φ134水桶注塑模CADCAM設(shè)計(jì)【材料成型及控制工程專業(yè)資料】
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文獻(xiàn)綜述
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文獻(xiàn)綜述
一、 模具的介紹
模具是用以限定生產(chǎn)對(duì)象的形狀和尺寸的裝置,是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備,被稱為“工業(yè)之母”。工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓、拉伸等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。 簡(jiǎn)而言之,模具是用來(lái)成型物品的工具,這種工具由各種零件構(gòu)成,不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過(guò)所成型材料物理狀態(tài)的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)物品外形的加工。
1.模具的分類
之所以稱模具為“工業(yè)之母”,是因?yàn)樗谏钪袘?yīng)用廣泛,活躍在各行各業(yè)之中。粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、精加工零件以及和我們生活息息相關(guān)的大部分塑料產(chǎn)品都由模具成型。作為“工業(yè)之母”,模具涉及機(jī)械、汽車、輕工業(yè)、電子、化工、冶金、建材等等各個(gè)行業(yè)。由于模具在生活中應(yīng)用廣泛,涉及行業(yè)面廣,其種類也呈現(xiàn)出多樣化。
按材料在模具內(nèi)的成形特點(diǎn),可將模具分為以下幾類:
1.1 冷沖模
(1)沖裁模:落料模、沖孔模、切邊模
(2)彎曲模:彎形模、卷邊模、扭曲模
(3)拉深模
(4)成形模:校平模、縮口模、翻邊模、壓印模
(5)冷擠壓模
1.2型腔模
(1)鍛模
(2)合金壓鑄模
(3)塑料模:壓縮模、擠出模、注射模
(4)粉末冶金模、陶瓷模、橡膠模
2.模具制造的特點(diǎn)
模具生產(chǎn)制造技術(shù)集中了機(jī)械加工的很多技術(shù),有機(jī)電結(jié)合加工,也離不開(kāi)鉗工手工操作。
2.1 模具生產(chǎn)方式的選擇
(1)零件批量小的模具生產(chǎn),采用單件及配制的方式。
(2)零件件批量較大,采用成套性生產(chǎn)。
(3)如果同一種零件件制品需多個(gè)模具完成,加工和調(diào)整模具時(shí)應(yīng)保持前后的連續(xù)性。
2.2 模具制造的特點(diǎn):
(1)同一工序的加工內(nèi)容較多,故生產(chǎn)效率較低。
(2)要求工人的技術(shù)等級(jí)較高。
(3)模具某些工作部分的尺寸及位置,必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后來(lái)確定。
(4)裝配后遠(yuǎn)均需試模、調(diào)整及修模。
(5)模具生產(chǎn)周期一般較長(zhǎng),成本較高。
(6)模具生產(chǎn)是典型的單件生產(chǎn),故生產(chǎn)工藝、管理方式、制造工藝都具有獨(dú)特的規(guī)律性和特殊性。
2.3模具生產(chǎn)的步驟
(1)模具圖樣設(shè)計(jì) 包括模具總裝圖、零件圖。
(2)制訂工藝規(guī)程 即 制訂出整個(gè)模具或零部件的加工工藝及操作方法,填寫工藝卡。
(3)零部件的生產(chǎn) 即按工藝卡上制訂的工藝加工零部件。
(4)裝配。
(5)試模與調(diào)整 在壓力機(jī)上邊試邊調(diào)整,校正,直到生產(chǎn)出合格的零件。
(6)檢驗(yàn)和包裝 檢驗(yàn)外觀,打好刻記,將試出的另件制品隨同模具一起打包。
2.4模具加工的工藝方法
(1)鑄造加工 鋅合金鑄造,低熔點(diǎn)合意鑄造,鈹銅合意鑄造及合成樹(shù)脂澆注。
(2)切削加工 普通機(jī)床加工,仿形銑加工,成形磨加工雕刻,數(shù)控機(jī)床加工。
(3)特種加工 電加工(電火花,線切割,電解)腐蝕加工超聲波加工。
?。?)粗加工 以去除大部分余量為目的。
(5)精加工 使工件達(dá)到較高的加工精度及表面質(zhì)量。
(6)整修加工 拋光、導(dǎo)柱 、導(dǎo)套的研磨。
2.5模具制造過(guò)程的基本要求
(1)保證加工質(zhì)量。
(2)保證制造周期。
(3)保證較低的成本。
(4)提高工藝水平。
(5)保證良好的工作條件。
3.模具的生產(chǎn)
3.1模具生產(chǎn)過(guò)程
模具生產(chǎn)過(guò)程是指:將原材料通過(guò)鑄造、切削加工和特種加工的方法,使之變成模具零件,并按規(guī)定的技術(shù)要求,將這些零件進(jìn)行配合和連接,最終成為模具的全過(guò)程。
模具生產(chǎn)過(guò)程主要包括原材料的運(yùn)輸和保存,生產(chǎn)的準(zhǔn)備工作,毛坯的制造,零件的加工和熱處理,模具的裝配、試模與校正,直至包裝等內(nèi)容。
一般說(shuō)來(lái),為便于組織生產(chǎn)和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,生產(chǎn)過(guò)程有時(shí)并不全在一個(gè)工廠內(nèi)完成,常分散在很多專業(yè)化工廠內(nèi)進(jìn)行,如模架、緊固螺釘、彈簧等許多零件,都是在其它專業(yè)性工廠進(jìn)行生產(chǎn)的。而模具生產(chǎn),往往是按一定順次將原材料或半成品,通過(guò)加工與裝配制造成本廠的模具產(chǎn)品。因此,模具生產(chǎn)過(guò)程主要是用機(jī)械加工和特種加工方法,直接改變生產(chǎn)對(duì)象的形狀、尺寸、相對(duì)位置和性質(zhì)等,使之成為成品或半成品,并按規(guī)定的技術(shù)要求,將這些零件和外協(xié)及購(gòu)買來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)件,按一定順序配合和連接起來(lái),使之成為完整的模具工藝過(guò)程。
3.2模具生產(chǎn)的特點(diǎn)及工藝特征
模具是機(jī)械工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備,是生產(chǎn)工業(yè)產(chǎn)品中不可缺少的工具。一套模具制成之后,可以生產(chǎn)數(shù)萬(wàn)及數(shù)十萬(wàn)件產(chǎn)品零件,具有很高的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。但模具生產(chǎn)的特點(diǎn)一是典型單件生產(chǎn)的產(chǎn)品,二是按照與用戶簽定的模具合同來(lái)安排生產(chǎn)計(jì)劃的。因此,模具生產(chǎn)工藝管理方式、制訂的模具制造工藝過(guò)程都應(yīng)具有獨(dú)特的規(guī)律與其相適應(yīng)。其生產(chǎn)工藝特征主要表現(xiàn)為:
(1)模具零件的毛坯制造采用木模、手工造型、砂型鑄造或自由鍛造。故毛坯精度一般較低,加工余量較大。
(2)模具零件在加工與制造中,除采用通用設(shè)備按機(jī)群式布置外,更需要高效、精密的專用加工設(shè)備和機(jī)床。
(3)在加工時(shí),一般使用通用夾具,很少采用專用卡具,并由劃線及試切法保證尺寸。
(4)在加工及制造過(guò)程中,除采用通用量具及萬(wàn)能量具外,更需要采用精密的測(cè)量?jī)x器。
(5)模具零件在加工過(guò)程中,一般采用配合加工方法,對(duì)于精密模具如多工位級(jí)進(jìn)模的拼塊,應(yīng)考慮其形狀幾何尺寸的互換性。
(6)模具生產(chǎn)應(yīng)最大限度地實(shí)行零部件和工藝技術(shù)及其管理的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化,盡量轉(zhuǎn)單件生產(chǎn)為批量生產(chǎn)。
(7)模具多為單件生產(chǎn),型面復(fù)雜、精度要求高、加工難度大,因此模具生產(chǎn)一般都需要對(duì)工人技術(shù)要求較高。
(8)模具生產(chǎn)需具備專業(yè)化的生產(chǎn)組織形式,且該形式與其生產(chǎn)方式應(yīng)相適應(yīng)。
二、中國(guó)模具的發(fā)展?fàn)顩r
1.已進(jìn)入模具生產(chǎn)大國(guó)之列,但還不是模具強(qiáng)國(guó)。
進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái),我國(guó)模具銷售額以年平均20%左右的速度增長(zhǎng),2006年模具銷售額達(dá)到720億元人民幣,居日本、美國(guó)之后第三位;模具出口突破了10億美元。我國(guó)模具生產(chǎn)廠、點(diǎn)達(dá)到了約3萬(wàn)家,從業(yè)人員近100萬(wàn)人。這些都說(shuō)明我國(guó)模具工業(yè)有了相當(dāng)?shù)囊?guī)模。
但是,我國(guó)現(xiàn)在每年還要從境外進(jìn)口20多億美元的模具,這些大都是國(guó)內(nèi)尚不能生產(chǎn)的高中檔模具。國(guó)內(nèi)中高檔模具的自配率只占50%左右;大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等技術(shù)含量較高的模具只占到模具總量的30%左右。我國(guó)模具行業(yè)全員勞動(dòng)生產(chǎn)率還較低,平均只有15萬(wàn)元/人·年左右;我國(guó)模具商品化率還只有50%多(發(fā)達(dá)國(guó)家達(dá)70%以上);模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率也較低,只有50%左右;模具生產(chǎn)專業(yè)化水平還較低。這些都說(shuō)明我國(guó)的模具工業(yè)還不夠強(qiáng)大,我國(guó)還不是模具強(qiáng)國(guó)。
2.模具產(chǎn)品水平有了很大提高,但差距還很大。
近些年來(lái),中國(guó)模具的設(shè)計(jì)和制造水平有了很大提高,CAD/CAE/CAM等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、高速加工技術(shù)、熱流道技術(shù)、氣輔技術(shù)、逆向工程等新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。
現(xiàn)在,中國(guó)已能生產(chǎn)精度達(dá)到2微米的多工位級(jí)進(jìn)模,壽命可達(dá)3億沖次以上。個(gè)別企業(yè)生產(chǎn)的多工位級(jí)進(jìn)模已可在2000次/分的高速?zèng)_床上使用,精度可達(dá)1微米。
在大型塑料模具方面,中國(guó)已能生產(chǎn)43英寸大屏幕彩電和65英寸背投式電視的塑殼模具、10公斤大容量洗衣機(jī)全套塑料件模具以及汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板等塑料模具等。
在精密塑料模具方面,中國(guó)已能生產(chǎn)照相機(jī)和手機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及精度達(dá)5微米的7800腔塑封模具等。
在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面,國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模、汽車后橋齒輪箱壓鑄模以及汽車發(fā)動(dòng)機(jī)殼體的鑄造模具等。
在汽車覆蓋件模具方面,國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)中檔新型轎車的覆蓋件模具。
子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出成形模、精鑄或樹(shù)脂快速成形拉延模等,也已達(dá)到相當(dāng)高的水平,制造出來(lái)的模具可與進(jìn)口模具媲美。
我國(guó)生產(chǎn)的最大模具單套重量已超過(guò)100噸。 但是,我國(guó)模具的制造從總體上看,產(chǎn)品還只是以中低檔為主,中高檔模具很多還要依賴進(jìn)口;企業(yè)雖然重視推廣應(yīng)用新技術(shù),但這些新技術(shù)應(yīng)用的水平還不夠高。我國(guó)模具產(chǎn)品水平總體上與發(fā)達(dá)國(guó)家相差有10~15年的差距。
3.模具骨干企業(yè)隊(duì)伍已經(jīng)形成,但還不夠壯大。
經(jīng)過(guò)十多年的快速發(fā)展,我國(guó)模具企業(yè)骨干隊(duì)伍已經(jīng)形成。它們一般都有較好的生產(chǎn)裝備,生產(chǎn)都達(dá)到了一定的規(guī)模,技術(shù)水平較高,產(chǎn)品水平也達(dá)到了一定的高度,而且產(chǎn)品有了自己的特點(diǎn)。在各個(gè)模具行業(yè)骨干企業(yè)隊(duì)伍中也涌現(xiàn)出了本行業(yè)的龍頭企業(yè)。2006年中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)對(duì)各行業(yè)的50家模具企業(yè)授予第一批“重點(diǎn)骨干模具企業(yè)”稱號(hào)。
中國(guó)模具骨干企業(yè)隊(duì)伍目前還在成長(zhǎng)之中,各方面都有待進(jìn)一步提高,技術(shù)待進(jìn)步,管理待加強(qiáng),產(chǎn)品有待更加適應(yīng)市場(chǎng)的需求。
這就是我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展的簡(jiǎn)要狀況。
當(dāng)前,我國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展,特別是受汽車制造業(yè)發(fā)展的拉動(dòng),國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)不斷擴(kuò)大;跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具國(guó)際采購(gòu)不斷增加,而且國(guó)際上將模具制造逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)十分明顯。由此展望未來(lái),中國(guó)模具工業(yè)將會(huì)有一個(gè)持續(xù)快速發(fā)展的機(jī)遇期。我們要很好地把握住這個(gè)機(jī)遇期,使我國(guó)模具工業(yè)有一個(gè)很大的提高。
面對(duì)這種形勢(shì),中國(guó)模具行業(yè)當(dāng)前的任務(wù)是:推進(jìn)改革,調(diào)整結(jié)構(gòu),開(kāi)拓市場(chǎng),苦練內(nèi)功,提升水平,上新臺(tái)階。企業(yè)不但要做大,更要做強(qiáng),產(chǎn)品生產(chǎn)要更專、更精,企業(yè)管理要更加有效率。 數(shù)字化、信息化是裝備制造業(yè)現(xiàn)代化的必由之路,也是現(xiàn)代模具制造業(yè)實(shí)現(xiàn)升級(jí)、提高的重要途徑。模具企業(yè)在自身發(fā)展的過(guò)程中已經(jīng)逐漸體會(huì)到企業(yè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、信息化制造的必要性、重要性和緊迫性?,F(xiàn)在,在模具行業(yè)中正在形成新一輪的企業(yè)信息化、數(shù)字化改造的熱潮。
總體上看,我國(guó)是當(dāng)今世界上發(fā)展速度最快的國(guó)家,而且我國(guó)已是世界塑料消費(fèi)量第二大國(guó),而且我國(guó)擁有世界上十幾億的人口,隨著改革的不斷深入和市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,我國(guó)模具機(jī)械工業(yè)將會(huì)有著更廣闊的空間和更美好的前景。
三、 國(guó)外模具的發(fā)展?fàn)顩r
全球主要模具生產(chǎn)國(guó)包括亞洲地區(qū)的日本、韓國(guó)與大陸,以及美洲地區(qū)的美國(guó)、歐洲地區(qū)的德國(guó)。在全球主要模具產(chǎn)銷國(guó)家當(dāng)中,大陸模具家數(shù)及從業(yè)人數(shù)最多,將近七成屬國(guó)有企業(yè),外資企業(yè)亦占多數(shù),大型模具廠員工人數(shù)約600~700人,更有規(guī)模達(dá)上千人的公司,以鴻海轉(zhuǎn)投資的富士康集團(tuán)(foxconn)員工人數(shù)將近6,000人最具代表性,中型模具廠則150~300人之間,小型模具廠也至少有 50人左右,其它國(guó)家的模具業(yè)則多以中小型企業(yè)型態(tài)經(jīng)營(yíng)。
在產(chǎn)品類別上,2002年日本與大陸偏重生產(chǎn)沖壓模及塑料模,兩者產(chǎn)值合計(jì)比重高達(dá)八成,南韓則以其它模具產(chǎn)值比重最大,占總產(chǎn)值四成七。在應(yīng)用市場(chǎng)方面,日本、韓國(guó)、美國(guó)與德汽車模具為最大宗產(chǎn)品,而我國(guó)則以電子通訊產(chǎn)品用模具為主。
亞洲模具行業(yè)的狀況是處于‘發(fā)展途中’的狀態(tài),要加速其發(fā)展還有許多課題有待解決。首先是人才培訓(xùn)問(wèn)題。模具生產(chǎn)關(guān)鍵是高質(zhì)量,人才是其核心,日本過(guò)去走的路是OJT方式(師傅帶徒弟在日常工作中培訓(xùn))培養(yǎng)好一個(gè)人約需10年左右時(shí)間,絕對(duì)量不足,很難在短時(shí)間累培訓(xùn)出很多人,這種方式在亞洲各國(guó)顯然難行通的。如何培訓(xùn)好人才是亞洲模具行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題,其次是質(zhì)量管理問(wèn)題。亞洲的模具生產(chǎn)企業(yè)都在努力取得ISO9000的質(zhì)量管理的評(píng)定。歐洲的這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)并不適合于模具生產(chǎn)企業(yè)。批量生產(chǎn)的質(zhì)量管理形式和模具這種每個(gè)都不一樣的質(zhì)量管理方式是完全不同的,不是所謂‘管理中心’的質(zhì)量管理,應(yīng)是適合現(xiàn)場(chǎng)情況的質(zhì)量管理。亞洲各國(guó)的模具生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)者和管理者有脫離生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的傾向。第三是售后服務(wù)。外售模具基本上見(jiàn)不到售后服務(wù)。如何使外售模具生產(chǎn)企業(yè)對(duì)‘沒(méi)有利益的售后服務(wù)’能積極開(kāi)展,則是外售模具企業(yè)生產(chǎn)高質(zhì)量模具所必需解決的問(wèn)題。第四是保護(hù)機(jī)密的問(wèn)題,模具由于很多是自產(chǎn)自用,因而對(duì)保護(hù)機(jī)密的認(rèn)識(shí)度較差。在日本模具生產(chǎn)企業(yè)與用戶建立有長(zhǎng)期協(xié)作關(guān)系,即使沒(méi)有簽訂保護(hù)機(jī)密的合同也有這方面的習(xí)慣,但也發(fā)生‘圖紙流出問(wèn)題’,受到經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省的通報(bào)。今后隨同全球化的進(jìn)展,用戶與模具企業(yè)的地理距離雖遠(yuǎn)也能保持互相新人,‘保護(hù)機(jī)密’問(wèn)題將更加重要。第五是職工跳槽問(wèn)題,除日本外在亞洲各國(guó)的模具企業(yè)是普遍存在的重要問(wèn)題、如何防止是重要的,但在這種環(huán)境下也能作好經(jīng)營(yíng),在生產(chǎn)上不出現(xiàn)問(wèn)題是更重要的課題。
高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用, 歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平, 在國(guó)際上是一流的。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造, 已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。
1.CAD/CAE/CAM的廣泛應(yīng)用, 顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美, CAD/CAE/CAM已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD的應(yīng)用方面, 已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段, 目前3D設(shè)計(jì)已達(dá)到了70%~89%。PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成2D設(shè)計(jì), 同時(shí)可獲得3D模型, 為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應(yīng)用3D設(shè)計(jì), 還可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉的檢查, 保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用, 保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。30~50人的模具企業(yè), 一般擁有數(shù)控機(jī)床十多臺(tái)。經(jīng)過(guò)數(shù)控機(jī)床加工的零件可直接進(jìn)行裝配, 使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE 技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE分析軟件, 模擬塑料的沖模過(guò)程, 分析冷卻過(guò)程, 預(yù)測(cè)成型過(guò)程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE 軟件, 模擬金屬變形過(guò)程, 分析應(yīng)力應(yīng)變的分布, 預(yù)測(cè)破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用越來(lái)越大, 意大利COMAU公司應(yīng)用CAE 技術(shù)后, 試模時(shí)間減少了50%以上。
2.為了縮短制模周期、提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力, 普遍采用高速切削加工技術(shù)。高速切削是以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù), 其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍, 甚至十幾倍。目前, 歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用數(shù)控高速銑, 三軸聯(lián)動(dòng)的比較多, 也有一些是五軸聯(lián)動(dòng)的, 轉(zhuǎn)數(shù)一般在1.5萬(wàn)~3萬(wàn)r/min。采用高速銑削技術(shù), 可大大縮短制模時(shí)間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面, 僅需略加拋光便可使用, 節(jié)省了大量修磨、拋光的時(shí)間。歐美模具企業(yè)十分重視技術(shù)進(jìn)步和設(shè)備更新。設(shè)備折舊期限一般為4~5年。增加數(shù)控高速銑床, 是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點(diǎn)之一。
3.快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用。由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈, 產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快, 快速成型和快速制模技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,并迅速獲得普遍應(yīng)用。在歐洲模具展上, 快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)占據(jù)了十分突出的位置, 有SLA、SLS、FDM和LOM等各種類型的快速成型設(shè)備, 也有專門提供原型制造服務(wù)的機(jī)構(gòu)和公司。模具企業(yè)中, 有不少是將快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)結(jié)合起來(lái)應(yīng)用于模具制造, 即利用快速原型技術(shù)制造產(chǎn)品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。許多塑料模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具, 用于少量翻制塑料件, 非常適合于產(chǎn)品的試制。
四、中國(guó)模具與國(guó)外模具發(fā)展的差距
中國(guó)模具生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三, 但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多, 也比英國(guó)、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國(guó)、新加坡等國(guó)落后。其差距主要表現(xiàn)在下列六方面。國(guó)內(nèi)自配率不足80%, 其中中低檔模具供過(guò)于求, 中高檔模具自配率不足60%。模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ), 在我國(guó), 模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國(guó)雖然很早就開(kāi)始制造模具和使用模具, 但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。
直到20 世紀(jì)80 年代后期, 中國(guó)模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年, 不僅國(guó)有模具企業(yè)有了很大發(fā)展, 三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)(個(gè)體)模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。中國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間(分廠) , 專業(yè)模具廠也大多數(shù)是“大而全”、“小而全”的組織形式。國(guó)外模具企業(yè)大多是“小而?!薄ⅰ靶《?。中國(guó)模具自產(chǎn)自配比例高達(dá)50%以上, 國(guó)外70%以上是商品模具。國(guó)內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例只有30%左右, 國(guó)外在50%以上。2003年模具進(jìn)出口之比為4:1, 進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口為10.3億美元, 是凈進(jìn)口量最大的國(guó)家。模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多, 而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上;工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面。開(kāi)發(fā)能力弱, 經(jīng)濟(jì)效益欠佳。中國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低, 水平也較低, 不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā), 在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。國(guó)內(nèi)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, 而模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15~20萬(wàn)美元, 有的甚至達(dá)到25~30萬(wàn)美元。由此而來(lái)的是中國(guó)模具企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差,大都微利, 國(guó)有企業(yè)總體虧損, 缺乏后勁。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上, 國(guó)內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率只有45%左右。與國(guó)際先進(jìn)水平相比, 模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)。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)去作坊式粗放經(jīng)營(yíng)管理模式, 真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。造成上述差距的原因很多, 除了長(zhǎng)期以來(lái)未將模具作為產(chǎn)品得到應(yīng)有的重視之外, 還有下列幾個(gè)主要原因:
第一, 體制不順, 基礎(chǔ)薄弱。“三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動(dòng)作用, 私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)發(fā)展較快, 國(guó)企改革也在進(jìn)行之中, 但總體來(lái)看, 體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì), 再加上國(guó)內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱, 因此, 行業(yè)發(fā)展還不盡如人意, 特別是總體水平和高新技術(shù)方面。
第二, 人才嚴(yán)重不足, 科研開(kāi)發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少。模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè), 隨著時(shí)代進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展, 能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺, 高級(jí)模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對(duì)科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視, 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, 民營(yíng)企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術(shù)改造, 致使科技進(jìn)步不大。
第三, 工藝裝備水平低, 且配套性不好, 利用率低。雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(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)控化率和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)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。裝備水平低, 帶來(lái)中國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。
第四, 專業(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, 許多模具企業(yè)觀念落后, 模具企業(yè)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(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具, 商品模具只占45%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, 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, 對(duì)模具制造周期影響尤甚。
第五, 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后。模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本, 國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比,無(wú)論是質(zhì)量還是品種規(guī)格, 都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差,也直接影響模具水平的提高。
綜上所述, 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展, 但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如, 精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低, CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高, 許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。特別在大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上存在明顯差距, 這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國(guó)內(nèi)需求, 因而需要大量從國(guó)外進(jìn)口。
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