压铸模CDCAECAM技术.doc

压铸模CAD/CAE/CAM技术 来源：南京农业大学工学院?作者：陈光明 关键词：压铸模；CAD；CAE；CAM 1 我国压铸模设计与制造的现状模具工业是国民经济的基础产业，模具工业的发展水平标志着一个国家工业水平及产品开发能力。随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多，对产品质量和外观的要求，更是日趋精美，华气。所以改革开放20多年以来，我国已成为使用各类模具的大国。其中，汽车、摩托车与家电产品生产用的各类模具的年需求量已占全国模具需求总量的60％以上，但是，我国模具生产能力和水平，与国外相比则差距颇大，造成上世纪90年代模具进口量占全国模具销售总额的1/3以上，达6~10亿美元。 由于压铸多用于生产复杂精密铸件，故压铸模设计与制造的特点：单件，复杂，精度要求高，工作量大，周期长。 目前我国压铸模设计已经具有一定的水平，基本能满足汽车、摩托车、电机、家电、仪表、灯具、电子等行业的需要。压铸模制造精度可达0.02~0.05mm，型腔表面粗糙度Ra0.4~0.2μm。模具制造周期为：中小型的3~4个月，中等复杂的4~8个月，大型的8~12个月，约为国外的1倍。模具寿命：铝合金铸件模具一般为4~8万次，个别可超过10万次，国外可达8-15万次以上。模具价格：国内约为引进价格的1/4~1/3。随着我国汽车和摩托车工业的持续发展，所需压铸模国产化的程度亦不断提高，汽车齿轮箱、离合器等有关零件的压铸模以及摩托车零件的压铸模，国内完全可以自制，替代进口。例如汽车发动机缸罩、盖板、变速器壳体和摩托车发动机缸体、齿轮箱壳体、制动器、轮毂等铝合金铸件压铸模等，我国均已能生产。例如宁波北仑地区的模具厂，在压铸模的制作和水平方面，进步较快，并以其交货快，价格竞争力强而占有市场的一定份额，已成为我国目前较大的压铸模生产基地。 在压铸模制造中，目前已较普遍采用电火花加工机床，并且在一些大的工厂中开始应用CNC数控机床制造压铸模的主要部件，数控铣结合电加工已成为加工型腔、型芯的主要手段，从而提高了压铸模的制造精度与生产效率。 但同时，我国压铸模生产仍然存在诸多问题，模具设计大多依靠设计人员长期以来积累的经验进行，缺乏与先进科学技术的结合，近年来开始尝试把计算机技术应用于设计中，但计算机辅助设计的应用仅限于绘图和简单的计算等，以至一套模具须经多次试模才能投入正常生产，新产品不但开发周期长，而且产品质量不易保证，废品率高，缺乏市场竞争力。 我国压铸模生产状况与国外比较如表1。 项目 国外 国内 压铸模型腔制造精度 0.01~0.03mm Ra0.20~0.10μm 0.02~0.05mm Ra0.40~0.20μm 压铸模生产周期 （中型压铸模） 2~3个月 3~6个月 压铸模寿命 锌、锡压铸模 100~300万次 20~30万次 铝压铸模 100万次以上 20万次 铜压铸模 10万次 0.5~1万次 黑色金属压铸模 0.8-2万次 1500次 我国压铸模的设计、制造与国外相比，仍有较大差距，反映在以下几个方面：（1）压铸模使用寿命短。目前我国设计的压铸模具普遍存在模具寿命偏低的问题，以大、中型铝合金压铸模为例，国产模具的使用寿命一般在3~8万次之间，平均6万次，有的甚至3万次都不到，而国外生产的同类模具的使用寿命可以达到10~15万次。模具使用寿命偏低，直接导致了生产效率的下降和产品成本的提高。随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。 （2）外观质量不理想。国产压铸件往往线条不清晰，水流纹不理想，表面粗糙度差。与进口压铸件对比，差距明显； （3）模具可靠性较差。传统的压铸模设计方法设计的模具可靠性较差，一般需经反复调试才能正式投入使用。 （4）生产率低。由于国产模具使用可靠性不稳定，生产中故障多，返修量大，班产量不如进口模具高。 （5）一些大型、精密压铸模具及压铸设备还需要依赖进口，例如大型汽车零件压铸模，国内基本上还不能自行制造，主要依靠进口。铜合金、镁合金压铸模亦是薄弱环节。 （6）压铸模标准化程度低。模具标准化是现代模具设计与制造的基础。推行模具标准化是实现模具合理化生产必备条件。模具标准化和专业化对缩短模具制造周期、提高产品质量以及降低生产成本都有重要的作用。我国模具标准化和专业化程度近年来虽然有一定的提高，但与国际水平相比仍相差甚远。日本、美国模具的平均生产周期已缩短到1.5~2.5个月，而我国模具的平均生产周期在4~5个月以上，其主要原因之一是模具标准化程度和水平不高！据统计，目前国内模具的标准化程度只有30％左右，专业化生产才刚刚起步，生产供应的标准件品种、规格不齐，质量不高，不能满足互换性要求，从而造成我国模具生产水平，仍基本上处于极不合理的单件生产状态。而美国模具