文献综述-我国国产模具设备发展前景

毕业设计论文文献综述院（系）名称工学院机械系专业名称材料成型及控制工程2012年03月10日我国国产模具设备发展前景摘要本文介绍了我国模具加工设备发展及以后发展的重点，以及以后有待发展的方向。为今后的毕业设计做准备。关键词模具，材料，加工设备，精度，发展前景前言我国的模具工业发展，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，6080的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。以数控机床为例来说，2005年我国数控机床产量已突破6万台，数量和产品水平都已有了长足的进步，但其国内市场占有率却不到30有资料说2004年是269，在模具行业，恐怕是20都到不了。主要原因为自主创新能力薄弱，不重视模具行业中的设备市场,体制、机制和管理等跟不上等三个方面。三方面原因一是国内市场对数控机床有强劲的需求，尤其是中低档产品量大面广又易于生产，大多数机床厂都任务饱满，这就使许多有关企业不再去追求高、精、尖、难的品种和中高档产品了；二是绝大部分机床企业自主创新能力薄弱，核心技术和关键技术掌握得少，即使有心要去开发中高档产品，却是心有余而力不足；三是模具行业虽然有较为庞大的设备市场，但由于模具加工的特殊性，特别是个性化要求比较突出，模具企业又大都是中小企业，对数控设备的订货难以形成较大批量，因此要满足模具行业需求，确实有较大难度，必须花大力气，而且还会有一些风险，还要有水平才行。鉴于这三方面原因，所以国内机床生产企业对模具行业设备市场至今仍不重视或无暇去顾及，只好听任进口设备去唱主角。现在模具行业设备市场中，中高档产品基本上已被日本和欧美国家所占领，中低档产品主要从我国台湾进口。1模具行业对设备的基本要求与其他机械加工相比，模具加工有其一定的特殊性，这些特殊性主要是1大多数模具需要在实芯金属模块上加工出形状复杂的空间曲面，随着模具不断向大型化发展，模块重量也将越来越大，现在有的已达几十吨；2大多数模具外形为长方体或正方体，很少有窄长形的，主要加工量集中在凹模和凸模上；3随着模具制品要求越来越精密、复杂，对模具加工精度的要求也越来越高，现在许多模具的加工精度已达12M，不久将很快发展为小于1M；4随着用户对模具生产周期的要求越来越短，模具加工就要满足高效、快速，且有一定柔性和长时间满负荷不停顿运行等要求。根据上述4条特殊性，就对模具加工设备提出了如下一些基本要求1机床要有好的刚性和与模块重量相适应的大承载能力；2工作台面尺寸要与模具外形尺寸相适应，宜于长方形或正方形及圆形，不宜窄长，而高度方向及其行程却要求有较大空间；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，以保持连续长久满负荷运行；5为适应复杂的空间曲面加工，且有大量的加工量，因此要求机床能多轴联动，且配有大信息容量的数控系统。2我国塑料模具工业的发展现状我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、65KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可达002MM005MM，表面粗糙度RA02M，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，一些厂家还使用了CMOLD气辅软件，取得较好的效果。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10，与国外的5080相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国PARAMETRICTECHNOLOGY公司的PRO/EMGINEER、美国CV公司的CADS5、英国DELTACAM公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的CIMATRON、美国ACTECH公司的CMOLD及澳大利亚MOLDFLOW公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC50系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如P20，3GR2MO、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30以下，和国外先进工业国家已达到7080相比，仍有差距。3冲压模工业发展的现状我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达到1亿次以上，精度达到35UM，有50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次相比,处于80年代中期国际先进水平。我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口075亿美元，约合62亿元。根据我国海关统计资料，2004年我国共进口冲压模具561亿美元，约合466亿元。从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为2666亿元。其中国内市场总需求为2604亿元，总供应约为2138亿元，市场满足率为82。在上述供求总体情况中，有几个具体情况必须说明一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具，因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率，这些模具的发展已滞后于冲压件生产，而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率；二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多，具有一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好，2005年冲压模具出口达到146亿美元，比2004年增长947就可说明这一点；三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。4国产模具设备竞争力分析目前，国内机床行业所生产的国产设备，除了少数高档设备国内缺乏自主创新能力，一时还难以满足之外，大部分是国内技术和能力能够满足，却因为机床行业未重视模具行业这一块市场和对模具加工一些特殊要求缺乏认真分析研究所致。其主要表现是1产品未针对模具行业特殊要求进行开发，主体结构不能很好适应模具加工，包括工作台尺寸及承重、机床的刚性及稳定性、长时间满负荷运转的可靠性、高速高效高精度及大余量空间曲面加工等；2设备上的许多零部件、配套件质量不过关，尤其是某些电子元器件、某些机械零部件和数控系统等；3由于企业体制、机制和管理上的原因，包括装配质量和综合服务水平不高在内，特别是售后服务跟不上，致使模具企业轻易不敢选用国产设备。就模具行业设备市场这一块，与进口设备相比，国产设备在性能、可靠性、精度、质量、交货期和综合服务能力等方面都缺乏竞争力。罗百辉分析认为主要原因为自主创新能力薄弱，不重视模具行业中的设备市场，体制、机制和管理等跟不上等三个方面。以数控机床为例来说，2005年我国数控机床产量已突破6万台，数量和产品水平都已有了长足的进步，但其国内市场占有率却不到30有资料说2004年是269，在模具行业，恐怕是20都到不了。为什麽会这样罗百辉认为大致有三方面原因一是国内市场对数控机床有强劲的需求，尤其是中低档产品量大面广又易于生产，大多数机床厂都任务饱满，这就使许多有关企业不再去追求高、精、尖、难的品种和中高档产品了；二是绝大部分机床企业自主创新能力薄弱，核心技术和关键技术掌握得少，即使有心要去开发中高档产品，却是心有余而力不足；三是模具行业虽然有较为庞大的设备市场，但由于模具加工的特殊性，特别是个性化要求比较突出，模具企业又大都是中小企业，对数控设备的订货难以形成较大批量，因此要满足模具行业需求，确实有较大难度，必须花大力气，而且还会有一些风险，还要有水平才行。鉴于这三方面原因，所以国内机床生产企业对模具行业设备市场至今仍不重视或无暇去顾及，只好听任进口设备去唱主角。现在模具行业设备市场中，中高档产品基本上已被日本和欧美国家所占领，中低档产品主要从我国台湾进口。现在韩国设备已开始呈现不断扩大其市场占有率的趋势，而多数国内机床企业仍对此无动于衷，还在局外游移。5国产模具设备行业发展建议鉴于国内机床行业尚不重视模具行业中的设备市场，国产设备在这一市场中的很低的占有率，罗百辉指出，机床行业应该密切关注模具行业的发展，重视模具行业中的设备市场，即使是在目前任务饱满的情况下，也应从长远发展出发，从战略高度去认识，并对这一市场进行充分研究与正确定位。在金切设备方面，特别是在中低档数控设备方面，国内企业也一样是大有可为的。近年来，光是浙江的模具行业，每年都从台湾或国内台资企业购进2000多台中低档设备，我国一些机床企业，是完全有能力进入这一市场的。先从中低档产品开始，再逐渐向高端发展，这可能是一条比较切合实际的路子。当然，随着模具工业总体水平的不断提高，所需设备的档次理所当然的也在不断提高。例如浙江有些模具企业已开始淘汰台湾设备而把采购目光逐渐转向日本和欧美了。然而日本和欧美设备的价格毕竟还是昂贵了一些。这也正是国内机床企业的一个良好机遇。希望国内机床行业能把握好这个良好机遇，在我国模具行业十一五的发展中，为其插上翅膀，真正起到利其器而助发展之积极作用。针对国产模具加工设备行业创新开发能力不足、市场占有份额偏低，罗百辉建议骨干重点企业，应一方面努力提高现有产品的质量和尽快改善服务，另一方面应针对模具行业所需去开发一些新产品，并大力进行宣传，以逐渐形成好的品牌和树立起良好的形象来。特别是生产金切机床的骨干企业，更应重视这一问题，因为生产电加工设备的企业在这一点上相对要好得多，有关企业已经在模具行业中树立起了一些较好的品牌和建立起了良好信誉和形象。参考文献1李斌数控加工技术M北京高等教育出版社,20012赵万生特种加工M北京机械工业出版社，20053林亨,邓修全先进制造系统和管理系统M北京高等教育出版社,20014王俊彪材料的先进成型技术M北京高等教育出版