机械工程师论文格式.docx

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机械工程师论文格式

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【篇一：

机械工程师论文】

浅谈中国模具现状

摘要：

本文根据我国注塑模具，同日本注塑模具进行比对分析，并通过比较，以个人见解希望为提高中国的模具行业的整体水平给一点参考。

同时希望中国对于日本要依照取其精华去其糟粕为原则，强我中华。

关键词：

注塑模具

随着中国模具技术的不断提高，日本已失去了大部分模具在中国市场的竞争力，份额已大大缩减，只蜷缩在了极个别的高技术的模具领域，因为中国的加工水平与日本还有差距，再加上竞争激烈，中国企业利润微薄，无力开展大量的研发工作。

但这只是时间问题，中国企业一定能全面超越日本企业。

对于日本这样一个自然资源严重匮乏的国家来说，人的创造力是唯一的资源。

只有依靠人不断创造出新的产品，日本才能够在这个全球化的时代得以生存和发展，从这个意义上来说，把制造业称为日本的立国之本是恰如其分的。

正是因为如此，中国模具行业的繁荣，才会如此刺激日本产业界的神经。

有着丰富资源的中国如果掌握了制造业的精髓，并能不断将其升华，那么日本生存的根基就会受到动摇。

为了应对来自中国的威胁，日本模具企业绞尽脑汁。

由于具有技术上的优势，因而充分发挥日本模具企业高、精、尖的技术特点，就成了普遍的共识。

日本政策研究学院教授桥本久义认为，一般来说中国模具与日本模具相比是“1/3的成本、1/2的质量”。

也就是说，根据质量要求的不同，一部分用户会满足于“1/3的成本、1/2的质量”，另一部分则不会。

这就是日本模具行业在面对中国同行竞争时自信的根本。

本文希望透过对比，给在模具行业的中国机械工程师一个参考，如何提高我国的模具技术及质量给出一些参考意见。

1从模具的设计、精度、寿命、使用、保养及维护方面列出中日模具的比对。

1.1中日模具设计比照。

1.1.1模具的选材

（一）满足工作条件要求

1．耐磨性

坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。

所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

硬度是影响耐磨性的主要因素。

一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。

另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。

2．强韧性

模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。

为防止模

具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。

模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

3．疲劳断裂性能

模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。

其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。

模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。

4．高温性能

当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。

因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。

5．耐冷热疲劳性能

有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。

冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。

6．耐蚀性

有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出hci、hf等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。

（二）满足工艺性能要求

模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。

为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。

1．可锻性

具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。

2．退火工艺性

球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。

3．切削加工性

切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。

4．氧化、脱碳敏感性

高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。

5．淬硬性

淬火后具有均匀而高的表面硬度。

6．淬透性

淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。

7．淬火变形开裂倾向

常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。

常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。

8．可磨削性

砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。

（三）满足经济性要求

在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。

因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。

以上为国内厂商的选择标准和项目。

其实在此基础上，日本更注重按照产品的需求来选择材料，如果一个产品寿命是5年，选用10年~20年都可使用的材质，是根本不必要的浪费；相反，如果为了经济和加工选择了低要求的材料，没有用到5年已经要报废了，结果又开一套，导致费用的double。

这些都是不必要的浪费。

所以根据产品的特性需求选择是更高一筹的选择。

1.1.2模具的设计

从设计方面模流分析，中国和日本差异不大。

但中国更注重模具的形状设计，形状设计和实际的基本一致，没有考虑到材料的膨胀和变形及收缩比率。

所以往往注塑的成品同实际公差比较大。

另外中国的模具行业发展比较晚，导致设计经验不足。

从而设计是过分依赖于国标，没有考虑实际的使用的相关内容。

也没有详细的针对性的经验标准的传承文件及技术公告。

新手也比较多。

依据个人的认知设计和传承，往往都是部分的经验值及专业性的内容流失。

例如：

设计pbt,pet等易产生废气的材料的模具时，按照中国国标的板厚设计的，当使用一段时间后，会产生很多毛边。

大部分是因为板厚不足，导致模板变形形成缝隙。

注塑成型时产生，在模腔产生的气体附在结合缝隙处。

新的模具使用时为弹性变形，产品不会产生毛边，但使用一段时间后，这种弹性变形已经变成塑性变形时，产品开始产生毛边。

并且这种毛边去除困难。

产品的品质无法使用。

1.2模具的精度和寿命模具精度的内容包括四个方面:

尺寸精度、形状精度、位置精度、表面精度。

由于模具在工作时分上模、下模两部分，故在四种精度中以上、下模间相互位置精度最为重要。

模具精度是为制品精度服务的,高精度的制品必须由更高精度的模具来保证,模具精度一般须高于制件精度2级或者2级以上。

据了解在世界模具产业竞争日趋白炽化的今天，各国的模具产业为了提高自身的竞争力，使尽浑身解数。

为了提高日本模具产业的竞争力，目前，日本正在加紧研发高精度长寿命模具，增加使用模具成型工件的次数，增加模具的使用寿命。

如果日本模具生产企业能够普遍的提高模具的精度和使用寿命，便可减少下游模具使用行业的修补及更换模具的费用运行成本。

这样就能够降低加工所耗费的总成本，使世界模具采购商更加青睐日本模具。

因此，高精度长寿命或成日本模具产业的最大竞争力。

在这种趋势的推动下，日本nagaseintegrex公司提出了制造高精度模具用于量产的方案，并开发了高精度研磨模具的平面研磨机等。

使用这些机床，可对经过淬火处理后的机械构造用碳钢s45c工件进行表面粗糙度（ra）控制在平均为11nm、最大高度（rz）为103nm水平的高精度镜面加工。

而且，用普通的模具钢也可获得同等的精度。

1.3模具的使用和保养

首先，模具的寿命和保养频率是成正比的。

中国目前的使用，只要模具没有发现问题，不会特意对模具进行拆卸和保养。

但这种做法非常危险，当发现问题以后再进行维修时，发现模具已经不能回复为原来使用状态。

导致产品的品质越来越差，会大大减少模具使用寿命。

因此需要对模具制定合理的保养和维护计划。

例如：

经常使用的模具，按照模次来制定保养计划；非经常使用的模具，也要按照时间制定保养计划。

普遍认为不使用的模具不需要保养，这是个错误的认知，因为所用到的润滑油等是有保质期的，所以不使用模具也要定期保养。

2、从从事模具行业人员的认知和专研的态度做对比。

中国的从业人员，往往被大量的生产所累，只是为了制造而制造，没有对模具的实际产品和设计相结合，将经验得来的相关内容进行整理和存档，从而可以很好的传承相应的经验和检讨不足之处，也避免了设计不足重复的发生。

日本的从业人员，一般在此行业都会从业几十年，更多的将生产的经验整理变成技术传承，并且不断的研制怎样才能一次性设计和生产出更好的模具。

中国的从业人员当有十几年的经验已经算是经验充足的人员，但马上会为了急于赚钱而另立门户进行模具的生产和加工。

大部分人缺乏敬业和专研精神。

本文按照对比的方式说明现有的中国模具行业的现状，希望在三十年后，中国模具行业能追比日本，并具有大批的专业人员带领模具行业走向高精尖的道路。

【篇二：

机械工程师论文】

摘要：

医疗器械产品，尤其是内植入物，螺纹的加工质量将直接影响零件的加工质量。

医疗器械产品螺纹的加工特点：

材料使用钛及合金，属于难加工材料；螺纹小径小，旋合长度长，工艺系统的刚性差；螺纹属于非标螺纹，刀具需采用专用刀具。

本文通过总结实际加工中螺纹加工方法，采用的是先进的纵切机床（瑞士车），提高加工零件工艺系统的刚性，此类螺纹的加工采用车削的方法，运用宏程序数控编程方法，准确的分解螺纹加工步骤，使加工过程中零件的切削力大大较低，保证了良好的工系统刚性。

并对加工过程中的注意事项进行了分析和说明，使数控加工工艺人员能够较快的掌握此类螺纹加工方法，解决此类零件的加工问题。

关键词：

刀具、纵切机床、仿形车削螺纹、宏程序编程

钛合金非标螺纹加工方法，是采用先进的纵切加工机床，通过编制宏程序，采用减小螺纹刀具刀宽，分段、分部分进行螺纹加工。

与普通的螺纹加工方法相比，减少切削力，多方面提高工艺系统的刚性，从而实现对超长，超小径螺纹的加工。

加工零件图如下：

刀具的选择。

我厂的钛合金加工，已经非常娴熟，对于钛合金螺纹刀具的几何角度已经有很深的研究。

各种角度，与其他资料的对比。

本次加工的刀具与常规刀具的对比如下图（前图为仿形车削螺纹图，后图为普通车削螺纹图）：

此次加工刀具的宽度与普通加工方法的刀具宽度减少（1.67-0.95）/1.67=43.1%，

刀具与零件本身的接触面积大大减少，根据切削力的计算公式：

在相同的切削条件下，减少面积，可以减少切削力。

刀具由本厂刃磨，刀具的角度由长期加工经验来确定，适合钛合金加工，使用寿命长，刀具的成本较低，加工质量稳定。

从刀具的生产成本来讲，大大降低了成本。

机床的选择。

纵切机床，一种先进的加工机床，对于小零件的加工有着突出的表现。

机床的原理如下图。

主轴进行送料的移动，导套可与刀具始终位置保持不变，切削力对工艺系统的影响不变，工件的变形小，提高工艺系统的刚性，加工质量好，质量稳定。

传统的加工机床，零件本身不能z轴方向上移动，刀具相对于工件移动，整个过程的切削力，对于工件各个部分的影响不一致，中间部分变形最大，工艺系统的刚性较差，螺纹的加工质量较差。

纵切机床对于工艺系统的刚性提高，有着非常大的优势，也为本次试验取得成功提供了保证。

加工方法。

螺纹的加工方法很多，传统加工方法（车、铣）有车削螺纹，用旋风铣铣削螺纹，仿形车削螺纹等。

车削螺纹可以采用“左右进刀”的方法进行加工，但对于此类细长零件的加工，加工过程中，刀的接触面积始终比仿形车削螺纹的大，加工路线如下图（前图为仿形车削螺纹图，后图为普通车削螺纹图）：

通过图形比较来看，仿形加工有着非常大的优势。

对于此类螺纹普通数控机床几乎不能进行加工，先进的旋风铣，对于细小螺纹的加工，也存在工艺系统的刚性问题及刀片价格比较昂贵，使用寿命短等问题，成为加工此类零件的颈瓶。

编成方法。

采用宏程序仿形加工，加工路线如上图。

普通编程方法编程的加工路线如上图。

两种方法的比较仿形加工路线是点的集合，普通方法加工，是一个x向的进给运动。

仿形加工刀具的接触面积始终很小，而传统螺纹加工方法，刀具接触面积越来越大，到牙型底面接触面积达到最大。

接触面积越大，其他方面相同的情况下，切削抗力会很大，工艺系统刚性低，就很容易车断，扎刀等现象。

宏程序的编程方法的优势，减少切削抗力，保证此类零件的加工。

加工程序宏程序如下。

t300

g0x11.5z8.5t3

m3s800

g4x2.0

g65p0002k0.05b25.0e0.6c0.1f2.5x0.1d6.5h3.0a5.0w60.0

宏程序调用。

g0x10.0

g0t0

宏程序

o0002

n10

#139=#6*#2*#8*#3*#9*#24*#7*#11*#1*#23

if[#139eq0]goto666

#101=#5002（z）当前z值

#102=#5001（x）当前x值

#111=#102-#7（ug）刀具距原材料距离#112=#102-#11（ub）刀具到螺纹底径的距离#103=[[tan[#1]]*#24]/2（k）z轴方向的进给量#126=[[tan[#1]]*[#7-#11]]/2（ki）z轴方向的左侧加工量#120=#102

#127=#111

#121=#101+#126

g0z#121

while[#127lt#112]do1

#120=#120-#24（i）

#127=#127+#24（u）

#121=#121-#103（zi）

g32u-[#111]w[#111/2]f#9左侧螺纹车削g32w#23f#9

g32u#111w[#111/2]f#9

【篇三：

机械工程师论文】

浅谈中国模具现状

摘要：

本文根据我国注塑模具，同日本注塑模具进行比对分析，并通过比较，以个人见解希望为提高中国的模具行业的整体水平给一点参考。

同时希望中国对于日本要依照取其精华去其糟粕为原则，强我中华。

关键词：

注塑模具

随着中国模具技术的不断提高，日本已失去了大部分模具在中国市场的竞争力，份额已大大缩减，只蜷缩在了极个别的高技术的模具领域，因为中国的加工水平与日本还有差距，再加上竞争激烈，中国企业利润微薄，无力开展大量的研发工作。

但这只是时间问题，中国企业一定能全面超越日本企业。

对于日本这样一个自然资源严重匮乏的国家来说，人的创造力是唯一的资源。

只有依靠人不断创造出新的产品，日本才能够在这个全球化的时代得以生存和发展，从这个意义上来说，把制造业称为日本的立国之本是恰如其分的。

正是因为如此，中国模具行业的繁荣，才会如此刺激日本产业界的神经。

有着丰富资源的中国如果掌握了制造业的精髓，并能不断将其升华，那么日本生存的根基就会受到动摇。

为了应对来自中国的威胁，日本模具企业绞尽脑汁。

由于具有技术上的优势，因而充分发挥日本模具企业高、精、尖的技术特点，就成了普遍的共识。

日本政策研究学院教授桥本久义认为，一般来说中国模具与日本模具相比是“1/3的成本、1/2的质量”。

也就是说，根据质量要求的不同，一部分用户会满足于“1/3的成本、1/2的质量”，另一部分则不会。

这就是日本模具行业在面对中国同行竞争时自信的根本。

本文希望透过对比，给在模具行业的中国机械工程师一个参考，如何提高我国的模具技术及质量给出一些参考意见。

1从模具的设计、精度、寿命、使用、保养及维护方面列出中日模具的比对。

1.1中日模具设计比照。

1.1.1模具的选材

（一）满足工作条件要求

1．耐磨性

坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。

所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。

硬度是影响耐磨性的主要因素。

一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。

另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。

2．强韧性

模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。

为防止模

具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。

模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。

3．疲劳断裂性能

模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。

其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。

模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。

4．高温性能

当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。

因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。

5．耐冷热疲劳性能

有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。

冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。

6．耐蚀性

有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出hci、hf等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。

（二）满足工艺性能要求

模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。

为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。

1．可锻性

具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。

2．退火工艺性

球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。

3．切削加工性

切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。

4．氧化、脱碳敏感性

高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。

5．淬硬性

淬火后具有均匀而高的表面硬度。

6．淬透性

淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。

7．淬火变形开裂倾向

常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。

常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。

8．可磨削性

砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。

（三）满足经济性要求

在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。

因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。

以上为国内厂商的选择标准和项目。

其实在此基础上，日本更注重按照产品的需求来选择材料，如果一个产品寿命是5年，选用10年~20年都可使用的材质，是根本不必要的浪费；相反，如果为了经济和加工选择了低要求的材料，没有用到5年已经要报废了，结果又开一套，导致费用的double。

这些都是不必要的浪费。

所以根据产品的特性需求选择是更高一筹的选择。

1.1.2模具的设计

从设计方面模流分析，中国和日本差异不大。

但中国更注重模具的形状设计，形状设计和实际的基本一致，没有考虑到材料的膨胀和变形及收缩比率。

所以往往注塑的成品同实际公差比较大。

另外中国的模具行业发展比较晚，导致设计经验不足。

从而设计是过分依赖于国标，没有考虑实际的使用的相关内容。

也没有详细的针对性的经验标准的传承文件及技术公告。

新手也比较多。

依据个人的认知设计和传承，往往都是部分的经验值及专业性的内容流失。

例如：

设计pbt,pet等易产生废气的材料的模具时，按照中国国标的板厚设计的，当使用一段时间后，会产生很多毛边。

大部分是因为板厚不足，导致模板变形形成缝隙。

注塑成型时产生，在模腔产生的气体附在结合缝隙处。

新的模具使用时为弹性变形，产品不会产生毛边，但使用一段时间后，这种弹性变形已经变成塑性变形时，产品开始产生毛边。

并且这种毛边去除困难。

产品的品质无法使用。

1.2模具的精度和寿命模具精度的内容包括四个方面:

尺寸精度、形状精度、位置精度、表面精度。

由于模具在工作时分上模、下模两部分，故在四种精度中以上、下模间相互位置精度最为重要。

模具精度是为制品精度服务的,高精度的制品必须由更高精度的模具来保证,模具精度一般须高于制件精度2级或者2级以上。

据了解在世界模具产业竞争日趋白炽化的今天，各国的模具产业为了提高自身的竞争力，使尽浑身解数。

为了提高日本模具产业的竞争力，目前，日本正在加紧研发高精度长寿命模具，增加使用模具成型工件的次数，增加模具的使用寿命。

如果日本模具生产企业能够普遍的提高模具的精度和使用寿命，便可减少下游模具使用行业的修补及更换模具的费用运行成本。

这样就能够降低加工所耗费的总成本，使世界模具采购商更加青睐日本模具。

因此，高精度长寿命或成日本模具产业的最大竞争力。

在这种趋势的推动下，日本nagaseintegrex公司提出了制造高精度模具用于量产的方案，并开发了高精度研磨模具的平面研磨机等。

使用这些机床，可对经过淬火处理后的机械构造用碳钢s45c工件进行表面粗糙度（ra）控制在平均为11nm、最大高度（rz）为103nm水平的高精度镜面加工。

而且，用普通的模具钢也可获得同等的精度。

1.3模具的使用和保养

首先，模具的寿命和保养频率是成正比的。

中国目前的使用，只要模具没有发现问题，不会特意对模具进行拆卸和保养。

但这种做法非常危险，当发现问题以后再进行维修时，发现模具已经不能回复为原来使用状态。

导致产品的品质越来越差，会大大减少模具使用寿命。

因此需要对模具制定合理的保养和维护计划。

例如：

经常使用的模具，按照模次来制定保养计划；非经常使用的模具，也要按照时间制定保养计划。

普遍认为不使用的模具不需要保养，这是个错误的认知，因为所用到的润滑油等是有保质期的，所以不使用模具也要定期保养。

2、从从事模具行业人员的认知和专研的态度做对比。

中国的从业人员，往往被大量的生产所累，只是为了制造而制造，没有对模具的实际产品和设计相结合，将经验得来的相关内容进行整理和存档，从而可以很好的传承相应的经验和检讨不足之处，也避免了设计不足重复的发生。

日本的从业人员，一般在此行业都会从业几十年，更多的将生产的经验整理变成技术传承，并且不断的研制怎样才能一次性设计和生产出更好的模具。

中国的从业人员当有十几年的经验已经算是经验充足的人员，但马上会为了急于赚钱而另立门户进行模具的生产和加工。

大部分人缺乏敬业和专研精神。

本文按照对比的方式说明现有的中国模具行业的现状，希望在三十年后，中国模具行业能追比日本，并具有大批的专业人员带领模具行业走向高精尖的道路。