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文獻(xiàn)綜述 選 題 空氣濾清器殼正反拉伸復(fù)合模設(shè)計(jì) 一 本選題的目的和意義 模具被稱(chēng)為工業(yè)產(chǎn)品之母 所以工業(yè)的高速發(fā)展也離不開(kāi)模具工業(yè)的不斷 進(jìn)步 中國(guó)模具巿場(chǎng)規(guī)模巨大 隨著國(guó)內(nèi)模具工業(yè)高速發(fā)展 技術(shù)也獲得了較 大的飛躍 但是 仍然面對(duì)高檔模具以進(jìn)口為主的尷尬局面 提升技術(shù)實(shí)力 乃是中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展的前途所在 隨著沖壓金屬制品在機(jī)械 電子 交通 國(guó)防 建筑 農(nóng)業(yè)等各行業(yè)的廣泛應(yīng)用 對(duì)冷沖壓模具的需求日益增加 沖壓 模在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出 模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn) 品 其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一 因此我 選擇了模具設(shè)計(jì)的課題 即設(shè)計(jì)一副能夠生產(chǎn)所給空氣濾清器殼的模具 并且 結(jié)構(gòu)合理 能保證制品的精度 表面質(zhì)量 在設(shè)計(jì)中能熟練使用 PRO E AUTOCAD 等機(jī)械 模具相關(guān)繪圖軟件 二 模具工業(yè)的現(xiàn)狀 現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù) 資金密集型的行業(yè) 它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在 為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí) 也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù) 由于模具生產(chǎn)要采用一 系列高新技術(shù) 如 CAD CAE CAM CAPP 等技術(shù) 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 激光技術(shù) 逆 向工程和并行工程 快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù) 高速加工及超精加工技術(shù) 等等 因此 模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分 有人說(shuō) 現(xiàn) 代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè) 模具技術(shù)水平的高低 在很大程度 上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力 因此已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn) 品制造水平高低的重要標(biāo)志 模具工業(yè)是無(wú)以倫比的 效益放大器 用模具加工產(chǎn)品大大提高了生產(chǎn)效 率 而且還具有節(jié)約原材料 降低能耗和成本 保持產(chǎn)品高一致性等特點(diǎn) 因 此模具被稱(chēng)為 效益放大器 在國(guó)外 模具被稱(chēng)為 金鑰匙 進(jìn)入富裕社會(huì)的 原動(dòng)力 等等 從另一個(gè)角度上看 模具是人性化 時(shí)代化 個(gè)性化 創(chuàng)造性的 產(chǎn)品 更重要的是模具發(fā)展了 使用模具的產(chǎn)業(yè)其產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力也提高了 據(jù)國(guó)外統(tǒng)計(jì)資料 模具可帶動(dòng)其相關(guān)產(chǎn)業(yè)的比例大約是 1 100 即模具發(fā)展 1 億元 可帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè) 100 億元 模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品 它具有單件生產(chǎn)和對(duì)特定用戶(hù)的依賴(lài)特性 就 模具行業(yè)來(lái)說(shuō) 引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù) 不能采用通常的引進(jìn)產(chǎn)品許可證和技術(shù)轉(zhuǎn) 讓等方式 而主要是引進(jìn)已經(jīng)商品化了的 CAD CAM CAE 軟件和精密加工設(shè)備 等 模具的 CAD CAE CAM 涉及面廣 集多種學(xué)科與工程技術(shù)于一體 是綜合型 技術(shù)密集型產(chǎn)品 如塑料模具的 CAE 技術(shù)要利用高分子材料學(xué) 流變學(xué) 傳熱 學(xué) 計(jì)算力學(xué) 計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等知識(shí) 涉及的領(lǐng)域還包括聲波及電磁場(chǎng) 溫度 場(chǎng)等各類(lèi)物理場(chǎng) 通過(guò)工程分析 來(lái)建立塑料成型的數(shù)學(xué)和物理模型 構(gòu)造有 效的數(shù)值計(jì)算方法 實(shí)現(xiàn)成型過(guò)程的動(dòng)態(tài)仿真分析 現(xiàn)代化的模具要實(shí)現(xiàn)數(shù)字 化設(shè)計(jì) 數(shù)字化制造 數(shù)字化管理 數(shù)字化生產(chǎn)流程 這些模具的數(shù)字化代表 了現(xiàn)代模具的一個(gè)方面 沒(méi)有模具的數(shù)字化 就沒(méi)有現(xiàn)代模具 模具的 CAD CAE CAM 技術(shù)日新月異 重要的工作是后續(xù)對(duì)人員的培訓(xùn)和對(duì)于引進(jìn)的軟 件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā) 像我們熟知的 CIMATRON 公司不但在塑料模具的 CAD CAM 軟 件上在中國(guó)保持其市場(chǎng)占有率并且在擴(kuò)大 而且在沖壓模具 多成份橡膠制鞋 模具等領(lǐng)域開(kāi)拓 也將大顯身手 開(kāi)發(fā) FUTABA LKM MISUMI 標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫(kù) 的工作也已提上日程 這是為模具行業(yè)服務(wù)的具體體現(xiàn) 1 我國(guó)模具工業(yè)基本狀況簡(jiǎn)介 我國(guó)模具工業(yè)近年來(lái)發(fā)展很快 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) 2003 年我國(guó)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn) 約有 萬(wàn)多家 從業(yè)人員約 50 多萬(wàn)人 2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢(shì)頭 模具企業(yè)總體上訂單充足 任務(wù)飽滿(mǎn) 2004 年模具產(chǎn)值 530 億元 進(jìn)口模具 18 13 億 美元 出口模具 4 91 億美元 分別比 2003 年增長(zhǎng) 18 32 4 和 45 9 進(jìn)出口之比 2004 年為 3 69 1 進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 13 2 億美元 為凈進(jìn)口量較大的國(guó)家 在 萬(wàn)多家生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)中 有一半以上是自產(chǎn)自用的 在模具企業(yè)中 產(chǎn)值 過(guò)億元的模具企業(yè)只有 20 多家 中型企業(yè)幾十家 其余都是小型企業(yè) 多數(shù)只 有幾十名職工 百十萬(wàn)產(chǎn)值 自有資金有限 靠自我發(fā)展很困難 近年來(lái) 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快 主要表現(xiàn)為 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)展速度快于一般模具產(chǎn)品 塑料模和壓鑄模比 例增大 專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)數(shù)量增加 能力提高較快 三資 及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速 國(guó)企股份制改造步伐加快等 2004 年模具行業(yè)還顯現(xiàn)另外兩個(gè)特點(diǎn) 一是各地政府對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展進(jìn) 一步關(guān)注 許多地方政府進(jìn)一步認(rèn)識(shí)到模具工業(yè)對(duì)發(fā)展制造業(yè)的重要意義 因 此加強(qiáng)了模具工業(yè)園區(qū)的建設(shè) 已有的園區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大 如寧波余姚 寧海和 蘇州昆山等模具園區(qū)都有所擴(kuò)大 新的模具工業(yè)園區(qū)正在加緊建設(shè) 如重慶 大連 深圳市等已建立模具園區(qū) 另外沈陽(yáng) 西安 成都 上海 寧波北侖 浙江黃巖等地都在積極籌備建立模具園區(qū) 以利帶動(dòng)地區(qū)模具及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈乃 至制造業(yè)的發(fā)展 有些高科園內(nèi)模具企業(yè)已占有相當(dāng)?shù)姆萘?像天津高新區(qū)就 有 40 多家模具企業(yè) 二是外資及社會(huì)投資模具產(chǎn)業(yè)增長(zhǎng)顯著 許多地方加強(qiáng)了吸引外資及合資 投入模具工業(yè)的工作 特別是在高新技術(shù)園區(qū)和工業(yè)園區(qū) 外資 合資模具企 業(yè)進(jìn)一步增加 如蘇州昆山模具園區(qū) 60 以上是外資企業(yè) 大連模具園區(qū)到日 本 韓國(guó)招商 而有些地區(qū)高科技園內(nèi)模具企業(yè)已占有相當(dāng)?shù)姆萘?像天津高 新區(qū)有 40 多家模具企業(yè) 由于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拉動(dòng) 社會(huì)投資模具產(chǎn)業(yè)有所加 強(qiáng) 如五糧液集團(tuán)投資 5 億元建立汽車(chē)模具生產(chǎn)廠(chǎng) 比亞迪公司投資 2 億元建 立了北京汽車(chē)模具公司 等等 從地區(qū)分布來(lái)說(shuō) 以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū) 模 具產(chǎn)值已占全國(guó)總量的 70 左右 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)較為集中的省份是廣東和浙江 我國(guó)模具總量雖然已 位居日 美 德之后 但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德 美 日 法 意等發(fā) 達(dá)國(guó)家落后許多 也要比英國(guó) 加拿大 西班牙 葡萄牙 韓國(guó) 新加坡等有 差距 2 落后和差距主要表現(xiàn)在下列幾方面 1 總量供不應(yīng)求 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理 其中中低檔模具供過(guò)于求 中高檔模具自配率嚴(yán)重不足 大量進(jìn)口 國(guó)內(nèi) 模具總量中屬大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具的比例不足 30 國(guó)外在 50 以上 2 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)都不夠合理 我國(guó)模具生產(chǎn)廠(chǎng)點(diǎn)中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車(chē)間 分廠(chǎng) 自產(chǎn)自配比例 高達(dá) 60 左右 國(guó)外 70 以上是商品模具 專(zhuān)業(yè)模具廠(chǎng)也大多數(shù)是 大而全 小而全 的組織形式 國(guó)外模具企業(yè)是 大而專(zhuān) 大而精 2004 年中國(guó)模協(xié) 在德國(guó)訪(fǎng)問(wèn)時(shí) 從德國(guó)工 模具行業(yè)組織 德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì) VDMA 工 模具協(xié)會(huì)了解到 德國(guó)有模具企業(yè)約 5000 家 2003 年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐 元 其中 VDMA 會(huì)員模具企業(yè)有 90 家 這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德 國(guó)模具產(chǎn)值的 90 可見(jiàn)其規(guī)模效益 3 工藝裝備水平低 且配套性不好 利用率低 技術(shù)結(jié)構(gòu) 模具產(chǎn)品 水平比國(guó)際水平低許多 而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際水平長(zhǎng)許多 產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在對(duì)后續(xù)使用模具制造制件的工藝 如沖壓工藝 理 解上 在模具設(shè)計(jì)上 在加工中精度 型腔表面粗糙度 壽命及模具的復(fù)雜程 度上等 現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)密集型 資金密集型的產(chǎn)業(yè) 由于模具行業(yè)是微 利行業(yè) 因而總體來(lái)看模具行業(yè)在科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少 至使科 技進(jìn)步的步伐跟不上模具市場(chǎng)的需要 雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)已引進(jìn)了不少?lài)?guó)外先 進(jìn)設(shè)備 但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多 特別是設(shè)備數(shù)控率和 CAD CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多 由于體制和資金等方面原因 引進(jìn) 設(shè)備不配套 設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍 設(shè)備利用率低 開(kāi)發(fā)能力較 差 科研開(kāi)發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少 不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中常處 于被動(dòng)地位 4 技術(shù)人才嚴(yán)重不足 經(jīng)濟(jì)效益欠佳 隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展 能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具工藝設(shè)計(jì)異常短缺 高級(jí)鉗 工及企業(yè)管理人才也非常緊缺 我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例低 水平也較低 我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右 國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó) 家大多 15 20 萬(wàn)美元 有的達(dá)到 25 30 萬(wàn)美元 我國(guó)模具企業(yè)大都微利 缺 乏后勁 5 與國(guó)際水平相比 模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后 技術(shù)落后易 被發(fā)現(xiàn) 管理落后易被忽視 國(guó)內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理模式 真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多 信息化 數(shù)字化管理在模具企業(yè)應(yīng)用現(xiàn)在 剛剛開(kāi)始 6 專(zhuān)業(yè)化 標(biāo)準(zhǔn)化 商品化的程度低 協(xié)作差 由于長(zhǎng)期以來(lái)受 大而全 小而全 影響 模具專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平低 專(zhuān)業(yè)化 分工不細(xì) 商品化程度也低 目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具 商品模具只占 40 左 右 其余為自產(chǎn)自用 模具企業(yè)之間協(xié)作不好 難以完成較大規(guī)模的模具成套 任務(wù) 與國(guó)際水平相比要落后許多 模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低 模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋 率低也對(duì)模具質(zhì)量 成本有較大影響 特別是對(duì)模具制造周期有很大影響 20 年來(lái)我國(guó)模具制造水平有了很大的提高 模具的 CAD CAM 已很普遍 CAE CAPP 也在積極推廣 如今我國(guó)生產(chǎn)的模具精度已達(dá)到微米級(jí) 與 20 年前 相比 模具壽命提高了幾十倍 模具生產(chǎn)周期縮短了約 3 4 模具的標(biāo)準(zhǔn)件使 用覆蓋率從幾乎是零 達(dá)到 45 左右 20 年來(lái)我國(guó)模具人才的培養(yǎng)也上了一個(gè)很大的臺(tái)階 20 年前我國(guó)大專(zhuān)院校 都沒(méi)有設(shè)立模具專(zhuān)業(yè)的 而如今 已有六 七十所大專(zhuān)院校設(shè)立了模具專(zhuān)業(yè) 中國(guó)模協(xié)在全國(guó)建有 38 個(gè)模具人才培訓(xùn)基地 上述情況正是我們模具行業(yè)和模具相關(guān)行業(yè)要一同努力 使之發(fā)展的領(lǐng)域 在這里也希望有越來(lái)越多的人加入到模具的行列中 三 參考文獻(xiàn) 1 盧吉連著 我國(guó)模具應(yīng)用技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展 模具技術(shù) 2000 年 第六期 90 92 2 胡石玉 龔光容著 模具制造技術(shù) 南京 東南大學(xué)出版社 1997 年 12 月 1 5 3 黃毅宏著 模具知道工藝 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 年 1 4 4 李發(fā)致著 模具先進(jìn)制造技術(shù) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003 年 1 13 5 陳良杰著 國(guó)外模具技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài) 模具工業(yè) 2005 年 第一期 1 6 6 高佩福著 實(shí)用模具制造技術(shù) 第二版 北京 中國(guó)輕工業(yè)出版社 2000 年 7 萬(wàn)戰(zhàn)勝著 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 北京 中國(guó)鐵道出版社 1995 年 8 模具實(shí)際與制造技術(shù)教育叢書(shū)編委會(huì)編 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 年 9 王樹(shù)勛著 模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè) 廣州 華南理工大學(xué)出版社 1995 年 10 馮曉曾 王家瑛 何世禹著 模具壽命指南 機(jī)械工業(yè)出版社 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