90度彎管、支承管支撐管彎頭的注射注塑模具設(shè)計(jì)【側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、一模四腔優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含9張CAD圖紙帶任務(wù)書+開題報(bào)告+外文翻譯】-zsmj25

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90度彎管、支承管支撐管彎頭的注射注塑模具設(shè)計(jì)【側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、一模四腔】

 摘  要

模具作為一種成型工具，其設(shè)計(jì)、制造水平的高低，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量與更新?lián)Q代，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志。

支撐管彎頭體積較小、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而對注射成型模具和成型工藝的要求極高。支撐管彎頭注射模設(shè)計(jì)制造的最大難點(diǎn)在于成型部件、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。然后用Solidworks進(jìn)行三維實(shí)體建模,再進(jìn)行實(shí)體分析,確定出型腔數(shù)目,初選出成型設(shè)備,確定塑件的擺放位置,然后進(jìn)行分型面的確定,澆口的確定,確定結(jié)構(gòu)草圖,再搭配Solidworks的moldflow可以非常有效的進(jìn)行模架設(shè)計(jì),然后進(jìn)行抽芯機(jī)構(gòu),推出機(jī)構(gòu),復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì),冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì),最后在Solidworks下進(jìn)行機(jī)構(gòu)模擬分析和校核。在這過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不合理或者干涉的情況,然后分析這些狀況產(chǎn)生的原因,然后進(jìn)行修改,直到最后確定比較合理的方案。方案出來以后,再利用Solidworks的有限元分析功能對模具的受力部分進(jìn)行強(qiáng)度校核,這也是Solidworks比較強(qiáng)大的功能之一。當(dāng)完全確定沒有問題的時(shí)候,就進(jìn)行二維圖形的繪制。在繪制二維圖形的時(shí)候,運(yùn)用目前機(jī)械行業(yè)最有有效的二維圖紙繪制方法---由三維轉(zhuǎn)成二維。這不但在設(shè)計(jì)的過程思維更加清晰, 把大量經(jīng)歷用于機(jī)構(gòu)的優(yōu)化和完善,最重要的是大大提高的繪圖速度和準(zhǔn)確性,這在目前的經(jīng)濟(jì)時(shí)代是非常重要的。

這套模具最重要的是通過傳統(tǒng)和現(xiàn)代二種思維方法來設(shè)計(jì)的,可以親身體會出二種方法各自的優(yōu)缺點(diǎn),取長補(bǔ)短?？梢宰寕鹘y(tǒng)工業(yè)煥發(fā)出新的活力,也提高了大家學(xué)習(xí)興趣。

關(guān)鍵詞: 注塑模具；支撐管彎頭；澆注系統(tǒng)；裝配工藝；

Abstract

Die as a tool for molding, its design, manufacture level are of direct bearing on the quality of products and replacement, an important indicator to measure a country's level of manufacturing. 

   Support elbow is of small size and complex internal structure, thus demanding a highly molding technique and injection die. The most difficult parts of Support elbow injection mould design and manufacture are the design of molding part, injection system, stripping structures. after demonstrated, I choose low-pressure polyethylene as the stuff.  Second, I use Solidworks to do the three-dimensional sculpting for the entity for the sake of deciding the number of swage, equipment of injection, and the place of produce. Third, I choose the parting line, the gate, the sketch of the machinery, and arranged in pairs or groups imoldflow of Solidworks (in this way, we can design the mold’s carrier with effectively).  Next, the machine of take out, fetch, return, and the cool system. The end, I use Solidworks to simulate the machine, besides analyses and check it. In the process, I always find the phenomenon of inconsequence and interference, when this phenomenon happened, I must analyses what’s wrong happened and why. Until I fine the whys, I must modify it. The end, I should decide the rational project. After the project is putted forward, I checked the intension of the pressed part of the mold with FEA of Solidworks. FEA is one of the power functions of Solidworks. After raveling out all problems, I should draw the planar chart. In the process of drawing——transform the three-dimensional chart to planar. In this way, my thinking became very in focus in the process of design, so I spend mostly energy to optimize and consummate the machine, the top-drawer is that we can heighten speed and veracity of drawing. At present, this is very important.

In the process of the design, I used traditionary technique and unconventional ways. Compared them, I found theirs strongpoint and disadvantage, so I can learn from other’s strong points to offset one's weakness. Improving the traditionary technique, besides improve our’s interest to study machine.

Key Words: Injection mold；Support elbow；Pouring system； Assembly process；

目    錄

1. 緒  論 1

1.1國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 1

1.1.1模具工業(yè)的概況 1

1.1.2我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)狀況及地區(qū)分布 2

1.1.3我國塑料模具工業(yè)和技術(shù)的今后的主要發(fā)展方向 5

1.1.4注塑模具CAD發(fā)展概況及趨勢 5

1.2研究內(nèi)容 7

1.2.1支撐管彎頭外形設(shè)計(jì) 7

1.2.2分析最佳成型工藝 7

1.2.3模具結(jié)構(gòu)分析和確定 7

1.2.4模具開合模運(yùn)動仿真 7

2.支撐管彎頭設(shè)計(jì)及其成型工藝分析 8

2.1制品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) 8

2.2制品材料的選擇 9

2.2.1丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物（ABS） 9

2.2.2聚苯乙烯（PS） 9

2.2.3雙酚A型碳酸脂（PC） 10

2.3注射工藝選擇 12

2.3.1 ABS塑料的干燥 12

2.3.2注射壓力 12

2.3.3注射溫度 12

2.3.4模具溫度 13

2.3.5料量控制 13

3.模具設(shè)計(jì) 14

3.1型腔數(shù)量的確定 14

3.2注塑機(jī)選型 14

3.2.1注射量計(jì)算 15

3.2.2注射機(jī)型號確定 16

3.2.3注射壓力校核 16

3.2.4鎖模力校核 16

3.2.5開模行程和模板安裝尺寸校核 17

3.3模具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 18

3.3.1主流道設(shè)計(jì) 18

3.3.2分流道 18

3.3.3澆口設(shè)計(jì) 19

3.4注射模具成型零部件設(shè)計(jì) 20

3.4.1成型零部件尺寸分析 20

3.4.2塑件收縮率的影響 20

3.4.3成型零件的設(shè)計(jì) 21

3.4.3.1型腔 21

3.4.3.2側(cè)型芯 22

3.4.4成型零部件強(qiáng)度校核計(jì)算 23

3.4.5型芯與型腔配合 23

3.5脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 24

3.6側(cè)向抽芯設(shè)計(jì) 26

3.6.1機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 26

3.6.2確定抽芯距 27

3.6.3抽芯力的計(jì)算 27

3.6.4斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 28

3.7導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 29

3.7.1結(jié)構(gòu)形式 29

3.7.2導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 30

3.7.3導(dǎo)套 30

3.8模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 31

3.9模具材料 31

4.模具裝配工藝 33

4.1塑料模具的裝配基準(zhǔn) 33

4.2塑料模具的總裝配程序 33

4.3塑料模具裝配時(shí)注意事項(xiàng) 34

4.4空心球柄模具裝配工藝 34

結(jié)  語 36

致  謝 37

參考文獻(xiàn) 38

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90度彎管、支承管支撐管彎頭的注射注塑模具設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

A0支撐管彎頭裝配圖.dwg

A1-動模板.dwg

A1-定模板.dwg

A1-支撐管彎頭-型腔.dwg

A2-c_板.dwg

A4-11-帶肩導(dǎo)套.dwg

A4-復(fù)位桿.dwg

A4-支撐管彎頭-側(cè)型芯.dwg

A4-支撐管彎頭-塑件圖.dwg

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摘 要 模具作為一種成型工具，其設(shè)計(jì)、制造水平的高低，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量與更新?lián)Q代，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志。 支撐管彎頭體積較小、內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因而對注射成型模具和成型工藝的要求極高。支撐管彎頭注射模設(shè)計(jì)制造的最大難點(diǎn)在于成型部件、澆注系統(tǒng)、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。然后用 行三維實(shí)體建模 ,再進(jìn)行實(shí)體分析 ,確定出型腔數(shù)目 ,初選出成型設(shè)備 ,確定塑件的擺放位置 ,然后進(jìn)行分型面的確定 ,澆口的確定 ,確定結(jié)構(gòu)草圖 ,再搭配 以非常有效的進(jìn)行模架設(shè)計(jì) ,然后進(jìn)行抽芯機(jī)構(gòu) ,推出機(jī)構(gòu) ,復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ,冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ,最后在 進(jìn)行機(jī)構(gòu)模擬分析和校核。在這過程中經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不合理或者干涉的情況 ,然后分析這些狀況產(chǎn)生的原因 ,然后進(jìn)行修改 ,直到最后確定比較合理的方案。方案出來以后 ,再利用 有限元分析功能對模具的受力部分進(jìn)行強(qiáng)度校核 ,這也是 較強(qiáng)大的功能之一。當(dāng)完全確定沒有問題的時(shí)候 ,就進(jìn)行二維圖形的繪制。在繪制二維圖形的時(shí)候 ,運(yùn)用目前機(jī)械行業(yè)最有有效的二維圖紙繪制方法 不但在設(shè)計(jì)的過程思維更 加清晰 , 把大量經(jīng)歷用于機(jī)構(gòu)的優(yōu)化和完善 ,最重要的是大大提高的繪圖速度和準(zhǔn)確性 ,這在目前的經(jīng)濟(jì)時(shí)代是非常重要的。 這套模具最重要的是通過傳統(tǒng)和現(xiàn)代二種思維方法來設(shè)計(jì)的 ,可以親身體會出二種方法各自的優(yōu)缺點(diǎn) ,取長補(bǔ)短?？梢宰寕鹘y(tǒng)工業(yè)煥發(fā)出新的活力 ,也提高了大家學(xué)習(xí)興趣。 關(guān)鍵詞 : 注塑模具；支撐管彎頭；澆注系統(tǒng)；裝配工藝； ie as a of on of an to a s of is of a of I as I to do of of of of I of in or in we s of I to In I of I s I I is I of of EA is of I In of to In my in in of to is we of At is In of I I s to s s to 目 錄 1. 緒 論 內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 具工業(yè)的概況 國塑料模具工業(yè)和技術(shù)狀況及地區(qū)分布 國塑料模具工業(yè)和技術(shù)的今后 的主要發(fā)展方向 塑模具 展概況及趨勢 究內(nèi)容 撐管彎頭外形設(shè)計(jì) 析最佳成型工藝 具結(jié)構(gòu)分析和確定 具開合模運(yùn)動仿真 品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) 品材料的選擇 烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯三元共聚物（ 苯乙烯（ 酚 A 型碳酸脂（ 0 射工藝選擇 2 料的干燥 2 射壓力 2 射溫度 2 具溫度 3 量控制 3 4 腔數(shù)量的確定 4 塑機(jī)選型 5 射量計(jì)算 5 射機(jī)型號 確定 6 射壓力校核 6 模力校核 7 模行程和模板安裝尺寸校核 7 具澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 8 流道設(shè)計(jì) 8 流道 8 口設(shè)計(jì) 9 射模具成型零部件設(shè)計(jì) 0 型零部件尺寸分析 0 件收縮率的影響 0 型零件的設(shè)計(jì) 1 腔 1 型芯 2 型零部件強(qiáng)度校核計(jì)算 3 芯與型腔配合 3 模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 向抽芯設(shè)計(jì) 6 構(gòu)設(shè)計(jì) 6 定抽芯距 6 芯力的計(jì)算 7 導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 8 柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 9 構(gòu)形式 9 柱結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求 9 套 0 具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 0 具材料 1 3 料模具的裝配基準(zhǔn) 3 料模具的總裝 配程序 3 料模具裝配時(shí)注意事項(xiàng) 4 心球柄模具裝配工藝 4 結(jié) 語 誤 !未定義書簽。 致 謝 誤 !未定義書簽。 參考文獻(xiàn) 8 第 1 頁 共 38 頁 1 緒 論 內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r 具工業(yè)的概況 模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用 ，在國際上被稱為“工業(yè)之母”，對國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。 模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” ;德國則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ;日本模具協(xié)會也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力” ，同時(shí)也是“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進(jìn)入富裕社會的原動力” 。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達(dá)到 13000億日元，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過日本機(jī)床總產(chǎn)值 9000億日元。如今，世界模 具工業(yè)的發(fā)展甚至己超過了新興的電子工業(yè)。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 11%[1]。 塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問世后的幾十年以來，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個(gè)工業(yè)部門不可缺少的材料 [2]。 目前在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機(jī) 、汽車、儀器儀表、機(jī)械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。近幾年來由于工程塑料制件的強(qiáng)度和精度等得到很大的提高，因而各種工程塑料零件的使用范圍正在不斷擴(kuò)大，預(yù)計(jì)今后隨著微型電子計(jì)算機(jī)的普及和汽車的微型化，塑料制件的使用范圍將會越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將迅速增長，塑料的應(yīng)用將覆蓋國民經(jīng)濟(jì)所有部門，尤其在國防和尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過有色金屬產(chǎn)量的總和 [3]。 塑料模 具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主要優(yōu)點(diǎn)是制造簡便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。 在我國，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，模具工業(yè)的發(fā)展也十分迅速。 2010年中國大陸 第 2 頁 共 38 頁 制造工業(yè)對模具的總市場需求量約為 1800億元，今后幾年仍將以每年 10%以上的速度增長。對于大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具 需求的增長將遠(yuǎn)超過每年 10%的增幅。汽車、建筑材料、家用電器行業(yè)的飛速發(fā)展使之對模具的需求量極大。到 2015年，在建筑與建材行業(yè)方面，塑料門窗的普及率為 40%，塑料管的普及率將達(dá)到 60%，這些都會大大增加對模具的需求量。其它發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將對中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用 [1]。 國塑料模具工業(yè)和技術(shù)狀況及地區(qū)分布 在中國，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，認(rèn)識到模具技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志 ，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 6. 5密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺北極星 生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還 采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為 0. 08塑模型腔制造精度可達(dá) 0. 02 ~ 0. 05面粗糙度2 u m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá) 10~30萬次，淬火鋼模達(dá)50 ~100萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技 術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 29~34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了 得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá) 20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率不到 10%,與國外的 50~80%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面， 了一個(gè)新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的 美國 G 國國 國 本 色列公司的 國 些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了 第 3 頁 共 38 頁 大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了 能支持 過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具 年來，我國自主開發(fā)的塑料模 要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的 中科技大學(xué)開發(fā)的注塑模 些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)為進(jìn)一步普及模具 1]。 近年來，國內(nèi)己較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如 :3M I、模具 的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在 30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到 70%比，仍有很大差距 [3]。技術(shù)比較見表 1 表 1國內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表 項(xiàng)目 國外 國內(nèi) 注塑模型腔精度 0. 005~0. 01腔表面粗糙度 . 05 淬火鋼模具壽命 1010~30萬次 淬火鋼模具壽命 160~300萬次 50~100萬次 熱流道模具使用率 80%以上 總體不足 10% 標(biāo)準(zhǔn)化程度 70~80% 小于 30% 中型塑料模生產(chǎn)周期 一個(gè)月左右 2~4個(gè)月 目前，全世界模具的年產(chǎn)值約為 650億美元，我國模具工業(yè)的產(chǎn)值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和美國。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平己取得了很大的進(jìn)步，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比仍有較大的差距 [2]。 我國模具工業(yè)起步晚，底子薄，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有很大的差距，但在國家 產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速。據(jù)統(tǒng)計(jì) 2000 年總產(chǎn)值僅為 270 億元，占世界總量的 5%。 2010 年，我國模具產(chǎn)業(yè)的銷售總額超過 1200 億元，預(yù)計(jì)到“十二五”末我國模具產(chǎn)業(yè)的總產(chǎn)值將有望突破 2600 億元[5]。但我國模具行業(yè)還有很大的發(fā)展空間，目前自產(chǎn)自用占主導(dǎo)地位，商品化模具僅占一半左右，國內(nèi)模具生產(chǎn)仍供不應(yīng)求，特別是精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具，仍主要依賴 進(jìn)口。目前，就整個(gè)模具市場來看，進(jìn)口模具約占市場總量的 20%左右，其中，中高檔模具進(jìn)口比例達(dá) 40%以上。因此，近年來我國模具發(fā)展的重點(diǎn)放在精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具上，并取得了可喜的成績，模具進(jìn)口逐漸下降，模具技術(shù)和水平也有長足的進(jìn)步 。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型精密、 第 4 頁 共 38 頁 復(fù)雜、長壽命等中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量增加較快，其能力提高顯著；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速，尤其是“三資”企業(yè)目前已成為行業(yè)的主力軍；股份制改造步 伐加快，等等。從地區(qū)分布來說，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，這 2個(gè)省的模具產(chǎn)值已占全國總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發(fā)展態(tài)勢也很好。我國模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國家落后許多，其差距主要表現(xiàn)在下列六方面： (1)國內(nèi)自配率不足 80％，中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足 60％。 (2)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。 (3)模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進(jìn)水平長許多。 (4)開發(fā)能力弱，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低，水平也較低，不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中常處于被動地位。 (5)模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。 (6)與國際先進(jìn)水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后 [1]。 縱觀發(fā)達(dá)國家對模具工業(yè)的認(rèn)識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國 家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。因此，模具是國家重點(diǎn)鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動相對密集。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具基礎(chǔ)，其大量應(yīng)用可縮短模具設(shè)計(jì)制造周期，同時(shí)也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。 早在 1989年，在國務(wù)院頒布的《 關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的首位。 1997年以來，又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，從 1997年開始對部分模具企業(yè)實(shí)行了增值稅返還 70%的優(yōu)惠政策。所有這些國家對模具工業(yè)采取的優(yōu)惠政策也將對其發(fā)展提供有力支持 [1]。 在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重對知識的更新與學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)、學(xué)、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設(shè)計(jì)制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛 擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡(luò)化、智能化環(huán)境，實(shí)現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個(gè)完全信息化的、充滿著朝氣和希望而又實(shí)實(shí)在在的新時(shí)代即將到來。 第 5 頁 共 38 頁 國塑料模具工業(yè)和技術(shù)的今后的主要發(fā)展方向 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，技術(shù)含量不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細(xì)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、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。 模具技術(shù)的發(fā)展趨 勢主要是：① 體化、智能化；② 品數(shù)據(jù)管理 )、 算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)管理 )、 于知識工程 )、 業(yè)資源管理 )、 具制造管理信息系統(tǒng) )及 高速、高精加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；④超精加工、復(fù)合加工、先進(jìn)表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑤快速成型與快速制模 (術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑥熱流道技術(shù)、精密測量及高速掃描技術(shù)、逆向工程及并行 工程的發(fā)展與應(yīng)用；⑦ 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展及進(jìn)一步推廣應(yīng)用；⑧優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用；⑨模具自動加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用；⑩虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用 [1]。 塑模具 展概況及趨勢 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (( 當(dāng)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)水平的迅速提高， 為 料模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬分析與制造，即模具 三十多年來，國外注射模 70年代己開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對熔融塑料在圓盤形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進(jìn)行分析。 80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內(nèi)塑料熔體的流動過程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評價(jià)和修改，以減少試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量。近十年來，注射模 分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些高水平的商品軟件逐步推出，并在推廣和實(shí)際使用中不斷改進(jìn)、提高 和完善。比較有代表性的軟件系統(tǒng)有 : 澳大利亞 括繪制型腔圖形的線框造型軟件 限元網(wǎng)格生成軟件 動分析軟件 卻分析軟件 動、冷卻分析結(jié)果和模架應(yīng)力場分布的可視化顯示軟件 美國 維注射流動分析軟件 維有限元流 動分析軟件 D，冷卻分析軟件 準(zhǔn)模架 (美國 選擇軟件 第 6 頁 共 38 頁 美國和意大利的 系統(tǒng)包括材料選擇 射工藝條件和模具費(fèi)用優(yōu)化 射流動分析 腔尺寸設(shè)計(jì) 德國 系統(tǒng)具有注射模流動分析、冷卻分析和力學(xué)性能校核等功能， 我國在注射模 用及研究方面起步較晚。從 80年代中期開始，國內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進(jìn)了一些國外知名度較高的注塑模 時(shí)，某些高等學(xué)校和科研院所也開始了注塑模 多年來，我國對注射模設(shè)計(jì)制造技術(shù)及其 “八五”期間，這方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技術(shù)”、“多型腔小模數(shù)齒輪精密模具制造技術(shù)”和“實(shí)用 國家重點(diǎn)企業(yè)技術(shù)開發(fā) 項(xiàng)目，還安排了國家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“塑料注射模 這些項(xiàng)目的成果對促進(jìn)我國注射模 我國注射模 1]。 我國在注射模 華中理工大學(xué)是國內(nèi)較早自行開發(fā)研究注射模 0年代中期開始，就在注塑模流動分析模擬和冷卻分析模擬方面進(jìn)行了較深入的研究與開發(fā)工作，并推出了塑料注射模 系統(tǒng)包 括塑料制品三維形狀輸入、流動模擬、冷卻分析、型腔強(qiáng)度與剛度校核及模具圖設(shè)計(jì)與繪制等功能，在一些企業(yè)單位應(yīng)用取得較好效果，現(xiàn)已實(shí)現(xiàn)商品化。 浙江大學(xué)基于工作站的 系統(tǒng)采用特征造型技術(shù)構(gòu)造產(chǎn)品模型，使形狀特征表達(dá)與工藝信息描述統(tǒng)一，并利用特征反轉(zhuǎn)映射實(shí)現(xiàn)了型腔模型的快速生成。 上海交通大學(xué)從 1983年開始，對注射模 國內(nèi)首次將人工智能技術(shù)引入注射模 于 1988年開發(fā)出集成化注射模智能 在在工作站 北京航空航天大學(xué)華正模具研究所開發(fā)的注射模 面造型、分析模擬和數(shù)控仿真與數(shù)控加工程序生成等功能，具有很高的技術(shù)水平與實(shí)用價(jià)值。 合肥工業(yè)大學(xué)在注射模結(jié)構(gòu) 后研制出微機(jī)注塑模 得了較好的成績。體造型技術(shù)，使系統(tǒng)在設(shè)計(jì)效率和通用性 兩方面都得到較好的兼顧?，F(xiàn)在以 一步采用參數(shù)化特征模型、特征建模技術(shù)和裝配模型技術(shù)，研制出注射模 技術(shù)水平、實(shí)用性與通用性方面都達(dá)到較高水平 [4]。 第 7 頁 共 38 頁 究內(nèi)容 本文主要是對支撐管彎頭的成型工藝、各構(gòu)件及模具的研究和設(shè)計(jì)。 撐管彎頭外形設(shè)計(jì) 本課題利用 件對支撐管彎頭進(jìn)行的實(shí)體建模， 圖形設(shè)計(jì)是基于三維的，它與傳統(tǒng)的二維繪圖有著本質(zhì)的區(qū)別。生成的模型直觀，立 體感強(qiáng)，可以在任何角度進(jìn)行觀察。使設(shè)計(jì)者很容易、很清楚地知道零件的特性。而且可由立體圖生成三視圖，大大提高工作的效率和準(zhǔn)確性。 析最佳成型工藝 工藝方案的優(yōu)劣直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)成本以及生產(chǎn)效率。本文在對塑件進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，確定并優(yōu)化了工藝方案。具體內(nèi)容如下： (1)對塑件成型工藝性進(jìn)行分析，對可能的工藝方案進(jìn)行比較分析，初步得出可能的工藝方案以及其可行的條件。 (2)根據(jù)產(chǎn)品開發(fā)依據(jù)及成型要求，確定工藝方案。 具結(jié)構(gòu)分析和確定 根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要 求和生產(chǎn)批量，模具設(shè)計(jì)軟件會提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)步驟、參數(shù)選擇、計(jì)算公式以及標(biāo)準(zhǔn)模架等，最后給出全套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。 具開合模運(yùn)動仿真 運(yùn)用 術(shù)可對模具開模、合模以及制品被推出的全過程進(jìn)行仿真，從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理處，并及時(shí)更正，一減少修模時(shí)間。 第 8 頁 共 38 頁 品結(jié)構(gòu)和形狀的設(shè)計(jì) 用 件進(jìn)行空心球柄的三維建模，三維實(shí)體模型更加直觀的表現(xiàn)了產(chǎn)品造型 ,可以從各個(gè)角度對模型進(jìn)行觀察，軟件可以測量并且可以根據(jù)三維模型數(shù)據(jù)使用 析模塊進(jìn)行熔體的充模仿真，可以驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)的正確性，制品如圖所示： 圖 2撐管彎頭 第 9 頁 共 38 頁 品材料的選擇 通用塑料如聚丙烯 乙烯 氯乙烯 有應(yīng)用范圍廣、加工性能良好，價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，但由于其力學(xué)性能較差且成型收縮率較大不易成型尺寸穩(wěn)定的制品故不選用，以下拿三種常用典型材料比較選取。 烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯三元共聚物（ 觀上是淡黃色非晶 態(tài)樹脂，不透明，密度與聚苯乙烯基本相同。 有良好的綜合物理力學(xué)性能，耐熱，耐腐，耐油，耐磨 、尺寸穩(wěn)定，加工性能優(yōu)良，它具有三種單體所賦予的優(yōu)點(diǎn)。其中丙烯腈賦予材料良好的剛性、硬度、耐油耐腐、良好的著色性和電鍍性；丁二烯賦予材料良好的韌性、耐寒性；苯乙烯賦予材料剛性、硬度、光澤性和良好的加工流動性。改變?nèi)M分的比例，可以調(diào)節(jié)材料性能。 無定形聚合物，無明顯熔點(diǎn)，熔融流動溫度不太高，隨所含三種單體比例不同，在 160~190℃ 范圍即具有充分的流動性，且熱穩(wěn)定性較好，在約高于 285℃時(shí)才出現(xiàn)分解 現(xiàn)象，因此加工溫度范圍較寬。 體具有明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小，粘度隨溫度升高也會明顯下降。 水率約在 間，但由于熔體粘度不太高，故對于要求不高的制品，可以不經(jīng)干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光澤并可改善內(nèi)在質(zhì)量。在 80~90℃下干燥2~3h,可以滿足各種成型要求。 有較小的成型收縮率，在多數(shù)情況下，其變化小于該范圍。注塑是 料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑機(jī)，但更長采 用螺桿式注塑機(jī)，后者更適于形狀復(fù)雜制品、大型制品成型 [5]。 苯乙烯（ 聚苯乙烯是無色無臭的透明剛硬固體，制品擲地時(shí)有金屬般響鳴。聚苯乙烯透光率不低于 80%，霧度約為 3%，折射率較大，在 間，具有特殊光亮性，但儲存時(shí)易泛黃。泛黃原因之一是單體純度不夠，特別是在含有微量元素時(shí)；二是聚合物在空氣中緩慢老化引起發(fā)黃。聚苯乙烯較輕，密度在 間。 （ 1）力學(xué)性能 聚苯乙烯在熱塑性塑料中屬于典型的硬而脆塑料，拉伸、彎曲等常規(guī)力學(xué)性能皆高于聚烯烴，拉伸時(shí)無屈服現(xiàn)象 。 （ 2）熱學(xué)性能 聚苯乙烯分子鏈雖是剛性鏈，但由于是無定形結(jié)構(gòu)，超過玻璃化溫度即開始軟化，軟化點(diǎn)僅 95℃左右，許多力學(xué)性能都受到溫度升高的明顯影響。最高連續(xù)使用溫度僅 第 10 頁 共 38 頁 60~80℃。 120℃開始成為熔體， 180℃后開始具有流動性，其熱穩(wěn)定性較好，超過 300℃才開始分解，因此聚苯乙烯具有較高的成型加工區(qū)間。 （ 3）電性能 聚苯乙烯是非極性聚合物，具有頗為優(yōu)異的介電、電絕緣性能，由于吸濕性很小，電性能也不受環(huán)境濕度改變的影響。 （ 4）加工工藝性 吸濕性很小，加工前一般不需要專門的干燥 工序，成型溫度范圍較寬，收縮率及其變化范圍都很小，一般在 利于成型出尺