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模具设计与制造


模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中
国虽然很早就开始制 造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80
年代后期，中国模具工业才驶入发展的 快车道。近年，不仅国有模具企业有了很
大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。 虽然中国模具工
业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复
杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中
国与国际平均水平和发达 国家仍有力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技
术发展水平的提高。结构调整方面较大差距，因此 ，每年需要大量进口模具。 中
国模具产业除了要继续提高生产能，主要是企业结构向专业化调整，产品 结构向
着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结
构改进、 多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速
切削、超精加工及抛光技术、信息 化方向发展。 近年，模具行业结构调整和体制
改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命 、中高档模具及模具标
准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及< br>其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地
区分布来看，以珠 江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部
地区，南方的发展快于北方。目前发展最快 、模具生产最为集中的省份是广东和
浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。 虽然我 国模具总量目
前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、
美 、日、法、意等工业发达国家许多。当前存在的问题和差距主要表现在以下几
方面： （1）总量供不应求 国内模具自配率只有 70左右。其中低档模具供过于
求，中高档模具自配率只有 50左右。 （2）企业组织结构、产品结构、技术结构
和进出口结构均不合理 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，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，
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为世界模具净进口量最大的国家。 （3）模具产品水平大大低于国际水平，生产
周期却高于国际水平 产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命
及结构等方面。 （4）开发能力较差，经济效益欠佳 我国模具企业技术人员比例
低，水平较低，且不重视产品开发，在 市场中经常处于被动地位。我国每个模具
职工平均年创造产值约合 1 万美元，国外模具工业发达国家大多是 15～20 万美
元，有的高达 25～30 万美元，与之相 对的是我国相当一部分模具企业还沿用过
去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 造成上 述差距的原因很多，
除了历史上模具作为产品长期未得到应有的重视，以及多数国有企业机制不能适应市场经济之外，还有下列几个原因： （1）国家对模具工业的政策支持力度还
不够 虽然国家已 经明确颁布了模具行业的产业政策，但配套政策少，执行力度弱。
目前享受模具产品增值税的企业全国只 有 185 家，大多数企业仍旧税负过重。模
具企业进行技术改造引进设备要缴纳相当数量的税金，影 响技术进步，而且民营
企业贷款十分困难。 （2）人才严重不足，科研开发及技术攻关投入太少 模具 行
业是技术、资金、劳动密集的产业，随着时代的进步和技术的发展，掌握并且熟
练运用新技术 的人才异常短缺，高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。由于
模具企业效益欠佳及对科研开发和技术 攻关重视不够，科研单位和大专院校的眼
睛盯着创收，导致模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少 ，致使模具技术
发展步伐不大，进展不快。 （3）工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低 近年来我国机床行业进步较快，已能提供比较成套的高精度加工设备，但与国外装
备相比，仍有较大差 距。虽然国内许多企业已引进许多国外先进设备，但总体的
装备水平比国外许多企业低很多。由于体制和 资金等方面的原因，引进设备不配
套，设备与附件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到 较妥善的
解决。 （4）专业化、标准化、商品化程度低，协作能力差 由于长期以来受“大
而 全”“小而全”影响，模具专业化水平低，专业分工不细致，商品化程度低。
目前国内每年生产的模具， 商品模具只占 40左右，其余为自产自用。模具企业之
间协作不畅，难以完成较大规模的模具成套任务 。模具标准化水平低，模具标准
件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，特别是对模具制造周期 有很大
影响。 （5）模具材料及模具相关技术落后 模具材料性能、质量和品种问题往往
会影 响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢材相比有较大差距。塑
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料、板材、设备性能差，也直接影响模具水平的提高。 目前，我国经济仍处于高
速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展
提供了良好的条件和机 遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，
模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国 进行模具采购趋向也十分明显。
因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中 国模具
将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步
向模具制 造强国的行列迈进。“十一五”期间，中国模具工业水平不仅在量和质
的方面有很大提高，而且行业结构 、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机
制以及技术进步的方面也会取得较大发展。 模具技术集合 了机械、电子、化学、
光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的< br>系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及
更经济的方向发展 ，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模
具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动 化的方向发展，模具企业向着技术集
成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发 展。我国模
具行业今后仍需提高的共性技术有： （1）建立在 CADCAE 平台上的先进模具设
计技术，提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平。 （2）建立在
CAMCAPP 基础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自
动化水平与生产效率。 （3）模具生产企业的信息化管理技术。例如 PDM（产品
数据管理）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及 INTERMET
平台等信息网络技术的应用、推广及发展。 （4）高速、高精、复合模具加工技< br>术的研究与应用。例如超精冲压模具制造技术、精密塑料和压铸模具制造技术等。
（5）提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造
技术。 （6 ）先进制造技术的应用。例如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳
米技术、高速扫描技术、逆向工程、 并行工程等技术在模具研究、开发、加工过
程中的应用 （7）原材料在模具中成形的仿真技术。 （8）先进的模具加工和专
有设备的研究与开发。 （9）模具及模具标准件、重要辅件的标准化技术。 （10）
模具及其制品的检测技术。 （11）优质、新型模具材料的研究与开发及其正确应
用。 （12）模具生产企业的现代化管理技术。 模具行业在“十一五”期间需要
解决的重点关键技术应是模具信息化、数字化技术和精密、超精、高速、 高效制
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造技术方面的突破。 随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展 ，各行各业对
模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重
点 应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，
需大量进口的模具和能代表 发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。模具标
准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具 行业的发展有重大影响。因
此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发 展
速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生
产周期，降低 成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因
此对于出口前景好的模具产品也应作为 重点来发展。根据上述需要量大、技术含
量高、代表发展方向、出口前景好的原则选择重点发展产品，而 且所选产品必须
目前已有一定技术基础，属于有条件、有可能发展起来的产品。 根据“十一五”
模具行业发展规划，“十一五”期间模具产品发展重点主要有如下几类： （1）
汽车覆盖件模具 冲压模具占模具总量的 40以上。汽车覆盖件模具主要为汽车配
套， 也包括为农用车、工程机械和农机配套的覆盖件模具，它在冲压模具中具有
很大的代表性，模具大都是大 中型，结构复杂，技术要求高。尤其是为轿车配套
的覆盖件模具，要求更高，可以代表冲压模具的水平。 此类模具我国已有一定的
技术基础，已为中档轿车配套，但水平还不高，能力不足，目前满足率只有一半
左右。中高档轿车覆盖件模具主要依靠进口，已成为汽车发展的瓶颈，极大的影
响着车型开发。 （2）精密冲压模具 多工位级进模和精冲模代表了冲压模具的发
展方向，精度要求寿命要求极高，主要 为电子工业、汽车、仪器仪表、电机电器
等配套。这两种模具，国内已有相当基础，并已引进了国外技术 及设备，个别企
业生产的产品已达到世界水平，但大部分企业仍有较大差距，供应总量不足，进
口很多。 （3）大型精密塑料模具 塑料模具占模具总量近 40，而且这个比例还
在上升。塑料模具 中为汽车和家电配套的大型注塑模具，为集成电路配套的塑封
模，为电子信息产业和机械及包装配套的多 层、多腔、多材质、多色精密注塑模，
为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具 等，目前虽然
已有相当技术基础并正在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量供不
应 求，每年的进口额达几亿美元。 （4）主要模具标准件 目前国内已有较大产量
的模具标准件主要是模 架、导向件、推杆推管、弹性元件等。这些产品不但国内
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配套大量需要，出 口前景也很好，应继续大力发展。氮气缸和热流道元件主要依
靠进口，应在现有基础上提高水平，形成标 准并组织规模化生产。 （5）其他高
技术含量的模具 占模具总量给 8的压铸模具中，大型薄壁精密 压铸技术含量高，
难度大。镁合金压铸模具目前虽然刚起步，但发展前景好，有代表性。子午线橡
胶轮胎模具也是发展方向，其中活络模技术难度最大。与快速成型技术相结合的
一些快速制模技术及相 应的快速经济模具具有很好的发展前景。这些高技术含量
的模具在“十一五”期间也应重点发展。

Mold design and manufacture
The mold is the manufacturing industry important craft foundation in
ourcountry the mold manufacture belongs to the special purpose
equipmentmanufacturing industry. China although very already starts to
make the mold and theuse mold but long-term drives into the
developmentspeedway. Recent years not only the state-owned mold enterprise
gap concentrates precisely tolarge-scale is complex the long life mold
domain. As a result of in aspect and so onmold precision life manufacture
cycle and productivity China and the internationalaverage the
productivityfrom now on will internal structure adjustmentand the
state-of-art enhancement. The structure adjustment aspect mainly is
theenterprise structure to the specialized adjustment the product
structure to center theupscale mold development to the import and export
structure improvement centerthe upscale automobile cover mold forming
analysis and the structure improvementthe multi-purpose compound mold and
the compound processing and the lasertechnology in the mold design
manufacture application the direction develops . The recent years the
mold profession structure adjustment and the organizationalreform step
enlarges mainly displayed in large-scale precise was complex the longlife
center the upscale mold and the mold standard letter development speed is
the common mold product The plastic mold and the compression casting
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moldproportion increases Specialized mold factory quantity and its
productivity increasequotThe three investmentsquot and the private
enterprise develops rapidly The joint stocksystem transformation step
speeds up and so on. Distributes from the area lookedtake Zhujiang Delta
and Yangtze River delta as central southeast coastal areadevelopment
quickly to mid-west area south development quickly to north. Atpresent
develops quickest the mold produces the most centralized province
isGuangdong and Zhejiang places such as Jiangsu Shanghai Anhui and Shandong
alsohas a bigger development in recent years . Although our country mold
total quantity manufacturehorizontal overall rise and fall industry
developed country and so on Yu De Americadate France Italy many. The current
existence question and the disparity mainlydisplay in following several
aspects: 1 The total quantity falls short of demand Domestic mold
assembling oneself rate only about 70. Low-grade mold center upscale mold
assembling oneself rate only our country mold production factory to be
most is from the labor moldworkshop which produces assembles oneself branch
factory from producesassembles oneself the proportion to reach as form
but overseas mostly is quotsmall butquotquotis specially small and
finequot. Domestic large-scale precise complex the long lifemold accounts
for the total quantity proportion to be insufficient 30 but overseas in50
above 2004 years ratio of the mold import and export is 3.7:1 the import
andexport balances the after net import volume to amount to 1.32 billion
US dollars isworld mold net import quantity biggest country . 3 The mold
product level greatly is lower than the international standard The
production cycle actually is the international water broadproduct level
low mainly to display in the mold precision cavity aspect and so onsurface
roughness life and structure . 4 Develops the ability badly economic
efficiency unsatisfactory our countrymold enterprise technical personnel
proportion low The level is lower also does not take the product development
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frequently is inthe passive position in the market. Our country each mold
staff average year creationoutput value approximately ten thousand US
dollars overseas mold industrydeveloped country mostly 15 to10000 US
dollars some reach as to be very many the mold long-term as the product
which should industrial policy but necessary policy few carried out
dynamics to beweak. At present enjoyed the mold product increment duty
enterprise nation 185 themajority enterprise still the tax burden is only
overweight. The mold enterprise carrieson the technological
transformations introduction equipment to extremely difficult . 2
Talented person serious insufficient the scientific research development
andthe technical attack investment too urine Mold profession is the
technology the fund the work crowded industry alongwith the time progress
and the technical development grasps the talented personwhich and skilled
utilizes the new technology exceptionally short the invests too few in
the scientific research development and the technicalattack aspect causes
the mold technological development step not to be bigprogresses not quick .
3 The craft equipment level to be low also necessary is not good the use
factorlow recent years our country engine bed profession progressed
quickly ableto provide the quite complete precision work equipment but
compared with theoverseas equipment still the overseas many enterprises.
As a result ofaspect the and so on system and fund reason introduces the
equipment not notnecessary the equipment and the appendix not necessary
phenomenon are extremelycommon the equipment utilization rate low question
cannot obtain the comparativelyproperly solu.


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