本文在對國內(nèi)外鑄造模具企業(yè)進行對比后，著重研討了鑄造模具的設(shè)計扯俱、制造技術(shù)和鑄造模具用材书蚪。文章最后部分展望了發(fā)展前景酝凄，指出中國鑄造模具的發(fā)展空間還相當(dāng)大，將有更多的模具企業(yè)走上專而精的道路维似。     “十五”期間中國鑄造巿場呈現(xiàn)良好趨勢冀远，2005年全國鑄件總量達到1800萬噸左右，球墨鑄件在總產(chǎn)量中的比重提高到20%-25%顺诽，即320萬-400萬噸峰毙；隨著轎車產(chǎn)量的增加，有色鑄造件產(chǎn)量接近200萬噸韵披；今后國際巿場需求也將保持高速增長態(tài)勢失臂，全球?qū)χ袊T件的年需求量約為4000萬噸左右，其中球墨鑄鐵和有色合金鑄件需求量增長迅速镇锣，鑄造模具產(chǎn)值將超過百億元人民幣权洼。
  
 一、國內(nèi)外鑄造模具企業(yè)比較  
 
　　全國鑄造模具生產(chǎn)企業(yè)一宁，大體可以分成以下幾類：第一類為鑄造模具專業(yè)廠（包括合資和獨資企業(yè)）献蛔，這些企業(yè)設(shè)備先進，技術(shù)優(yōu)良距痪，是鑄造模具行業(yè)的主力允瞧；第二類是鑄造專業(yè)廠的模具車間；第三類是近年來發(fā)展迅速的私營和民營模具廠蛮拔，這類企業(yè)規(guī)模不大瓷式，數(shù)量眾多，各有分工语泽，協(xié)同作戰(zhàn)，分布在江浙视卢、廣東一帶踱卵，其中有些廠已經(jīng)具備了一定的實力；第四類是兼做鑄造模具的其他一些模具廠据过⊥锷埃總之，鑄造模具生產(chǎn)企業(yè)呈多元化绳锅，并向高水平發(fā)展西饵，這也是中國經(jīng)濟發(fā)展帶來的必然趨勢。

　　國外發(fā)達國家的模具廠大體分為獨立的模具廠和隸屬于一些大的集團公司的模具廠鳞芙，一般規(guī)模都不大眷柔，但專業(yè)化程度高，技術(shù)水平高防弧，生產(chǎn)效率極高允纬。  
 
　　國外模具企業(yè)一般不超過100人，多數(shù)在50人以下。在人員結(jié)構(gòu)上氯也，設(shè)計猾晨、質(zhì)量控制、營銷人員超過30%饮估，管理人員在5%以下肃径。年人均產(chǎn)值超過100萬元人民幣，最高能達到200多萬元人民幣墙目。國內(nèi)模具企業(yè)中一些私營精者、合資企業(yè)人員結(jié)構(gòu)和國外差不多，但一些國企的人員結(jié)構(gòu)還不盡合理烘幅，在年人均產(chǎn)值上差距還很大颊夷，多數(shù)在10~20萬元人民幣，少數(shù)能達到40萬元人民幣钉答。 
　　
　　國外模具企業(yè)對人員素質(zhì)要求較高础芍，技術(shù)人員一專多能，一般能獨立完成從工藝到工裝的設(shè)計数尿；操作人員具備多種操作技能仑性；營銷人員對模具的了解和掌握很深。國內(nèi)模具企業(yè)分工較細右蹦，缺乏綜合素質(zhì)較高的人員诊杆。國外模具企業(yè)CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛，逆向工程何陆、快速原型制造鑄造模具使用也比較多晨汹。國內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家在這方面和國外差距已經(jīng)不大，有些已經(jīng)達到國外水平贷盲，但一些中小型模具企業(yè)與國外的差距還是很大淘这。不過在模具材料方面，隨著國外技術(shù)的引進和中國自身研發(fā)能力的提高巩剖，差距在逐漸縮小铝穷。在模具的價格和制造周期上，國外模具價格一般是國內(nèi)模具的5~10倍佳魔，制造周期是2~3倍（一般把模具的調(diào)試時間也算在制造周期之內(nèi)）讳蜂，在這兩方面應(yīng)該說國內(nèi)模具企業(yè)還是具有一定競爭優(yōu)勢的。

二惧仪、鑄造模具的設(shè)計與制造技術(shù) 

  　 中國雖然是鑄造大國两猛，但遠非鑄造強國，中國鑄造工藝水平敛档、鑄件質(zhì)量珍喘、技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)等較之先進國家還有很大差距殿潜。鑄造工藝方法以砂型鑄造為主，其中手工性谬、半機械化造型仍占很大比例灌次，但近年來中國壓鑄工業(yè)發(fā)展迅速，每年保持7%~10%的增長速度连嘹。中國的汽車工業(yè)也正在成長過程中颈有，為了減輕汽車重量，轎車的鋁疲狼、鎂輕金屬用量將進一步增長吁沉，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國家相比還有一定差距寸士。20世紀90年代以前檐什，鑄造模具的設(shè)計使用計算機的很少，制造也主要以普通萬能設(shè)備為主弱卡。進入90年代乃正，巨大的巿場需求，特別是汽車婶博、摩托車業(yè)的快速發(fā)展瓮具，極大地推進了中國鑄造模具業(yè)的發(fā)展。同時隨著合資和獨資企業(yè)的介入凡人，國外先進的模具設(shè)備和制造技術(shù)的引進名党，促使國產(chǎn)鑄造模具設(shè)計和制造技術(shù)水平逐步提高，一些企業(yè)已經(jīng)具備設(shè)計和制造大型精密模具的能力挠轴，如一汽鑄造有限公司鑄造模具廠設(shè)計制造的一套3400t壓鑄機用的壓鑄模具传睹，總重達33.5t，是目前國產(chǎn)壓鑄模中最大的模具岸晦。    

20世紀90年代以來蒋歌，鑄造模具業(yè)在設(shè)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(shè)計和制造中的應(yīng)用锌瓤，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。CAD/CAM/CAE的應(yīng)用暴喂，顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性铝琐，CAD/CAM/CAE已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。CAD/CAM一體化技術(shù)已在鑄造模具業(yè)中廣泛使用霜售，目前二維設(shè)計使用的軟件主要是AutoCAD瑟毡，三維設(shè)計使用的軟件比較多，主要有Pro/E矿退、UG伸果、Cimatron等板薛。 
　
　　目前一汽鑄造模具廠的3D設(shè)計已達到95%以上，在三維設(shè)計后使用三維虛擬裝配檢測技術(shù)對裝配干涉進行檢查刊搁，保證了模具設(shè)計質(zhì)量石葫，確保了設(shè)計和工藝的合理性。三維數(shù)據(jù)經(jīng)過CAM軟件編輯钻局，NC代碼直接傳輸?shù)綌?shù)控設(shè)備上進行模具加工汰寓。數(shù)控機床的普遍應(yīng)用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量苹粟，大大提高了模具的準確率和生產(chǎn)效率有滑。CAE技術(shù)也在逐步運用到實際設(shè)計、生產(chǎn)中嵌削，運用CAE技術(shù)模擬金屬的充填過程毛好、分析冷卻過程、預(yù)測成形過程中可能發(fā)生的缺陷以及產(chǎn)品開發(fā)前期的凝固模擬苛秕，大大優(yōu)化了工藝設(shè)計肌访，縮短了試驗時間。一汽鑄造有限公司鑄造模具廠在一些大型復(fù)雜模具想帅，如發(fā)動機缸體场靴、缸蓋、變速箱殼體模具的設(shè)計中已經(jīng)開始應(yīng)用CAE技術(shù)對流場港准、溫度場進行模擬分析旨剥，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浅缸。高速加工（HighSpeedMachining,簡稱HSM）是以高切削速度轨帜、高進給速度和高加工質(zhì)量為主要特徵的加工技術(shù)，具有工件溫升低庵坛、切削力小梯匈、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好恼睹、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)點士涤，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)狞衷，提高了模具精度剩耸，大大縮短了模具制造時間。研究表明久耍，對于一般復(fù)雜程度的模具士宏，HSM加工時間可減少30%以上。   

　　目前椭皿，模具企業(yè)為了縮短制模周期掐悄、提高巿場競爭力孟景，采用高速切削加工技術(shù)越來越多。HSM一般主要用于大帅刀、中型模具加工让腹，如汽車覆蓋件模具、壓鑄模劝篷、大型塑料模具等曲面加工哨鸭，其曲面加工精度可達0.01mm。在生產(chǎn)中采用數(shù)控高速銑削技術(shù)娇妓，可大大縮短制模時間像鸡。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哈恰，節(jié)省了大量修磨只估、拋光時間。增加數(shù)控高速銑床着绷，是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點之一蛔钙。 
 
　　(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荠医、小型腔的加工仍是有效的方案吁脱。日本沙迪克公司的直線電動機伺服驅(qū)動的數(shù)控電火花成型機床具有驅(qū)動反應(yīng)快、傳動及定位精度高彰莲、熱變形小等優(yōu)點灿躏。瑞士夏米爾公司的電火花成型機具有的P-E3自適應(yīng)控制系統(tǒng)、PCE能量控制系統(tǒng)及自動編程專家系統(tǒng)泳疗，在鑄造模具制造中有其不可替代的作用兽肮。

　　(4)精密、復(fù)雜驹莽、大型模具的發(fā)展郭血，對檢測設(shè)備的要求越來越高。現(xiàn)在精密模具的精度已達2~3μm烙巩，鑄造模具的精度要求也達到10~20μm瓶答。目前國內(nèi)廠家使用較多的檢測設(shè)備有意大利、美國距堂、德國等具有數(shù)字化掃描功能的三坐標(biāo)測量機瓤危。如一汽鑄造有限公司鑄造模具設(shè)備廠擁有德國生產(chǎn)的1600mm×1200mm三坐標(biāo)測量機，具有數(shù)字化掃描功能慷境，可以實現(xiàn)從測量實物到建立數(shù)學(xué)模型，輸出NC代碼蛾趣，最終實現(xiàn)模具制造的全過程冗懦，成功地實現(xiàn)逆向工程技術(shù)在模具制造中的開發(fā)和應(yīng)用爽冕。這方面的設(shè)備還包括：英國雷尼紹公司的高速掃描儀（CYCLONSERIES2），該掃描儀可實現(xiàn)激光測頭和接觸式測頭優(yōu)勢互補披蕉，激光掃描精度為0.05mm颈畸，接觸式測頭掃描精度達0.02mm。利用逆向工程制作模具没讲，具有制作周期短眯娱、精度高、一致性好及價格低等許多優(yōu)點爬凑。

　　(5)快速原型制造鑄造模具已進入實用階段徙缴，LOM、SLS等方法應(yīng)用的可靠性和技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達到國外同類產(chǎn)品水平嘁信。 

　　(6)模具毛坯快速制造技術(shù)于样。主要有干砂實型鑄造、負壓實型鑄造潘靖、樹脂砂實型鑄造等技術(shù)穿剖。 

　　(7)用戶要求模具交付期越來越短、模具價格越來越低泛汁。為了保證按期交貨刽巍，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。采用先進的管理信息系統(tǒng)寿经，實現(xiàn)集成化管理鹦堕，對于模具企業(yè)，特別是規(guī)模較大的模具企業(yè)贱避，已是一項極待解決的任務(wù)啡洁。如一汽鑄造模具廠基本上實現(xiàn)了計算機網(wǎng)絡(luò)管理，從生產(chǎn)計劃疙汁、工藝制定蕊肖，到質(zhì)檢、庫存语哺、統(tǒng)計逐豆、核算等，普遍使用了計算機管理系統(tǒng)忽仗，廠內(nèi)各部門可通過計算機網(wǎng)絡(luò)共享信息范颠。     利用信息技術(shù)等高新技術(shù)改造模具企業(yè)的傳統(tǒng)生產(chǎn)已成為必然。

三棒假、鑄造模具用材料

    　鑄造模具用材料可分別選用木材溯职、可加工塑料、鋁合金帽哑、鑄鐵谜酒、鋼材等叹俏。木模目前仍廣泛應(yīng)用于手工造型或單件小批量生產(chǎn)中，但隨著環(huán)境保護要求和木材加工性能差的限制僻族，取而代之的將是實型鑄造粘驰。實型鑄造以泡沫塑料板材為材料，裁減粘貼成模樣述么，然后澆注而成鑄件蝌数，該方法較之用木模，周期短度秘、費用低顶伞。塑料模的應(yīng)用呈上升趨勢，尤其是可加工塑料的應(yīng)用日益廣泛敷钾。
 
    　鋁合金模由于重量輕尺寸精度較高枝哄，因此應(yīng)用較廣泛。但近來應(yīng)用有減少趨勢絮增，部分已被塑料模和鑄鐵模所取代德籍。鑄鐵模是大批量鑄造生產(chǎn)的首選，并被大量使用菜缭。它具有強度高消耸、硬度高、加工性好宪郑、成本低租既、使用壽命長等優(yōu)點。近幾年來袁垄，由于鑄造水平的提高宿拔，已有越來越多的模樣、模底板鼓临、型板框等采用強度和耐磨性更高的球鐵或高強度合金灰鑄鐵制作视甩，而耐熱疲勞性能更好的蠕墨鑄鐵也被用于制作熱芯盒材料。  

　　鋼材以往在砂型鑄造模具上主要用于制作標(biāo)準件及結(jié)構(gòu)件角黍，較少用于制作鑄造模具本體电爹，因為碳鋼使用壽命并不高于球鐵或低合金灰鑄鐵，而合金鋼又十分昂貴料睛。隨著模具加工技術(shù)的提高及對鑄模尺寸穩(wěn)定性要求的提高丐箩，一些模具鋼、鉻鉬合金鋼恤煞，如H13鋼屎勘，也開始用于制作熱芯盒和鑄模本體。在壓鑄模具中襯模材料早期主要采用3Cr2W8V，近年來較多地采用H13概漱、瑞典的8407法梯、DIVER等熱作模具鋼。壓鑄模具其他部分材料有碳鋼犀概、工具鋼，也有一些鑄鐵夜惭。 
 
 　 模具型腔材料的重大改進姻灶，新的鋼種也會有所進展。壓鑄模具由于其工作狀態(tài)的苛刻性诈茧，對于材料有較高的要求铡畜，世界上發(fā)達國家都采用優(yōu)質(zhì)H13鋼，國外模具鋼廠直接以優(yōu)質(zhì)H13鋼模塊供應(yīng)用戶粗线，不但方便用戶那梭，縮短用戶的模塊備料周期，更重要的是能確保模塊的質(zhì)量蚂霎。由于國產(chǎn)H13模塊材質(zhì)得不到保證竣恃，影響了模具企業(yè)的生產(chǎn)，進口的H13鋼價格遠遠高于國產(chǎn)鋼材贷挠，為了降低模具制造成本筝驱，極待開發(fā)國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)壓鑄模具用鋼。一汽鑄造模具廠與吉林大學(xué)合作開發(fā)的新型高壽命壓鑄模具用鋼春环，已初見成效耽炎。  

四、中國鑄造模具的發(fā)展前景   

　　從長期發(fā)展來看沟密，中國經(jīng)濟保持持續(xù)增長贱着，今后鑄造模具總體需求還會增長。中國模具近年來以平均17%的速度增長痹换，高于中國GDP的平均增值一倍多征字。鑄造模具也可以保持同步的發(fā)展，因此鑄造模具還有很大的發(fā)展空間晴音。 鑄造模具企業(yè)要轉(zhuǎn)換機制柔纵，發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)，增強巿場意識锤躁，促進鑄造模具業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整搁料。過去，在計劃經(jīng)濟條件下系羞，大型企業(yè)內(nèi)部設(shè)有模具分廠（車間）郭计，制造能力和技術(shù)力量較強，占了國內(nèi)模具產(chǎn)值的相當(dāng)比例，除少量標(biāo)準件外購?fù)庹焉欤蟛糠止ぷ髁烤赡＞叻謴S去完成梧乘，致使專業(yè)化、標(biāo)準化程度低庐杨。加之受企業(yè)管理體制的約束选调，模具制造周期長，不能適應(yīng)巿場要求律愉。進入WTO后臭呀，中國鑄造模具業(yè)也在逐步融入世界貿(mào)易一體化中。通過徹底的改革將計劃經(jīng)濟的影響消除俘巡，為此聊树，模具的商品化程度也將大幅度提高，國企股份制改造的步伐將加快变抛，私營和個體企業(yè)的發(fā)展峦筏，使模具工業(yè)的企業(yè)結(jié)構(gòu)發(fā)生較大變化。 

　　模具行業(yè)社會化大合作和專業(yè)化將加強涡拾，這是抵御加入世界貿(mào)易組織沖擊的有效措施蒂鹏。傳統(tǒng)的企業(yè)內(nèi)的模具車間將有一部分通過改制成為獨立核算的新經(jīng)濟實體，而大部分將被逐步淘汰给惠，更多模具企業(yè)將走上專業(yè)化的道路沦恩，在本身專長的產(chǎn)品上保持優(yōu)勢，走專而精的道路拌喳，這樣才能在競爭中得以生存和發(fā)展拒惯。過去那些沒有專長項目、包括所有類型的模具企業(yè)渤早，造成設(shè)備职车、人才、資金等分散鹊杖，這些企業(yè)將逐步在相對優(yōu)勢的項目上做強悴灵，得到發(fā)展，而將非專長的項目淘汰骂蓖。模具的標(biāo)準化也將進一步推行积瞒，模具的標(biāo)準零件生產(chǎn)企業(yè)也將會得到快速的發(fā)展。  
　
  　模具是技術(shù)密集型和勞動密集型結(jié)合的產(chǎn)業(yè)登下，中國有優(yōu)秀的人才茫孔，模具鉗工技術(shù)水平高，勞動力成本低被芳。進入WTO后缰贝，中國的投資環(huán)境得到更大的改善馍悟，外商投資可以享受到國民待遇，不再會有外匯平衡剩晴、外銷配額的問題锣咒，所以中國的模具行業(yè)將會有更多的中外合資和外方獨資模具企業(yè)。同時砰声，由于日本仆洞、新加坡和中國臺灣等國家和地區(qū)的制造業(yè)生產(chǎn)點外移呈不可逆轉(zhuǎn)之勢，更加開放的中國內(nèi)地自然成為首選沉南，模具企業(yè)勢必跟進柄童。由于中國模具生產(chǎn)成本大大低于國外，隨著模具制造技術(shù)的完善和質(zhì)量的提高搬挡，不僅可以減少模具的進口，而且有可能逐步開拓出口巿場赠恭，向國外出口更多的模具术拇。   

　　中國加入WTO后，模具進口在短期內(nèi)將繼續(xù)保持增長勢頭棱歹，模具出口將會有很大發(fā)展祠烁。相對東南亞及中東等國家，中國模具在技術(shù)馁梁、質(zhì)量及價格上占有優(yōu)勢饰吕，出口前景看好。而外資企業(yè)進入中國隔心，其模具的返銷及出口也將成為中國模具出口的重要組成部分白群。  

  　提高鑄造模具設(shè)計和制造水平，主要包括：廣泛采用CAD/CAM/CAE/CAPP技術(shù)硬霍；工藝和工裝設(shè)計一體化帜慢；提高大型、精密唯卖、復(fù)雜粱玲、長壽命模具的設(shè)計和制造水平；大力發(fā)展快速制模和快速成形技術(shù)(RPM)拜轨；發(fā)展高速加工技術(shù)抽减、發(fā)展高速測量技術(shù)和逆向工程(RP)；采用優(yōu)質(zhì)鑄模材料橄碾，提高表面處理技術(shù)卵沉；提高鑄造模具標(biāo)準化水平和擴大標(biāo)準件的使用范圍。
 
　　積極推進行業(yè)管理堪嫂，構(gòu)筑行業(yè)管理協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)偎箫，建立公平姚熊、合理的鑄造模具價格體系。進一步規(guī)范模具巿場莱检，規(guī)范的巿場經(jīng)濟對質(zhì)量的要求更為嚴格红最，質(zhì)量就是巿場。     現(xiàn)代制模的質(zhì)量依賴于物化因素斗赘，再現(xiàn)能力強拟艳，整體水平容易控制。現(xiàn)代制模采用并行方式進行砍梁，設(shè)計和制造基于共同的數(shù)學(xué)模型悦浙，可以在模具總體工藝方案指導(dǎo)下通過公共數(shù)據(jù)庫并行通信，相互協(xié)調(diào)嗤雪，共享信息挟七，以減少重復(fù)勞動，縮短加工周期妥析。

    　總之相贺，中國的鑄造模具企業(yè)要發(fā)展，就必須轉(zhuǎn)換機制省咨，發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)肃弟，增強巿場意識，促進鑄造模具業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整零蓉；積極推進行業(yè)管理笤受，建立行業(yè)管理協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)；加強技術(shù)人才的培養(yǎng)敌蜂，強化一專多能箩兽；廣泛采用CAD/CAM/CAE/CAPP技術(shù)，提高鑄造模具設(shè)計和制造水平章喉；大力發(fā)展快速制模和快速成形技術(shù)比肄、高速加工技術(shù)、高速測量技術(shù)和逆向工程等新技術(shù)囊陡、新工藝芳绩、新材料；提高鑄造模具標(biāo)準化水平和擴大標(biāo)準件的使用范圍撞反。模具企業(yè)必須不斷提高自身的技術(shù)水平和管理能力妥色，才能在國內(nèi)模具巿場有立足之地，才能逐步開拓國外模具巿場遏片。

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