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模具行业范文1
关键词:柔性制造系统 产品质量 自动化
自1967年英国研制出世界第一条FMS以后,其优越性为世界所瞩目,进入21世纪以后,随着工业技术领域技术的快速发展,现代的机械制造装备也发生了巨大的变化,对生产周期短、品种多、批量小的产品的加工需求越来越多。
模具工业是工业生产领域的基础装备。然而模具加工工艺复杂,并且使用的设备也非常多,产品品种繁多,交货期短,属于小批量加工生产,并且过度依赖熟练模具工,对经验要求较高。模具企业要想改革,就必须改变原有的、固定的制造模式,寻求新的制造技术来满足市场需求。
以机器人制造单元为代表的柔性制造技术,在模具企业中进行推广和应用,可以大大提高模具的生产效率,满足市场对产品多样化、模具小批量的生产需求,对提高模具企业的市场竞争力具有重要意义。
一、柔性制造系统的分类
1.柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)
FMC主要是NC机床(一般为加工中心),可以运行数小时无人看管,它是柔性制造的基本单元,多个FMC可以组成FMS。由于FMC规模小,建造成本低,建造周期短,见效快,适用于广大的小企业,通过更换不同的夹具与刀具,以适应不同形状产品的加工。
2.柔性制造系统FMS(Flexible Manufacuring System)
多个柔性制造单元就可以构建一个柔性制造系统,同时再配套相应的工业机器人、输送链进行物料的运输,在计算机信息系统的控制下就可以进行多样化的产品加工。
3.柔性制造工厂FMF(Flexible Manufacuring Factory)
柔性制造工厂主要利用计算机集成制造系统,将生产过程从经营决策、产品开发、设计、制造、管理、仓库保管等有机地组合成一个整体。该工厂可以实现无纸化和高度的无人化,全部由机器人来完成,可以大大提高生产效率。
通过可以加工的产品品种和产品批量,对以上三种柔性制造系统进行对比,如图1所示。
图1 柔性制造系统分类及对比
二、模具行业柔性制造系统及其组成
目前通用的模具零件的数控加工主要由加工中心、模具精雕机、线切割机床、电火花成型机、车铣复合中心、磨床、工具铣床等机床来完成,在使用的过程中存在的主要问题有以下几点。
1.人工装夹问题
目前的主要装夹方式有平口钳、专用夹具、三爪卡盘、通用组合夹具等,效率低,装夹的过程中设备是空闲的,并且人工装夹稳定性差。
2.人工对刀问题
目前的主要对刀方式有光电寻边器对刀、铣刀试切削对刀、光学对刀仪等,需要有经验的操作人员才能精确对刀,浪费时间。
3.人工检测问题
目前的主要检测方式有游标卡尺、千分尺、三坐标测量仪,耗费时间、易出现误差、工件合格率不高、浪费材料。
可以通过对现有的设备进行升级改造,加装具有统一接口的模块化夹具,完成相应模块的柔性加工,工件安装在专用的虎钳上,定位靠其背部的定位槽完成,夹紧由拉钉和钢球实现,整个加工过程只需一次装夹即可,减少了重复装夹带来的误差,并且可以在加工过程中,连同夹具到三坐标测量机上在线测量,实时的调整加工的吃刀量,保证工件一次加工到位,如图2所示。
图2 柔性制造系统的系统构成
通过对现有数控机床的各部分功能分析并进行改造,经过设计整合后重新布局的车间规划图如图3所示。
图3 柔性制造系统的设计布局
该柔性制造系统在原有设备的基础上,增加了工业机器人、物料输送链、清洗站等,主要由以下几部分组成。
(1)加工系统。主要由加工中心、模具精雕机、线切割机床、电火花成型机、车铣复合中心、磨床等组成。加工中心设置有接触传感器功能,它可改善整个加工中心功能,如自动定心、孔径自动测量、刀具磨损自动检测,自动消除间隙、X、Y、Z基准面位置自动补偿,刀具寿命监视、自动更换设备用刀具、故障监视与诊断、自适应控制。
(2)物料运输系统。该系统主要用于实现物料以及加工刀具的存储和搬运,包括工业机器人、横走式转运机械手、轨道等构成。机器人工件运输小车与机器刀具运输小车,具有相同结构,都有电磁导向装置,具有高柔性,能满足物流变化。机器人工件运输小车担任机床与装卸站之间的托扳交换,以适应不同加工的需要。刀具损坏时,按照紧急刀具更换命令,及时从刀具室领取新刀具更换。
(3)CAD/CAM系统。其总的功能是实现产品设计与生产控制集成化,自动处理加工与生产技术信息,提高生产准备效率,帮助生产部门有效地选择NC机床、设计夹具与刀具,制定加工周期,确定加工程序,准备NC数据等。
(4)信息控制系统。该系统主要负责对生产过程中各种信息进行合理的调度、规划、分析和管理,并通过计算机系统进行处理和反馈,从而对系统进行有效管理,保证系统正常运行并适应不同批量加工任务的调度及优化。
(5)产品质量检验系统。该系统主要由三坐标测量机,再配合条码扫描器和工件自动识别系统等来完成在线的自动检测。
(6)外部设备。包括自动化立体仓库、装卸站、清洗站、刀具室与自动排屑系统等。
三、柔性制造系统的优点及发展前景
柔性制造系统改变了原有的、固定的、制造模式,基本实现全自动化地完成工件的加工,并且能够保证零件的加工精度,并且可以随时改变加工工艺,完成不同产品的模具。
(1)提高模具加工的生产效率和模具产品的整体加工质量,缩短了产品的生产周期,及时保证交货期,降低了企业生产成本。
(2)通过改变工装夹具,走形制造系统可以根据产品的不同对工艺路线进行调整,来完成不同的模具,提高了模具企业的市场响应力。
(3)大大提高了模具企业的自动化程度和信息化程度,通过计算机系统进行处理和反馈,从而对系统进行有效管理,保证系统正常运行并适应不同批量加工任务的调度及优化。
(4)随着企业的自动化程度和信息化程度的提高,机床的空闲时间基本消除,根据调度,提高了企业各种机床资源的使用率。
参考文献:
[1]张欣,郑永康.一种柔性数控加工系统的概念设计[J].机床与液压,2013(8).
模具行业范文2
2002年开始,模具行业的火爆行情,有力推动了企业之间联合重组的步伐,国外模具巨头也纷纷登陆中国,与国内模具生产企业开展合资合作,形成一种群雄并起的局面。WTO产业保护期结束的日子越来越近,国内模具市场的国际化的进程也是快马加鞭,届时国内模具生产企业将会面临更为激烈的竞争,不仅在模具技术上我们与国际水平有着差距,需要提高技术水平,而且在经营管理上我们也应该借鉴吸收国外同行先进的经营管理思想和成功的企业信息化模式,结合国内企业的管理实际,尽快实现国内模具行业的信息化。这在客观上要求行业构建国内模具行业信息平台,以适应瞬息万变的市场动态和竞争环境。
这两年国内汽车模具行业一直保持着强劲的发展势头,这种良性的发展为企业信息化提供了资金保证和动力。总的来说,合资合作企业、外资企业的信息化做得比较好,整车生产企业优于改装车及零部件生产企业。这些企业也确实从中受益,如一汽大众、长安、柳州五菱等,ERP、CRM系统得到普遍使用。企业的信息化需要不断探索完善的过程。例如东风模冲公司在信息化建设的道路上,经历了由“传统流程信息化”“IT为主的信息化”“业务流程再造和IT促进的信息化”思路上的变迁。现在企业信息化已经越来越得到模具行业的广泛认同,企业之间也通过网络联系,使得电子商务空前火爆。有力地推动了企业和行业的信息化前进的步伐,尤其是为电子商务的发展提供了新的契机。
相对于国际同行来说,国内模具行业信息化建设还处于初级阶段,与国际水平接轨尚需时日。在企业内部还存在着许多实行障碍。
1、观念的问题
企业信息化是一种将企业的人、财、物等资源进行优化配置的一种管理手段。“眼见为实”的传统观念障碍在一些企业还未能突破。
2、管理的问题
企业信息化涉及企业长远的发展目标战略,组织机构的调整和业务流程的重组,而一些企业还残留着计划经济时代落后的经营体制和管理方式,这已经成为企业进行信息化的主要障碍。突破现存的落后的管理方式,重组组织机构和业务流程,才能为企业信息化的顺利进行铺平道路。信息技术带动传统制造业升级的同时,先进的管理理念和信息化的融合才能给企业带来质的飞跃。这些都是在企业高层介入下才能完成的,企业的高层领导必须重视并参与信息化工作,特别是在信息资源规划阶段。因为信息是企业的重要资源,资源的规划直接关系到如何发挥信息资源的作用,此外信息资源规划涉及企业长远的发展战略,只有高层领导才能决定这些重大的事情。
3、认识的误区
许多模具生产企业把信息化规划看成是有计划地购买管理系统,在其规划方案中主要体现出来的是财务系统、ERP系统、SCM系统、CRM系统等投资计划,好像经过若干年后,这些系统都购买齐全之后,企业的信息化也就达到一个高度了。其实这也是一种误解。
实际上企业信息化的目标需要不仅体现在信息管理系统的实施和效益指标上,信息化的效果要体现在全面的投资上面,信息规划不仅仅要考虑到信息管理系统和投资效益,除了规划问题之外还要解决好人力资源问题、安全问题等。
4、信息资源规划问题
在模具生产企业内部,不论产品的设计、材料配件的采购、加工制造和总装,还是销售和客户服务等过程,无不充满着信息的产生、流通和应用。传统企业各个部门各自为政,这些信息并没有得到有效的组织和开发利用。即使各个部门引进或者开发了自己的应用系统,但由于缺乏统一的信息资源规划,各个部门之间形成了许多“信息孤岛”,根本无法发挥信息系统的巨大效益。
实现每个部门内部、部门之间、部门与外部单位频繁、复杂的信息流畅通,充分发挥信息资源的作用,不进行统一全面的规划是不可能的。信息资源的规划作为企业信息化基础工程,就是指对企业生产经营所需要的信息,从采集、处理、传输到使用的全面规划。通过信息资源规划,可以梳理业务流程,弄清信息需求,建立企业信息标准和信息系统模型,用这些标准和模型来衡量现有的信息系统及各种应用,符合的就加以继承并加以整合,不符合的就进行改造优化或者重新开发,从而积极稳步地推动企业信息化的建设。
5、人员配合的问题
企业信息化作为企业一项战略工程,从决策决定到组织实施,都需要企业高层领导的参与,组织好队伍,两类人员(业务人员与系统分析人员)的密切合作,搞好计划控制。企业信息资源规划小组是按照职能域划分的,一般一个小组有一名系统分析人员和几名业务人员,有的业务人员通过信息化过程的实践和学习,成长为用户分析员。
企业信息化工作成功与否,往往取决于这两类人员能否密切合作。在需求分析阶段,要注意发挥业务人员的积极性和创造性;在系统建模阶段,则要更多的发挥系统分析员的知识与智慧,但还要注意吸收业务人员的管理经验和业务判断能力。
6、控制和协调的问题
在信息化过程中,必须有严谨周详的计划和执行过程中的控制协调。
控制:首先,控制系统的规模。系统的目标和边界界定后不应该在建模过程中不适当的膨胀;其次,控制系统的细化程度,不论功能模型还是数据模型要做到分解与细化得当,处理好分解与集结、粗与细的关系;最后,控制一致性,认真执行统一的规范和标准,凡是不符合标准的要及时纠正。
协调:首先要协调好部门和整体之间的信息利益,克服信息私有和自采自用的倾向,追求信息共享和全局信息资源优化管理;其次,协调好两类人员之间的关系,注意调动和保护两类人员的积极性,引导和鼓励;再次,协调好个人与集体、小组与大组之间的关系。
罗百辉表示,未来几年模具行业的信息化建设将会出现以下发展趋向。
企业内部信息化建设进程加快。加入世贸组织之后,国内模具市场国际化的进程开始提速,在信息全球化的时代,对企业的信息化建设也提出了更高的要求。
电子商务的应用将更加普遍和深化。随着各个生产企业内部信息化建设逐渐完善,各公司之间的商务活动将改变过去“线上交谈、线外交易”的情况,网上交易将更加频繁普遍。这不仅对信息安全技术提出了更高的要求,也需要国家有关部门制定相应的法律法规作为保障。
近年来,电子商务发展迅速,已经渗透到了人类的生产、生活各个方面,伴随着互联网的普及,电子商务发展的环境也不断的改善。而针对信息化与工业化融合的相关问题,沈阳机床顾问牛孟渔称:“‘两化融合’即你中有我、我中有你,信息化在企业的产品、技术、管理、服务等各方面发挥了不可替代的作用。”同时,他表示,技术融合是产品创新的重要保证。
我国国民经济不断发展,消费群体对大型、高档、全个性化的装备制造产品的需求越来越强烈,“大型、高档、全个性化产品的最佳生产制造模式是‘项目管理和项目制造’”,牛孟渔还强调,大规模定制是制造业生产模式转变的又一方向。
资金管理软件引领企业信息化新浪潮
随着我国经济的快速发展和全球化趋势的加快,企业经营规模日益扩大,并呈现集团化和国际化的发展趋势。“2010年中国企业500强”数据显示,营业收入超过1000亿元的特大型企业集团达到60家,其中民营企业达到5家。另外,在排名前200强的企业营业收入占全部企业的80.46%。可以看出,资源向大型和特大型企业集中的趋势比较明显。然而,由于企业规模扩大和产业多元化发展,导致企业资金趋于分散,许多大型集团企业面临着高存款、高贷款、高财务成本的“三高”问题。在这一过程中,强化资金的内部控制和风险管理成为企业集团化、规模化发展面临的重要课题,以资金管理软件为代表的专业管理软件在集团企业中得到了更广泛的应用,罗百辉分析认为,面临新的市场环境下,资金管理已经成为后IT时代企业信息化管理的利器。
目前,资金管理软件系统在集团企业中得到了广泛的应用,从立项、到审批、再到资金支付的过程中建立起了一套完整的审批制度。将资金管理软件运用到企业生产经营管理全过程中,从而提高了企业生产效率与经营效率,并且有效控制了企业运营过程中的风险。与ERP软件相比,资金管理软件堪称是IT软件技术与金融完美融合的产物,从根本上解决了企业在运营过程中面临的资金管理难题,尤其是对于上市的集团企业来说,资金管理软件的作用显得尤为重要。罗百辉指出,进入2011年以来,集团化、资本化、多元化成为现代企业发展的新趋势,在资金管理方面滞后的集团企业,将面临着盈利能力下降,亏损,甚至被兼并整合的危险。可以预见,在市场竞争日趋激烈,集团企业资金管理更显得尤为重要的形势下,资金管理软件将引领新一轮的企业信息化浪潮。
随着企业规模的不断扩大,资金管理已经成为集团企业管理的核心,除了一般的企业财务管理内容外,还有金融机构特殊的核算业务,需要分析集团企业的财务状况并且实现与银行的无缝对接。专业资金管理软件的优势就在于,对集团企业资金管理和商业银行运作流程长期深入的了解和研究,并且可以根据集团企业的资金管理需求提供定制化的产品及服务。管理软件在具备普通IT技术功能的同时,还需要切入智能化的分析模块,为客户的金融运作提供支持。专业资金管理软件应用最新的网络和电子银行技术,在多家商业银行的配合下,开创新地为企业提供资金流管理的解决方案,有效弥补了ERP软件在资金管理方面的不足。
企业所处宏观和微观环境的持续变化,促使企业必须通过技术手段促进管理转型,除了基本的账实相符外,企业的财务管理还需要考虑到盈利性、资本成本以及主营业务外的资金运营,企业对于财务信息的需求也从IT支撑系统和基础资源建设向更专业、更精细的业务管理软件过渡。以资金管理软件为例,国内著名调研机构赛迪顾问的《2008年中国资金管理市场研究报告》显示,中国资金管理软件市场的年均复合增长率高达76.5%,到2012年市场规模将达到24.81亿元。
OA选型原则与ERP项目应用
处在成长初期的中小企业有着什么样的根本需求?就是生存和发展的需求,生存与发展是超越企业一切的重大问题,也是中小企业首要考虑的问题。而解决这些问题就需要推进信息化建设,通过信息化改善中小企业生存环境,提高行政办公效率,增强企业综合竞争力。所以生存和发展就是中小企业信息化的核心需求。中小企业尤其是小企业要实现信息化第一步要做的事情,就是选择简单易用的产品和服务,同时要有强大而具有责任心的服务商,还有行之有效的方案,这样信息化起步就快,见效也快。
首先,中小型OA软件应采用Mysql数据库,这是现有产品中运行速度最快的数据库系统,并且用户权限设置简单、有效,具有非常出色的逼近高端数据库的性能,更重要的是该数据库是开放免费的,这样就为用户降低大量成本。 (来源:百度)
通知:《2010-2011年度全球电子商务研究报告》征订启动
日前,由编制的《2010-2011年度全球电子商务研究报告》已正式出炉,该报告也是目前国内首份自主编制的全球性电子商务报告。报告对全球电子商务进行了较为系统的总结,是各电子商务企业、专家学者、支付部门、投融资机构及有意进军电子商务的传统企业等,了解全球电子商务不可或缺的重要资料,更是投资决策与行业研究的最新题材。
在涉及地域上,报告涵盖了包括美洲、欧洲、亚洲、拉丁美洲、非洲在内的主要地区,重点以美国、韩国、日本、英国、法国的电子商务政策、措施、现状、趋势、行业、企业等为重点。
模具行业范文3
关键词:模具专业 职业岗位核心能力 专业课程体系 一体化教学
随着模具工业的升级提速,模具制造企业对人才的需求越来越大,要求也越来越高。那些既能看懂图纸、熟练使用AutoCAD、MasterCAM、UG等绘图软件,又具有一定实际操作技能的复合型人才,越来越受到企业青睐。根据本地模具产业特点和生源素质实际情况,笔者在充分调研和论证的基础上,对模具专业需要的职业岗位核心能力进行重新定位,以优化模具设计与制造专业的课程体系。
一、嵊州市模具专业相关产业现状
浙江省嵊州市机械电机产业、电器厨具产业专业特色明显,先后被命名为“中国小功率电机生产基地”、“浙江省微特电机高新技术特色产业基地”、“中国厨具之都”、“中国电声零件之都”。“二都二基地”年需模具专业技能型人才500人以上。
二、职业岗位核心能力的定义与确立
职业岗位核心能力即某一职业岗位中能完成该岗位中更多职业任务的一种或几种主要关键技术的实践能力。根据笔者对模具设计制造专业学生学习和工作的跟踪调查,通过对10家模具企业的调研,分析总结得出:模具设计与制造专业的职业岗位核心能力是“零件测绘及计算机实体造型能力、模具CAD/CAM应用能力”。因此本文把模具设计与制造专业核心职业能力主要定位在以下3个方面:模具设计能力、模具制造能力、模具软件应用能力。
三、“公共课程+核心课程+教学项目”课程体系的构建
笔者建议对模具设计与制造专业实施“公共课程+核心课程+教学项目”的课程体系。
1.公共课程——专业文化课的构建
公共课程着眼于基础性、应用性和发展性,为学生终身发展服务,应促进公共课和专业课、学生实习的有机融合。为了达到文化课与专业课协调配合,文化课可以为专业课服务,在课程设置时将模具专业课程划分为以下三类:专业文化课、专业基础理论课、专业实训课。
专业课老师和文化课老师应联合起来,制定个性化的校本教材。如模具专业教师开发的模具专业英语校本教材,它介于专业课和文化课之间,为专业进行服务,学生学习的积极性比较高。有很多对英语一筹莫展的同学,在期中期末考试中也能保证专业英语的顺利通过。
2.核心课程——专业基础理论课的构建
结合中职学生的实际需求,专业基础理论课的知识不应追求多而深,因此必须打破教材章节条框的束缚,将连贯的知识做整合,把书本知识和现实状况结合起来,建立起新的学习领域。一切以市场为导向、以需求为目标,来调整教学内容,使教学内容更贴近学生的现实生活,更具实用性。
为了达到浅化理论的目的,学校主要开设了以下理论课程:第一、二学期开设机械制图(I),第二学期开设机械制图(II)和计算机绘图(I),第三学期开设计算机绘图(II)、机械基础、模具技术基础(I),第四、五学期开设模具技术基础(II)、计算机辅助设计。
根据上述所说,整个课程体系中理论课程被相应地简化,而大大增加了应用课程,遵循“够用”这一教学理念,充分考虑当前中职学生的特点,符合中职学校“浅化理论,突出技能”的教学原则。如此一来,需要深入的专业课程将被穿插设置在一体化实践教学环节中,以便提高学生的学习兴趣,学生需要什么就学什么,同样能提升学习效果。
3.教学项目——专业实训课一体化教学的优化构建
依据模具制造高技能人才对实践能力的实际要求,对实训教学环节进行重构,实现理论与实训的一体化,根本上实现技能训练与职业能力之间的“无缝对接”。在一体化的实训教学中,笔者觉得最好的方式是:一进入学校,就让学生从简单零件的常规测量开始学习,并在测量的一个“项目”中结合学习工程图、公差、机械零件结构等其他的专业课程,完成简单零件的常规测绘练习。
长期的综合专业技能学习和训练,可以使中职生在专业实训中形成良好的专业素质。实践中,主要从以下五个模块进行:
(1)机械加工实训一体化教学模块。在前二个学期的每个学期安排4~6周时间进行工学一体化教学,依托模具制造,使学生一方面熟悉常用机械加工设备的操作方法、技巧,一方面具备正确选择机床、刀具和切削用量的能力,明确钳工、焊接等各种普通机床和设备的实用技巧,尽可能达到中级技能水平的要求,并考取相应的技能证书。
(2)模具制造一体化教学模块。整个模块教学注重模具制造的综合应用,促使学生在实际学习中,将基本理论知识和过去所掌握的普通机械加工技能融会贯通。教学时,由小组(每组5人左右)合作完成一套模具的加工、装配与调试工作。这一模块可在第三学期安排6周时间展开。
(3)模具数控加工一体化教学模块。主要安排在第四学期的1~10周进行,以数控车床、数控铣床、加工中心机床、电加工机床等教学为主,同时要求学生习惯相关常用的自动编程软件,熟练掌握多种数控机床的程序编制、操作方法、操作步骤,对模具典型零件的数控加工过程了然于胸。
(4)综合训练一体化教学模块。根据学习进度,在第四学期11-20周进行,要求学生深入模具企业的一线岗位,在熟知模具结构和各种制造方法的基础上,实战完成两套模具(一套五金模具和一套塑料模具)的设计与制造。整个流程包含模具的结构设计、磨具的材料选购、磨具的零件制造、整套模具的装配与调试、失效分析等多个环节,是理论知识和实践能力的综合应用。
(5)模具教学全真模块。利用学校与嵊州市国家高新技术企业美亚特精密机械有限公司合作共建的500平方米的教学工厂,着力培养学生模具的实践能力。让学生在全真企业的情况下,接受企业文化熏陶、7S行为实践、产品仿真教学,实现由学生向员工角色的有效转变,推进学生就业能力的全面提升,从而更好地服务地方骨干专业。这一模块安排在第五学期1~10周进行。
四、本教学体系实施的保障条件
1.师资条件
针对课改需求,应建立一支专业水平高超、专业方向明确且能够从事多方面实训教学的“双师型”教师队伍,主要包括钳工、金加工(车、铣、磨)、数控加工(车、铣、加工中心操作)及电加工实训教学等。
2.设备条件
如:电气控制实训室,钳工实训室,可从事数车、数铣仿真练习和CAD/CAM练习的机房,20工位车削实训车间以及具备数车、数铣等轮训条件的教学基地。
3.物质条件
如相应配套的模具模型最少不低于10套,学生实训所需的工、量器具,模具制造所需材料,包括钢材、铝材,以及足够的标准件。
模具专业的一体化实训教学体系是以模具企业对员工的技能要求为依据,学生能够综合应用到各种知识,体验真正的模具设计与制造,充分发挥主观能动性。总之,模具设计与制造专业教学必须紧跟先进制造技术发展的步伐,不断改革、不断更新,从而培养出满足社会需要的应用型技术人才。
参考文献:
[1]姜大源.中国职业教育改革与发展[J].职业技术研究,2012(8).
[2]张梅.基于职业核心能力培养的项目化教学模式[J].职业教育研究,2012(12).
模具行业范文4
模具是工业生产的基础工艺装备,是进行少无切削加工的主要工具。模具技术水平的高低,直接影响到产品质量、产量、成本、新产品的投产及老产品更新换代的周期以及企业产品结构调整速度与市场竞争力。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成形。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。模具又是“效益放大器”, 用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
模具工业在国民经济中的重要地位和作用表现在以下几点:
第一,模具工业是高新技术产业的一个组成部分。
第二,模具工业又是高新技术产业化的重要领域,用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平,是推动模具工业技术进步的关键环节。cad/cae/cam技术在模具工业中的应用,快速原型制造技术的应用,使模具的设计制造技术发生了重大变革。
第三,模具工业是装备工业的一个组成部分。1998年l1月召开的中央经济工作会议,首次明确提出了加大装备工业的开发力度,推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业,把它同一般的加工工业区别开来,是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。
二、冲压模具在国内的现状与发展
我国冲压模具市场的情况是:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率要低于冲压模具市场总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场价格低很多,具有一定的竞争力,因此国际市场前景看好。
模具cad/cam技术状况:21世纪开始,cad/cam技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本上都有cad/cam技术,其中部分骨干重点企业还具备cae能力。
模具设计制造能力状况:部分高精度多工位级进模和多功能模已达到世界水平,且模具制造周期也已达到国外同类模具水准;信息工程等现代制造技术已在许多模具厂得到应用等。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面,与国外相比还存在一定的差距。
模具质量状况:模具质量主要反映在精度和寿命方面,其次是结构和外观方面。当然,一套好模具,维修还应该是方便的。由于我国冲压件批量偏小,所以我国冲压模具在国内市场上寿命问题相对来说并不十分突出,而精度达不到要求、结构不合理、外观差往往成为质量的主要问题。
模具行业专业化程度及分布状况:我国模具行业专业化程度还比较低,模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%左右,我国冲压模具自产自配比例约为60%。这就对专业化产生了很多不利影响。由于自配比例高,所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。
冲压模具的发展趋势有以下几点:
1全面推广cad/cam/cae技术;2模具检测设备向精密、高效和多功能方向发展;3模具加工设备向高速、一体化方向发展;4一体化加工中心是目前正在发展的新技术;5模具材料及表面处理技术发展迅速;6模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到认同。
三、级进模的应用
先进模具之一的多工位级模具是当代所有模具中冲压功能最多、结构最复杂、生产效率和自动化程度最高的一种冲模。由于采用高硬度硬质合金等材料制造模具和采用先进的精密加工技术,多工位级进模也是使用寿命最长和模具精度很高的一种精密模具。因此,越来越被人们重视而广泛使用起来。
使用级进模的条件:
1、制件的产量比较大(一般不少于5万件,但这个数不是绝对的)。
2、制件的精度适中,一般为大于it10级,近几年随着模具加工技术的进步,多工位级进模的制造精度明显有了提高,从而使制件精度也提高,有的在it8级以内。
3、用单工序模不经济,用复合模又难于冲压加工的情况下,只能用多工位级进模。
4、用单工序模不便定位和冲压加工,只能用多工位级进模生产的某些小而复杂的微型或超小型件。这种情况下,制件的产量大小往往不去过多考虑。
四、模具设计中模具cad的优越性
在模具设计与制造中采用cad/cam技术,是模具技术发展的一个显著特点。采用cad/cam技术,无论在提高生产率、改善挤压件产品质量,还是在降低制件成本、减轻劳动强度发面,都比传统的模具设计与制造过程有绝对优势。其优越性主要表现在以下几方面:
(1)提高挤压件产品质量。过去,在人们凭经验设计计算时,不可能进行多方案综合分析比较。而采用cad之后,由于计算机的最显著特点是不怕千万次重复计算,而且效率又极高,所以能进行多方案论证,多变参数模拟。又由于在计算机系统内,可以存储模具设计标准和设计准则等各种有关设计资料,为挤压模具设计提供了科学的数据,并可极大的减少人为因素对设计质量的影响。采用优化设计方法也可使模具的参数和结构更加合理化。通过cad设计数据直接生成数控加工程序和采用数控机床加工,也可使加工出的挤压模具质量得到进一步的提高。总之,采用cad/cam技术可大幅度的提高挤压件质量。
(2)缩短模具设计和制造周期及提高生产效率。采用cad的工艺分析和绘图,大大缩减了模具设计时间,而cad与cam的集成则可显著的缩短模具从设计到制造的周期。由于模具质量的提高,可靠性增加,调整及修模时间明显减少,实际上也就是提高了生产率。
(3)减少对熟练工程技术设计人员的需求。由于设计及计算工作采用人机交互型系统,因此,对操作人员的技术水平要求不高,明显的减少了对熟练工程技术人员的需求;并且,大量的工程计算及模具图样设计都由计算机、自动绘图机来完成,所以设计人员从繁冗的设计和绘图的工作中解放出来,大大节省了劳动力,使设计人员能更好的从事其他创造性的劳动。
模具行业范文5
关键词:液态成形与模具方向;课程设计;教学改革
中图分类号:G423.07 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)03-0045-02
专业课程设计是本科教学体系中重要的实践性环节,起着促进学生将理论知识转化为实践应用能力的重要作用。专业课程设计是学生综合运用本专业前修课程的基础理论进行的工程设计的尝试,是培养学生综合应用能力和创新意识的重要手段,它是对前期理论教学效果检验和评价的一种十分有效的形式[1]。南昌航空大学材料成型及控制工程专业液态成形与模具方向(铸造方向)课程设计是《液态金属成形工艺》、《金属液态成型模具设计》和《液态金属精密成形技术》等课程教学过程的一个不可缺少的组成部分,也是液态成形与模具工程技术人员进行工程设计的基本能力训练的重要方式,其目的在于使学生巩固和扩充所学的铸造工艺知识,提高计算、识图、绘图、铸造设计手册运用和理论联系实际的能力。近年来,随着本专业学生规模不断扩大,我们及时分析铸造方向课程设计教学中出现的新问题,以提高学生铸造工艺与模具设计能力提高学生分析和解决铸造工程实际问题的能力为出发点,对铸造方向课程设计教学进行改革,取得了较好的效果。
一、铸造课程设计存在的问题
我校每届学生安排在在第7学期后4周进行课程设计。学生须在规定的时间内独立完成给定零件的铸造工艺和相应模具设计任务。学生根据铸造工艺设计手册,结合零件的材质、结构特点、技术要求和批量等对零件进行铸造工艺性分析,选择合理的铸造工艺方法,制定铸造工艺方案,确定铸造工艺参数,设计浇铸系统和冒口的形状和尺寸,设计与铸造工艺相适应的工装。铸造课程设计的主要特点是结合所学铸造专业知识解决实际生产问题,是学生首次对专业知识的综合运用[2]。因此,课程设计题目既要结合所学课堂重点内容又要符合企业生产实际。同时,为了达到培养学生独立从事工程设计能力的目的,课程设计的题目数量要足够多,应满足1人1题。随着学生规模的增大,我校铸造方向每届有3个班,约120人。课程设计教学效果未能完全达到教学大纲的要求,主要存在以下问题:(1)课程设计题目过于陈旧,与企业实际生产脱节,达不到培养学生工程实践能力的目的,与企业对学生的能力要求有一定距离;而且我校由于历史原因,题目覆盖面较窄,主要为航空用铝合金、镁合金零件为主,其他民用材料如球铁、铸钢较少,使学生再就业面上处于劣势。(2)课程设计题库零件图数量少,难以满足1人1题的要求,存在多人一题现象,起不到培养学生独立从事工程设计的能力的作用。(3)由于科研需求,引进一些非铸造专业的青年教师,这些教师本身铸造知识薄弱,缺乏铸造工程实践经验。(4)通常,学生完成课程设计的铸件不进行实际浇注实验验证,学生不清楚自己设计的铸造工艺是否合理,也就不可能提出更合理的设计方案,不利于培养学生分析问题和解决问题的能力。(5)大型现代化铸造企业已将计算机模拟技术用于优化铸造工艺设计[2、3],如果铸造专业学生在校期间不掌握铸造过程计算机模拟技术,无疑将不能适应铸造企业的要求。
二、铸造课程设计改革与实践
1.“真刀真枪”做课程设计。我校曾隶属于航空工业总公司,主要为航空企事业培养学生,课程设计主要以航空用铝合金、镁合金零件为主。1999年,南昌航空大学实行江西省人民政府与国防科工局共建后,坚持“立足江西、面向全国,服务地方、服务国防”的服务方向。大部分学生毕业后在地方企业就业,因此,我校铸造方向建立了洪都航空工业集团公司、中国南方航空工业集团有限公司、江铃汽车股份有限公司、江西宏伟汽车零部件制造有限公司、浙江阀门超达铸造有限公司等涵盖航空、地方企业的校外实践实习基地。通过协商,这些企业提供大量实际生产零件建设课程设计题库,戴斌煜等老师完成省教改课题:“液态成形与模具专业方向课程设计数据包开发(编号:JXJG-07-7-22)”。以解决企业实际生产问题为题目,使学生“真刀真枪”做课程设计。题目涵盖铝合金、镁合金、铸钢、球墨铸铁和灰铸铁等多种材质,数量满足1人1题的要求,可以满足学生根据毕业去向和兴趣选题。同时,为了确实提高学生解决工程实践能力,聘请企业铸造技术人员做兼职指导教师,和校内教师一起指导学生课程设计,强化学生液态成形工艺设计能力。
2.提高青年教师铸造工程实践能力。近五年,针对学科建设和科研需求,引进了多名非铸造专业博士、硕士青年教师充实教师队伍。但这些教师在铸造相关课程方面,尤其课程设计教学能力偏弱。为了尽快帮助青年教师提高教学能力,尤其指导课程设计实践教学能力,组织青年教师到铸造企事业单位交流学习,选派5名青年教师到校外实践实习基地进行为期半年的挂职锻炼,深入铸造生产一线,了解铸造新工艺、新设备和新材料,丰富铸造工程实践经验,提高分析和解决实际铸造工程问题的能力,达到快速提高青年教师指导学生铸造课程设计能力的目的。
3.铸造过程模拟优化铸造工艺设计。近年来,国外已经使用计算机模拟技术优化铸造工艺设计[2,3],根据铸件铸造过程模拟结果,判断铸造过程中是否会产生冷隔、浇不足、缩孔、缩松、变形和裂纹等铸造缺陷。为适应现代铸造生产的要求,在铸造课程设计中增加了铸造过程模拟的内容,用于优化铸造工艺设计。我校在第7学期铸造课程设计前开设了32学时的《铸造过程数值模拟》课程,其中16学时为上机操作,向学生讲授铸件充型过程流场模拟、凝固过程温度场模拟方面知识和技能,为课程设计打好基础。教学实践表明,课程设计引入铸造过程模拟技术,使设计结果可视化,学生可以对所设计的铸造工艺进行验证,预测出现铸造缺陷,判断铸造工艺方案的合理性,进一步优化工艺方案,提高设计质量。这些过程充分调动了学生的学习积极性和主动性,有助于培养学生创新能力、综合分析能力和解决实际问题的能力。
4.参加中国大学生铸造工艺设计大赛,提高学生铸造工艺设计能力。中国大学生铸造工艺设计大赛由国家教育部高等学校机械学科教学指导委员会、中国机械工程学会及其铸造分会、铸造行业生产力促进中心和中国机械工业教育协会等单位联合主办。举办中国大学生铸造工艺设计大赛的目的在于鼓励在校学生学习铸造专业知识,提高学生的实际操作技能,为学生提供社会实践活动的平台,为大学生就业创造有利条件和机会,为铸造企业培养优秀人才,促进我国铸造行业的发展[4]。大赛命题均来自企业实际生产零件,评审专家也以企业技术人员为主。我校铸造方向学生已连续参加三届中国大学生铸造工艺大赛,获大赛二等奖4项,三等奖5项,在中国机械工程学会铸造分会网站、大江网、中国校庆网均有宣传报道。这不仅彰显了我校人才培养的质量,也提高了我校材料成型及控制工程专业的知名度。参赛学生受益匪浅,铸造工艺设计能力和解决铸造工程实际问题能力明显提高,就业竞争力显著提高。
本课程设计教学成果已在南昌航空大学材料成型及控制工程专业液态成形与模具方向(铸造方向)07、08、09级学生中应用,并取得实质性的教学效果。(1)学生铸造工艺设计能力明显增强。近三年,指导学生获中国大学生铸造工艺设计大赛二等奖4项,三等奖5项。(2)专业建设特色凸现,人才质量明显提高。2010年,南昌航空大学材料成型及控制工程专业获批为国家特色专业建设点。(3)教师教学能力明显提高。2012年,液态成形与模具方向教学团队获南昌航空大学优秀教学团队。(4)课程设计引入铸造过程模拟技术,学生对所设计的工艺进行验证和优化,提高了设计质量。
参考文献:
[1]冒国兵,张光胜,张海涛,等.材料成型及控制工程专业课程设计改革与实践[J].安徽工业大学学报,2009,26(11):121-122.
[2]张彦敏,沈丽,郭俊卿,等.材料成型与控制专业课程设计题库建设[J].中国现代教育装备,2010,(15):68-71.
[3]李晨希,曲迎东,李润霞,等.铸造专业课程设计改革[J].中国冶金教育,2011(3):35-38.
[4]曹阳,苏仕方.浅谈参加中国大学生铸造工艺设计大赛应注意的问题[J].铸造,2011,60(3):313-314.
模具行业范文6
关键词:产品造型设计;模具专业;教学改革
中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2015)21-0232-02
一、课程设置与教学改革的必要性
模具产业是浙江制造业的重要组成部分,随着制造业的升级,整个行业已从传统的低端制造转为制造加工手段先进的高技术产业。黄岩模具协会会长说过:“用模具生产的产品的价值往往是模具自身价值的几十倍、上百倍”。这种升级使得行业中的从业人员在具备扎实的专业技能基础上向产品设计方向转变,使自身的技能适应产品设计、研发、模具制造等产品全生命周期的职业技能要求。
为适应制造业发展趋势,促使高职模具专业所培养的学生能够适应这种升级,使自身的技能得到适应与运用,强化学生设计能力培养,基于模具专业成形加工的知识体系,结合产品造型形态、结构与模具成形加工的工艺性对机电类产品设计进行设计,以达到造型美观、具有模具成形加工工艺性优良的产品设计。降低制造成本、提高模具成形产品美感与质量,提升生产效率,提高产品设计创新性与艺术性,做到产品设计的艺术与技术的完美结合。
传统的《产品造型设计》课程是基于工业设计专业知识结构基础上设置,对于缺少美术功底的模具专业学生,课程内容过于理论化,课程结构体系偏向艺术类,学生对课程内容难以理解与把握,很难将所学知识与专业应用结合起来。针对上述情况,结合模具类专业的知识结构对本课程进行教学改革,突出高职办学特点,强化综合能力培养。
二、课程教学内容体系的构建
1.课程内容体系构建原则。针对模具类专业的知识结构和特点,根据企业对模具人才技能的需求,对课程体系进行优化整合,针对模具成形工艺特点对产品造型设计的要求,有选择地设置课程内容,使课程内容与本专业知识与技能相结合,结合其在今后的工作中对产品造型设计能力的需求,有针对性地进行课程内容与讲授方式的设置,使其在把握产品造型发展趋势、产品造型能力、创造能力、创新能力、艺术审美能力与运用方面得以提升,能够把握产品造型设计方向,切实做到所学知识的“必须”与“够用”。
2.课程内容体系构建.对课程的核心知识点进行提炼,将模具成形工艺与产品造型课程知识点进行有机结合,融入造型设计所涉及的模具成形加工知识点,让学生们在学习产品造型课程的同时,兼顾考虑产品造型的成形方法、成形工艺,让产品造型设计更加符合模具成形工艺性,做到既懂设计又懂工艺,多课程知识点融入,对产品造型在模具专业中的应用有更加深入的理解与把握。
以课程内容第一部分产品造型设计概论为例,该部分具体涉及两个方面的内容,造型设计概念、要素和造型设计基本发展趋势,在课程设计上将上述两个方面的内容与模具知识点穿插结合,将造型设计要素与模具成形工艺结合,汽车造型发展与金属成形、先进汽车模具制造技术结合。融入具体设计案例贯穿知识主线,配合项目任务加深对所学知识内容的全面深入理解。
三、课程教学模式的改革与实施
利用将产品设计知识与理论融入具体的模具成形产品设计案例的方式教学,通过具体产品设计案例,分析讲解其所涵盖的知识点,并构成在模具成形产品设计时所要用到的提升核心设计能力的完整知识体系,使那些不适于工科类学生知识背景并且难以理解的设计艺术类理论内容与具体案例结合,将产品设计造型与成形加工制造工艺相结合,基于模具类学生知识体系与专业背景对设计理论进行讲解,注重结构设计与成形工艺性的结合,设计出符合制造加工工艺的产品。注重理论的理解与实际运用,使学生切实合理地运用相关设计知识,具有进行独立的模具成形产品造型设计的相关技能。
根据所归纳的知识点与知识体系将产品设计所涉及的相关知识内容融入到具体模具成形产品的设计案例中,产品案例的选择具有广泛性与针对性,涵盖工业产品的各个门类,所使用案例产品必须时代性强、代表性强。同时考虑某些产品的更新换代较快,建立相关产品库,跟踪该类型产品的最新发展趋势,以更新融入案例。所融入的案例产品要有相当一部分具有多种设计知识的分析性,可以从设计优劣两个方面进行分析。案例产品对比性强,设计创新性强,能够启发引导学生在开阔思路的同时接受所融入的相关知识点。
教学方式分为理论教学与实践,注重智力技能的训练。每个教学单元应该设置为:提出本单元所涉及的具体问题―讲授融入具体案例的相关知识―扩展讨论―总结归纳―思维训练―课业。构成完整的教学体系,在具体教学中突出互动性,对案例产品所涉及的相关知识内容分析讲授并进行讨论,让同学主动学习,开阔思路,举一反三,触类旁通。案例产品中所涵盖的知识点分析完成后,再从产品案例库中拿出其他产品案例让同学对比分析,分组讨论,分析其中设计理论与知识点的应用,同时在思维训练环节利用系统知识分析设计教师提出需要设计或改进的产品,提高学习知识点的质量。
在理论教学之后,注重相关技能的学习与训练,能够熟练运用专业产品造型设计软件(Rhino)进行计算机辅助造型设计,在进行造型训练中也是针对具体造型案例进行设计造型,在对比与工程类3D软件(如Pro/e、UG)的区别后,在工程类3D软件不擅长的复杂曲面造型领域,采用专业产品造型设计软件(Rhino)进行设计表达,做到软件之间的切换运用与互相补充。
四、结语
对模具专业《产品造型设计》课程进行教学改革,必须结合本专业学生知识结构体系特点,立足于模具行业对人才的职业技能要求,将产品造型设计课程内容与模具专业所涉及的知识进行整合、提炼,注重所学知识在模具成形加工、模具成形产品设计中的应用。利用案例进行知识点融入,调动学生学习的积极性,引导学生更好、更有兴趣地学习掌握产品造型的设计方法和设计造型理论,与岗位需求相结合,做到知识学习的学以致用。