一、模具的需求量
汽车、摩托车业是国民经济五大支柱产业之一。占全国总模具量的22%。汽车换型时约有80%的模具需要更换,一个车型需模具4000多套,价值可达2亿至3亿元。每一型号的摩托车将近千副模具,价值千万元。此外,一台电冰箱需用400万元模具;一台全自动洗衣机需3千万元模具;单台彩电共需模具700万元。还有别的行业每年也需要大量的模具。
二、模具的作用
模具技术水平的高低,是衡量制造业水平高低的重要标志。在日本,模具被称为“进入富裕社会的原动力”;在德国,模具则被称为“金属加工业中的帝王”。在中国模具一直被称为“百业之母|”。
模具所形成的最终商品的产值是模具自身产值的上百倍。用模具生产制件所表现出来的高精度、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。因而,模具又被称为“效益放大器”。有人还把模具比作“印钞机”。
三、模具制造业规模
第一模具大国日本产值170亿美元左右;第二大模具大国是美国;第三模具大国中国产值93亿美元。近年来每年增长20%左右。现在中国模具行业有3万家企业,从业人数80万。年产值720亿元。预测2010年中国模具制造业产值将超过1000亿元。
以上所说的都是指专业模具厂,如果再包括使用模具的工厂,这个数字就有扩大许多。所以说我们所对应的模具行业是一个庞然大物。
四、模具关联行业人才需求
模具制造业在中国是新兴行业,作为一个行业来发展,仅仅有20多年的历史,正处于青春期。由于历史短,还没有培养出坚实可靠的模具技术人才队伍。从业人员中不知所以然者有之,知识和技术落后但必须一个萝卜顶一个坑者有之,水平不高但被挖来挖去者更是不计其数。水平高的人才非常抢手,不仅仅是技术人才,管理和技术销售人才也同样严重缺乏。人才短缺是人人都在喊的口头禅。
模具制造只是模具关联行业的一部分,另外还有远远大于模具制造业的使用模具进行制品加工的相关联制品加工业。综合两者,整个行业从业人员超过千万。整个模具相关联行业都面临同样的人才问题。估计现有技术类人员缺口有60万人。
虽然模具人才的培养已经受到重视,但是人才短缺的现象还会延续至少10年。造成此延迟的主要原因:
行业的膨胀速度在20%左右,人才短缺问题还在继续恶化。
人才培养不仅仅是读书,而必须有足够的实践学习,一般周期在5年左右。
层次高的人才短缺问题将延续更久,因为这类的人才成长期更长,培养难度更大,淘汰率又高。
五、中国模具行业前景
究竟中国的模具行业能兴旺多久?虽然现在是朝阳行业,但是,会不会马上饱和并且大量衰退?让我们从几个方面来寻找这些问题的答案。
1、规模
中国模具制造业世界排名第三,2006年的模具年产值720亿元(93亿美元)。已经达到模具第一大国日本的模具产值的一半。预测2010年中国模具制造业产值将超过1000亿元。现在中国模具行业有3万家企业,从业人数80万。以上所说的都是指专业模具厂,如果再包括使用模具的工厂,这个数字就有扩大许多。所以说我们所对应的模具行业是一个庞然大物。
2、增长
近年来中国模具制造业每年增长20%左右。这是一个什么概念?4年的光景,模具产值就翻一番。一个学制4年的学生,毕业时模具产值已经是入学时的两倍。一个刚刚进入模具岗位的技工,他刻苦专研快速进步,4年后成为一名名副其实的人才时,用人市场扩大了一倍!模具行业的职业生涯是多么令追求上进的人羡慕啊!
随着世界制造业转移趋势的继续,中国的世界制造中心地位越来越稳固。制造业的规模越来越大、层次越来越高。 2007年中国机械工业总产值突破7万亿元,比2006年增长32%,连续5年以超过20%的速度增长。估计2008年的增长仍然会超过20%。
与此相对应的是中国模具行业刚刚进入青春期,仍然处在成长期,10年之内根本看不到饱和的迹象。
3、发展规律
下一个阶段是饱和期。模具是工业之母,几乎所有常见产品都离不开模具。我们都知道一个物理定律:规模越大、惯性越大,维持不变的时间越长。模具行业规模之大,估计从饱和期开始,到出现明显的衰退,至少需要40年。
即使模具行业衰退,行业在规模上逐步缩减,估计经过30-40年的缩减之后,稳定规模也将是非常可观的。这个稳定的规模与中国内部对模具的需求有关,也与中国模具行业的竞争力有关。日本、德国等老牌模具大国的模具行业发展史给我们以参照。现在,日本的人工成本如此高,仍然是世界第一大模具国生产。轮到中国模具行业衰退到人人自卫的程度,即使有那么一天,还不得等到一个世纪之后才能出现吗?!
4、模具职业前景
从以上对中国模具行业发展规律分析可以看到,中国模具行业的职业吸引力非常高。至少两代人不必担心行业萎缩所带来的下岗问题。来吧,有志于成为有技术的人才的人,欢迎你加入模具行业!
六、模具设计流程
1、接受任务书
成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出,其内容如下:
⑴经过审签的正规制制件图纸,并注明采用塑料的牌号、透明度等。
⑵塑料制件说明书或技术要求。
⑶ 生产产量。
⑷塑料制件样品。
通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出,模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。
2、收集、分析、消化原始资料
收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料,以备设计模具时使用。
⑴消化塑料制件图,了解制件的用途,分析塑料制件的工艺性,尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么,塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理,熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度,有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析,看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差,能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外,还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。
⑵消化工艺资料,分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当,能否落实。
成型材料应当满足塑料制件的强度要求,具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途,成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。
3、确定成型方法
采用直压法、铸压法还是注射法。
解析未来模具设计行业的发展前景如何?
4、选择成型设备
根据成型设备的种类来进行模具,因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说,在规格方面应当了解以下内容:注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等,具体见相关参数。
要初步估计模具外形尺寸,判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。
5、具体结构方案:
⑴确定模具类型
如压制模(敞开式、半闭合式、闭合式)、铸压模、注射模等。
⑵确定模具类型的主要结构
选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备,理想的型腔数,在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状,表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低,生产效率高,模具能连续地工作,使用寿命长,节省劳动力。
影响模具结构及模具个别系统的因素很多,很复杂:
①型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。
对于注射模来说,塑料制件精度为3级和3a级,重量为5克,采用硬化浇注系统,型腔数取4-6个;塑料制件为一般精度(4-5级),成型材料为局部结晶材料,型腔数可取 16-20个;塑料制件重量为12-16克,型腔数取8-12个;而重量为50-100克的塑料制件,型腔数取4-8个。对于无定型的塑料制件建议型腔数为24-48个,16-32个和6-10个。当再继续增加塑料制件重量时,就很少采用多腔模具。7-9级精度的塑料制件,最多型腔数较之指出的4-5 级精度的塑料增多至50%。
②确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工,排气、脱模及成型操作,塑料制件的表面质量等。
③确定浇注系统(主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小)和排气系统(排气的方法、排气槽位置、大小)。
④选择顶出方式(顶杆、顶管、推板、组合式顶出),决定侧凹处理方法、抽芯方式。
⑤决定冷却、加热方式及加热冷却沟槽的形状、位置、加热元件的安装部位。
⑥根据模具材料、强度计算或者经验数据,确定模具零件厚度及外形尺寸,外形结构及所有连接、定位、导向件位置。
⑦确定主要成型零件,结构件的结构形式。
⑧考虑模具各部分的强度,计算成型零件工作尺寸。
以上这些问题如果解决了,模具的结构形式自然就解决了。这时,就应该着手绘制模具结构草图,为正式绘图作好准备。
解析未来模具设计行业的发展前景如何?
⑨绘制模具图
要求按照国家制图标准绘制,但是也要求结合本厂标准和国家未规定的工厂习惯画法。
在画模具总装图之前,应绘制工序图,并要符合制件图和工艺资料的要求。由下道工序保证的尺寸,应在图上标写注明"工艺尺寸"字样。如果成型后除了修理毛刺之外,再不进行其他机械加工,那么工序图就与制件图完全相同。
在工序图下面最好标出制件编号、名称、材料、材料收缩率、绘图比例等。通常就把工序图画在模具总装图上。
A、绘制总装结构图
绘制总装图尽量采用1:1的比例,先由型腔开始绘制,主视图与其它视图同时画出。
模具总装图应包括以下内容:
①模具成型部分结构
②浇注系统、排气系统的结构形式。
③分型面及分模取件方式。
④外形结构及所有连接件,定位、导向件的位置。
⑤标注型腔高度尺寸(不强求,根据需要)及模具总体尺寸。
⑥辅助工具(取件卸模工具,校正工具等)。
⑦按顺序将全部零件序号编出,并且填写明细表。
⑧标注技术要求和使用说明。
B、模具总装图的技术要求内容:
①对于模具某些系统的性能要求。例如对顶出系统、滑块抽芯结构的装配要求。
②对模具装配工艺的要求。例如模具装配后分型面的贴合面的贴合间隙应不大于0.05mm模具上、 下面的平行度要求,并指出由装配决定的尺寸和对该尺寸的要求。
③模具使用,装拆方法。
④防氧化处理、模具编号、刻字、标记、油封、保管等要求。
⑤有关试模及检验方面的要求。
C、绘制全部零件图
由模具总装图拆画零件图的顺序应为:先内后外,先复杂后简单,先成型零件,后结构零件。
①图形要求:一定要按比例画,允许放大或缩小。视图选择合理,投影正确,布置得当。为了使加工专利号易看懂、便于装配,图形尽可能与总装图一致,图形要清晰。
②标注尺寸要求统一、集中、有序、完整。标注尺寸的顺序为:先标主要零件尺寸和出模斜度,再标注配合尺寸,然后标注全部尺寸。在非主要零件图上先标注配合尺寸,后标注全部尺寸。
③表面粗糙度。把应用最多的一种粗糙度标于图纸右上角,如标注"其余3.2。 "其它粗糙度符号在零件各表面分别标出。
④其它内容,例如零件名称、模具图号、材料牌号、热处理和硬度要求,表面处理、图形比例、自由尺寸的加工精度、技术说明等都要正确填写。