当前模具加工的重点发展方向是无图化生产、单件高精度并行加工、少人化无人化加工,要求数控机床满足高速、高动态精度、高刚性、热稳定性、高可靠性,网络化以及与之配套的控制系统,各种先进软件对机床的整体性,最重要的是,模具三维型面加工特别注重机床的动态性能。
日本、欧美机床在高档模具加工制造设备、测量设备占垄断地位,其原因固然是与他们的产品高质量密不可分,同时也与他们对中国模具市场的策略有关。他们对模具市场的需求是主动服务,他们与模具用户合作研制开发机床的模具专用功能,量体订制功能。日本森精机公司快速进入中国市场,他们在中国建立的第一个研究所就是研究模具制造技术的。日本牧野公司在即将举办的第十一届中国国际模展上将展示超级火花机,超级利角功能,使R角达到0.01mm,超级表面功能,加工表面无针孔。以加工中心来说,2005年中国进口10343台,金额12.97亿美元,可以说模具行业采购国外的中高档加工中心占较大比率。韩国机床、台湾机床在中档机型具有很好的性价比,对大陆模具企业也有很大的吸引力。
由于电加工设备80%以上用于模具加工,故国内电加工设备企业大都针对模具行业需要开发电加工设备,精度能满足需要,市场分布广,中低档电加工设备占绝对优势,其他类加工机床国内机床几乎优势不明显,使用比例不高。国内金切机床企业500家左右,数控金切机床生产企业150家左右,有能力制造模具加工设备的企业也有数十家,但在进入模具企业的机床产品远没有达到这个数字。100个亿的模具加工设备市场还远没有得到国内设备企业的重视。
模具发展趋势向模具加工设备提出了特殊要求。
1.模具成型零件的日渐大型化和零件的高生产率要求一模多腔,致使模具日趋大型化,大吨位的大型模具可达100t,一模几百腔、上千腔,要求模具加工设备大工作台、加大Y轴Z轴行程、大承重、高刚性,高一致性。
2.模具加工的模具钢材料硬度高,要求模具加工设备具有热稳定性、高可靠性。
3.对复杂型腔和多功能复合模具,随着制件形状的复杂化,必须要提高模具的设计制造水平,多种沟槽、多种材质在一套模具中成形或组装成组件的多功能复合模具,就要求加工编程程序量大,具有高深孔腔综合切削能力和高稳定性,提高了加工难度。
4.高动态精度。机床生产企业介绍的静态性能(如重复定位精度、直线进给速度)在模具三维型面加工时,不能反映实际加工情况。模具的三维曲面高精度加工,更提出了高动态精度性能的要求,高速高精度还要在机床的高刚性、热稳定性、高可靠性以及高品质的控制系统相配合才可能实现。
重点发展领域
针对模具产品未来重点发展的领域,提出对模具加工设备的要求。
汽车覆盖件模具。为满足汽车工业的持续发展,为大量新车型制造的汽车覆盖件模具必将高速发展,要求汽车覆盖件模具企业加工周期更短,加工精度更高。目前,龙门数控铣床、五面数控铣床、高速数控铣床、龙门三坐标测量机、三维五轴激光切割机以及研配压床等为重点需求的加工设备,同时,与之配套的高品质的控制系统、数控机床网接CAM软件都有很大的市场。
大中型精密塑料模具。大型精密塑料模具主要为汽车和家电等行业服务,为汽车制造保险杠、仪表板、油箱、方向盘等模具,为彩电、洗衣机、电冰箱、空调等家用电器服务的大中型塑料模具,从目前能力来看,国内制造模具占市场份额的60%左右。许多大中型塑料模具生产企业也正在加大投入,以尽快提高生产能力和模具制造水平。为此,高速加工机床、数控镗铣床、加工中心、大型电加工机床、深控钻床、数控磨床、试模机、测量设备和扫描机等关键设备及CAD/CAM/CAE软件市场不可小视。
中小型精密模具。这类模具种类很多,服务面很广,高速发展的信息产业制造业、机电工业是它们的最大市场。移动通信设备、微机、显示器、集成电路等产品对中小型精密模具有强大需求,使这类模具制造企业对一些精密设备保持强劲的购买力,高精密加工中心、高精密数控磨床(坐标磨、光曲磨、成形磨、平面磨)、高精密电加工机床、高精度测量设备、模具钢热处理设备和表面强化设备、设计加工软件等都有很大的市场。
模具标准件。目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、冲头、推杆推管、弹性元件等,汽车模具用含油导板、斜楔等,这些产品不但国内配套大量需要,出口前景也很好,未来几年将继续大力发展,国外的大型模具标准件企业已开始抢滩中国。要扩大模具标准件的品种,提高其精度,提高生产集中度,实现大规模生产。模具标准件使用覆盖率从目前的约45%提高到2010年的60%。为此,加工中心、数控车床、数控铣床、数控镗铣床、无心磨、外圆磨等也将有很大的市场。