资源描述
级毕业论文开题报告 系 专业 毕业论文题目 电器开关网芯零件冲压工艺及模具设计 学 生 姓 名 班 级 指 导 教 师 日 期 年 月 日 论文题目： 电器开关网芯零件冲压工艺及模具设计 一、选题的依据及课题的意义 冲压工艺规程是指导冲压件生产过程的工艺技术文件。编制冲压工艺规程通常针对某一具体的冲压工件，根据其结构特点、尺寸精度要求以及生产批量，按照现有设备和生产能力，拟定出最为经济合理，技术上切实可行的加工工艺方案。方案包括模具结构形式、使用设备、检验要求、工艺定额等内容。 为能编制出合理的冲压工艺规程，不仅要求工艺设计人员本身应具备丰富的工艺设计知识和冲压实践经验，而且还要在实际工作中，与产品设计、模具设计人员 以及模具制造、冲压生产人员紧密结合，及时采用先进经验和合理化建议，将其融会贯穿到工艺规程中。 冲压工艺规程一经确定，就以正式的冲压工艺文件形式固定下来。冲压工艺文件一般指冲压工艺过程卡片，是模具设计以及指导冲压生产工艺过程的依据。冲压工艺规程的编制，对于提高生产效率和产品质量，降低损耗和成本，以及保证安全生产等具有重要的意义。 冲压工序有哪些优点？ 1）生产效率高。压力机的一次行程可完成一道工序，有时还可完成多道工序。 （ 2）材料利用率高。 （ 3）同一产品冲压件的形状和尺寸一致，互换性好。 （ 4）操做简单，便于实现机械化和自动化生产。 二、研究概况及发展趋势综述 内外模具工业与技术发展概况 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的 “ 模具之乡 ” ；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随 着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 别厂家还引进了 成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 件，华中理工大学模具技术国家重 点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模件，上海交通大学模具 家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低； 多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。 具技术的发展趋势 模具技 术的发展应该为适应模具产品 “ 交货期短 ” 、 “ 精度高 ” 、 “ 质量好 ” 、 “ 价格低 ”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广 术 模具 术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及企业将加大 一步扩大 算机和网络的发展正使 术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造 成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据 采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 于模具制造业的 “ 逆向工程 ” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在 “ 十五 ” 期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工 (像数控铣一样 )，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积 ( )、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件 外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 刻机在国内的发展上从最近的一两年才有较大的发展，相关加工厂和使用单位时刻以敏锐的眼光盯着厂家的动向，这也是身为雕铣机主机生产厂一点也不敢松懈的真正原因所在。 作为用户当然要选合适 的设备，如果选型不当，不但不能赚钱反而令陷入为机器打工的苦涩局面。那么什么样的机床才是好机床？ 我们认为好机床的定义是这样的： 能够在短期内收回投资的机床才是好机床。 数控机床的设计使用寿命一般为 7年，主要是数控方面的使用寿命为准，这样花钱和挣钱的比例关系将直接影响您的生意，所以仔细分析功能进行选型是有效投资的必要条件。 在国外很早就有雕铣机的名词（ 严格地讲雕是铣的一部分，是购买雕刻机还是购买数控铣式加工中心是经常要问自己 的问题。另外，还有目前盛行的高速切削机床（ 还是让我们首先搞清楚三个机型区别： 1、数控铣和加工中心 用于完成较大铣削量的工件的加工设备 2、数控雕铣机 用于完成较小铣削量，或软金属的加工设备 3、高速切削机床 用于完成中等铣削量，并且把铣削后的打磨量降为最低的加工设备 深入分析上述设备的结构可以帮我们做出正确的选择 一、从机械角度 机床的机械分为两个部分，移动部分和不移动部分：工作台，滑板，十字花台等为移动部分，床座，立柱等为非移动部分 1、数控铣加工中 心： 非移动部分钢性要求非常好 移动部分钢性要求非常好 优点：能进行重切削； 缺点：由于移动部分同样庞大，牺牲了机床灵活性，对于细小的部分和快速进给无能为力。 2、数控雕铣机 非移动部分钢性要求好 移动部分钢性要以灵活为前题下，尽可能的轻一些，同时保持一定的钢性。 优点：可进行比较细小的加工，加工精度高。对于软金属可进行高速加工； 缺点：由于钢性差所以不可能进行重切削。 3、高速切削机床 非移动部分钢性要求非常好 移动部分钢性要求比较好，而且尽可能的轻巧。 优点：能进行中小量的切削 （例一般 10 的平底刀，对于 45号钢（ 300）深切深度以 缺点：正确使用下能发挥高效，低成本，使打磨量变为极少。不正确使用，马上就会使刀具的废品堆积如山。 如何从机械上做到上面又轻、刚性又好矛盾的要求，关键在于机械结构上的功夫。 1、床体采用高低筋配合的网状架构，有的直接采用蜂巢的相接的内六角网状结构 2、超宽的立柱和横梁，大家知道龙门式的结构由于其极好的对称性和极佳的钢性被高速切削设备 厂家一直做为首选结构。 3、对于移动部分有与数控铣显著的不同之处是加宽了很多导轨与导轨之间的 距离，以克服不良力矩的问题。 4、从材料上讲一般采用了米汉那铸铁，也就是孕育铸铁，在浇注铁水时加入一定比例的硅（ 而改变了铁的内部结构，使之更加耐冲压，刚性上有显著提高。 5、机床的刚性主要用于克服移动部分在高速移动时对非移动部分的强大冲击，所以导轨、丝杆要求粗一些，以及加强连接部分刚性 二、从数控角度分析 1、数控铣加工中心 对数控系统要求速度一般，主轴转速 08000 2、雕铣机 要求高速的数控系统，主轴转速 300030000右 3、高速切削机床 要求高速的数控 系统以及极好的伺服电机特性，主轴转速 150030000 三、编程软件上分析 从软件的角度上讲，数控铣加工中心，高速切削机床雕铣机都可以使用标准的 E 。 铣床通常以为 路 较好一点，新版的软件充分考究到刀具的每时每刻的切削量的均匀性，尤其是刀进入走出工作的一刻的速度和圆滑性，以及在拐点的跟随差算法问题（ 使结果和设计图形更加贴进， 分刚大量采用直观的三维实体造 型如 不过不用担心， 发展速度远胜于机床的 雕刻加工因其刀具的特殊性的有相当的细小的角度控制，用 四、 加工中心是一个体面的名词，但我觉得对刀库的要求一定要结合实际。 加工中心是为了完成多种工序于自动状态的数控设备，主要是对于一些固定的大批量的生产作业，如果我们加工一个很多孔、牙的箱体，而且要天天做差不多的（一批量最小 2百个以上）那就一定选加工中心， 对于模具行业和小批量生产单位千万不要动不动就上加工中心，因为见过太多的厂家买加工中心，当数控铣来使用，使用刀库对数控系统的成本上来讲很简单，但主轴和刀库、空压机以及各种刀柄等会增加成本，所以对于一台设备的差价大于 10 万元人民币，而且编程人员要头脑清醒。不然悲剧就会发生，问题也相对增多了不少。效率上如何，对于生产量同一品种不到一、二百个的工件尽量不要使用加工中心，效率太低。 有什么好办法提高效率，不使用刀库，又不会造成人为的换刀误差，只有全自动对刀系统，刀往上一装，一个按钮，机床自动对刀，直接加工，误差在 0003m 内 ,与自动换时间来比 ,慢不了一点效率。如果是加工中心又无自动对刀装置机床与不带刀库，但是自动对刀的机床相比，实践中的效率后者远高于前者。又好请您注意自动对刀仪的最好品牌的价格如（ 过一万元左右，而且不太可能损坏，如此分析对于劳动力大把的国内模具加工，以及小批量工业零件的加工如果充分考虑资金的利用价值一定不应采用加工中心设备，另外，国内厂家的刀库基本上还很多问题。进口的也相当贵。（ 0把刀库不会低于 10万人民币）。 五、高速切削设备的看法 精明的加工 商一定会大量时间考虑机床的准备时间和人员的人为因素所造成的损失，我们永远记住不用在这方面提醒他们。而我们该做的是如何从机床的加工时间上来给他们更高的加工效率，以及进可能的降低他们的打磨时间。甚至零打磨。高速切削设备的闪亮登场是让加工商砰然心动的事件。先不要考虑其昂贵的造价（ 150万左右），单从使用上讲我认为一定是那句老话：它对有些人来讲是一块香香的肉，对另外一些人来讲是剧毒的毒药，日本人以及欧洲人不遗余力的宣传高速切削的好处而让人采用他们的设备。当然有些不实用的做法。在数控机床行业 8年内实战经验告诉我他们的 成本应在 6070 万左右。如此之高的利润率是让我看到了他们的本质。国内的数控机床的毛利应为（ 3040%）之间。这是合理的，正直的利润。如果您愿意维护他们高利润我想在相同时间就不可能挣更多的钱。更要考虑到售后服务等等。我不敢相信他们的服务可以在 12天内解决所有的问题。因为我们现有的科技还不能实现 固体传真 。 从振兴民族工业的角度上看应该支持国内机床厂的发展。 高速切削的本质是把刀具的行走的长度在短时间内走完。大家知道 距离 =速度 时间 刀具的说明已经固定国 切削的方式决定长了就意味着无 利可图 提高速度就等于把时间缩短。 高速切削因当前的机床本身的主轴和采用的刀具的限制决定了它不可能是一定好，目前国外通用的做法是第一台设备不采用高速切削，而第二台或第三台则可考虑这种设备。 成功的做法例如： 1 台仿形铣把大部分切削量完成（重切削）而剩于 23加工余量，把剩余的切削量在高速机床上快速完成，这样做有很多好处 ： 1）重切削机床很多，加工费很低 2）加工量大，精度要求不高极易达到 3）刀具便宜 4）转入高速切削后，因为加工对象已接近成形，所以第一刀的切削量很均匀 5） 成形快速准确 6）免太多打磨，配合尺寸精确 7）刀具虽贵，但时间短，切削量不大，性能价格比率很好 8）很多细微之处，如小角度导度等，细致加工一次完成而不用电火花帮快， 9）极好的表面光洁度（镜面效果） 如此看来，设备的协调本是取胜之道，因为它的剩余量有 23个 54的档板就完成工件装夹的问题，而对于切削量不大的工件则直接在高速机床完成了。 六、还有一个问题要讨论是主轴的问题 对于数控铣和加工中心因为要求低转速大扭据，所以一定需要主轴变速箱来的减速比来提升 扭力的转速低而精度差是不可避免的，所以不大可能用小半径刀具。 对于雕铣机来说要主轴工作在 23万 可工作，回转精度一般 2个 左右，不然断刀现象全很严重，所以一定要用电主轴，即电机和主轴是一体的。 对于高速切削设备来讲，要求内藏式电主轴，而且在低转速时也要用一定的扭矩要有油水冷却机来保持主轴工作温度恒定主轴功率要在 转速要超过 25000 三、研究内容及实验方案 1研究内容 1） 冲压信息数据采集与处理及冲压工艺选择 ，通过 在图书馆和网上查阅有关 压工艺 和加工方 面的资料，了解 用方法和技巧， 2） 译外文资料一篇 3） 零件图进行消化、分析并运用 目前 ,机械式开关设备的发展已相当成熟 ,低压电器的发展趋势是向着智能、环保、安全的方向发展 压开关设备和控制设备控制电路电器和开关元件 )系列产品标准又增添了新的产品技术内容 ,标准分别是 能开关和 速开关 . 四、目标、主要特色及工作进度 目 标： 1） 采用 制零件图、并设计模具图 。 2） 设计出合格、结构简单的模具并使用 制装及编制冲压工艺规程 。 3） 掌握一般的设计方法，并在设计中学习和积累经验。为以后工作中进行设计打下基础 主要特色： 使用计算机辅助设计；保证 零件的形状、 尺寸稳定性好；保障零件具有最佳的综合力学性能等 。 工作进度： 1、课题调研，查阅文献 3 月 21 日 3 月 26 日 2、翻译外文资料一篇 3 月 27 日 4 月 2 日 3、撰写开题报告 4 月 3 日 4 月 9 日 4、分析零件图及确定工艺 4 月 10 日 4 月 16 日 5、设计模具 4 月 17 日 4 月 8 日 6、设计复合模并编制工艺规程 5 月 5 日 5 月 31 日 7、整理数据、撰写论文 6 月 1 日 6 月 16 日 五、主要参考文献 （按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出） 1陈炎嗣，郭景仪 北京：北京出版社， 1991 2郭春生，汤宝骏，孙继明 北京：国防工业出版社， 19933杨玉英 北京：国防工业出版社， 1996 4邓仕珍 北京：北京理工大学出版社， 1997 5of in of 6刘是 上海交通大学博士 论文， 2001 毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计 (论文 )题目： 电器开关网芯零件冲压工艺及模具设计 业设计 (论文 )使用的原始资料 (数据 )及设计技术要求： 一原始资料： （ 1） 电器开关网芯零件 图 1张，零件大批量生产 （ 2） 冷冲模标准 1套 二技术要求： （ 1）设计出的冲压模具能保证有正确的板料定位和冲压顺序动作、送料和取件方便；模具结构 紧凑；装配关系准确。 （ 2） 设计出的模具零件图尺寸齐全、加工要求和材料选择合理。 业设计 (论文 )工作内容及完成时间： 3 月 19 日 3 月 25 日 : 课题调研，查阅有关资料（至少含两篇外文资料）； 3 月 26 日 4 月 10 日 : 撰写开题报告，翻译一篇外文资料； 4 月 11 日 4 月 19 日 : 熟悉 G 软件，进行零件三维造型； 4 月 20 日 4 月 28 日 : 针对所给的冲压件进行工艺分析，提出工艺设计方案； 4 月 29 日 5 月 25 日 : 绘制所需 冲压模具 装配图； 5 月 26 日 6 月 9 日 : 绘制 冲压模具全套 模具零件图； 6 月 10 日 6 月 16 日 : 撰写毕业设计论 文，并装订。 、主要参考资料： 1王孝培主编 . 冲压手册（修订本） M械工业出版社 . 1990年 2姜奎华主编 . 冲压工艺与模具设计 M. 北京：机械工业出版社 . 1997年 3薛啓翔等编著 . 冲压模具设计制造难点与窍门 M机械工业出版社 . 2003年 4A on of . 167(2005):335in . 151(2004):237 专业类 班 学生 日期：自 20* 年 * 月 * 日至 20* 年 * 月 * 日 指导教师： 助理指导教师（并指出所负责的部分）： 系主任 附注： 1、任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。 2、此表供工科类用 13 目 录 摘要 . 14 . 15 1 绪论 . 17 述 . 17 压技术的进步 . 17 具的发展与现状 . 18 具 术 . 22 题的主要特点及意义 . 23 2 冲压工艺方案的制定 . 24 艺分析 . 24 制件如图 2. 24 工艺性分析 . 24 工艺方案的分析和确定 . 25 （ 1）工艺方案的分析 . 25 （ 2）工艺方案的确定 . 26 样图设计 . 26 3 模具总体结构设计 . 26 . 29 料装置 . 31 4 模具零件的设计与计算 . 31 凸 、凹模的设计 . 31 5 冲压设备的选用 . 34 选择压力机 . 34 6 确定压力中心 . 35 7 冲压件的工艺分析 . 36 8 冲孔工序的计算 . 36 9计算凸、凹模刃口尺寸 . 36 10模具总体设计及主要零部件设计 . 37 11 模具生产中的故障分析及其解决办法 . 40 品毛刺增大 . 41 料上浮 . 41 12 总结 . 42 致谢 . 43 参考文献 . 44 14 摘要 冲裁 是利用冲模使部分材料或工序件与另一部分材料、工（序）件或废料分离的一种冲压工序。冲裁是切断、落料、冲孔、冲缺、冲槽、剖切、凿切、切边、切舌、切开、整修等分离工序的总称。冲孔是将废料沿封闭轮廓从材料或工序件上分离的一种冲压工序，在材料或工序件上获得需要的孔。 本设计进行了落料、拉伸复合模和单工序冲孔模具的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定 板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。模具的冲孔和落料凸模分别用不同的固定板固定，便于调整间隙；冲孔凹模和落料凹模则采用整体固定板固定。落料凸模内装有导正销，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高了加工精度。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。 关键词： 复合模；冲压模具；标准模架；冲压设备；校核；冲孔；落料 指导 了老师签名： 15 is to of or or of of a be or of a or on of ie of a in to on so to a on ie to ie is is a of in So is to of of 16 of 17 1 绪论 述 冲压成形作为现 代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件 ,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大 市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。 压技术的进步 进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃 1。 现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造（图 1生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方 向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。 图 1压作业方式的进化 冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式 计算机集成制造系统 把产品概念形成、设计、开发、生产、销 售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体，将会给冲压制造业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到一个新 18 的高度。 具的发展与现状 模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 现代模具行业是技术、资金密集型的行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如 技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快 速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分，有人说，现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业。模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。 模具工业是无以伦比的 效益放大器 。用模具加工产品大大提高了生产效率，而且还具有节约原材料、降低能耗和成本、保持产品高一致性等特点。因此模具被称为 效益放大器 ，在国外，模具被称为 金钥匙 、 进入富裕社会的原动 力 等等。从另一个角度上看，模具是人性化、时代化、个性化、创造性的产品。更重要的是模具发展了，使用模具的产业其产品的国际竞争力也提高了。据国外统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是 1:100，即模具发展 1亿元，可带动相关产业 100亿元。 模具不是批量生产的产品。它具有单件生产和对特定用户的依赖特性。就模具行业来说，引进国外先进技术，不能采用通常的引进产品许可证和技术转让等方式，而主要是引进已经商品化了的 件和精密加工设备等。模具的及面广 、集多种学科与工程技术于一体，是综合型、技术密集型产品。如塑料模具的 术要利用高分子材料学、流变学、传热学、计算力学、计算机图形学等知识，涉及的领域还包括声波及电磁场、温度场等各类物理场，通过工程分析、来建立塑料成型的数学和物理模型，构造有效的数值计算方法，实现成型过程的动态仿真分析。现代化的模具要实现数字化设计、数字化制造、数字化管理、数字化生产流程。这些模具的数字化代表了现代模具的一个方面，没有模具的 19 数字化，就没有现代模具。模具的 术日新月异，重要的工作是后续对人员的培训和对 于引进的软件进行二次开发。像我们熟知的 司不但在塑料模具的 件上在中国保持其市场占有率并且在扩大，而且在冲压模具、多成份橡胶制鞋模具等领域开拓，也将大显身手；开发 是为模具行业服务的具体体现。 1、我国模具工业基本状况简介 我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计， 2003年我国模具生产厂点约有万多家，从业人员约 50 多万人， 2004 年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总 体上订单充足，任务饱满， 2004 年模具产值 530 亿元。进口模具 美元，出口模具 美元，分别比 2003年增长 18%、 进出口之比2004年为 ，进出口相抵后的进净口达 净进口量较大的国家。 在万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有 20 多家，中型企业几十家，其余都是小型企业，多数只有几十名职工，百十万产值，自有资金有限，靠自我发展很困难。 近年来， 模具行业结构调整和体制改革步伐加快 ，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加，能力提高较快； 三资 及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。 2004年模具行业还显现另外两个特点，一是各地政府对模具工业的发展进一步关注。许多地方政府进一步认识到模具工业对发展制造业的重要意义，因此加强了模具工业园区的建设。已有的园区进一步扩大，如宁波余姚、宁海和苏州昆山等模具园区都有所扩大；新的模具工业园区正在加紧建设，如重庆、大连、深圳市等已建立模 具园区；另外沈阳、西安、成都、上海、宁波北仑、浙江黄岩等地都在积极筹备建立模具园区，以利带动地区模具及相关产业链乃至制造业的发展，有些高科园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区就有 40多家模具企业。 二是外资及社会投资模具产业增长显著。许多地方加强了吸引外资及合资投入 20 模具工业的工作，特别是在高新技术园区和工业园区，外资、合资模具企业进一步增加，如苏州昆山模具园区， 60%以上是外资企业。大连模具园区到日本、韩国招商。而有些地区高科技园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区有 40 多家模具 企业。由于汽车产业发展的拉动，社会投资模具产业有所加强，如五粮液集团投资 5亿元建立汽车模具生产厂，比亚迪公司投资 2亿元建立了北京汽车模具公司，等等。 从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区（模具产值已占全国总量的 70%左右）发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产较为集中的省份是广东和浙江。我国模具总量虽然已位居日、美、德之后，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，也要比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等有差距 。 2、落后和差距主要表现在下列几方面 （ 1）总量供不应求、产品结构不够合理。 其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率严重不足，大量进口。国内模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例不足 30%，国外在 50%以上。 （ 2）企业组织结构都不够合理。 我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达 60%左右，国外 70%以上是商品模具；专业模具厂也大多数是 大而全 、 小而全 的组织形式，国外模具企业是 大 而专 、 大而精 。 2004 年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织 模具协会了解到，德国有模具企业约 5000家。 2003年德国模具产值达 48亿欧元。其中（ 员模具企业有 90 家，这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%，可见其规模效益。 （ 3） 工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低，技术结构、模具产品水平比国际水平低许多。而模具生产周期却要比国际水平长许多。 产品水平低主要表现在对后续使用模具制造制件的工艺（如冲压工 艺）理解上， 21 在模具设计上；在加工中精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上等。现代模具行业是技术密集型、资金密集型的产业，由于模具行业是微利行业，因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，至使科技进步的步伐跟不上模具市场的需要。虽然国内许多企业已引进了不少国外先进设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控率和 于体制和资金等方面原因，引进设备不配套、设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低，开发能力较差，科研开发及技术攻关方面 投入太少。不重视产品开发，在市场经济中常处于被动地位。 （ 4）技术人才严重不足，经济效益欠佳。随着时代的进步和技术的发展，能掌握和运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计异常短缺，高级钳工及企业管理人才也非常紧缺。我国模具企业技术人员比例低，水平也较低，我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右，国外模具工业发达国家大多 15 20万美元，有的达到 25 30万美元。我国模具企业大都微利，缺乏后劲。 （ 5）与国际水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。技术 落后易被发现，管理落后易被忽视。国内大多数模具企业还沿用过去作坊式管理模式，真正实现现代化企业管理的还不多。信息化、数字化管理在模具企业应用现在刚刚开始。 （ 6）专业化、标准化、商品化的程度低，协作差。 由于长期以来受 大而全 小而全 影响，模具专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 40%左右，其余为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务。与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低， 模具标准件使 用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，特别是对模具制造周期有很大影响。 20 年来我国模具制造水平有了很大的提高，模具的 很普遍，今我国生产的模具精度已达到微米级，与 20年前相比，模具寿命提高了几十倍，模具生产周期缩短了约 3/4，模具的标准件使用覆盖率从几乎是零，达到 45%左右。 22 20 年来我国模具人才的培养也上了一个很大的台阶。 20 年前我国大专院校都没有设立模具专业的，而如今，已有六、七十所大专院校设立了模具专业。中国模协在 全国建有 38 个模具人才培训基地， 是中国模协的人才培训基地之一，自然肩负着软件的推广、软件的二次开发及人才培训工作。 上述情况正是我们模具行业和模具相关行业要一同努力，使之发展的领域，在这里，我们要感谢 件对中国模具行业的贡献，希望 国公司进一步在模具软件的开发、普及和培训人才方面，与中国模具企业一同发展。 具 术 冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术 的中心和关键。 20 世纪 60 年代初期，国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合、各尽所长的方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。 模具 改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员借 助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化 4。模具 术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。 模具 近 20 年中经历了从简单到复杂，从试点到普及的过程。进入本世纪以来，模具 用范围更广。 在级进模 展应用方面，本世纪初，美国 为 件平台上开发出基于三维几何模型的级进模软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块。具有特征识别与重构、全三维结构关联等显著特色，已在 2003 年作为商品化产品投入市场。与此同时，新 23 加波、马来西亚、印度及我国台湾、香港有关机构和公司也在开发和试用新一代级进模 我国从上世纪 90 年代开始，华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模 统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在 件平台上开 发出基于特征的级进模 括板金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程 5个模块。上海交通大学为瑞士法因托（ 精冲公司开发成功精密冲裁级进模 安交通大学开发出多工位弯曲级进模 年来，国内一些软件公司也竞相加入了级进模统的开发行列，如深圳雅明软件制作室开发的级进模系统 士康公司开发的用于单冲模与复合模的 4。 展望国内外模具 世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快，学科领域交叉之广前所未见。今后 10 年新一代模具 统必然是当今最好的设计理念、最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物，其特点将反映在专业化、网络化、集成化、智能化四个方面。主要表现在 4： （ 1）模具
展开阅读全文