机械模具设计工艺技术分析

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摘要：在社会经济、科技蓬勃发展的今天，机械设计制造业有了进一步发展，这也就使得机械模具设计工艺技术更加先进。此次研究先对机械模具设计、机械设计制造工艺的发展进行了阐述，而后分析了机械模具设计工艺技术的现状，并对机械模具设计工艺技术的发展趋势进行了相应探讨。

关键词：机械模具；设计工艺；技术

一、前言

众所周知，模具设计在机械装备制造中具备显著效用，可谓是不容或缺的一部分。当前，机械模具设计工艺技术水平已变为评定制造业发展能力的重要指标。就机械模具技术而言，囊括机械、化工、电子等众多领域相关知识，对新科技的特征进行了有效展现。可以说，机械模具技术已与高新技术相融合，协调发展。而经由模具生产所得的机械零件，不管是生产效率抑或精确度等，均是其他制造工艺难以匹及的高度。特别是在国民经济不断发展的背景下，国内机械模具行业步入了高速发展期，模具设计、制造工艺技术水平得以提升，给机械装备制造的发展给予了有力支撑。

二、机械模具设计概述

（一）机械设计。机械设计具体表示以运用要求为基础，针对机械运行原理、结构、相关零件材料与形状尺寸、润滑方式等加以构思，并进行有效分析与计算，把其变换成详尽的描述，为机械制造给予依据的工作过程。其可谓是机械工程中的关键成分，可视为是机械生产的首个环节，对机械性能具备决定性作用。机械设计加工制造方式较为多元，以往的方式即针对原有的机械构件实施最为直观、简洁的加工处理，直至当前演变形成了新型加工方式，即针对所有独立单元实施加工处理，经由单元和单元组合，构建产生存在较好功能的产品。如此能对产品具有的灵活性、可塑性加以体现。现如今，较多交通工具以及通讯设备具有的制造辅助件均是借助此方式构建所得。（二）模具设计。就模具而言，即基于既定结构形式，借助相应手段让材料成型的工业产品之一，还能对相应形状与尺寸要求的工业产品零部件的工业产品之一进行生产。譬如大型机械设备，飞机、汽车等；小型物品，茶杯等，它们均需借助模具成型。要知道，经由模具生产制造的构件对应的精度、一致性抑或生产效率等，均是其他加工技术、方式难以比拟的。可以说，模具在相应层面对产品质量、经济效益以及新产品开发水平具备决定性作用，因而其也被叫做“工业之母”。而就模具设计而言，即对企业模具实施数字化设计，囊括型腔模和冷冲模，也就是将以往的模具设计工艺技术为基础，对先进的数字化设计工具加以利用，改善模具设计效率与效果，缩减模具设计周期。

三、机械设计制造工艺的发展

数百年前，还不具备专门进行模具设计的职业，他们通常被叫做工匠亦或百工，具体是进行石器的打磨，因而当时被叫做石器时代。当时的制造业未获取较好发展，不但精确性不足，且安全、适应性普遍低下，功能与造型均处在初期。直至新时代，社会不断进步，生产技术得以优化，机械设计制造开始将精度与安全置于首位，以此改善产品质量与性能。21世纪，社会较之以往具有翻天覆地的变化，各大领域均开始加速发展，市场接近饱和，这便对模型加工制造出具了新要求，以往的模型生产已与时不符，需以先进的模具设计、模型生产为主。在此形势下，各大畛域均开始引入、应用先进技术，对高端模具加以设计、制造，望以此为企业或行业发展予以支撑。如此也就表明，要想国家整体发展水平得以提升，便需注重先进模具设计、模型生产技术的优化利用。特别是模具设计人员，不但需充分了解相应软件知识，也应享有实践操作能力，仅有如此方可设计、制造出更多优秀的产品。21世纪以来，社会大众的生活水平、质量有了明显改善，以往那些只能实现大众单一需求的产品已开始被市场淘汰，仅有创新方可不断发展，这也就对模具设计人员出具了较高要求。对此，模具设计人员需在具备较好理论、实践能力的同时，前往各区域模具生产场地，对新技术进行调研，并与同业人士积极交流，从而改进自身不足，以此对机械模具设计工艺技术水平加以提升，促进机械制造业可持续性发展。

四、机械模具设计工艺技术的现状

（一）设计和制造技术一体化发展。就机械模具的设计来看，计算机这一辅助设备获取了极为宽泛的运用。机械模具由刚开始的设计至后续制造达成了一体化。此生产模式不但对模具设计过程进行了优化改良，也达成了生产方式自动化的目的。在针对机械模具构建模型并进行数控加工期间，对三维设计具有的优势特征得到了有效发挥，不但改善了机械模具设计效率，也赋予了模具设计极强的合理性。具体做法为，针对机械零件实施形态仿真设计期间，对数字模拟方式进行利用，以此探寻最佳模具机构与制造方案。在对大规模机械模具进行锻造定型以及塑件成型期间，不管是其大小抑或精确性等均不会对模拟成型产生较大干扰。（二）基于大规模、繁杂机械模具的新技术出现。为契合机械制造业发展所提实际需要，专门应对大规模且繁杂机械模具的设计工艺技术持续涌现，缩减了模具研发周期，工艺技术水平、制造精度得以提升。就设计而言，模拟仿真已变为主流技术。经由模拟分析技术，能预先知晓覆盖件于塑型期间可能滋生的问题，经由分析达成改进工艺的目的，对所有参数合理调整，从而有效处理问题。就三维模具设计而言，其在大规模机械模具设计制造中获取了宽泛运用，可由多个维度入手监察模具结构，确保其合理有效。（三）高速铣削工艺的利用。该工艺技术是机械模具设计工艺技术中的关键技术，当前获取了宽泛运用，其特征即高速加工期间，材料温度上升速度慢，道具具有的切削力不大，因热能所致的变形概率不大，模具表层材料具有的残留应力小等。（四）注射模中新技术的利用。就注射模而言，新技术持续被利用。如热流道技术位于注塑行业获取了宽泛运用，其运行原理即经由元器件给模具提供热度，确保塑料熔融形态，以此进行高品质成型塑件的制造，从而缩减原材损耗并节约资源。同时，注射成型中还对气体辅助注射新技术进行了利用，其运行原理即将氮气为辅助注射对象，优势即注射期间不具备较大压力，能对熔体较好的流动性进行维持，所得产品不会轻易变形，且翘曲率校，外形质量好。（五）微细成型工艺的利用。纳米技术位于微细成型中被宽泛运用，其原理即对物质反应大小、传输速度等进行控制，以此进行技术创新，且可以对其特殊性能加以体现。纳米工艺的运用具体可从纳米模具变为生产工具所体现。（六）反求工程技术。反求工程也被叫做逆向工程。在新产品开发、模具设计与生产期间，此工程存在显著效用。此工程设计方式以及工作原理较之以往而言存在巨大差异，其先需对加工对象实施数据采集与处理，借助CDA造型对加工对象对应的几何模型进行获取，而后经由对几何模型进行数据分析，基于需求对数据合理调整，最终落实模具外形设计，并通过CAM编程，对模具加工处理。（七）模具设计制造开始信息化、智能化发展。机械模具设计制造业当前已开始了信息、智能化发展。当前，较多机械模具设计制造企业经由信息化平台的构建以强化其管理能力，并对项目进程加以监控，达成对模具设计工艺技术的实时管理，能大幅改善机械模具设计效率与质量。

五、机械模具设计工艺技术的发展趋势

具体体现为如下几点：第一，机械模具设计工艺技术今后将有目的地提升信息化与智能化水平，促使机械模具设计更为规范化。同时，会对三维设计等进行宽泛运用，加快构建信息化平台。第二，将CAM、CAPP等技术当做前提，对机械模具设计工艺技术与实际制造技术的融合加以深化，对设计的智能化程度加以提升，有望实现机械模具设计的自动化。第三，信息化平台的构建将为机械模具设计制造企业间的信息与技术交流予以支撑，为机械模具设计工艺技术的不断改良、优化大有裨益。第四，将对超高速、精度的机械模具设计工艺技术进行探究，确保模具设计和加工的精确值限定在0.001mm以下，以此具有镜面加工水平。

六、结束语

概括而言，在国内机械模具技术获取较好发展的同时，机械模具设计工艺技术水平也有了显著提升。此次研究先对机械模具设计、机械设计制造工艺的发展进行了阐述，而后分析了机械模具设计工艺技术的现状，并对机械模具设计工艺技术的发展趋势进行了相应探讨，望以此为国内机械模具设计工艺技术的可持续性发展予以参考。

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作者:蔺代永 单位:长沙学院