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文獻綜述 選 題 空氣濾清器殼正反拉伸復(fù)合模設(shè)計 一 本選題的目的和意義 模具被稱為工業(yè)產(chǎn)品之母 所以工業(yè)的高速發(fā)展也離不開模具工業(yè)的不斷 進步 中國模具巿場規(guī)模巨大 隨著國內(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 仍然面對高檔模具以進口為主的尷尬局面 提升技術(shù)實力 乃是中國模具工業(yè)發(fā)展的前途所在 隨著沖壓金屬制品在機械 電子 交通 國防 建筑 農(nóng)業(yè)等各行業(yè)的廣泛應(yīng)用 對冷沖壓模具的需求日益增加 沖壓 模在國民經(jīng)濟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)成為一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一 因此我 選擇了模具設(shè)計的課題 即設(shè)計一副能夠生產(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)計中能熟練使用 PRO E AUTOCAD 等機械 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 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) 計算機網(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)的一個重要組成部分 有人說 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)品的開發(fā)能力 因此已成為衡量一個國家產(chǎn) 品制造水平高低的重要標(biāo)志 模具工業(yè)是無以倫比的 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 因 此模具被稱為 效益放大器 在國外 模具被稱為 金鑰匙 進入富裕社會的 原動力 等等 從另一個角度上看 模具是人性化 時代化 個性化 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)品的國際競爭力也提高了 據(jù)國外統(tǒng)計資料 模具可帶動其相關(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)和對特定用戶的依賴特性 就 模具行業(yè)來說 引進國外先進技術(shù) 不能采用通常的引進產(chǎn)品許可證和技術(shù)轉(zhuǎn) 讓等方式 而主要是引進已經(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) 計算力學(xué) 計算機圖形學(xué)等知識 涉及的領(lǐng)域還包括聲波及電磁場 溫度 場等各類物理場 通過工程分析 來建立塑料成型的數(shù)學(xué)和物理模型 構(gòu)造有 效的數(shù)值計算方法 實現(xiàn)成型過程的動態(tài)仿真分析 現(xiàn)代化的模具要實現(xiàn)數(shù)字 化設(shè)計 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)代模具的一個方面 沒有模具的數(shù)字化 就沒有現(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)對人員的培訓(xùn)和對于引進的軟 件進行二次開發(fā) 像我們熟知的 CIMATRON 公司不但在塑料模具的 CAD CAM 軟 件上在中國保持其市場占有率并且在擴大 而且在沖壓模具 多成份橡膠制鞋 模具等領(lǐng)域開拓 也將大顯身手 開發(fā) FUTABA LKM MISUMI 標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫 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 我國模具工業(yè)基本狀況簡介 我國模具工業(yè)近年來發(fā)展很快 據(jù)不完全統(tǒng)計 2003 年我國模具生產(chǎn)廠點 約有 萬多家 從業(yè)人員約 50 多萬人 2004 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭 模具企業(yè)總體上訂單充足 任務(wù)飽滿 2004 年模具產(chǎn)值 530 億元 進口模具 18 13 億 美元 出口模具 4 91 億美元 分別比 2003 年增長 18 32 4 和 45 9 進出口之比 2004 年為 3 69 1 進出口相抵后的進凈口達 13 2 億美元 為凈進口量較大的國家 在 萬多家生產(chǎn)廠點中 有一半以上是自產(chǎn)自用的 在模具企業(yè)中 產(chǎn)值 過億元的模具企業(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 百十萬產(chǎn)值 自有資金有限 靠自我發(fā)展很困難 近年來 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 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 專業(yè)模具廠數(shù)量增加 能力提高較快 三資 及私營企業(yè)發(fā)展迅速 國企股份制改造步伐加快等 2004 年模具行業(yè)還顯現(xiàn)另外兩個特點 一是各地政府對模具工業(yè)的發(fā)展進 一步關(guān)注 許多地方政府進一步認(rèn)識到模具工業(yè)對發(fā)展制造業(yè)的重要意義 因 此加強了模具工業(yè)園區(qū)的建設(shè) 已有的園區(qū)進一步擴大 如寧波余姚 寧海和 蘇州昆山等模具園區(qū)都有所擴大 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 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) 二是外資及社會投資模具產(chǎn)業(yè)增長顯著 許多地方加強了吸引外資及合資 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) 由于汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拉動 社會投資模具產(chǎn)業(yè)有所加 強 如五糧液集團投資 5 億元建立汽車模具生產(chǎn)廠 比亞迪公司投資 2 億元建 立了北京汽車模具公司 等等 從地區(qū)分布來說 以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū) 模 具產(chǎn)值已占全國總量的 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 我國模具總量雖然已 位居日 美 德之后 但設(shè)計制造水平在總體上要比德 美 日 法 意等發(fā) 達國家落后許多 也要比英國 加拿大 西班牙 葡萄牙 韓國 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于求 中高檔模具自配率嚴(yán)重不足 大量進口 國內(nèi) 模具總量中屬大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具的比例不足 30 國外在 50 以上 2 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)都不夠合理 我國模具生產(chǎn)廠點中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間 分廠 自產(chǎn)自配比例 高達 60 左右 國外 70 以上是商品模具 專業(yè)模具廠也大多數(shù)是 大而全 小而全 的組織形式 國外模具企業(yè)是 大而專 大而精 2004 年中國模協(xié) 在德國訪問時 從德國工 模具行業(yè)組織 德國機械制造商聯(lián)合會 VDMA 工 模具協(xié)會了解到 德國有模具企業(yè)約 5000 家 2003 年德國模具產(chǎn)值達 48 億歐 元 其中 VDMA 會員模具企業(yè)有 90 家 這 90 家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德 國模具產(chǎn)值的 90 可見其規(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 水平比國際水平低許多 而模具生產(chǎn)周期卻要比國際水平長許多 產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在對后續(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) 因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少 至使科 技進步的步伐跟不上模具市場的需要 雖然國內(nèi)許多企業(yè)已引進了不少國外先 進設(shè)備 但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多 特別是設(shè)備數(shù)控率和 CAD CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多 由于體制和資金等方面原因 引進 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 開發(fā)能力較 差 科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少 不重視產(chǎn)品開發(fā) 在市場經(jīng)濟中常處 于被動地位 4 技術(shù)人才嚴(yán)重不足 經(jīng)濟效益欠佳 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展 能掌握和運用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具工藝設(shè)計異常短缺 高級鉗 工及企業(yè)管理人才也非常緊缺 我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低 水平也較低 我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右 國外模具工業(yè)發(fā)達國 家大多 15 20 萬美元 有的達到 25 30 萬美元 我國模具企業(yè)大都微利 缺 乏后勁 5 與國際水平相比 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 國內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理模式 真正實現(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 剛剛開始 6 專業(yè)化 標(biāo)準(zhǔn)化 商品化的程度低 協(xié)作差 由于長期以來受 大而全 小而全 影響 模具專業(yè)化生產(chǎn)水平低 專業(yè)化 分工不細(xì) 商品化程度也低 目前國內(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 率低也對模具質(zhì)量 成本有較大影響 特別是對模具制造周期有很大影響 20 年來我國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 如今我國生產(chǎn)的模具精度已達到微米級 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 達到 45 左右 20 年來我國模具人才的培養(yǎng)也上了一個很大的臺階 20 年前我國大專院校 都沒有設(shè)立模具專業(yè)的 而如今 已有六 七十所大專院校設(shè)立了模具專業(yè) 中國模協(xié)在全國建有 38 個模具人才培訓(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越多的人加入到模具的行列中 三 參考文獻 1 盧吉連著 我國模具應(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 機械工業(yè)出版社 2000 年 1 4 4 李發(fā)致著 模具先進制造技術(shù) 北京 機械工業(yè)出版社 2003 年 1 13 5 陳良杰著 國外模具技術(shù)發(fā)展動態(tài) 模具工業(yè) 2005 年 第一期 1 6 6 高佩福著 實用模具制造技術(shù) 第二版 北京 中國輕工業(yè)出版社 2000 年 7 萬戰(zhàn)勝著 沖壓工藝及模具設(shè)計 北京 中國鐵道出版社 1995 年 8 模具實際與制造技術(shù)教育叢書編委會編 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 機械工業(yè)出版社 2004 年 9 王樹勛著 模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊 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 機械工業(yè)出版社 1994 年 11 周永泰著 改革開放以來我國模具工業(yè)發(fā)展主要成就 模具工業(yè) 2005 年 第三期 12 郭廣興著 U 型彎曲模具磨耗分析及解決 天津汽車 2002 年 第一期 13 程西智 郝永輝著 中厚板彎曲的最高效工藝設(shè)計及最優(yōu)化模具設(shè)計的研 究探討 機電信息 2005 年 第十三期 14 山東大學(xué)材料學(xué)院 高 軍 張國強 吳恩啟 趙振鐸 濟南歷下高信 模具廠 董云青 張鳳文 彎曲件成形工藝及其模具設(shè)計 航空制造技術(shù) 2002 年 第八期 15 王德俊著 板料彎曲的新工藝與新模具 機電工程技術(shù) 2005 年 第 34 卷 第 5 期 16 史建國 胡志越 徐 剛著 V U 形件彎曲時坯料的偏移原因及控制方法 輕工機械 2005 年 第 2 期