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XX大學(xué)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)
文獻(xiàn)綜述
院（系）名稱
工學(xué)院機(jī)械系
專業(yè)名稱
材料成型及控制工程
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
20xx年 03 月 10 日
我國(guó)國(guó)產(chǎn)模具設(shè)備發(fā)展前景
摘要：本文介紹了我國(guó)模具加工設(shè)備發(fā)展及以后發(fā)展的重點(diǎn)，以及以后有待發(fā)展的方向。為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。
關(guān)鍵詞：模具，材料，加工設(shè)備，精度，發(fā)展前景
前言
我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。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。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。以數(shù)控機(jī)床為例來(lái)說(shuō)，2005年我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量已突破6萬(wàn)臺(tái)，數(shù)量和產(chǎn)品水平都已有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率卻不到30%(有資料說(shuō)2004年是26.9%)，在模具行業(yè)，恐怕是20%都到不了。主要原因?yàn)樽灾鲃?chuàng)新能力薄弱，不重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場(chǎng),體制、機(jī)制和管理等跟不上等三個(gè)方面。三方面原因：一是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)數(shù)控機(jī)床有強(qiáng)勁的需求，尤其是中低檔產(chǎn)品量大面廣又易于生產(chǎn)，大多數(shù)機(jī)床廠都任務(wù)飽滿，這就使許多有關(guān)企業(yè)不再去追求高、精、尖、難的品種和中高檔產(chǎn)品了；二是絕大部分機(jī)床企業(yè)自主創(chuàng)新能力薄弱，核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)掌握得少，即使有心要去開(kāi)發(fā)中高檔產(chǎn)品，卻是心有余而力不足；三是模具行業(yè)雖然有較為龐大的設(shè)備市場(chǎng)，但由于模具加工的特殊性，特別是個(gè)性化要求比較突出，模具企業(yè)又大都是中小企業(yè)，對(duì)數(shù)控設(shè)備的訂貨難以形成較大批量，因此要滿足模具行業(yè)需求，確實(shí)有較大難度，必須花大力氣，而且還會(huì)有一些風(fēng)險(xiǎn)，還要有水平才行。鑒于這三方面原因，所以國(guó)內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)對(duì)模具行業(yè)設(shè)備市場(chǎng)至今仍不重視或無(wú)暇去顧及，只好聽(tīng)任進(jìn)口設(shè)備去唱主角。現(xiàn)在模具行業(yè)設(shè)備市場(chǎng)中，中高檔產(chǎn)品基本上已被日本和歐美國(guó)家所占領(lǐng)，中低檔產(chǎn)品主要從我國(guó)臺(tái)灣進(jìn)口。
1 模具行業(yè)對(duì)設(shè)備的基本要求
與其他機(jī)械加工相比，模具加工有其一定的特殊性，這些特殊性主要是：1.大多數(shù)模具需要在實(shí)芯金屬模塊上加工出形狀復(fù)雜的空間曲面，隨著模具不斷向大型化發(fā)展，模塊重量也將越來(lái)越大，現(xiàn)在有的已達(dá)幾十噸；2.大多數(shù)模具外形為長(zhǎng)方體或正方體，很少有窄長(zhǎng)形的，主要加工量集中在凹模和凸模上；3.隨著模具制品要求越來(lái)越精密、復(fù)雜，對(duì)模具加工精度的要求也越來(lái)越高，現(xiàn)在許多模具的加工精度已達(dá)±1~2μm，不久將很快發(fā)展為小于±1μm；4.隨著用戶對(duì)模具生產(chǎn)周期的要求越來(lái)越短，模具加工就要滿足高效、快速，且有一定柔性和長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷不停頓運(yùn)行等要求。根據(jù)上述4條特殊性，就對(duì)模具加工設(shè)備提出了如下一些基本要求：1.機(jī)床要有好的剛性和與模塊重量相適應(yīng)的大承載能力；2.工作臺(tái)面尺寸要與模具外形尺寸相適應(yīng)，宜于長(zhǎng)方形或正方形及圓形，不宜窄長(zhǎng)，而高度方向及其行程卻要求有較大空間；3.要有高的精度及精度保持性；4.要能快速高效地去除余量，且有很高的可靠性，以保持連續(xù)長(zhǎng)久滿負(fù)荷運(yùn)行；5.為適應(yīng)復(fù)雜的空間曲面加工，且有大量的加工量，因此要求機(jī)床能多軸聯(lián)動(dòng)，且配有大信息容量的數(shù)控系統(tǒng)。
2 我國(guó)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(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、6.5Kg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。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。
成型工藝方面，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，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。熱流道模具開(kāi)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，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。
在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國(guó)CV公司的CADS5、英國(guó)Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過(guò)程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開(kāi)發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來(lái)越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%～80%相比，仍有差距。
3 沖壓模工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀
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(wàn)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(wàn)次相比,處于80年代中期國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)沖壓模具無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模，已趨供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。
現(xiàn)將2004年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)情況簡(jiǎn)介如下： 據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料，2004年我國(guó)沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元，約合6.2億元。根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，2004年我國(guó)共進(jìn)口沖壓模具5.61億美元，約合46.6億元。從上述數(shù)字可以得出2004年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為266.6億元。其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總需求為260.4億元，總供應(yīng)約為213.8億元，市場(chǎng)滿足率為82%。在上述供求總體情況中，有幾個(gè)具體情況必須說(shuō)明：一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技術(shù)含量較低的中低檔模具，因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場(chǎng)滿足率低于沖壓模具總體滿足率，這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn)，而技術(shù)含量低的中低檔模具市場(chǎng)滿足率要高于沖壓模具市場(chǎng)總體滿足率；二是由于我國(guó)的模具價(jià)格要比國(guó)際市場(chǎng)低格低許多，具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，因此其在國(guó)際市場(chǎng)的前景看好，2005年沖壓模具出口達(dá)到1.46億美元，比2004年增長(zhǎng)94.7%就可說(shuō)明這一點(diǎn)；三是近年來(lái)港資、臺(tái)資、外資企業(yè)在我國(guó)發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無(wú)確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。
4 國(guó)產(chǎn)模具設(shè)備競(jìng)爭(zhēng)力分析
目前，國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)所生產(chǎn)的國(guó)產(chǎn)設(shè)備，除了少數(shù)高檔設(shè)備國(guó)內(nèi)缺乏自主創(chuàng)新能力，一時(shí)還難以滿足之外，大部分是國(guó)內(nèi)技術(shù)和能力能夠滿足，卻因?yàn)闄C(jī)床行業(yè)未重視模具行業(yè)這一塊市場(chǎng)和對(duì)模具加工一些特殊要求缺乏認(rèn)真分析研究所致。其主要表現(xiàn)是：1.產(chǎn)品未針對(duì)模具行業(yè)特殊要求進(jìn)行開(kāi)發(fā)，主體結(jié)構(gòu)不能很好適應(yīng)模具加工，包括工作臺(tái)尺寸及承重、機(jī)床的剛性及穩(wěn)定性、長(zhǎng)時(shí)間滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性、高速高效高精度及大余量空間曲面加工等；2.設(shè)備上的許多零部件、配套件質(zhì)量不過(guò)關(guān)，尤其是某些電子元器件、某些機(jī)械零部件和數(shù)控系統(tǒng)等；3.由于企業(yè)體制、機(jī)制和管理上的原因，包括裝配質(zhì)量和綜合服務(wù)水平不高在內(nèi)，特別是售后服務(wù)跟不上，致使模具企業(yè)輕易不敢選用國(guó)產(chǎn)設(shè)備。就模具行業(yè)設(shè)備市場(chǎng)這一塊，與進(jìn)口設(shè)備相比，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在性能、可靠性、精度、質(zhì)量、交貨期和綜合服務(wù)能力等方面都缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。羅百輝分析認(rèn)為主要原因?yàn)樽灾鲃?chuàng)新能力薄弱，不重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場(chǎng)，體制、機(jī)制和管理等跟不上等三個(gè)方面。
以數(shù)控機(jī)床為例來(lái)說(shuō)，2005年我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量已突破6萬(wàn)臺(tái)，數(shù)量和產(chǎn)品水平都已有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，但其國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率卻不到30%(有資料說(shuō)2004年是26.9%)，在模具行業(yè)，恐怕是20%都到不了。為什麼會(huì)這樣？羅百輝認(rèn)為大致有三方面原因：一是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)數(shù)控機(jī)床有強(qiáng)勁的需求，尤其是中低檔產(chǎn)品量大面廣又易于生產(chǎn)，大多數(shù)機(jī)床廠都任務(wù)飽滿，這就使許多有關(guān)企業(yè)不再去追求高、精、尖、難的品種和中高檔產(chǎn)品了；二是絕大部分機(jī)床企業(yè)自主創(chuàng)新能力薄弱，核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)掌握得少，即使有心要去開(kāi)發(fā)中高檔產(chǎn)品，卻是心有余而力不足；三是模具行業(yè)雖然有較為龐大的設(shè)備市場(chǎng)，但由于模具加工的特殊性，特別是個(gè)性化要求比較突出，模具企業(yè)又大都是中小企業(yè)，對(duì)數(shù)控設(shè)備的訂貨難以形成較大批量，因此要滿足模具行業(yè)需求，確實(shí)有較大難度，必須花大力氣，而且還會(huì)有一些風(fēng)險(xiǎn)，還要有水平才行。鑒于這三方面原因，所以國(guó)內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)對(duì)模具行業(yè)設(shè)備市場(chǎng)至今仍不重視或無(wú)暇去顧及，只好聽(tīng)任進(jìn)口設(shè)備去唱主角。現(xiàn)在模具行業(yè)設(shè)備市場(chǎng)中，中高檔產(chǎn)品基本上已被日本和歐美國(guó)家所占領(lǐng)，中低檔產(chǎn)品主要從我國(guó)臺(tái)灣進(jìn)口?，F(xiàn)在韓國(guó)設(shè)備已開(kāi)始呈現(xiàn)不斷擴(kuò)大其市場(chǎng)占有率的趨勢(shì)，而多數(shù)國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)仍對(duì)此無(wú)動(dòng)于衷，還在局外游移。
5 國(guó)產(chǎn)模具設(shè)備行業(yè)發(fā)展建議
鑒于國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)尚不重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場(chǎng)，國(guó)產(chǎn)設(shè)備在這一市場(chǎng)中的很低的占有率，羅百輝指出，機(jī)床行業(yè)應(yīng)該密切關(guān)注模具行業(yè)的發(fā)展，重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場(chǎng)，即使是在目前任務(wù)飽滿的情況下，也應(yīng)從長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展出發(fā)，從戰(zhàn)略高度去認(rèn)識(shí)，并對(duì)這一市場(chǎng)進(jìn)行充分研究與正確定位。
在金切設(shè)備方面，特別是在中低檔數(shù)控設(shè)備方面，國(guó)內(nèi)企業(yè)也一樣是大有可為的。近年來(lái)，光是浙江的模具行業(yè)，每年都從臺(tái)灣或國(guó)內(nèi)臺(tái)資企業(yè)購(gòu)進(jìn)2000多臺(tái)中低檔設(shè)備，我國(guó)一些機(jī)床企業(yè)，是完全有能力進(jìn)入這一市場(chǎng)的。先從中低檔產(chǎn)品開(kāi)始，再逐漸向高端發(fā)展，這可能是一條比較切合實(shí)際的路子。當(dāng)然，隨著模具工業(yè)總體水平的不斷提高，所需設(shè)備的檔次理所當(dāng)然的也在不斷提高。例如浙江有些模具企業(yè)已開(kāi)始淘汰臺(tái)灣設(shè)備而把采購(gòu)目光逐漸轉(zhuǎn)向日本和歐美了。然而日本和歐美設(shè)備的價(jià)格畢竟還是昂貴了一些。這也正是國(guó)內(nèi)機(jī)床企業(yè)的一個(gè)良好機(jī)遇。希望國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)能把握好這個(gè)良好機(jī)遇，在我國(guó)模具行業(yè)’十一五’的發(fā)展中，為其插上翅膀，真正起到利其器而助發(fā)展之積極作用。針對(duì)國(guó)產(chǎn)模具加工設(shè)備行業(yè)創(chuàng)新開(kāi)發(fā)能力不足、市場(chǎng)占有份額偏低，羅百輝建議骨干重點(diǎn)企業(yè)，應(yīng)一方面努力提高現(xiàn)有產(chǎn)品的質(zhì)量和盡快改善服務(wù)，另一方面應(yīng)針對(duì)模具行業(yè)所需去開(kāi)發(fā)一些新產(chǎn)品，并大力進(jìn)行宣傳，以逐漸形成好的品牌和樹(shù)立起良好的形象來(lái)。特別是生產(chǎn)金切機(jī)床的骨干企業(yè)，更應(yīng)重視這一問(wèn)題，因?yàn)樯a(chǎn)電加工設(shè)備的企業(yè)在這一點(diǎn)上相對(duì)要好得多，有關(guān)企業(yè)已經(jīng)在模具行業(yè)中樹(shù)立起了一些較好的品牌和建立起了良好信譽(yù)和形象。
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