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机械设计专业毕业设计(模具设计)

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1.1 模具工业在国民经济中的地位

模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液 态) 的流动, 使之形成所需要的形体。 用模具制造零件以其效率高, 产品质量好, 材料消耗低,生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术 水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志, 它在很大程度上决定 着产品的质量,效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业,正日益 受到人们的关注。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的 决定》中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分, 又是高新技术产业化的重要领 域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织,航空,航天等工业领域里,日益成 为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中 60%~90%的产品的零 件,组件和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具 市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场 占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一,汽车工 业重点是发展零部件,经济型轿车和重型汽车,汽车模具作为发展重点,已在汽 车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加,2005 年将达到 170 种。 一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元。为了适应市场的需求,汽车将 不断换型,汽车换型时约有 80%的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第 一,据统计,中国摩托车共有 14 种排量 80 多个车型,1000 多个型号。单辆摩 托车约有零件 2000 种,共计 5000 多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号 的摩托车生产需 1000 副模具, 总价值为 1000 多万元。 其他行业, 如电子及通讯, 家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。 目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士 等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动成本低,只 要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸 渠道,模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对 于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。
      1.2 各种模具的分类和占有量

模具主要类型有:冲模,锻摸,塑料模,压铸模,粉末冶金模,玻璃模,橡 胶模,陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模,因为他们一 般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。 (1)冲模:冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占 模具总数的 50%以上。按工艺性质的不同,冲模可分为落料模,冲孔模,切口 模,切边模,弯曲模,卷边模,拉深模,校平模,翻孔模,翻边模,缩口模,压 印模,胀形模。按组合工序不同,冲模分为单工序模,复合模,连续模。 (2)锻模:锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。 按锻压设备不同,锻模分为锤用锻模,螺旋压力机锻模,热模锻压力锻模,平锻 机用锻模,水压机用锻模,高速锤用锻模,摆动碾压机用锻模,辊锻机用锻模, 楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同,锻模可分为预锻模具,挤压模具,精锻模 具,等温模具,超塑性模具等。 (3)塑料模:塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的 35%, 而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模,挤塑模,注射模,此外还有挤 出成型模,泡沫塑料的发泡成型模,低发泡注射成型模,吹塑模等。 (4)压铸模:压铸模是压力铸造工艺装备,压力铸造是使液态金属在高温 和高速下充填铸型,在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具 总数的 6%。 (5)粉末冶金模:粉末冶金模用于粉末成型,按成型工艺分类粉末冶金模 有:压模,精整模,复压模,热压模,粉浆浇注模,松装烧结模等。 模具所涉及的工艺繁多,包括机械设计制造,塑料,橡胶加工,金属材料,铸造(凝固理论) ,塑性加工,玻璃等诸多学科和行业,是一个多学科的综合, 其复杂程度显而易见。

1.3 我国模具工业的现状

自 20 世纪 80 年代以来,我国的经济逐渐起飞,也为模具产业的发展提供了 巨大的动力。20 世纪 90 年代以后,大陆的工业发展十分迅速,模具工业的总产 值在 1990 年仅 60 亿元人民币,1994 年增长到 130 亿元人民币,1999 年已达到 245 亿元人民币,2000 年增至 260~270 亿元人民币。今后预计每年仍会以 10℅~15℅的速度快速增长。 目前,我国 17000 多个模具生产厂点,从业人数五十多万。除了国有的专业

3模具厂外,其他所有制形式的模具厂家,包括集体企业,合资企业,独资企业和 私营企业等,都得到了快速发展。其中,集体和私营的模具企业在广东和浙江等 省发展得最为迅速。例如,浙江宁波和黄岩地区,从事模具制造的集体企业和私 营企业多达数千家,成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之 一。在广东,一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,为了提高其产品的市场竞 争能力,纷纷加入了对模具制造的投入。例如,科龙,美的,康佳和威力等知名 集团都建立了自己的模具制造中心。 中外合资和外商独资的模具企业则多集中于 沿海工业发达地区,现已有几千家。 在模具工业的总产值中,企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的 约占三分之一。其中,冲压模具约占 50℅(中国台湾:40℅) ,塑料模具约占 33℅ (中国台湾:48℅) ,压铸模具约占 6℅(中国台湾:5℅) ,其他各类模具约占 11 (中国台湾:7℅) 。 中 国 台 湾 模 具 产 业 的 成 长 , 分 为 萌 芽 期 ( 1961——1981 ) 成 长 期 , ,成熟期(1991——2001)三个阶段。 (1981——1991) 萌芽期,工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织,电子,电气,电 机和机械业等产品外销表现畅旺,连带使得模具制造,维修业者和周边厂商(如 热处理产业等)逐年增加。在此阶段的模具包括:一般民生用品模具,铸造用模 具,锻造用模具,木模,玻璃,陶瓷用模具,以及橡胶模具等。 1981 年——1991 年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴 于模具产业对工业发展的重要性日益彰显,自 1982 年起,台湾地区就将模具产 业纳入“策略性工业适用范围”,大力推动模具工业的发展,以配合相关工业产品 的外销策略,全力发展整体经济。随着民生工业,机械五金业,汽机车及家电业 发展,冲压模具与塑料模具,逐渐形成台湾模具工业两大主流。从 1985 年起, 模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等 CAD/CAM

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