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1、冷冲压模具发展现状模具是高新技术产业的一个组成部分 ,是工业生产的重要基础装 备,用模具生产的产品,其价值往往是模具价值的几十倍。模具技术是 一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术,涉及新技术、新工艺、新 材料、新设备的开发与推广应用,是冶金、材料、计量、机电一体化、 计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共 同打造的系统工程。用模具生产制品具有高效率、低消耗、高一致性、 高精度和高复杂程度等特点 ,这是其他任何加工制造方法所不及的。 目前,模具制造业已成为与高新技术产业互为依托的产业,模具工业技 术水平的高低已成为衡量国家制造业水平的重要标志之一。对任何国家来说,制造产业
2、是综合国力及技术水平的体现,而模具 行业的发展是制造产业的基础和关键。针对这种情况 ,国家出台了相 应的政策,正积极发展模具制造产业。一、冷冲模具工业历史悠久 冷冲压加工工艺在我国已有悠久的历史。据文献记载 :我国劳动 人民远在青铜时期就发现了金属具有锤击变形的性能 ,到了战国时代 （公元前403前221年）已经能炼剑淬火。我们的祖先在2300年前 已掌握了锤击金属制造兵器和各种日用品技术。在漫长的封建社会时 期,我国劳动人民在金、银、铜装饰品和日用品的制作中,更是显示出 了精巧的工艺技术和高超的艺术水平,令人叹为观止。近代,从上个世纪20年代开始,金属制品、玩具和小五金等行业就 开始使用冲床
3、、压力机等简易机械设备及相应的模具加工产品的毛坯 或某些零部件,其中的“刀口模子”专门用于落料、冲孔,“坞工模子”可用 于金属拉伸。由于生产力较为低下,技术水平不够,当时各厂使用的冲 压设备功率都不大,甚至大多还是手扳脚踏。模具加工业以手工为主, 故而模具的精度不高,损坏率大。直到20世纪40年代初,出现水压机 冷冲模具。 50 年代公私合营后,增添了磨床、铣床和锯床等设备,又配 上硬度计、外径内径测定器和块规等较为精密的测量设备 ,冷冲模具 的精度得以提高。六七十年代,随着产品生产大量使用冲压机床,冷冲 模具已从原来单冲落料、单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。同时 由于冷冲模架标准件的出现,
4、使模具设计结构形式多样化,精度也由此 提高。与此同时,随着热处理技术的进步和检测手段的完善,冷冲模具 使用寿命提高57倍。这一时期，还由于成型磨削、电脉冲和线切割 机等机床相继使用,又采用硬质合金为模具材料,冷冲模具的制作工艺 有了新的发展。设计人员改进制模工艺,具有自动送料、自动理片和接 料装置的复合模具大量问世。靠模铣床引进后,用石膏、木模或实物即 可翻制出相同形状的模芯,使复合拉深模具的制作方便了许多,确保了 精度。 70 年代以后,使用斜度线切割机加工冷冲模具,其凸模（冲头）和 凹模可先淬火处理再切割装配,取代了原来冷冲模具制作需要热处理 -装配-变形修正的繁琐工艺模具的精度可达到0.
5、01mm。可以说这段 时间我国的模具产业发展日新月异。二、冷冲模具工业的现状到了 21世纪，随着计算机软件的发展和进步,CAD/CAE/CAM技术 日臻成熟,其现代模具中的应用越来越广泛。目前我国冲压模具无论在数量上 ,还是在质量、技术和能力等方 面都已有了很大发展,但与国民经济需求和世界先进水平相比,仍具有 较大的差异,一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进 口,特别是中高档轿车的覆盖件模具,目前仍主要依靠进口。而一些低 档次的简单冲模,则已供过于求,市场竞争非常激烈。根据中国模具工业协会的统计数据,2021 年中国模具进出口总额 为 38.07 亿美元,比上年下降3.03%。其
6、中进口总额为19.64 亿美元,同 比减少 2%;出口总额为18.43 亿美元,同比减少4.11%。按模具种类分,进出口最高的仍是塑料橡胶模具,分别占了进出口 额的50.12%和70.26%;其次是冲压模具,分别占了进出口额的42.42%和 22.07%。按进口货源地分,进口模具主要来自日本、韩国、德国,其次是中 国台湾、美国、加拿大、意大利、新加坡、丹麦和法国;按出口目的地 分,中国出口模具的市场主要是香港、美国和日本,其次是德国、印度、 中国台湾、法国、巴西、韩国和越南;按出口货源地分,出口模具主要 来自广东、浙江和江苏。从进出口模具价格方面分析 ,2021 年出口冲压模具平均每吨价 88
7、94.5 美元,比上年上升 13.5%;出口塑料橡胶模具平均每套价 963 美 元,比上年上升 15.6%。如果与进口价相比较,则冲压模具平均每吨进出 口之比为1.8 : 1;塑料橡胶模具平均每套进出口之比为2.5 : 1。与上 年相比,差距明显缩小。中国模具工业协会的分析指出,从上述价格可看出,中国出口模具 的技术含量和附加值比上年又有了上升,与进口模具相比,技术和价格 差距也在不断缩小,充分体现出了 2021 年中国模具产业的技术进步。三、冷冲模具的发展方向发展模具工业的关键是制造模具的技术、相关人才以及模具材料 模具技术的发展是模具工业发展最关键的一个因素 ,其发展方向应该 为适应模具产
8、品“交货期短”、“精度高”、质量好”和“价格低”的要求服 务。为此,急需发展如下几项:1. 全面推广模具 CAD/CAM/CAE 技术:随着微机软件发展和进步, 普 及 CAD/CAM/CAE 技 术的 条件 已基 本成熟 ,各企业需 要加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度,同时进一步扩大 CAE 技术的 应用范围。计算机和网络的发展可以促进 CAD/CAM/CAE 技术跨地 区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广,实现技术资源重新整合,使 虚拟制造成为可能。2. 模具扫描及数字化系统 :高速扫描机和模具扫描系统具备从模 型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能 ,这样可以大大缩
9、短模具研制制造周期。将快速扫描系统安装在已有的数控铣床及加工 中心上,可以实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工 程序、不同格式的 CAD 数据,用于模具制造业的“逆向工程”。3电火花加工电火花加工(EDM)虽然已受到高速铳削的严峻挑战, 但其固有特性和独特的加工方法是高速铣削所不能完全替代的。例如 对模具的复杂型面、深窄小型腔、尖角、窄缝、沟槽、深坑等处的加 工,EDM有其无可比拟的优点。复杂、精密小型腔及微细型腔和去除 刀痕、完成尖角、窄缝、沟槽、深坑加工及花纹加工等，将是今后EDM 应用的重点。为了在模具加工中进一步发挥其独特的作用 ,今后将不 断提高 EDM 的效率、自动化程
10、度、加工的表面完整性和设备的精密 化和大型化,作为可持续发展战略,绿色 EDM 新技术是未来重要发展 趋势。4. 优质材料及先进表面处理技术 :选用优质钢材和应用相应的表 面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。5. 模具研磨抛光将自动化、智能化:模具表面的质量对模具使用寿 命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自动化、智能化的研磨 与抛光方法替代现有手工操作,提高模具表面质量是重要的发展趋势。模具的失效原因有很多,材料方面的原因占较大的比重,据资料统 计,因选材和用材不当,致使模具过早失效,大约占失效模具的 45%以上 另一方面，在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20% 3
11、0%。因此,十分有必要选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具 的寿命。模具用钢要采用电渣重熔工艺 ,如采用粉末冶金工艺制造的 粉末高速钢等。目前,模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化, 尽量缩短供货时间亦是模具行业的重要发展趋势。四、结语 我国模具工业虽然有了很大的发展,但总体看来,技术水平仍比工 业发达国家要落后 1520 年,这与我国制造业发展的要求相比差距还 很大。为了推进社会主义现代化建设 ,适应国民经济各部门发展的需 要,模具工业需要进行进一步技术结构和加速国产化。因此,应立足国 情,着重发展模具行业中的关键、共性技术,不断加大新技术的开发和 推广应用力度,不断提高行业的自主创新能力,用信息技术带动和提升 模具工业的制造技术水平,积极采用高新技术和先进适用技术来提高 行业的总体水平,使我国模具行业向大型、精密、复杂、高效、长寿命 和多功能方向发展,推动我国模具工业技术进步再上新台阶,将是我国 模具行业发展的一个重要任务。
