文献综述-浅析注塑模具制造技术及使用

毕业设计论文文献综述院（系）名称工学院机械系专业名称机械设计制造及其自动化学生姓名指导教师2012年03月3日浅析注塑模具制造技术及使用摘要本文介绍了注塑模具的发展趋势，成型原理，制造技术等内容，通过这些对注塑模有了更深的理解，为之后的毕业设计做准备。关键词注塑模成型原理制造技术前言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。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。11注射模的重要性塑料具有质量轻、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。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。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。12注射成型技术的必要性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。进入21世纪以来，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新组合，我国装备制造业在加入WTO之后成为了世界装备制造业的基地。为了适应用户们对注塑模具制造的高精度、短期货期、低成本的迫切要求，注塑模具工业正开始广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，满足各行各业对注塑模具这一基础工艺装备的迫切需求。随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入。构成该环节的CAD或CAM或CAE。例如塑件的设计包括塑件结构、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。塑件设计方面的计算机辅助技术有塑件CAD、塑料、辅料、辅件选择的专家系统。常见注射机的使用方面的计算机辅助技术有注射机选择专家系统注射机故障诊断系统。注射模使用状况的好坏直接影响到注射质量，在对于高技术注射模来说，都要对注射模在使用过程中进行监控或对注射模的服役模拟仿真，由此知注射模的工作状况。注射工艺注射工艺方面的计算机辅助技术有注射工艺制定的专家系统；塑件质量故障诊断。注射模设计主要完成注射模的结构尺寸、精度、表面性能等方面的设计，并选择模具的材料等。计算机在注射模设计方面的工作有注射划CAD注射模材料、辅料、辅件选择专家系统；工装选择专家系统；注射模CAPP；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）31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）32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）33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注塑机温升过高的危害危害之一使机械产生热变形液压元件中热胀系数不同的运动部件因其配合见习变小而卡死，引起动作失灵、影响液压系统的传动精度，导致注塑件质量变差。危害之二使油的粘度降低注塑机温升过高将导致油的粘度降低，泄漏增加，泵的容积效率和整个系统的效率会显著降低。由于油的粘度降低，滑阀等移动部件的油膜变薄和被切破，摩擦阻力增大，导致磨损加剧。危害之三使橡胶密封件变形注塑机温升过高会使橡胶密封件变形，加速老化失效，降低密封性能及使用寿命，造成泄漏。危害之四加速油液氧化变质注塑机温升过高会加速油液氧化变质，析出沥青物质，降低液压油的使用寿命。析出物堵塞阻尼小孔和缝隙式阀口，导致压力阀卡死而不能动作、金属管路伸长而弯曲，甚至破裂等。危害之五导致部件工作质量变差注塑机温升过高会导致部件工作质量变差，油中溶解空气逸出，产生气穴，致使液压系统工作性能降低。液压系统的理想工作温度应介乎45度50度之间，原因是液压系统是依据一选定的压力油粘度而设计，但粘度会随着油温的高低而变化，进而影响系统中工作元件，如油缸、液压阀等，使控制精度和响应灵敏度降低，对于精密注射机的情况尤甚。同时温度过高亦会加速密封件的老化令其硬化、碎裂；温度过低则加工能量消耗大，使运转速度降低。因此密切注意液压油的工作温度是十分必要的。油温过高的原因多样，但多归于油路故障或冷却系统的失效等。5注塑机的分类51按塑化方式分类柱塞式塑料注射成型机，它的混炼性很差的，塑化性也不好，要加装分流梭装置。现在已很少使用。往复式螺杆式塑料注射成型机依靠螺杆进行塑化与注射，混炼性和塑化性都很好，现在使用最多。螺杆柱塞式塑料注射成型机依靠螺杆进行塑化与依靠柱塞进行注射，两个过程分开来。52按合模方式分类机械式；液压式；液压机械式。6塑件质量对塑料制品的评价主要有三个方面，第一是外观质量，包括完整性、颜色、光泽等；第二是尺寸和相对位置间的准确性；第三是与用途相应的物理性能、化学性能、电性能等。这些质量要求又根据制品使用场合的不同，要求的尺度也不同。制品的缺陷主要在于模具的设计、制造精度和磨损程度等方面。但事实上，塑料加工厂的技术人员往往苦于面对用工艺手段来弥补模具缺陷带来的问题而成效不大的困难局面。生产过程中工艺的调节是提高制品质量和产量的必要途径。由于注塑周期本身很短，如果工艺条件掌握不好,废品就会源源不绝。在调整工艺时最好一次只改变一个条件，多观察几回，如果压力、温度、时间统统一起调的话，很易造成混乱和误解，出了问题也不知道是何道理。调整工艺的措施、手段是多方面的。例如解决制品注不满的问题就有十多个可能的解决途径，要选择出解决问题症结的一、二个主要方案，才能真正解决问题。此外，还应注意解决方案中的辨证关系。比如制品出现了凹陷，有时要提高料温，有时要降低料温；有时要增加料量，有时要减少料量。要承认逆向措施的解决问题的可行性。7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。注塑机是目前中国塑料机械中发展速度最快、水平与工业发达国家差距较小的塑机品种之一。但主要指普通型注塑机，在特大型、各种特殊、专用、精密注塑机的多数品种方面，有的产品尚属空白，这是与工业发达国家的主要差距。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，2009,41921。2吴生绪塑料成形模具设计技术手册M机械工业出版社200813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）29345宗殿瑞热流道注射模中充模力的计算J模具工业，2001（7）34366袁中双，李德群注塑成形的流动平衡分析J模具技术，94（1）12167王桂龙,赵国群,李辉平,管延锦变模温注塑技术的研究与应用分析J现代化工，2009,29（2）24278吴生绪塑料成形工艺技术手册M机械工业出版社200819伍晓宇,梁雄,李积彬,孙成红,黄山,杨文海节能型无痕注塑模具及工艺J中国塑料，2009，23（5）11011210赵国群，王桂龙，李辉平，管延锦快速热循环注塑技术的研究与应用N塑性工程学报,2009,16（1）19019511中国塑料机械网HTTP/WWW86PLACOM/TECH_NEWS/DETAIL/4093HTML12四川大学、北京化工大学、天津轻工业学院合编塑料成型模