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模具技术现状与发展趋势综述
天津大学国家大学科技园李大鑫张秀棉
摘要：介绍了我国模具技术的现状，提出了模具技术的发展趋势。
关键词：模具技术；发展趋势；现代模具

1引言
模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。随着我国加入WTO，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。
我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业。近几年，我国模具工业一直以每年15～左右的增长速度发展，2003年，我国模具总产值超过400亿元人民币。
2我国模具技术的现状
（1）冲模。
以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，仍存在一定差距。
（2）塑料模。
近年来，我国塑料模有很大的进步。在大型塑料模方面，已能生产34英寸大屏幕彩电塑壳模具，6kg大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生产多型腔小模数齿轮模具和600腔塑封模具，还能生产厚度仅为0.08mm的1模2腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等。内热式或外热式热流道装置得以采用，少数单位采用了具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具，完全消除了制件的浇口痕迹。气体辅助注射技术已成功得到应用。在精度方面，塑料模型腔制造精度可达0.02～0.05mm（国外可达0.005～0.01mm），分型面接触间隙为0.02mm，模板的弹性变形为0.05mm，型面的表面粗糙度值为Ra0.2～0.25m，塑料模寿命已达100万次（国外可达300万次），模具制造周期仍比国外长2～4倍。这些标志着模具总体水平的参数指标与国外相比尚有较大差距。
（3）压铸模。
汽车和摩托车工业的快速发展，推动了压铸模技术的发展。汽车发动机缸罩、盖板、变速器壳体和摩托车发动机缸机、齿轮箱壳体、制动器、轮毂等铝合金铸件模具以及自动扶梯级压铸模等，我国均已能生产。技术水平有所提高，使汽车、摩托车上配套的铝合金压铸模大部分实现了国产化。在模具设计时，注意解决热平衡问题，合理确定浇注系统和冷却系统，并根据制造要求，采用了液压抽芯和二次增压等结构。总体水平有了较大提高。压铸模制造精度可达0.02～0.05mm（国外0.01～0.03mm），型腔表面粗糙度值为Ra0.4～0.2m（国外为Ra0.02～0.01m），模具制造周期为中小型模具为3～4个月，中等复杂模具为4～8个月，大型模具为8～12个月，约为国外的2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。
（4）模具CAD/CAE/CAM技术。
模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量。它使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形（型）工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，实现了CAD/CAM的集成，并采用CAE技术对成形（型）过程进行计算机模拟等，数控加工的使用率也越来越高，取得了一定的经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAE/CAM技术的发展。
近年来，我国自开发的有上海交大的冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压CAD/CAE/CAM系统等，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。目前我国计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。
（5）模具标准件。
模具标准件对缩短模具制造周期，提高质量、降低成本，能起很大作用。因此，模具标准件越来越广泛地得到采用。模具标准件主要有冷冲模架、塑料模架、推杆和弹簧等。新型弹性元件如氮