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技术进步促进企业发展－－福州模具厂CAD、CAM应用一、引言福州模具厂是全国模具行业的重点企业，隶属于福州市机械冶金工业局，全厂职工280人，现在从事模具CAD/CAM的工程技术人员28人。1998年固定资产原值3500万元，销售产值600万元。我厂的主要产品是汽车、摩托车覆盖件。主要客户有江苏春兰集团、济南轻骑集团、广东大长江摩托车集团、福州东南汽车厂等。为了更好的发挥国有企业的技术优势，摆脱个体企业的竞争压力，使企业真正进入市场大环境，我厂在1990年就开始引入CAD/CAM技术，并期望通过此技术的应用给企业带来更强的竞争优势和跨世纪的发展后劲。二、CAD/CAM应用情况（1）CAD/CAM技术作为计算机科学与工程科学结合的产物，是促进科研开发和成果转化，实现设计自动化，加快国民经济发展和国防现代化的一项关键技术；是提高产品设计水平，缩短新产品开发周期，提高劳动生产率，降低消耗的重要手段；是企业加强自主研究与开发创新能力，提高管理水平，参与国际合作与竞争的重要条件；也是进一步向CIMS发展的重要基础。该项技术的开发与应用水平已成为衡量一个企业乃至一个国家科技现代化和工业现代化的重要标志之一。（2）我厂目前拥有进口SGI、HP计算机工作站5台，高性能微机9台，采用美国EDS公司高档三维CAD/CAM软件(UGII软件)及CAD二维软件，工厂拥有日本OKK公司的数控加工中心、龙门式数控加工中心、座标镗床、大型EDM机床等专用设备近百台，技术力量雄厚，已有30多年的开模历史，制模经验丰富。CAD/CAM/DNC技术在工厂制模生产中得到广泛应用，目前从绘图、设计、造型、编程、加工全部实现了计算机控制。我厂曾先后荣获由国家科委、技术监督局、国家信息办颁发的CAD应用先进企业和省科委颁发的福建省CAD工程示范点称号，同时多次得到省、市有关部门的表彰。（3）在CAD/CAM应用过程中，我厂采用全新的概念对传统的设计制造方法进行改革：即设计从三维实体造型开始自动生成各种二维视图，从二维到三维的转变实际上是一种设计观念的革命，它不但将设计人员从简单的重复劳动中解放出来，同时也对设计人员提出了更高的要求，它要求设计人员必须更深刻的认识客观世界，才能进行实实在在的三维创作。在三维设计中，设计人员的创造性和聪明才智得到更加充分的发挥。目前我厂能使用高级软件UGII的人员有四人，使用绘图软件清华天河PCCAD的人数有15人，加工中心、数控铣床全部采用电脑编程并由计算机控制在线加工，技术科模具设计CAD出图数占全部图纸的80%以上。我厂计划在1999年底之前彻底甩掉图板。目前我厂采用的模具CAD/CAM模式见下图：由于我厂用新概念设计制造了多套摩托车油箱、头盔箱大型冷冲模，优化了客户的初始设计，提高了模具质量，缩短了交货期，获得了用户的高度评价，其中HJ125-1A摩托车油箱模具用户评价达到国内顶尖水平。三、应用效益1.工作效率和经济效益大大提高。通过使用计算机工作站和UG软件,我们尝到了甜头。例如一副摩托车油箱模具一般需要七套模具才能完成其中冲压成型的工作。在传统的模具制造工艺中，每套模具的模型是通过各自的实物模具仿型加工而成，模具设计制造的周期长、误差大，成本也十分高昂，采用CAD/CAM之后，由于数学模型的设计计算误差很小，并且不存在数据传递的误差，用它作为模具型面的制造依据，保证了制造依据的准确性和一致性，通过NC加工可以成倍的降低模具型面的制造误差，而且周期大为缩短，成本降低了许多，工人的劳动强度及对其本身的技术要求也降低了。以前我厂工人都不愿意做大型复杂的模具，现在是抢着做，生怕拿不到任务。到目前为止，我厂制造了许多套型腔模和冲裁模，如替重庆红山压铸厂制造奥拓微型轿车后桥齿轮箱压铸模，为江苏春兰集团泰州摩托车厂、济南轻骑集团、广东大长江摩托车有限公司制造了系列油箱、头盔箱模具，其中一套还出口国外。客户评价达到日本进口模具水平。由于使用计算机工作站辅助设计、辅助制造，增强了客户的信心。每一笔大业务，客户都要作认真的比较、详细的市场调研。当他们看到我们有这样先进的设备条件，在工作站上看到栩栩如生的产品模型，立刻增强了客户的信心，写出的调研报告也更有说服力。广东大长江摩托车厂1997年底来我厂考察CAD/CAM的应用后，于1998年初与我厂签订了2付GN125和HJ125－1A摩托车油箱以及HJ125-1A摩托车头盔箱模具制造的合同，造价人民币280万元。当其中新开发的HJ125-1A摩托车油箱模具，仅以制造周期四个月完成，用户看到我们的模具制造出来的产品不但可与日本进口类似模具的产品相比美，而且价格只有进口模具的1/5时，于1998年8月又与我厂签订了AX100摩托车油箱模具1套，造价人民币83万元。据我们对摩托车油箱模具设计制造成本进行的核算，仅产品设计成本一项就比平常降低14%左右，产品的设计到投产时间缩短到原来的50%~60%，产品的加工时间减少了30%，设备利用率提高了2倍，人工成本降低了15%，材料消耗也比原来降低了15%，使应用该技术的经济效益得到了充分的体现。应用CAD/CAM/DNC制造模具周期短、质量好。原来生产一付油箱模具周期一年半，现在一般只要6个月，如用户有特殊要求，四个月即可完成。在质量上，用CAD/CAM制造出来的油箱，外观美丽大方，而且不需打腻子，这意味着油箱喷漆可以上生产线采用静电喷漆；而打腻子的油箱，由于腻子与钢板两种材料不同，相对收缩率不同，经日晒后容易产生裂纹，最终剥落，而且还得增加打腻、水磨、抛光等工序，成本每个油箱就得增加10元左右，年产几十万个油箱、不打腻节约的成本就相当可观。2.取得良好的社会效益由于我厂是福州市较早引入高档次CAD/CAM技术的企业，吸引多批兄弟企业参观学习，我厂也多次在省、市有关会议上做交流，为该技术在福州地区的推广应用起了不可低估的推动作用。同时由于工作做得扎实可靠，1999年我厂被福建省科委确定为省CAD应用示范工程企业。3.客源不断自从采用CAD/CAM技术后，有实力的大公司、集团不断来厂考查，签订合同。今年广州五羊本田摩托车集团和海南新大洲摩托车有限公司也相继派人来参观考查、洽谈业务，他们对我厂的模具CAD/CAM应用情况非常满意。现在不管客户提供二维产品图、实样还是数字化的三维造型数据，我厂都可应付自如，设计制造出优质模具。4.在激烈竞争的市场中站稳脚跟国有模具企业一直受到中小私有企业的激烈竞争，竞相压价，无法生存。我厂采用CAD/CAM技术后能够设计制造大型、复杂、精密的模具，替代进口，因此模具价格高，效益好；私有企业由于实力不够，望尘莫及，无法与我厂竞争，使我厂在这几年国家经济调整期内能够生存下来并且又有很大的发展。四、今后的发展2000年我们计划引进高速激光三维扫描系统，该系统的特点是：采用非接触式扫描，速度极快，生成的数据精度很高，且扫描得到的数据能够直接生成实用化曲面，人工干预少。该技术属世界先进水平，目前我省尚属空白。采用该系统后，不仅质量可提高一大档次，而且模具制造周期又可缩短1/4。我们还将计划与福州大学机械系合作，分步建立模具设计、制造、管理的CIMS系统，先建立企业内部管理网络，再建立设计、制造、工艺、检测的网络，最后将其集成起来。在CAD/CAM应用中我厂取得了一些成绩，这与上级有关部门对我厂工作的支持是分不开的，我们将继续努力，争取成为我省CAD应用的先进企业，在CAD/CAM应用方面做出更大的贡献。