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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> Die history</p><p> 1 Die position in industrial production</p><p> Mold is a high-volume products with the shape tool, is the main process of industrial production equipment. </
2、p><p> 采用模具生產(chǎn)零部件,具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn),用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比 With mold components, with high efficiency, good quality, low cost, saving energy and raw materials and a serie
3、s of advantages, with the mold workpieces possess high accuracy, high complexity, high consistency, high productivity and low consumption , other manufacturing methods can not match. 已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。 Have already b
4、ecome an important means of industrial production and technological developmen</p><p> The development of modern industrial and technological level depends largely on the level of industrial development die
5、, so die industry to national economic and social development will play an increasing role. 1989 年 3 月國(guó)務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中,把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位 ( 僅次于大型發(fā)電設(shè)備及相應(yīng)的輸變電設(shè)備 ) ,確立模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。 March 1989 the Sta
6、te Council promulgated "on the current industrial policy decision points" in the mold as the machinery industry transformation sequence of the first, production </p><p> 2 China's mold industr
7、y and its development trend</p><p> 模具工業(yè)現(xiàn)狀 Die & Mould Industry Status</p><p> 由于歷史原因形成的封閉式、“ 大 而全” 的 企業(yè)特征,我國(guó)大部分企業(yè)均設(shè)有模具車間,處于本廠的配套地位,自 70 年代末才有了模具工業(yè)化和生產(chǎn)專業(yè)化這個(gè)概念。 Due to historical reasons f
8、or the formation of closed, "big and complete" enterprise features, most enterprises in China are equipped with mold workshop, in factory matching status since the late 70s have a mold the concept of industrial
9、ization and specialization of production. 生產(chǎn)效率不高,經(jīng)濟(jì)效益較差。 Production efficiency is not high, poor economic returns. 模具行業(yè)的生產(chǎn)小而散亂,跨行業(yè)、投資密集,專業(yè)化、商品化和技術(shù)管理水平都比較低。 Mold production industry </p><p> 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)現(xiàn)有模具專業(yè)生
10、產(chǎn)廠、產(chǎn)品廠配套的模具車間(分廠)近17000家,約60萬從業(yè)人員,年模具總產(chǎn)值達(dá)200億元人民幣。 According to incomplete statistics, there are now specialized in manufacturing mold, the product supporting mold factory workshop (factory) near 17 000, about 600 000 e
11、mployees, annual output value reached 20 billion yuan mold. 但是,我國(guó)模具工業(yè)現(xiàn)有能力只能滿足需求量的60%左右,還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。 However, the existing capacity of the mold and die industry can only meet the demand of 60%, still can not meet the n
12、eeds of national economic development. 目前,國(guó)內(nèi)</p><p> 1、模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀 2.1 Research on the Structure of industrial products mold</p><p> 按照中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的劃分,我國(guó)模具基本分為10大類,其中,沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。 In accor
13、dance with the division of China Mould Industry Association, China mold is divided into 10 basic categories, which, stamping die and plastic molding two categories accounted for the main part. 按產(chǎn)值計(jì)算,目前我國(guó)沖壓模占50%左右,塑料成形模約占
14、20%,拉絲模(工具)約占10%,而世界上發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的40%以上。 Calculated by output, present, China accounts for about 50% die stamping, plastic molding die about 20%, Wire Drawing Die (Tool) about 10% of the world's advance
15、d indu</p><p> 我國(guó)沖壓模大多為簡(jiǎn)單模、單工序模和符合模等,精沖模,精密多工位級(jí)進(jìn)模還為數(shù)不多,模具平均壽命不足100萬次,模具最高壽命達(dá)到1億次以上,精度達(dá)到3~5um,有50個(gè)以上的級(jí)進(jìn)工位,與國(guó)際上最高模具壽命6億次,平均模具壽命5000萬次相比,處于80年代中期國(guó)際先進(jìn)水平。 Most of our stamping die mold for the simple, single-pr
16、ocess mode and meet the molds, precision die, precision multi-position progressive die is also one of the few, die less than 100 million times the average life of the mold reached 100 million times the maximum life of mo
17、re than accuracy 3 ~ 5um, more than 50 progressive station, and the international life of</p><p> 我國(guó)的塑料成形模具設(shè)計(jì),制作技術(shù)起步較晚,整體水平還較低。 China's plastic molding mold design, production technology started relati
18、vely late, the overall level of low. 目前單型腔,簡(jiǎn)單型腔的模具達(dá)70%以上,仍占主導(dǎo)地位。 Currently a single cavity, a simple mold cavity 70%, and still dominant. 一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模,多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計(jì)和制造。A sophisticated multi-cavity mold plastic injecti
19、on mold, plastic injection mold has been able to multi-color preliminary design and manufacturing. 模具平均壽命約為80萬次左右,主要差距是模具零件變形大、溢邊毛刺大、表面質(zhì)量差、模具型腔沖蝕和腐蝕嚴(yán)重、模具排氣不暢和型腔易損等,注射模精度已達(dá)到5um以</p><p> 2、模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 2.2 mold
20、 Present Status of Technology</p><p> 我國(guó)模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊,懸殊較大。 Technical level of China's mold industry currently uneven, with wide disparities. 從總體上來講,與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家及港臺(tái)地區(qū)先進(jìn)水平相比,還有較大的差距。 Generally speaking, wit
21、h the developed industrial countries, Hong Kong and Taiwan advanced level, there is a large gap. 在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技術(shù)設(shè)計(jì)與制造模具方面,無論是應(yīng)用的廣泛性,還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。 The use of CAD / CAM / CAE / CAPP and other technical design a
22、nd manufacture molds, both wide application, or technical level, there is a big gap between both. 在應(yīng)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)模具方面,僅有約</p><p> 缺乏技術(shù)素質(zhì)較高的模具設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)人員和技術(shù)工人,尤其缺乏知識(shí)面寬、知識(shí)結(jié)構(gòu)層次高的復(fù)合型人才。 Lack of technology of high-q
23、uality mold design, manufacturing technology and skilled workers, especially the lack of knowledge and breadth, knowledge structure, high levels of compound talents. 中國(guó)模具行業(yè)中的技術(shù)人員,只占從業(yè)人員的8%~12%左右,且技術(shù)人員和技術(shù)工人的總體技術(shù)水平也較低。 Chi
24、na's mold industry and technical personnel, only 8% of employees 12%, and the technical personnel and skilled workers and lower the overall skill level. 1980年以前從業(yè)的技術(shù)人員和技術(shù)工人知識(shí)老化,知識(shí)結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)現(xiàn)在的需要;而80年代以后從</p><p
25、> 3、模具工業(yè)配套材料,標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 2.3 mold industry supporting materials, standard parts of present condition</p><p> 近10多年來,特別是“八五”以來,國(guó)家有關(guān)部委已多次組織有關(guān)材料研究所、大專院校和鋼鐵企業(yè),研究和開發(fā)模具專用系列鋼種、模具專用硬質(zhì)合金及其他模具加工的專用工具、輔助材料等,并有所推廣。 Ov
26、er the past 10 years, especially the "Eighth Five-Year", the State organization of the ministries have repeatedly Material Research Institute, universities and steel enterprises, research and development of spe
27、cial series of die steel, molds and other mold-specific carbide special tools, auxiliary materials, and some promotion. 但因材料的質(zhì)量不夠穩(wěn)定,缺乏必要的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)數(shù)據(jù),規(guī)格品種較少,大型模具和特種模具所需的鋼材及規(guī)格還有缺口。 However, due to </p><p> 模具加工
28、的輔助材料和專用技術(shù)近年來雖有所推廣應(yīng)用,但未形成成熟的生產(chǎn)技術(shù),大多仍還處于試驗(yàn)摸索階段,如模具表面涂層技術(shù)、模具表面熱處理技術(shù)、模具導(dǎo)向副潤(rùn)滑技術(shù)、模具型腔傳感技術(shù)及潤(rùn)滑技術(shù)、模具去應(yīng)力技術(shù)、模具抗疲勞及防腐技術(shù)等尚未完全形成生產(chǎn)力,走向商品化。 Mold supporting materials and special techniques in recent years despite the popularization a
29、nd application, but failed to mature production technology, most still also in the exploratory stage tests, such as die coating technology, surface treatment technology mold, mold guide lubrication technology Die sensing
30、 technology and lubrication technology, mold to stress t</p><p> 我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn),80年代初才形成小規(guī)模生產(chǎn),模具標(biāo)準(zhǔn)化程度及標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋面約占20%,從市場(chǎng)上能配到的也只有約30個(gè)品種,且僅限于中小規(guī)格。 China's mold standard parts production, the formation of the
31、 early 80s only small-scale production, standardization and standard mold parts using the coverage of about 20%, from the market can be assigned to, is just about 30 varieties, and limited to small and medium size. 標(biāo)準(zhǔn)凸凹模
32、、熱流道元件等剛剛開始供應(yīng),模架及零件生產(chǎn)供應(yīng)渠道不暢,精度和質(zhì)量也較差。 Standard punch, hot runner components and other supplies just the beginning, mold and parts production an</p><p> 模具的發(fā)展趨勢(shì) 3 Die trend</p><p> 1、模具CAD/CAE/
33、CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 3.1 mold CAD / CAE / CAM being integrated, three-dimensional, intelligent and network direction</p><p> ?。?)模具軟件功能集成化 (1) mold software features integrated</p><p> 模具軟件
34、功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全,同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型,以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享,從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過程,達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。 Die software features of integrated software modules required relatively complete, while the function module using the same da
35、ta model, in order to achieve Syndicated news management and sharing of information to support the mold design, manufacture, assembly, inspection, testing and production management of the entire process to achieve optima
36、l benefits. 如英國(guó)Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)</p><p> ?。?)模具設(shè)計(jì)、分析及制造的三維化 (2) mold design, analysis and manufacture of three-dimensional</p><p> 傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。 Two-
37、dimensional mold of traditional structural design can no longer meet modern technical requirements of production and integration. 模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計(jì)模具,所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過程模
38、擬及信息的管理與共享。 Mold design, analysis, manufacturing three-dimensional technology, paperless software required to mold a new generation of three-dimensional, intuitive sense to design the mold, using three-dimensional digita
39、l model can be easily </p><p> (3)模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì) (3) mold software applications, networking trend</p><p> 隨著模具在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國(guó)際化,以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)使得在模具行業(yè)應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)既有必要,也有可能。 With the
40、 mold in the enterprise competition, cooperation, production and management, globalization, internationalization, and the rapid development of computer hardware and software technology, the Internet has made in the mold
41、industry, virtual design, agile manufacturing technology both necessary and possible. 美國(guó)在其《21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略》中指出,到2006年要實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案,使汽車開發(fā)周期從40個(gè)月縮短到4個(gè)月。 The United States in its "21st Century Ma</p><p>
42、2、模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 3.2 mold testing, processing equipment to the precise, efficient, and multi-direction</p><p> (1)模具檢測(cè)設(shè)備的日益精密、高效 (1) mold testing equipment more sophisticated, efficient</p>
43、<p> 精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展,對(duì)檢測(cè)設(shè)備的要求越來越高。 Sophisticated, complex, large-scale mold development, testing equipment have become increasingly demanding. 現(xiàn)在精密模具的精度已達(dá)2~3μm,目前國(guó)內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國(guó)、日本等國(guó)的高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),并具有數(shù)字化掃描功能。 Precision
44、 Mould precision now reached 2 ~ 3μm, more domestic manufacturers have to use Italy, the United States, Japan and other countries in the high-precision coordinate measuring machine, and with digital scanning. 如東風(fēng)汽車模具廠不僅擁
45、有意大利產(chǎn)3250mm×3250mm三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),還擁有數(shù)碼攝影光學(xué)掃描儀,率先在國(guó)內(nèi)采用數(shù)碼攝影、光學(xué)掃描作為空間三維信息的獲得手段,從而實(shí)</p><p> ?。?)數(shù)控電火花加工機(jī)床 (2) CNC EDM</p><p> 日本沙迪克公司采用直線電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驅(qū)動(dòng)反應(yīng)快、傳動(dòng)及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。 Japan Sod
46、ick linear motor servo drive using the company's AQ325L, AQ550LLS-WEDM have driven fast response, transmission and high positioning accuracy, the advantages of small thermal deformation. 瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應(yīng)控制、PCE能
47、量控制及自動(dòng)編程專家系統(tǒng)。Switzerland Chanmier company NCEDM with P-E3 adaptive control, PCE energy control and automatic programming expert systems. 另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制(FC)等技術(shù)。 Others also used the powder mixed</p>
48、<p> ?。?)高速銑削機(jī)床(HSM) (3) high-speed milling machine (HSM)</p><p> 銑削加工是型腔模具加工的重要手段。 Milling is an important means of cavity mold. 而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、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(<60HRC)等
49、諸多優(yōu)點(diǎn)。 The low-temperature high-speed milling with the workpiece, cutting force is small, smooth processing, processing quality, processing efficiency (for the general milling process 5 to 10 times) and can process hard m
50、aterials (<60HRC) and many other advantages. 因而在模具加工中日益受到重視。 Thus in the mold processing more and more attention. 瑞士克朗公司UCP710型五軸聯(lián)動(dòng)加工中心,其機(jī)床定位精度可達(dá)8μm,自</p><p> 3.3 mold materials and surface treatment tec
51、hnology developed rapidly</p><p> 模具工業(yè)要上水平,材料應(yīng)用是關(guān)鍵。 Industry to the level of mold, material application is the key. 因選材和用材不當(dāng),致使模具過早失效,大約占失效模具的45%以上。 Due to improper selection and use of materials, causing
52、premature die failure, which accounts for more than 45% failure die. 在模具材料方面,常用冷作模具鋼有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2,火焰淬火鋼(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等;常用新型熱作模具鋼有美國(guó)H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等;常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼(如美國(guó)P20)、時(shí)效硬化型鋼(如美國(guó)
53、P21、日本NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國(guó)D2,日本PD613、PD555、瑞典一勝白136等)、粉末模具鋼(如日本KAD18和KAS440)等;覆蓋件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V</p><p> 5、模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同 3.4 mold industry new techniques, new ideas and new models have
54、been gradually recognized</p><p> 在成形工藝方面,主要有沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成形技術(shù)等。 In the forming process, the main function of composite stamping die, superplastic forming, plastic precisi
55、on molding technology, plastic mold gas-assisted injection technology and hot runner technology, high-pressure injection molding technology. 另一方面,隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高,在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式。 On the other hand, wi
56、th the continuous development of advanced manufacturing technology and raise the level of mold industry as a</p><p><b> 總Summary</b></p><p> 進(jìn)入21世紀(jì),在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下,隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合,我
57、國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO以后,將成為世界裝備制造業(yè)的基地。 The 21st century, in the new situation of economic globalization, with capital, technology and labor market re-integration of equipment manufacturing in China after joining the WTO will bec
58、ome the world's equipment manufacturing base. 而在現(xiàn)代制造業(yè)中,無論哪一行業(yè)的工程裝備,都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。 In the modern manufacturing industry, no matter which industry, engineering equipment, are increasingly used to provide the produ
59、cts from the mold industr</p><p><b> 模具的發(fā)展</b></p><p> 1模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位</p><p> 模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具,是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。</p><p> 采用模具生產(chǎn)零部件,具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列
60、優(yōu)點(diǎn),用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比擬的。已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?,F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。現(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高,很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平,因此模具工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展將起越來越大的作用。1989年3月國(guó)務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中,把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位(僅次于大型發(fā)電設(shè)備
61、及相應(yīng)的輸變電設(shè)備),確立模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。1997年以來,又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn),從1997年到2000年,對(duì)80多家國(guó)有專業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策,以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些,都充分體現(xiàn)了國(guó)務(wù)院和國(guó)家有關(guān)部門對(duì)發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元,日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)
62、產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè),從1997年開始,我國(guó)模</p><p> 2我國(guó)模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)</p><p> 由于歷史原因形成的封閉式、“大而全”的企業(yè)特征,我國(guó)大部分企業(yè)均設(shè)有模具車間,處于本廠的配套地位,自70年代末才有了模具工業(yè)化和生產(chǎn)專業(yè)化這個(gè)概念。生產(chǎn)效率不高,經(jīng)濟(jì)效益較差。模具行業(yè)的生產(chǎn)小而散亂,跨行業(yè)、投資密集,專業(yè)化、商品化和技術(shù)管理水平都比較低。</p>
63、<p> 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全國(guó)現(xiàn)有模具專業(yè)生產(chǎn)廠、產(chǎn)品廠配套的模具車間(分廠)近17000家,約60萬從業(yè)人員,年模具總產(chǎn)值達(dá)200億元人民幣。但是,我國(guó)模具工業(yè)現(xiàn)有能力只能滿足需求量的60%左右,還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。目前,國(guó)內(nèi)需要的大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命的模具還主要依靠進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì),1997年進(jìn)口模具價(jià)值6.3億美元,這還不包括隨設(shè)備一起進(jìn)口的模具;1997年出口模具僅為7800萬美元。目前我國(guó)模具工業(yè)的
64、技術(shù)水平和制造能力,是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)和制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的瓶頸。</p><p> 2.1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀</p><p> 按照中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的劃分,我國(guó)模具基本分為10大類,其中,沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。按產(chǎn)值計(jì)算,目前我國(guó)沖壓模占50%左右,塑料成形模約占20%,拉絲模(工具)約占10%,而世界上發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)
65、值的40%以上。</p><p> 我國(guó)沖壓模大多為簡(jiǎn)單模、單工序模和符合模等,精沖模,精密多工位級(jí)進(jìn)模還為數(shù)不多,模具平均壽命不足100萬次,模具最高壽命達(dá)到1億次以上,精度達(dá)到3~5um,有50個(gè)以上的級(jí)進(jìn)工位,與國(guó)際上最高模具壽命6億次,平均模具壽命5000萬次相比,處于80年代中期國(guó)際先進(jìn)水平。</p><p> 我國(guó)的塑料成形模具設(shè)計(jì),制作技術(shù)起步較晚,整體水平還較低。目前單
66、型腔,簡(jiǎn)單型腔的模具達(dá)70%以上,仍占主導(dǎo)地位。一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模,多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計(jì)和制造。模具平均壽命約為80萬次左右,主要差距是模具零件變形大、溢邊毛刺大、表面質(zhì)量差、模具型腔沖蝕和腐蝕嚴(yán)重、模具排氣不暢和型腔易損等,注射模精度已達(dá)到5um以下,最高壽命已突破2000萬次,型腔數(shù)量已超過100腔,達(dá)到了80年代中期至90年代初期的國(guó)際先進(jìn)水平。</p><p> 2.2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)
67、構(gòu)現(xiàn)狀</p><p> 我國(guó)模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊,懸殊較大。從總體上來講,與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家及港臺(tái)地區(qū)先進(jìn)水平相比,還有較大的差距。 在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技術(shù)設(shè)計(jì)與制造模具方面,無論是應(yīng)用的廣泛性,還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。在應(yīng)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)模具方面,僅有約10%的模具在設(shè)計(jì)中采用了CAD,距拋開繪圖板還有漫長(zhǎng)的一段路要走;在應(yīng)用CAE進(jìn)行模具方案設(shè)計(jì)和分析計(jì)算方面,也才
68、剛剛起步,大多還處于試用和動(dòng)畫游戲階段;在應(yīng)用CAM技術(shù)制造模具方面,一是缺乏先進(jìn)適用的制造裝備,二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備(包括近10多年來引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備)或因計(jì)算機(jī)制式(IBM微機(jī)及其兼容機(jī)、HP工作站等)不同,或因字節(jié)差異、運(yùn)算速度差異、抗電磁干擾能力差異等,聯(lián)網(wǎng)率較低,只有5%左右的模具制造設(shè)備近年來才開展這項(xiàng)工作;在應(yīng)用CAPP技術(shù)進(jìn)行工藝規(guī)劃方面,基本上處于空白狀態(tài),需要進(jìn)行大量的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)工作;在模具共性工藝技術(shù),如模具快速成型技
69、術(shù)、拋光技術(shù)、電鑄成型技術(shù)、表面處理技術(shù)等方面的CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)才剛起步。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的軟件開發(fā),尚處于較低水平,需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累。我國(guó)大部分模具廠、車間</p><p> 缺乏技術(shù)素質(zhì)較高的模具設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)人員和技術(shù)工人,尤其缺乏知識(shí)面寬、知識(shí)結(jié)構(gòu)層次高的復(fù)合型人才。中國(guó)模具行業(yè)中的技術(shù)人員,只占從業(yè)人員的8%~12%左右,且技術(shù)人員和技術(shù)工人的總體技術(shù)水平也較低。1980年以前從業(yè)的
70、技術(shù)人員和技術(shù)工人知識(shí)老化,知識(shí)結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)現(xiàn)在的需要;而80年代以后從業(yè)的人員,專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)匱乏,動(dòng)手能力差,不安心,不愿學(xué)技術(shù)。近年來人才外流不僅造成人才數(shù)量與素質(zhì)水平下降,而且人才結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了新的斷層,青黃不接,使得模具設(shè)計(jì)、制造的技術(shù)水平難以提高。</p><p> 2.3 模具工業(yè)配套材料,標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀</p><p> 近10多年來,特別是“八五”以來,國(guó)家有關(guān)部委已多
71、次組織有關(guān)材料研究所、大專院校和鋼鐵企業(yè),研究和開發(fā)模具專用系列鋼種、模具專用硬質(zhì)合金及其他模具加工的專用工具、輔助材料等,并有所推廣。但因材料的質(zhì)量不夠穩(wěn)定,缺乏必要的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)數(shù)據(jù),規(guī)格品種較少,大型模具和特種模具所需的鋼材及規(guī)格還有缺口。在鋼材供應(yīng)上,解決用戶的零星用量與鋼廠的批量生產(chǎn)的供需矛盾,尚未得到有效的解決。另外,國(guó)外模具鋼材近年來相繼在國(guó)內(nèi)建立了銷售網(wǎng)點(diǎn),但因渠道不暢、技術(shù)服務(wù)支撐薄弱及價(jià)格偏高、外匯結(jié)算制度等因素的
72、影響,目前推廣應(yīng)用不多。</p><p> 模具加工的輔助材料和專用技術(shù)近年來雖有所推廣應(yīng)用,但未形成成熟的生產(chǎn)技術(shù),大多仍還處于試驗(yàn)摸索階段,如模具表面涂層技術(shù)、模具表面熱處理技術(shù)、模具導(dǎo)向副潤(rùn)滑技術(shù)、模具型腔傳感技術(shù)及潤(rùn)滑技術(shù)、模具去應(yīng)力技術(shù)、模具抗疲勞及防腐技術(shù)等尚未完全形成生產(chǎn)力,走向商品化。一些關(guān)鍵、重要的技術(shù)也還缺少知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。</p><p> 我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn),
73、80年代初才形成小規(guī)模生產(chǎn),模具標(biāo)準(zhǔn)化程度及標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋面約占20%,從市場(chǎng)上能配到的也只有約30個(gè)品種,且僅限于中小規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)凸凹模、熱流道元件等剛剛開始供應(yīng),模架及零件生產(chǎn)供應(yīng)渠道不暢,精度和質(zhì)量也較差。 </p><p><b> 3模具的發(fā)展趨勢(shì)</b></p><p> 3.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展&l
74、t;/p><p> (1)模具軟件功能集成化</p><p> 模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全,同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型,以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享,從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過程,達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。如英國(guó)Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)渲染、塑料模設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、復(fù)雜形體CAM、藝
75、術(shù)造型及雕刻自動(dòng)編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測(cè)量系統(tǒng)等。集成化程度較高的軟件還包括:Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。國(guó)內(nèi)有上海交通大學(xué)金屬塑性成型有限元分析系統(tǒng)和沖裁模CAD/CAM系統(tǒng);北京北航海爾軟件有限公司的CAXA系列軟件;吉林金網(wǎng)格模具工程研究中心的沖壓模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等。</p><p> (2)模具設(shè)計(jì)、分析及制造的三維化</p><p>
76、 傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計(jì)模具,所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等特點(diǎn),從而使模具并行工程成為可能。另外,Cimatran公司的Moldexpert,Del
77、cam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D專業(yè)注塑模設(shè)計(jì)軟件,可進(jìn)行交互式3D型腔、型芯設(shè)計(jì)、模架配置及典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。澳大利亞Moldflow公司的三維真實(shí)感流動(dòng)模擬軟件MoldflowAdvisers已經(jīng)受到用戶廣泛的好評(píng)和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)有華中理工大學(xué)研制的同類軟件HSC3D4.5F及鄭州工業(yè)大學(xué)的Z-mold軟件。面向制造、基于知識(shí)的智能化功能是衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。如Cimatron公司
78、的注塑模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動(dòng)產(chǎn)生分型線和分型面,生成與制品相對(duì)應(yīng)的型芯和型腔,實(shí)現(xiàn)模架零件的全相關(guān),自動(dòng)產(chǎn)生材料明細(xì)表</p><p> ?。?)模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)</p><p> 隨著模具在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國(guó)際化,以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)使得在模具行業(yè)應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)既有必要,也有可能。美國(guó)在其《21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略》中指出
79、,到2006年要實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案,使汽車開發(fā)周期從40個(gè)月縮短到4個(gè)月。</p><p> 3.2 模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展</p><p> ?。?)模具檢測(cè)設(shè)備的日益精密、高效</p><p> 精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展,對(duì)檢測(cè)設(shè)備的要求越來越高。現(xiàn)在精密模具的精度已達(dá)2~3μm,目前國(guó)內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國(guó)
80、、日本等國(guó)的高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),并具有數(shù)字化掃描功能。如東風(fēng)汽車模具廠不僅擁有意大利產(chǎn)3250mm×3250mm三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),還擁有數(shù)碼攝影光學(xué)掃描儀,率先在國(guó)內(nèi)采用數(shù)碼攝影、光學(xué)掃描作為空間三維信息的獲得手段,從而實(shí)現(xiàn)了從測(cè)量實(shí)物→建立數(shù)學(xué)模型→輸出工程圖紙→模具制造全過程,成功實(shí)現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用。這方面的設(shè)備還包括:英國(guó)雷尼紹公司第二代高速掃描儀(CYCLON SERIES2)可實(shí)現(xiàn)激光測(cè)頭和接觸式測(cè)頭優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
81、,激光掃描精度為0.05mm,接觸式測(cè)頭掃描精度達(dá)0.02mm。另外德國(guó)GOM公司的ATOS便攜式掃描儀,日本羅蘭公司的PIX-30、PIX-4臺(tái)式掃描儀和英國(guó)泰勒·霍普森公司TALYSCAN150多傳感三維掃描儀分別具有高速化、廉價(jià)化和功能復(fù)合化等特點(diǎn)。</p><p> ?。?)數(shù)控電火花加工機(jī)床</p><p> 日本沙迪克公司采用直線電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的AQ325L、AQ55
82、0LLS-WEDM具有驅(qū)動(dòng)反應(yīng)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NCEDM具有P-E3自適應(yīng)控制、PCE能量控制及自動(dòng)編程專家系統(tǒng)。另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制(FC)等技術(shù)。</p><p> (3)高速銑削機(jī)床(HSM)</p><p> 銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好
83、、加工效率高(為普通銑削加工的5~10倍)及可加工硬材料(<60HRC)等諸多優(yōu)點(diǎn)。因而在模具加工中日益受到重視。瑞士克朗公司UCP710型五軸聯(lián)動(dòng)加工中心,其機(jī)床定位精度可達(dá)8μm,自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸,最大轉(zhuǎn)速為42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速銑床,其加工范圍達(dá)2500mm×5000mm×1800mm,轉(zhuǎn)速達(dá)20500r/min,切削進(jìn)給速度達(dá)20m/min。HSM一般主要用于
84、大、中型模具加工,如汽車覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料等曲面加工,其曲面加工精度可達(dá)0.01mm。</p><p> 3.3 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速</p><p> 模具工業(yè)要上水平,材料應(yīng)用是關(guān)鍵。因選材和用材不當(dāng),致使模具過早失效,大約占失效模具的45%以上。在模具材料方面,常用冷作模具鋼有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2,火焰淬火鋼(如日本的AU
85、X2、SX105V(7CrSiMnMoV)等;常用新型熱作模具鋼有美國(guó)H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等;常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼(如美國(guó)P20)、時(shí)效硬化型鋼(如美國(guó)P21、日本NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國(guó)D2,日本PD613、PD555、瑞典一勝白136等)、粉末模具鋼(如日本KAD18和KAS440)等;覆蓋件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V鑄鐵等,大型模架用HT250。多工位精
86、密沖模常采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金YG20等。在模具表面處理方面,其主要趨勢(shì)是:由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲(如TD法)發(fā)展;由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展;可采用的鍍膜有:TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等,同時(shí)熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外,目前對(duì)激光強(qiáng)</p><p> 3.4 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了
87、認(rèn)同</p><p> 在成形工藝方面,主要有沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成形技術(shù)等。另一方面,隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高,在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式。具體主要有:適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù);創(chuàng)造最佳管理和效益的團(tuán)隊(duì)精神,精益生產(chǎn);提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造
88、等新的生產(chǎn)哲理;廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式;適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。</p><p><b> 總結(jié)</b></p><p> 總結(jié)進(jìn)入21世紀(jì),在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下,隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合,我國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO以后,將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中,無論哪一行業(yè)的工程裝備,都越來越多地采用由模具工
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