洗衣機波輪注塑模具設(shè)計與制造【含CAD圖紙+文檔】

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XX大學 畢業(yè)設(shè)計(論文) 文獻綜述 院（系）名稱 工學院機械系 專業(yè)名稱 材料成型及控制工程 學生姓名 指導教師 20xx年 03 月 10 日 我國國產(chǎn)模具設(shè)備發(fā)展前景 摘要：本文介紹了我國模具加工設(shè)備發(fā)展及以后發(fā)展的重點，以及以后有待發(fā)展的方向。為今后的畢業(yè)設(shè)計做準備。 關(guān)鍵詞：模具，材料，加工設(shè)備，精度，發(fā)展前景 前言 我國的模具工業(yè)發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識。在電子、汽車、電機、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)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。以數(shù)控機床為例來說，2005年我國數(shù)控機床產(chǎn)量已突破6萬臺，數(shù)量和產(chǎn)品水平都已有了長足的進步，但其國內(nèi)市場占有率卻不到30%(有資料說2004年是26.9%)，在模具行業(yè)，恐怕是20%都到不了。主要原因為自主創(chuàng)新能力薄弱，不重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場,體制、機制和管理等跟不上等三個方面。三方面原因：一是國內(nèi)市場對數(shù)控機床有強勁的需求，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，但由于模具加工的特殊性，特別是個性化要求比較突出，模具企業(yè)又大都是中小企業(yè)，對數(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，確實有較大難度，必須花大力氣，而且還會有一些風險，還要有水平才行。鑒于這三方面原因，所以國內(nèi)機床生產(chǎn)企業(yè)對模具行業(yè)設(shè)備市場至今仍不重視或無暇去顧及，只好聽任進口設(shè)備去唱主角?，F(xiàn)在模具行業(yè)設(shè)備市場中，中高檔產(chǎn)品基本上已被日本和歐美國家所占領(lǐng)，中低檔產(chǎn)品主要從我國臺灣進口。 1 模具行業(yè)對設(shè)備的基本要求 與其他機械加工相比，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)模具需要在實芯金屬模塊上加工出形狀復雜的空間曲面，隨著模具不斷向大型化發(fā)展，模塊重量也將越來越大，現(xiàn)在有的已達幾十噸；2.大多數(shù)模具外形為長方體或正方體，很少有窄長形的，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越精密、復雜，對模具加工精度的要求也越來越高，現(xiàn)在許多模具的加工精度已達±1~2μm，不久將很快發(fā)展為小于±1μm；4.隨著用戶對模具生產(chǎn)周期的要求越來越短，模具加工就要滿足高效、快速，且有一定柔性和長時間滿負荷不停頓運行等要求。根據(jù)上述4條特殊性，就對模具加工設(shè)備提出了如下一些基本要求：1.機床要有好的剛性和與模塊重量相適應(yīng)的大承載能力；2.工作臺面尺寸要與模具外形尺寸相適應(yīng)，宜于長方形或正方形及圓形，不宜窄長，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)長久滿負荷運行；5.為適應(yīng)復雜的空間曲面加工，且有大量的加工量，因此要求機床能多軸聯(lián)動，且配有大信息容量的數(shù)控系統(tǒng)。 2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，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大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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10～30萬次，淬火鋼模達50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國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)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。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。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達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不到10%，與國外的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)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國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，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(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發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格低等特點，為進一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 近年來，國內(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。塑料模具標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%～80%相比，仍有差距。 3 沖壓模工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀 我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級進模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足100萬次，模具最高壽命達到1億次以上，精度達到3～5um，有50個以上的級進工位，與國際上最高模具壽命6億次，平均模具壽命5000萬次相比,處于80年代中期國際先進水平。我國沖壓模具無論在數(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，但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。 現(xiàn)將2004年我國沖壓模具市場情況簡介如下： 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料，2004年我國沖壓模具總產(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)我國海關(guān)統(tǒng)計資料，2004年我國共進口沖壓模具5.61億美元，約合46.6億元。從上述數(shù)字可以得出2004年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為266.6億元。其中國內(nèi)市場總需求為260.4億元，總供應(yīng)約為213.8億元，市場滿足率為82%。在上述供求總體情況中，有幾個具體情況必須說明：一是進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滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率；二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多，具有一定的競爭力，因此其在國際市場的前景看好，2005年沖壓模具出口達到1.46億美元，比2004年增長94.7%就可說明這一點；三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數(shù)字之中。 4 國產(chǎn)模具設(shè)備競爭力分析 目前，國內(nèi)機床行業(yè)所生產(chǎn)的國產(chǎn)設(shè)備，除了少數(shù)高檔設(shè)備國內(nèi)缺乏自主創(chuàng)新能力，一時還難以滿足之外，大部分是國內(nèi)技術(shù)和能力能夠滿足，卻因為機床行業(yè)未重視模具行業(yè)這一塊市場和對模具加工一些特殊要求缺乏認真分析研究所致。其主要表現(xiàn)是：1.產(chǎn)品未針對模具行業(yè)特殊要求進行開發(fā)，主體結(jié)構(gòu)不能很好適應(yīng)模具加工，包括工作臺尺寸及承重、機床的剛性及穩(wěn)定性、長時間滿負荷運轉(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)量不過關(guān)，尤其是某些電子元器件、某些機械零部件和數(shù)控系統(tǒng)等；3.由于企業(yè)體制、機制和管理上的原因，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)輕易不敢選用國產(chǎn)設(shè)備。就模具行業(yè)設(shè)備市場這一塊，與進口設(shè)備相比，國產(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爭力。羅百輝分析認為主要原因為自主創(chuàng)新能力薄弱，不重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場，體制、機制和管理等跟不上等三個方面。 以數(shù)控機床為例來說，2005年我國數(shù)控機床產(chǎn)量已突破6萬臺，數(shù)量和產(chǎn)品水平都已有了長足的進步，但其國內(nèi)市場占有率卻不到30%(有資料說2004年是26.9%)，在模具行業(yè)，恐怕是20%都到不了。為什麼會這樣？羅百輝認為大致有三方面原因：一是國內(nèi)市場對數(shù)控機床有強勁的需求，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，但由于模具加工的特殊性，特別是個性化要求比較突出，模具企業(yè)又大都是中小企業(yè)，對數(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，確實有較大難度，必須花大力氣，而且還會有一些風險，還要有水平才行。鑒于這三方面原因，所以國內(nèi)機床生產(chǎn)企業(yè)對模具行業(yè)設(shè)備市場至今仍不重視或無暇去顧及，只好聽任進口設(shè)備去唱主角?，F(xiàn)在模具行業(yè)設(shè)備市場中，中高檔產(chǎn)品基本上已被日本和歐美國家所占領(lǐng)，中低檔產(chǎn)品主要從我國臺灣進口。現(xiàn)在韓國設(shè)備已開始呈現(xiàn)不斷擴大其市場占有率的趨勢，而多數(shù)國內(nèi)機床企業(yè)仍對此無動于衷，還在局外游移。 5 國產(chǎn)模具設(shè)備行業(yè)發(fā)展建議 鑒于國內(nèi)機床行業(yè)尚不重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場，國產(chǎn)設(shè)備在這一市場中的很低的占有率，羅百輝指出，機床行業(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，即使是在目前任務(wù)飽滿的情況下，也應(yīng)從長遠發(fā)展出發(fā)，從戰(zhàn)略高度去認識，并對這一市場進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，國內(nèi)企業(yè)也一樣是大有可為的。近年來，光是浙江的模具行業(yè)，每年都從臺灣或國內(nèi)臺資企業(yè)購進2000多臺中低檔設(shè)備，我國一些機床企業(yè)，是完全有能力進入這一市場的。先從中低檔產(chǎn)品開始，再逐漸向高端發(fā)展，這可能是一條比較切合實際的路子。當然，隨著模具工業(yè)總體水平的不斷提高，所需設(shè)備的檔次理所當然的也在不斷提高。例如浙江有些模具企業(yè)已開始淘汰臺灣設(shè)備而把采購目光逐漸轉(zhuǎn)向日本和歐美了。然而日本和歐美設(shè)備的價格畢竟還是昂貴了一些。這也正是國內(nèi)機床企業(yè)的一個良好機遇。希望國內(nèi)機床行業(yè)能把握好這個良好機遇，在我國模具行業(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。針對國產(chǎn)模具加工設(shè)備行業(yè)創(chuàng)新開發(fā)能力不足、市場占有份額偏低，羅百輝建議骨干重點企業(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)針對模具行業(yè)所需去開發(fā)一些新產(chǎn)品，并大力進行宣傳，以逐漸形成好的品牌和樹立起良好的形象來。特別是生產(chǎn)金切機床的骨干企業(yè)，更應(yīng)重視這一問題，因為生產(chǎn)電加工設(shè)備的企業(yè)在這一點上相對要好得多，有關(guān)企業(yè)已經(jīng)在模具行業(yè)中樹立起了一些較好的品牌和建立起了良好信譽和形象。 參考文獻 [1] 李 斌. 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