模具導(dǎo)論(楊占堯)電子課件第一章

1、第一章第一章 模具及其發(fā)展歷史模具及其發(fā)展歷史1.1 模具的含義模具的含義 1.2 模具的發(fā)展歷史模具的發(fā)展歷史1.3 世界模具工業(yè)的發(fā)展歷史世界模具工業(yè)的發(fā)展歷史 對(duì)于模具的概念，通俗的講，就是作為模型的工具，是指利用其本身特定形狀去成形具有一定形狀和尺寸的制品的工具。嚴(yán)格上講，模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的工藝裝備，主要應(yīng)用于制造業(yè)和加工業(yè)。它是和沖壓、鍛造、鑄造成形機(jī)械，同時(shí)和塑料、橡膠、陶瓷等非金屬材料制品成形加工用的成形機(jī)械相配套，作為成形工具來(lái)使用的。 使用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品在我們的日常生活中隨處可見(jiàn)，我們中秋節(jié)所吃的月餅，就是由最簡(jiǎn)單的模具成形的，如圖1-1所示。如圖1-2所示的蜂窩煤，是我

2、們?nèi)∨鲲埐豢扇鄙俚?，也是由蜂窩煤機(jī)中的模具成形的，如圖1-3所示。 1.1 模具的含義模具的含義1.1.1 模具的概念模具的概念 當(dāng)然，以上都是非常簡(jiǎn)單的模具，我們將要學(xué)習(xí)的是各種復(fù)雜的成形金屬材料和非金屬材料模具的設(shè)計(jì)與制造，如圖1-4所示的生產(chǎn)塑料殼體的熱塑性塑料成形模具。圖1-4 月餅及其生產(chǎn)用的模具(a) 塑料模具 (b) 產(chǎn)品 模具屬于精密機(jī)械產(chǎn)品，因?yàn)樗饕蓹C(jī)械零件和機(jī)構(gòu)組成，如成形工作零件（凸模、凹模），導(dǎo)向零件（導(dǎo)柱、導(dǎo)套等），支承零件（模座等），定位零件等；送料機(jī)構(gòu)，抽芯機(jī)構(gòu)，推（頂）料（件）機(jī)構(gòu)，檢測(cè)與安全機(jī)構(gòu)等。為提高模具的質(zhì)量、性能、精度和生產(chǎn)效率，縮短制造周期，其

3、零、部件（又稱(chēng)模具組合），多由標(biāo)準(zhǔn)零、部件組成。所以，模具應(yīng)屬于標(biāo)準(zhǔn)化程度較高的產(chǎn)品。一副中小型沖?；蛩芰献⑸淠＃錁?gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)零、部件可達(dá)90%，其工時(shí)節(jié)約率可達(dá)25% 45%。1.1.2 模具的特點(diǎn)模具的特點(diǎn) 由于模具生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已廣泛用于電動(dòng)機(jī)與電器產(chǎn)品，電子與計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，儀表、家用電器產(chǎn)品與辦公設(shè)備，汽車(chē)，軍械，通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。其主要原因是由于模具有一系列特點(diǎn)： 1. 制件的互換性好制件的互換性好 即在模具一定使用壽命范圍內(nèi)，合格制件（沖件、塑件、鍛件等）的相似性好，可完全互換。 2. 模具的適應(yīng)性強(qiáng)模具的適應(yīng)性強(qiáng) 針對(duì)產(chǎn)品零件的生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)形式，可

4、采用不同結(jié)構(gòu)和檔次的模具與之相適應(yīng)。如為適應(yīng)產(chǎn)品零件的大批量生產(chǎn)，可采用高效率、高精度和高壽命的、自動(dòng)化程度高的模具；為適應(yīng)產(chǎn)品試制或多品種、小批量的產(chǎn)品零件生產(chǎn)，可采用通用模具，如組合沖模，快換模具（可用于柔性生產(chǎn)線），以及各種經(jīng)濟(jì)模具。 根據(jù)不同產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、精度和批量，以及零件材料和材料性質(zhì)、供貨形式，可采用不同類(lèi)別和種類(lèi)的模具與之相適應(yīng)。如鍛件則需采用鍛模，沖件則需采用沖模，塑件則需采用塑料成形模具，薄殼塑件則需采用吸塑或吹塑模具等。 3. 生產(chǎn)效率高、低耗生產(chǎn)效率高、低耗 采用模具成形加工，產(chǎn)品零件的生產(chǎn)效率高。高速?zèng)_壓可達(dá)1800次/min，由于模具壽命和產(chǎn)品產(chǎn)量等因素限制

5、，常用沖模也在200 600次/min 范圍內(nèi)。塑件注射循環(huán)時(shí)間可縮短在1 2min內(nèi)成形，若采用熱流道模具，進(jìn)行連續(xù)注射成形，生產(chǎn)效率則更高，可滿足塑件大批量生產(chǎn)的要求。采用高效滾鍛工藝和滾鍛模，進(jìn)行連桿鍛件連續(xù)滾鍛成形。采用塑料異型材擠出模，進(jìn)行建筑用門(mén)窗異型材擠出成形，其擠出成形速度可達(dá)4m/min。可見(jiàn)，采用模具進(jìn)行成形加工與機(jī)械加工相比，不僅生產(chǎn)效率高，而且生產(chǎn)消耗低，可大幅度節(jié)約原材料和人力資源，是進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的一種優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的生產(chǎn)技術(shù)。 4. 社會(huì)效益高社會(huì)效益高 模具是高技術(shù)含量的社會(huì)產(chǎn)品，其價(jià)值和價(jià)格主要取決于模具材料、加工、外購(gòu)件的勞動(dòng)與消耗三項(xiàng)直接發(fā)生的費(fèi)用和模具設(shè)

6、計(jì)與試模（驗(yàn)）等技術(shù)費(fèi)用。后者，是模具價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)格的主要組成部分，其中一部分技術(shù)價(jià)值計(jì)入了市場(chǎng)價(jià)格，而更大一部分價(jià)值，則是模具用戶和產(chǎn)品用戶受惠變?yōu)樯鐣?huì)效益。如電視機(jī)用模具，其模具費(fèi)用僅為電視機(jī)產(chǎn)品價(jià)格的1/3000 1/5000，盡管模具的一次投資較大，但在大批量生產(chǎn)的每臺(tái)電視機(jī)的成本中僅占極小部分，甚至可以忽略不計(jì)，而實(shí)際上，很高的模具價(jià)值為社會(huì)所擁有，變成了社會(huì)財(cái)富。 模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、適應(yīng)性很強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù)，或稱(chēng)成形工具、成形工裝產(chǎn)品。模具是技術(shù)含量高、附加值高、使用廣泛的新技術(shù)產(chǎn)品，是價(jià)值很高的社會(huì)財(cái)富。1.1.3 模具的分類(lèi)模具的分類(lèi) 總體上說(shuō)模具可分

7、為三大類(lèi)：金屬板材成形模具，如沖模等；金屬體積成形模具，如鍛（鐓、擠壓）模，壓鑄模等；非金屬材料制品用成形模具，如塑料注射模和壓縮模，橡膠制品、玻璃制品、陶瓷制品用成形模具等。 模具的具體分類(lèi)方法很多，常用的有：按模具結(jié)構(gòu)形式可分為沖模中的單工序模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等。塑料成形模具中的壓縮模、注射模、擠出模等，按模具使用對(duì)象可分為電工模具、汽車(chē)模具、電視機(jī)模具等。按模具材料可分為硬質(zhì)合金模具和鋼模等。按工藝性質(zhì)可分為沖孔模、落料模、拉深模、彎曲模，塑料成形模具中的吸塑模、吹塑模等。這些分類(lèi)方法具有直觀、方便等優(yōu)點(diǎn)，但不盡合理，易將模具類(lèi)別與品種混用，使種類(lèi)繁多無(wú)序。因此，采用綜合歸納法，將模具分

8、為十大類(lèi)，各大類(lèi)模具又可根據(jù)其使用對(duì)象、材料、功能和模具制造方法，以及工藝性質(zhì)等，再分成若干小類(lèi)和品種較為合理，詳見(jiàn)表1-1。 表表1-1 模具的分類(lèi)模具的分類(lèi)1.1.4 模具的產(chǎn)業(yè)特征模具的產(chǎn)業(yè)特征 模具的產(chǎn)業(yè)特征主要有以下三個(gè)方面： 1. 技術(shù)含量高技術(shù)含量高 作為模具產(chǎn)業(yè),它的技術(shù)含量較高。一是對(duì)從業(yè)人員的素質(zhì)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求較高；二是模具本身的制作精度高,通常模具的精度要求高出其工業(yè)產(chǎn)品精度一個(gè)級(jí)別,它不僅要求有精密的機(jī)械加工設(shè)備,而且還要求有高素質(zhì)的設(shè)備操作人員和模具裝配人員；三是模具的工藝流程較工業(yè)產(chǎn)品復(fù)雜的多,它不僅需要與先進(jìn)制造技術(shù)相結(jié)合,還要與先進(jìn)的工藝技術(shù)相結(jié)合(熱處理、表面

9、硬化、表面涂覆等),因此模具對(duì)技術(shù)要求特別高。 2. 訂單式生產(chǎn)訂單式生產(chǎn) 模具產(chǎn)業(yè)投資較大,有訂單沒(méi)批量。因模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,它具有單件生產(chǎn)和對(duì)特定用戶的依賴特性,是配合批量工業(yè)產(chǎn)品而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的,屬于訂單式生產(chǎn),所用設(shè)備一般為精密型設(shè)備,價(jià)格昂貴,且加工產(chǎn)品不是批量產(chǎn)品,故設(shè)備的利用率通常較低,這是模具產(chǎn)業(yè)的一大特征。 3. 生產(chǎn)周期要求短生產(chǎn)周期要求短 模具的設(shè)計(jì)制造周期要求比較短。因模具是隨著工業(yè)產(chǎn)品的批量訂單而開(kāi)發(fā)的,為保證產(chǎn)品的按期交貨,模具的設(shè)計(jì)制造周期一般都比較短。1.1.5 模具工業(yè)的地位與作用模具工業(yè)的地位與作用 模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備。用模具生產(chǎn)制件所達(dá)到的高

10、精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材,使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來(lái)越重要。模具權(quán)威人士認(rèn)為“模具是印鈔機(jī)”，將模具工業(yè)稱(chēng)為“永不衰亡的工業(yè)”、“無(wú)與倫比的效益放大器”。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低,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,因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。沒(méi)有高水平的模具就沒(méi)有高水平的產(chǎn)品已成為共識(shí)。 1.模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分 例如,屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計(jì)與制造,不能沒(méi)有做引線框架的精密級(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,也必須有精密塑

11、料模具和精密沖壓模具；數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通信產(chǎn)品)的發(fā)展,沒(méi)有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此,航空航天領(lǐng)域也離不開(kāi)精密模具。例如,形狀誤差小于0.1 0.3m的空空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡,就必須用高精度的塑料模具成形。因此可以說(shuō),許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè),已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。 2. 模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域 模具制造技術(shù)水平的提高,模具工業(yè)的技術(shù)升級(jí),離不開(kāi)同高新技術(shù)的嫁接。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,就是一

12、個(gè)最好的例證。模具的開(kāi)發(fā)和制造水平的提高,有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備；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,也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接,實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。 3. 模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個(gè)組成部分模具工業(yè)是裝備工業(yè)的一個(gè)組成部分 在1998年以前,許多人把機(jī)械工業(yè)當(dāng)作一般的加工工業(yè)。在1998年11月召開(kāi)的中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議上,首次明確提出了加大裝備工業(yè)的開(kāi)發(fā)力度,推進(jìn)關(guān)鍵設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化。將機(jī)械工業(yè)作為裝備工業(yè),同一般的加工工業(yè)區(qū)別開(kāi)來(lái),是對(duì)機(jī)械工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位與作用的重新定位。模具作為基礎(chǔ)工藝裝備,在裝備工業(yè)中自然應(yīng)有其重要地位,因?yàn)閲?guó)民經(jīng)濟(jì)各產(chǎn)業(yè)部

13、門(mén)需要的裝備,其零部件有很大一部分是用模具做出來(lái)的。各產(chǎn)業(yè)部門(mén)需要的裝備,有許多是電子信息技術(shù)的載體,好像一個(gè)人,不僅要有聰明的腦袋和靈敏的神經(jīng)系統(tǒng),還要有堅(jiān)強(qiáng)的軀干和靈巧的手腳。機(jī)械工業(yè)制造的裝備一旦與電子信息技術(shù)嫁接,就如虎添翼,使腦袋更聰明,神經(jīng)更靈敏,手腳更靈巧了。 4. 國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)都需要發(fā)展模具工業(yè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)都需要發(fā)展模具工業(yè) 模具工業(yè)地位之重要,還在于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)-機(jī)械、電子、汽車(chē)、石化、建筑-都要求模具工業(yè)實(shí)現(xiàn)與之相適應(yīng)的發(fā)展。機(jī)械、電子、汽車(chē)工業(yè)需要大量的模具,特別是轎車(chē)大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具,目前在質(zhì)與量上都還不能滿

14、足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要,近幾年我國(guó)每年要進(jìn)口7億美元左右的模具。我國(guó)石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多萬(wàn)噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹(shù)脂,很大一部分需要塑料模具成形,1997年我國(guó)生產(chǎn)的塑料制品達(dá)700多萬(wàn)噸,2005年將增加到1500萬(wàn)噸左右。建筑業(yè)過(guò)去與模具工業(yè)的關(guān)系不大,現(xiàn)在不同了,地板磚和衛(wèi)生潔具需要大量的陶瓷模具,塑料管件和塑鋼門(mén)窗也需要大量的塑料模具。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對(duì)模具的需求當(dāng)中,可以明顯地看出模具工業(yè)地位之重要。1.2 模具的發(fā)展歷史模具的發(fā)展歷史 1.2.1 模具的起源模具的起源 模具起源于何時(shí)，現(xiàn)已無(wú)從考證。 在距今二百多萬(wàn)年前的石器時(shí)代，要說(shuō)人類(lèi)就已經(jīng)知道制造模具，那有些不切實(shí)。因

15、為那時(shí)的人類(lèi)主要以生存為主，沒(méi)時(shí)間和精力支思考生存以外的事。石器時(shí)代是一個(gè)以石制器械為主的時(shí)代，當(dāng)然人們也使用木、竹、骨做器件從事生產(chǎn)活動(dòng)。 早期的石器制作主要以打制為主。在石器時(shí)代晚期，人們又加上了研磨的工序。這是一個(gè)巨大飛躍，它使打制的石器更尖銳、鋒利、并具有一定的美感。考古發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)人類(lèi)所使用的較簡(jiǎn)單的石制工具有砍砸器、刮削器、尖狀器、球狀器各鏃形器等；復(fù)雜的有石斧、石刀、石矛、石鏟、石錛、石鑿、石鐮和石磨等，如圖1-5所示。進(jìn)一步的挖掘表明，當(dāng)時(shí)的人類(lèi)已開(kāi)始使用了一定數(shù)量的石質(zhì)裝飾品。 圖1-5 石斧、石刀、石矛、石鏟、石錛等照片 在石器時(shí)代，最富創(chuàng)意的發(fā)明應(yīng)該是弓箭。不過(guò)這些與我們所

16、說(shuō)的模具沒(méi)有直接的關(guān)系。這里提到它，主要是想指出早期的人類(lèi)不具備一定的制造能力，那要追溯模具的遠(yuǎn)古起源就沒(méi)有意義。 石器時(shí)代沒(méi)有出現(xiàn)真正意義上的模具，一種制造意義上的模具，其原因，有些人認(rèn)為主要是由于生產(chǎn)力低下的緣故。這種解釋有點(diǎn)模糊和籠統(tǒng)。根本的原因應(yīng)該是那時(shí)和人們根本沒(méi)有意識(shí)到有必要制造或使用模具，在人們的意識(shí)當(dāng)中沒(méi)有哪怕是最初的模具概念。 模具真正的起源應(yīng)該是在銅器時(shí)代。銅器時(shí)代距今約5000-7000年左右，是一個(gè)主要以銅為生產(chǎn)原料和制作工具原料的社會(huì)發(fā)展期?？脊虐l(fā)現(xiàn)，在中國(guó)，距今約5000-6000年以前以西北地區(qū)為主的北方地區(qū)出現(xiàn)了一些以銅為原料的小型合金制品。 中國(guó)青銅文明的鼎盛

17、期出現(xiàn)在商代至春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期。1986年，四川廣漢三星堆發(fā)掘出的兩個(gè)商代祭祀坑出土了近千件精美絕倫的珍貴文物，其中有大小不同的青銅人頭像、神秘怪誕的青銅面具等，如圖1-6所示。這些事實(shí)表明早在5000-7000年前，人類(lèi)就開(kāi)始使用了模具，因?yàn)椴皇褂媚＞?，要制造像青銅大立人這樣的大型青銅作品是無(wú)法想象的。圖1-6 三星堆出土的青銅器 1998年底，從秦陵地下宮城軍備庫(kù)陪葬坑中出土的秦劍、鈹、矛、戟、車(chē)馬器構(gòu)件、錛、箭頭及其他軍用裝備證明：到了秦朝時(shí)期，青銅兵器的鑄造技術(shù)、規(guī)模及鑄后的加工技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較為先進(jìn)的水平，如圖1-7所示。應(yīng)該說(shuō)，鑄模技術(shù)的運(yùn)用對(duì)成就秦始皇的統(tǒng)一大業(yè)功不可沒(méi)。圖1-7 秦

18、陵地下宮出土的兵器 青銅主要是銅、錫的合金，其間也含有少量的鉛、 鋅等。一件銅器的制作，需要采礦、冶煉、合金配制、制范、澆鑄與后期處理等程序。其中的制范其實(shí)是模具制作。曾先后出現(xiàn)了泥范、石范、陶范、銅范以及鐵范、熔模等模具制制作方式。在我國(guó)、泥范，鐵范、熔模被稱(chēng)為先秦“三絕”。 泥范因?yàn)橐讚p壞，古代世界使用較少，但在我國(guó)卻大量使用，是先秦時(shí)期銅器鑄造的基本范型，并一直沿用到近代的砂型之前。 鐵范出現(xiàn)較晚，但因其地質(zhì)堅(jiān)硬、難以損壞，而成為大量重復(fù)鑄造的首選范型。 熔模鑄造是一項(xiàng)更為先進(jìn)的鑄造技術(shù)。具體用作塑模的材料較多，古代中國(guó)最先創(chuàng)造的是蠟制成的模具，稱(chēng)為“失蠟法”鑄造。 泥范鑄造法要經(jīng)過(guò)制模

19、、塑出花紋、翻制泥范、經(jīng)高溫焙燒、澆注金屬液體以及加工修整等工藝過(guò)程。泥范需要有很高的清晰度和準(zhǔn)確度，這樣制作出來(lái)的成品才美觀漂亮、線條錯(cuò)落有致。范泥又分單合范、雙合范、三合范等。造型簡(jiǎn)單的就用單合范或雙合范制作，比如刀、戈等器件；復(fù)雜的就用三合范或三塊以上的多合范制成，比如鼎、壺等日常用品。著名的司母戊大方鼎就是這樣制成的。它的鼎身是由8塊外范構(gòu)成，鼎底是由3塊外范組成，鼎耳、鼎足中空，鼎耳是事先鑄好，然后再鑄在鼎身上面形成。 但是，泥范鑄造法不適宜鑄造器形和雕鏤復(fù)雜的器物，進(jìn)而人們又發(fā)明了“失蠟法”，又稱(chēng)“熔模法”。這是冶鑄史上的一項(xiàng)重大發(fā)明。其具體工藝是先用蠟、松香、油脂等配制成蠟料，后

20、根據(jù)需要制成不同形狀、紋飾的蠟?zāi)?，再以馬糞泥或低漿泥掛涂成形，陰干后加熱把蠟化去，形成鑄形空腔，再澆鑄成器。這種方法可用整模，無(wú)需分塊，鑄出的成品可達(dá)很高的精度。用失蠟法鑄造青銅器，從出土的實(shí)物看，可追溯至戰(zhàn)國(guó)早期。湖北隨縣曾候乙墓出土的尊和尊盤(pán)就是用失蠟法鑄造的，如圖1-9所示。這套青銅器由尊和盤(pán)組成，尊置于盤(pán)中，也可以分開(kāi)。尊盤(pán)的口沿附加精細(xì)、繁褥的透空附飾，系采用“失蠟法”鑄成。尊盤(pán)鑄有變形龍紋和龍形附飾，顯得十分華麗精美。尊和盤(pán)均鑄有“曾候乙作持用終”銘文。 泥范鑄造法和失蠟鑄造技術(shù)是古代世界先進(jìn)的模具制造技術(shù)，但是真正的模具起源仍然被湮沒(méi)在歷史的長(zhǎng)河中，人們沒(méi)有辦法知道真正的模具造型

21、到底起源于何時(shí)。因?yàn)橐粋€(gè)簡(jiǎn)單的造型，一片小小的樹(shù)葉都有可能成為模具的最初起源。沒(méi)有辦法懷疑遠(yuǎn)古時(shí)代的人們所使用的任何一件粗陋簡(jiǎn)單的器件不可以成為一件模具。使用模具真正的意義就在于復(fù)制同一形狀的物體，而這也是人們沒(méi)有辦法知道它的真正起源的原因之一。 目前，人類(lèi)所知道的模具歷史大都是一些已經(jīng)成熟的模具技術(shù)或工藝，而離它的起源相差太遠(yuǎn)。想象一下，遠(yuǎn)古時(shí)代的一個(gè)小孩，如果他生長(zhǎng)在大海邊，就有可能使用貝殼來(lái)生成他想要在具有同一形狀的東西，這樣，你就會(huì)知道模具的形成是多么容易和簡(jiǎn)單！ 這是一件非常有諷刺意味的事！人們?cè)谑褂媚＞?，但是沒(méi)有意識(shí)到自己在使用模具。當(dāng)然這與制造意義上的模具相差十萬(wàn)八千里。而我們所

22、說(shuō)的模具起源不僅是指它的制造，而且也是指它的使用。這也就是說(shuō)，在制造和使用上，對(duì)于模具的起源我們知之甚少。 但這些并不妨礙我們很好的使用模具。而正是有了模具，有了為了一定目的而制作出來(lái)模具，人類(lèi)的生活生產(chǎn)方式才顯得豐富多彩、富有意味！石器易得，卻不易制成精良工具；青銅器精良，卻需要高超技藝。一切都需要?jiǎng)?chuàng)造性的參與才成為可能！小小的石斧、石刀看起那樣不起眼，可沒(méi)有想象力或創(chuàng)造力的參與，這些都不可能。 模具的概念來(lái)源于一種對(duì)復(fù)制品的意識(shí)，它需要一種意識(shí)的參與，除此之外，它也需要一種行為作為基底?，F(xiàn)代模具工業(yè)的發(fā)展就是建立在這樣一個(gè)雙重的基礎(chǔ)之上。現(xiàn)代模具制造業(yè)高度發(fā)達(dá)，但是不應(yīng)忘了遠(yuǎn)古時(shí)代的那個(gè)可

23、能的原始起源！那個(gè)小孩使用小小的貝殼就可以復(fù)制他想要的形狀，如果他覺(jué)得這樣有意思的話。1.2.2 我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展歷史我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展歷史 20世紀(jì)上半葉，我國(guó)工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，模具用得很少。抗戰(zhàn)時(shí)期，大都是私人開(kāi)辦的模具作坊在加工、制作一些簡(jiǎn)易模具，模具技術(shù)的傳承也一般是以由有經(jīng)驗(yàn)的鉗工師傅手把手帶徒弟的方法進(jìn)行?？谷諔?zhàn)爭(zhēng)勝利后經(jīng)濟(jì)蕭條，工業(yè)水平低下，汽車(chē)工業(yè)僅做些維修工作，輕工、五金行業(yè)多是私營(yíng)的手工小生產(chǎn)作坊，電機(jī)工業(yè)也瀕于停產(chǎn)狀態(tài)，對(duì)模具的需求量都很小。與世界工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具業(yè)相比，中國(guó)模具的發(fā)展起步要晚幾十年，乃至上百年，這可從中國(guó)模具業(yè)主要事件發(fā)生年代中得到體現(xiàn)，如表1-2所示。

24、表表1-2 中國(guó)模具主要事件年表中國(guó)模具主要事件年表續(xù)表續(xù)表1-21.2.3 我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀我國(guó)模具工業(yè)的現(xiàn)狀 20年前，中國(guó)模具行業(yè)在世界上還默默無(wú)聞，經(jīng)過(guò)20年來(lái)的努力發(fā)展，現(xiàn)在的中國(guó)模具已舉世注目，模具工業(yè)產(chǎn)值僅次于日本和美國(guó)，排在世界前三位。中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對(duì)模具行業(yè)提出了越來(lái)越高的要求,也為其發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。近幾年,我國(guó)模具發(fā)展駛?cè)肓丝燔?chē)道, 正以每年15%左右的增長(zhǎng)速度穩(wěn)步發(fā)展。國(guó)內(nèi)模具在數(shù)量、質(zhì)量、技術(shù)等方面有了很大的跨躍，特別是中低檔模具在國(guó)際市場(chǎng)上存在著較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì),部分模具價(jià)格只有國(guó)際市場(chǎng)的幾分之一,再加之我國(guó)低廉的優(yōu)質(zhì)勞動(dòng)力資源、較好的技術(shù)基礎(chǔ)和基礎(chǔ)配套設(shè)施

25、,到中國(guó)來(lái)采購(gòu)模具的跨國(guó)公司越來(lái)越多。 隨著模具行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的激烈,我國(guó)一般技術(shù)水平的模具消費(fèi)已經(jīng)相對(duì)飽和,對(duì)于技術(shù)含量較高的模具產(chǎn)品的需求仍然存在較大的市場(chǎng)空間,這決定了我國(guó)模具行業(yè)在進(jìn)口替代方面大有可為。經(jīng)過(guò)10多年艱苦努力,我國(guó)已從昔日模具進(jìn)口大國(guó)悄悄向模具出口國(guó)轉(zhuǎn)變。隨著模具設(shè)計(jì)和制造水平的穩(wěn)步提高,我國(guó)模具進(jìn)口與出口之比,已從1995年的1 0.06升至2007年的1 0.688。 回顧20年來(lái)的發(fā)展歷程，看中國(guó)模具與世界的關(guān)系，可以用一句話來(lái)形容“后起之秀，大而不強(qiáng)，正在加速融入世界并實(shí)現(xiàn)國(guó)際共贏，影響日漸擴(kuò)大?！?中國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)將模具視為保證“前方”生產(chǎn)的“后方”，未把它作為產(chǎn)品，因此

26、也無(wú)法與國(guó)外開(kāi)展有效的合作。1984年中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)成立以后，才派員出席國(guó)際會(huì)議，1987年模具才被列為產(chǎn)品，應(yīng)該說(shuō)，中國(guó)模具行業(yè)的形成應(yīng)以此為始。1992年才正式加入國(guó)際組織，而且到2002年才成為ISTMA的成員，中國(guó)模具不可謂不“后起”。 中國(guó)模具的“秀”則可理解為快速進(jìn)步與快速發(fā)展。現(xiàn)在中國(guó)的模具已從20世紀(jì)90年代以前的默默無(wú)聞，不被世界所重視，變?yōu)槟壳暗氖澜缒＞呱a(chǎn)大國(guó)，并且已越來(lái)越快地融入世界。表1-3為近年來(lái)中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展情況（統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中未包括港、澳、臺(tái)的數(shù)據(jù)），表1-4為19972007年中國(guó)模具進(jìn)出口情況。表表1-3 近年來(lái)中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展情況近年來(lái)中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展情

27、況表表1-4 19972007年中國(guó)模具進(jìn)出口情況年中國(guó)模具進(jìn)出口情況 (萬(wàn)美元萬(wàn)美元) 圖1-10所示數(shù)據(jù)說(shuō)明了近9年來(lái)我國(guó)模具行業(yè)的快速發(fā)展?fàn)顩r。從圖1-10可以看出近幾年的市場(chǎng)需求趨勢(shì):銷(xiāo)售收入呈直線增長(zhǎng),特別是2005年增長(zhǎng)速度急劇加快,在這種基礎(chǔ)上,2006年和2007年增長(zhǎng)稍有變緩,2008年只有前5個(gè)月的數(shù)據(jù),增長(zhǎng)率不能說(shuō)明問(wèn)題,但從前5個(gè)月的情況可以推測(cè),到2008年底模具行業(yè)銷(xiāo)售收入將繼續(xù)保持增長(zhǎng)趨勢(shì)。圖1-10 20002008年5月模具制造業(yè)市場(chǎng)銷(xiāo)售收入變化及增長(zhǎng)趨勢(shì) 圖1-11所示為20002008年5月模具制造業(yè)工業(yè)總 產(chǎn)值及產(chǎn)銷(xiāo)率變化情況。2002年以來(lái)模具制造業(yè)一

28、直在快速發(fā)展,工業(yè)總產(chǎn)值呈直線上升趨勢(shì), 2007年比2000年增長(zhǎng)了4.37倍,產(chǎn)銷(xiāo)率也在波動(dòng)上升,這都說(shuō)明該行業(yè)良好的發(fā)展態(tài)勢(shì)。這種好的發(fā)展態(tài)勢(shì)一方面是由于國(guó)內(nèi)、國(guó)際有利的大環(huán)境,另一方面也是由于行業(yè)投資和科技創(chuàng)新力度的增加。 按“十一五”期間模具行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值年均增速12%和15%及2010年至2020年期間年均增速10%左右測(cè)算，總量目標(biāo)為：按年均增速12%推算，模具行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值2010年將達(dá)到1000億元， 2020年將達(dá)到26000億元；按年均增速15%推算，模具行業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值2010年將達(dá)到1200億元, 2020年將達(dá)到3100億元。圖1-11 20002008年5月模具制造

29、業(yè)工業(yè)總產(chǎn)值及產(chǎn)銷(xiāo)率變化情況 中國(guó)模具近年來(lái)的進(jìn)步與發(fā)展除了上述表中數(shù)字可以說(shuō)明之外，還有很重要的一個(gè)方面，就是模具產(chǎn)品質(zhì)量和水平的進(jìn)步與發(fā)展。過(guò)去做不了的現(xiàn)在能做了，部分模具已達(dá)到或接近國(guó)際先進(jìn)水平，模具出口越來(lái)越多，中國(guó)模具已被許多國(guó)際大公司列入全球采購(gòu)大名單，這是有目共睹的。目前，中國(guó)已能生產(chǎn)精度為2m、壽命達(dá)2億次的多工位級(jí)進(jìn)模，中檔和部分高檔轎車(chē)的覆蓋件模具，汽車(chē)保險(xiǎn)杠、整體儀表板、大容量洗衣機(jī)連體桶、大屏幕彩電等大型塑料模具，精度達(dá)3m的精密塑料模具，腔數(shù)達(dá)到幾千個(gè)的多型腔模具，多色注射模具，塑料異型高速擠出模具，重50多噸的大型復(fù)雜壓鑄模，子午線輪胎模具等高技術(shù)含量的模具。模具C

30、AD/CAE/CAM技術(shù)、熱流道和氣輔技術(shù)、快速成形技術(shù)、高速加工技術(shù)以及逆向工程技術(shù)、并行工程、敏捷制造、信息網(wǎng)絡(luò)等方面也取得了很大的進(jìn)步。 中國(guó)模具大而不強(qiáng)的主要表現(xiàn)：中國(guó)模具大而不強(qiáng)的主要表現(xiàn)： 所謂大，主要是指模具生產(chǎn)企業(yè)多，從事模具生產(chǎn)的人數(shù)多，生產(chǎn)總量大。中國(guó)模具行業(yè)的生產(chǎn)企業(yè)數(shù)和職工總數(shù)在世界上排名都是第一，生產(chǎn)總量排名第三，這已足夠說(shuō)明其大。 所謂不強(qiáng)，主要是指模具生產(chǎn)及其產(chǎn)品的綜合水平不高，與世界先進(jìn)水平相比要落后許多，與生產(chǎn)總量居世界第三的位置相差甚遠(yuǎn)。我們要用愚公移山的精神去追趕，不斷提高行業(yè)的自主創(chuàng)新能力，積極采用高新技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)來(lái)提高行業(yè)的總體水平，努力向模具生

31、產(chǎn)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)，這是我們的奮斗目標(biāo)。1.2.4 中國(guó)模具對(duì)世界模具的影響中國(guó)模具對(duì)世界模具的影響 中國(guó)模具對(duì)世界的影響正在不斷擴(kuò)大，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 1. ISTMA和FADMA及其他國(guó)家的模協(xié)和有關(guān)國(guó)際組織已越來(lái)越重視中國(guó)模協(xié)，邀請(qǐng)中國(guó)出席國(guó)際會(huì)議、參加國(guó)際行業(yè)活動(dòng)越來(lái)越多，到中國(guó)來(lái)考察和交流也越來(lái)越頻繁，中國(guó)模具已經(jīng)成為國(guó)際模具中的一個(gè)不可忽視的力量。2005年12月9日，中國(guó)模協(xié)與葡萄牙模協(xié)簽訂了兩國(guó)模具界關(guān)于商務(wù)合作的意向協(xié)議書(shū)，兩國(guó)總理出席了簽字儀式。 2. 隨著國(guó)際交往的日益增多，外資在中國(guó)模具行業(yè)的投入日益增加，中國(guó)模具越來(lái)越融入世界，并已逐步與國(guó)際接軌，三資企業(yè)已對(duì)中國(guó)模具

32、的發(fā)展作出了很大貢獻(xiàn)，在中國(guó)模具業(yè)中已成為主力。 3. 無(wú)論是出口還是在中國(guó)國(guó)內(nèi)使用，中國(guó)模具已為境外企業(yè)和境內(nèi)三資企業(yè)降低了不少生產(chǎn)成本，也就是說(shuō)，為世界的進(jìn)步做出了一些貢獻(xiàn)，而且這一貢獻(xiàn)將隨著中國(guó)模具的進(jìn)一步發(fā)展而不斷增大。中國(guó)模具與世界正在實(shí)現(xiàn)雙贏。 4.由于中國(guó)的過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)一直有較為優(yōu)秀且豐富的人力資源、龐大的市場(chǎng)及其他有利條件，中國(guó)已成為承接工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具業(yè)轉(zhuǎn)移的良好目的地，加速了世界模具產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移，從而也為通過(guò)這種轉(zhuǎn)移而使工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家向更高層次發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。 5. 中國(guó)龐大的模具市場(chǎng)促進(jìn)了世界模具的發(fā)展。例如，近年來(lái)隨著中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，汽車(chē)模具市場(chǎng)也得到了快速發(fā)展

33、。由于目前中國(guó)汽車(chē)模具制造水平還滿足不了市場(chǎng)需求，因而中高檔模具只能依靠大量進(jìn)口。這不但促進(jìn)了境外汽車(chē)模具生產(chǎn)的發(fā)展，而且也加速了世界汽車(chē)模具生產(chǎn)向中國(guó)轉(zhuǎn)移。汽車(chē)模具如此，其他如電子、機(jī)械、輕工、通信及辦公室設(shè)備、建材、五金等行業(yè)也有類(lèi)似情況。 從上述情況看，中國(guó)模具確實(shí)已經(jīng)與世界模具密不可分，而且中國(guó)模具在世界模具中的地位將會(huì)越來(lái)越重要，其影響也越來(lái)越大。中國(guó)模具加速融入世界并實(shí)現(xiàn)國(guó)際雙贏的局面將會(huì)進(jìn)一步發(fā)展下去。在當(dāng)今信息社會(huì)和世界經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展過(guò)程中，世界在促進(jìn)中國(guó)模具的發(fā)展，中國(guó)模具也正在并將進(jìn)一步促進(jìn)世界模具業(yè)的發(fā)展。1.2.5 中國(guó)模具存在問(wèn)題和主要差距中國(guó)模具存在問(wèn)題和主要差距

34、 目前，我國(guó)模具總量雖然已達(dá)到相當(dāng)大的規(guī)模，模具水平也已有了很大提高，但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多，也要比加拿大、英國(guó)、西班牙、葡萄牙、韓國(guó)、新加坡等國(guó)落后。存在的問(wèn)題和差距主要表現(xiàn)在下列5個(gè)方面。 1. 總量供不應(yīng)求，國(guó)內(nèi)的模具自配率只有70%左右。其中中低檔模具供過(guò)于求，中高檔模具自配率只有50%左右。 2. 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不合理。我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車(chē)間(分廠)，自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右，而國(guó)外70%以上是商品模具。國(guó)內(nèi)專(zhuān)業(yè)模具廠大多數(shù)是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國(guó)外大多是“小而專(zhuān)”、“

35、小而精”。國(guó)內(nèi)模具總量中，屬大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例不足30%，而國(guó)外在50%以上。進(jìn)出口之比2004年為3.7 1，進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口達(dá)13.2億美元，為凈進(jìn)口量最大的國(guó)家。 3. 模具產(chǎn)品水平要比國(guó)際水平低許多，而許多模具的生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際水平長(zhǎng)。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命及結(jié)構(gòu)等方面。 4. 開(kāi)發(fā)能力較差，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國(guó)模企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平也較低，不重視產(chǎn)品發(fā)，在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中常處于被動(dòng)地位。我國(guó)模具企每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元右，國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多為1520萬(wàn)美元，有的達(dá)到2530萬(wàn)美元，隨之而來(lái)的是我國(guó)模具業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差

36、，大都微利，缺乏后勁。 5. 與國(guó)際水平相比，模具企業(yè)的管理落后甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后易被發(fā)現(xiàn)，管理落后易忽視。國(guó)內(nèi)許多模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理式，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。 造成上述差距的原因很多，除了歷史上長(zhǎng)期來(lái)未將模具作為產(chǎn)品得到應(yīng)有的重視以及多數(shù)國(guó)企業(yè)機(jī)制仍不能適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)之外，還有下列幾主要原因: 1. 國(guó)家對(duì)模具工業(yè)的政策支持力度還不夠。 雖然有了正確的產(chǎn)業(yè)政策，但配套政策少，力度弱。目前享受模具產(chǎn)品增值稅先征后返的企業(yè)不足200家，杯水車(chē)薪，大多數(shù)企業(yè)仍舊稅負(fù)過(guò)重。模具企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造、采用高新技術(shù)引進(jìn)設(shè)備要交納不少稅，影響技術(shù)進(jìn)步。民營(yíng)企業(yè)貸款仍舊十分困難。 2. 人

37、才嚴(yán)重不足，科研開(kāi)發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方投入太少。 模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集、勞動(dòng)密集的行業(yè)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，能掌握和運(yùn)用技術(shù)的人才異常短缺，高級(jí)模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對(duì)科研發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視，科研單位和大專(zhuān)院校則將主要精力放在創(chuàng)收上，因而總體來(lái)看模具行業(yè)科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少，致使科技進(jìn)的步伐不大,進(jìn)展不快。 3. 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用低。 近年來(lái)我國(guó)機(jī)床行業(yè)進(jìn)步較快，已能提供比較成套的高精度加工設(shè)備，但與國(guó)外裝備相比，仍有較大差距。雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)已引進(jìn)不少國(guó)外先進(jìn)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等方面原因，引進(jìn)設(shè)備不配套、設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍備，利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好解決。 4. 專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低，模具企業(yè)之間協(xié)作差。 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全”“小而全”影響，模具專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平低，專(zhuān)業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占40%左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國(guó)際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，模具標(biāo)