高精密模架在模具行業(yè)中的應(yīng)用

尹銀輝

（浙江巨豐模架有限公司，浙江 溫州 325025）

0 引言

近年來，國內(nèi)制造業(yè)發(fā)展迅速，模具行業(yè)也隨之不斷發(fā)展壯大。在國內(nèi)先進制造產(chǎn)業(yè)中，高精密模架的應(yīng)用已成為模具制造的趨勢。高精密模架在模具行業(yè)中具有較大的優(yōu)勢，如加工精度高、加工周期短、成本低等。如瑞士GF 的高精密機床使其在眾多加工中心中脫穎而出，成為模具行業(yè)高精密模架的首選。

以下對高精密模具生產(chǎn)提出了新的研究視角和創(chuàng)新思路，并結(jié)合實際案例研究高精密模具的設(shè)計和制造，探討高精密模架在模具行業(yè)的發(fā)展前景。同時對高精密模具生產(chǎn)的應(yīng)用前景提出了展望，為模具企業(yè)未來的發(fā)展提供了理論支持和指導(dǎo)。

1 高精密模架的設(shè)計和制造

1.1 高精密模架的設(shè)計原則和制造流程

高精密模架的設(shè)計和制造是模具行業(yè)中重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到模具的精度和使用壽命。在設(shè)計高精密模架時，需遵循以下設(shè)計原則。

（1）要考慮模架的結(jié)構(gòu)，模架必須保證足夠的剛性，以避免其形變，影響加工精度。同時也要考慮模架的質(zhì)量，將其質(zhì)量控制在合理的范圍內(nèi)。

（2）要考慮模具的加工精度。在模架的加工過程中，需要嚴格控制尺寸和形狀的公差，避免其影響模具加工精度。同時在模架的制造過程中，需要使用先進的加工中心設(shè)備，保證其加工精度。

（3）模架的制造流程。在加工模架前，需要根據(jù)設(shè)定的尺寸和公差進行機械加工，然后通過熱處理等工藝調(diào)整模架的硬度和精度，最后進行修整和去毛刺，保證模架表面粗糙度和精度。

（4）模架材料的選擇也非常重要，模架普遍采用的材料為不銹鋼材料。不銹鋼具有較低的密度、良好的耐腐蝕性和導(dǎo)熱性，適用于大型模架的加工。

（5）模架的調(diào)試和維修技術(shù)。在模架調(diào)試前，需要進行嚴格的檢測和試模，使模架加工精度達到要求。對于模架的維護和修理，需要采用專業(yè)的工具和設(shè)備進行。

綜上所述，高精密模架的設(shè)計和制造流程需要嚴格遵循相關(guān)的設(shè)計原則和制造工藝，以保證模具的加工精度和使用壽命，并且需要關(guān)注材料的選擇和模架維護，以確保模架的質(zhì)量和性能。

1.2 模架材料的選擇和加工工藝

在高精密模架的設(shè)計中，模架材料的選擇和加工工藝是至關(guān)重要的。

（1）在材料的選擇方面，需要考慮模具在使用過程中的耐久性、耐磨性及抗變形能力。一般模架材料應(yīng)具有優(yōu)良的韌性、硬度和強度，以保證模具在使用壽命內(nèi)不會失效。

（2）需要考慮模架的幾何形狀和尺寸，以確定適合的材料和加工工藝。大型模架需要采用鑄造工藝，以保證幾何形狀和尺寸的精度要求。小型模架可以采用加工中心等高精度的加工工藝來保證其尺寸的一致性與精度。

（3）在加工工藝方面，需要考慮材料的物理和化學(xué)性能，合理選擇加工方法。傳統(tǒng)的機械加工可以滿足大部分的模具制造需求，但是在特殊材料或較高精度要求時，可能需要采用電火花加工等非傳統(tǒng)加工技術(shù)。

（4）在模架的調(diào)試和維修中，需要充分考慮模架材料的性能和加工工藝的要求，以確保維修后的模具符合原有的性能指標和精度要求。因此，在模具的使用和維修過程中，應(yīng)注意選擇合適的材料、加工工藝和維修技術(shù)，以確保模架在整個制造過程中的質(zhì)量穩(wěn)定和性能可靠。

1.3 模架的調(diào)試和維修

高精密模架是模具制造中重要的組成部分，其調(diào)試和維修至關(guān)重要。在進行模架調(diào)試時，應(yīng)根據(jù)模具設(shè)計要求和實際加工需要進行調(diào)整，并在保證模具生產(chǎn)質(zhì)量的同時，盡可能提高模具的加工效率和生產(chǎn)效益。

模架調(diào)試時，首先需要進行穩(wěn)定性測試，檢驗?zāi)＜苁欠穹€(wěn)定可靠，只有保證模架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，才能在加工生產(chǎn)中保證產(chǎn)品質(zhì)量。其次，在模架調(diào)試過程中，需要配合模具設(shè)計師對模具進行各項參數(shù)測試，并及時發(fā)現(xiàn)和解決問題，同時注意記錄每次調(diào)試的結(jié)果，以便于日后供模具維護和加工進行參考。

對于模架維修，首要任務(wù)是延長模架的使用壽命。因為模架使用壽命的決定因素不僅包括材料和工藝，還與模架的實際使用情況相關(guān)。在維修模架時，需要先對損壞部分進行鑒別和判斷，然后進行相應(yīng)的維修或更換后，重新對模具進行檢測，確保維修后的模架能夠滿足生產(chǎn)需求。

在模架維護方面需要定期對模具進行檢修和保養(yǎng)，以確保其正常運行，具體工作是對模架潤滑系統(tǒng)進行注油和清理，對模架緊固件進行檢查和拆卸以及對模架的各個部件進行檢測和調(diào)整等。

2 高精密模架在模具行業(yè)中的應(yīng)用案例

2.1 高精密模架在汽車模具中的應(yīng)用

高精密模架是模具加工中的一項重要成果，其應(yīng)用范圍廣泛。高精密模架早已應(yīng)用在汽車模具制造領(lǐng)域，并逐漸展現(xiàn)出巨大的潛力。

（1）高精密模架可以加快汽車模具的生產(chǎn)速度，提高模具加工的效率。在傳統(tǒng)的機械加工過程中常需要進行翻面、調(diào)整等操作，而高精密模架則可以通過加工中心加工、CAD/CAM 編程等方式，提高制造效率。

（2）高精密模架還可以有效提高模具的加工精度和質(zhì)量穩(wěn)定性。汽車外觀和內(nèi)飾中的小細節(jié)，需要較高的精度來保證零件之間的拼接。高精密模架憑借其高精度、高穩(wěn)定性的特點，減少了加工中的誤差，提升了模具的精度。

（3）高精密模架的應(yīng)用也使汽車模具的設(shè)計更加嚴謹合理。汽車零部件的設(shè)計不僅涉及形狀、尺寸，還要考慮功能性、材料選擇等方面，借助高精密模架的加工能力和加工精度，可以更好地完成設(shè)計要求，讓模具發(fā)揮更佳性能，為汽車的生產(chǎn)提供更好的支持。

綜上所述，高精密模架在汽車模具制造中的應(yīng)用既可以提高工作效率，又可以提高加工精度和模具性能。在競爭日益激烈的汽車市場中，高精密模架將會發(fā)揮越來越重要的作用。

2.2 高精密模架在電子產(chǎn)品模具中的應(yīng)用

隨著電子產(chǎn)品市場的不斷發(fā)展，其對模具行業(yè)的要求也越來越高。因此，高精密模架在電子產(chǎn)品模具制造中的應(yīng)用也得到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。現(xiàn)主要介紹高精密模架在電子產(chǎn)品外殼模具和內(nèi)部連接器模具中的應(yīng)用情況。

在電子產(chǎn)品外殼模具制造中，高精密模架用于對外殼的精度控制。近年來，更多的外殼模具正在使用精度高達±0.003 mm 的模架，這不僅能保證模具制造的精度，還可以降低制造成本。通過使用高精密模架可以消除傳統(tǒng)外殼模具生產(chǎn)中可能發(fā)生的一些問題，如翹曲、扭曲等。

在內(nèi)部連接器模具制造中，高精密模架通常用于溝槽、孔和其他特征的制造，可以控制更精確的形狀和深度，確保連接器的精度和性能。同樣，這也為制造商提供了更快的工具磨損分析，以幫助他們更好地控制和管理其生產(chǎn)過程。

在電子產(chǎn)品模具制造領(lǐng)域，高精密模架還被用于制造微型沖模。高精度的切削和轉(zhuǎn)移機器技術(shù)可用于制造高品質(zhì)的單層膜，并能生產(chǎn)高精度的細線電纜。

總之，高精密模架在電子產(chǎn)品模具制造中的應(yīng)用呈不斷增長的趨勢，不僅可以提高模具質(zhì)量和延長其使用壽命，還可以降低制造成本，提高生產(chǎn)效率和企業(yè)競爭力。

2.3 高精密模架在醫(yī)療器械模具中的應(yīng)用

加工中心機床生產(chǎn)的高精密模架，其精度可以達到微米級別，且具有較高的穩(wěn)定性和精準性。在醫(yī)療器械模具行業(yè)，其應(yīng)用得到了越來越廣泛的關(guān)注，成為了制造醫(yī)療器械的重要工具之一。

（1）高精密模架在醫(yī)療器械領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中，醫(yī)療器械的設(shè)計與制造十分重要，而高精密模架正是能夠協(xié)助醫(yī)療器械的加工和制造。目前國際醫(yī)學(xué)器械產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)的醫(yī)療器械品種繁多，隨著醫(yī)學(xué)技術(shù)的不斷提高，醫(yī)療器械的精度和質(zhì)量的要求越來越高，這就需要高精密模架的支持。高精密模架在醫(yī)療器械行業(yè)的應(yīng)用廣泛，包括手術(shù)器械、醫(yī)用器械以及醫(yī)療電子設(shè)備的制造。

（2）高精密模架在醫(yī)療器械制造中的優(yōu)越性。高精密模架具有高的精度和穩(wěn)定性，這對于醫(yī)療器械的精度和精細制造非常重要。相比于傳統(tǒng)機械加工，高精密模架可在精度和效率上獲得更好的平衡。采用高精密模架進行醫(yī)療器械加工可以提高醫(yī)療器械的加工效率和制造精度，同時還提高了醫(yī)療器械的質(zhì)量和安全性。

（3）高精密模架在醫(yī)療器械模具制造中的案例。目前，高精密模架已經(jīng)廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械模具的制造中，如使用高精密模架制造醫(yī)療器械內(nèi)部結(jié)構(gòu)的精度為微米級別，且表面粗糙度較好，制品的工藝精度能夠精確到微米級，生產(chǎn)的醫(yī)用器械內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有較好的封閉性、衛(wèi)生性和安全性。高精度的加工工藝使醫(yī)療器械制品具有更好的精度、耐磨性、耐腐蝕性以及韌性，同時延長了醫(yī)療器械的使用壽命。

（4）高精密模架在醫(yī)療器械模具制造中的前景。在醫(yī)療器械行業(yè)中，高精密模架從垂直的單一領(lǐng)域向多元化、綜合化和智能化的方向發(fā)展。未來，在加工醫(yī)用器械中，高精度模架將繼續(xù)發(fā)揮重要作用，為醫(yī)療器械的精細制造提供更為堅實的支撐，推動醫(yī)療器械產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步和創(chuàng)新。同時高精度模架技術(shù)也將實現(xiàn)持續(xù)的創(chuàng)新和發(fā)展，提高其應(yīng)用范圍和質(zhì)量，助力傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)向智能、高精度方向轉(zhuǎn)型升級。

2.4 高精密模架在航空航天模具中的應(yīng)用

在航空航天模具領(lǐng)域，高精密模架不僅起到了基礎(chǔ)性加工作用，還成為提高制造精度、保障飛行安全的重要方式。

針對航空航天模具的應(yīng)用場景，高精密模架具有多種獨特的優(yōu)勢。首先，高精密模架能夠?qū)崿F(xiàn)模具的精密定位，并在加工過程的每個步驟中保持其相對位置不變，因此提高了模具加工的精度和穩(wěn)定性。其次，在加工過程中，高精密模架還能借助高精度的傳動裝置和控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對加工參數(shù)的精準控制，這對于模具的加工精度、表面質(zhì)量以及使用壽命等方面的提升都有著顯著的效果。最后，在模具加工的過程中，高精密模架還能有效避免因振動而引起的誤差，降低了模具加工的振動干擾，提高了加工的穩(wěn)定性和效率。

在具體的航空航天領(lǐng)域，高精密模架的應(yīng)用范圍廣泛，如在航空、衛(wèi)星等領(lǐng)域，高精密模架可以用于加工各類機身部件、控制系統(tǒng)、電路板等；在航空發(fā)動機等領(lǐng)域，高精密模架可以用于加工整機、進氣道、渦輪葉片等關(guān)鍵部件。高精密模架已成為保障航空航天器安全、提升各項指標的重要方式，為航空航天產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展作出了巨大的貢獻。

綜合來看，在航空航天模具制造領(lǐng)域中，高精密模架的應(yīng)用效果顯著，其優(yōu)良性能能有效保障模具的加工質(zhì)量、加工精度和穩(wěn)定性，提高模具加工效率。同時其在航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用也得到了廣泛的關(guān)注，為行業(yè)的發(fā)展注入了新的動力和活力。

3 高精密模架的未來發(fā)展趨勢和挑戰(zhàn)

3.1 高精密模架的未來發(fā)展趨勢

隨著工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和制造業(yè)的進步，高精密模架已成為模具行業(yè)中的重要組成部分。在未來，高精密模架還有較大的發(fā)展空間和市場需求，以下從多個方面分析高精密模架未來的發(fā)展趨勢。

（1）高精密模架在制造效率和生產(chǎn)效益方面有著巨大的潛力。未來，高精密模架將不斷優(yōu)化和升級，不僅能提高模具的精度和質(zhì)量，還能縮短模具的制造周期和降低制造成本。因此，高精密模架的應(yīng)用將越來越廣泛，給制造業(yè)帶來更高的效益和利潤。

（2）高精密模架的發(fā)展趨勢將會更加智能化和數(shù)字化。在未來，高精密模架將更加注重工業(yè)4.0和智能制造的應(yīng)用，可以通過各種智能傳感器、計算機和機器人控制等技術(shù)來實現(xiàn)全自動、數(shù)字化生產(chǎn)，提高生產(chǎn)效率和制造精度。

（3）高精密模架未來的發(fā)展趨勢還將注重協(xié)同生產(chǎn)和共享制造。這一新型制造模式將通過數(shù)據(jù)共享和協(xié)同生產(chǎn)，實現(xiàn)企業(yè)間的資源共享和合作生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期和降低制造成本。

因此，高精密模架的未來發(fā)展趨勢將更加多樣化、智能化和數(shù)字化，可以更好地支持制造業(yè)的優(yōu)化和提升。但同時高精密模架也將面臨一些挑戰(zhàn)，需要不斷創(chuàng)新和突破。

3.2 高精密模架面臨的挑戰(zhàn)和解決方案

隨著模具制造行業(yè)不斷發(fā)展，高精密模架已成為必不可少的設(shè)備。然而，高精密模架在面臨很多挑戰(zhàn)之后，也需要找到相應(yīng)的解決方案。

（1）高精密模架所需的材料成本較高，由此產(chǎn)生的成本壓力影響使用該設(shè)備的公司發(fā)展和擴大規(guī)模，因此需要采用新材料和技術(shù)來降低制造成本。

（2）高精密模架維護和保養(yǎng)也需要耗費大量的人力和物力資源。設(shè)備發(fā)生故障時需要更長的維修時間，這對企業(yè)的產(chǎn)能和生產(chǎn)效率影響較大。因此，需要對設(shè)備的維護和保養(yǎng)進行升級改進，采用先進的維修技術(shù)和有效的保養(yǎng)方法確保設(shè)備長時間的穩(wěn)定性和高效率。

（3）隨著技術(shù)的發(fā)展，高精密模架的數(shù)據(jù)交互和信息管理也備受關(guān)注。傳統(tǒng)模具制造中的信息流無法滿足現(xiàn)代智能制造的需求，因此高精密模架需要在數(shù)據(jù)交互和信息管理方面進行改進，以適應(yīng)當前行業(yè)的現(xiàn)代化要求。

（4）高精密模架在使用過程中，必須通過自動化和智能化的方式來進行管理和控制。因此必須將高精密模架與智能制造技術(shù)相融合，如應(yīng)用人工智能或機器學(xué)習(xí)等現(xiàn)代技術(shù)，將其自動化程度和智能化水平提高到極致，以滿足當前行業(yè)智能制造的要求。

綜上所述，雖然高精密模架面臨著種種挑戰(zhàn)，但是只要采用適當?shù)募夹g(shù)和措施，就能滿足市場需求，為模具行業(yè)發(fā)展作出更大的貢獻。

3.3 高精密模架與智能制造的融合

當前智能制造是制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢，高精密模架也在智能制造中扮演著重要的角色。在智能制造工藝中，高精密模架作為模具的重要組成部分，高速、高效、高精度的加工需求也日益突顯，而智能制造技術(shù)則通過自動化、數(shù)字化等方式，挖掘并發(fā)揮高精密模架的潛力，使其更加符合生產(chǎn)需求。

在實踐中，高精密模架與智能制造的融合主要表現(xiàn)在以下方面。

（1）高精密模架的數(shù)字化設(shè)計、制造和檢測能力不斷提升，使其更加適應(yīng)智能制造的需要。通過數(shù)字化方式，加工數(shù)據(jù)能夠被精準地傳遞和處理，有效保證了產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。同時數(shù)字化也能提升制造效率，簡化生產(chǎn)過程，使生產(chǎn)線更加智能化。

（2）高精密模架的選材和制造也越來越受到關(guān)注。目前，一些新的高強度材料不斷應(yīng)用于高精度模架的生產(chǎn)中，使其更加耐用和可靠。此外，由于高精度模架的生產(chǎn)需要精度要求高，量化生產(chǎn)標準和嚴格的檢驗要求可以幫助生產(chǎn)廠家有效重組工藝，并提高良品率。

（3）現(xiàn)代制造業(yè)的高度自動化和信息化要求更加注重高精密模架的監(jiān)控與控制。通過智能化監(jiān)控方式，能對高精密模架的狀態(tài)和使用條件進行實時監(jiān)測和分析，提升了工藝穩(wěn)定性和生產(chǎn)效率?；诖耍斯ぶ悄?、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代技術(shù)也不斷被應(yīng)用于高精密模架生產(chǎn)和維護中，實現(xiàn)對模架的智能化管理。

綜上所述，高精密模架在模具智能制造中的應(yīng)用已成為制造業(yè)向著高端、智能化發(fā)展的必由之路。通過不斷探索和推廣相關(guān)技術(shù)，高精密模架未來的發(fā)展前景將無限廣闊。

4 總結(jié)與展望

4.1 高精密模架在模具行業(yè)中的應(yīng)用前景

隨著現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，對于模具制造的精度和品質(zhì)要求越來越高，高精密模架的出現(xiàn)，使模具制造過程變得更加精準方便，也為模具行業(yè)的發(fā)展打開了新的大門。

在未來的發(fā)展中，高精密模架在模具行業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊。一方面，隨著國家產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和升級的推進，高精密模架的需求也將不斷增加，特別是在一些高精度的模具制造領(lǐng)域，如航空航天領(lǐng)域、汽車工業(yè)等，高精密模架將發(fā)揮更加重要的作用；另一方面，隨著高科技技術(shù)的不斷發(fā)展，高精密模架在新材料、新技術(shù)等領(lǐng)域中的應(yīng)用也將會不斷擴大，進一步促進模具技術(shù)的創(chuàng)新和提升。

為了更好地應(yīng)對市場和客戶需求，高精密模架需要不斷進行創(chuàng)新發(fā)展。首先，可以從提高加工精度入手，加強模架自動化程度，提升生產(chǎn)效率。其次，可以從材料方面入手，選擇更高強度、更耐磨損的材料，進一步提高模架的穩(wěn)定性。此外，運用虛擬技術(shù)和智能化制造技術(shù)也將成為高精密模架發(fā)展的新方向。因此，高精密模架在模具行業(yè)中的應(yīng)用前景十分廣闊，未來隨著技術(shù)不斷發(fā)展，高精密模架在模具制造中的地位和作用將會更加突顯，同時也將不斷得到創(chuàng)新和提升。

4.2 探索高精密模架的創(chuàng)新發(fā)展方向

高精密模架的應(yīng)用已經(jīng)得到了廣泛的認可和推廣，而模具企業(yè)對高精密模架的需求也日益增長。然而，當前高精密模架市場上已經(jīng)出現(xiàn)了相當程度的同質(zhì)化和低價競爭的問題，因此探索高精密模架的創(chuàng)新發(fā)展方向，對于企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。

（1）傳統(tǒng)的高精密模架最大的問題是錯誤率較高，尤其是在加工大尺寸薄壁零件時，更容易出現(xiàn)變形、開裂、失真等問題。因此，今后研究人員可以考慮引入先進的機器學(xué)習(xí)和人工智能技術(shù)，結(jié)合大型計算機和云計算技術(shù)，建立更加智能化的高精密模架創(chuàng)新系統(tǒng)，提升高精密模架的制造精度和準確性，滿足復(fù)雜模具制造的需求。

（2）在高精密模架的實際應(yīng)用中，還存在質(zhì)量大、吸振性能差、冷卻不均等問題。因此，今后研究人員可以通過增加材料的厚度、采用更輕的材料、附加緩沖材料等方式來改進高精密模架的吸振和承載性能。同時，可以研究如何通過優(yōu)化高精密模架的冷卻系統(tǒng)來降低高精密模架的溫度，減小溫度差異，提高高精密模架的整體性能和延長使用壽命。

（3）隨著數(shù)字化工業(yè)的快速發(fā)展，高精密模架還可以通過數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用和簡化設(shè)計實現(xiàn)更高的生產(chǎn)效率和更低的制造成本。如可使用數(shù)字化仿真技術(shù)，模擬高精密模架在不同條件下的加工性能，預(yù)測和解決潛在的問題；可使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，對高精密模架進行三維展示和操作，提高生產(chǎn)效率和降低開發(fā)費用。此外，簡化設(shè)計也可使高精密模架更易于制造和裝配，降低制造成本，提高生產(chǎn)效率，并且在一定程度上提升模架的質(zhì)量和性能。

綜上所述，高精密模架的創(chuàng)新發(fā)展方向廣闊，今后研究人員可以通過引入機器學(xué)習(xí)、增加吸振材料、優(yōu)化冷卻系統(tǒng)和數(shù)字化技術(shù)等多種方式進行探索，實現(xiàn)高精密模架的全方位升級。

5 結(jié)束語

從高精密模架的設(shè)計和制造切入，闡述了高精密模架的設(shè)計、制造、材料的選擇、加工工藝、調(diào)試和維修，高精密模架在汽車、電子產(chǎn)品、醫(yī)療器械以及航空航天模具中行業(yè)中的應(yīng)用案例，高精密模架面臨的挑戰(zhàn)和解決方案，高精密模架與智能制造的融合。未來為模具企業(yè)提供加工精度更高、加工周期更短、制造成本更低、使用壽命更長的高精密模架。