光盤盒底盒注塑模具設(shè)計(jì)與制造【含CAD圖紙+三維CROE+文檔】

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We have a general knowledge of the injection mold, but also for the design ready. Keyword：Injection molds, materials, processing, intelligent, integrated, automated 前言 注塑模具又稱注射模具，塑料注射成型是在金屬壓鑄成型的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，由注射機(jī)將受熱融化后的塑料材料由高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成形品的裝備。塑料注射成型是塑料成型生產(chǎn)中自動化程度最高，采用最廣泛的一種成型方法。注塑模通常適合于熱塑性塑料了成型，熱固性塑料的注射成型正在推廣和應(yīng)用中。模具的出現(xiàn)極大的提高了生產(chǎn)的效率，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，有利于產(chǎn)品對市場的占有，提高了核心競爭力?，F(xiàn)代塑料成型生產(chǎn)中，塑料制件與塑料成型模具、塑料成型設(shè)備和塑料成型工藝這三項(xiàng)因素密切相關(guān)。在這三項(xiàng)要素中，塑料成型模具質(zhì)量最為關(guān)鍵，它的功能是雙重的：賦予塑料熔體以期望的形狀、性能、質(zhì)量；冷卻并推出成型的制件[1~3]。模具是決定最終產(chǎn)品性能、規(guī)格、形狀及尺寸精度的載體，塑料成型模具是使材料成型生產(chǎn)過程水里進(jìn)行、保證塑料成型制件質(zhì)量不可缺少的工藝裝備。故此本文通過對注塑模具的設(shè)計(jì)與制造使我們了解它的設(shè)計(jì)流程和制造工藝，同時(shí)了解了CAD/CAE/CAM技術(shù)以及PRO/E等軟件在模具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用，為我們在今后的設(shè)計(jì)提供了便利。同時(shí)也讓我們對今后模具向復(fù)雜化、精密化、大型化與智能化方面發(fā)展有了新的認(rèn)識。 1 注塑模具的發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備，是衡量國家生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。 隨著改革開放和國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，推動的模具技術(shù)和模具工業(yè)的新發(fā)展，塑料模具占模具總量的很大的比例，近40%，而且這個(gè)比例還在不斷的上升。在塑料成型生產(chǎn)中，先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)、高質(zhì)量的模具制造、合理的加工工藝和現(xiàn)代的成型設(shè)備等是成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。現(xiàn)代的模具設(shè)計(jì)與制造已進(jìn)入信息化時(shí)代，在信息社會和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展[4~6]。伴隨著產(chǎn)品技術(shù)含量的不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、自動化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化方面發(fā)展。大量的智能化軟件應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造中，使得模具數(shù)字化，精密化和自動化程度提高。同時(shí)也使得模具的設(shè)計(jì)與制造有了新的方法，比如，對于復(fù)雜的自由曲面理念的設(shè)計(jì)采用快速測量技術(shù)和逆向工程技術(shù)可以進(jìn)行快速的和精確的設(shè)計(jì)。同樣也提高了模具的標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具的成型技術(shù)與新工藝不斷得到創(chuàng)新[7]。 2 注塑模具的材料 隨著模具地位的提高，模具行業(yè)已經(jīng)是不可或缺的。塑料制品已在工業(yè)級日常生活中得到廣泛的應(yīng)用。因此對模具的要求也在不斷地提高，首當(dāng)其沖是對模具的材料的要求也越來越高。因選材不當(dāng)和用材不當(dāng)，致使模具過早的失效，大約占失效模具的45％以上。在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占的比重并不大，一般在20％～30％，因此，選用合適的優(yōu)質(zhì)的鋼材和應(yīng)用合適的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要了。 塑料鋼的性能應(yīng)根據(jù)塑料的種類、制品用途、成型方法和生產(chǎn)批量大小而決定。一般要求塑料模具鋼具有良好的綜合性能，對其強(qiáng)度和韌性要求不如冷作和熱作模具高，但對材料的加工工藝性能要求較高，塑料模具鋼所要求的基本性能如下：（1）綜合力學(xué)性能：成型模具在工作過程中要受到不同的溫度、壓力、侵蝕和磨損作用。因此要求模具材料應(yīng)組織均勻，無網(wǎng)狀及帶狀碳化物出現(xiàn)，熱處理過程應(yīng)具有較小的氧化、脫碳及畸變傾向，熱處理以后應(yīng)具有一定的強(qiáng)度。為保證抗磨性能，許多模具還要經(jīng)調(diào)質(zhì)后，進(jìn)行滲碳或鍍鉻等表面強(qiáng)化處理。（2）切削加工性能：對于大型、復(fù)雜和精密的注射模具，為了便于切削加工常加入S、Co等切削元素改善預(yù)硬的切削加工性能。從而可排除熱處理變形、氧化和脫碳的缺陷。（3）鏡面加工性：對表面粗糙度要求高的制品，其模具的型腔的粗糙度要求更高一級，模具鋼的鏡面加工性能與鋼的純度、組織、硬度和鏡面加工技術(shù)有關(guān)。鏡面拋光性要求要求高的塑料模具鋼采用真空熔煉、真空除氣。（4）圖案蝕刻性能：某些塑料制品表面要求呈現(xiàn)清晰的圖案花紋，這就要求模具鋼的純度要高，組織要嚴(yán)密，硬度要高。（5）耐蝕性能：含氯和氟的樹脂以及在ABS樹脂中添加抗燃劑時(shí)，在成型過程中將釋放有腐蝕的氣體，因此，這類模具鋼要耐腐蝕，或鍍鉻，或采用鎳磷非晶態(tài)涂層。另外模具鋼還要求良好的預(yù)硬性能、較高的冷壓性能和補(bǔ)焊性能等。因此模具鋼有滲碳性、預(yù)硬化性、耐蝕性、時(shí)效硬化性和冷擠壓成形型。熱處理和表面處理是發(fā)揮模具鋼材的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此對于不同種類的模具鋼采用相應(yīng)的熱處理方法[8,9]。 3 注塑模具的加工工藝 模具的加工方法包括直接成型和堆積涂層，但以去除部分材料的剝蝕方法為主，其中又區(qū)分以電加工為主的特種加工，和使用最多的機(jī)械切削加工。模具的傳統(tǒng)加工，大多采用普通切削速度仿型銑、數(shù)控銑或電火花加工進(jìn)行粗加工和半精加工，然后通過曲線磨削、電火花加工以及人工完成精加工。模具的加工工藝直接影響到模具的精度和塑件的質(zhì)量，因此合理的安排模具的加工工藝決定了模具的精度以及塑件的質(zhì)量。由于不同的工件對其加工工藝的要求也不相同，因此工藝的安排根據(jù)工件的作用來決定。每種加工工藝的特點(diǎn)和精度不同。現(xiàn)對幾種模具加工工藝進(jìn)行介紹。 3.1 電火花加工 電火花加工又稱放電加工，是利用兩極（工具電極和工件電極）之間的脈沖性的火花放電產(chǎn)生的局部、瞬時(shí)高溫將金屬蝕除，使零件的尺寸、形狀和表面質(zhì)量達(dá)到預(yù)定的要求的加工方法。電火花加工按工具電極和工件的相應(yīng)運(yùn)動關(guān)系不同，可分為電火花穿孔成形加工、電火花線切割、電火花磨削、電火花展成加工、電火花表面強(qiáng)化和電火花刻字等。其中電火花穿孔成形加工和電火花線切割在模具加工中應(yīng)用最為廣泛[10]。 電火花加工的質(zhì)量和效率不僅與極性選擇有關(guān)，還與電規(guī)準(zhǔn)（電加工的主要加工參數(shù)）、工作液、工件，以及電極的材料、放電間隙等因素有關(guān)。電火花加工適合于加工難以切削加工的材料。 電火花加工的局限在于：（1）只能用于導(dǎo)電材料的加工；（2）加工速度較慢；（3）存在電極損耗。不同的電極材料所達(dá)到的精度不同，因此根據(jù)精度要求選擇不同的電火花及不同的電極材料。例如，通常電火花線切割的精度能達(dá)到0.01～0.02mm（高速走絲）和0.002～0.005mm（低速走絲）的要求。 3.2 模具的研磨與拋光 模具的研磨與拋光時(shí)以降低零件的表面粗糙度、提高表面形狀精度和表面光澤為主要目的，屬于光整加工。塑料模具型腔研磨、拋光后，極大的提高了型腔表面質(zhì)量及成型性能，滿足了塑件成型質(zhì)量的要求，使塑件易于脫模。澆注系統(tǒng)經(jīng)研磨、拋光后，可降低注射時(shí)塑料的流動阻力。還可以提高模具結(jié)合面的精度，防止樹脂滲漏，黏結(jié)等。 研磨可以降低表面粗糙度值，使形狀精度高，還可以改善工件表面的力學(xué)性能，并且對研具的要求不高。研磨的尺寸精度高，其加工精度可達(dá)0.1～0.01μm。 拋光時(shí)利用柔性拋光工具、微細(xì)磨料顆?；蚱渌麙伖饨橘|(zhì)對工件表面進(jìn)行的修飾加工，以去除前面工序留下的加工痕跡，如刀痕、磨紋、麻點(diǎn)、毛刺等。拋光不能提高工件的尺寸精度或幾何形狀精度，而是以得到光滑表面或鏡面光澤為目的。拋光可分為普通拋光和精密拋光。根據(jù)其精度要求選擇相應(yīng)的拋光的工藝順序，依此是粗拋、半精拋、精拋。 4 利用現(xiàn)代軟件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)與制造 模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識[11,12]。 4.1 模具軟件功能集成化 模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測試與生產(chǎn)管理的全過程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳利益的目的。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)與GT、CE、CAE、CAPP、PDM等技術(shù)密切相連，組成一個(gè)有機(jī)的整體建立一個(gè)統(tǒng)一的全局模具產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型，在模具開發(fā)中、模具設(shè)計(jì)中，提供全部的信息，使信息共享、交換處理和反饋，它綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，系統(tǒng)集成技術(shù)，并行技術(shù)和管理技術(shù)，最終將發(fā)展成為CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）[13]。 4.2 模具軟件智能化 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的智能化是指有模具CAD/CAE/CAM軟件系統(tǒng)和人類專家共同組成的人體一體化系統(tǒng)，它能再模具生產(chǎn)過程中進(jìn)行分析、判斷、推理、構(gòu)思和決策等智能活動，有效地實(shí)現(xiàn)了人與模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的有機(jī)融合及人的智能的充分發(fā)揮[14]。近年來，人工智能在模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)中的應(yīng)用主要集中在知識工程的引入和模具設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)開發(fā)上。 4.3 模具軟件的自動化 隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)代的軟件在設(shè)計(jì)上更智能化，自動化。應(yīng)用于快速成型技術(shù)縮短了產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本和風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)上利用PRO/E可以對其三維造型進(jìn)行設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)的過程中可以體現(xiàn)到軟件的自動化，例如曲面的生成以及分型面的生成；然后通過軟件可以自動生產(chǎn)模具的型腔以及選擇相應(yīng)的模架。 4 總結(jié) 通過對畢業(yè)設(shè)計(jì)前大量文獻(xiàn)的閱讀，使自己對注塑模具有了更深的理解，也讓我知道了模具設(shè)計(jì)的一些方法和注意事項(xiàng)，特別是在分型面的選擇、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等方面有了更深刻的認(rèn)識。且認(rèn)識到模具材料的選擇及模具的加工工藝對塑件的質(zhì)量和模具的壽命起決定作用，是模具設(shè)計(jì)中必不可少的一部分。了解到智能化、自動化在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用是以后模具設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢，同時(shí)對設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用也有了更深得的體會。更重要的是培養(yǎng)了我正確的設(shè)計(jì)理念和分析問題、解決問題的能力，同時(shí)養(yǎng)成查閱手冊及相關(guān)資料的習(xí)慣，使設(shè)計(jì)過程達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化，為我們從事模具設(shè)計(jì)相關(guān)工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn) [1] 許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002.1. [2] 高佩副主編.實(shí)用模具制造手冊[M].北京：中國輕工業(yè)出版社,1999.3. [3] 陳錫棟,周小玉主編.實(shí)用模具技術(shù)手冊[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2001.7. [4] 《塑料模設(shè)計(jì)手冊》編寫組著.塑料模具設(shè)計(jì)手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社. [5] 夏巨諶,李志剛總主編.中國模具設(shè)計(jì)大典[M].江西科學(xué)技術(shù)出版社,2003.5. [6] 楊占堯主編.塑料模具課程指導(dǎo)與范例[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009.6. [7] 成虹主編.模具制造技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2010.5. [8] 屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].高等教育出版社,2007.8. [9] 王順興主編.金屬熱處理原理與工藝[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2009.9. [10] 朱張校,姚可夫主編.工程材料[M].清華大學(xué)出版社,2009.9. [11] 徐文華,葉久新主編.Pro/ENGINEER Wildfire 4.0模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程[M].北京理工大學(xué)出版社,2009.6. [12] Nee AYC, Fu MW, Fuh JYH, Lee KS, Zhang YF (1997) Determination of optimal parting directions in plastic injection mold design[J]. CIRP Ann Manuf Technol 46:429–432. doi:10.1016/S0007-8506(07)60858-0. [13] Nee AYC, Fu MW, Fuh JYH, Lee KS, Zhang YF (1998) Automatic determination of 3-D parting lines and surfaces in plastic injection mould design[J]. CIRP Ann Manuf Technol 47:95–98. doi:10.1016/S0007-8506(07)62793-0. [14] Ravi B, Srinivasan MN (1990) Decision criteria for computer-aided parting surface design[J]. Computer-Aided Des 22:11–18. doi:10.1016/0010-4485(90)90024-7.