毕业设计报告资料.doc

发展现状：注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑胶模具设计工业的迅速发展以及塑胶制品在航空、航太、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的塑胶模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。电脑辅助工程（CAE）技术已成为塑胶产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。美国上市公司 Moldflow 公司是专业从事注塑成型CAE 软体和谘询公司，自 1976 年发行了世界上第一套流动分析软体以来，一直主导塑胶成型CAE软体市场。近几年，在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领域得到了广泛应用。利用 CAE 技术可以在模具加工前，在电脑上对整个注塑成型过程进行类比分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以後再返修模具。这不仅是对传统塑胶模具的设计方法一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义。塑胶模具设计不但要采用 CAD 技术，而且还要采用 CAE 技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕後，通常需要几次试模，发现问题後，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料模具设计制品和塑胶模具的设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。一、我国塑料模具工业的发展现状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%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%80%相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，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。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。 近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%80%相比，仍有差距。据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。注塑模具的结构形式和模具加工质量直接影响着塑件制品质量和生产效率。注塑模具生产和塑料制品生产实践中最常见，最常出现的一些模具故障及其主要原因分析排除如下。 1.浇口脱料困难。在注塑过程中，浇口粘在浇口套内，不易脱出。开模时，制品出现裂纹损伤。此外，操作者必须用铜棒尖端从喷嘴处敲出，使之松动后方可脱模，严重影响生产效率。这种故障主要原因是浇口锥孔光洁度差，内孔圆周方向有刀痕。其次是材料太软，使用一段时间后锥孔小端变形或损伤，以及喷嘴球面弧度太小，致使浇口料在此处产生铆头。浇口套的锥孔较难加工，应尽量采用标准件，如需自行加工，也应自制或购买专用铰刀。锥孔需经过研磨至Ra0.4以上。此外，必须设置浇口拉料杆或者浇口顶出机构。 2.导柱损伤。导柱在模具中主要起导向作用，以保证型芯和型腔的成型面在任何情况下互不相碰，不能以导柱作为受力件或定位件用。在以下几种情况下，注射时动，定模将产生巨大的侧向偏移力：(1 ). 塑件壁厚要求不均匀时，料流通过厚壁处速率大，在此处产生较大的压力；(2). 塑件侧面不对称，如阶梯形分型面的模具,相对的两侧面所受的反压力不相等。 3 . 大型模具，因各向充料速率不同，以及在装模时受模具自重的影响，产生动定模偏移。在上述几种情况下，注射时侧向偏移力将加在导柱上，开模时导柱表面拉毛，损伤，严重时导柱弯曲或切断，甚至无法开模。为了解决以上问题,在模具分型面上增设高强度的定位键四面各一个，最简便有效的是采用圆柱键。导柱孔与分模面的垂直度至关重要.在加工时是采用动，定模对准位置夹紧后，在镗床上一次镗完，这样可保证动，定模孔的同心度，并使垂直度误差最小。此外，导柱及导套的热处理硬度务必达到设计要求。 4.动模板弯曲。模具在注射时，模腔内熔融塑料产生巨大的反压力，一般在600 1000公斤/厘米。模具制造者有时不重视此问题，往往改变原设计尺寸，或者把动模板用低强度钢板代替，在用顶杆顶料的模具中，由于两侧座跨距大，造成注射时模板下弯。故动模板必须选用优质钢材，要有足够厚度，切不可用A3等低强度钢板，在必要时，应在动模板下方设置支撑柱或支撑块，以减小模板厚度，提高承载能力。 5.顶杆弯曲，断裂或者漏料。自制的顶杆质量较好，就是加工成本太高，现在一般都用标准件，质量差。顶杆与孔的间隙如果太大，则出现漏料，但如果间隙太小，在注射时由于模温升高，顶杆膨胀而卡死。更危险的是，有时顶杆被顶出一般距离就顶不动而折断，结果在下一次合模时这段露出的顶杆不能复位而撞坏凹模。为了解决这个问题，顶杆重新修磨，在顶杆前端保留10 15毫米的配合段，中间部分磨小0.2毫米。所有顶杆在装配后，都必须严格检查起配合间隙，一般在0.050.08毫米内，要保证整个顶出机构能进退自如。 6.冷却不良或水道漏水。模具的冷却效果直接影响制品的质量和生产效率，如冷却不良，制品收缩大，或收缩不均匀而出现翘面变形等缺陷。另一方面模整体或局部过热，使模具不能正常成型而停产，严重者使顶杆等活动件热胀卡死而损坏。冷却系统的设计，加工以产品形状而定，不要因为模具结构复杂或加工困难而省去这个系统，特别是大中型模具一定要充分考虑冷却问题。 7.定距拉紧机构失灵。摆钩，搭扣之类的定距拉紧机构一般用于定模抽芯或一些二次脱模的模具中，因这类机构在模具的两侧面成对设置，其动作要求必须同步，即合模同时搭扣，开模到一定位置同时脱钩。一旦失去同步，势必造成被拉模具的模板歪斜而损坏，这些机构的零件要有较高的刚度和耐磨性，调整也很困难，机构寿命较短，尽量避免使用，可以改用其他机构。在抽心力比较小的情况下可采用弹簧推出定模的方法，在抽芯力比较大的情况下可采用动模后退时型芯滑动，先完成抽芯动作后再分模的结构，在大型模具上可采用液压油缸抽芯。斜销滑块式抽芯机构损坏。这种机构较常出现的毛病大多是加工上不到位以及用料太小，主要有以下两个问题。 斜销倾角A大，优点是可以在较短的开模行程内产生较的大抽芯距。但是采取过大的倾角A，当抽拔力F为一定值时，在抽芯过程中斜销受到的弯曲力P=F/COSA，也越大，易出现斜销变形和斜孔磨损。同时，斜销对滑块产生向上的推力N=FTGA也越大，此力使滑块对导槽内导向面的正压力增大，从而增加了滑块滑动时的摩擦阻力。易造成滑动不顺，导槽磨损。根据经验，倾角A不应大于25 8.有些模具因受模板面积限制，导槽长度太小，滑块在抽芯动作完毕后露出导槽外面，这样在抽芯后阶段和合模复位初阶段都容易造成滑块倾斜，特别是在合模时，滑块复位不顺，使滑块损伤，甚至压弯破坏。根据经验，滑块完成抽芯动作后，留在滑槽内的长度不应小于导槽全长的2/3. 9.最后在设计，制造模具时，应根据塑件质量的要求，批量的大小，制造期限的要求等具体情况，既能满足制品要求，在模具结构上又最简便可靠，易于加工，使造价低，这才是最完美的模具.（1）发展不平衡，产品总体水平较低 虽然个别企业的产品已达到或接近国际先进水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面的粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。（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，工艺装备水平已经比较先进，有些三资企业的装备水平也并不落后于国外，但大部分企业的工艺装备仍比较落后。更主要的是，企业组织协调能力差，难以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，创新能力明显不足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，对创新和开发不够重视。模具企业不但要重视模具的开发，同时也要重视产品的创新。（4）供需矛盾短期难以缓解近几年，国产塑料模具国内市场满足率一直不足74%，其中大型、精密、长寿命模具满足率更低，估计不足60%。同时，工业发达国家的模具正在加速向中国转移，国际采购越来越多，国际市场前景看好。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。（5）体制和人才问题的解决尚需时日在社会主义市场经济中，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，国有和集体所有制等原来的体制和经营机制已显得越来越不适应。人才的数量和素质也跟不上行业的快速发展。（来源:中国金属加工在线）近年来，人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，塑料模具也快速发展。近3年平均年增长率为21%，高于模具行业总体发展速度近4个百分点。有关专家预计，由于我国塑料工业的快速发展，特别是工程塑料的高速发展，今后我国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度。近年内，年增长率将保持15%以上的水平。同时，由于我国塑料模具价格较低，在国际市场上有较强的竞争力，因此，进一步扩大出口的前景很好。但专家也指出，虽然我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大发展，与国民经济发展需求和世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍大量出口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具已供过于求，市场竞争激烈；一些技术含量不太高的中档塑料模具也有一些趋向于供过于求。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有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。