附录Y 外文原文
Die history
Abstract-The 21st century , in the new situation of economic globalization , with capital , technology and labor market re-integration of equipment manufacturing in China after joining the WTO will become the worlds equipment manufacturing base . In the modern manufacturing industry , no matter which industry,engineering equipment , are increasingly used to provide the products from the mold industry . In order to meet the users high-precision mold manufacturing , short delivery time , the urgent demand low-cost , mold industry is extensive application of modern advanced manufacturing technology to speed up the mold industry , technological progress , to meet the basic sectors of the mold process equipment urgent needs .
Keywords : mold ; development ; requirement
1 Die position in industrial production
Mold is a high-volume products with the shape tool , is the main process of industrial production equipment .
With mold components , with high efficiency , good quality , low cost , saving energy and raw materials and a series of advantages , with the mold work pieces possess high accuracy , high complexity , high consistency , high productivity and low consumption , other manufacturing methods can not match . Have already become an important means of industrial production and technological development . The basis of the modern industrial economy .
The development of modern industrial and technological level depends largely on the level of industrial development die , so die industry to national economic and social development will play an increasing role . March 1989 the State Council promulgated ' on the current industrial policy decision points ' in the mold as the machinery industry transformation sequence of the first , production and capital construction of the second sequence ( after the large-scale power generation equipment and the corresponding power transmission equipment ) , establish tooling industry in an important position in the national economy . Since 1997 , they have to mold and its processing technology and equipment included in the ' current national focus on encouraging the development of industries , products and technologies catalog ' and ' to encourage foreign investment industry directory .' Approved by the State Council , from 1997 to 2000 , more than 80 professional mold factory owned 70% VAT refund of preferential policies to support mold industry . All these have fully demonstrated the development of the State Council and state departments tooling industry attention and support . Mold around the world about the current annual output of 60 billion U.S. dollars , Japan , the United States and other industrialized countries die of industrial output value of more than machine tool industry , beginning in 1997 , Chinas industrial output value has exceeded the mold machine tool industry output .
According to statistics , home appliances , toys and other light industries ,nearly 90% of the parts are integrated with production of chopsticks ; in aircraft , automobiles , agricultural machinery and radio industries , the proportion exceeded 60% . Such as aircraft manufacturing , the use of a certain type of fighter dies more than 30000 units , of which the host 8000 sets , 2000 sets of engines , auxiliary 20000 sets . From the output of view , since the 80s , the United States , Japan and other industrialized countries die industry output value has exceeded the machine tool industry , and there are still rising . Production technology , according to the International Association predicts that in 2000 , the product best pieces of rough 75% , 50% will be finished mold completed ; metals , plastics , ceramics , rubber , building materials and other industrial products , most of the mold will be completed in more than 50% metal plates , more than 80% of all plastic products , especially through the mold into .
2 The historical development of mold
The emergence of mold can be traced back thousands of years ago , pottery and bronze foundry , but the large-scale use is with the rise of modern industry and developed .
The 19th century,with the arms industry ( guns shell ) , watch industry , radio industry , dies are widely used , After World War II , with the rapid development of world economy , it became a mass production of household appliances , automobiles , electronic equipment , cameras , watches and other parts the best way.From a global perspective , when the United States in the forefront of stamping technology - many die of advanced technologies , such as simple mold , high efficiency , mold , die and stamping the high life automation , mostly originated in the United States ; and Switzerland , fine blanking , cold in Germany extrusion technology , plastic processing of the Soviet Union are at the world advanced 50s , mold industry focus is based on subscriber demand , production can meet the product requirements of the mold . Mufti-die design rule of thumb , reference has been drawing and perceptual knowledge , on the design of mold parts of a lack of real understanding of function . From 1955 to 1965 , is the pressure processing of exploration and development of the times - the main components of the mold and the stress state of the function of a mathematical sub-bridge , and to continue to apply to on-site practical knowledge to make stamping technology in all aspects of a leap in development . The result is summarized mold design principles , and makes the pressure machine , stamping materials , processing methods , plum with a structure , mold materials , mold manufacturing method , the field of automation devices , a new look to the practical direction of advance , so that pressing processing apparatus capable of producing quality products from the first stage .<!--
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附录X 译文
模具的发展
进入 21 世纪,在经济全球化的新形势下,随着资本、技术和劳动力市场的重新整合,我国装备制造业在加入 WTO 以后,将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中,无论哪一行业的工程装备,都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求,模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步,满足各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。
关键词: 模具;发展;需求
1 模具在工业生产中的地位
模具是大批量生产同形产品的工具,是工业生产的主要工艺装备。
采用模具生产零部件,具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点,用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代经济的基础工业。现代工业品的发展和技术水平的提高, 很大程度上取决于模具工业的发展水平,因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。1989 年 3 月 国务院颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中,把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位(仅次于大型发电设备及相应的输变电设备),确立模具工业在国民经济中的重要地位。1997年以来,又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》。经国务院批准,从 1997 年到 2000年,对 80 多家国有专业模具厂实行增值税返还 70%的优惠政策,以扶植模具工业的发展。所有这些,都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。目前全世界模具年产值约为 600 亿美元,日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业,从 1997 年开始,我国模具工业产值也超过了机床工业产值。据统计,在家电、玩具等轻工行业,近 90%的零件是综筷具生产的;在飞机、汽车、农机和无线电行业, 这个比例也超过 60%。 例如飞机制造业, 某型战斗机模具使用量超过三万套,其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看,80 年代以来,美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业,并又有继续增长的趋势。据国际生产技术协会预测,到2000年,产品尽件粗加工的 75%、精加工的50%将由模具完成;金属、塑料、陶瓷、橡胶、建材等工业制品大部分将由模具完成,50%以上的金属板材、80%以上的塑料都特通过模具转化成制品。
2 模具的历史发展
模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造,但其大规模使用却是随着现代工业的掘起而发展起来的。19 世纪,随着军火工业(枪炮的弹壳)、钟表工业、无线电工业的发展,冲模得到广泛使用。二次大战后,随着世界经济的飞速发展,它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看,当时美国的冲压技术走在前列——许多模具先进技术,如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术,大多起源于美国;而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术,苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。50 年代,模具行业工作重点是根据订户的要求,制作能满足产品要求的模具。 模具设计多凭经验,参考已有图纸和感性认识,对所设计模具零件的机能缺乏真切了解。从1955年到1965年,是压力加工的探索和开发时代——对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分桥,并把这些知识不断应用于现场实际,使得冲压技术在各方面有飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则,并使得压力机械、冲压材料、加工方法、梅具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新,并向实用化的方向推进,从而使冲压加工从仪能生产优良产品的第一阶段。
进入70年代向高速化、启动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、商寿命、高精度助多功能自动校具。其代表是多达别多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此基础上又发展出既有连续冲压工位又有多滑块成形工位的压力机—弯曲机。在此期间,日本站到了世界最前列——其模具加工精度进入了微米级,模具寿命,合金工具钢制造的模具达到了几千万次,硬质合金钢制造的模具达到了几亿次 p 每分钟冲压次数,小型压力机通常为200 至 300 次,最高为1200次至1500次。在此期间,为了适应产品更新快、用期短(如汽车改型、玩具翻新等)的需要,各种经济型模具,如锌落合金模具、聚氨酯橡胶模具、钢皮冲模等也得到了很大发展。
从 70 年代中期至今可以说是计算机辅助设计、辅助制造技术不断发展的时代。随着模具加工精度与复杂性不断提高,生产周期不断加快,模具业对设备和人员素质的要求也不断提高。依靠普通加工设备,凭经验和手艺越来越不能满足模具生产的需要。90 年代以来,机械技术和电子技术紧密结合,发展了NC机床,如数控线切割机床、数控电火花机床、数控铣床、数控坐标磨床等。而采用电子计算机自动编程、控制的 CNC 机床提高了数控机床的使用效率和范围。近年来又发展出由一台计算机以分时的方式直接管理和控制一群数控机床的 NNC 系统。
随着计算机技术的发展,计算机也逐步进入模具生产的各个领域,包括设计、
制造、管理等。国际生产研究协会预测,到2000年,作为设计和制造之间联系手段的图纸将失去其主要作用。模具自动设计的最根本点是必须确立模具零件标准及设计标准。要摆脱过去以人的思考判断和实际经验为中心所组成的设计方法,就必须把过去的经验和思考方法,进行系列化、数值化、数式化,作为设计准则储存到计算机中。因为模具构成元件也干差万别,要搞出一个能适应各种零件的设计软件几乎不可能。但是有些产品的零件形状变化不大,模具结构有一定的规律,放可总结归纳,为自动设计提供软件。如日本某公司的 CDM 系统用于级进模设计与制造,其中包括零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模板尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出 NC程序(为数控加工中心和线切割编程)等,所用时间由手工的20%、工时减少到35小时;从80年代初日本就将三维的 CAD/CAM系统用于汽车覆盖件模具。目前,在实体件的扫描输入,图线和数据输入,几何造形、显示、绘图、标注以及对数据的自动编程,产生效控机床控制系统的后置处理文件等方面已达到较高水平;计算机仿真(CAE)技术也取得了一定成果。在高层次上,CAD/CAM/CAE 集成的,即数据是统一的,可以互相直接传输信息. 实现网络化。目前,国外仅有少数厂家能够做到。
3 我国模具工业现状及发展趋势
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,自70年代末才有了模具工业化和生产专业化这个概念。生产效率不高,经济效益较差。模具行业的生产小而散乱,跨行业、投资密集,专业化、商品化和技术管理水平都比较低。
据不完全统计,全国现有模具专业生产厂、产品厂配套的模具车间(分厂) 近17000 家,约60万从业人员,年模具总产值达200亿元人民币。但是,我国模具工业现有能力只能满足需求量的 60%左右,还不能适应国民经济发展的需要。目前,国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具还主要依靠进口。 据海关统计,1997年进口模具价值 6.3 亿美元,这还不包括随设备一起进口的模具;1997年出口模具仅为7800万美元。目前我国模具工业的技术水平和制造能力,是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。
3.1 模具工业产品结构的现状
按照中国模具工业协会的划分,我国模具基本分为10大类,其中,冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。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)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。
我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等,精冲模,精密多工位级进模还为数不多,模具平均寿命不足100万次,模具最高寿命达到1亿次以上,精度达到 3~5um,有50个以上的级进工位,与国际上最高模具寿命6亿次,平均模具寿命5000万次相比,处于80年代中期国际先进水平。
我国的塑料成形模具设计,制作技术起步较晚,整体水平还较低。目前单型腔,简单型腔的模具达70%以上,仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模,多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为80万次左右,主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等,注射模精度已达到5um以下,最高寿命已突破2000 万次,型腔数量已超过100 腔,达到了80年代中期至90年代初期的国际先进水平。
3.2 模具工业技术结构现状
我国模具工业目前技术水平参差不齐,悬殊较大。从总体上来讲,与发达工业国家及港台地区先进水平相比,还有较大的差距。
在采用 CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计与制造模具方面,无论是应用的广泛性,还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面,仅有约10%的模具在设计中采用了CAD,距抛开绘图板还有漫长的一段路要走;在应用
CAE 进行模具方案设计和分析计算方面,也才刚刚起步,大多还处于试用和动画游戏阶段;在应用 CAM 技术制造模具方面,一是缺乏先进适用的制造装备,二是现有的工艺设备(包括近10多年来引进的先进设备)或因计算机制式(IBM 微机及其兼容机、HP工作站等)不同,或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等,联网率较低,只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作;在应用CAPP技术进行工艺规划方面,基本上处于空白状态,需要进行大量的标准化基础工作;在模具共性工艺技术,如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的 CAD/CAM 技术应用在我国才刚起步。计算机辅助技术的软件开发,尚处于较低水平,需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧,在役期长、精度差、效率低,至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具,热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉,操作凭工人的经验,设备简陋,能耗高。设备更新速度缓慢,技术改造,技术进步力度不大。 虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备,但过于分散,或不配套利用率一般仅有25%左右,设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人,尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员,只占从业人员的 8%~12%左右,且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。1980年以前从业的技术人员和技术工人知识老化,知识结构不能适应现在的需要;而80年代以后从业的人员,专业知识、经验匮乏,动手能力差,不安心,不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降,而且人才结构也出现了新的断层,青黄不接,使得模具设计、制造的技术水平难以提高。
3.3 模具工业配套材料, 标准件结构现状
10近多年来,特别是“八五”以来,国家有关部委已多次组织有关材料研究所、大专院校和钢铁企业,研究和开发模具专用系列钢种、模具专用硬质合金及其他模具加工的专用工具、辅助材料等,并有所推广。但因材料的质量不够稳定,缺乏必要的试验条件和试验数据,规格品种较少,大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。在钢材供应上,解决用户的零星用量与钢厂的批量生产的供需矛盾,尚未得到有效的解决。另外,国外模具钢材近年来相继在国内建立了销售网点,但因渠道不畅、技术服务支撑薄弱及价格偏高、外汇结算制度等因素的影响,目前推广应用不多。
模具加工的辅助材料和专用技术近年来虽有所推广应用,但未形成成熟的生产技术,大多仍还处于试验摸索阶段,如模具表面涂层技术、模具表面热处理技术、模具导向副润滑技术、模具型腔传感技术及润滑技术、模具去应力技术、模具抗疲劳及防腐技术等尚未完全形成生产力,走向商品化。一些关键、重要的技术也还缺少知识产权的保护。
我国的模具标准件生产,80年代初才形成小规模生产,模具标准化程度及标准件的使用覆盖面约占 20%,从市场上能配到的也只有约30个品种,且仅限于中小规格。标准凸凹模、热流道元件等刚刚开始供应,模架及零件生产供应渠道不畅,精度和质量也较差。
3.4 模具工业产业组织结构现状
我国的模具工业相对较落后,至今仍不能称其为一个独立的行业。我国目前的模具生产企业可划分为四大类:专业模具厂,专业生产外供模具;产品厂的模具分厂或车间,以供给本产品厂所需的模具为主要任务;三资企业的模具分厂,其组织模式与专业模具厂相类似,以小而专为主;乡镇模具企业,与专业模具厂相类似。其中以第一类数量最多,模具产量约占总产量的70%以上。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。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。包括产品厂的模具车间、分厂在内,技术改造后不能很快收回其投资,甚至负债累累,影响发展。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。我国模具价格长期以来同其价值不协调,造成模具行业“自身经济效益小,社会效益大”的现象。“干模具的不如干模具标准件的,干标准件的不如干模具带件生产的。干带件生产的不如用模具加工产品的”之类不正常现象存在。
4 模具的发展趋势<!--
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