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1、现代模具具的先进进制造方方法综述述摘要：本文主要要介绍了了当今模模具行业业的先进进加工制制造方法法。从现现阶段的的发展状状况出发发，合理理分析了了今后的的发展趋趋势，并并对现代代模具的的几种先先进加工工制造方方法进行行了概括括性的介介绍。关键词：模具制制造 先先进方法法 综述述Absttracct: In thiis ppapeer, thee moold inddusttry in toddays aadvaanceed mmanuufaccturringg meethoods. Sttarttingg frrom thee cuurreent staate of devveloopmeen
2、t, raatioonall annalyysiss off thhe ddeveeloppmennt ttrennd oof tthe futturee, aand sevveraal mmodeern molld mmanuufaccturringg meethoods of advvancced genneraal aare inttrodduceed.第一部分分：模具具行业发发展现状状级今后后趋势1.模具具和模具具行业 模具（mmoldd; mmoulld; diee; ttoollingg；maatriix; pattterrn）是是用来成成型物品品的工具具，这种种工具有各各种零件件
3、构成，不不同的模模具由不不同的零零件构成成。它主主要通过过所成型型材料物物理状态态的改变变来实现现物品外外形的加加工。在在冲裁、成成形冲压压、模锻锻、冷镦镦、挤压压、粉末末冶金件件压制、压压力铸造造，以工工程塑料料、橡胶胶、陶瓷瓷等制品品的压塑塑或注塑塑的成形形加工中中，用以以在外力力作用下下使坯料料成为有有特定形形状和尺尺寸的制制件的工工具。在现代化化工业生生产中，660%90%的工业业产品需需要使用用模具加加工，模模具工业业已成为为工业发发展的基基础，许许多新产产品的开开发和生生产在很很大程度度上以来来模具的的生产，特特别是汽汽车、轻轻工、电电子、航航空等行行业尤为为突出。而而作为制制造业
4、基基础的机机械行业业，据国国际生产产技术协协会预测测，211实际机机械制造造工业的的零件，其其粗加工工的755%和精精加工的的50%都将依依赖模具具完成。因因此，模模具工业业已经成成为国民民经济的的重要基基础工业业。模具工业业发展的的关键是是模具技技术的进进步，模模具技术术有涉及及到许多多学科的的交叉。模模具作为为一种高高附加值值和技术术密集型型产品，其其技术水水平的高高低已经经成为衡衡量一个个国家制制造水平平的重要要标志之之一。世世界上许许多国家家，特别别是一些些工业发发达的国国家都十十分重视视模具技技术的开开发，大大力发展展模具工工业，积积极采用用先进技技术和设设备，提提高模具具制造水水平
5、，已已经取得得了显著著的经济济效益。美美国是世世界超级级经济大大国，也也是世界界模具工工业领先先的国家家，早在在20世世纪800年代末末，美国国模具行行业就有有一万两两千多个个企业，从从业人员员有十七七万之多多，模具具总产值值叨叨664.447亿美美元。日日本模具具工业是是从19957年年开始发发展起来来的，当当年模具具总产值值仅有1106亿亿日元，到到19998年总总产值已已经超过过4.888万亿亿日元，在在短短的的40余余年内增增加了4460多多倍，这这也是日日本经济济能飞速速发展并并在国际际市场上上占有一一定优势势的重要要原因之之一。纵观世界界经济的的发展，模模具工业业在经济济繁荣和和经
6、济萧萧条时代代都不可可或缺。经经济发展展较快时时，产品品畅销，自自然要求求模具能能跟上；而经济济发展滞滞缓时期期，产品品不畅销销，企业业必然千千方百计计开发新新产品，这这同样会会给模具具带来强强劲的需需求。因因此，模模具行业业是一个个经久不不衰的工工业。2、我国国模具技技术的现现状及发发展趋势势我国模具具工业起起步晚，底底子薄，与与工业发发达国家家相比有有很大差差距，但但在国家家产业政政策和与与之配套套的一系系列国家家经济政政策的支支持和引引导下，我我国模具具工业发发展迅速速。据统统计，我我国现有有模具生生产厂家家近两万万家，从从业人员员有500万人。但但总体上上看，自自产自用用占主导导地位，
7、商商品化模模具近卫卫1/33左右，国国内模具具生产仍仍供不应应求，特特别是精精密、大大型、复复杂、长长寿命模模具，仍仍主要依依赖进口口。目前前，就整整个模具具市场来来看，进进口模具具约占总总量的220%左左右，其其中，中中高档模模具进口口比例达达到400%以上上，因此此我国模模具产业业任重而而道远。可可喜的是是近年来来我国的的模具技技术和水水平也取取得了长长足的进进步主要要表现在在一下方方面：1)研究究开发模模具新钢钢种及硬硬质合金金、钢结结硬质合合金等新新材料，一一些新的的热处理理工艺，延延长了模具具的使用用寿命。2)开发发了一些些多工位位级进模模和硬质质合金模模等新产产品，并并根据国国内生
8、产产需要研研制了一一批精密密塑料注注射模。3)研究究开发一一些模具具加工新新技术和和新工艺艺，如三三维曲面面数控、仿仿形加工工；模具具钢的超超塑性成形技技术和各各种快速速制模技技术等。4)模具具加工设设备已得得到较大大发展，国国内已能能批量生生产精密密坐标磨磨床、计计算机数数字控制制(CNCC)铣床床、CNNC 电火火花线切切割机床床和高精精度电火火花成形形机床等等。5)模具具计算机机辅助设设计和制制造已在在国内开开发和应应用。我国的模模具技术术虽然得得到了较较大的发发展，但但仍然还还需花费费大量资资金向国国外进口口模具，其其原因是是：1)专业业化生产产和标准准化程度度低。2)模具具品种少少，
9、生产产效率低低、经济济效益较较差。3)模具具生产制制造周期期长、精精度不高高，制造造技术落落后。4)模具具寿命短短，新材材料使用用量少。5)模具具生产力力量分散散、管理理落后。根据我国国模具技技术发展展的现状状及存在在问题，今今后的发发展方向向为：1)开发发和发展展精密、复复杂、大大型、长长寿命的的模具，以以满足国国内、外外市场的的需要。2)加速速模具的的标准化化和商品品化，以以提高模模具质量量，缩短短模具生生产周期期。3)大力力开发和和推广应应用模具具CADD/CAAM 技技术，提提高模具具制造过过程的自自动化程程度。4)积极极开发模模具新品品种、新新工艺、新新技术和和新材料料。5)发展展模
10、具加加工成套套设备，以以满足高高速发展展模具工工业的需需要。第二部分分：模具具制造的的基本要要求和特特点1、模具具制造的的要求(1)制制造精度度高为了了生产合合格的产产品和发发挥模具具的效能能，设计计、制造造的模具具必须具具有较高的精精度。模模具的精精度主要要是由模模具零件件精度和和模具结结构的要要求来决决定的。为为了保证证制品精精度，模模具工作作部分的的精度通通常要比比制品精精度高224 级；模具结结构对上上、下模模之间的的配合有有较高要要求，因因此组成成模具的的零件都都必须有有足够的的制造精精度。(2)使使用寿命命长(3)制制造周期期短模具具制造周周期的长长短主要要取决于于制模技技术和生生
11、产管理理水平的的高低。为为了满足生生产需要要，提高高产品竞竞争能力力，必须须在保证证质量的的前提下下尽量缩缩短模具具制造周周期。(4)模模具成本本低模具具成本与与模具结结构的复复杂程度度、模具具材料、制制造精度度要求及及加工方方法等有关关，必须须根据制制品要求求合理设设计模具具和制订订其加工工工艺。2、模具具制造的的特点模具制造造属于机机械制造造范畴，但但与一般般机械制制造相比比，它具具有许多多特点：(1)单单件生产产用模具具成型制制品时，每每种模具具一般只只生产112 副，所所以模具具制造属属于单件生产。每每制造一一副模具具，都必必须从设设计开始始，制造造周期比比较长。(2)制制造质量量要求
12、高高(3)形形状复杂杂模具的的工作部部分一般般都是二二维或三三维复杂杂曲面，而而不是一一般机械械的简单单几何体。(4)材材料硬度度高模具具实际上上相当于于一种机机械加工工工具，硬硬度要求求高，一一般用淬淬火工具具钢或硬质质合金等等材料，采采用传统统的机械械加工方方法制造造有时十十分困难难。第三部分分：模具具先进制制造技术术1.先进进制造技技术的范范畴：一般认为为先进制制造技术术有以下下四部分分组成，但但它是动动态的，变变化的。1. 现代设计计技术合理的设设计是决决定产品品品质、环环境相容容性、经经济性和和满足需需求的基基础，设设计的水水平、质质量和效效率是决决定产品品开发能能力和市市场竞争争能
13、力的的重要环环节。在在新的技技术环境境下，现现代设计计技术以以计算机机辅助工工具和包包含丰富富的数据据库、知知识库支支撑体系系的智能能技术为为基础，将将设计、制制造和生生产过程程有机结结合在一一起，形形成一些些新的理理论和方方法。主主要包括括：计算算机辅助助设计（CCAD）、计计算机辅辅助工程程（CAAE）、反反求工程程技术（RRE）、并并行工程程（CEE）、协协同设计计技术（CCSCWW）、稳稳健设计计技术（RRobuust Dessignn）与质质量功能能配置、再再生工程程、绿色色产品设设计等。2. 先进制造造工艺技技术先进制造造工艺是是先进制制造系统统的基础础，是实实现优质质、高效效、低
14、耗耗、清洁洁生产和和保证产产品质量量与市场场竞争力力的前提提。例如如金属超超塑性的的发现、金金属紧密密铸锻冲冲压工艺艺的进步步已经可可以实现现不经切切削加工工或极少少加工余余量即可可成形，使使得成型型制造技技术正在在从制造造工件毛毛坯或接接近零件件形状向向直接制制成工件件或净成成形的方方向发展展；用于于汽车、飞飞机、精精密机械械的精密密加工精精度已达达（umm）级，用用于磁盘盘、磁鼓鼓制造的的精密加加工精度度已达到到亚微米米级（00.011um），用用于超精精密电子子器件的的精密加加工精度度已经达达到毫微微米级（00.0001umm），而而超精密密加工的的精度也也已经达达到纳米米级（00.1-
15、1000nm）级级的阶段段，这些些都是实实现高效效清洁生生产的关关键技术术。主要要包括：计算机机辅助制制造（CCAM）、少少无切削削制造技技术、精精密加工工和超精精密加工工技术、非非机械加加工制造造技术、快快速原型型制造（RRPM）、仿仿生制造造、虚拟拟制造技技术（VVMT）等等。3. 综合自动动化技术术综合自动动化技术术事实上上是一个个包含计计算机技技术、网网络技术术、自动动化技术术的运作作系统，通通过现代代系统管管理思想想贯穿在在一起，以以实现从从信息、功功能、过过程直至至企业的的集成和和优化技技术的物物化环节节，能过过将制造造企业的的人、技技术、管管理和资资源以及及物流、信信息流、与与价
16、值流流有机结结合在一一起。主主要包括括：分布布式数控控技术（DDNC）、柔柔性制造造技术（FFMT）、集集成制造造技术（CCIMTT）、智智能制造造技术（IIMT）。4.现代代系统管管理技术术 现代代系统管管理技术术是一项项富有哲哲学意味味的系统统理论和和方法，它它在信息息集成、功功能集成成、过程程集成和和企业集集成的基基础上，着着重讨论论如何最最大限度度的发挥挥已有技技术、设设备、资资源和人人员的作作用和最最大限度度的提高高企业经经济效益益和竞争争能力的的组织与与经营管管理策略略。主要要包括：制造资资源计划划（MRRPIII）、准准时制造造（JIIT）和和精益生生产（LLP）、敏敏捷制造造（
17、AMM）、全全球化制制造（GGM）和和星系管管理系统统（IMMS）、可可持续发发展战略略及相关关技术等等。2.传统统加工与与特种加加工的比比较1传统统的模具具加工制制造方法法，也就就是机械械加工，即即用传统统的切削削与磨削削加工与与现代数数控机床床加工，机机械加工工也常作作为零件件粗加工工和半精精加工的的主要方方法。机机械加工工的主要要特点是是加工精精度高、生生产效率率高，而而且用相相同的设设备和工工具可以以加工出出各种形形状和尺尺寸的工工件。但但是，用用机械加加工方法法加工形形状复杂杂的工件件时，其其加工速速度很慢慢，高硬硬度材料料难以加加工。2特种种加工特特种加工工是有别别于传统统机械加加
18、工的加加工方法法，例如如电加工工。从广广义上讲讲，特种加工工是指那那些不需需要用比比工件更更硬的工工具，也也不需要要在加工工过程中中施加明明显的机机械力，而是直接接利用电电能、声声能、光光能、化化学能等等来除去去工件上上的多余余部分，以以达到一一定形状状、尺寸寸和表面面粗糙度度要求的的加工方方法。3.几种种先进制制造技术术方法：1.高速速切削技技术它是一项项高新技技术，以以高效率率、高精精度和高高表面质质量为基基本特征征，在模模具制造造行业中中获得了了愈来愈愈广泛的的应用，并并已取得得了重大大的技术术经济效效益，是是当代先先进制造造技术的的重要组组成部分分。11高高速刀具具技术模模具制造造业中
19、将将普遍应应用高速速(超高速速)干式切切削技术术。超硬硬刀具材材料的应应用、复复合(组合)式各类类高速切切削刀具具(工具)的结构构设计与与制造技技术，是是刀具(工具)品种发发展的主主导技术术。其中中无屑加加工工艺艺的搓、挤挤滚压成成形类刀刀具(工具)应用会会更加广广泛；超超硬刀具具材料将将在各类类刀具的的涂层材材料、SSiN陶陶瓷及TTi基陶陶瓷领域域发展更更快、应应用更加加广泛。12高高速机床床技术我我国高速速机床技技术重点点：一是是研发机机床关键键功能部部件，如如转速2200000 rrPm以上的的大功率率高刚度度主轴、无无刷环形形扭矩电电机、直直线电机机、快速速响应数数控系统统等；二二是
20、多功功能复合合机床设设计、制制造网络络、通讯讯网络技技术的应应用等。随随着数控控系统，关关键功能能部件、网网络通讯讯技术的的进步与与完善，将将促使多多轴联动动、多面面高速加加工中心心，铣、车车功能为为一体的的复合加加工中心心技术达达到实用用化；相相应出现现各类数数控专用用高效率率加工机机床；将将激光技技术更加加广泛应应用于机机械成形形加工、切切割加工工领域；机床数数控系统统的功能能将可实实施网络络化通讯讯与生产产，进一步提提升数控控机床的的利用率率。13零零件毛坯坯制造技技术快速速成形技技术的实实用化，将将进一步步提升目目前的精精铸、精精锻及其其它成形形制造技技术，使使其几何何尺寸精精度能满满
21、足少无无切屑加加工的要要求，其其材料的的选择将将适应绿绿色制造造工程的的技术要要求，零零件材料料的可加加工性能能将适应应高速切切削技术术要求。14其其它技术术自动生生产线技技术：将将以各类类高速加加工中心心组成，大大力发展展柔性、敏敏捷制造造工程技技术；测测量技术术：随着着高速加加工系统统工程技技术广泛泛应用，数数字化CCCD、激激光图形形处理测测量技术术和随机机在线高高速测量量技术将将广泛应应用于柔柔性数控控生产线线及数控控专用高高效率加加工机床床上；网网络技术术：将在在不断进进步的计计算机技技术支持持下，大大力发展展宽带网网及网络络安全技技术。2特种种加工技技术面向快速速制造的的特种加加工
22、技术术是在传传统的特特种加工工技术与与材料技技术、控控制技术术、微电电子技术术和计算算机技术术紧密结结合的基基础上，随随着快速速响应市市场需求求而逐步步发展起起来的。21分分层制造造技术为为有效地地简化问问题的复复杂性，将将采用类类似快速速成形的的分层制制造加工工模式，并并严格控控制每一一层的加加工余量量，确保保工具只只有底面面实现加加工，而而侧面不不参与加加工，从从而使复复杂的模模具三维维型面加加工问题题转化为为一系列列平面加加工问题题。22基基于电场场控制、溶溶解与切切削相结结合的复复合加工工技术以以钝性工工作液为为纽带，结结合电场场控制策策略，探探索这些些工艺的的复合方方法，以以充分发发
23、挥其各各自的长长处，可可发展出出复杂曲曲面形状状和光整整一体化化加工技技术。具具体包括括电化学学机械复复合加工工技术，化化学机械械加工技技术，超超声放电电复合jn-r-技技术，时时变场控控制、磁磁场辅助助的电化化学及电电化学机机械复合合加工技技术，时时变场控控制的电电解在线线修整砂砂轮磨削削加工技技术，时时变场控控制电化化学及磁磁粒研磨磨的复合合加工技技术等。电化学加加工23三三维型腔腔的精密密成形及及镜面电电火花加加工一体体化技术术通过采采用在普普通煤油油工作液液中添加加固体微微细粉末末的方法法，来增增大精加加工的极极间距离离、减小小电容效效应、增增大放电电通道的的分散性性。从而而可使该该工
24、艺排排屑好、放放电稳定定、加工工效率提提高，并并有效降降低加工工表面的的粗糙度度。同时时，混粉粉工作液液的使用用还可在在模具工工件表面面形成硬硬度较高高的镀层层，提高高模具型型腔表面面的硬度度和耐磨磨性，实实现模具具三维型型腔的精精密成形形及镜面面电火花花加工一一体化。24面面向RPP技术的的特种加加工工艺艺组合技技术241直接利利用RPP工艺，结结合相应应的后处处理工艺艺或快速速精密铸铸造工艺艺制造模模具的方方法，利利用金属属粉末烧烧结(SLSS)制成成的原型型件，直直接进行行金属熔熔渗处理理，形成成金属模模具零件件。利用用SLAA、FDMM或LOMM方法，直直接制造造树脂、ABS塑料模具零
25、件。用SLS方法直接制造铸造用的消失蜡模，实现零件的快速精密铸造。242基于RPP原型件件，结合合相应的的特种加加工工艺艺，间接接制造模模具的方方法。基基于RPP原型，与与电铸工工艺、金金属喷涂涂、陶瓷瓷涂覆工工艺相结结合，快快速制造造金属或或陶瓷模模具的工工艺技术术；浇注注硅橡胶胶、环氧氧树脂或或聚氨脂脂等软材材料，直直接制造造软模具具。243基于RPP原型，结结合相应应的特种种加工工工艺，快快速制造造电加工工的电极极，实现现复杂模模具零件件的快速速电火花花成形加加工。在在原型或或原型制制作的母母模上刷刷涂导电电层，再再电铸或或电镀形形成金属属电极。直直接在原原型上进进行金属属冷喷涂涂形成金
26、金属电极极。利用用原型制制造母模模，充实实粉末，再再压实烧烧结形成成电极。在在原型制制作的母母模内充充人石墨墨粉与粘粘接剂的的混合物物，固化化形成石石墨电极极。在原原型制作作的母模模内充入入环氧树树脂与碳碳化硅粉粉的混合合物，首首先形成成研磨模模，再在在专用振振动研磨磨机上研研磨出石石墨电极极。3虚拟拟现实技技术31虚虚拟技术术的重要要技术特特征虚拟拟现实是是利用计计算机生生成一种种模拟环环境(如飞机机驾驶舱舱、操作作现场等等)，通过过多种传传感设备备使用户户“投入”到该环环境中，实实现用户户与该环环境直接接进行自自然交互互的技术术。因此此，具有有以下四四个重要要特征：多感知知性、存存在感、交
27、交互性、自自主性。32虚虚拟现实实系统的的构成主主要由以以下模块块构成：检测模模块：检检测用户户的操作作命令，并并通过传传感器模模块作用用于虚拟拟环境。反反馈模块块：接受受来自传传感器模模块信息息，为用用户提供供实时反反馈。传传感器模模块：一一方面接接受来自自用户的的操作命命令，并并将其作作用于虚虚拟环境境；另一一方面将将操作后后产生的的结果以以各种反反馈的形形式提供供给用户户。控制制模块：对传感感器进行行控制，使使其对用用户、虚虚拟环境境和现实实世界产产生作用用。建模模模块：获取现现实世界界组成部部分的三三维表示示，并由由此构成成对应的的虚拟环环境。33虚虚拟现实实系统的的关键技技术331动
28、态环环境建模模技术虚虚拟环境境的建立立是虚拟拟现实技技术的核核心内容容。动态态环境建建模技术术的目的的是获取取实际环环境的三三维数据据，并根根据应用用的需要要，利用用获取的的三维数数据建立立相应的的虚拟环环境模型型。三维维数据的的获取可可以采用用CADD技术(有规则则的环境境)，而更更多的环环境则需需要采用用非接触触式的视视觉建模模技术，两两者的有有机结合合可以有有效地提提高数据据获取的的效率。332实时三三维图形形生成技技术三维维图形的的生成技技术关键键是如何何实现“实时”生成。为为了达到到实时的的目的，至至少要保保证图形形的刷新新率不低低于155桢秒秒，最好好是高于于30桢秒。在在不降低低
29、图形的的质量和和复杂度度的前提提下，如如何提高高刷新频频率将是是该技术术的研究究内容。333立体显显示和传传感器技技术虚拟拟现实的的交互能能力依赖赖于立体体显示和和传感器器技术的的发展。现现有的虚虚拟现实实还远远远不能满满足系统统的需要要，需要要开发新新的三维维显示技技术。334系统集集成技术术由于虚虚拟现实实中包括括大量的的感知信信息和模模型，因因此系统统的集成成技术起起着至关关重要作作用。集集成技术术包括信信息的同同步技术术、模型型的标定定技术、数数据转换换技术、数数据管理理模型、识识别和合合成技术术等等。4表面面工程技技术41稀稀土表面面工程技技术表面面工程技技术中加加入稀土土元素通通常
30、采用用化学热热处理、喷喷涂喷焊焊、气相相沉积、激激光涂覆覆、电沉沉积等方方法。411稀土元元素对化化学热处处理的影影响主要要表现为为有显著著的催渗渗作用，大大大优化化工艺过过程；加加入少量量稀土化化合物，渗渗层深度度可以明明显增加加，改善善渗层组组织和性性能。从从而提高高模具型型腔表面面的耐磨磨性、抗抗高温氧氧化性的的抗冲击击磨损性性。412利用热热喷涂和和喷焊技技术，将将稀土元元素加入入涂层，可可取得良良好的组组织与性性能，使使模型腔腔表面具具有更高高的硬度度和耐磨磨性。413物理气气相沉积积膜层性性能的优优劣和膜膜与基体体结合强强度大小小密切相相关，稀稀土元素素的加入入有利于于改善膜膜与基
31、体体的结合合强度，膜膜层表面面致密度度明显增增大。同同时，加加入稀土土元素可可以使膜膜层耐磨磨性能也也得到明明显改善善，例如如应用于于模具表表现的超超硬TiiN膜(加入稀稀土元素素)，使模模具型腔腔表面呈呈现出高高硬度、低低摩擦系系数和良良好的化化学稳定定性，提提高了模模具的使使用寿命命。414含稀土土化合物物的涂覆覆层，可可大幅度度提高模模具金属属材料表表面对激激光辐照照能量的的吸收率率，对降降低能耗耗和生产产成本，以以及推广广激光表表面工程程技术都都有重要要意义。稀稀土涂覆覆层经激激光处理理后，组组织和性性能发生生明显改改善，涂涂覆层的的硬度和和耐磨性性显著提提高。对对加入CCe022的热
32、喷喷涂层进进行激光光重溶，研研究发现现合金化化层的显显微组织织明显改改变，晶晶粒得到到细化。激激光重熔熔加入稀稀土后的的喷焊合合金，稀稀土化合合物质点点在其中中弥散强强化，降降低晶界界能量，提提高晶界界的抗腐腐蚀性能能，模具具型腔表表面的耐耐磨性也也大大增增强，有有的文献献报道稀稀土元素素提高了了耐磨性性达14倍。415把稀土土元素加加入镀层层可采用用电刷镀镀、电镀镀等电沉沉积方法法。稀土土甘氮酸酸配合物物的加入入使镀层层防氧钝钝化寿命命明显提提高；稀稀土元素素有催化化还原SS02的的作用，可可以抑制制NiCuP，MoSS2电刷刷镀镀层层中MooS2的的氧化，明明显改善善了镀层层的减摩摩性能，
33、提提高了抗抗腐蚀的的能力，使使模具型型腔表面面的耐磨磨寿命延延长近55倍。42纳纳米表面面工程技技术纳米米表面工工程是以以纳米材材料和其其它低维维非平衡衡材料为为基础，通通过特定定的加工工技术、加加工手段段，对固固体表面面进行强强化、改改性、超超精细加加工，或或赋予表表面新功功能的系系统工程程。421制作纳纳米复合合镀层。在在传统的的电镀液液中加入入零维或或一维纳纳米质点点粉体材材料可形形成纳米米复合镀镀层。用用于模具具的CrrDNPP纳米复复合镀层层，可使使模具寿寿命延长长、精度度持久不不变，长长时间使使用镀层层光滑无无裂纹。纳纳米材料料还可用用于耐高高温的耐耐磨复合合镀层。如如将nZr00
34、2纳米米粉体材材料加入入NiWB非晶态态复合镀镀层，可可提高镀镀层在55508500。C的高温温抗氧化化性能使使镀层的的耐蚀性性提高223倍，耐耐磨性和和硬度也也都明显显提高。在在传统的的电刷镀镀溶液中中，加入入纳米粉体材材料，也也可制备备出性能能优异的的纳米复复合镀层层。422制作纳纳米结构构涂层。热热喷涂技技术是制制作纳米米结构涂涂层的一一种极有有竞争力力的方法法。其优优越性在在于：工工艺简单单、涂层层和基体体选择范范围广，涂涂层厚度度变化范范围大、沉沉积速率率快，容容易形成成复合涂涂层等等等。与传传统热喷喷涂涂层层相比，纳纳米结构构涂层在在强度、韧韧性、抗抗蚀、耐耐磨、热热障、抗抗热疲劳
35、劳等方面面都有显显著改善善，且一一种涂层层可同时时具有上上述多种种性能。5.模具具并行工工程51并并行工程程的定义义：19888年美国国国家防防御分析析研究所所（IDDAIInsttituute of Deffensse AAnallyzee）完整整地提出出了并行行工程（CCECConccurrrentt Ennginneerringg）的概概念，即即“并行行工程是是集成地地、并行行地设计计产品及及其相关关过程（包包括制造造过程和和支持过过程）的的系统方方法。这这种方法法要求产产品开发发人员在在一开始始就考虑虑产品整整个生命命周期中中从概念念形成到到产品报报废的所所有因素素，包括括质量、成成本
36、、进进度计划划和用户户要求。并并行工程程的目标标为提高高质量、降降低成本本、缩短短产品开开发周期期和产品品上市时时间。并并行工程程的具体体做法是是：在产产品开发发初期，组组织多种种职能协协同工作作的项目目组，使使有关人人员从一一开始就就获得对对新产品品需求的的要求和和信息，积积极研究究涉及本本部门的的工作业业务，并并将所需需要求提提供给设设计人员员，使许许多问题题在开发发早期就就得到解解决，从从而保证证了设计计的质量量，避免免了大量量的返工工浪费.5.2并并行工程程本质特特点（一）并并行工程程强调面面向过程程（prroceess-oriientted）和和面向对对象（oobjeect-orii
37、entted）一个新产产品从概概念构思思到生产产出来是是一个完完整的过过程（pproccesss）。传传统的串串行工程程方法是是基于二二百多年年前英国国政治经经济学家家亚当斯密的的劳动分分工理论论。该理理论认为为分工越越细，工工作效率率越高。因因此串行行方法是是把整个个产品开开发全过过程细分分为很多多步骤，每每个部门门和个人人都只做做其中的的一部分分工作，而而且是相相对独立立进行的的，工作作做完以以后把结结果交给给下一部部门。西西方把这这种方式式称为“抛抛过墙法法”（tthroow ooverr thhe wwalll），他他们的工工作是以以职能和和分工任任务为中中心的，不不一定存存在完整整的
38、、统统一的产产品概念念。而并并行工程程则强调调设计要要面向整整个过程程或产品品对象，因因此它特特别强调调设计人人员在设设计时不不仅要考考虑设计计，还要要考虑这这种设计计的工艺艺性、可可制造性性、可生生产性、可可维修性性等等，工工艺部门门的人也也要同样样考虑其其他过程程，设计计某个部部件时要要考虑与与其他部部件之间间的配合合。所以以整个开开发工作作都是要要着眼于于整个过过程（pproccesss）和产产品目标标（prroduuct objjectt）。从从串行到到并行，是是观念上上的很大大转变。（二）并并行工程程强调系系统集成成与整体体优化在传统串串行工程程中，对对各部门门工作的的评价往往往是看
39、看交给它它的那一一份工作作任务完完成是否否出色。就就设计而而言，主主要是看看设计工工作是否否新颖，是是否有创创造性，产产品是否否有优良良的性能能。对其其他部门门也是看看他的那那一份工工作是否否完成出出色。而而并行工工程则强强调系统统集成与与整体优优化，它它并不完完全追求求单个部部门、局局部过程程和单个个部件的的最优，而而是追求求全局优优化，追追求产品品整体的的竞争能能力。对对产品而而言，这这种竞争争能力就就是由产产品的TTQCSS综合指指标-交货期期（tiime）、质质量（qquallityy）、价价格（ccostt）和服服务（sservvicee）。在在不同情情况下，侧侧重点不不同。在在现阶
40、段段，并货货期可能能是关键键因素，有有时是质质量，有有时是价价格，有有时是它它们中的的几个综综合指标标。对每每一个产产品而言言，企业业都对它它有一个个竞争目目标的合合理定位位，因此此并行工工程应酬酬 围绕绕这个目目标来进进行整个个产品开开发活动动。只要要达到整整体优化化和全局局目标，并并不追求求每个部部门的工工作最优优。因此此对整个个工作的的评价是是根据整整体优化化结果来来评价的的。5.3并并行工程程在先进进制造技技术中的的地位与与作用并行行工程在在先进制制造技术术中具有有承上启启下的作作用，这这主要体体现在两两个方面面： 1.并行工工程是在在CADD、CAAM、CCAPPP等技术术支持下下，
41、将原原来分别别进行的的工作在在时间和和空间上上交叉、重重叠，充充分利用用了原有有技术，并并吸收了了当前迅迅速发展展的计算算机技术术、信息息技术的的优秀成成果，使使其成为为先进制制造技术术中的基基础。 2.在并并行工程程中为了了达到并并行的目目的，必必须建立立高度集集成的主主模型，通通过它来来实现不不同部门门人员的的协同工工作；为为了达到到产品的的一次设设计成功功，减少少反复，它它在许多多部分应应用了仿仿真技术术；主模模型的建建立、局局部仿真真的应用用等都包包含在虚虚拟制造造技术中中，可以以说并行行工程的的发展为为虚拟制制造技术术的诞生生创造了了条件，虚虚拟制造造技术将将是以并并行工程程为基础础
42、的，并并行工程程的进一一步发展展方向是是虚拟制制造（VVM?/FONNTVVirttuall Maanuffactturiing）。所所谓虚拟拟制造又又叫拟实实制造，它它利用信信息技术术、仿真真技术、计计算机技技术对现现实制造造活动中中的人、物物、信息息及制造造过程进进行全面面的仿真真，以发发现制造造中可能能出现的的问题，在在产品实实际生产产前就采采取预防防措施，从从而达到到产品一一次性制制造成功功，来达达到降低低成本、缩缩短产品品开发周周期，增增强产品品竞争力力的目的的。6.模具具CADD/CAAE/CCAM技技术6.1定定义CAD（Computer Aided design）指利用计算机及
43、其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。 在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等项工作。在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。CAD 能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。C
44、AE（CCompputeer AAideed EEngiineeerinng）是是用计算算机辅助助求解复复杂工程程和产品品结构强强度、刚刚度、屈屈曲稳定定性、动动力响应应、热传传导、三三维多体体接触、弹弹塑性等等力学性性能的分分析计算算以及结结构性能能的优化化设计等等问题的的一种近近似数值值分析方方法。其其基本思思想是将将一个形形状复杂杂的连续续体的求求解区域域分解为为有限的的形状简简单的子子区域，即即将一个个连续体体简化为为由有限限个单元元组合的的等效组组合体；通过将将连续体体离散化化，把求求解连续续体的场场变量（应应力、位位移、压压力和温温度等）问问题简化化为求解解有限的的单元节节点上的的
45、场变量量值。此此时求解解的基本本方程将将是一个个代数方方程组，而而不是原原来描述述真实连连续体场场变量的的微分方方程组，得得到的是是近似的的数值解解，求解解的近似似程度取取决于所所采用的的单元类类型、数数量以及及对单元元的插值值函数。CAM（CCompputeer-aaideed mmanuufaccturringg）是工工程师大大量使用用产品生生命周期期管理计计算机软软件的产产品元件件制造过过程。计计算机辅辅助设计计中生成成的元件件三维模模型用于于生成驱驱动数字字控制机机床的计计算机数数控代码码。这包包括工程程师选择择工具的的类型、加加工过程程以及加加工路径径。6.2CCAD/CAEE/CA
46、AM在模模具设计计制造中中的应用用一、模具具的设计计（一一）图形形设计1直接通通过CAAD/CCAM 进行图图形设计计。随着着科学技技术的发发展，模模具的开开发和生生产，将将大量采采用计算算机技术术和数控控技术，CCAD/CAMM 技术术在模具具的生产产中，将将普遍采采用。经经过市场场调查及及其周密密的研究究，进行行生产决决策，下下达生产产计划及及实施措措施，紧紧接着进进行模具具的开发发。设计计者使用用模具CCAD工工作站，完完成工模模具设计计中的造造型、计计算、分分析以及及绘制工工程图，而而且可在在设计阶阶段对产产品性能能进行评评价，可可使设计计者从繁繁重的绘绘图中解解放出来来，能有有更多的
47、的时间作作创造性性的工作作，从而而设计出出优质模模具。在在我们职职业技术术学院中中，工模模和数控控专业的的学生就就需在这这一环节节下苦功功，熟悉悉模具CCAD工工作站，能能熟练设设计和绘绘制出所所需模具具图形。2利用现有客户提供的CAD数据模型，转换成所需图形。模具企业有的客户提供绘制好的图形。客户方和模具企业制造方若使用不同的软件，就会出现图纸数据交流的困难。这需要解决数据接口问题。因为大多数CAD程序有其各自不同的数据库形式而不能和其它程序共用几何数据。因此客户方的CAD的几何体必须翻译成模具企业制造方的接受程序能读取的东西。通常的办法是使用通用几何体转换标准如“IGES”或“STEP”以
48、及一些专用的转化器。图纸交流也通过转换成普遍能读的文件如DXF，TIF，PDF等等。不过，到现在为止，还没有一种方法能涵盖所有几何转换问题。市场上也有专门转换并修理的软件如CADfix能解决一定程度的问题。以下为一转换实例：如客户使用的软件为CATIA 软件，提供的文件类型为*.Model，要转变为可供 Pro/E 与 DELCAM 使用的文件类型，可采用 DELCAM软件提供的专用 CATIA 接口，避免了使用IGES 转换造成曲面错误。这样转换后的模型圆滑光顺，只有少量的变形，可以进行下一步的设计与制造。（二）CAE分析模具CAE技术经过短暂的时间，已用在注塑模、压铸模、锻模、挤压模、冲压模等模具的优化，并在实际中指导生产。注塑模CAE主要包括模具结构分析、运动分析、装配及干涉检查、成型过程分析等。压铸模CAE目前主要以压铸件充型的流场数值模拟、压铸模压铸件温度场模拟、压铸棋压铸件应力场数值模拟为主。挤压模CAE主要对生产过程中模具的变形过程、应力场和温度场分布及变化、摩擦与润滑等