【正文】 前主要集中在華南和華東，大約占了全國(guó)模具制造業(yè)產(chǎn)值和銷(xiāo)售額的三分之二，每年平均增長(zhǎng)在 20%左右。華南模具生產(chǎn)企業(yè)主要集中在廣東省。廣東全省模具生產(chǎn)企業(yè)總數(shù)目前已有 6000 家以上，產(chǎn)值已超過(guò) 150 億元人民幣。華東模具生產(chǎn)企業(yè)主要集中在浙江、江蘇、 上海，其模具產(chǎn)值也超過(guò) 150 億元人民幣，其中浙江省的寧波市和臺(tái)州市最為集中。山東省、安徽省和四川省的模具工業(yè)也發(fā)展很快 ,在全國(guó)占有重要地位。 我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，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、 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車(chē)保險(xiǎn)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(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺(tái)北極星 模具有限公司制造的多腔 VCD 和 DVD 齒輪模具 ，所生產(chǎn)的這類(lèi)齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門(mén)窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá) ～ ，表面粗糙度 ，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá) 10～ 30 萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá) 50～ 1000 萬(wàn)次，交貨中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距，具體數(shù)據(jù)見(jiàn)表一。 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(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～ 34 英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了 CMOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開(kāi)始推廣，有的廠采用率達(dá) 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(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)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(dá)不到 10%，與國(guó)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(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 CAD/CAM系統(tǒng)，如美國(guó) EDS的 UGⅡ 、美國(guó) Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、美國(guó) CV 公司的 CADS英國(guó) Deltacam 公司的 DOCT日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美國(guó) ACTech 公司的 CMold 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(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對(duì)成型過(guò)程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)自主開(kāi)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(kāi)發(fā)的 CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開(kāi)發(fā)的注塑模 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造 了良好條件。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如： P 3Cr2Mo、 PMS、SMⅠ 、 SMⅡ 等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來(lái)越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在 30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到 70%80%相比，仍有很大差距。 1． 2 中國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn) 模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。例如，在電子產(chǎn)品生產(chǎn)中，制造集成電路的引線框架的精密級(jí)進(jìn) 沖模和精密的集成電路塑封模；計(jì)算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器件的制造中的精密塑料模具和精密沖壓模具等等，都是產(chǎn)品生產(chǎn)不可或缺的工具裝備。精密模具已使模具行業(yè)成為一個(gè)與高新技術(shù)產(chǎn)品互第一章 緒論 5 為依托的產(chǎn)業(yè)。 現(xiàn)代模具工業(yè)又是技術(shù)密集型和資金密集型、高投入的裝備型產(chǎn)業(yè)，是加工裝備產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分。機(jī)械、汽車(chē)、電子通訊、家電、石化、建筑等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)，為其提供生產(chǎn)保證。從支柱產(chǎn)業(yè)對(duì)模具的需求當(dāng)中，也可以看到模具工業(yè)地位的重要性。由于模具產(chǎn)品的高技術(shù)特性，模具企業(yè)只有采用精密裝備才能保 證其工藝要求。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)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。中國(guó)消費(fèi)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的加快升級(jí)，必將對(duì)先進(jìn)模具制造技術(shù)和先進(jìn)生產(chǎn)裝備提出更高的要求。模具企業(yè)新增投資中加工設(shè)備的投入要占 80%。據(jù)估計(jì)，全國(guó)約有 40 億元以上的模具設(shè)備市場(chǎng)，而且每年還以 20%左右的增長(zhǎng)速度在發(fā)展。本次參展的青島海爾模具有限公司、銅陵三佳模具股份有限公司、無(wú)錫市國(guó)盛精密模具制造有限公司等企業(yè)通過(guò)技術(shù)裝備升級(jí)已成為產(chǎn)品生產(chǎn)提供模具的佼佼者。銅陵三佳更是開(kāi)了模具企業(yè)股票上市的先 河，令人振奮。 模具行業(yè)還是增值率高、增值稅負(fù)較重的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)。據(jù)國(guó)家稅務(wù)總局對(duì) 1萬(wàn)多家工業(yè)企業(yè)流轉(zhuǎn)稅平均負(fù)擔(dān)率的統(tǒng)計(jì)，模具行業(yè)比其他行業(yè)高出 個(gè)百分點(diǎn)，這與現(xiàn)代模具產(chǎn)業(yè)高投入的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)不協(xié)調(diào)，制約了模具工業(yè)的發(fā)展。 鑒于模具工業(yè)的特點(diǎn)和重要性，國(guó)家對(duì)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展極為重視，并采取了多種措施給予大力扶持。如自 1997 年以來(lái)，相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》；從 1997 年到 2021 年，對(duì)全國(guó)部分重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策； 1999 年又把有關(guān)模具技術(shù)和產(chǎn)品列入國(guó)家計(jì)委和科學(xué)技術(shù)部發(fā)布的《當(dāng)前國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域指南 (目錄 )》。這都充分體現(xiàn)了國(guó)務(wù)院和國(guó)家有關(guān)部門(mén)對(duì)發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。 1． 3 模具工業(yè)及塑料模技術(shù)今后在我國(guó)的發(fā)展方向 模具方面，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加注意其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊地跟著市場(chǎng)的需求來(lái)發(fā)展。沒(méi)有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒(méi)有模具 行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，也就沒(méi)有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車(chē)生產(chǎn)中 90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和長(zhǎng)三角，為汽車(chē)行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長(zhǎng)達(dá) 40%左右。而模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 其次，要積極推進(jìn)中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，努力縮小發(fā)達(dá)地區(qū)和不發(fā)達(dá)地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識(shí)到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河北等模具生產(chǎn)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模、技術(shù)水平都有了很大的發(fā)展，河北興林車(chē)身制造集 團(tuán)有限公司作為河北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動(dòng)了一片模具企業(yè)的開(kāi)拓 。四川宜賓普什模具有限公司憑借強(qiáng)有力的資金投入，將在未來(lái)寫(xiě)下新的篇章。 第三 .要積極推進(jìn)模具企業(yè)特別是國(guó)有企業(yè)的體制創(chuàng)新，轉(zhuǎn)換經(jīng)營(yíng)機(jī)制，大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟(jì)，明晰產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動(dòng)力。要積極推進(jìn)中、西部工業(yè)基礎(chǔ)較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離，使其模具車(chē)間、分廠在不太長(zhǎng)的時(shí)間里，采用多種有效實(shí)現(xiàn)形式，轉(zhuǎn)換機(jī)制，大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨(dú)立自主經(jīng)營(yíng)，適應(yīng)市場(chǎng)運(yùn)作和模具生產(chǎn)快速反應(yīng)的現(xiàn)代專(zhuān)業(yè)模具企業(yè)，培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的 “龍頭”企業(yè)，帶動(dòng)地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。 第四 .用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的制造技術(shù)水平，是推動(dòng)模具工業(yè)技術(shù)進(jìn)步的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 CAD／ CAE／ CAM 技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革。再有，模具的開(kāi)發(fā)和制造水平的提高，還有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備，如五軸加工機(jī)床、高速銑等。超精加工手段也大量用于模具加工，當(dāng)前，模具加工技術(shù)的重點(diǎn)方向是無(wú)圖化生產(chǎn)、單件高精度并行加工、少人化或無(wú)人化加工和貫徹只裝不配少修的原則等。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制 造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用也已普遍。 在塑料模工業(yè)發(fā)展上，我國(guó)今后將扶植以下的發(fā)展方向： 提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。 在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)。 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)初見(jiàn)端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM 系統(tǒng)無(wú)法滿足實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程分工協(xié)作要求的問(wèn)題； CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的 3D 分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元第一章 緒論 7 器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射成型可在保 證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車(chē)和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。 開(kāi)發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó) 外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆 向工程的必要前提。 1． 4 Pro/engineer 2021 簡(jiǎn)介 Pro/ENGINEER 是當(dāng)今 3D CAD/CAM 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)軟件，廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車(chē)、航天、家電、玩具等行業(yè)。 Pro/ENGINEER 集合了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組合、模具開(kāi)發(fā)、 NC 加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、逆向工程、自動(dòng)測(cè)量、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等功能于一體。 Pro/ENGINEER 是一個(gè)參數(shù)式設(shè)計(jì)的 CAD/CAM 系統(tǒng)。參數(shù)式設(shè)計(jì)就是將零件尺寸的設(shè)計(jì)用參數(shù)來(lái)描述，并在設(shè)計(jì)修改時(shí)通過(guò)修改參數(shù)的數(shù)值 來(lái)更改零件的外形。這項(xiàng)參數(shù)式設(shè)計(jì)的功能不但改變了設(shè)計(jì)的概念，并且將設(shè)計(jì)的便捷性推進(jìn)了一大步。 Pro/ENGINEER 參數(shù)式設(shè)計(jì)的特性： ? 實(shí)體模型 ： 3D 實(shí)體模型除了可以將用戶的設(shè)計(jì)思想以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)出來(lái)之外，借助于系統(tǒng)參數(shù)，用戶還可隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、重心、慣性大小等，以了解產(chǎn)品的真實(shí)性，并補(bǔ)足傳統(tǒng)面結(jié)構(gòu)、線結(jié)構(gòu)的不足。用戶在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以隨地回掌握以上重點(diǎn)，設(shè)計(jì)物理參數(shù)，并減少許多認(rèn)為計(jì)算時(shí)間。 中南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 ? 單一數(shù)據(jù)庫(kù) ： Pro/ENGINEER 可隨時(shí)由 3D 實(shí)體模型產(chǎn)生 2D 工程圖，而且自動(dòng)標(biāo) 示工程圖尺寸。不論在 3D 還是 2D 圖形上在尺寸修改，其相關(guān)的 2D 圖形或 3D 實(shí)體模型均自動(dòng)修改，這樣可確保數(shù)據(jù)的正確性。由于采用單一數(shù)據(jù)庫(kù)，提供了所謂雙向關(guān)連性的功能，正符合現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)中的同步工程。 ? 特征作為設(shè)計(jì)的單位 ： Pro/ENGINEER 以最自然的思考方式從事設(shè)計(jì)工作，如孔、開(kāi)槽、圓角等均被視為零件設(shè)計(jì)的基本特征，除了充分掌握設(shè)計(jì)思想之外，還在設(shè)計(jì)過(guò)程中導(dǎo)入實(shí)際的制造思想；也正因?yàn)橐蕴卣髯鳛樵O(shè)計(jì)的單元，因此可隨時(shí)對(duì)特征做合理、不違反幾何的順序調(diào)整、插入、刪除、重新定義等修正動(dòng)作。 ? 參數(shù)式設(shè)計(jì) ：配合單一數(shù)據(jù)庫(kù) ，所有設(shè)計(jì)過(guò)程中所使用的尺寸都存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，修改 CAD 模型及工程圖不再是一件難事。也正因?yàn)橛袇?shù)式的設(shè)計(jì)， 用戶才可以運(yùn)用強(qiáng)大的數(shù)學(xué)運(yùn)算方式，建立各尺寸參數(shù)間的關(guān)系式，使得模型可自動(dòng)計(jì)算出應(yīng)有的外型，減少尺寸逐一修改的繁瑣費(fèi)時(shí)，并減少錯(cuò)誤發(fā)生。 1． 5 注射模簡(jiǎn)介及 pro/engine