注塑模具制造技术文献综述

玩具汽车的造型设计和运动仿真注塑模具制造技术摘 要：高分子材料成型加工技术是一个国家经济发达程度的标志之一。因为最终体现材料作用的是其制品的品种、数量和质量，材料只有经过各种成型加工手段，形成最终产品（制品），才能体现其功能和价值。而新材料、新产品、新技术的产生在某种意义上取决于成型加工工艺技术和成型加工机械的突破。 注塑成型是塑料制品成型的一种重要方法。几乎所有的热塑性塑料、多种热固性塑料和橡胶都可用此法成型。在中国，目前注塑制品约占塑料制品总量的30%左右，注塑机占塑料机械总产值的38%左右。注塑成型可制造各种形状、尺寸、精度、性能要求的制品。注塑制品包括小到几克甚至几毫克的各种仪表小齿轮、微电子元件、医疗微器械等，大到几千克的电视机、洗衣机外壳、汽车用塑料件，甚至几万克的制品。 关键词：高分子材料/注塑成型/形状/尺寸/精度/性能1注塑模具制造技术的发展趋势利用注塑模具CAX软件,设计与工程人员可完成注塑制品构造模具概念设计、CAE分析、模具评价、模具结构设计和CAM等虚拟与现实工作,利用注塑模流分析技术,能预先分析模具设计的合理性减少试模次数,加快产品研发,提高企业效率。注射模的重要性：1)塑料具有质量轻、比强度大、绝缘性好、成型生产率高和价格低廉等优点。塑料已成为金属的良好代用材料,出现了金属材料塑料化的趋势。2)由于汽车轻量化、低能耗的发展要求,汽车零部件的材料构成发生明显的以塑代钢的变化。从国内外汽车塑料应用的情况看,汽车塑料的用量已成为衡量汽车生产技术水平的重要标志。3)注塑成型由于可以一次成型各种结构复杂、尺寸精密和带有金属嵌件的制品,并且成型周期短,可以一模多腔,大批生产时成本低廉,易于实现自动化生产,因此在塑料加工行业中占有非常重要的地位。1.2C AX技术的必要性1)传统的塑料注射成型开发方法主要是尝试法,依据设计者有限的经验和比较简单的计算公式进行产品和工艺开发。因此开发过程中要反复试模和修模,导致生产周期长、费用高,产品质量难以得到保证对于成型大型制品和精密制品。现今，模具工业的生产水平高低已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。模具工业的水平，在很大程度上决定着生产出的产品的质量、效益和新产品的开发能力。在未来十年间，中国注塑模具工业的发展趋势主要朝着大型、精密、复杂、经济和快速的方向发展。在这期间，注塑模具的技术含量将不断提高，模具制造周期也会缩短。模具朝着信息化、无图化、精细化和自动化的方向发展，模具企业想着技术集成化、产品品牌化、经营国际化、管理信息化的方向发展。2注塑成型新技术的发展概况高分子材料的成型方法主要有挤出成型、注塑成型、吹塑成型、压延成型、压制成型等，其中，注塑成型因可以生产和制造形状较为复杂的制品、易于与计算机技术结合、易于实现自动化生产等优点，在高分子材料的成型加工中占有极其重要的位置。注塑成型技术广泛应用于汽车、家电、电子设备、办公自动化设备、建材等诸多领域。近年来，这些工业领域迅速发展，给注塑成型技术的发展提供了强大的推动力，使注塑成型技术在发展速度上、水平上都得到了迅猛的发展，特别是对于注塑成型新技术的发展更是起到了强大的推动作用。本文着眼于注塑成型新技术的最新发展动向，介绍了几种用途较为广泛的注塑成型新技术。近几年来，注塑成型新技术发展动向主要集中在：新型气辅注塑成型技术、多组分注塑成型新技术、微孔发泡注塑成型技术、微注塑成型技术等方面。3注塑机工作原理及作用注塑塑料注射成型机简称注射机或塑料注塑机是将注塑热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种注塑形状的塑料制品的主要注塑成型设备。注塑注射成型是通过塑料注塑机和模具来实现的。尽管注塑塑料注塑机的类型很多，但是无论那种注塑塑料注塑机，其基本功能有两个：（1）加热塑料，使其达到熔化状态；（2）对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。（注塑,注塑机,注塑产品,注塑设备,注塑模具）（1）注塑系统注塑注射系统的作用：注射系统是塑料注塑机最主要的组成部分之一，注塑产品一般有柱塞式、螺杆式、螺杆预塑柱塞注射式3种主要形式。目前注塑设备应用最广泛的是螺杆式。其作用是，在注塑料机的一个循环中，注塑模具能在规定的时间内将一定数量的塑料加热塑化后，在一定的压力和速度下，通过螺杆将熔融塑料注入模具型腔中。注射结束后，对注射到模腔中的熔料保持定型。（注塑,注塑机,注塑产品,注塑设备,注塑模具）（2）合模系统合模系统的作用：合模系统的作用是保证模具闭合、开启及顶出制品。同时，在注塑产品模具闭合后，供给予模具足够的锁模力，以抵抗熔融塑料进入模腔产生的模腔压力，防止模具开缝，造成制品的不良现状。合模系统的组成：合模系统主要由合模装置、调模机构、顶出机构、前后固定模板、移动模板、合模油缸和安全保护机构组成。（注塑,注塑机,注塑产品,注塑设备,注塑模具）（3）液压系统注塑设备液压传动系统的作用是实现塑料注塑机按工艺过程所要求的各种动作提供动力，并满足塑料注塑机各部分所需压力、速度、温度等的要求。它主要由各自种液压元件和液压辅助元件所组成，其中油泵和电机是塑料注塑机的动力来源。各种阀控制油液压力和流量，从而满足注射成型工艺各项要求。（注塑,注塑机,注塑产品,注塑设备,注塑模具）(4) 注塑周期对于注塑周期开始，四个标准必须满足：模具打开，推杆收回，开始注射，传输向前。当这标准都达到了，注射周期伴随着模具的闭合开始。这个过程通常要求尽快完成，临近结束时慢慢靠近。模具工作要求低速和低气压闭合。它通常在模具导杆开始运作前，必须正确设计位置以防止意外损坏模具。当模具与伴触钳吨位接触，随即溶化塑料本注射入模具。材料通过浇口套进入模具，之后流道系统将材料传递到浇口。浇口引导材料进入模具型腔从而形成所要的零件。这个注射的过程通常有速率的控制。 当零件差不多充满型腔时，注射控制从速率控制转向压力控制，称为保压周期。压力必须保持直到浇口处凝固从而避免熔融塑料的回流。冷却时间主要取决于零件的壁厚和材料。注射产品通常要求快速冷却。水通常经过水道进入模具加快冷却速度。在冷却周期后部分，浇口已经凝固，塑化发生。塑化是熔融塑料好人准备下次注射的一个过程。材料在料斗通过料斗颈部开始进入料筒。料斗颈部必须保持冷却以防止因为料筒太热而导致塑料颗粒熔在一起。料筒包含一个用于剪切熔料的螺杆，它由三部分组成。第一部分是流入部分，它推动塑料小球向前运动并要求料筒温度高使得塑料小球软化。螺纹深度一致且最深的就在这一部分。下一部分是转动部分，这一部分负责通过剪切熔融材料。在这一部分，螺纹深度不断地减少，压缩熔料。最后一部分是计量剖面，这一部分螺纹深度浅薄，提高熔融的质量和颜色的分布。在螺杆前面的是能够让螺杆同时作为挤出机和柱塞的止回阀。当注射螺杆倒退以便形成注射，止会装置引导材料流到螺杆的前面行成一熔料池或注射。在注射中，止回装置防止注射流回螺杆部分。 当注射开始建立且冷却时间结束，模具打开。模具打开必须遵守慢快慢。模具必须慢慢打开以释放在注射过程中产生的真空以防止零件停留在定模上。因为推出系统的移动在定模上，所以要尽量避免这种情况。然后尽快地打开模具，如果没有使用机器手，模具只需要打开够零件移出的距离。即将结束时必须减速以补偿模具冲量。如果不放慢机器速度就不能准确定位，产生的冲击可能损坏机器。当模具打开时，推杆向前运动，推动零件。当推杆返回，所有的成型循环标准都达到，那么下个成型周期可以开始。基本注射周期如下：合模注射装置移动注入塑料测定运输返回开模推出零件。有些机器是由电动机代替液压机或二者兼而有之。冷却水道，协助冷却模具和塑料加热固化。冷却不当可导致扭曲成型。当模具打开，零件在模具内部的推杆的协助下被推开，成型周期完成。（5）注塑机的动作程序喷嘴前进注射保压预塑倒缩喷嘴后退冷却开模顶出退针开门关门合模喷嘴前进注塑机操作项目：注塑机操作项目包括控制键盘操作、电器控制柜操作和液压系统操作三个方面。分别进行注射过程动作、加料动作、注射压力、注射速度、顶出型式的选择，料筒各段温度及电流、电压的监控，注射压力和背压压力的调节等4总论目前，注塑成型技术是塑料加工中最常用的方法之一，可用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制件。近年来，各种注塑成型技术取得了显著的进步，其发展总趋势是不断满足高分子制向高度集成化、高度精密化、高产量等方面发展的要求，实现对制品材料的聚集态、相形态、组织态等方面的控制，或实现对制品进行异质材料的复合，最大程度地发挥聚合物的特性，达到制品高性能的目的。深入研究塑料注塑成型技术与注塑成型设备，克服制品中的缺陷，对科技进步与人们高标准的生活要求有重要意义。参考文献1罗华云，孙玲.高光注射成型技术的发展及应用J,现代制造技术与装备，2009,4:19-21。2 吴生绪 塑料成形模具设计技术手册M 机械工业出版社 2008.13李发致 模具先进制造技术M 机械工业出版社 20034骆志文.注射模冷却时间计算分析J.模具工业，1994（3）：29-34.5宗殿瑞.热流道注射模中充模力的计算J.模具工业，2001（7）：34-366袁中双，李德群.注塑成形的流动平衡分析J.模具技术，94（1）：12-167王桂龙,赵国群,李辉平