????????????　　本文在對國內外鑄造模具企業(yè)進(jìn)行對比后，著(zhù)重研討了鑄造模具的設計、制造技術(shù)和鑄造模具用材。文章最后部分展望了發(fā)展前景，指出中國鑄造模具的發(fā)展空間還相當大，將有更多的模具企業(yè)走上專(zhuān)而精的道路?！　?“十五”期間中國鑄造巿場(chǎng)呈現良好趨勢，2005年全國鑄件總量達到180　　本文在對國內外鑄造模具企業(yè)進(jìn)行對比后，著(zhù)重研討了鑄造模具的設計、制造技術(shù)和鑄造模具用材。文章最后部分展望了發(fā)展前景，指出中國鑄造模具的發(fā)展空間還相當大，將有更多的模具企業(yè)走上專(zhuān)而精的道路?！　?“十五”期間中國鑄造巿場(chǎng)呈現良好趨勢，2005年全國鑄件總量達到1800萬(wàn)噸左右，球墨鑄件在總產(chǎn)量中的比重提高到20%-25%，即320萬(wàn)-?400萬(wàn)噸；隨著(zhù)轎車(chē)產(chǎn)量的增加，有色鑄造件產(chǎn)量接近200萬(wàn)噸；今后國際巿場(chǎng)需求也將保持高速增長(cháng)態(tài)勢，全球對中國鑄件的年需求量約為4000萬(wàn)噸左右，其中球墨鑄鐵和有色合金鑄件需求量增長(cháng)迅速，鑄造模具產(chǎn)值將超過(guò)百億元人民幣?！　?一、國內外鑄造模具企業(yè)比較　　?全國鑄造模具生產(chǎn)企業(yè)，大體可以分成以下幾類(lèi)：第一類(lèi)為鑄造模具專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)(包括合資和獨資企業(yè))，這些企業(yè)設備先進(jìn)，技術(shù)優(yōu)良，是鑄造模具行業(yè)的主力；第二類(lèi)是鑄造專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)的模具車(chē)間；第三類(lèi)是近年來(lái)發(fā)展迅速的私營(yíng)和民營(yíng)模具廠(chǎng)，這類(lèi)企業(yè)規模不大，數量眾多，各有分工，協(xié)同作戰，分布在江浙、廣東一帶，其中有些廠(chǎng)已經(jīng)具備了一定的實(shí)力；第四類(lèi)是兼做鑄造模具的其他一些模具廠(chǎng)?？傊?，鑄造模具生產(chǎn)企業(yè)呈多元化，并向高水平發(fā)展，這也是中國經(jīng)濟發(fā)展帶來(lái)的必然趨勢?！　?國外發(fā)達國家的模具廠(chǎng)大體分為獨立的模具廠(chǎng)和隸屬于一些大的集團公司的模具廠(chǎng)，一般規模都不大，但專(zhuān)業(yè)化程度高，技術(shù)水平高，生產(chǎn)效率極高?！　?國外模具企業(yè)一般不超過(guò)100人，多數在50人以下。在人員結構上，設計、質(zhì)量控制、營(yíng)銷(xiāo)人員超過(guò)30%，管理人員在5%以下。年人均產(chǎn)值超過(guò)100萬(wàn)元人民幣，最高能達到200多萬(wàn)元人民幣。國內模具企業(yè)中一些私營(yíng)、合資企業(yè)人員結構和國外差不多，但一些國企的人員結構還不盡合理，在年人均產(chǎn)值上差距還很大，多數在10~20萬(wàn)元人民幣，少數能達到40萬(wàn)元人民幣?！　?國外模具企業(yè)對人員素質(zhì)要求較高，技術(shù)人員一專(zhuān)多能，一般能獨立完成從工藝到工裝的設計；操作人員具備多種操作技能；營(yíng)銷(xiāo)人員對模具的了解和掌握很深。國內模具企業(yè)分工較細，缺乏綜合素質(zhì)較高的人員?！　?國外模具企業(yè)CAD/CAM/CAE技術(shù)的應用比較廣泛，逆向工程、快速原型制造鑄造模具使用也比較多。國內模具企業(yè)中一些骨干廠(chǎng)家在這方面和國外差距已經(jīng)不大，有些已經(jīng)達到國外水平，但一些中小型模具企業(yè)與國外的差距還是很大。不過(guò)在模具材料方面，隨著(zhù)國外技術(shù)的引進(jìn)和中國自身研發(fā)能力的提高，差距在逐漸縮小?！　?在模具的價(jià)格和制造周期上，國外模具價(jià)格一般是國內模具的5～10倍，制造周期是2～3倍(一般把模具的調試時(shí)間也算在制造周期之內)，在這兩方面應該說(shuō)國內模具企業(yè)還是具有一定競爭優(yōu)勢的?！　?二、鑄造模具的設計與制造技術(shù)　　?中國雖然是鑄造大國，但遠非鑄造強國，中國鑄造工藝水平、鑄件質(zhì)量、技術(shù)經(jīng)濟指標等較之先進(jìn)國家還有很大差距。鑄造工藝方法以砂型鑄造為主，其中手工、半機械化造型仍占很大比例，但近年來(lái)中國壓鑄工業(yè)發(fā)展迅速，每年保持7%～10%的增長(cháng)速度。中國的汽車(chē)工業(yè)也正在成長(cháng)過(guò)程中，為了減輕汽車(chē)重量，轎車(chē)的鋁、鎂輕金屬用量將進(jìn)一步增長(cháng)，這就對壓鑄件提出了更高的質(zhì)量要求。中國鑄造工藝裝備同先進(jìn)國家相比還有一定差距。20世紀90年代以前，鑄造模具的設計使用計算機的很少，制造也主要以普通萬(wàn)能設備為主。進(jìn)入90年代，巨大的巿場(chǎng)需求，特別是汽車(chē)、摩托車(chē)業(yè)的快速發(fā)展，極大地推進(jìn)了中國鑄造模具業(yè)的發(fā)展。同時(shí)隨著(zhù)合資和獨資企業(yè)的介入，國外先進(jìn)的模具設備和制造技術(shù)的引進(jìn)，促使國產(chǎn)鑄造模具設計和制造技術(shù)水平逐步提高，一些企業(yè)已經(jīng)具備設計和制造大型精密模具的能力，如一汽鑄造有限公司鑄造模具廠(chǎng)設計制造的一套3400t壓鑄機用的壓鑄模具，總重達33.5t，是目前國產(chǎn)壓鑄模中最大的模具?！　?20世紀90年代以來(lái)，鑄造模具業(yè)在設計和制造方面的主要變化有：　　?(1)模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平提高，高新技術(shù)在模具的設計和制造中的應用，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。CAD/CAM/CAE的應用，顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性，CAD/CAM/CAE已成為模具企業(yè)普遍應用的技術(shù)。CAD/CAM一體化技術(shù)已在鑄造模具業(yè)中廣泛使用，目前二維設計使用的軟件主要是AutoCAD，三維設計使用的軟件比較多，主要有Pro/E、UG、Cimatron等?！　?目前一汽鑄造模具廠(chǎng)的3D設計已達到95%以上，在三維設計后使用三維虛擬裝配檢測技術(shù)對裝配干涉進(jìn)行檢查，保證了模具設計質(zhì)量，確保了設計和工藝的合理性。三維數據經(jīng)過(guò)CAM軟件編輯，NC代碼直接傳輸到數控設備上進(jìn)行模具加工。數控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量，大大提高了模具的準確率和生產(chǎn)效率。CAE技術(shù)也在逐步運用到實(shí)際設計、生產(chǎn)中，運用CAE技術(shù)模擬金屬的充填過(guò)程、分析冷卻過(guò)程、預測成形過(guò)程中可能發(fā)生的缺陷以及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)前期的凝固模擬，大大優(yōu)化了工藝設計，縮短了試驗時(shí)間。一汽鑄造有限公司鑄造模具廠(chǎng)在一些大型復雜模具，如發(fā)動(dòng)機缸體、缸蓋、變速箱殼體模具的設計中已經(jīng)開(kāi)始應用CAE技術(shù)對流場(chǎng)、溫度場(chǎng)進(jìn)行模擬分析，工藝成品率得到極大提高?！　?(2)銑削加工是型腔模具加工的重要手段。高速加工(High?Speed?Machining,簡(jiǎn)稱(chēng)HSM)是以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特徵的加工技術(shù)，具有工件溫升低、切削力小、加工平穩、加工質(zhì)量好、加工效率高(為普通銑削加工的5～10倍)及可加工硬材料(可達60HRC)等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而在模具加工中日益受到重視。高速加工技術(shù)引入模具工業(yè)，提高了模具精度，大大縮短了模具制造時(shí)間。研究表明，對于一般復雜程度的模具，HSM加工時(shí)間可減少30%以上?！　?目前，模具企業(yè)為了縮短制模周期、提高巿場(chǎng)競爭力，采用高速切削加工技術(shù)越來(lái)越多。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽車(chē)覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料模具等曲面加工，其曲面加工精度可達0.01mm。在生產(chǎn)中采用數控高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時(shí)間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅需略加拋光便可使用，節省了大量修磨、拋光時(shí)間?！　?增加數控高速銑床，是模具企業(yè)設備投資的重點(diǎn)之一?！　?(3)電火花加工在鑄造模具制造中是不可缺少的工藝方法。電火花加工對于淬火后的深、小型腔的加工仍是有效的方案。日本沙迪克公司的直線(xiàn)電動(dòng)機伺服驅動(dòng)的數控電火花成型機床具有驅動(dòng)反應快、傳動(dòng)及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。瑞士夏米爾公司的電火花成型機具有的P-E3自適應控制系統、PCE能量控制系統及自動(dòng)編程專(zhuān)家系統，在鑄造模具制造中有其不可替代的作用?！　?(4)精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來(lái)越高?，F在精密模具的精度已達2～3μm，鑄造模具的精度要求也達到10～20μm。目前國內廠(chǎng)家使用較多的檢測設備有意大利、美國、德國等具有數字化掃描功能的三坐標測量機。如一汽鑄造有限公司鑄造模具設備廠(chǎng)擁有德國生產(chǎn)的1600mm×1200mm三坐標測量機，具有數字化掃描功能，可以實(shí)現從測量實(shí)物到建立數學(xué)模型，輸出NC代碼，最終實(shí)現模具制造的全過(guò)程，成功地實(shí)現逆向工程技術(shù)在模具制造中的開(kāi)發(fā)和應用。這方面的設備還包括：英國雷尼紹公司的高速掃描儀(CYCLON?SERIES2)，該掃描儀可實(shí)現激光測頭和接觸式測頭優(yōu)勢互補，激光掃描精度為0.05mm，接觸式測頭掃描精度達0.02mm?！　?利用逆向工程制作模具，具有制作周期短、精度高、一致性好及價(jià)格低等許多優(yōu)點(diǎn)?！　?(5)快速原型制造鑄造模具已進(jìn)入實(shí)用階段，LOM、SLS等方法應用的可靠性和技術(shù)指標已經(jīng)達到國外同類(lèi)產(chǎn)品水平?！　?(6)模具毛坯快速制造技術(shù)。主要有干砂實(shí)型鑄造、負壓實(shí)型鑄造、樹(shù)脂砂實(shí)型鑄造等技術(shù)?！　?(7)用戶(hù)要求模具交付期越來(lái)越短、模具價(jià)格越來(lái)越低。為了保證按期交貨，有效地管理和控制成本已成為模具企業(yè)生存和發(fā)展的主要因素。采用先進(jìn)的管理信息系統，實(shí)現集成化管理，對于模具企業(yè)，特別是規模較大的模具企業(yè)，已是一項極待解決的任務(wù)。如一汽鑄造模具廠(chǎng)基本上實(shí)現了計算機網(wǎng)絡(luò )管理，從生產(chǎn)計劃、工藝制定，到質(zhì)檢、庫存、統計、核算等，普遍使了計算機管理系統，廠(chǎng)內各部門(mén)可通過(guò)計算機網(wǎng)絡(luò )共享信息?！　?利用信息技術(shù)等高新技術(shù)改造模具企業(yè)的傳統生產(chǎn)已成為必然?！　?三、鑄造模具用材料　　?鑄造模具用材料可分別選用木材、可加工塑料、鋁合金、鑄鐵、鋼材等?！　?木模目前仍廣泛應用于手工造型或單件小批量生產(chǎn)中，但隨著(zhù)環(huán)境保護要求和木材加工性能差的限制，取而代之的將是實(shí)型鑄造。實(shí)型鑄造以泡沫塑料板材為材料，裁減粘貼成模樣，然后澆注而成鑄件，該方法較之用木模，周期短、費用低?！　?塑料模的應用呈上升趨勢，尤其是可加工塑料的應用日益廣泛?！　?鋁合金模由于重量輕尺寸精度較高，因此應用較廣泛。但近來(lái)應用有減少趨勢，部分已被塑料模和鑄鐵模所取代。????????????????????????