1、1 毕业设计开题报告 机械设计制造及自动化 接线盒的注塑模具设计 1 前言部分 模具是由机械零件构成，它与相应的压力成形机械相配合，具有直接改变金属或非金属材料的形状、尺寸、相对位置和性质，使之成形为合格制品或半成品零件 1。 在各种材料加工工业 之 中 ， 模具 都有着各种各样的 广泛的使用。例如金属铸造成型 中 使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、 注塑 模具等各种模具。 模具工业是高新技术产业化的重要领域。例如 ,在电子产品生产中 ,制造集成电路的引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模 ;计算机的机壳、接插件和 许多元器件的制造中的精密塑料模具和精密冲压模具等等 ,都
2、是产品生产不可或缺的工具装备。精密模具已使模具行业成为一个与高新技术产品互为依托的产业 目前，模具作为重要的生产装备和工艺发展方向，在现代化工业的规模中日益发挥着重大的作用。模具技术一般会直接的影响到制造业发展以及产品的更新换代、产品竞争。模具工业不仅潜力很大而且前景广阔。现在模具技术行业的进步极大的使工业产品和生产得到发展，所以一直深受大家的赞誉。美国工业界一直觉得美国工业的基础是模具工业；而在日本，模具也一直被认为是使社会富有的动力；在联邦德国模具被 认为是金属加工业中的帝王；在罗马尼亚也认为模具就是黄金 2。由此可以看出模具工业的发展状况和水平可以用来衡量国家的工业水平的发展程度。 按
3、模具 成型材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为：铸造模具（有色金属 压铸 ，钢铁铸造）、和锻造模具等；非金属模具也分为：塑料模具 和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分为：砂型模2 具，金属模具，真空模具，石蜡模具等等。其中，随着高分子塑料的快速发展，塑料模具与人们的生活密切相关。塑料模具一般可分为：注射成型模具，挤塑成型模具，气辅成型模具等等。 塑料 与金属材料相比起来 有它天然的优越性主要有： 耐化学侵蚀 ； 具光泽，部份透明或半透明 ； 加工容易可大量生产，价格便宜 ； 用途广泛、效用多、容易着色、部分耐高温 ； 大部分为良好绝缘体 ； 重量轻且坚固
4、。所以塑料模具已经成为生产生活中最重要的模具。 随着塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高 ,塑料 模具 的应用范围也在不断扩大 ,塑料 模具 所占的比例正迅猛增加 .一个设计合理的塑料 模具 往往能代替多个传统金属 模具 .塑料 模具 的用量也正在 飞速 上升 。 2 主题 1、 对中国模具加工产业的现状的分析 由于历史原因形成的封闭式、 “大而全 “的企业特征，我国大部分企业均设有模具车间，处于本厂的配套地位。模具自产自配比例高达 60%左右，而国外模具超过 70%属商品模具 3。 作为现代模具有高技术、人才密集、工艺密集型工业的特点，所以一直在工业化道路上走在了
5、各种行业发展的前面。模具直接为高新技术产业服务而且还用其重要的生产装备在各行各业为大众所服务。模具在创新、生产、制造业产品研发中所有其独特的重要地位，这样也使得其制造能力与水平的高低成为一个国家创新能力衡量的重要标志之一。那么模具的制造装备是是不是精优越会直接的关系一个国家的模具技术发展水平的高低。 自 1997 年以来，国家相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录，并对部分重点专业模具厂实行增值税返还的优惠政策； 1999 年国家又把有关模具技术和产品列入国家计委和科学技术部发布的当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南 4。以上
6、措施均有力推动了我国模具产业的飞速发展。 3 2、海外模具产业发展概况 （ 1）日本模具 业 目前，日本的模具制造技术仍处于世界领先地位。据日本通产省工业统计，日本共有模具生产厂约 10000 家，其中 20 人以下的占 91%以上，即日本模具业以中小企业为主，主要靠专业化分工，完成高质量的模具设计、加工。由于日本的专业化分工做得好，中小模具企业的整体制造水平高，使 “ 日本制造 ” 的模具成为一种品牌、优质的象征。近年来，日本塑料模具、 粉末冶金模具、压铸模具增长明显，冲压模具和锻造模具则相对呈减少趋势。据了解，日本模具目前面临五大课题 缩短交货期、降低制造成本、提高模具质量和精度、劳动力不
7、足以及迎接亚洲各国的挑战。针对此况，日本许多模具厂家都在积极扩大设备投资。在加工方面，大量采用无人看管的加工单元，或者通过计算机进行联机控制。在设计制造部门几乎都采用 CAD/CAE/CAM 技术，进行动作仿真分析、 DNC 加工。模具的技术开发主要向高精度、高速度、长寿命、复杂、大型、一体化和高性能诸方面发展。 （ 2）美国模具工业 美国现有约 7000 家模具企 业， 90%以上为少于 50 人的小型企业。由于工业化的高度发展，美国模具业早已成为成熟的高技术产业，处于世界前列。美国模具钢已实现标准化生产供应，模具设计制造普遍应用 CAD/CAE/CAM 技术，加工工艺、检验检测配套了先进设
8、备，大型、复杂、精密、长寿命、高性能模具的发展达到领先水平。 但自上世纪 90 年代以来美国经济面临后工业化时代的大调整、大变革，也面对强大的国际竞争 来自成本压力、时间压力和竞争压力。 （ 3）德国模具业 德国一向以精湛的加工技艺和出产精密机械 、工具而著称，其模具业也充分体现了这一特点。对于 模具这个内涵复杂的工业领域，经过多年的实践探索，德国模具制造厂商形成了一个共识：即全行业必须协调一致，群策群力，挖掘开发潜力，共同发扬创新精神，共同技术进步，取长补短，发挥好整体优势，才能4 取得行业的成功。此外，为适应当今新产品快速发展的需求，在德国不仅大公司建立了新的开发中心，而且许多中小企业也都
9、这样做，主动为客户做研发工作。在研究方面德国始终十分活跃，成为其在国际市场上保持不败的重要基础。在激烈竞争中，德国模具行业多年保持住了在国际市场中的强势地位，出口率一直稳定在 33%左右。 据德国工、模具行业组织 德国机械制造商联合会工模具协会统计，德国有模具企业约 5000 家， 2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中会员模具企业有 90 家，这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%。 （ 4）新加坡模具产业 新加坡是一个只有 300 万人口的小国，在上世纪 80 到 90 年代，政府重视和支持精密模具的发展，出台了很多政策，使模具工业得到快速增长，促进了新加坡经济的
10、快速发展。 新加坡拥有各种类型模具以及精密加工相关企业超过 1000 多家，模具年产值超过 45 亿人民币，在亚洲模具业中有着相当重要的影响力和作用。模具企业中上市的有 10 多家。新加坡 65%以上企业生产的模具都是为电子相关业配套的，生产的模具不是大型的，但都是高精密、高水平的模具。 新加坡模具企业主要集中在半导体框架 /封装模具、五金冲压模具、塑胶模具、硅橡胶模具等领域 67。 3、我国模具与国外模具存在的差距分析： 我们也必须看到我国的模具行业存在问题。虽然我国的模具行业已经进入快速发展阶段，但由于在精度、寿命、制造周期及能力等方面与国际水平相比尚有较大差距。所以，目前还不能满足我国制
11、造业发展的需求。特别是在精密、大型、复杂、长寿命模具方面，仍旧供不应求。因此，每年尚 需大量进口。 (1) 总量供不应求、 模具工业 产品结构不够合理。 其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率严重不足，大量进口。国内模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例不足 30，国外在 50以上。按产值计算，目前我国冲压模占 50左右，塑料成形模约占 20，拉丝模（工具）5 约占 10，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的 40以上。 并且我国的冲压模以简单模、单工序模和复合模等为主，精冲模，精密多工位级进模还为数不多。而塑料成形模具设计，制作技术起步较晚，整体水平还较低
12、， 70以上的 份额被单型腔，简单型腔的模具占有，一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模也仅仅能初步设计和制造，与国际先进水平上有差距 910。 (2) 企业组织结构不合理 11。 模具适宜于中小型企业组织生产，而我国技术改造投资向大中型企业倾斜时，中小型模具企业的投资得不到保证。虽然大多数产品厂的模具车间、分厂技术力量强，设备条件较好，生产的模具水平也较高，但设备利用率低。 且我国的模具行业管理体制分散。目前有 19个大行业部门制造和使用模具，没有统一管理的部门。仅靠中国模具工业协会统筹规划，集中攻关，跨行业 ，跨部门管理困难很多。 (3) 我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重
13、视产品开发， 创新能力薄弱 ,在市场中经常处于被动地位。 (4) 我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧， 专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 。 在役期长、精度差、效率低，设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大 12。 （ 5） 与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。 3 总结部分 近几年我国的模具业 虽然 得到长足的发展 ，但是 中国 的 企业喜欢单打独斗，但在当下的竞争环境下，一个人或者一个企业的能力是有一定局限性的。 2010 年南非世界杯就给所谓的“中国制造”，提了个醒。中国生产的“呜呜祖拉”制造了世界杯历史上的一个商业神话，不过，“中国制造”自身的局限，
14、令男足失利的中国同样没能成为这届世界杯在商业上真正的赢家。生产厂家一多，贸易商就开始压价，最后中国这个产品的离岸价基本上就是 0.3 美元。每个瓦瓦祖拉企业赚一毛钱，工人赚一毛钱。缺乏合理的企业联盟、缺乏贸易网路、单打独斗的中国企业的利润被压薄至极限，中国制造单“呜呜祖拉”是名副其实6 的赔本赚吆喝。 因此中国的模具企业， 要扩大生产，要规模化，就要构筑全球化的网络，扬长避短，与 供应商、渠道商、同行联盟。 比如像德国那样， 德国模具制造厂商 之间就 形成了一个共识：即全行业必须协调一致，群策群力，挖掘开发潜力，共同发扬创新精神，共同技术进步，取长补短，发挥好整体优势，才能取得行业的成功。 未
15、来十年，中国模具工业的发展趋势是：模具产品向着大型、精密、复杂、经济、快速的方向发展；模具的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短；模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展 13。 模具技术的发展集中在以下方 面。 （ 1）模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高； （ 2） CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造中的广泛应用； （ 3）新技术在模具设计制造中的推广应用； （ 4）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； （ 5）开发优质模具材料和先进的表面处理技术； （ 6）开发成形新工艺和新
16、模具，培养新理念和新模式。 （ 7）大力发展快速制造原型和快速制造模具技术； （ 8）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术。 4 参考文献 1彭建生模具设计与加工速查手册 M机械工业出版社， 2005. 2 许树勤 ， 王文平 模具设计与制造 M北京： 北京大学 出版社， 2009 7 3 钟佩思 , 沈友徽 , 马静敏 , 王素玉 . 模具先进制造技术发展趋势综述 J. 模具制造 , 2005,(03). 4 洪丽华 , 陈永禄 . 中国模具工业现状和模具技术发展趋势 J. 机电技术 , 2007,(02). 5 罗继相 . 浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策 J
17、. 模具技术 , 2001,(03). 6 阮雪榆 , 李志刚 , 武兵书 , 王都 , 周永泰 . 中国模具工业和技术的发展 J. 模具技术 , 2001,(02). 7 .中国模具产业的市场竞争态势分析 J.经济管理 ,2006. 8李建军，李德群模具设计基础及模具 CAD北京：机械工业出版社， 2005 9李海梅，申长雨注塑成型及模具设计使用技术北京：化学工业出版社。2002 10罗小发 CAD CAE CAM技术在模具设计制造的应用棚橡塑技术与装备，2005； 31 (8)： 54 60 11李光耀 .浅谈现代模具的设计与制造 J CAD/CAM 与 制造业 信息化 ， 2005年 01 期 ： 17-19 12安萍，张国材，杨家军等编 .材料成型技术 M.北京：科学出版社， 2008：188-189 13洪丽华，陈永禄 . 中国模具工业现状和模具技术发展趋势 J.机电技术 ,2007 年第 2 期 :96 99
