游泳鏡盒注塑模具設(shè)計(jì)

游泳鏡盒注塑模具設(shè)計(jì),游泳,注塑,模具設(shè)計(jì) 本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告 論 文 題 目：游泳鏡盒注塑模具設(shè)計(jì)學(xué) 院 ： 機(jī) 械 工 程 學(xué) 院專 業(yè) 、班 級： 學(xué) 生 姓 名： 指導(dǎo)教師（職稱）： 2016 年 12 月 29 日填 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告要求 開題報(bào)告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文 （設(shè)計(jì)）的有效保證。為了使這項(xiàng)工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。一、選題依據(jù) 1. 論文（設(shè)計(jì)）題目及研究領(lǐng)域； 2. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值； 3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容1.重點(diǎn)解決的問題； 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路）； 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果。三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃。四、文獻(xiàn)查閱及文獻(xiàn)綜述 學(xué)生應(yīng)根據(jù)所在學(xué)院及指導(dǎo)教師的要求閱讀一定量的文獻(xiàn)資料，并在此基礎(chǔ)上通過分析、研究、綜合，形成文獻(xiàn)綜述。必要時(shí)應(yīng)在調(diào)研、實(shí)驗(yàn)或?qū)嵙?xí)的基礎(chǔ)上遞交相關(guān)的報(bào)告。綜述或報(bào)告作為開題報(bào)告的一部分附在后面，要求思路清晰，文理通順， 較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎(chǔ)。 五、其他要求 1. 開題報(bào)告應(yīng)在畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）工作開始后的前四周內(nèi)完成； 2. 開題報(bào)告必須經(jīng)學(xué)院教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)審查通過； 3. 開題報(bào)告不合格或沒有做開題報(bào)告的學(xué)生，須重做或補(bǔ)做合格后，方能繼續(xù)論文（設(shè)計(jì)）工作，否則不允許參加答辯； 4. 開題報(bào)告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導(dǎo)教師； 5. 開題報(bào)告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打?。?。 1 一、選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計(jì)）題目游泳鏡盒注塑模具設(shè)計(jì)2．研究領(lǐng)域 本次研究的設(shè)計(jì)為機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì) 3. 論文（設(shè)計(jì)）工作的理論意義和應(yīng)用價(jià)值 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的和意義 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè),也是投資大、回報(bào)慢的勞動(dòng)密集型和技術(shù)密集型行業(yè)?，F(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。模具成形零件時(shí)實(shí)現(xiàn)快速、優(yōu)質(zhì)、低耗是國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。產(chǎn)品性能的提高要求高素質(zhì)的塑料模具和塑料性能、成型工藝和制品的設(shè)計(jì)，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。 4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢 近年來，中國塑料模具制造水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)到 50t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已達(dá)到 2μm，制件精度很高的小模數(shù)齒輪模具及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模具已能生產(chǎn)一模 7800 腔的塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn)擠出速度達(dá) 6m/min 以上的高速塑料異型材擠出模具及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出。 在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高，CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)展，高速加工及 RP/RT 等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多，模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。另外， 三資企業(yè)的蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計(jì)制造水平及企業(yè)管理水平的提高，有些企業(yè)已實(shí)現(xiàn)信息化管理和全數(shù)字化無圖制造。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE 技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對成型過程，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(dòng)了我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模 CAD/CAM 系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA 系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 HSC5.0 系統(tǒng)及 CAE 軟件等，這些軟件具有適 21 應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。 國外近年來發(fā)展的速度也比較快，在高速銑削加工方面，機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)40000r/min -100000r/min，快速進(jìn)給速度可達(dá)到 30m/min-40m/min，加速度可達(dá) 19， 換刀時(shí)間可提高到 1s～2s。這樣就大幅度提高了加工效率，并可獲得 Ra≤0.08μm 的加工表面粗糙度。另外，還可加工硬度達(dá) 60HRC 的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。高速切削加工與傳統(tǒng)切削加工相比還具有溫升低(加工工件只升高 3℃)、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。高速銑削必須與相應(yīng)的軟件、加工工藝、刀具及其夾緊頭相配合。 國外在模具生產(chǎn)中，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造(CAD/CAM)技術(shù)已得到十分成功的應(yīng)用。三維造型和型腔的數(shù)控加工都是由計(jì)算機(jī)輔助軟件完成的，它大幅度的縮短了模具的生產(chǎn)周期，提高工作效率。 德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家在模具設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域仍處于國際領(lǐng)先水平， 他們的一些先進(jìn)的模具方面的技術(shù)被許多發(fā)展中國家，甚至是其它發(fā)達(dá)國家學(xué)習(xí)采 用。亞洲以日本和韓國模具技術(shù)水平最高，其它國家與之還有較大的差距，不過他們也正在以驚人的速度發(fā)展著，國家之間的交流會(huì)使之發(fā)展更快。 31 二、論文（設(shè)計(jì)）研究的內(nèi)容 1. 重點(diǎn)解決的問題 結(jié)合該課題所研究塑料制件的特性，以及設(shè)計(jì)塑料模具時(shí)常出現(xiàn)的問題?？梢钥闯霰敬卧O(shè)計(jì)的塑件是有側(cè)孔的，因而課題研究時(shí)會(huì)出現(xiàn)的難點(diǎn)有： 1） 分型面的確定 2） 澆口位置和形式的確定 3） 推出位置的確定 4） 抽芯機(jī)構(gòu)的確定 5） 盡量選擇模具標(biāo)準(zhǔn)件的問題 2. 擬開展研究的幾個(gè)主要方面（論文寫作大綱或設(shè)計(jì)思路） 針對以上在課題研究時(shí)可能出現(xiàn)的問題，現(xiàn)暫時(shí)提出了以下一些解決方案（準(zhǔn)確而又合理的方案還得在設(shè)計(jì)中不斷的總結(jié)和運(yùn)用）： 1） 該產(chǎn)品外形要求光滑無縮印，表面粗糙度高，合模處不得有錯(cuò)位、飛邊等。根據(jù)該產(chǎn)品的形狀特點(diǎn)和選擇分型面的兩大原則，故確定分型面為投影面積最大處； 2） 因?yàn)橥庑我蠊饣瑹o痕跡，所以我們設(shè)計(jì)澆口的時(shí)候，要選擇適當(dāng)?shù)臐部凇? 3） 該模具的脫模形式，根據(jù)塑件的特點(diǎn)，只能選擇推板/推桿推出。 4） 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要組成部分，本次設(shè)計(jì)是否需要，以后我們會(huì)進(jìn)行分析。 5） 更多的標(biāo)準(zhǔn)件意味著模具成本的降低，在不影響塑件的成型和使用要求時(shí)， 設(shè)計(jì)模具應(yīng)該盡量的選擇現(xiàn)有的模具標(biāo)準(zhǔn)件。 3. 本論文（設(shè)計(jì)）預(yù)期取得的成果 1） 工程圖繪制量一般不得少于折合成 A0 圖紙三張； 2） 翻譯與課題有關(guān)的外文資料至少一篇，譯文不少于 2000 漢字. 3） 設(shè)計(jì)說明書的正文部分文字不少于 6000 字，為計(jì)算機(jī)打印稿； 41 三、論文（設(shè)計(jì)）工作安排 1. 擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計(jì)參數(shù)）； 本次設(shè)計(jì)的技術(shù)路線分工藝分析、方案分析、成型零件的設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、模具工程圖，五部分，具體如下： （1） 工藝分析→ 塑件成型工藝分析 塑料成型工藝分析 初定注射機(jī)工藝參數(shù) （2） 方案分析→ 分型面 型腔布局→一模兩件澆注系統(tǒng)→側(cè)澆口 推出機(jī)構(gòu) （3） 成型零件的設(shè)計(jì)→加載參照模型→創(chuàng)建工件→設(shè)置收縮率→設(shè)置分型面→分割體積塊 →抽取模具元件→設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)→鑄?！_模檢查 （4） 模具設(shè)計(jì)→塑件成型工藝分析→推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)→冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)→ 與注射機(jī)有關(guān)的參數(shù)校核 （5） 模具工程圖→型腔零件圖 型芯零件圖模具總裝圖 2. 論文（設(shè)計(jì)）進(jìn)度計(jì)劃 1—2 周 下達(dá)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查找并閱讀文獻(xiàn)資料，完成文獻(xiàn)綜述。 3—4 周 撰寫開題報(bào)告，開題答辯，根據(jù)老師的建議修改報(bào)告，并完成文獻(xiàn)的翻譯工作。 5—6 周 鏡盒的形狀選型工作，方案設(shè)計(jì)，完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7—11 周 模具定動(dòng)模，主流道尺寸，排異系統(tǒng)的設(shè)計(jì)推桿部分的計(jì)算校核，根據(jù)計(jì)算結(jié)果完成動(dòng)力部分的設(shè)計(jì)計(jì)算 12—14 周 完成裝配圖的繪制，完成零件圖的繪制 14—16 周 撰寫說明書，打印材料，準(zhǔn)備答辯 1 四、需要閱讀的參考文獻(xiàn) [1] 鄭生榮.嵌件注塑成型工藝的特點(diǎn)[J].模具工業(yè),2008（11）：38-41. [2] 艾方.精密注塑模具[J].模具技術(shù)，2010（5）：67-71. [3] 李建國.注射模成型零件工作尺寸計(jì)算方法分析[J].模具工業(yè),2011(11)：38-41 [4] 駱志文.注射模冷卻時(shí)間計(jì)算分析[J].模具工業(yè),2012（3）：29-34. [5] 王建華,徐佩弦.注射模的熱流道技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)，2011.38-41. [6] 高茂濤.注塑模具發(fā)展綜述[J].輕工科技,2014，（2）：40-50. [7] 蘇日美.我國注塑模具的問題及發(fā)展方向[J].工程與材料科學(xué)，2013（11）：61-84 [8] 葉久新,王群.塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)[M].機(jī)械工業(yè),2007(04)：29-34. [9] 馮剛,張朝閣,江平.我國注塑模具關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用發(fā)展[J].塑料工業(yè)， 2014(4)：16-19. [10] 許樹勤.模具設(shè)計(jì)與制造[M].北京：電子工業(yè)出版社，2014(11)：38-41. [11] 劉磊,吳建.液晶顯示器前殼注射模具設(shè)計(jì)[J].輕工機(jī)械,2013(6)：9-12. [12] 陳奕雄.電視機(jī)后殼注射模具設(shè)計(jì)[J].模具制造,2010(05)：38-39. [13] 李軼明.注射模中側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)[J].科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì), 2007(21)：250-251. [14] 梁春鴻.數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的應(yīng)用及其發(fā)展前景[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2015(5)：62-63. [15] 于同敏,劉鐵山.注塑模脫模機(jī)構(gòu)智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2004(2)：72-75. [16] Catalin Fetecau.Felicia Stan;Laurentiu I.Sandu .In-Mold Mon In-Mold Monitoring of Temperature and Cavity Pressure During The Injection Molding Process[J].Proc. ASME.45813;Volume2:Processing, V002T02A062.June 2014(09)：56-59. [17] M. F. Alzoubi; Ma’moun Abu-Ayyad.Development of a Finite Model for Controlling a Mold’s Open/Close Process in an Injection Molding Machine[J].Proc. ASME. 54938; Volume 7: Dynamic Systems and Control; Mechatronics and Intelligent Machines, Parts A and B:745-749.January 2011(01)：132-139. [18] LI Ji-quan?, LI De-qun, GUO Zhi-ying, LV Hai-yuan .Single gate optimization for plastic injection mold. [J].Injection mold, Gate location, Optimization, Feature warpage jzus.2007(10)：55-62. 附：文獻(xiàn)綜述或報(bào)告 一 研究的目的、意義、現(xiàn)狀和方法 1. 研究的目的及意義 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，掌握塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程對提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義[1]。在機(jī)械制造業(yè)中，隨著全球市場競爭的日益激烈，各企業(yè)都力求以最好質(zhì)量、最低成本、最快速度將產(chǎn)品推向市場，計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)得以充分用用。在傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)制造過程中，模具制造完畢后要進(jìn)行多次試模、修模。反復(fù)的修模會(huì)造成模具內(nèi)部品質(zhì)的變化，導(dǎo)致整副模具.性能降低，從而使最終塑料制品質(zhì)量不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。而使用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)不僅可提高一次性試模的成功率， 而且還可以使模具在質(zhì)量、性能及成本上都有很大程度的提高[2]。通過本次設(shè)計(jì)掌握先進(jìn)軟件技術(shù)，用專業(yè)分析軟件 moldflow 和軟件 EMX4.1 來縮短設(shè)計(jì)周期，提高一次性試模的成功率。本設(shè)計(jì)還通過電熱毯開關(guān)的注塑模具設(shè)計(jì)，了解注塑模具制造特點(diǎn)和新興注射成型技術(shù)對模具制造的新要求，分析注塑模具制造技術(shù)中的幾個(gè)關(guān)鍵問題。模具具有明顯的效益擴(kuò)大作用，用模具生產(chǎn)出來的最終產(chǎn)品價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍，幾百倍，甚至更多。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性，高生產(chǎn)率和代消耗，是其他加工方法所不能比擬的。注塑模具的發(fā)展日新月異，掌握注塑模具設(shè)計(jì)及其專業(yè)分析軟件，對未來的注塑模具設(shè)計(jì)市場有著不可估量的意義，對個(gè)人今后的事業(yè)有著不同尋常的意義。 2、研究的現(xiàn)狀 世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶動(dòng)了模具制造業(yè)的迅速發(fā)展。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是最重要的工藝裝備之一[3]。采用模具進(jìn)行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料，降低成本，并保證一定的加工質(zhì)量要求。模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要成型工具。模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，模具生產(chǎn)水平的高低已經(jīng)成為一個(gè)國家制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益 和新產(chǎn)品的開發(fā)能力[4]。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。在電子、汽車、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型。[5]塑料， 橡膠，陶瓷，玻璃，皮革，耐火材料以及建材制品等大部分產(chǎn)品也都是采用模具成型。 因此個(gè)發(fā)達(dá)工業(yè)國家都十分重視對模具品種的開發(fā)，質(zhì)量的改進(jìn)，加工精度的提高和制造周期的縮短。現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時(shí)， 也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。目前， CAD/CAE/CAM 等技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)[6]。由于模具生產(chǎn)采用一系列高新技術(shù)，如 CAD/CAE/CAM/CAPP 等技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工技術(shù)等等，因此， 模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，有人說，現(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。 在中國，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位。我國的模具正處在高速發(fā)展時(shí)期，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì) ，目前模具生產(chǎn)廠點(diǎn)共有 2 萬多家,從業(yè)人員約 50 萬人,全年模具產(chǎn)值約 360 億元,總量供不應(yīng)求,出口約 2 億美元,進(jìn)口約 10 億美元[7]。 許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 塑料工業(yè)近 20 年來發(fā)展十分迅速。早在十多年前塑料的產(chǎn)量按體積計(jì)算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬的總和[8]。塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航空航天等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。近年來，中國塑料工業(yè)年均增長速度達(dá)到 10%以上，塑料制品年產(chǎn)量位居世界第二。塑料制品在農(nóng)業(yè)、塑料包裝、塑料管材和異型材、汽車、家電、電子、交通等領(lǐng)域發(fā)展迅猛，掀起了一股投資熱潮。建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，今后 5-10 年中國建筑業(yè)會(huì)有更大的發(fā)展， 將成為中國市場新的消費(fèi)熱點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，并帶動(dòng)化學(xué)建材業(yè)的發(fā)展。由于國家已禁止使用鑄鐵管道，代之以塑料管材，預(yù)計(jì) 2010 年全國新建住宅室內(nèi)排水管的 80% 及城市供水管的 50%將采用塑料管。同時(shí)國家正在大力發(fā)展塑料門窗，預(yù)計(jì) 2010 年 塑料門窗的普及率將達(dá)到 30%-50%。 塑料模具是應(yīng)用最廣泛占的一類模具，在模具類中塑料模比例一般 30%~40%。塑料模具近年來發(fā)展相當(dāng)快，2002 年已經(jīng)增加到 140 億左右。在 2006 年模具進(jìn)出口統(tǒng) 計(jì)中，我國模具的出口總額為 2.52 億美元，進(jìn)口額則達(dá)到了 12.72 億美元，在進(jìn)口模具中的塑料模具占到了 50%左右。 塑料模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，帶動(dòng)力強(qiáng)，外向度高，發(fā)展塑料模具工業(yè)有利于拉動(dòng)其它行業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。塑料模具在高技術(shù)驅(qū)動(dòng)和支柱產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求的推動(dòng)下，形成了一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條，從上游的材料工業(yè)和加工、檢測設(shè)備到下游的機(jī)械、汽車、摩托車、家電、電子通信、建筑建材等幾大應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，塑料模具發(fā)展方興未艾。這是整個(gè)塑料模具行業(yè)的優(yōu)勢所在。 塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成型。世界成形模具產(chǎn)量的半數(shù)以上是注塑模具。80 年代以來注塑模 CAD/CAE/CAM 技術(shù)已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室研究階段進(jìn)入了實(shí)用化階段。 在注塑模具方面，2006 年，注塑模具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進(jìn)一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過 50 噸，最精密的注塑模具精度已達(dá)到 2 微米。在 CAD/CAM 技術(shù)得到普及的同時(shí)，CAE 技術(shù)應(yīng)用越來越廣，CAD/CAM/CAE 一體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。實(shí)踐證明，縮短注塑模具設(shè)計(jì)與制造周期， 提高塑料制品制造精度與性能的正確途徑之一是采用CAD/CAE/CAM 技術(shù)[9]。 當(dāng)前國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大。注射成型技術(shù)作為塑料加工成型方法中最重要的方法之一，已經(jīng)得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計(jì)，注塑制品約占整個(gè)塑料制品的 20%~30%，而在工程塑料中有 80%以上的制品是采用注塑成型加工的。 我國注塑模具工業(yè)起步晚,底子薄與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比存在很大的差距。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)政策的支持和改革及開放方針引導(dǎo)下, 我國注塑模行業(yè)得到迅速發(fā)展。高效率,自動(dòng)化,大型,微型,精密,無流道,氣體輔助, 高壽 命模具在整個(gè)塑料模具產(chǎn)量所占的比重越來越大，為工業(yè)生產(chǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。 在引進(jìn)的塑料模具中，以科技含量較高的模具居多，如高精度模具、大型模具、 熱流道模具、氣輔及高壓注射成型模具等?，F(xiàn)代塑料制品對表面光潔度、成型時(shí)間都提出了更高的要求，因而也推動(dòng)了塑料模的發(fā)展。在塑料模具方面，我國與國外產(chǎn)品還存在較大差距。要改善中國塑料模具的進(jìn)出口狀況，必須加速國產(chǎn)塑料模具的發(fā)展。為此，要盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大瓶頸。 一是模具標(biāo)準(zhǔn)化率不足，這必然導(dǎo)致交貨期延長，同時(shí)造成用戶更換零部件的困難。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低也直接制約著模具的專業(yè)化分工協(xié)作和商品化流通，也限制了模具的出口，2003 年中國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度在 45%左右，與發(fā)達(dá)國家商品化程度 70%-80%相比，還有較大的差距。 另一個(gè)主要原因是國內(nèi)制造高精模具的能力較低。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類國產(chǎn)高檔模具在市場上隨著發(fā)達(dá)國家模具產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的對外轉(zhuǎn)移以及中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，與轎車、家電和電子業(yè)相關(guān)的精密模具的需求不斷增加，從速度、品質(zhì)、成本及服務(wù)等多方面加速了模具產(chǎn)業(yè)的競爭步伐，從而不斷提升國內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)化和精密化等方面的技術(shù)水準(zhǔn)。經(jīng)過多年努力，塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等在中國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)組件；針對市場關(guān)鍵零部件、微孔、精細(xì)結(jié)構(gòu)組件的加工要求，追求精密模具的開發(fā)以提高產(chǎn)品附加值，已成為一些中小企業(yè)發(fā)展之道。 專家預(yù)言，未來模具將向大型化、高精密度、多功能復(fù)合型等方向發(fā)展，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高，并且隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展， 氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。同時(shí)，由于近年來中國每年用 10 億美元左右進(jìn)口模具，其中精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)。從減少進(jìn)口的角度出發(fā)，中國也應(yīng)加快高檔塑料模具的開發(fā)。 未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括[10]： 1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計(jì)制造水平； 2. 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)； 3. 大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術(shù)； 4. 在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5. 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6. 發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)； 7. 逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用； 8. 進(jìn)一步研究開發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備； 9. 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 10. 開發(fā)新的成形工藝和模具。 一般注塑模具制造都采用一模多腔，以提高生產(chǎn)效率，降低成本。這也 是當(dāng)前注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀之一。 二 相關(guān)知識(shí) Moldflow 軟件用于優(yōu)化制件和模具設(shè)計(jì)的整個(gè)過程,并提供了一整套的解決方案。它為制件設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、注塑生產(chǎn)等整個(gè)過程提供了非常有價(jià)值的信 息和建議,它可將優(yōu)化設(shè)計(jì)貫穿于設(shè)計(jì)制造的全過程，徹底改變傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗(yàn)的“試錯(cuò)”的設(shè)計(jì)模式，使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造盡在掌握之中。在這個(gè)軟件中應(yīng)用較多的是 MPI（Moldflow Plastics Insight）部分，MPI 可以模擬熱塑性塑料的注塑成型過程中的充模、保壓、冷卻階段，它可以通過預(yù)測塑性熔體在流道、澆口和型腔中的流動(dòng)過程，計(jì)算澆注系統(tǒng)及型腔的壓力場、溫度場、剪切應(yīng)變速率場和剪切應(yīng)力場的分布，從而可以優(yōu)化澆口數(shù)目、澆口位置和注塑成型工藝參數(shù)，預(yù)測所需的注塑壓力和鎖模力，并發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的欠注、燒焦、不合理的熔接痕位置和氣穴等缺陷[12]。EMX 是 Pro/ENGINER 的一個(gè)外掛軟件，該軟件為模具設(shè)計(jì)提供標(biāo)準(zhǔn)模架以及一些經(jīng)典結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從而可大大提高產(chǎn)品效率[13]。 三 主要研究內(nèi)容 1、澆注系統(tǒng)及排氣形式的確定 根據(jù)塑料熔體的流動(dòng)行為和流道、型腔內(nèi)各處的流動(dòng)阻力，通過分析的出充模 順序同時(shí)考慮塑料熔體在模具型腔內(nèi)被分流及重新熔合的問題和型腔內(nèi)原有氣體的導(dǎo)出問題，分析熔接痕的位置，決定澆口的數(shù)量和方位[14]。在這方面除了可用經(jīng)驗(yàn)或解析的方法分析外，還可用模流分析軟件進(jìn)行分析。 2、冷卻形式的確定 根據(jù)塑料熔體的熱學(xué)性能數(shù)據(jù)、型腔形狀和冷卻水道的布置，分析得出保壓和冷卻過程中塑件溫度場的變化情況，解決塑性收縮、補(bǔ)縮問題，盡量減少由于溫度和壓力不均、結(jié)晶和取向不一致而造成的殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形。同時(shí)還要盡量提高冷卻效率，縮短成型周期。在這方面出了可用經(jīng)驗(yàn)分析外，也可用模流分析軟件進(jìn)行分析[15]。 3、脫模形式的確定塑件脫模和橫向分型抽芯問題，通?？梢酝ㄟ^經(jīng)驗(yàn)和理論計(jì)算分析來解決。 四 總結(jié) 注塑模具在現(xiàn)代工業(yè)中占有很重要的地位。注塑成型新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展對制造技術(shù)不斷提出了新的要求，將信息技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)應(yīng)用于制造全過程，未來注塑模制造將是以計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)為主導(dǎo)技術(shù)，以信息流暢作為首要備件的有極強(qiáng)應(yīng)變能力與競爭力的技術(shù)。電熱毯開關(guān)的注塑模具設(shè)計(jì)以計(jì)算機(jī)為輔助工具，從三維造型到模具設(shè)計(jì)分析分別用了Pro/E軟件和Moldflow軟件，還用到了CAD制圖軟件，整個(gè)設(shè)計(jì)過程離不開電腦輔助。僅以電熱毯開關(guān)的注塑模具設(shè)計(jì)展望未來注塑模具市場的發(fā)展。 4、分型面及型腔數(shù)目的確定，型腔的布置的確定 決定塑件的分型面，決定型腔的鑲拼結(jié)合。模具的總體結(jié)構(gòu)和零件形狀不但要滿足充模和冷卻等工藝方面的要求，同時(shí)成型零件還要具有適當(dāng)?shù)木?、粗糙度、?qiáng)度和剛度，易于裝配和制造，制造成本低。 5、注塑機(jī)的選擇 注塑機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)成型塑件所需的最大注射容量或質(zhì)量、鎖模力、模具的閉合厚度及所需的開模距離來確定[16]。