的发展也很快,西安交通大学展出了最新研究的快速成形光敏树脂材料获得了国家科技进步二等奖,列为国家重点新产品,产品具有高强度、耐潮湿等特点,广泛应用于汽车及医疗器械等行业。沈阳市(丁氏)宏可材料有限公司展出了自主开发的用以制作基础模型、模具的专用系列材料,产品可缩短模型及模具制作时间、降低模型及模具制作成本、提高模型及模具加工精度等,已达到国外同类产品性能指标,完全可替代进口。
  快速模具制造技术包含了很多提高模具制造速度的新技术及软件系统。如艺联电铸塑胶公模厂展出的电铸成形工艺利用电沉积的原理来制造模具镶件及其他精密金属件,为快速制造模具提供了快捷的镶件制造途径。深圳市光大激光技术有限公司、广州瑞通千里激光设备有限公司、日本京华产业株式会社上海总代理展出的激光焊接等设备有效地解决了大型模具焊接修复的问题,提高了模具制作及模具修复的效率。意大利泰磁公司展出的快速装夹机构、快速换模机构都为产品的快速制造提供了简捷的方法。另外,模具标准件的普遍采用,标准件的范围不断扩大,大大提高了模具的制造周期。
  综观本届模展,快速模具及快速制造技术的发展越来越快,代表了目前制造业快速制造技术的发展方向及现状。相信在制造业飞速发展的今天,快速制造技术的开发利用将会遍布各行各业。
  6  模具标准件
  模具标准件是模具的重要组成部分,是模具的基础构件。模具结构及其零部件的标准化程度直接影响模具的质量、交货周期和生产成本,是体现一个国家模具整体技术水平的重要标志之一,也是模具工业发展的重要环节。本届模展上国内外模具标准件参展商约80家,著名的公司有:美国IEM、DME、戴顿、日本盘起工业(大连)有限公司、北京世茂、北京永茂、西安航光(1001)模标所、天津众鑫模具标准件公司、武汉东风科尔模具标准件有限公司、镇江船山模架厂等。参展商展出的模标件品种、规格较多,不仅有模架、推管、顶针、导柱、导套、导板类通用模标件,而且还有许多新产品。如大连盘起展出的冲切类模标件,采用镀Cr及TiN、TiCN表面处理,极大地提高冲切件的耐磨性,延长了使用寿命;西安航光模标所展出的可调式固定板组件,在连续的冲压线生产中,极大的缩短了装、卸凸模的时间,展出的预翻边机构(单连杆、双连杆、角连杆、平行连杆)引起了众多模具厂家的关注;北京永茂公司展出的双角度冲孔斜楔机构,在模具同一位置使用一套该斜楔机构,可以解决冲切不同倾斜面上的孔;武汉东风科尔公司参展的盒型斜楔,采用全封闭盒形结构,滑动面均可自润滑,利用聚胺脂橡胶退料,回位弹簧不含退料力,回程力大及加工能力大;天津众鑫公司展出的特加长滑块吊楔机构,在加长的滑块前段另设置一套V型导向装置,一方面增加滑块的纵深加工能力,另一方面又能保证滑块的稳定性,表现出独特的创新性;浙江亚轮塑料模架公司展出的双色塑料模架,在结构上采用模具旋转180°,旋转后定位精度在0.003 mm左右,重复定位精度高,比日本、台湾公司采用的双模具完成双色注塑提高了生产效率,降低了成本,该模架不仅满足了多色的要求,也使色彩的过渡更加光滑平整。注塑标件模热流道的参展厂家也较多,基本能够满足国内生产注塑模需求。近几年来,为了更好地满足我国模具工业发展对技术含量高的模标件的需求,打破国外厂商的垄断,我国许多标准件厂商正在积极努力开发新产品。如氮气弹簧,两年前商品化的氮气弹簧在国内几乎还是空白,本届模展上已有3家厂商(湖北十堰兴升、常州东力、湖南邵阳兴达)展出了自主开发生产的氮气弹簧,引起了与会人员的极大关注。但由于我国现有技术法规的原因,这几个厂家还未能取得压力容器的安全许可认证,加之国外氮气弹簧厂商(如瑞典的KALLER、美国的HYSON等)已较早地进入了国内市场,并被市场广泛认可,因此我们自主设计、生产的氮气弹簧在市场上推广应用尚有一定的难度,应引起政府和行业协会的关注。
  我国模标件企业在努力创新的同时,其制造水平也有了较大的提高,企业为了降低生产成本,提高质量,在生产工艺上采用实芯铸造、金属烧结、特殊表面处理、真空热处理等工艺方法,有力地推动了模具标准件生产的技术进步。
  另外,随着CAD/CAM,PRO/E,UG等二维、三维软件广泛用于模具设计和制造,模具厂商要求标准件厂商提供模标件的2D、3D光盘,许多模标件企业为了满足市场需求,已向模具厂家提供了2D、3D的模标件光盘,这对于减轻设计工作量、缩短模具设计周期起到了积极的促进作用。
  尽管我国模标件新品增加较多,模标件生产规模在逐年扩大,技术水平也有较大的提高,已能基本满足我国模具工业发展的需求,但还存在以下几个方面的问题,应引起我们高度重视:
  (1)模具标准的编制、修订滞后于模具工业的发展。随着我国模具进出口量的增多,进口模具的维修、国产化以及三资企业对其配套模具标准要求的提出,许多模标件生产企业只能根据市场需求,采用不同国家、企业标准生产标准件。目前在国内市场上应用的标准仍较杂乱,尤以日本、欧美几家著名的标准件厂商的标准为主导,我国的QM标准和部分企业标准逐渐被边缘化,我们应加快模具标准的编制、修订工作,尽量采纳国际标准,包括采纳先进的国外企业标准。
  (2)技术含量较低的模标件所占比例仍偏高。由于我们目前自主开发能力不足,技术含量高、结构先进的模标件基本上都是仿照日本、欧美的标准生产的,本届模展上参加评优的模标件共49项,仅标准模架就有16项,导向件(导柱,导套)、推管、顶杆等11项,合计27项,占55.1%,这一数字虽比2004年度的70%有较大幅度下降,但也说明新型模标件的研究、开发工作仍是我国标准件的薄弱环节,这方面的工作亟待加强。
  (3)国内模标件厂家对引进的国外标准消化、吸收不足。目前,国内模具标准件企业大都直接采用日本、美国等国家的企业标准,对于较复杂的标准件如:斜楔机构、预翻边连杆机构等标准件的运动原理和结构受力分析,缺乏理论分析和数据计算的积累,这严重制约了模具标准件结构尺寸的改进和创新。因此,对于国内从事模标件设计的技术人员来说,在依照别人的标准资料进行仿制、改制的同时,理论的探索学习和实践经验的积累就显得更加重要。
  (4)模标件厂产品结构基本相同,无序竞争现象加剧。目前,国内少数模标件厂为了争夺市场份额,频繁降价,使整个行业的利润水平进一步下降。无序竞争势必导致质量下降和企业开发创新能力弱化,各模标厂应加强新品的开发,扩大模标件的品种,提高其精度,提高生产集中度,避免恶性竞争。
  7  模具材料
  本届模展模具材料参展企业的数量多于往届,其中国外企业或其代理有明显增加,基本反映了当前模具材料的发展水平及发展趋势。
  从参展企业的介绍可看出,模具材料生产企业对模具材料的冶炼质量都非常重视,提高材料的纯净度已经成为进一步提高材料质量与性能的重要措施和致力发展的方向。
  日本大同特殊钢公司把SKD61钢中S、P含量从0.03%降到0.01%以下。日立金属公司把SKD61钢中S、P含量从0.03%降到0.001%,钢的冲击韧性提高两倍以上。北美压铸学会NAD-CA2003年标准中把S、P含量限制在P<0.015%,S<0.003%。对于高档的镜面塑料模具钢,为提高钢的抛光性能和改善表面粗糙度,降低钢中有害杂质含量更为重要。如日本山阳特殊钢公司规定高纯净度的模具钢中[O]≤10×10-6,[S]≤50×10-6。
  通过炉外精炼、真空脱气及电渣重熔等冶炼工艺来努力降低钢中的S、P含量,已经逐渐成为先进模具材料生产企业提高材料质量的常规性措施。近年来,国外先进模具钢生产企业除了在冶炼上采用一系列措施来提高钢的性能外,还采用多向锻造等措施改善锻造效果,消除碳化物偏析,缩小钢的纵、横向性能之差,提高钢的等向性,从而大幅度提高模具的使用寿命。
  本届模展展览了一些新型模具材料。一些参展商在针对市场需求不断开发新型模具材料的同时,也逐渐形成了自己的钢种系列。
  德国KIND工具钢研发了Plast 1塑胶模具钢。该钢是高性能特硬超低碳不锈钢,其抗腐蚀性能、加工性能和尺寸稳定性能良好,焊接性能优良(不需预热和焊后热处理),适用于对耐腐蚀性能有极高要求、但镜面抛光要求不高的塑料模具。该公司还推出了一种新等级的热作钢TQ1(含义为:顶级品质钢)。据介绍,其生产完全按照最新的熔炼、锻造及热处理的技术标准来执行。凭借先进的熔炼工艺技术,钢的杂质含量较低;合金元素的最优化重组使钢的高温强度和韧性同步大幅度提高,从而增加了模具寿命,降低了产品的成本。日本山阳特殊钢公司研发的塑料模具钢PCM40和QCM8,前者预硬处理后硬度可达40~44 HRC,后者经热处理后硬度为55~62 HRC,分别用于高精度镜面模具和高硬度、高耐磨的塑料模具。QCM8模具钢具有高硬度(高温回火后可达62 HRC以上),高韧性(是传统SKD11韧性的4倍),极好的抗疲劳和优良的耐磨性能,模具使用寿命高。该公司开发的QDH高性能热作模具钢,兼具3%Cr-3%Mo(SKD7)类钢的高的高温强度及抗高温软化性能,和5%Cr-1%Mo(SKD61)类钢的良好的淬透性及韧性,适用于应力集中较严重的热作模具。
  一胜百模具技术有限公司(ASSAB)经销瑞典UDDEHOLM钢厂的模具钢,这次展会上也带来了冷作模具钢635、ASSAB88及VIKING。635钢的强度高,韧性好,淬透性及焊接性能好,可火焰硬化至56~60 HRC,淬硬层大于5 mm,特别适合厚板的冲切,广泛用于汽件刀口模具上。ASSAB88钢高温回火后,硬度>60 HRC,具有优异的耐磨性和较高的韧性。VIKING钢具有优良的耐磨损性能,高温回火后硬度为58~60 HRC,热处理变形小,适合于制造高载荷冲切成形模,也可用于高耐磨塑料模具。
  以粉末冶金方法生产工模具钢已成为国外模具材料生产企业的重点发展方向之一。采用粉末冶金工艺生产工模具钢,钢中的碳化物细小均匀,在提高了钢的强韧性的同时,也改善了钢的可加工性和磨削性能。近年来,国外工模具生产企业已开发了一系列的粉末高速钢和高合金工具钢,如日立金属公司的HAP系列粉末冶金钢,硬度可达62~67 HRC,耐磨性和柔韧性比普通工艺制造的工模具钢有明显提高。
  参展的模具钢生产企业大多已形成了自己较齐全的钢种系列,使用户能针对自己产品的要求挑选适合自己模具要求的模具钢,且有较多的选择余地。如日立金属公司的HPM塑料模具钢系列就又分3种:第一种是预硬钢,其硬度范围为29~42 HRC;第二种是淬火回火钢,其硬度范围为50~65 HRC,其中包括粉末冶金钢ZDP282和HAP10;第三种是时效处理钢。日本大同特殊钢公司的塑料模具钢系列,从PΧ4、PΧ5(预硬钢),NAK55、NAK80(高硬镜面钢),至S-STAR、D-STAR及G-STAR(不锈钢、高耐蚀、镜面钢),根据不同需求形成三个种类。还有高硬度、高镜面塑料模具钢PD613、RTD503,硬度可达到56~60 HRC。
  尽管本届模展上国内模具钢研究、生产的大型企业并不多,但根据参展企业的介绍及参展内容,仍然可看出当前国产模具钢与国外先进企业产品的差距,主要表现在以下3个方面:①产品质量仍存在一定差距:国内多数企业的设备及工艺仍较落后,钢的纯净度、表面脱碳层、碳化物级别、中心疏松等较国外先进企业的产品仍存在一定差距。国内通过电渣重熔生产的模具钢所占的比例很少,大约仅有1/10;②品种规格较少:我国模具钢市场80%是黑皮圆棒料,扁钢、精料(六面光)、经过预硬化处理的材料以及标准件少。经过改锻后的锻件,内在质量难以保证、尺寸偏大,加工余量大,因此模具钢利用率低。国外发达国家锻材和轧材多用精锻精轧工艺,提高了尺寸精度,降低了加工量,利用率在80%以上;③模具钢新品种开发较少:近年来,国内新开发的钢种较少,形成批量化生产及应用的新钢种更少。同时,对钢种的系列化工作也做得较少。
  第十一届中国国际模展模具评定评述专家组名单:
  叶军(组长)  单秉俊(副组长)  李德群(副组长)  陈德忠(副组长)
  林建平  张顺福  张孝民  蔡紫金  朴龙翼  张华禹
  郑义和  吴玉道  安文宝  赵炳桢  于平良
  本文来源:《电加工与模具》2006年第3期

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