塑料模具文献综述.docx

文献综述序言制造业信息化是企业发展的必要手段，国家将信息制造业的发展提高到关系国家生存的高度上来。以信息化带动工业化，是信息化与工业化融为一体，相互促进，共同发展，是具有中国特色的跨越式发展的必经之路。信息化主导下的产品设计具有设计直观快速，易于修改，管理简单，观察方便，产品成型分析等一系列的优势，因此信息化是未来发展的必然趋势。 1、我国塑料模具基本情况近年来，由于我国国民经济的高速、稳定的增长，促进了我国模具工业的迅速发展壮大，因此，模具设计与制造专业或者相关的材料成型与控制专业已经成为我国国内具有优势的热门专业之一。在日常生活中我们的许多制品都是由模具来生产制造出来的，所以，越来越多的人开始从事模具行业的设计，因此，我国的模具设计水平有了进一步的提高和发展的空间。随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长，模具工业快速发展，必然会带来模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现在已经逐渐的成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志和发展程度的标志之一。模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成。不同的模具是通过所成型材料物理状态的改变来实现，模具是由不同的零件所构成的。它主要是通过所成型材料的物理状态改变来实现物品外形的加工。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。对于冲裁、成形冲压、模锻、冷模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离，即进行冲裁，用内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。模具一般分为动模和定模两个部分，或着称为凸模和凹模两个部分，它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件，合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中，分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上。零件的构成形式是多样的，不同的模具由不同的零件构成。模具在挤压、压铸和注塑过程中，外力则由气压、柱塞、冲头等，施加在坯料上，模具承受的是坯料的胀力。模具是用来成型物品的工具，这种工具有很多种。模具除其本身外，还需要模座、模架、导向装置和制件顶出装置等，这些部件一般都制成通用型，适用于一定范围的不同模具，它的精度比较高，尺寸也比较准确。甚至在对于有些冲裁模的凸模与凹模的间隙能够近于0，冲压速度快，每分钟冲压数十次至上千次，而且模具的寿命也比较长。模具是用来成型物品的工具，这种工具有许多种。模具有多个形式复杂的型腔，工作条件恶劣，1000以上炽红的钢在模具型腔内变形和流动冲刷，镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及模具要承受锻锤的高速冲击或重负载的压力，在使用过程中常处于急冷、急热和冷热交变状态。模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性，热锻时还须有高的温度强度和硬度，并经过强韧化热处理。模具的应用极为广泛。大量生产的机电产品，如汽车、自行车、缝纫机、照相机、电机、电器、仪表等，以及日用器具的制造都应用大量模具。模具基本上是单件生产的，其形状复杂，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求，所以模具生产需要有很高的技术水平。模具的及时供应及其质量会直接影响到产品的质量、成本和新产品研制。模具设计制作的要求是尺寸精确、表面光洁、结构合理、生产效率高、易于自动化、制造容易、寿命高、成本低、设计符合工艺需要，经济合理。 模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素。模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模，还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失，可采用多型腔模具，在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。在大批量生产中应采用高效率、高精度、高寿命的模具。冲压模应采用多工位级进模，可采用硬质合金镶块级进模，以提高寿命。在小批量生产和新产品试制中，应采用结构简单、制造快、成本低的简易模具，如组合冲模、薄板冲模、聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌合金模、超塑性合金模等。模具已开始采用计算机辅助设计(cad)，即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行最优化设计。这是模具设计的发展方向。 模具制造按结构特点，分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。冲裁模利用凸模与凹模的尺寸精确配合，有的甚至是无间隙配合。其他锻模如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模，用于成形立体形状的工件。型腔模在长、宽、高 3个方向都有尺寸要求，形状复杂，制造困难。模具生产一般为单件、小批生产，制造要求严格、精确，多采用精密的加工设备和测量装置。 平面冲裁模可用电火花加工初成形，再用成形磨削，坐标磨削等方法进一步提高精度。成形磨削可用光学投影曲线磨床，或带有缩仿、修打砂轮机构的平面磨床，也可在精密平面磨床上采用专用成形磨削工具磨削。坐标磨床可用于模具的精密定位，以保证精密孔径和孔距。也可用计算机数控 (cnc)连续轨迹坐标磨床磨削任何曲线形状的凸模和凹模。 型腔模多用仿形铣床加工、电火花加工和电解加工。将仿形铣加工与数控联合应用和在电火花加工中增加三向平动头装置，都可提高型腔的加工质量。电解加工中增加充气电解可提高生产效率。 计算机数控多轴铣床加工、坐标磨削和加工中心机床，是型腔模加工的重要设备。型腔的表面研磨和抛光一般采用电动或风动工具，配以各种研磨如抛光轮和研磨膏粉，也可采用超声波研磨、挤压珩磨、化学抛光等方法。三坐标测量机和光学投影比较仪是模具制造中常用的精密测量设备。2、发展趋势随着我过模具行业的发展，简单模具的设计和制造都没有困难，模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。3、存在的问题我国塑料模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在六个方面的问题。 (1)发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品己达到相当高的水平，个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生 产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。 (2)工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平己比较先进，但大部分企 业工艺装备仍比较落后。更主要的是我们的企业组织协调能力差，难以很好整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。 (3)大多数企业开发能力弱。一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少，更重要的是观念 落后，对开发不够重视。 (4)管理落后更甚于技术落后。技术落后往往容易看到，管理落后有时却难以意识到。国内外模具企业管理上的差距 十分明显，管理的差距所带来的问题往往比技术上的差距更为严重。(5)市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供需矛盾一时还难以解决，供不应求的局面还将持续一段时间，特别 是在中高档产品方面矛盾更为突出。 (6)体制和人才问题的解决尚待时日。在社会主义市场经济中，在经济全球化的过程中，竞争性行业，特别是像模具 这样依赖于特殊用户，需单件生产的行业，许多企业目前的体制和经营机制仍旧很难适应多变的市场。人才的数量和素质水 平也跟不上行业的快速发展。虽然各地都在努力解决这两个问题，但要得到较好解决尚待时日。4、如何解决问题(1)密切关注行业动态、销售形势及政策动向(2)结成联盟，专业分工，守望相助，共渡难关(3)加强信息化建设，实现企业现代化管理(4)走产学研道路，提升企业自主创新能力(5)打破行业界限，调整生产结构，适应市场需求(6)走出国门，面向新兴国际模具市场，开拓新的业务领域。(7)重视对人的培养，充分发挥人才在企业中的作用(8)帮助中小企业解决贷款难的问题5、我国模具产业的地位模具制造面对的都是个性化需求，模具是直接参与到新产品开发中的前端制造，每一个机械新产品的诞生都要从模具制造开始来实现的，每一套模具的制造几乎都是模具结构、样式、应用新材料等方面的创新，模具制件生产使用中的速度、效益的统一提升与模具结构、模具质量有最直接的关系，要调整产品结构，增加高档机械产品的比重也要由模具来实现。 通过模具成形零件的快速、优质、低耗，充分体现了国家可持续发展的战略和科学发展观，模具工业的发展与提升必将对我国建设创新型国家发挥重要作用。2009年3月，国务院装备制造业调整振兴规划中，在“抓住九大产业重点项目，实施装备自主化”的内容里，第8项“电子信息产业”中就提出“电子设备仪器及工模具等为重点，推进信息化装备自主化”,在“提高四大配套产品制造水平、夯实产业发展基础”、“加工辅具”中提出“重点发展大型精密型腔模具、精密冲压模具、高档模具标准件”,“特种原材料”中将“模具用钢”提到重要地位。模具作为基础件、基础装备非常重要的一部分列入规划之中。工业产品大批量生产和新产品开发都离不开模具，用模具生产制件所达到的高一致性、高生产率、高精度、高复杂程度和低耗能、低耗材，使模具工业在制造业中的地位越来越重要，随着产品更新换代越来越快，新产品不断涌现，新技术日新月异，模具的使用范围已越来越广，对模具的要求也越来越高。6、目前我国模具行业的优势优惠政策为模具行业提供了良好的发展环境。在国家产业政策和有关配套政策导向之下，近年来已有不少地方相继出台了一些支持当地模具工业发展的优惠政策，有的见诸于文件，有的见诸于行动，都已收到很好的效果。同时，模具工业的快速发展也促进了当地经济的繁荣。随着各地之间交流活动的日益频繁，相信对模具工业发展有利的政策，及因此而带来的良好的发展环境将有进一步发展。规模经济产生效益，模具集群生产发展迅速。在“小而精专”的专业化不断发展的同时，近年来，规模效应已被愈加重视。除了把企业做强做大，使规模经济产生效益之外，模具集群生产也不断显示其优越性，因而“模具城”、“模具园区”、“模具生产基地”等各种集群生产形式在全国迅速发展。国际模具资本向我国转移的趋势十分明显，模具出口前景很好。由于我国模具特别是中、低档模具在国际市场上存在着较大的价格优势，有的模具价格甚至只有国际市场的几分之一，再加上我国有较低廉的优质劳动力资源及较好的技术基础和基础配套设施，因此近年来外商在我国模具行业的投资额一年比一年大，到我国采购模具的跨国公司也越来越多。7、本次设计的流程1、塑件成型工艺分析塑件生产母料（聚碳酸酯）、塑件形状设计、尺寸确定、塑件的精度和表面的粗糙度设计2、注射机的选择3、浇注系统设计 主流道、分流道、浇口、冷料井4、分型面的设计5、成型零部件的设计6、模架设计7、侧向分型机构的设计8、脱模机构的设计9、排气系统的设计10、合模导向柱的设计11、温度调节系统的设计8、模具设计中应用的软件在模具设计中相关的软件ug:ug是unigraphics的缩写，这是一个交互式cad/cam(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着pc硬件的发展和个人用户的迅速增长，在pc上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。pro/e:即pro/engineer操作软件是美国参数技术公司（ptc)旗下的cad/cam/cae一体化的三维软件。pro/engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，pro/engineer作为当今世界机械cad/cae/cam领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的cad/cam/cae软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。autocad:autocad（auto computer aided design）是美国autodesk公司首次于1982年生产的自动计算机辅助设计软件，用于二维绘图、详细绘制、设计文档和基本三维设