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文獻(xiàn)綜述 學(xué)院（系） 專 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 文獻(xiàn)綜述 我國(guó)模具行業(yè)近年來(lái)發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) ,目前模具生產(chǎn)廠點(diǎn)共有2 萬(wàn)多家,從業(yè)人員約50 萬(wàn)人,全年模具產(chǎn)值約360 億元,總量供不應(yīng)求,出口約2 億美元,進(jìn)口約10 億美元. 當(dāng)前,我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展具有下特征:大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于行業(yè)總體發(fā)展水平;塑料模和壓鑄模成比例增長(zhǎng);專業(yè)模具廠家數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加較快;“三資”企業(yè)及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速;股份制改造步伐加快等. 從地區(qū)分布來(lái)看,以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方. 目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最集中的省份是廣東和浙江,其模具產(chǎn)值約占全國(guó)總產(chǎn)值的60 %以上 . 我國(guó)模具總量雖然已位居世界第三,但設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家,模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度也低于國(guó)際水平。但是從第10屆國(guó)際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(huì)上可以看出我國(guó)的塑料模已從過(guò)去的單純仿制、加工粗糙,發(fā)展到現(xiàn)在已大量運(yùn)用先進(jìn)技術(shù)和理論知識(shí),并且積累了豐富的制模經(jīng)驗(yàn)。更重要的是這已不是個(gè)別的企業(yè), 而是涌現(xiàn)出大批具有相當(dāng)水平的模具企業(yè), 是我國(guó)模具水準(zhǔn)的整體提升。模具水準(zhǔn)的提高不僅需要先進(jìn)的制造技術(shù)和成熟的經(jīng)驗(yàn),更要依賴優(yōu)秀的質(zhì)量管理體系,具備所有這些條件才能使我國(guó)的塑料模具一步一步走向世界,走向成功。再介紹一下國(guó)外的情況，首先說(shuō)下塑料模具方面，下面以“歐洲模展上的先進(jìn)模具技術(shù)”的考察報(bào)告以基準(zhǔn)來(lái)簡(jiǎn)單介紹一下在EuroMold 2001 上展出的模具大部分為塑料模,許多模具巧妙的設(shè)計(jì)、高超的加工技術(shù)和卓越的質(zhì)量令人贊嘆。例如, Sermo 、EN GEL 等公司展出了多零件、多色、多材料注射模, 回轉(zhuǎn)臺(tái)注射成型和帶分度板座的注射成型系統(tǒng)。利用這些模具和技術(shù)可實(shí)現(xiàn)同一模具中成型多種零件, 并且可實(shí)現(xiàn)多種顏色、多種材質(zhì)塑料的注射成型。MHT 公司展出了1 模144 腔的高效瓶坯模具, 其特點(diǎn)不僅腔數(shù)多, 而且注射周期短, 生產(chǎn)效率高,該模具每小時(shí)可制造瓶坯達(dá)60 000 個(gè)。Solvay 公司展出了其表面涂層專利技術(shù), 可使模具表面層硬度達(dá)1750～3400HV ,厚度為5μm ,大大提高了模具的耐磨性和使用壽命。塑料模制造技術(shù)中一個(gè)突出點(diǎn)就是鋁合金材料的應(yīng)用,Corus 、Pechiney Rhenalu 等公司展出了其鋁合金材料及模具樣品。Corus 公司開發(fā)和生產(chǎn)了HO KO TOL 、WELDURAL 和GIAN TAL 3 個(gè)系列的鋁合金材料。展出的1 副用鋁合金制造的塑料模, 使用壽命已達(dá)30 萬(wàn)次, 狀況依然完好。Pechiney Rhenalu 公司展出了4 個(gè)系列8 個(gè)等級(jí)的鋁合金材料,宣稱用其M1- 600 鋁材制造塑料模,壽命可達(dá)50 萬(wàn)次以上。Synventive Molding Solutions 公司的動(dòng)態(tài)進(jìn)料技術(shù)是塑料模技術(shù)中的一個(gè)亮點(diǎn), 這是一項(xiàng)控制熔融塑料在熱流道系統(tǒng)中流動(dòng)的專利技術(shù)。所謂動(dòng)態(tài)進(jìn)料, 就是可為每個(gè)澆口分別設(shè)定注射時(shí)間、注射壓力等參數(shù), 根據(jù)這些設(shè)置進(jìn)行注射, 可以獲得平衡的注射和最佳的質(zhì)量保證。為實(shí)現(xiàn)上述目的,裝置內(nèi)每個(gè)熱流道噴嘴有一個(gè)針閥, 用以調(diào)節(jié)塑料的流動(dòng)。針閥可通過(guò)液壓驅(qū)動(dòng)活塞動(dòng)態(tài)地、無(wú)級(jí)地移動(dòng), 針閥的位置決定了注射的流量和壓力。在流道內(nèi)有壓力傳感器, 可連續(xù)記錄流道內(nèi)的壓力變化, 并將壓力曲線與預(yù)置的壓力曲線進(jìn)行比較, 通過(guò)液壓系統(tǒng)控制針閥位置, 調(diào)整壓力至預(yù)先設(shè)定的值。動(dòng)態(tài)進(jìn)料技術(shù)的另一優(yōu)點(diǎn), 就是允許使用可換模具, 即可使用一標(biāo)準(zhǔn)模具, 對(duì)于不同制件只要更換模芯, 而不必調(diào)整熱流道系統(tǒng)。這樣就可以減少使用的模具數(shù)。動(dòng)態(tài)進(jìn)料裝置也允許使用多模成型, 同時(shí)允許每個(gè)模具使用不同的模芯。對(duì)于單副模具, 即具有一個(gè)模芯和多個(gè)澆口時(shí), 用戶可分別調(diào)節(jié)各個(gè)澆口的注射量、注射時(shí)間和壓力, 從而保證復(fù)雜注射零件的質(zhì)量?？傮w說(shuō)來(lái)，我們的塑料模具制造水平與世界先進(jìn)水平的差距還是很大的。再來(lái)看下覆蓋件模具設(shè)計(jì)方面，汽車覆蓋件模具隨著汽車行業(yè)的高速發(fā)展獲得了同步發(fā)展。第10屆中國(guó)國(guó)際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(huì)上共有40 余家國(guó)內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)參加了展覽, 比上屆參展企業(yè)增加40 % , 實(shí)力最強(qiáng)的國(guó)內(nèi)幾家企業(yè)都參加了本屆展覽, 且參展企業(yè)都經(jīng)過(guò)精心策劃, 展出了能反映其技術(shù)水平和綜合實(shí)力的沖壓件產(chǎn)品和模具資料,較客觀、準(zhǔn)確地反映了我國(guó)汽車覆蓋件模具近2 年的發(fā)展進(jìn)步和當(dāng)前的技術(shù)水平。 2 年一次的中國(guó)國(guó)際模展, 因展覽會(huì)級(jí)別高和各企業(yè)的參與重視, 模展產(chǎn)品和資料能反映出我國(guó)在一個(gè)階段汽車覆蓋件模具的技術(shù)水平及技術(shù)進(jìn)步, 主要體現(xiàn)在模具制造全過(guò)程中運(yùn)用的方法、手段、程序和結(jié)果中。從本屆模展看,技術(shù)的進(jìn)步可以總結(jié)為:先進(jìn)技術(shù)推廣普及升級(jí),模具質(zhì)量明顯提高。 但是，對(duì)于外覆蓋件，特別是中高檔轎車的外覆蓋件，由于其有很高的型面精度和表面質(zhì)量要求，整車廠還很少將模具交由國(guó)內(nèi)開發(fā)。而國(guó)外方面，目前，國(guó)外大汽車公司為了降低模具開發(fā)、制造成本，縮短生產(chǎn)周期，將除轎車外覆蓋件之外的大部分轎車沖壓件的模具都交由專業(yè)模具公司（如Fontana Pietro、Kuka、Laepple、Schuler等公司）設(shè)計(jì)和制造。這些公司都有很強(qiáng)的開發(fā)能力，并在某些零件的制造方面擁有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。但作為整車廠，考慮到新車型開發(fā)過(guò)程中的保密，對(duì)諸如翼子板、行李箱蓋、車門、側(cè)圍、車頂、前蓋等敏感零部件的模具，則都由自己的模具制造部門來(lái)設(shè)計(jì)和制造。近年來(lái)，通過(guò)不懈的努力，國(guó)內(nèi)轎車沖壓模具的設(shè)計(jì)制造能力取得了顯著的進(jìn)步。但是，在轎車特別是中高檔轎車外覆蓋件模具的開發(fā)上，我們與國(guó)際水平仍有較大差距。不過(guò)，這種差距并非不能縮小，只要我們多加強(qiáng)國(guó)際交流，多吸取國(guó)外同行的設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)，一定能夠加快轎車覆蓋件模具的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。因此說(shuō)來(lái)，我們還有很長(zhǎng)的路要走呢。二、研究主要成果 1 塑料模。我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì),有了很大的發(fā)展,模具水平有了較大提高. 在大型模具方面已能生產(chǎn)48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5 kg 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具 ;精密塑料模具方面,已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具 . 如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星I1K模具有限公司制造的多腔VCD 和DVD 齒輪模具,所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類產(chǎn)品的水平,而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求. 該公司還能生產(chǎn)厚度僅為0108 mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等. 注塑模型腔制造精度可達(dá)0102～0105 mm ,表面粗糙度Ra 012μm ,模具質(zhì)量、壽命明顯提高,非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30 萬(wàn)次,淬火鋼模達(dá)50～1 000萬(wàn)次,交貨期較以前縮短,但與國(guó)外相比仍有較大差距?！〕尚凸に嚪矫?多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展. 氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟,如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34 英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù),一些廠家還使用了C2MOLD 氣輔軟件,取得較好的效果. 如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù). 現(xiàn)在,熱流道模具已逐漸開始推廣,有的廠采用率達(dá)20 %以上,一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置, 以及具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具. 但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10 % ,與國(guó)外的50 %～80 %相比,差距較大. 2 汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)在：(1) 先進(jìn)軟件技術(shù) 三維軟件的推廣速度較快，為模具制造實(shí)現(xiàn)無(wú)圖化、數(shù)字化加工邁出了可喜的第一步。為消除CAD、CAM信息孤島,實(shí)現(xiàn)CAD/ CAE/ CAPP/ CAM一體化, 連接CAD 與CAM橋梁作用的計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(CPPP) 技術(shù)的運(yùn)用已出現(xiàn)在少數(shù)企業(yè)中, 這為提升企業(yè)的綜合管理效益, 引導(dǎo)模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展方向?qū)a(chǎn)生重要影響。 (2) 模具質(zhì)量水平的提高本屆模展展出的產(chǎn)品已覆蓋了代表汽車車身技術(shù)難度和質(zhì)量水平的全部覆蓋件零件, 如側(cè)圍、整體側(cè)圍、翼子板、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋內(nèi)外板、行李箱蓋內(nèi)外板、大型復(fù)雜地板、頂蓋、復(fù)雜骨架件等等, 模具類型主要集中在工藝性最強(qiáng)的拉伸模和復(fù)合性高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的修邊沖孔翻邊復(fù)合模上。模具質(zhì)量的提高主要體現(xiàn)在模具制造的全過(guò)程。 (3) 其他技術(shù)。其它如逆向工程技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、表面涂鍍技術(shù)、綜合檢具工裝、標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)用等都取得了不同程度的進(jìn)展。 三、發(fā)展趨勢(shì)在信息社會(huì)和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展。伴隨著產(chǎn)品技術(shù)含量的不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化和經(jīng)營(yíng)國(guó)營(yíng)化方面發(fā)展。塑料模具方面：塑料模具占模具總量的很大的比例，近40%，而且這個(gè)比例還在不斷的上升。塑料模具中為家電和汽車配套的大型注塑模具，為集成電路配套的精密塑封模具，為電子信息產(chǎn)業(yè)和機(jī)械及包裝的多層、多腔、多材質(zhì)、多色精密注塑模、為新型建材及節(jié)水農(nóng)業(yè)配套的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等，目前雖有相當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)并在快速發(fā)展，但技術(shù)水平和國(guó)外還有很大差距，總量也供不應(yīng)求，每年進(jìn)口幾億美元，以后應(yīng)該重點(diǎn)發(fā)展。沖壓模具占模具總量的40%以上，汽車覆蓋件模具主要為汽車配套，也包括農(nóng)用機(jī)、工程機(jī)械和農(nóng)機(jī)配套的覆蓋件模具，其在沖壓模具中有很大的代表性，模具大都是大中型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。尤其是為轎車配套的覆蓋件模具，要求更高，它可以代表沖壓模具的水平。此類模具我國(guó)已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)，已經(jīng)能為中檔轎車配套，但水平還不高，能力還不足，目前滿足率只有一半左右。中高檔轎車的覆蓋件模具主要是依靠進(jìn)口，每年花費(fèi)幾億美元。汽車覆蓋件模具水平不高，能力不足，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，已經(jīng)成了汽車發(fā)展的瓶頸，極大的影響了車型的發(fā)展開發(fā)。今后，中高檔轎車所需覆蓋件模具是重中之重。爭(zhēng)取盡快實(shí)現(xiàn)中高檔轎車以及以下水平的汽車覆蓋件模具做到可以完全自配，2020年，除了極個(gè)別高檔的轎車外，所有汽車覆蓋件模具都可以實(shí)現(xiàn)自配。 具體的措施總體表現(xiàn)在： 1、 開發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，適合我國(guó)國(guó)情，有較高水平的模具設(shè)計(jì)、加工及企業(yè)管理的模具軟件,不斷提高軟件的智能化、集成化程度,并推廣發(fā)展 .2、推廣應(yīng)用高速、高精加工技術(shù)并研制相應(yīng)設(shè)備,高速高精加工包括高速高精切削加工和高速高精電加工及復(fù)合加工等.在未來(lái)15年左右的時(shí)間里,我國(guó)機(jī)床行業(yè)應(yīng)向我國(guó)模具行業(yè)逐步提供適合模具高速高精的加工設(shè)備,盡可能建立擁有自己自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),精度能達(dá)到0.0001mm的高精度模具制造設(shè)備。 3、 快速原形和快速經(jīng)濟(jì)模具制造新技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā)、提高和應(yīng)用。 4、 大力發(fā)展和推廣信息化、數(shù)字化技術(shù)。例如逆向工程、并行工程、敏捷制造技術(shù)的研發(fā)及推廣應(yīng)用；包括大型級(jí)進(jìn)模及高精密和高復(fù)雜性的高技術(shù)含量的先進(jìn)模具三維設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的研發(fā)；包括沖壓工藝設(shè)計(jì)系統(tǒng)、模具型面設(shè)計(jì)系統(tǒng)、成型分析系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)、模具CAM設(shè)計(jì)系統(tǒng)和沖壓專家咨詢系統(tǒng)的車身模具數(shù)字化設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)的研發(fā)；模具的集成、柔性自動(dòng)加工技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)等。 5、 模具制造新工藝、新技術(shù)。模具制造的節(jié)能、節(jié)材技術(shù)，模具的熱處理、表面光整加工和表面處理新技術(shù)。 6、 高性能模具材料的研制、系列化極其正確的選用。四、存在問(wèn)題由于我國(guó)模具行業(yè)起步比較晚，與國(guó)外相比，有一定的差距，主要表現(xiàn)在： 1， 模具設(shè)計(jì)人員缺乏我國(guó)模具人才一直缺乏。模具人才的培養(yǎng)需要較大規(guī)模的硬件設(shè)備和高水平的師資力量。模具設(shè)備動(dòng)輒上百萬(wàn)，投入大，回收慢，而且?guī)熧Y缺乏。更重要的是，學(xué)模具設(shè)計(jì)需要的時(shí)間很長(zhǎng)，一般要2到3年的實(shí)踐才可以成為一名合格的模具技術(shù)人員，而且模具制造環(huán)境臟且累，很少有年輕人選擇學(xué)這個(gè)行當(dāng)。今年模具設(shè)計(jì)人才由為緊缺，很多企業(yè)的人事經(jīng)理對(duì)模具設(shè)計(jì)人才和數(shù)控加工人才表現(xiàn)出極大的熱情。他們表示，懂繪圖軟件，會(huì)看圖紙，會(huì)使用AUTOCAD和PRO/E等繪制模具圖紙和加工圖紙，有一定經(jīng)驗(yàn)的模具設(shè)計(jì)人才和懂加工工藝，會(huì)使用MAST-ERCAM和UG編寫套路，有一定經(jīng)驗(yàn)的數(shù)控加工人才，是目前社會(huì)較缺乏，企業(yè)最急需的人才。目前模具設(shè)計(jì)及數(shù)控編程的畢業(yè)生在數(shù)控和其他方面很難滿足社會(huì)的需要。但由于模具設(shè)計(jì)和數(shù)控加工培訓(xùn)設(shè)備投入資金大，要求教師實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富，因此專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)很少。如今在廣東，僅有為數(shù)不多的幾家培訓(xùn)中心開設(shè)了模具設(shè)計(jì)和數(shù)控加工的課程，但是在專業(yè)內(nèi)容的設(shè)置上還存在很大的缺陷。 2， 模具制造水平檔次低國(guó)內(nèi)模具制造廠家，制造工藝條件參差不齊，不少?gòu)S家因?yàn)樵O(shè)備不配套，很多工序依靠手工完成，嚴(yán)重影響了精度和質(zhì)量。國(guó)家模具多采用2Cr13和3Cr13作精密熱處理，而國(guó)外則采用專用模具材料DINI2316，其綜合機(jī)械性能，耐磨耐腐蝕性能及拋光亮度均明顯優(yōu)于國(guó)產(chǎn)材料。這從根本上影響了國(guó)產(chǎn)模具的外觀質(zhì)量和使用壽命。模具就其本質(zhì)來(lái)言屬于共裝，生產(chǎn)出合格制品才是最終目的。因此，模具的質(zhì)量，性能依賴試模結(jié)果檢驗(yàn)。國(guó)內(nèi)模具廠因要求交貨時(shí)間短，試模設(shè)備局限，往往把質(zhì)量檢驗(yàn)工作放在用戶處試模，易給用戶造成大量的損失和浪費(fèi)。而且由于修模受時(shí)間和場(chǎng)地的限制，往往難以調(diào)試出最佳的狀態(tài)。而國(guó)外一些發(fā)展交好的企業(yè)都擁有自己的試模場(chǎng)所和設(shè)備，可以模擬用戶的工作條件試模，所以能在最短的時(shí)限達(dá)到很好的效果。 在確保品質(zhì)的前提下，降低成本無(wú)疑是努力的方向。但目前一些廠商只關(guān)心價(jià)格，而忽視了模具的技術(shù)質(zhì)量，對(duì)用戶而言合理的質(zhì)量?jī)r(jià)格比是最優(yōu)選擇，所以進(jìn)口模具價(jià)格比國(guó)產(chǎn)的高8到10倍仍有其市場(chǎng)空間。 結(jié)束語(yǔ)：當(dāng)前,我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展具有下特征:大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于行業(yè)總體發(fā)展水平;塑料模和壓鑄模成比例增長(zhǎng); 先進(jìn)軟件技術(shù) 三維軟件的推廣速度較快，為模具制造實(shí)現(xiàn)無(wú)圖化、數(shù)字化加工邁出了可喜的第一步。為消除CAD、CAM信息孤島,實(shí)現(xiàn)CAD/ CAE/ CAPP/ CAM一體化, 連接CAD 與CAM橋梁作用的計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)(CPPP) 技術(shù)的運(yùn)用已出現(xiàn)在少數(shù)企業(yè)中, 這為提升企業(yè)的綜合管理效益, 引導(dǎo)模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展方向?qū)a(chǎn)生重要影響 ， 模具設(shè)計(jì)人員缺乏我國(guó)模具人才一直缺乏。模具人才的培養(yǎng)需要較大規(guī)模的硬件設(shè)備和高水平的師資力量。模具設(shè)備動(dòng)輒上百萬(wàn)，投入大，回收慢，而且?guī)熧Y缺乏。 5