毕业设计（论文）-探究加入WTO后的中国模具CAD技术的发展.doc

河南科技学院2009届本科毕业论文（设计）论文题目：探索加入WTO后的中国模具CAD技术的发展（Probe Into The Development Of The Chinese Mould CAD Technology After The Accession To The WTO） 学生姓名：王相明 所在院系：机电学院所学专业：机电技术教育 导师姓名：王焕琴 完成时间：2009年5月20日河南科技学院本科生毕业论文（设计）任务书题目名称: 探究加入WTO后的中国模具CAD技术的发展学生姓名王相明所学专业机电技术教育班级042指导教师姓名王焕琴所学专业机械制造职称教授完成期限 2008年1月20日至2009年5月20日一、论文（设计）主要内容及主要技术指标1、主要内容： 协同创新设计将成为模具设计的主要方向；模具CAD技术应用的ASP模式，将成为发展方面；模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效设计。近年来，全球制造业正以垂直整合的模式向亚太及中国转移，中国正成为世界制造业的重要基地。制造业模式的变化，必将产生对新技术的需求，也必将导致CAD技术的发展；同时，由于网络技术的大面积应用，正如10年前由于成本的大幅度下降，使得微机进入千家万户，已经改变我们的生活一样，网络应有的普及将在更大的程度上改变制造业的模式。随着中国加入WTO，成为世界制造业的重要基地，将要求我国的产品要有创新性，并且要有更高的质量、更低的成本并在更快的时间内提供给市场。作为产品制造的重要工艺装备、国民经济的基础工业之一的模具工业将直面竞争的第一线，模具工业除其需要“高技艺”的从业人员外，还需要更多的“高技术”来保证。2.主要技术指标：查找出加入WTO后的中国模具CAD技术的发展还需要更多的“高技术”来具体保证措施。二、毕业论文（设计）的基本要求1 毕业设计（论文）一份：有300字左右的中英文摘要，正文后有15篇左右的参考文献，正文中要引用5篇以上文献，并注明文献出处。论文总字数在6000字以上。2 有不少于3000汉字的与本课题有关的外文翻译资料。3 毕业设计总字数在10000字以上。4. 中期检查一份；5. 成绩表一份。三、毕业论文（设计）进度安排1.2008年12月12日-12月16日，下达毕业设计任务书；寒假期间完成英文资料翻译和开题报告。2. 2009年2月15-2月27日（第1-2周），指导教师审核开题报告和设计方案。3. 2009年2月28日-4月24日（第3-10周），毕业设计单元部分设计。4. 2009年4月25-5月1日（第11周），毕业设计中期检查。5. 2009年5月2-5月22日（第12-14周），设计仿真、程序调试、线路板制作调试，整理、撰写毕业设计报告。6. 2009年5月23-6月5日（第15-16周）上交毕业设计报告，指导教师、评阅教师审查评阅设计报告，毕业设计答辩资格审查。毕业设计答辩，学生修改整理设计报河南科技学院本科毕业论文（设计）中期进展情况检查表学生姓名王相明班级机教042指导教师王焕琴论文（设计）题目探究加入WTO后的中国模具CAD技术的发展目前已完成任务1、 外文资料翻译；2、 毕业论文所需资料的全面汇总；3、 毕业论文初稿的撰写；是否符合任务书要求进度：符合尚需完成的任务1、 毕业论文初稿前后内容的连贯和衔接；2、 论文表达更深层次的分析与研究；3、 毕业论文相关图片的绘制与选择。能否按期完成论文（设计）：能存在问题和解决办法存在问题由于水平和条件有限，对论文更深层次的分析与探讨还有一定的困难。拟采取的办法到图书馆查阅更多与论文内容相关的资料与文献；向指导教师咨询与请教。指导教师签 字日期 年 月 日教学院长（系主任）意 见 签字： 年 月 日毕业论文（设计）开题报告题目名称：探究加入WTO后的中国模具CAD技术的发展学生姓名王相明专业机电技术教育班级042一、选题的目的意义近年来，全球制造业正以垂直整合的模式向亚太及中国转移，中国正成为世界制造业的重要基地。制造业模式的变化，必将产生对新技术的需求，也必将导致CAD技术的发展；同时，由于网络技术的大面积应用，正如10年前由于成本的大幅度下降，使得微机进入千家万户，已经改变我们的生活一样，网络应有的普及将在更大的程度上改变制造业的模式。随着中国加入WTO，成为世界制造业的重要基地，将要求我国的产品要有创新性，并且要有更高的质量、更低的成本并在更快的时间内提供给市场。作为产品制造的重要工艺装备、国民经济的基础工业之一的模具工业将直面竞争的第一线，模具工业除其需要“高技艺”的从业人员外，还需要更多的“高技术”来保证。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的,它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。CAD/CAM技术的迅猛发展,软件、硬件水平的进一步完善,为模具工业提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计、制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。因此，探索对加入WTO后的中国模具CAD技术的发展具有重要意义。二、国内外研究现状随着制造业信息化的深入，CAD软件的应用越来越广泛，但国产CAD软件的应用比例却在下降.在政府的大力支持下先后出现了一批先进的模具CAD/CAM示范企业,高校和企业也培养了一大批模具CAD/CAM软件开发及应用人才。但总的来说,我国目前模具CAD/CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。模具CAD/CAM技术水平还处于向高技术集成和向产业化商品化过渡的时期,研制的软件在可靠性和稳定性方面与国外工业发达国家的软件尚有一些差距,还没有针对性的软件,使用一般都是通用性软件。与国外软件相比我们的优势是:了解本国市场,便于提供技术支持,相对价格便宜等。另外,我们有政府的大力支持,各大高校也为CAD软件的开发培养了大批的人才。在这些前提下,我国模具CAD/CAM产业正在紧跟时代潮流,跟踪国际最新动态,遵守各种国际规范,形成自己独特的优势，并且立足国内,结合国情,面向国内经济建设的需要,开发出有自己特色,符合中国人习惯的CAD/CAM软件三、主要研究内容1、协同创新设计将成为模具设计的主要方向2、模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效设计3、模具CAD技术应用的ASP模式，将成为发展方面。四、毕业论文（设计）的研究方法或技术路线1. WTO后的中国模具业的发展2. CAD技术及应用对我国机械制造业的影响3. 国内外模具制造业的现状和趋势4. 模具CAD软件的应用和开发现状5. 我国模具与世界先进水平的差距6. 我国模具行业CAD技术应用与发展趋势主要参考文献与资料1李大鑫,张秀棉. 模具技术现状与发展趋势综述J 模具制造, 2005,(02). 2 赵昌盛 ,朱邦全. 我国模具材料的应用发展J模具制造, 2004,(11).3曹月君. 国内外汽车球墨铸铁件生产技术与发展趋势J汽车工艺与材料, 1994,(02). 4 王孝培，何大钧. 模具CAD在板料冲压中的应用及发展J锻压机械, 1995,(06)5周永泰. 模具行业“十五”期间市场预测J模具工业, 2000,(01)6 徐德生. 仿生非光滑耐磨复合涂层的研究D吉林大学, 2004. 7 吴和保. 可控气压下镁合金消失模铸造充型凝固特征的基础研究D华中科技大学, 2005.8盛 斌：中国加入WTO服务贸易自由化的评估与分析J，世界经济2002（8）。9李建军，李德群。 模具设计基础及模具CAD 机械工业出版社，2005.9.110范玉青、冯秀娟、周建华。CAD软件设计。北京航空航天大学出版社 1996.911陈志明,张海鸥,王桂兰. 我国模具工业的现状与发展J锻压技术, 2004,(05) .12 乔良,李原,杨海成, 制造业自动化 1999年 第01期13 Gudivada V N et al. Information retrieval on the world wide web. IEEE Internet Computing, 1997, 1(5): 5868 14Lawrence S, Giles C L. Searching the world wide web. Science, 1998, 280(5360): 98100 15Lawrence S, Giles C L. Context and page analysis for improved web search. IEEE Internet Computing, 1998, 2(4): 3846指导教师审批意见 2008年 3 月8 日摘 要机械制造中综合应用的CAD技术，曾为机械制造业提供了强有力的技术支持，它的应用现状及发展趋势必将对我国的机械制造业产生深远的影响。随着中国加入WTO，成为世界制造业的重要基地，预计到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。这给我国的模具行业提供了前所未有的发展机遇。协同创新设计将成为模具设计的主要方向，模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效设计，模具CAD技术应用的ASP模式，将成为发展方面。模具行业因设计、制造的特殊性，对信息化技术提出了个性化需求，CAD与模具加工己形成了相互促进的局面，集成化，网络化，智能化，将会是模具CAD技术发展的最为显著的趋势。 关键词: WTO，中国模具业，中国模具CAD技术Probe Into The Development Of The Chinese Mould CADTechnology After The Accession To The WTOAbstractCAD technology of integrated application, has offered strong technical support for mechanical manufacturing industry in machine-building, its current application situations and development trends will have a far-reaching impact on mechanical manufacturing industry of our country. As China joins WTO, becomes the important base of the world manufacturing industry, it is estimated it until 2018, China will suddenly become one of the biggest bases of manufacturing industry of mould in the world. This has provided unprecedented opportunity for development for mould trade of our country. Innovate and design the main direction that will become mold design in coordination, It will be more abundant that the mould makes information, the manufacture process will be designed more effectively, mould CAD technical application ASP mode, will become the respect of developing. Mould trade because the particularity designed, made, has put forward the individualized demand to information-based technology, CAD and mould process the own situation of forming mutual promotion, Integrated, networking, Intelligent.They will be the most prominent trend of the mould CAD technical development .Keyword：WTO, Chinese Mould Industry, Chinese Mould CAD Technology目 录1 绪论12 WTO后的中国模具业的发展前景22.1 WTO后的中国模具业所面临的机遇22.2 WTO后的中国模具业所面临的挑战23 CAD技术及应用对我国机械制造业的影响33.1 CAD技术33.2 我国机械制造业发展的趋势及对CAD技术的要求44 国内外模具制造业的现状和趋势44.1 概述国内外模具制造业现状44.2 模具工业在国民经济中的地位与作用54.3 我国模具产业发展现状以及趋势75 模具CAD软件的应用和开发现状85.1模具CAD的发展概况.特点以及优势85.2 模具行业采用模具CAD/CAM技术的原因以及应用现状95.3 我国模具CAD软件的开发情况115.4 中国可以打造出世界级的CAD软件126 我国模具与世界先进水平的差距136.1 我国模具与世界先进水平的主要差距136.2造成差距的原因147 我国模具行业CAD技术应用与发展趋势157.1 CAD在模具加工中的应用157.2 模具行业解决方案解读207.3 模具CAD的未来发展趋势21致谢23参考文献241 绪论近年来，全球制造业正以垂直整合的模式向亚太及中国转移，中国正成为世界制造业的重要基地。制造业模式的变化，必将产生对新技术的需求，也必将导致CAD技术的发展；同时，由于网络技术的大面积应用，正如10年前由于成本的大幅度下降，使得微机进入千家万户，已经改变我们的生活一样，网络应有的普及将在更大的程度上改变制造业的模式。随着中国加入WTO，成为世界制造业的重要基地，将要求我国的产品要有创新性，并且要有更高的质量、更低的成本并在更快的时间内提供给市场。作为产品制造的重要工艺装备、国民经济的基础工业之一的模具工业将直面竞争的第一线，模具工业除其需要“高技艺”的从业人员外，还需要更多的“高技术”来保证。（1）协同创新设计将成为模具设计的主要方向 制造业垂直整合的模式使得世界范围内产品销售、产品设计、产品生产和模具制造分工更明确。为了缩短产品上市周期，使模具设计充分理解产品设计的意图，在产品的设计阶段，模具设计即同时开始，产品设计工程师和模具设计工程师需尽早进入协同设计状态。另外，模具制造厂家所需要的模具标准件一般都由模具标准厂家提供，最好在模具设计阶段就参照各类标准，充分利用模具标准件厂家提供的数据进行设计。由于在制造流程中各个环节所采用的CAD系统可能不一定相同，这就要求未来的CAD系统要具备协同的能力，对上下游的数据要能够随时交换，对所产生的数据彼此能够处理，数据产生及处理也需要标准化。因为产品需要创新，因此，模具设计也需要能够体现产品的创新，如在逆向工程中更重要的是对产品结构和产品的外观进行创新再设计。 （2）模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效设计 目前，模具制造厂已经较广泛地采用了数控加工。为了保证加工质量、提高加工效率、改进制造流程，有较多的模具制造厂开始使用多坐标数控加工、高速铣削加工及基于快速原型的模具制造等方法。因为制造设备的丰富，制造信息的增加，我们将看到，今后的制造信息将不仅仅是只提供数控编程加工的G代码，更重要的是，从设计开始，将进行制造过程的设计，即提供模具制造的工艺流程，不仅包含工艺表格、加工参数，还包括模具加工的卡具设计、加工的装卡过程及各工序的G代码，并且在各部分工序过程均有仿真，还可以在网络上共享。CAM将充分利用网络及防真等技术，通过合理地规划制造过程，有效地组合机床、刀具和人的经验，使企业发挥更大的潜力，取得最大的效益。 （3）模具CAD技术应用的ASP模式，将成为发展方面 由于今天模具行业实际上已经成为高技术最密集的行业，任何一个企业，要拥有全部最新出现的技术，成本将非常高，而且还要培养并且留住掌握这些技术的人也会非常困难。因此，将出现模具CAD应用的ASP模式，即产生各种专门技术的应用服务单位，为模具企业提供技术服务，整个社会是一个大的模具制造企业，按照价值链和制造流程分工，将制造资源最优发挥，应用服务包括如逆向设计、快速原型制造、数控加工外包、模具设计、模具成型过程分析等。 近20年来，由于模具工业不断采用新技术，今天的模具工业已经远不是人们印象中的 “手工作坊”行业了，我相信，随着中国加入WTO，网络环境下的CAD技术将把模具工业推向新的台阶。 2 WTO后的中国模具业的发展前景2.1 WTO后的中国模具业所面临的机遇 中国加入WTO后，模具进口虽在短期内将继续保持增长势头，但模具出口将会有更大发展。相对东南亚及中东等国家，中国模具在技术、质量及价格上占有优势，出口前景看好。而外资企业进入中国，其模具的返销及出口也将成为中国模具出口的重要组成部分。据相关研究部门调查得知，欧洲模具设计和生产的时间要分别比中国快44%和%61左右，但中国模具设计和生产的成本却只有欧洲同行的91%，因为中国的劳动力成本低廉，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲以及世界各国之间的模具竞争也相应加剧，像德国近两年半内的模具整体价格就下降了25%左右，据统计，前些年全球58%的模具是由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家的比例只占到1%，模具是技术密集型的产业，中国有优秀的人才，模具装配钳工技术水平高，劳动力成本低。进入WTO后，中国的投资环境得到更大的改善，外商投资可以享受到国民待遇，不再会有外汇平衡、外销配额的问题，所以中国的模具行业将会有更多的中外合资和外方独资模具企业。同时，由于日本、新加坡和中国台湾等国家和地区的制造业生产点外移呈不可逆转之势，更加开放的中国内地自然成为首选，模具企业势必跟进。由于中国模具生产成本低于国外，随着模具制造技术的完善和质量的提高，不仅可以减少模具的进口，而且有可能逐步开拓出口巿场，向国外出口更多的模具1. 2.2 WTO后的中国模具业所面临的挑战今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至22%左右。鉴于中国廉价劳动力成本的优势和整体经济持续快速发展的良好势头，中国模具发展的前景将十分广阔。预计到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。但这并不意味着中国发展的一切都是那么的理想和完美。因为中国的市场过早的陷入了价格战的误区，还缺乏自主创新的能力，没有相应地建立起诚信可靠的市场体系，特别是有65%的欧洲客户觉得中国模具的价格虽低但质量不好，一种比较理想的解决方法是，加强中欧双方的合作，由欧洲国家出订单和图纸，中国模具企业具体负责完成设计以及加工制作，并在过程中不断学习欧洲先进的技术以及管理概念，加快工业化的改造，努力提高企业自身的核心优势和竞争力。如在提高客户满意度方面，企业除了在价格低廉上做文章外，更重要的是要求交货时间短，产品质量好，诚信度高，尽可能让他们了解产品的研发，设计以及生产的全过程，企业要明确自己的主攻方向，加强相互之间的合作，及时有效的对客户的需求做出反应.3 CAD技术及应用对我国机械制造业的影响当今的机械制造业已不是传统意义上的机械加工，而是集机械、电子、光学、信息、材料、生物、能源、管理等学科最新成就为一体的新技术综合体。世界各国经济的竞争，也主要体现在制造技术的竞争，先进制造技术已成为当代国际间科技竞争的重点。新形势下，我国机械制造业面临着巨大的挑战和机遇。机械制造中综合应用的CAD技术，曾为机械制造业提供了强有力的技术支持，它的应用现状及发展趋势必将对我国的机械制造业产生深远的影响。3.1 CAD技术 CAD技术是一项利用计算机帮助人们完成产品的设计(Design)的新技术，它是计算机技术在零件生产中综合应用的新飞跃。CAD包括建立几何模型、工程分析、产品分析、动态模拟、自动绘图等； CAD技术是制造自动化技术的主要组成部分，它的迅猛发展，软件、硬件水平的进一步完善，为机械工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计、制造、生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化、集成化、网络化的最优选择。CAD技术也是一种集成技术系统，由系统软件、管理软件、支撑软件、应用软件组成，其中的应用软件是用户为解决某些应用问题而编制的程序，一般由用户与研究机构在系统软件与支撑软件的基础上联合开撑，因此它应遵循以下原则：(1)用户界面友好。软件是为了应用，用户是否较为容易地掌握成为评价软件的基本标准。友好的用户界面包括：使用方便，界面熟悉，有灵活的提示帮助信息，良好的交互方式，良好的出错处理。(2)遵循软件工程方法。软件工程是指导计算机软件开发和维护的工程科学；即采用工程的概念原理、技术、方法来开发和维护软件。软件工程采用生命周期法，从时间上对软件的开发和维护进行分解，把软件生存周期依次划分为几个阶段，分阶段进行开发。(3)参数化CAD。对于系列化、通用化、标准化程度高的产品，设计所用的数学模型及产品结构都是固定的；通常仅是结构尺寸的差异。对于这类产品，可将已知条件及其随着产品规格而变化的基本参数采用相应的变量代替，然后由计算机自动查询图形数据库，或由相应的软件计算出绘图所需的全部数据，再由专门的绘图生成软件在屏幕上自动地设计出图形来，称为参数化CAD。(4)成组CAD及智能化CAD。某些产品，结构虽不一样，但较相似，可以根据产品结构和工艺性的相似性，利用成组技术将零件划分成有限数目的零件库，根据同一零件族中各零件的结构特点，编制相应的CAD通用软件，用于该族零件的设计，称为“成组CAD”。智能化CAD就是将专家系统与CAD技术融为一体而建立起来的系统2。3.2 我国机械制造业发展的趋势及对CAD技术的要求 21世纪初的机械制造业，总的发展趋势为：柔性化、灵捷化、智能化、信息化(网络化)同。信息产业将成为社会的主导产业，机械制造业也将由信息主导，并采用先进生产模式、先进制造技术、先进组织管理方式的全新机械制造业。其中：柔性化是使工艺装备与工艺路线能适于生产各种产品的需要，能适于迅速更换工艺、更换产品的需要。灵捷化是使生产推向市场的准备时间缩为最短，使机械制造厂的机制能灵活转向。智能化是柔性自动化的重要组成部分，也是柔性自动化的新发展和延伸，智能化促进柔性化，它使生产系统具有更完善的判断与适应能力。信息化是使机械制造业不再是由物质和能量借助于信息的力量生产出价值，而是由信息借助于物质和能量的力量生产出价值。因此，信息产业和智力产业将成为社会的主导产业。再者，制造技术也向着超精密加工、微型机械制造、超高速切削等方向发展。超精密加工技术、微型机械加工、微细电火花加工EDM、等离子加工、激光加工、离子束加工、电子束加工、超高速加工等技术的实现，为生产效率的快速提高奠定了良好的基础。同时，制造技术也在不断地对高科技进行综合利用，需将工程数学、激光学、微电子技术、计算机技术、控制论、生物学、材料科学、管理科学、信息科学、以及人文科学等知识综合利用。这些学科改变着机械制造业的面貌，而机械制造技术的发展反过来为这些学科提供了新的工具，有力地促进着这些学科的进一步发展。4 国内外模具制造业的现状和趋势4.1 概述国内外模具制造业现状（1）产品更新换代的加快，特别是家电、汽车、IT行业市场竞争的加剧，使模具制造业得到迅猛的发展。（2）现代产品对模具的种类、精度、工作条件和使用寿命等提出了更高的要求。（3）在同外工业发达国家，模具制造业已成为一个专门的行业，其标准化、专业化、商品化程度高，模具行业俨然已经成为一个高技术密集型产业。模具行业大量采用先进的技术和设备，新材料、新的热处理工艺不断涌现，特别是IT业的迅猛发用使计算机辅助设计（Computer Aided Design ，简称CAD）在模具行业广泛应用。随着世界制造中心向东南亚转移，我国的模具生产近几年也得到了迅猛的发展，但与工业发达国家相比，还有很大差距，标准化、专业化、商品化程度还不够高，模具品种少，制造精度低，使用寿命短，设备技术力量落后，模具生产技术人员，特别是掌握现代模具设计与制造的技术人员比例小。有专家预测，不远的将来，中国将成为世界最大的制造中心，这给我国的模具行业提供了前所未有的发展机遇。因此，加快高技术设备如数控加工、快速制模、特种加工在模具行业中的应用，加大新兴CAD技术在模具设计与制造中的应用比例，加速模具新结构、新工艺、新材料的研究和强化模具高技术人员的培养，已成为我国模具行业再上一个新台阶的关键。模具制造是一个比较复杂的生产工艺过程，它包括模具的设计、模具材料的选择、热处理、机械加工、调试安装等过程。其中所选模具材料的性能水平、材质的优劣、热处理工艺是否得当，是影响模具使用寿命的关键因素3。4.2 模具工业在国民经济中的地位与作用模具是制造业的重要基础工艺装备，工业产品大批量生产和新产品开发都离不开模具，用模具生产制件所达到的(四高二低)高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和低耗能、低耗材，使模具工业在制造业中的地位越来越重要。模具品种繁多，共有10大类，包括冲压、塑料、橡胶、铸造、锻压等，用于制造业中几乎所有产品的生产，可见模具的服务范围已包括国民经济的许多方面，现在模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，没有高水平的模具就没有高水平的产品已成为共识。随着产品更新换代越来越快，新产品不断涌现。新技术日新月异，模具的使用范围已越来越广，对模具的要求也越来越高了。据调查统计资料，人们常见的工业产品有6090的零件需要用模具成形，例如：电机电器.飞机坦克.拖拉机等.家用电器视听设备.办公机械.汽车摩托车自行车. 手表手机.风扇照相机.化工建材.工程塑料制品.橡胶制品等。 可见模具关系到各行各业各种产品，可以说在机械、电子、轻工、通讯、交通、军工，建材等部门如果没有模具就很难生产和开发产品。模具精度低，则产品质量差，模具寿命低，则产品成本高。现代模具业已成为技术密集型和资金密集型的产业，它与高新技术已成为相互依托的关系，一方面模具直接为高新技术产业化服务的不可缺少的装备，另一方面模具本身又大量采用高新技术，因此模具制造已成为高新技术产业的重要组成部分。通过模具成形零件的快速、优质、低耗、环保体现了国家可持续发展的战略和科学发展观。模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密检测和信息网络等诸多学科，是一个综合性高学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速的方向发展。模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。目前我国随着科学技术的飞速进步，使模具技术及制造方式发生了根本性的变化，已经从传统的手工设计，从有经验的钳工师傅为主导的技艺型生产方式转变到了以数字化、信息化、自动化生产为特征的现代模具工业生产时代。（1）在模具设计制造中已广泛采用CAD/CAM技术 模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要的里程碑，实践证明模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计的发展方向，现在全国大多数企业已广泛应用了模具CAD/CAM技术，少数企业应用了CAE技术，应用CAPP技术的企业更少一些。目前主要是应用国外软件比较多，国产模具软件的开发应用的比较少，软件的应用还要进一步扩大应用范围，有条件的企业应积极做好CAD/CAM技术的深化应用工作，即开展企业信息化工程软件的应用，还要进一步扩大应用范围，开展企业信息化工程软件向智能化和集成化方向发展。（2）快速原型制造(RPM)及相关技术得到了更好的发展RPM技术是美国首先推出的，是伴随计算机技术，激光成型技术和新材料技术的发展而产生的。这种技术可直接或间接用于模具制造。这种方法制造模具是有技术先进，成本较低、设计制造周期短、精度适中等优点。从模具概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右，因此适用于低成本的制造小批量的零件，发展前景很好。青岛海尔有限公司还构建了基于RE(逆向工程技术)。RPM的模具并行开发系统具有开发质量高、开发成本低、开发周期短的优点。（3）高速铣削加工得到广泛的应用 国外近年来发展的高速铣削加工，主轴转速可达40000100000/min快速进给速度可达3040m/min换刀时间可提高12S这样就大幅度提高了加工效率并可获得Ra2m0.002mm的加工表面粗糙度，另外还可加工硬度达60HRC的模块，目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展，高速加工技术的发展促进了模具技术的发展。目前我国一些模具制造的骨干企业都已从国外购置这种高速的设备及相关的软件，刀具及卡具装置。如一汽、二汽及海尔等大的模具制造公司相继引进了多台高速加工铣床提高了效率，促进了模具加工技术的发展。（4）热流道技术已逐步广泛应用由于采用热流道技术的模具，可提高制件的生产率和质量，并能大幅度的节省制件的原材料和节约能源。所以已在一些模具制造企业得到逐步推广。国外这项技术发展很快，许多塑料模具厂生产的模具已有一半用上了热流道技术，有的甚至己达80，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体还达不到10，目前应用的热流道主要还是国外进口的，由于价格昂贵，影响了推广应用，使塑料件成型过程中产生了很多废料，有的时候废料料把和流道中的余料比成型另件的重量还大，造成了能源材料的浪费。加快国产化，积极生产价廉高质的元器件，是推广应用热流道技术的关键。（5）优质材料及先进的表面处理技术取得快速的发展 随着模具制造精度要求越来越高，模具材料的应用就显得非常重要。近十多年来一些模具的新钢种应运而生，如调质钢、粉末高速钢、硬质合金、陶瓷材料、复合材料等。现在经常采用的新型模具钢如：D2、P20、718、H11、H13基本上都是从国外引进的，主要来源于瑞典、日本、德国。国内的新型模具钢，由于稳定性差，所以一般企业都不愿意使用。目前一些精度要求高，制造难度大的大型、精密、复杂模具基本上都采用新型模具钢材。热处理及表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节，现在一般都采用真空热处理，表面处理主要是采用渗氮，渗硼，渗铬等工艺。少数地区还采用气相沉积CTiN TiC等及等离子喷涂技术。 目前铝合金在作塑料模具中应用也越来越广泛，由于铝合金材料轻，切削性能好，导热、导电率高，焊接性能优良，所以在国外已较为广泛采用，我国己开始使用预计今后将会得到更快的发展。 除了以上一些先进设计、制造技术还有很多如气体辅助注射技术精加工和复合加工、液压成型技术等就不一一陈述。4.3 我国模具产业发展现状以及趋势（1）基本情况：我国目前大约有25000多个模具生产厂点，职工约80万人，2008年生产模具总产值530多亿元，本年度进口模具18.13万美元，出口4.9万美元，进出口相抵我国目前是世界上最大的模具净进口国。根据统计资料显示“十五”期间前四年模具工业平均每年都以15以上增长速度发展，高于国民经济增长速度。在我国模具生产长期以来一直被当作工艺后方，直到1987年才作为产品列入机电产品目录。当时全国共有生产模具厂点约6千家，总产值约30亿。经过近20年发展，我国模具已有了长足的进步，不只是国内原有的国有模具企业有了很大发展，而且三资、民营和个体模具企业发展更为迅速，如广东和浙江省，原来模具生产规模不大，在国内未占重要地位，但目前主要依靠三资企业的广东省(全省有5千家以上模具生产企业)和主要依靠民营、乡镇、个体的浙江省(全省有4千家以上模具生产企业)，其模具年产值已分别占全国的四成和四分之一左右. 虽然我国模具工业“十五”期间发展迅速但仍不能满足我国制造发展需要，特别是中高档模具在精密、大型、复杂、长寿命模具方面仍是供不应求，由于在精度、寿命、制造周期及能力等方面，我国与国际水平和工业先进国家相比尚有较大的差距，因此每年尚需大量进口。（2）主要模具制造能力：围绕着我国国民经济重点发展的行业如：汽车、电子、仪器仪表，我们以制造IC产业需要的精度达2微米，使用寿命达到上亿次以上的硬质合金多工位级进模具及手机塑料壳模具；家电行业的大型的塑料模、34英寸大屏幕彩电和65英寸背投式电视塑料机壳模具；仪表系统的照相机小齿轮模具，汽车工业需要的部分覆盖件模具、汽车仪表盘、保险杠及发动机壳体铸造模具、汽车轮胎子午线活络模具；建材行业需要的塑料及铝合金的挤出模具等，都达到很高水平。（3）与先进水平的差距目前我国模具总量虽然已达到相当的规模可以说是一个模具制造大国，但由于模具制造水平还与先进工业化国家存在较大的差距，所以说不是一个模具制造强国，我们的制造水平比美、日、法、意落后许多也要比加拿大、英国、西班牙、韩国、新加坡等国落后，主要表现在制作模具理念上落后、还有企业管理落后、机制落后、模具企业使用装备落后。模具企业使用的很多都是世界上较低档的台湾数控加工机床，设备都是1020年前引进的，软件使用的型号也比较落后，生产的低档模具多，劳动生产率低(国外一般达到20万美元/人年，而国内一般只达到10万元人民币/人年)。 5 模具CAD软件的应用和开发现状模具CAD是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD在技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。5.1模具CAD的发展概况.特点以及优势（1）模具CAD/CAM发展概况模具CAD的发展状况符合通用CAD软件的发展进程。目前通用CAD软件的发展现状如下:CAD技术经历了二维平面图形设计，交互式图形设计、三维线框模型设计、三维实体造型设计、自由曲面造型设计、参数化设计、特征造型设计等发展过程。近年来又出现了许多先进技术，如变量化技术、虚拟产品建模技术等。随着互联网的普及，智能化(intelligent)、协同化(collaborative )、集成化(integrated)成为技术新的发展特点，使CAD技术得以更广泛的应用，发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD。（2）模具CAD的特点一个稳定的、可以满足实际生产设计需要的模具CAD/CAM系统应该具备下列特点:1）模具CAD/CAM系统必须具备描述物体几何形状的能力。模具设计中因为模具的工作部分(如拉深模、锻模和注射模的型腔)是根据产品零件的形状设计的。所以无论设计什么类型的模具，开始阶段必须提供产品零件的几何形状。否则，就无法输人关于产品零件的几何信息，设计程序便无法运行。另外，为了编制NC加工程序，计算刀具轨迹，也需要建立模具零件的几何模型。因此，几何造型是模具CAD中的一个重要问题。2）标准化是实现模具CAD的必要条件。模具设计一般不具有唯一性。为了便于实现模具CAD，减少数据的存储量，在建立模具CAD系统时首先要解决的问题便是标准化问题，包括设计准则的标准化、模具零件和模具结构的标准化。有了标准化的模具结构，在设计模具时可以选用典型的模具组合，调用标准模具零件，需要设计的只是少数工作零件。3）设计准则的处理是模具CAD中的一个重要问题。人工设计模具所依据的设计准则大部分是以数表和线图形式给出的。（3）模具CAD的优势计算机与设计人员交互作用，有利于发挥人机各自的特长，使模具设计和制造工艺更加合理化。系统采用的优化设计方法有助于某些工艺参数和模具结构的优化。 1）CAD可以节省时间，提高生产率。设计计算和图样绘制的自动化大大缩短了设计时间。CAD可显著缩短从设计到制造的周期。 2） CAD可以较大幅度地降低成本。计算机的高速运算和自动绘图大大节省了劳动力。优化设计带来了原材料的节省，例如，冲压件的毛坯优化排样可使材料利用率提高5%7%。采用CAD可加工传统方法难以加工的复杂模具型面，可减少模具的加工和调试工时，使制造成本降低。CAD的经济效益有些可以估算、有些则难以估算。由于采用CAD技术，生产准备时间缩短，产品更新换代加快，大大增强了产品的市场竞争能力。 3）CAD技术将技术人员从繁冗的计算、绘图和NC编程工作中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。（4）随着塑性成形过程计算机模拟技术的提高，模具CAD技术可以大大增加模具的可靠性，减少直至不需要试模修模过程，提高模具设计、制造的一次成功率。5.2 模具行业采用模具CAD/CAM技术的原因以及应用现状（1）模具行业采用模具CAD/CAM技术的原因传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品迅速更新换代和提高质量的要求。因此国内外企业纷纷采用模具CAD技术。模具行业采用模具CAD技术的主要理由是:1）利用几何造型技术获得的几何模型可供后续的设计分析和数控编程等方面使用。2）可以缩短新产品的试制周期，例如在汽车工业中，可缩短模具的设计制造周期。3）提高产品质量的需要，如汽车车身表面等形状，需要利用计算机准备数据和完成随后的制造工作。 4）模具制造厂和用户对CAD的需要增加。例如，利用磁盘进行数据传送，用户要求模具制造单位能够交换信息和处理这些数据。 5）模具加工设备的效率不断提高，需要计算机辅助处理数据，以提高设备利用率。 6）在企业中建立联系各个部门的信息处理系统。（2）模具CAD技术在模具行业的应用现状模具 CAD技术发展很快。应用范围日益扩大。在冲模、锻模、挤压模、注射模和压铸模等方面都有比较成功的CAD系统。采用CAD技术是模具技术、生产革新化的措施，是模具技术发展的一个显著特点。目前我国模具行业应用的模具CAD软件可以分为两大类:一是机械行业内通用的的CAD，如Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks 、Pro/Engneer等。二是专门针对模具行业开发的模具CAD系统，如:上海交大模具CAD国家工程中心开发的冷冲模CAD系统等4。(1) 国外模具CAD技术的应用现状工业发达国家较大的模具生产厂家在CAD上进行了较大的投资，正大力开发这一技术。目前，应用CAD技术较普遍的为美、日、德等国。例如，日本丰田汽车公司于1965 年将数控用于模具加工。20世纪80 年代初期开始采用覆盖件冲模CAD系统。该系统包括设计覆盖件的NTDFB和CADEIT软件和加工凸、凹模的TINCA软件。利用三坐标测量仪测量粘土模型，并将数据送人计算机。将所得图形经平滑处理后，再把这些数据用于覆盖件设计、冲模的设计与制造。该系统有较强的三维图形功能，可在屏幕上反复修改曲面形状，使工件在冲压成形时不致产生工艺缺陷，从而保证了模具和工件的质量。模具型面的模型保存在数据库中，TINCA软件可利用这些数据，进行模具型面的数控加工。(2) 国内模具CAD技术的应用现状经过近几十年的发展，在国内的模具生产中，CAD技术已经得到广泛的应用。模具行业已引进相当数量的国外CAD系统， 如: Unigraphics(UG)、SOLIDEDGE、AutoCAD、SolidWorks、Pro/Engineer等。并配置了运行速度快、性能高的计算机。但是对于国内一些大型模具企业，它们的CAD/CAM应用状况多停留在从国外购买先进的CAD系统和设备，但在其上进行的二次开发较少，资源利用率低;对于国内一些中小型模具企业，它们的CAD应用很少，有些仅停留在以计算机代替画板绘图。所以有必要改善国内模具企业的CAD应用状况，使它们真正做到快速、准确地对市场做出反应，并使制造的模具产品质量高、成本低，即达到敏捷制造的目的5。5.3 我国模具CAD软件的开发情况 （1）我国模具CAD软件自主开发和二次开发情况我国模具CAD/CAE的开发开始于20 世纪70年代末，发展也很迅速。在微机平台上开发CAD/CAM软件方面我国与国外起点差不多，都是使用Visual C+，OpenGL等工具进行软件开发，国内许多高校、软件公司和企业在此基础上开发出了先进的，有自己特色，符合中国用户习惯的CAD软件或模块，其中有一些成果已经得到了推广和使用。国内开发适合模具行业的CAD软件，主要采用两种途径在现有CAD平台上进行二次开发和开发拥有自主版权的CAD系统。 1）基于现有模具CAD平台二次开发成果华中科技大学1997推出了HSC2.0注射模CAD集成系统，HSC2.0系统以AUTOCAD 软件包为图形支撑平台，包括模具结构设计子系统，结构及工艺参数计算较核子系统，塑