筆記本電池蓋的注射模具設計-塑料注塑模含NX三維及26張CAD圖
筆記本電池蓋的注射模具設計-塑料注塑模含NX三維及26張CAD圖,筆記本電池,注射,模具設計,塑料,注塑,nx,三維,26,cad
一、 選題依據(jù)
1.論文(設計)題目
筆記本電池蓋注射模具設計
2.研究領域
工程設計
3.論文(設計)工作的理論意義和應用價值
現(xiàn)在塑料產品在我們的生活中應用越來越廣泛,因此模具設計工作者一直在努力提高其生產效率。本設計專門針對筆記本電池后蓋進行注塑模具設計,包括產品材料的選擇,產品的成型特點,注塑模具的設計等;在模具設計的過程中,關鍵的幾個問題是解決分型面的選擇、澆口位置確定、頂出系統(tǒng)的設計、斜頂?shù)脑O計、塑件澆注系統(tǒng)布局、冷卻系統(tǒng)的布局等問題;首先運用 Solidworks 軟件對塑件進行三維造型,對塑件進行型腔布局設計,然后實現(xiàn)分模,最后運用 CAD 完成其他系統(tǒng)的設計。在本設計中運用 Solidworks,CAD 等軟件輔助完成電池后蓋的注塑模具設計,有效的提高了注塑模具的生產效率。在設計的過程中本著降低生產成本、縮短生產周期和提高生產效率的宗旨,盡可能地設計出結構相對簡單、裝配比較方便的模具。
注塑模具,也被稱為注射模具,主要用于熱塑性塑料成型,注塑成型塑料產品占超過塑料模具的一大半比例。模具開發(fā)產品要適應現(xiàn)在“交貨期短”,“精度高”,
“質量好”,“價格低”等要求。注塑模具設計主要包括材料的選擇,市場調研,塑膠,塑料零件建模和流程分析及設計,注塑機,注塑模具及零部件,以及相關的計算和驗證,以及工程圖繪制參數(shù)的選擇。在模具設計 CAD / CAE 技術的應用,可以大大減少模具設計時間,使設計參數(shù)標準化[1]。
注射成型有三大工藝條件,即:溫度、壓力、時間。在成型過程中,尤其是精密制品的成型,要確立一組最佳的成型條件決非易事,因為影響成型條件的因素太多,有制品形狀、模具結構、注射裝備、原材料、電壓波動及環(huán)境溫度等。塑料模具的設計不但要采用 CAD 技術,而且還要采用計算機輔助工程(CAE)技術。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段,即開發(fā)/設計階段(包括產品設計、模具設計和模具制造)和生產階段(包括購買材料、試模和成型)。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產前,由于設計人員憑經驗與直覺設計模具,模具裝配完畢后,通常需要幾次試模,發(fā)現(xiàn)問題后,不僅需要重新設置工藝參數(shù),甚至還需要修改塑料制品和模具設計,這勢必增加生產成本,延長產品開發(fā)周期。目前國際市場上主要流行的,運用范圍最廣的注射模流動模擬分析軟件有澳大利亞的 MOLDFLOW、美國的
CFLOW、華中科技大學的 H-FLOW 等。其中 MOLDFLOW 軟件包括三個部分: MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS (產品優(yōu)化顧問,簡稱 MPA),MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT (注射成型模擬分析,簡稱 MPI),MOLDFLOW PLASTICS
XPERT (注射成型過程控制專家,簡稱 MPX)。采用 CAE 技術,可以完全代替試
模,CAE 技術提供了從制品設計到生產的完整解決方案,在模具制造加工之前, 在計算機上對整個注射成型過程進行模擬分析,準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況,以及制品中的應力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況,以便設計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題,及時修改制件和模具設計,而不是等到試模以后再返修模具[2]。這不僅是對傳統(tǒng)模具設計方法的一次突破,而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質量和降低成本等,都有著重大的技術經濟意義。
我國國內的模具市場的現(xiàn)狀并不樂觀,引起這種結果的原因是多方面的,大概可 以分為三方面的原因:沒有檔次比較高的產品、行業(yè)內缺乏具體的工藝標準、生產制造的利潤較低。
4.目前研究的概況和發(fā)展趨勢
4.1 國內現(xiàn)狀
我國的模具制造企業(yè)主要是以民營企業(yè)或者個體經營為主的,而這兩種企業(yè)的模式發(fā)展受多種條件的影響,比如,資金、空間、技術信息交流等,很難形成一定的大規(guī)模。甚至有相當一部分企業(yè)仍然是依靠傳統(tǒng)設備和手工進行加工生產,所以只可以生產一些中、低檔模具,由于信息問題,他們也很難接觸到一些先進的成型技術和國家最先進的成型設備。如此一來,便更使得中低檔的模具市場競爭變得更加的激烈。國內模具制造企業(yè)一般都能夠認識到自己在技術方面的落后,但是,自己都很難看到管理方面的落后。這些模具生產企業(yè)不但沒有工藝流程的具體的行業(yè)標準,而且,主要的生產模式依然是最傳統(tǒng)的師傅領導徒弟的模式。但是,國內以此種模式生產和生存時,國外的一部分先進的模具企業(yè)已經采用生產流程進行管理?,F(xiàn)代模具行業(yè)早就已經轉入了數(shù)字化的時代,由電腦設計圖紙,并且依靠電腦先輸入加工的數(shù)據(jù),然后制作模具。在此種國際形勢下,國內模具行業(yè)不但技術上跟不上時代的潮流,而且在管理方面也差一個步伐,行業(yè)內再沒有一個具體的流程標準的問題便更加阻礙了企業(yè)的發(fā)展步伐了。 模具生產可以通過信息化的管理來實現(xiàn)。模具企業(yè)的信息化,即是指將 ERP、INTERNET 等一些信息化技術應用到模具企業(yè)中,用 IT 的形式將模具企業(yè)業(yè)務全過程、技術溝通過程、模具企業(yè)內部的業(yè)務管理過程固定下來,以達到提高模具企業(yè)的經營管理水平和模具企業(yè)運轉的效率的目的[3]。綜合各方面的現(xiàn)狀,可將我國模具技術大致分類,具體有以下幾個方面走勢:
(1)模具 CAD/CAE/CAM 技術及其應用日趨成熟。
(2)大力發(fā)展快速成型技術。
(3)優(yōu)質模具材料會得到進一步的發(fā)展,同時一些更為先進的熱處理技術和表面處理技術得到應用。
(4)模具生產的標準化水平和一些標準件的使用率會得到很大的提高。
(5)模具行業(yè)會向復雜化、精密化和大型化方向的發(fā)展。
(6)模具成型新技術與新工藝會得到開發(fā),不斷涌現(xiàn)和推廣。
(7)將熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術推廣應用在塑料模具中。
(8)在模具加工的應用里逐步推廣高速銑削。
(9)模具的高速測量技術與逆向工程得到進一步的研究和應用。
我國的模具以塑料、五金模具為主。特別是廣東地區(qū)的模具行業(yè)里經營的主要是塑膠、五金模具,因此,廣州的模具行業(yè)首先在經營模式上占有很大的優(yōu)勢。雖然廣東的模具業(yè)里主要是一些中小型的企業(yè),但是它們的分布范圍相當?shù)膹V泛,并且,有許多模具制造業(yè)比較集中地區(qū),比如,廣州的番禺區(qū)、深圳的龍崗區(qū)、東莞、汕頭等地。 隨著大量的模具企業(yè)的快速增長,模具行業(yè)的整體水平也得到了相應的增長。與此同時,廣東的一些大型企業(yè)和快速發(fā)展起來的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),紛紛開始了對模具制造的投入,目的是使自己生產的產品的市場競爭能力得到大幅度的提高。與此同時,在我國沿海的 一些工業(yè)發(fā)達的地區(qū),也陸續(xù)的聚集了成千上萬的中外合資和外商獨資的模具企業(yè)[4]。
此外,近年來我國家電的發(fā)展突飛猛進,使得人們的生活環(huán)境變得更加高質量, 給人們提供了很大的便利。同時隨著人們生活質量的提高,大眾對電器類產品的各方面要求都在漸漸提高。為了適應這種變化,工作者就要不停的研發(fā)新的產品,以滿足大眾的需求,并且要加快速度研發(fā)以適應產品的更新?lián)Q代,而這更新?lián)Q代的速度一直在逐漸的加快,尤其是在廣東的一些地區(qū),這種需求更加要強烈。由于我國模具業(yè)的快速發(fā)展,使得像電池后蓋這類的薄壁產品的注塑模具不管是在國內還是在國外都得到了快速發(fā)展,且有發(fā)展前景非常可觀。在我國的南方地區(qū),超薄類零件的模具在當?shù)氐貐^(qū)的需求量很可觀,而且它的出口量也是非常大的。相信在不久的以后,隨著南方的其它各個產業(yè)鏈的支持不斷增加,超薄件的注塑模具的生產成本一定可以很大程度的得到降低,生產周期也可以不斷地有所減小,它的生產技術也會有個更為樂觀的發(fā)展前景[5]。
4.2 國外現(xiàn)狀
國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網絡化。追求的目標是提高產品質量及生產效率。國外發(fā)達國家模具標準化程度達到 70%~
80%,實現(xiàn)部分資源共享,大大縮短設計周期及制造周期,降低生產成本.最大限 度地提高模具制造業(yè)的應變能力 滿足用戶需求。模具企業(yè)在技術上實現(xiàn)了專業(yè)化, 在模具企業(yè)的生產管理方面,也有越來越多的采用以設計為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產方式,降低了對模具工人技術全面性的要求,強調專業(yè)化。
國外注塑成型技術在也向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此,模具向高精度復雜、多功能的方向發(fā)展。例如:組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動周轉箱一體注塑;多色注塑等;向高效率、高自動化和節(jié)約能源,降低成本的方向發(fā)展。例如:疊模的大量制造和應用,水路設計的復雜化、裝夾的自動化、取件全部自動化[6]。
在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用,歐美許多模具企業(yè)的生產技術水平在國際上是一流的。將高新技術應用于模具的設計與制造,已成為快速制造優(yōu)質模具的有力保證。
(1)CAD/CAE/CAM 的廣泛應用,顯示了用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性在歐美,CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應用的技術。在 CAD 的應用方面,已經超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段,目前 3D 設計已達到了 70%~
89%。PRO/E、UG、CIMATRON 等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成
2D 設計,同時可獲得 3D 模型,為 NC 編程和 CAD/CAM 的集成提供了保證。應用 3D 設計,還可以在設計時進行裝配干涉的檢查,保證設計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍應用,保證了模具零件的加工精度和質量。30~50 人的模具企業(yè), 一般擁有數(shù)控機床十多臺。經過數(shù)控機床加工的零件可直接進行裝配,使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE 技術在歐美已經逐漸成熟。在注射模設計中應用 CAE 分析軟件,模擬塑料的沖模過程,分析冷卻過程,預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設計中應用 CAE 軟件,模擬金屬變形過程,分析應力應變的分布,預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE 技術在模具設計中的作用越來越大,意大利 COMAU 公司應用 CAE 技術后,試模時間減少了 50%以上。
(2)為了縮短制模周期、提高市場競爭力,普遍采用高速切削加工技術高速切削是以高切削速度、高進給速度和高加工質量為主要特征的加工技術,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)在生產中廣泛應用數(shù)控高速銑,三軸聯(lián)動的比較多,也有一些是五軸聯(lián)動的,轉數(shù)一般在 1.5 萬~3 萬 r/min。采用高速銑削技術,可大大縮短制模時間。經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、拋光的時間。歐美模具企業(yè)十分重視技術進步和設備更新。設備折舊期限一般為 4~5 年。增加數(shù)控高速銑床,是模具企業(yè)設備投資的重點之一。
(3)快速成型技術與快速制模技術獲得普遍應用
由于市場競爭日益激烈,產品更新?lián)Q代不斷加快,快速成型和快速制模技術應運而生,并迅速獲得普遍應用。在歐洲模具展上,快速成型技術和快速制模技術占據(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備, 也有專門提供原型制造服務的機構和公司[7]。
在所考察的模具企業(yè)中,有不少是將快速成型技術和快速制模技術結合起來應用于模具制造,即利用快速原型技術制造產品零件的原型。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, 非常適合于產品的試制。
二、論文(設計)研究的內容
1.重點解決的問題
(1)模具工作零件的設計與工藝路線
(2)模具總體結構的確定
2.設計思路和主要內容
根據(jù)實物測量出電池蓋的尺寸,然后根據(jù)測出的尺寸利用三維造型軟件
Solidworks 繪制出零件的三維圖,然后運用 Imold 插件來完成 3D 分模,最后運用
AUTOCAD 完成模具的設計。
設計內容主要包括:塑件的設計、收縮率和分型面的確定、模架的選擇、澆道系統(tǒng)的設計、冷卻系統(tǒng)的選擇、內抽芯機構的設計、模具結構的設計、模具設計圖紙的繪制
3.本論文(設計)預期取得的成果
(1)結構設計一套
(2)圖紙一套
(3)畢業(yè)論文
(4)運動分析
(5)數(shù)據(jù)電子版光盤
(6)預申請專利
三、論文(設計)工作安排
1.擬采用的主要研究方法(技術路線或設計參數(shù))
根據(jù)實物測量出電池蓋的尺寸,然后根據(jù)測出的尺寸利用三維造型軟件
Solidworks 繪制出零件的三維圖,然后運用 Imold 插件來完成 3D 分模,最后運用
AUTOCAD 完成模具的設計。
2.論文(設計)進度計劃
第 1 周-準備、選題和資料收集階段
第 2 周-掌握一定的基礎知識
第 3 周-了解畢業(yè)設計內容
第 4 周-開題報告撰寫及準備開題答辯
第 5 周-完成分析工作
第 6 周-了解、熟悉塑料模具設計內容第 7 周-學習應用 Pro/E 造型模具
第 8 周-完成部分外文翻譯
第 9 周-撰寫設計說明書
第 10 周-中期檢查
第 11 周-模具的尺寸和計算
第 12 周-繪制模具總裝圖及其主要零件圖
第 13 周-對模具結構進行三維剖析
第 14 周-輸出模具開合結構圖第 15 周-制作 PPT 演講稿
第 16 周-準備答辯
四、需要閱讀的參考文獻
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附:文獻綜述或報告
指導教師評閱意見(對選題情況、研究內容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱)
審核
意 教研室主任意見
見
簽字: 年 月 日
簽字: 年 月 日
學院教學指導委員會意見
簽字: 年 月 日公章:
注射模具國內外發(fā)展趨勢對比綜述
李方朔
摘要:本文簡要闡述國內外在注射模具上的差距以及我國在注塑模具加工中以后的未來走向。關鍵詞:塑料模具,注塑模具
模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備,模具生產的最終產品的價值往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍,因此模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè),模具的生產技術水平的高低,已成為衡量一個國家產品制造業(yè)水平高低的重要標志。由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在,因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產企業(yè)在向著規(guī)?;同F(xiàn)代化發(fā)展的同時,專和精仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。 關鍵字:塑料模具、發(fā)展 、標準化、CAD/CAM 、差距 塑料模具是成型塑料制品的工藝裝備或工具。根據(jù)塑料成型工藝方法的不同, 通常將塑料模具分為注射模具、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具、熱成型模具等。合理的加工工藝、高效的設備、先進的模具是實現(xiàn)現(xiàn)代塑料制品生產必不可少的三大重要因素。尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料成型工藝要求、保證塑料制件質量、降低生產成本起著重要的作用。一副品質優(yōu)良的塑料模具可成型幾十萬次,甚至上百萬次。這與模具設計、選材、制造和使用維護有著很大關系。對塑料模具設計的要求是:能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能、力學性能等各方面均能滿足使用要求的優(yōu)質制件。在模具使用時,力求生產效率高、自動化程度高、操作簡便、壽命長; 在模具制造方面,要求結構合理、制造容易、成本低廉。
1.我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀
整體來看,中國塑料模具無論是在數(shù)量上,還是在質量、技術和能力等方面都有了很大進步,但與國民經濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時,一些低檔塑料模具卻供過于求,市場競爭激烈,還有一些技術含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 近年來,塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展,體現(xiàn)在模具產品向著大型、精密、復雜的方向發(fā)展,綜合技術含量不斷提高,模具制造周期不斷縮短。但與國外塑料模具的先進水平相比,依然存在一定差距。
1.1 模具材料和標準件
國內大多數(shù)冶金廠設備、工藝較落后,大多采用電爐冶煉,鋼的純度差,表面脫碳層深、碳化物級別高、疏松超標。鋼材的冶金質量低、成材率低,一般質量的模具鋼多,高質量的模具鋼材少。而國外模具鋼生產 80%以上采用真空精煉和電渣重熔生產, 鋼材純度、等向性高。我國列入國家標準中的塑料模具鋼僅為 3Cr2Mo 和 3Cr2MnNiMo。國外常用的塑料模具鋼已形成較完整的系列,如美國塑料模具鋼有 7 個鋼號,形成完整的 P 系列,日本日立金屬公司有 15 個鋼號:日本大同特殊鋼 13 個鋼號。 國外模具的標準化率可達 85%(如德國、日本) ,中小模具的局部結構標準化程度高(如日本的手機模具) 。德國的保險杠模具,模架是標準的,熱流道是標準的,和國內相比,周期快,成本降低 30%。國內模具企業(yè)大型模具的標準化程度約為 25%~30%。模具的標準化程度已成為制約國內模具制造周期的瓶頸之一。
1.2 模具的精度、壽命和模具制造周期
國外的汽車企業(yè)都在實施“2 mm”工程,在國內,單一零件還能夠做到,幾百個零件裝配到一起就沒有保證了。零件精度低造成修配量大,整模故障率高、穩(wěn)定性差。德國的模具制造周期在 2 周~20 天,備料 4~5 天,試模 2~3 天。日、韓的模具周期要求 2 周,原因是他們有專門的模具配件城,滑塊、頂桿、澆口套組件等均可以買到,
型腔件加工好裝上就行了。國內配件標準化做不到;零件加工精度做不到。
1.3 加工設備、模具制造工藝和測量技術
德國、日本模具企業(yè)的加工設備先進,基本都是數(shù)控、高速切削、單向走絲線切割或 4 軸~5 軸聯(lián)動的高速加工機床,能實現(xiàn)模具型面的鏡面加工。而國內模具企業(yè)的 4 軸~5 軸聯(lián)動的高速加工機床占的比例有限,高光模具的加工與國外相比差距較大。德國、日本汽車模具的制造工藝已標準化,制品精度高、制造周期短。精密模具零件的加工均采用在線測量,這方面國內至少差 15~20 年。
1.4 新工藝、新材料研究和創(chuàng)新能力
一個國家的創(chuàng)新、研發(fā)能力體現(xiàn)了國家的綜合基礎實力。國外企業(yè)對新產品開發(fā)很重視,模具廠經常會與材料廠商、產品廠共同開發(fā)新產品和模具;注射機廠會與材料廠商共同研發(fā)新機型;名牌塑料供應商會與名牌汽車公司聯(lián)合研制以塑代鋼的新塑料和新產品(如 BAYER 與寶馬合作開發(fā)全塑賽車、GE 與克萊斯勒共同開發(fā)全塑轎車) 。這種強強合作,使企業(yè)具有很強的研發(fā)能力。 塑料模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向 近年來,我國的模具工業(yè)雖然有了較大的發(fā)展,但是與工業(yè)發(fā)達的國家相比,在許多方面仍然有較大的差距。例如,精密加工設備較少,先進技術的普及率不高,大型、精密、復雜和長壽命模具的制造技術還不完善,這些都需要在今后的發(fā)展中逐步予以充實。
2 我國塑料模具的發(fā)展
2.1 在塑料模具設計和制造中應用 CAD/CAM/CAE 技術 當前,CAD/CAM 技術已發(fā)展成為一項比較成熟的技術,塑料制品及模具的 3D 設計與成型過程中 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。在今后的塑料模具研究方向中,CAD/CAM 軟件的智能化程度將得到進一步提高。
2.2 應用熱流道技術,發(fā)展氣體輔助成型。由于熱流道模具成型后的制品沒有殘留的凝料,所以,這種成型方法可以節(jié)省大量的塑料制品的原材料,而且利于實現(xiàn)自動化, 提高產品的生產率。氣體輔助注射成型可在保證產品質量的前提下,大幅度降低成本。在這種成型方法中,模具設計和控制的難度較大,在這方面的研究中,需要著力于氣體輔助成型流動分析軟件的研究。
2.3 發(fā)展快速成型制造技術,縮短模具的設計制造周期,降低生產成本。
2.4 應用優(yōu)質材料和先進的表面處理技術,提高模具壽命和質量,降低塑料產品的生產成本。
2.5 提高塑料模具標準化水平和標準件的使用率
在工業(yè)生產中采用標準化,可以較好地保證產品質量,縮短生產周期,降低生產成本。目前,工業(yè)發(fā)達國家模具標準化的商品化程度已達到 70%~80%,但是在我國還不足 30%,我國的模具生產的標準化程度方面與一些工業(yè)發(fā)達國家相比,仍有較大的差距。 目前,我國的塑料消費費量已居世界首位,但人均消費量僅為工業(yè)發(fā)達國家的1/7,工業(yè)中等發(fā)達國家的 1/4,預計要達到工業(yè)中等發(fā)達國家的水平還需 20 年。這無疑為我國塑料工藝和塑料模具產業(yè)提供了非常大的發(fā)展空間。因此實施標準化、專業(yè)化推動了我國塑料模具加工工業(yè)的發(fā)展,并將繼續(xù)為我國塑料模具生產企業(yè)提高技術水平、增強競爭實力、加快融入國際大市場的步伐提供必要的技術保障。通過對模具專業(yè)的學習,掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求,各種模具的結構特點及設計計算的方法,以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面, 根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。先進制造技術對注塑模具制造產生了重大的影響,反過來,注塑成型新技術的產生與發(fā)展也對制造技術不斷提出了新的要求。將信息技術與現(xiàn)代管理技術應用于制造全過程,未來注塑模制造將是以計算機輔助技術為
主導技術,以資訊流暢作為首要備件的有極強應變能力與競爭力的技術。
3.國外注塑模具的發(fā)展
高新技術在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用,歐美許多模具企業(yè)的生產技術水平在國際上是一流的。將高新技術應用于模具的設計與制造,已成為快速制造優(yōu)質模具的有力保證。
3.1 高新技術應用于模具的設計與制造
3.1.1 CAD/ CAE/CAM 的廣泛應用,顯示了用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美,CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應用的技術。在 CAD 的應用方面,已經超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段,目前 3D 設計已達到了 70%~89%。PRO/E、UG、
CIMATRON 等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成 2D 設計,同時可獲得 3D 模型,為 NC 編程和 CAD/CAM 的集成提供了保證。應用 3D 設計,還可以在設計時進行裝配干涉的檢查,保證設計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍應用,保證了模具零件的加工精度和質量。30~50 人的模具企業(yè),一般擁有數(shù)控機床十多臺。經過數(shù)控機床加工的零件可直接進行裝配,使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE 技術在歐美已經逐漸成熟。在注射模設計中應用 CAE 分析軟件,模擬塑料的沖模過程,分析冷卻過程,預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設計中應用 CAE 軟件,模擬金屬變形過程,分析應力應變的分布,預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE 技術在模具設計中的作用越來越大,意大利 COMAU 公司應用 CAE 技術后,試模時間減少了 50%以上。
3.1.2 為了縮短制模周期、提高市場競爭力,普遍采用高速切削加工技術 高速切削是以高切削速度、高進給速度和高加工質量為主要特征的加工技術,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)在生產中廣泛應用數(shù)控高速銑,三軸聯(lián)動的比較多,也有一些是五軸聯(lián)動的,轉數(shù)一般在 1.5 萬~3 萬
r/min。采用高速銑削技術,可大大縮短制模時間。經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、拋光的時間。歐美模具企業(yè)十分重視技術進步和設備更新。設備折舊期限一般為 4~5 年。增加數(shù)控高速銑床,是模具企業(yè)設備投資的重點之一。
3.1.3 快速成型技術與快速制模技術獲得普遍應用
于市場競爭日益激烈,產品更新?lián)Q代不斷加快,快速成型和快速制模技術應運而生,并迅速獲得普遍應用。在歐洲模具展上,快速成型技術和快速制模技術占據(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備,也有專門提供原型制造服務的機構和公司。在所考察的模具企業(yè)中,有不少是將快速成型技術和快速制模技術結合起來應用于模具制造,即利用快速原型技術制造產品零件的原型。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,非常適合于產品的試制。
3.2 歐美模具企業(yè)的管理經驗值得借鑒
3.2.1 人員精簡,“瘦”型管理
歐美模具企業(yè)大多數(shù)規(guī)模不大,員工人數(shù)超過百人的較少,所考察的模具企業(yè)人數(shù)一般都在 20~50 人。企業(yè)各類人員的配置十分精簡,一專多能,一人多職,企業(yè)內部看不到閑人。精益生產、“瘦”型管理的思想得到了較好的體現(xiàn)。
3.2.2 采用專業(yè)化,產品定位準
所考察的模具企業(yè),大多數(shù)都是圍繞汽車、電子等產業(yè)對各類模具的需求,確定自己的產品定位和市場定位。為了在市場競爭中求生存、求發(fā)展,每個模具廠家都有自己的優(yōu)勢技術和產品,并都采取專業(yè)化的生產方式。歐美大多數(shù)模具企業(yè)既有一批長期合作的模具用戶,在大型模具公司周圍又有一批模具生產協(xié)作廠家。這種互惠、互利、共贏、共存的合作伙伴關系,有的已持續(xù)了 30~40 年。
3.2.3 采用先進管理信息系統(tǒng),實現(xiàn)集成化管理
歐美的模具企業(yè),特別是規(guī)模較大的模具企業(yè),基本上實現(xiàn)了計算機管理。從生產計劃、工藝制定,到質檢、庫存、統(tǒng)計等,普遍使用了計算機,公司內各部門可通過計算機網絡共享信息。
3.2.4 工藝管理先進,標準化程度高
與國內模具廠大多采取以鉗工為主或鉗工包干的生產組織模式不同,歐美的模具生產廠家是靠先進的工藝設備和工藝路線確保零件精度和生產進度。每副模具均有詳細的設計圖,包括每個零件的詳細設計,并且都制定了詳細的加工工藝。我國模具要走向世界,必須深化改革、擴大出口。歐美模具企業(yè)的先進技術和先進管理,使其生產的大型、精密、復雜模具,對促進汽車、電子、通訊、家電等產業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用,也給模具企業(yè)帶來了良好的經濟效益。美國的模具企業(yè),人均年銷售額在 20 萬美元左右;意大利人均年銷售額也在 10 萬美元以上。與國內的模具企業(yè)相比, 即使扣除價格因素的影響,歐美模具企業(yè)的生產效率也比我們高許多倍。要縮小與先進工業(yè)國家的差距,必須加快技術進步,提高 CAD/CAE/CAM 的應用程度,增加數(shù)控加工設備的比重,用信息技術進一步提高模具的設計制造水平。同時,要學習和借鑒國外的先進管理經驗,進一步深化企業(yè)改革。目前,國內有些模具廠沖模、塑料模都做, 大型、中型、小型模具都做,這樣很難干好,必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時要增強參與國際競爭的意識,加強國際經濟技術合作與交流,在提高模具國產化程度的同時,進一步擴大出口,走向世界。
4 總結
我國模具行業(yè)具有廣闊的市場前景。只有那些能夠把握機遇、開拓進取和能夠生產高技術含量模具的企業(yè),才能在競爭激烈的市場中占有一席之地。目前人們已越來越認識到模具在制造中的重要地位,認識到模具高技術水平的欠缺。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展,加大了用于技術進步的投資力度,將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外,許多研究機構和大專院校也開展模具技術的研究和開發(fā)。相信中國模具行業(yè)在不遠的將來,一定會在國際高端市場占有舉足輕重的地位。
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