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一、引言 x3 `- G+ h- s8 ~0 k5 B
振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础7 {8 \# v2 g* @. k8 |4 j& u; a
工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等. X2 b% C* e5 \! C2 U" N( C+ U. K+ x
产品中,60%~80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂- c4 j3 e; l' h' s K
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
7 G6 L( q f' |+ y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。目
7 o* I, @" W* ]! L% c* r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" E q Z5 v% x7 k# w# C, C9 p
业,从1997年开始,我国模具工业产值也超过了机床工业产值。 2 \# Z+ W2 g1 d& C; H
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,因为
% w8 w1 n( i# y4 `7 L模具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。鉴于模具工业的重要性
8 O4 k; r0 @3 C; R" g) E4 W,在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9 m2 m9 B2 {0 m# p
术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。1997年以来,又相继把模具及其加' n3 l. t0 _! W
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
0 _0 S! g' h2 W) r! b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$ q' u- @! o' b
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
+ \7 a0 ^7 y O部门对发展模具工业的重视和支持。
) ~) W) l, \) `* j* _1 G' { 现在,应该引起我们特别注意的是,1999年8月20日党中央和国务院发布的《关于加强
. n) l" V; t: g! n技术创新发展高科技实现产业化的决定》中,明确提出了高新技术产业领域。《决定》指
+ }4 h0 q: }+ X出:要在电子信息特别是集成电路设计与制造、网络及通信、计算机及软件、数字化电子
! P* N/ b* |5 K* R- \产品等方面,在生物技术及新医药、新技术、新能源、航空航天、海洋等有一定基础的高* Y% e! H5 F. a9 }2 }
新技术产业领域,加强技术创新,形成一大批拥有自主知识产权、具有竞争优势的高新技
/ c; R& g. p/ d9 g. M术产业。《决定》还指出:要加强传统产业的技术升级,注重电子信息等技术与传统产业5 u9 `: n2 z7 k0 D$ O
的嫁接,大幅度提高国产技术装备的水平。在党中央和国务院发布上述《决定》之前,197 o6 g$ z5 k+ A6 i1 c
99年7月,国家计委和科学技术部发布了《当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指& W$ @) s) y( h' ], \& f6 ~
南(目录)》,《指南》中列入了电子专用工模具、塑料成形新技术与新设备、快速原型制
3 i/ F3 _+ K, r7 q造工艺及成套设备、激光加工技术及成套设备、汽车关键零部件等。例如,采用快速原型- t8 W. I: d: R9 Y
制造技术和设备,用分层实体堆积等方法,可以将复杂的CAD模型转化为实物,使模具和产
# j1 n a, @$ P, O品的设计、评价与制造周期大大缩短,企业就能快速抢占市场,取得竞争优势。 b" x, l, ]4 J( N; S+ l6 o" ^9 K
4 T) |& e/ s9 q0 E* \* s3 {7 w e) a二、模具工业现状 0 q% H. r( Y) J* D: ?. N
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" l8 [% B3 T0 E) S6 h ]
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。模具工
: f/ a0 q2 Q8 Z! g& k. B业主要生产能力分散在各部门主要产品厂内的工模具车间,所生产的模具基本自产自用。
. l/ B: L' ~8 v3 z! F8 x据粗略估计,产品厂的模具生产能力占全国模具生产能力的75%,他们的装备水平较好,
3 R o$ f1 I2 r- n技术力量较强,生产潜力较大,但主要为本厂产品服务,与市场联系较少,经营机制不灵
& Y9 }9 R' ]' L g! G/ q) U& l活,不能发挥人力物力的潜力。模具专业厂全国只有二百家左右,商品模具只占总数的20
# `% x5 Y, }# A4 F%左右,模具标准件的商品率也不到20%。由于受旧管理体制的影响较深,缺乏统筹规划3 V. J) ?2 Z- V) F/ n6 C
和组织协调,存在着“中而全”,“小而全”的结构缺陷,生产效率不高,经济效益较差
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; K' ]3 E' ?: {! g$ i5 F h1 d 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* r( U: o* p7 W: W" x
较低。现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快,对模具的需求量加大。一般模具国. c3 g/ A% |+ H; q; m: Q4 N
内可以自行制造,但很多大型复杂、精密和长寿命的多工位级进模大型精密塑料模复杂压
! x/ ~6 ?4 _* b( t& Q铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口,近年来模具进口量已超过国内生产的商品模具的总
5 v. w! r8 k* r. j. g7 H销售量。为了推进社会主义现代化建设,适应国民经济各部门发展的需要,模具工业面临
1 d5 n2 y& m1 T8 R. X着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。
. L! n3 B- Y6 L: ~% X 改革开放20多年来,我国(除港台地区外,下同)的模具工业获得了飞速的发展,设计2 U1 q- H% n0 h2 C" `
、制造加工能力和水平、产品档次都有了很大的提高。据不完全统计,全国现有模具专业" k% G) [' A4 n4 Z
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2+ B. \$ U$ ?4 T* O- o$ s; o U- Q9 r
00亿元人民币。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; L N3 ~4 n+ \4 T( n$ [) `
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: N: X7 p# d3 T0 Y: |
。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;199% B& t5 j1 J$ ` J$ P
7年出口模具仅为7800万美元。1997年中国模具工业协会对下属的209家骨干企业(含产品
, W- w2 P P8 a1 O/ P" `" C! d9 P厂的模具车间)的统计资料表明,其模具总产值13.7亿元人民币,进口模具大约为336万美
" C( \2 W) H4 t& ~" n+ e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
2 X& D: o/ e/ B经济持续发展的瓶颈。
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1、模具工业产品结构的现状 / T$ v; j- ] i, _- h5 R7 j- \
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
4 E" [ I8 M+ d/ M P9 B9 F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%,8 r' E+ A8 i: f( U3 i( `2 m
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
: A5 ^3 I& J, r' [具产值的40%以上。 5 Y; @" m' S+ A6 M, }2 I4 l* R, b
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
r2 P" u3 q* |* V3 w" m" ^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, `1 D# n3 h/ W4 u
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
! p. W2 `7 T- D$ u* T/ U代中期国际先进水平。
2 R4 o- u, G; P/ t K6 A 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
% y$ }/ P$ ~! F& p4 h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
' J! W! t5 G5 U& g/ B6 z X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、0 G% w4 \( j" n4 i; O! c
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
7 ~0 F, o/ O! Y- t. I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
" A& p% ?2 M( }# p& S) w) p中期至90年代初期的国际先进水平。
0 y9 U* Y! s8 c- O& L: L, p9 K) _2、模具工业技术结构现状
. u. W4 [- t; D; N4 v$ m. \' S 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
. y5 Z) u. r4 H# \+ Q3 T2 u港台地区先进水平相比,还有较大的差距。
$ [% r- k* l8 ~4 ^# O! ?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
$ s. H9 f) [3 Z. |1 B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$ ?+ s5 i* X! o& o0 g/ z* [) g* |
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( e8 q* s* i% @/ c
,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
3 j0 ]4 r9 k* o) L6 c3 {! u/ f0 L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
3 X( z# P+ t" H o0 J& v/ G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
# K# [. }+ S/ R9 @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
! A* q6 Y+ Q( u$ n S) O4 p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
4 g8 C& |# X" I7 i+ j) E6 z, E8 N;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
( R8 N7 R% D& b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
" D! d; L4 @9 X* T* T! Z: W,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+ V1 [/ z* {1 |& z5 J4 }( k2 @
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
( r5 ?3 G4 @1 Y. ]+ E! S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* \" d8 D1 E2 J4 R
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
7 |0 u$ G. W0 R' q& O* N! q到充分发挥。
0 `/ }$ p. t7 e) K, S8 \. F9 h 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3 x- A% e. w/ E2 }+ {/ G; C
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,
; u3 p6 t) C I* e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
' p0 k, t& j A" H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
3 B% H# K/ |9 h1 [$ L,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' O- P7 ?* t; ~ @( {
,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
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3、模具工业配套材料,标准件结构现状 ; x# Q5 K- g7 G9 x g+ X4 J6 u
近10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: {; S. [; c& B0 ?5 {: l
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
: p1 E+ ?! O% M7 l' z2 i# f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
. ]/ |* G& o& R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5 L6 D$ O" ]7 H8 j) e J
,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! o2 G! w" I1 t, M+ k3 q
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. [6 A! U" q$ r5 E7 @& u1 [
高、外汇结算制度等因素的影响,目前推广应用不多。
2 @( } A, G. n' c 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,
2 l9 W, M# V9 C$ `2 T& Y" l- u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2 Q, f5 |* ~" o' \; ^' h+ h5 f
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
- p" {" B; d' P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。 & c) u7 Q4 g; M+ D* V) C5 W( F
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
) a i6 ^" ^6 ? {4 H5 j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、1 o' b4 U' v$ V( k
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。 + J# B4 K7 M' `( ]& p6 F
4、模具工业产业组织结构现状
- M% ~6 k6 U# K6 ? 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
% ]: G* W/ t, `0 u! m8 u0 M2 j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: W9 R( s+ l1 Z, H* F9 P7 Y% w
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
; U' Z; @+ \; P7 k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
4 `) q: E- a7 p( x. H. }, I% [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
# E* I5 ~2 _: d5 X/ V6 s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+ \8 J5 Y2 a' u
,跨部门管理困难很多。
1 C6 D# t8 N9 Z% @ 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
) }4 e. U! B. S P1 V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: R- h! d! `3 W2 i* T, I4 d
回其投资,甚至负债累累,影响发展。
: X2 z z8 J8 i8 I 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0 B* q0 Y9 ]5 l3 ?
较高,但设备利用率低。 ' l3 A+ C( ~+ ^0 z+ L
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
6 c- u: ~7 {7 h, F$ N1 \9 W+ c! y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
! x8 Q7 L+ b6 C: d' _件生产的不如用模具加工产品的”之类不正常现象存在,极大地挫伤了模具企业(包括模
0 l- X0 P8 C6 q# N. t具车间和分厂)职工的积极性。这也是模具行业留不住人才,青年技术人员和青年工人不
# S9 ~+ r( M" S2 H3 H/ J. ~愿学技术的原因之一 。 |
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