導(dǎo)語(yǔ)：開(kāi)題報(bào)告是指開(kāi)題者對(duì)科研課題的一種文字說(shuō)明材料。這是一種新的應(yīng)用寫(xiě)作文體，這種文字體裁是隨著現(xiàn)代科學(xué)研究活動(dòng)計(jì)劃性的增強(qiáng)和科研選題程序化管理的需要而產(chǎn)生的。

　　篇一：壓鑄開(kāi)題報(bào)告

　　本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告

　　題目：

　　學(xué) 院系

　　專 業(yè)：

　　班 級(jí)：

　　學(xué) 號(hào)：

　　姓 名：

　　指導(dǎo)教師：

　　填表日期：年月日

　　一、 選題的依據(jù)及意義：

　　模具是一種重要的工藝裝備，其使用性能的好壞、壽命的高低，直接影響著一個(gè)企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，更新?lián)Q代的速度，以及經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力�，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。近年來(lái)，我國(guó)模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù)雜長(zhǎng)壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度，塑料模和壓鑄模比例增大，面向市場(chǎng)的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，“三資”及民營(yíng)企業(yè)的發(fā)展很快。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，截止2006年底，中國(guó)模具制造業(yè)規(guī)模以上企業(yè)1314家，從業(yè)人員244155人；全年完成總產(chǎn)值555.61億元，實(shí)現(xiàn)銷售收入和利潤(rùn)分別為539.58億元、46.75億元；出口10億美元，進(jìn)口14.7億美元。如果加上未統(tǒng)計(jì)的小型模具企業(yè)，估計(jì)我國(guó)現(xiàn)有的模具生產(chǎn)廠超過(guò)20000家，總從業(yè)人員50萬(wàn)人左右。生產(chǎn)壓鑄模具的企業(yè)，一般兼做其他模具，但模具生產(chǎn)企業(yè)，不都生產(chǎn)壓鑄模。由于壓鑄模生產(chǎn)的復(fù)雜性，這些企業(yè)中只有一部分企業(yè)能生產(chǎn)壓鑄模。

　　在現(xiàn)代材料加工業(yè)中，壓鑄工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)非常重要的行業(yè)。壓鑄件由于尺寸精度高、組織致密、強(qiáng)度高，在機(jī)械行業(yè)中獲得了較廣泛的應(yīng)用。許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴于壓鑄模具的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，特別是在汽車、摩托車、輕工、儀表、電子和航空航天等領(lǐng)域表現(xiàn)的尤為重要。近些年來(lái)，我國(guó)的壓鑄模無(wú)論在制造工藝、產(chǎn)品外觀質(zhì)量和尺寸精度等方面，均有明顯提高，但我國(guó)壓鑄模生產(chǎn)與國(guó)外的壓鑄模生產(chǎn)相比還是有較大差距，一些大型、精密壓鑄模具還需進(jìn)口；國(guó)內(nèi)的壓鑄件往往線條不清晰，表面光潔度也較差；國(guó)產(chǎn)模具的使用可靠性不穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)中故障較多，返修量大，單產(chǎn)量不如進(jìn)口模具高。所以本課題以鋁合金擋紗肋盤(pán)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行壓鑄模具設(shè)計(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　二、 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)：

　　。 2.1.1壓鑄工藝及壓鑄模的研究現(xiàn)狀及分析

　　我國(guó)的壓鑄工藝始于20世紀(jì)40年代。1950年代后期，壓鑄件逐漸應(yīng)用到汽車、電工和儀表等行業(yè)中，極大地促進(jìn)了壓鑄工藝的快速發(fā)展。隨后的十多年中，我國(guó)在壓鑄設(shè)備及其控制、壓鑄工藝及壓鑄材料等方面不斷取得新的進(jìn)展，自行設(shè)計(jì)了壓鑄模，壓鑄件的應(yīng)用范圍也擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床、辦公用具、軍工等領(lǐng)域。1980年代后，我國(guó)已能夠自行設(shè)計(jì)并制造出成系列的壓鑄機(jī)，并開(kāi)始將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到壓鑄工藝。近年來(lái)，由于汽車和摩托車工業(yè)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了我國(guó)壓鑄件的發(fā)展，完全能夠滿足國(guó)內(nèi)各行業(yè)對(duì)壓鑄模零件的基本

　　需求。另外，由于世界模具技術(shù)的高速發(fā)展及國(guó)內(nèi)汽車制造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大，國(guó)內(nèi)的壓鑄產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)跨越式發(fā)展，它已發(fā)展成為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，年增長(zhǎng)率保持在8％～12％。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1991年我國(guó)壓鑄件年產(chǎn)量?jī)H16.5萬(wàn)噸，2000年，年產(chǎn)量接近50萬(wàn)噸，2005年，壓鑄件年產(chǎn)量約為86萬(wàn)噸，年產(chǎn)值近400億元。壓鑄件主要應(yīng)用在汽車、摩托車、電動(dòng)工具、五金制品、電子通訊、家用電器、玩具等領(lǐng)域。當(dāng)前，正值我國(guó)汽車工業(yè)進(jìn)入高速增長(zhǎng)期，產(chǎn)量連續(xù)多年大幅度增長(zhǎng)，2006年產(chǎn)量超過(guò)700萬(wàn)輛，增大了對(duì)復(fù)雜、大型、精密壓鑄模的需求，壓鑄模具產(chǎn)業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，中國(guó)將成為世界上最大的汽車用戶，因此壓鑄產(chǎn)業(yè)必將有更廣闊的發(fā)展空間，也必將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一個(gè)重要組成部分。表2為2003~2006年我國(guó)汽車產(chǎn)量與壓鑄件產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)表�？梢灶A(yù)測(cè)，未來(lái)幾年我國(guó)壓鑄模的生產(chǎn)仍將獲得主要來(lái)自國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的強(qiáng)勁推力。

　　經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前我國(guó)壓鑄模設(shè)計(jì)已經(jīng)具有一定的水平，制造精度可達(dá)0.02～0.05mm，型腔表面粗糙度Ra0.4～0.2μm。模具制造周期：中小型的3～4個(gè)月，中等復(fù)雜的4～8個(gè)月，大型的8～12個(gè)月。模具壽命：鋁合金鑄件模具一般為4～8 萬(wàn)

　　表2 2003~2006年我國(guó)汽車產(chǎn)量與壓鑄件產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)

　　次，國(guó)外可達(dá)8～15萬(wàn)次以上。模具價(jià)格：國(guó)內(nèi)約為引進(jìn)價(jià)格的1∕4～1∕3。我國(guó)已成為世界上壓鑄大國(guó)之一，但從技術(shù)和生產(chǎn)效率上看，我國(guó)的壓鑄業(yè)仍落后于日、德、美等發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是一些大型、薄壁、精密壓鑄模具及技術(shù)含量高、制造難度大的壓鑄模一般需要進(jìn)口，而且在引進(jìn)技術(shù)的同時(shí)還需購(gòu)買(mǎi)大型壓鑄機(jī)。我國(guó)壓鑄模的設(shè)計(jì)、制造同國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在著較大的差距，主要有4個(gè)方面：一是模具壽命不長(zhǎng)；二是外觀質(zhì)量不理想；三是模具可靠性較差；四是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)率低。歸根結(jié)底是壓鑄模標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化程度低造成的。模具標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化程度對(duì)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，方便模具的維修與更換配件，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)效率等方面都具有重要的作用。在日本、美國(guó)、德國(guó)等模具發(fā)達(dá)國(guó)家，模具標(biāo)準(zhǔn)的制訂、模具標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)與供應(yīng)，形成了完善的體系。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，在1983年“全國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”成立后才開(kāi)

　　始。模具標(biāo)準(zhǔn)化落后于生產(chǎn)，更落后于世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。因此貫徹模具標(biāo)準(zhǔn)化，提高模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率，不但能有效提高模具質(zhì)量，而且能大大縮短模具生產(chǎn)周期及降低生產(chǎn)成本。有資料表明：采用模具標(biāo)準(zhǔn)件能夠使企業(yè)節(jié)約25％～45％的模具加工工時(shí)，縮短30％～40％的模具生產(chǎn)周期。隨著工業(yè)產(chǎn)品多品種、小批量、快周期生產(chǎn)的發(fā)展，為了提高模具產(chǎn)品在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的快速應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，在模具生產(chǎn)周期愈加重要的今天，提高模具標(biāo)準(zhǔn)化的意義更顯得尤為重要。

　　另外，我國(guó)壓鑄模研究不多，新技術(shù)主要依賴于國(guó)外的技術(shù)，壓鑄模具技術(shù)水平較低，已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國(guó)壓鑄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是一些大型、精密、復(fù)雜的壓鑄模，還主要依賴于進(jìn)口。盡管日前我國(guó)壓鑄模具企業(yè)規(guī)模普遍不是很大，生產(chǎn)人數(shù)不是很多，技術(shù)設(shè)備相對(duì)落后，且多集中在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省市及汽車、摩托車等工業(yè)基地，但進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)壓鑄模具的技術(shù)水平有了很大提高，不少企業(yè)已引進(jìn)和應(yīng)用了國(guó)外先進(jìn)的壓鑄模加工設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備。我國(guó)的壓鑄模具水平完全可以滿足摩托車、家電等行業(yè)的壓鑄模需求，汽車行業(yè)所用的壓鑄模國(guó)產(chǎn)化比例也越來(lái)越大，并開(kāi)始研制鎂合金模具，而且一些企業(yè)生產(chǎn)的模具還出口到工業(yè)先進(jìn)國(guó)家。壓鑄模具已開(kāi)始向復(fù)雜化、大型化、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展。

　　2.1.2 CAD∕CAM技術(shù)在壓鑄模生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展

　　我國(guó)的CAD∕CAM技術(shù)的研究起步較晚。1980年代中后期，工業(yè)界開(kāi)始認(rèn)識(shí)到CAD技術(shù)對(duì)生產(chǎn)力的巨大推進(jìn)作用，加之計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者對(duì)CAD技術(shù)研究的積極性越來(lái)越高。1990年代后，國(guó)內(nèi)一些高等院校和學(xué)者逐漸開(kāi)始對(duì)壓鑄模CAD技術(shù)進(jìn)行嘗試性開(kāi)發(fā)與研究。哈爾濱科學(xué)技術(shù)大學(xué)提出“壓鑄模CAD系統(tǒng)”，華南理工大學(xué)和東南大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“壓鑄工藝參數(shù)及缺陷判斷的專家系統(tǒng)”，具有一定的綜合優(yōu)化作用；華中科技大學(xué)對(duì)壓鑄模CAD∕CAM系統(tǒng)研究十多年，也取得了較好的效果。羅蓬根據(jù)氣體的流動(dòng)原理，研究了鋁合金壓鑄模排氣系統(tǒng)的工作狀況，給出了排氣道最小截面積的計(jì)算公式及排氣道的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出壓鑄模排氣系統(tǒng)的CAD技術(shù)。于彥東開(kāi)發(fā)出壓鑄模標(biāo)準(zhǔn)件的CAD系統(tǒng)，利用Visual Foxpro建立數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)鋁合金壓鑄模中各模板及零件進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，采用C語(yǔ)言將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化成在AutoCAD下可執(zhí)行的SCR文件，通過(guò)SCRIPT命令在AutoCAD繪圖方式下自動(dòng)生成所需的模具設(shè)計(jì)圖形文件，從而實(shí)現(xiàn)壓鑄模CAD系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。四川大學(xué)的張永紅和鄭忠俊在AutoCAD2000平臺(tái)上利用VisualC++6.0和ObiectARX2000開(kāi)發(fā)出壓鑄模推出機(jī)構(gòu)CAD系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，壓鑄模CAD技術(shù)作為衡量壓鑄工藝水平的標(biāo)志之一，逐漸

　　受到了壓鑄模設(shè)計(jì)和使用單位的高度重視，壓鑄模CAD技術(shù)的快速發(fā)展大大地提高了我國(guó)壓鑄工業(yè)的技術(shù)水平，也提高了壓鑄產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀及分析

　　世界上許多國(guó)家，特別是一些發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視模具技術(shù)的開(kāi)發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高模具制造水平，已取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的模具廠一般規(guī)模都不大，但專業(yè)化強(qiáng)，技術(shù)水平高，生產(chǎn)效率極高。大體分為兩類：一類是獨(dú)立的模具廠；另一類是隸屬于一些大的集團(tuán)公司的模具廠。

　　國(guó)外模具企業(yè)對(duì)人員素質(zhì)的要求較高，技術(shù)人員一專多能，設(shè)計(jì)人員一般能獨(dú)立完成從工藝到工裝的設(shè)計(jì)；操作人員也具備多種操作技能；營(yíng)銷人員對(duì)模具的了解和掌握也很深。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)分工比較細(xì)，缺乏具有較高綜合素質(zhì)的人員。 國(guó)外模具企業(yè)對(duì)CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家在這方面和國(guó)外差距不大，有的已達(dá)到了國(guó)外的水平。但一些中小型模具企業(yè)與國(guó)外相比，還有較大的差距。在模具的價(jià)格和制造周期上，國(guó)外模具價(jià)格一般是國(guó)內(nèi)的5~10倍，制造周期是我們的2~3倍（含模具的調(diào)試、運(yùn)輸時(shí)間)，在這兩方面，國(guó)內(nèi)模具企業(yè)是有一定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的。

　　CAD技術(shù)起始于1950年代末，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已由簡(jiǎn)單的線框式系統(tǒng)發(fā)展到參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，目前正在朝向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。模具CAD系統(tǒng)已有30多年的發(fā)展歷程，且發(fā)展快速。相對(duì)而言，壓鑄模CAD技術(shù)的研究起步較晚，但發(fā)展卻十分迅速，且可以有效地借鑒其他模具CAD的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)壓鑄模CAD系統(tǒng)。

　　壓鑄模CAD技術(shù)的發(fā)展速度相當(dāng)快，大致上經(jīng)歷了由低級(jí)到高級(jí)、由研究到應(yīng)用的過(guò)程。早期開(kāi)發(fā)的壓鑄模CAD技術(shù)的主要是能夠減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，因而僅利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能進(jìn)行壓鑄工藝參數(shù)的選擇，比較典型的是美國(guó)Enic Institute開(kāi)發(fā)的鋅壓鑄模CAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)只是將澆注系統(tǒng)中的復(fù)雜計(jì)算加以簡(jiǎn)化，而不能實(shí)現(xiàn)圖形的輸入和輸出。后來(lái)，為了充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的性能，開(kāi)發(fā)的壓鑄模CAD系統(tǒng)增加了新的功能，如在壓鑄過(guò)程可以進(jìn)行金屬填充數(shù)值模擬、壓鑄模溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬等功能，最典型的是意大利比薩大學(xué)機(jī)械技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)的“Preheat”程序，此程序可通過(guò)二維數(shù)值方法求出壓鑄模型的溫度分布，從而確定冷卻管道的分布。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，壓鑄模CAD系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。日前，較完整的壓鑄模CAD系統(tǒng)不僅能夠進(jìn)行壓鑄模設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算和選擇，而且還能夠生成和輸出圖形，并可模擬分析金

　　篇二：壓鑄模開(kāi)題報(bào)告

　　1.課題研究目的及意義

　　模具是一種重要的工藝裝備，其使用性能的好壞、壽命的高低，直接影響著一個(gè)企業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量，更新?lián)Q代的速度，以及經(jīng)濟(jì)效益和產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力�，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。近年來(lái)，我國(guó)模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù)雜長(zhǎng)壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度，塑料模和壓鑄模比例增大，面向市場(chǎng)的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，“三資”及民營(yíng)企業(yè)的發(fā)展很快。據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局統(tǒng)計(jì)，截止2006年底，中國(guó)模具制造業(yè)規(guī)模以上企業(yè)1314家，從業(yè)人員244155人；全年完成總產(chǎn)值555.61億元，實(shí)現(xiàn)銷售收入和利潤(rùn)分別為539.58億元、46.75億元；出口10億美元，進(jìn)口14.7億美元。如果加上未統(tǒng)計(jì)的小型模具企業(yè)，估計(jì)我國(guó)現(xiàn)有的模具生產(chǎn)廠超過(guò)20000家，總從業(yè)人員50萬(wàn)人左右。生產(chǎn)壓鑄模具的企業(yè)，一般兼做其他模具，但模具生產(chǎn)企業(yè)，不都生產(chǎn)壓鑄模。由于壓鑄模生產(chǎn)的復(fù)雜性，這些企業(yè)中只有一部分企業(yè)能生產(chǎn)壓鑄模。

　　在現(xiàn)代材料加工業(yè)中，壓鑄工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的一個(gè)非常重要的行業(yè)。壓鑄件由于尺寸精度高、組織致密、強(qiáng)度高，在機(jī)械行業(yè)中獲得了較廣泛的應(yīng)用。許多新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)在很大程度上依賴于壓鑄模具的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，特別是在汽車、摩托車、輕工、儀表、電子和航空航天等領(lǐng)域表現(xiàn)的尤為重要。近些年來(lái)，我國(guó)的壓鑄模無(wú)論在制造工藝、產(chǎn)品外觀質(zhì)量和尺寸精度等方面，均有明顯提高，但我國(guó)壓鑄模生產(chǎn)與國(guó)外的壓鑄模生產(chǎn)相比還是有較大差距，一些大型、精密壓鑄模具還需進(jìn)口；國(guó)內(nèi)的壓鑄件往往線條不清晰，表面光潔度也較差；國(guó)產(chǎn)模具的使用可靠性不穩(wěn)定，運(yùn)轉(zhuǎn)中故障較多，返修量大，單產(chǎn)量不如進(jìn)口模具高。所以本課題以鋁合金擋紗肋盤(pán)為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行壓鑄模具設(shè)計(jì)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　2.文獻(xiàn)綜述

　　壓鑄是在壓鑄機(jī)上進(jìn)行的金屬型壓力鑄造，是近代金屬加工工藝中發(fā)展較快的一種少無(wú)切削的特種鑄造方法。它是將熔融金屬或半液態(tài)、半固態(tài)金屬在高壓高速下充填鑄型，并在高壓下結(jié)晶凝固形成鑄件的一種方法。高壓、高速填充壓鑄模型腔是壓鑄最大的特點(diǎn)。常用的壓力為15～100MPa，填充速度(內(nèi)澆口速度)約為16～80m/s，金屬液填充模具型腔的時(shí)間極短，約為0.01~0.2s。壓鑄技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)中用于生產(chǎn)各種金屬零件，具有獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。由于壓鑄是最先進(jìn)的金屬成型方法之一，是實(shí)現(xiàn)少切削、無(wú)切削加工的有效途徑，而且壓鑄工藝的生產(chǎn)效率比較高，適宜加工制造尺寸精確、形狀復(fù)雜、表面粗糙度低及鑄件強(qiáng)度和表面硬度要求高的壓

　　鑄件，因此壓鑄工藝發(fā)展十分迅速，應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。

　　眾所周知，壓鑄件應(yīng)用的范圍很廣，幾乎涉及到所有工業(yè)領(lǐng)域，其中汽車零件的壓鑄件以其數(shù)量大、品種多、要求嚴(yán)、質(zhì)量高以及有色金屬材料用量大名列首位，在整個(gè)壓鑄產(chǎn)業(yè)中占最大份額。表1給出了各國(guó)汽車零件壓鑄件占?jí)鸿T件總量的比例。

　　表1 各國(guó)汽車零件壓鑄件占?jí)鸿T件總產(chǎn)量之比

　　2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及分析

　　2.1.1壓鑄工藝及壓鑄模的研究現(xiàn)狀及分析

　　我國(guó)的壓鑄工藝始于20世紀(jì)40年代。1950年代后期，壓鑄件逐漸應(yīng)用到汽車、電工和儀表等行業(yè)中，極大地促進(jìn)了壓鑄工藝的快速發(fā)展。隨后的十多年中，我國(guó)在壓鑄設(shè)備及其控制、壓鑄工藝及壓鑄材料等方面不斷取得新的進(jìn)展，自行設(shè)計(jì)了壓鑄模，壓鑄件的應(yīng)用范圍也擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床、辦公用具、軍工等領(lǐng)域。1980年代后，我國(guó)已能夠自行設(shè)計(jì)并制造出成系列的壓鑄機(jī)，并開(kāi)始將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到壓鑄工藝。近年來(lái)，由于汽車和摩托車工業(yè)的快速發(fā)展，極大地促進(jìn)了我國(guó)壓鑄件的發(fā)展，完全能夠滿足國(guó)內(nèi)各行業(yè)對(duì)壓鑄模零件的基本需求。另外，由于世界模具技術(shù)的高速發(fā)展及國(guó)內(nèi)汽車制造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展壯大，國(guó)內(nèi)的壓鑄產(chǎn)業(yè)也呈現(xiàn)跨越式發(fā)展，它已發(fā)展成為一個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)，年增長(zhǎng)率保持在8％～12％。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1991年我國(guó)壓鑄件年產(chǎn)量?jī)H16.5萬(wàn)噸，2000年，年產(chǎn)量接近50萬(wàn)噸，2005年，壓鑄件年產(chǎn)量約為86萬(wàn)噸，年產(chǎn)值近400億元。壓鑄件主要應(yīng)用在汽車、摩托車、電動(dòng)工具、五金制品、電子通訊、家用電器、玩具等領(lǐng)域。當(dāng)前，正值我國(guó)汽車工業(yè)進(jìn)入高速增長(zhǎng)期，產(chǎn)量連續(xù)多年大幅度增長(zhǎng)，2006年產(chǎn)量超過(guò)700萬(wàn)輛，增大了對(duì)復(fù)雜、大型、精密壓鑄模的需求，壓鑄模具產(chǎn)業(yè)獲得了前所未有的發(fā)展機(jī)遇。隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，中國(guó)將成為世界上最大的汽車用戶，因此壓鑄產(chǎn)業(yè)必將有更廣闊的發(fā)展空間，也必將成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的一個(gè)重要組成部分。表2為2003~2006年我國(guó)汽車產(chǎn)量與壓鑄件產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)表�？梢灶A(yù)測(cè)，未來(lái)幾年我國(guó)壓鑄模的生產(chǎn)仍將獲得主要來(lái)自國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的強(qiáng)勁推力。

　　經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前我國(guó)壓鑄模設(shè)計(jì)已經(jīng)具有一定的水平，制造精度可達(dá)0.02～0.05mm，型腔表面粗糙度Ra0.4～0.2μm。模具制造周期：中小型的3～4個(gè)月，中等復(fù)雜的4～8個(gè)月，大型的8～12個(gè)月。模具壽命：鋁合金鑄件模具一般為4～8 萬(wàn)

　　表2 2003~2006年我國(guó)汽車產(chǎn)量與壓鑄件產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)

　　次，國(guó)外可達(dá)8～15萬(wàn)次以上。模具價(jià)格：國(guó)內(nèi)約為引進(jìn)價(jià)格的1∕4～1∕3。我國(guó)已成為世界上壓鑄大國(guó)之一，但從技術(shù)和生產(chǎn)效率上看，我國(guó)的壓鑄業(yè)仍落后于日、德、美等發(fā)達(dá)國(guó)家，特別是一些大型、薄壁、精密壓鑄模具及技術(shù)含量高、制造難度大的壓鑄模一般需要進(jìn)口，而且在引進(jìn)技術(shù)的同時(shí)還需購(gòu)買(mǎi)大型壓鑄機(jī)。我國(guó)壓鑄模的設(shè)計(jì)、制造同國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，存在著較大的差距，主要有4個(gè)方面：一是模具壽命不長(zhǎng)；二是外觀質(zhì)量不理想；三是模具可靠性較差；

　　四是生產(chǎn)周期長(zhǎng)，生產(chǎn)率低。歸根結(jié)底是壓鑄模標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化程度低造成的。模具標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化程度對(duì)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，方便模具的維修與更換配件，提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力和生產(chǎn)效率等方面都具有重要的作用。在日本、美國(guó)、德國(guó)等模具發(fā)達(dá)國(guó)家，模具標(biāo)準(zhǔn)的制訂、模具標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)與供應(yīng)，形成了完善的體系。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，在1983年“全國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”成立后才開(kāi)始。模具標(biāo)準(zhǔn)化落后于生產(chǎn)，更落后于世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家。因此貫徹模具標(biāo)準(zhǔn)化，提高模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率，不但能有效提高模具質(zhì)量，而且能大大縮短模具生產(chǎn)周期及降低生產(chǎn)成本。有資料表明：采用模具標(biāo)準(zhǔn)件能夠使企業(yè)節(jié)約25％～45％的模具加工工時(shí)，縮短30％～40％的模具生產(chǎn)周期。隨著工業(yè)產(chǎn)品多品種、小批量、快周期生產(chǎn)的發(fā)展，為了提高模具產(chǎn)品在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中的快速應(yīng)變能力和競(jìng)爭(zhēng)能力，在模具生產(chǎn)周期愈加重要的今天，提高模具標(biāo)準(zhǔn)化的意義更顯得尤為重要。

　　另外，我國(guó)壓鑄模研究不多，新技術(shù)主要依賴于國(guó)外的技術(shù)，壓鑄模具技術(shù)水平較低，已經(jīng)嚴(yán)重制約了我國(guó)壓鑄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，特別是一些大型、精密、復(fù)雜的壓鑄模，還主要依賴于進(jìn)口。盡管日前我國(guó)壓鑄模具企業(yè)規(guī)模普遍不是很大，生產(chǎn)人數(shù)不是很多，技術(shù)設(shè)備相對(duì)落后，且多集中在沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)省市及汽車、摩托車等工業(yè)基地，但進(jìn)入21世紀(jì)后，我國(guó)壓鑄模具的技術(shù)水平有了很大提高，不少企業(yè)已引進(jìn)和應(yīng)用了國(guó)外先進(jìn)的壓鑄模加工設(shè)備及檢測(cè)設(shè)備。我國(guó)的壓鑄模具水平完全可以滿足摩托車、家電等行業(yè)的壓鑄模需求，汽車行業(yè)所用的壓鑄模國(guó)產(chǎn)化比例也越來(lái)越大，并開(kāi)始研制鎂合金模具，而且一些企業(yè)生產(chǎn)的模具還出口到工業(yè)先進(jìn)國(guó)家。壓鑄模具已開(kāi)始向復(fù)雜化、大型化、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展。

　　2.1.2 CAD∕CAM技術(shù)在壓鑄模生產(chǎn)中的應(yīng)用及發(fā)展

　　我國(guó)的CAD∕CAM技術(shù)的研究起步較晚。1980年代中后期，工業(yè)界開(kāi)始認(rèn)識(shí)到CAD技術(shù)對(duì)生產(chǎn)力的巨大推進(jìn)作用，加之計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，及國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)一些學(xué)者對(duì)CAD技術(shù)研究的積極性越來(lái)越高。1990年代后，國(guó)內(nèi)一些高等院校和學(xué)者逐漸開(kāi)始對(duì)壓鑄模CAD技術(shù)進(jìn)行嘗試性開(kāi)發(fā)與研究。哈爾濱科學(xué)技術(shù)大學(xué)提出“壓鑄模CAD系統(tǒng)”，華南理工大學(xué)和東南大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)的“壓鑄工藝參數(shù)及缺陷判斷的專家系統(tǒng)”，具有一定的綜合優(yōu)化作用；華中科技大學(xué)對(duì)壓鑄模CAD∕CAM系統(tǒng)研究十多年，也取得了較好的效果。羅蓬根據(jù)氣體的流動(dòng)原理，研究了鋁合金壓鑄模排氣系統(tǒng)的工作狀況，給出了排氣道最小截面積的計(jì)算公式及排氣道的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)出壓鑄模排氣系統(tǒng)的CAD技術(shù)。于彥東開(kāi)發(fā)出壓鑄模標(biāo)準(zhǔn)件的CAD系統(tǒng)，利用Visual Foxpro建立數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)鋁合金壓鑄模中各模板及零件進(jìn)行編程設(shè)計(jì)，采用C語(yǔ)言將數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)化成在AutoCAD下可執(zhí)行的SCR文件，通過(guò)SCRIPT命令在AutoCAD繪圖方式下自動(dòng)生成所需的模具設(shè)計(jì)圖形文件，從而實(shí)現(xiàn)壓鑄模CAD系統(tǒng)的參數(shù)化設(shè)計(jì)。四川大學(xué)的張永紅和鄭忠俊在AutoCAD2000平臺(tái)上利用VisualC++6.0和ObiectARX2000開(kāi)發(fā)出壓鑄模推出機(jī)構(gòu)CAD系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，壓鑄模CAD技術(shù)作為衡量壓鑄工藝水平的標(biāo)志之一，逐漸受到了壓鑄模設(shè)計(jì)和使用單位的高度重視，壓鑄模CAD技術(shù)的快速發(fā)展大大地提高了我國(guó)壓鑄工業(yè)的技術(shù)水平，也提高了壓鑄產(chǎn)品的國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

　　2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀及分析

　　世界上許多國(guó)家，特別是一些發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視模具技術(shù)的開(kāi)發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，提高模具制造水平，已取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的模具廠一般規(guī)模都不大，但專業(yè)化強(qiáng)，技術(shù)水平高，生產(chǎn)效率極高。大體分為兩類：一類是獨(dú)立的模具廠；另一類是隸屬于一些大的集團(tuán)公司的模具廠。 國(guó)外模具企業(yè)對(duì)人員素質(zhì)的要求較高，技術(shù)人員一專多能，設(shè)計(jì)人員一般能獨(dú)立完成從工藝到工裝的設(shè)計(jì)；操作人員也具備多種操作技能；營(yíng)銷人員對(duì)模具的了解和掌握也很深。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)分工比較細(xì)，缺乏具有較高綜合素質(zhì)的人員。

　　國(guó)外模具企業(yè)對(duì)CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家在這方面和國(guó)外差距不大，有的已達(dá)到了國(guó)外的水平。但一些中小型模具企業(yè)與國(guó)外相比，還有較大的差距。在模具的價(jià)格和制造周期上，國(guó)外模具價(jià)格一般是國(guó)內(nèi)的5~10倍，制造周期是我們的2~3倍（含模具的調(diào)試、運(yùn)輸時(shí)間)，在這兩方面，國(guó)內(nèi)模具企業(yè)是有一定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的。

　　CAD技術(shù)起始于1950年代末，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，已由簡(jiǎn)單的線框式系統(tǒng)發(fā)展

　　到參數(shù)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)，目前正在朝向智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。模具CAD系統(tǒng)已有30多年的發(fā)展歷程，且發(fā)展快速。相對(duì)而言，壓鑄模CAD技術(shù)的研究起步較晚，但發(fā)展卻十分迅速，且可以有效地借鑒其他模具CAD的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)壓鑄模CAD系統(tǒng)。

　　壓鑄模CAD技術(shù)的發(fā)展速度相當(dāng)快，大致上經(jīng)歷了由低級(jí)到高級(jí)、由研究到應(yīng)用的過(guò)程。早期開(kāi)發(fā)的壓鑄模CAD技術(shù)的主要是能夠減輕設(shè)計(jì)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，因而僅利用計(jì)算機(jī)的計(jì)算功能進(jìn)行壓鑄工藝參數(shù)的選擇，比較典型的是美國(guó)Enic Institute開(kāi)發(fā)的鋅壓鑄模CAD系統(tǒng)，該系統(tǒng)只是將澆注系統(tǒng)中的復(fù)雜計(jì)算加以簡(jiǎn)化，而不能實(shí)現(xiàn)圖形的輸入和輸出。后來(lái)，為了充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的性能，開(kāi)發(fā)的壓鑄模CAD系統(tǒng)增加了新的功能，如在壓鑄過(guò)程可以進(jìn)行金屬填充數(shù)值模擬、壓鑄模溫度場(chǎng)及應(yīng)力場(chǎng)的數(shù)值模擬等功能，最典型的是意大利比薩大學(xué)機(jī)械技術(shù)研究所開(kāi)發(fā)的“Preheat”程序，此程序可通過(guò)二維數(shù)值方法求出壓鑄模型的溫度分布，從而確定冷卻管道的分布。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，壓鑄模CAD系統(tǒng)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的發(fā)展階段。日前，較完整的壓鑄模CAD系統(tǒng)不僅能夠進(jìn)行壓鑄模設(shè)計(jì)的參數(shù)計(jì)算和選擇，而且還能夠生成和輸出圖形，并可模擬分析金屬壓鑄過(guò)程，同時(shí)輸出數(shù)控程序。日本在這方面雖研究較晚，但發(fā)展十分迅速，不僅在研究方面，更重要的是在應(yīng)用方面都取得了相當(dāng)?shù)某晒�。日本豐田汽車公司開(kāi)發(fā)的壓鑄模計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工程系統(tǒng)(CADDES)；Sharp Precision Machinery公司開(kāi)發(fā)了Scioure金屬型和壓鑄模CAD∕CAM系統(tǒng)；Yasaku公司擁有用于壓鑄模設(shè)計(jì)和制造的EVKUD CAD∕CAM系統(tǒng)等。

　　近幾年來(lái)，隨著模具行業(yè)的飛速發(fā)展和CAD技術(shù)的重要性被廣泛認(rèn)可，一些CAD商家不斷加大投入，研究開(kāi)發(fā)模具專用的CAD系統(tǒng)，推出了參數(shù)化、一體化、智能化的模具專用系統(tǒng)。最典型的是美國(guó)PTC公司與日本豐田汽車公司在Pro∕E軟件基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的模具型面設(shè)計(jì)模塊Pro∕DIEFACE等。

　　3.課題主要研究?jī)?nèi)容及擬解決的主要問(wèn)題

　　本課題主要以擋紗肋板為研究對(duì)象，借助Pro/E進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，采用AutoCAD進(jìn)行二維工程圖繪制，最終設(shè)計(jì)出一套低成本，高精度，能夠生產(chǎn)出壁厚均勻、組織致密，表面完整的壓鑄件的模具。本課題的具體研究?jī)?nèi)容包括：

　　1.產(chǎn)品工藝性分析，確定模具結(jié)構(gòu)方案。

　　2.選擇成型設(shè)備，設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)。

　　3.設(shè)計(jì)成型零件。

　　4.選擇模架，設(shè)計(jì)脫模推出機(jī)構(gòu)。

　　5.繪制模具裝配圖和零件圖。

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