模具开题报告

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一、选题依据

课题来源、选题依据和背景情况

模具是工业产品生产用的重要工艺装备，它是以其自身的最特殊形状通过一定的方式使原材料成型。模具由于其加工效率高、互换性好、节省原材料，所以得到广泛的应用，在现代生产中，60%-90%的工业产品需要使用模具加工。

按成形的对象和方式来分，模具大概可以分为三类：金属板料成形模具，如冷冲压模；金属体积成形模具，如锻造模、粉末冶金模、压铸模等；非金属材料成形模具，如塑料膜、玻璃膜、陶瓷模等。其中使用量最大的是冲压模和塑料膜，约占模具总量的80%左右。

模具是工业之母，模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益，模具是“效益放大器”，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍[1]。

模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。国民经济支柱产业，如机械、电子、汽车、石油化工和建筑，都要求模具工业的发展与之相适应，都需要大量模具，特别是汽车、电机、电器、家电和通信等产品中60%-80%的零部件都需要依靠模具成型。我国石化工业一年生产300多万吨聚乙烯，聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成型，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具。生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。

然而模具工业发展的关键是模具的技术，模具技术又涉及到多学科的交叉。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一[2]。

纵观世界经济的发展，模具工业在经济繁荣和经济萧条时代都不可或缺。经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具能跟上，而经济发展滞缓期，产品不畅销，企业必然想法设法开发新产品，这同样会给模具带来强劲需求。

因此，国内外行家都称现代模具工业是不衰的工业[3]。

目前，世界模具时常仍供不应求。近几年，世界模具市场总量一直为600-650亿美元左右，其中美国、日本、法国、瑞士等国一年出口模具约占本国模具总产量的1/3[4]。可见研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，模具在日本被誉为“进入富裕社会的原动力”，在德国则冠之为“金属加工业中的帝王”，在罗马尼亚视为“磁力工业”。可以断言，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济发展中将发挥越来越重要的作用。[5]

课题理论意义或应用价值

有限元网格划分是CAE分析之前的基础，也是重中之重。

本课题的主要特点就是使用CAD Doctor 这一软件对已经完成的三维模型进行模型的修复和简化，然后使用Moldflow这一软件进行分析前处理：划分网格并且修改网格。

使用CAD Doctor软件可以提高下一步划分网格的质量与分析运算效率。

而Moldflow是塑料注塑成型模拟分析的主导软件，它的前处理包括网格划分和注塑成型参数设定，要获得准确的分析结果，模型的前处理起着决定性的作用。好的前处理预示着好的模流分析结果；而网格的划分又是其中极为关键的一步，网格质量的好坏直接影响到分析结果的优劣[5]。

二、文献综述

国内外研究现状、发展动态；查阅的主要文献

1、国内方面：

80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，在未来的模具市场中，塑料管件在模具总量中的比例还将逐步提高。[7]

经过半个世纪的发展，模具水平有了较大提高。在塑料管件模具方面已能生产19万吨，上规模，高水平的企业越来越多！由于他的抗腐蚀、廉价等优秀品质，被应用于我国现代化建设的各个领域。精密塑料模具方面，已能生产医疗塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。所生产的这类塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平[8]。

同时在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UGⅡ、美国Parametric Technology公司的

Pro/Engineer软件等等。这些系统和软件的引进，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE 技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展[9]。

相比较，在上世纪90年代以来，大批国外CAE软件涌入国内市场，遍及国内的各个领域，国外的专家则深入到大学、院所、企业与工厂，展示他们的CAE技术、系统功能及使用技巧，因此使得国内自主研发CAE软件受到强烈打压。同时，有关管理部门在对直接为先进装备制造业服务的CAE软件核心技术的认识上产生了偏差：CAE既不属于基础科学，又不属于科技攻关，故而失去了必要的支持，使其发展举步维艰，以至于在上世纪的最后十几年国内CAE自主创新的步伐已经非常缓慢，也逐渐的拉开了与国外CAE软件的距离[10]

进入21世纪后，虽然国外CAE软件占据市场主流的现状短时间内已经无法撼动，但国内自主知识产权CAE软件逐渐市场化，获得了一定的发展：北京飞箭软件有限公司推出的FEPG、郑州机械研究所推出的紫瑞CAE、大连的大工安道公司的CAE软件Adopt.Smart；湖南大学与吉林大学开发了针对汽车结构的KMAS分析系统；华中科技大学针对铸造成型开发的华铸CAE软件；清华大学、上海交大在注塑成型CAE领域也推出了相应的分本论文由无忧论文网

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析软件[11]。

虽然国内CAE自主研发之路历经艰辛，但是广大专家学者用锲而不舍的战斗精神顽强地生存下来。尤其是在近几年，数字化产品设计的概念逐渐深入人心，国内高校技术研究和应用水平不断提高，有限元技术已经为广大企业所认可。随着国家对发展自主CAE平台已经愈发重视，国内CAE的研究已经逐渐走出低迷状态，获得了一定的发展，而且值得注意的是，有限元技术不再仅仅停留在高校中，而是更多的走向了企业。同时，更多使用方便、操作简单的专用分析软件也得到了广泛应用[12]。

2、国外方面：

我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，我国模具进出口之比为3.7﹕1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家[13]。

由此可见我国和国外的模具技术还有不小的差距。

在CAE软件技术方面，国外在上世界60年代开始开发有限元进行软件，1976年发行了第一套流动分析软件。利用CAE技术可以在模具加工前，在计算机上对整个成型过程进行模