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摘要：在现代制造业中，模具的设计和加工一直都是关键问题，主要应用在机械、冶金、汽车以及建筑材料等方面，有着很好的作用。在机械企业的产品设计和生产过程中，模具的设计和加工决定了一个新产品的研发周期的长短、投产后的产品质量的稳定性、产品的生产效率和企业的经济效益。而这些因素直接决定了生产企业的市场竞争力和市场应变能力。
关键词：模具设计；加工；关键技术
引言
模具设计在制造业行业发展具有关键作用。但是由于我国制造行业尚未规范化发展，制造业整体布局缺乏合理性，进而造成我国模具制造工艺水平相对低下。在我国改革开放之后，我国模具设计与加工技术进入快速发展阶段。而因为多种客观条件约束，造成我国制造业在发展过程中并且满足模具技术实际发展需求。模具设计是制造业内主要工艺设计形式，模具整体设计质量对我国制造业发展起到关键性影响，其有效推动我国制造业发展建设。因为我国现阶段模具设计企业尚未形成规范体系，同时由于我国生产力水平较低，进而造成我国模具发展速度落后与其他国家。
1模具的定义与种类
模具是制造业常见的生产用具，工作原理是利用原料的流动性或可塑性，通过不同的加工工艺，将材料加工成与模具相同的形状。根据加工工艺的不同，在机械企业生产中，主要有冲压模具、锻造成形模具、压铸模具、铸造模具、注塑模具等。根据模具的构造又有单工序复模具、复式冲模；根据材料的不同分为金属模具和非金属模具。
2模具对现代机械企业生产的意义
产品投入批量生产之后，模具的可靠性和稳定性就十分重要了。由于生产过程中原材料在加工成形时，需要通过加工机械的巨大外力作用在模具里发生塑形变形，所以原料与模具腔体之间会产生剧烈的摩擦，比如在汽车业应用最多的冲压工艺。如果模具耐磨性和硬度不够，就会因为模具的不断磨损和变形，造成产品的质量和合格率的下降；在有的加工工序，模具需要在高温和巨大的冲击力下工作，比如机械制造常用的锻造模具，工作时型腔表面温度可以达到750℃、压力可以达到2000MPa。模具材料在这样恶劣的工作条件下，有产生疲劳断裂和塑形变形的危险。这又要求模具的质量在高温高压下具有稳定性。因此，模具材料的选择对机械产品的质量稳定性起了决定性作用。在现代机械生产企业，产品从研发阶段开始就与模具的设计制造密不可分。一个新产品设计出来，要想投产就需要先确定加工工艺和工序。而大多数的工序和加工工艺的设计都需要具体的生产模具才能实现。因此，模具的设计和制造影响了新产品研发、投产的进度。设计出再好的产品，没有可行的加工工艺和配套的模具就无法转化成为真正的产品；在生产环节，模具的品质直接影响产品的加工质量和合格率，设计合理、质量可靠的模具是大批量加工生产机械产品的质量保障。
3模具设计与加工技术发展
整体来说，模具设计一共被划分10大类，其中还涉及到的46个小类别，不同类别模具设计所应用的处理方法也存在较大差别，这就需要按照实际情况选择针对性加工技术。简而言之，模具设计实际上是一项繁琐工作，其涉及到金属加工、电火花加工等技术类别。除此之外，科学技术快速发展，数控加工技术与计算机技术逐渐在模具设计领域应用。在模具设计个性化条件下，为了能够缩短模具产品更新周期，需要积极推动模具加工技术改革，在保证模具设计条件之下，逐步提升模具设计精确度，有效降低模具设计价格。
4模具设计与关键加工技术
做为批量生产的工具，模具本身的设计制造都是单件生产。国外企业率先提出了模具标准化的概念，通过模具结构以及零部件设计制造的标准化，可以节省模具设计、制造花费的时间，缩短机械企业新产品的研发周期。因此，一个机械企业的模具标准化件的使用率是企业在同行业的竞争中脱颖而出的有力保障。
4.1借助立体印刷方式制模
在上世纪八十年代之后，美国一家制造企业研发出世界第一台立体印刷装置。立体印刷装置在推出之后，在制造行业内取得了显著影响，研究人员将该技术称之为激光立体造型技术与激光立体光刻技术。借助立体印刷方式来制模，需要先借助CAD软件对模具进行设计，然后借助三维实体造型技术进行设计。在模具设计方案确定完毕之后，借助计算机切片软件对数据模型进行切割。借助多次实验操作可以认识到，模型设计精度与切片薄层厚度之间呈现反比例关联。换句话说，切片薄层在越薄情况下，数据模型精准度也就越高。立体印刷方式制模虽然在技术层面上说是一次创新，但是在实际应用上还存在一定不足。一旦切片薄层越薄，这样也就表示数据模型设计制造周期会显著增加。所以，模具在实际设计过程中，需要按照实际情况，合理协调薄片厚度与模型精度之间关联。
4.2借助层叠实体方式制模
层叠实体方式是由美国海利斯公司所提出，其在实际应用上具有低成本、快捷制模等优势。但是由于层叠实体方式在我国模具设计上应用时间较短，进而其在实际应用上还存在一定不足。例如，模具材料利用率十分低下。材料延展性能低下等。但是随着层叠实体方式问题逐渐暴露出来，与其所具备的优势相比较，其还具有深入分析研究空间，有待研究人员进行深入剖析。
4.3借助计算机建模体系
在模具设计全部加工技术内，计算机建模是整个模具设计流程内关键部分与流程。现阶段，计算机建模体系最常应用的软件为CAD。为了能够对计算机建模体系深入了解，笔者借助LOM法进行案例研究。计算机建模体系具体流程为：笔者首先需要打开SolidWorks界面，提取模具设计所需零件草图，然后按照编辑流程开展编辑；其次，确定基准面，对模具零件进行草图绘制；最后，按照模具设计目标与任务，加强特征造型与实体造型之间结合，进行模具绘制工作。需要特别注意的是，模具在设计完毕之后，设计人员需要按照实际情况确定模具材质，加强贴图线进行渲染。
5模具设计与加工关键技术今后发展趋势
按照上文分析研究结果显示可知，模具设计与加工关键技术正在向现代化与成熟化方向转变。其在今后发展历程内，想要提升我国模具设计与加工技术水平，就必须提升对其精细度加工及有关技术关注度上。随着我国模具设计与加工关键技术向大型化与精密化方向转变，精细加工技术快速更新换代，在这个阶段内，大部分模具设计与加工技术已经基本上达到纳米等级，进而在各领域发展建设内广泛应用。除此之外，政府部门对模具设计与加工技术扶持力度不断增加，这也就为我国制造行业发展创造出更加广阔空间。
6结束语
综上所述，模具设计与加工技术在发展过程中，一直都受到了众多因素影响，我国模具设计与加工技术在发展中遇到了较多困境。想要转变模具设计与加工技术发展现状，推动模具设计可持续发展，就必须接受西方模具设计理念，提升模具设计资源利用率。
参考文献：
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