【正文】 ....................32 10 成型零件的加工 ................................................... 33 模具數(shù)控加工的發(fā)展 ...........................................................................................33 凸模和凹模的加工 ...............................................................................................33 11 模具設(shè)計(jì)總圖 ..................................................... 38 模具動(dòng)作過(guò)程 ......................................................................................................38 模具圖的繪制 ......................................................................................................39 結(jié) 論 ........................................................... 40 1 緒論 模具發(fā)展的現(xiàn)狀 從第一個(gè)塑料產(chǎn)品賽璐珞誕生算起，塑料工業(yè)迄今已有 120 年的歷史。其發(fā)展歷史可分為三個(gè)階段。 天然高分子加工階段 ,這個(gè)時(shí)期以天然高分子，主要是纖維素的改性和加工為特征。 1869 年美國(guó)人 制成一種可塑性物質(zhì)，熱壓下可成型為塑料制品，命名為賽璐珞。 1872 年在美國(guó)紐瓦克建廠生產(chǎn)。當(dāng)時(shí)除用作象牙代用品外，還加工成馬車(chē)和汽車(chē)的風(fēng)擋和電影膠片等，從此開(kāi)創(chuàng)了塑料工業(yè)，相應(yīng)地也發(fā)展了模壓成型技術(shù)。 合成樹(shù)脂階段 ， 這個(gè)時(shí)期是以合成樹(shù)脂為基礎(chǔ)原料生產(chǎn)塑料為特征。 1909年美國(guó)人 ，做出了突破性的進(jìn)展，取得第一個(gè)熱固性樹(shù)脂 ── 酚醛樹(shù)脂的專(zhuān)利權(quán)。在酚醛樹(shù)脂中，加入填料后，熱壓制成模壓制品、層壓板、涂料和膠粘劑等。這是第一個(gè)完全合成的塑料。 1910年在柏林呂格斯工廠建立通用酚醛樹(shù)脂公司進(jìn)行生產(chǎn)。在 40 年代以前，酚醛塑料是最主要的塑料品 種，約占塑料產(chǎn)量的 2/3。主要用于電器、儀表、機(jī)械和汽車(chē)工業(yè)。 大發(fā)展階段 ， 在這一時(shí)期通用塑料的產(chǎn)量迅速增大，聚烯烴塑料在 70 年代又有聚 1－丁烯和聚 4甲基 1戊烯投入生產(chǎn)。形成了世界上產(chǎn)量最大的聚烯烴塑料系列。同時(shí)出現(xiàn)了多品種高性能的工程塑料。 1958～ 1973 年的 16 年中，塑料工業(yè)處于飛速發(fā)展時(shí)期， 1970 年產(chǎn)量為 30Mt。除產(chǎn)量迅速猛增外，其特點(diǎn)是：① 由單一的大品種通過(guò)共聚或共混改性，發(fā)展成系列品種。如聚氯乙烯除生產(chǎn)多種牌號(hào)外，還發(fā)展了氯化聚氯乙烯、氯乙烯 醋酸乙烯共聚物、氯乙烯－偏二氯乙烯共 聚物、共混或接枝共聚改性的抗沖擊聚氯乙烯等。 ② 開(kāi)發(fā)了一系列高性能的工程塑料新品種。如聚甲醛、聚碳酸酯、 ABS 樹(shù)酯、聚苯醚、聚酰亞胺等。③ 廣泛采用增強(qiáng)、復(fù)合與共混等新技術(shù)，賦予塑料以更優(yōu)異的綜合性能，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍 。 21 世紀(jì) ,塑料工業(yè)以前所謂有的速度高速發(fā)展。塑料 ,在各個(gè)領(lǐng)域、各個(gè)行業(yè)乃至國(guó)民經(jīng)濟(jì)中已擁有舉足輕重的不可替代的地位。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)品越來(lái)越向多品種、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來(lái)越短，于是對(duì)制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝 備 —模具的要求越來(lái)越苛刻。 一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿(mǎn)足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場(chǎng)的需要，要求模具向著制造周短 ,成本低的快速經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)、激光、電子、新材料、新技術(shù)的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)如虎添翼，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，類(lèi)型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益越來(lái)越顯著。 目前，我國(guó)塑料工業(yè)的高速發(fā)展對(duì)模具工業(yè)提出了越來(lái)越高的要求。在 2021 年，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比例已上升到 30％左右，未來(lái)幾年中，塑料模具還將保持較高速度發(fā)展。模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的重要裝備，采用模具生產(chǎn)制品及零件，具有生產(chǎn)效率高，節(jié)約原材料，成本低廉，保證質(zhì)量的一系列優(yōu)點(diǎn)，是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要手段和主要發(fā)展方向。 在我國(guó)塑料模具市場(chǎng)中，以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。有關(guān)數(shù)據(jù)表明，目前僅汽車(chē)行業(yè)就需要各種塑料制品 36 萬(wàn)噸；電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過(guò) 1000 萬(wàn)臺(tái)；彩電的年產(chǎn)量已超過(guò) 3000 萬(wàn)臺(tái)。統(tǒng)計(jì)表明，家電行業(yè)所需模具量年增長(zhǎng)率約為 10％。一臺(tái)電冰箱約需模具 350 副，價(jià)值約 4000 萬(wàn)元；一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)約需模具200 副，價(jià)值 3000 萬(wàn)元；一臺(tái)空調(diào)器僅塑料模具就有 20 副，價(jià)值 150 萬(wàn)元；單臺(tái)彩電大約共需模具約 140 副，價(jià)值約 700 萬(wàn)元，僅彩電模具每年就有約 28 億元的市場(chǎng)。 隨著家電市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的白熱化，外殼設(shè)計(jì)成為重要的一環(huán)，對(duì)家電外殼的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。業(yè)內(nèi)人士普遍認(rèn)為，大型、精密、設(shè)計(jì)合理（主要針對(duì)薄壁制品）的注塑模具將得到市場(chǎng)的歡迎。汽車(chē)工業(yè)近年來(lái)增長(zhǎng)速度驚人，因此汽車(chē)模具潛在市場(chǎng)巨大。每一種型號(hào)的汽車(chē)都需要幾千副模具，價(jià)值上億元，而我國(guó)大型精密模具的制造能力不足。據(jù)介紹，目前我國(guó)高檔轎車(chē)的覆蓋件模 具幾乎全部為進(jìn)口產(chǎn)品。有專(zhuān)家預(yù)測(cè)，在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例將步提高，其發(fā)展速度將高于其他模具。所以我們加強(qiáng)模具的設(shè)計(jì)就更加重要了 工程塑料具有優(yōu)異的機(jī)械性能、電性能、耐熱性、耐磨性、耐化學(xué)性和尺寸穩(wěn)定性等。工程塑料比金屬材料輕，易成型加工，成型能耗少，可以代替某些金屬做結(jié)構(gòu)材料使用。近年來(lái)工程塑料已被廣泛應(yīng)用于電子電氣、汽車(chē)、建筑、辦公設(shè)備等行業(yè)，以塑代鋼、以塑代木已成為國(guó)際流行趨勢(shì)。 雖然我國(guó)塑料模具在數(shù)量、質(zhì)量、技術(shù)等方面有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求和世界先進(jìn)水平 相比，差距仍很大，一些大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，造成極低的利潤(rùn)率。 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，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 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國(guó) EDS 的 UG、美國(guó)Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer 等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術(shù)對(duì)成型過(guò)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(guó)模具CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展。 近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專(zhuān)業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加等。從地區(qū)分布來(lái)看，以珠江三角洲和長(zhǎng)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，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 存在問(wèn)題和主要差 距 雖然我國(guó)模具總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模，模具水平也有很大提高，但設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家許多。當(dāng)前存在的問(wèn)題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面： 1． 總量供不應(yīng)求 國(guó)內(nèi)模具自配率只有 70%左右。其中低檔模具供過(guò)于求，中高檔模具自配率只有 50%左右。 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)均不合理 我國(guó)模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的模具車(chē)間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá) 60%左右，而國(guó)外模具超過(guò) 70%屬商品模具。專(zhuān)業(yè)模具廠大多是 ―大而全 ‖、 ―小而全 ‖的組織形式，而國(guó)外大多是 ―小而專(zhuān) ‖、 ―小而精 ‖。國(guó)內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的模具占總量比例不足 30%，而國(guó)外在 50%以上。 3． 模具產(chǎn)品水平大大低于國(guó)際水平，生產(chǎn)周期卻高于國(guó)際水平 產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命及結(jié)構(gòu)等方面。造成上述差距的原因很多，除了歷史上模具作為產(chǎn)品長(zhǎng)期未得到應(yīng)有的重視，以及多數(shù)國(guó)有企業(yè)機(jī)制不能適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)之外，還有下列幾個(gè)原因： （ 1） 國(guó)家對(duì)模具工業(yè)的政策支持力度還不夠 。 （ 2） 人才嚴(yán)重不足，科研開(kāi)發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少 。 （ 3） 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低 。 （ 4） 專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、 商品化程度低，協(xié)作能力差 。 （ 5） 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 。 發(fā)展展望 目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)仍處于高速發(fā)展階段，國(guó)際上經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，這為我國(guó)模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機(jī)遇。一方面，國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國(guó)轉(zhuǎn)移以及跨國(guó)集團(tuán)到我國(guó)進(jìn)行模具采購(gòu)趨向也十分明顯。因此，放眼未來(lái)，國(guó)際、國(guó)內(nèi)的模具市場(chǎng)總體發(fā)展趨勢(shì)前景看好，預(yù)計(jì)中國(guó)模具將在良好的市場(chǎng)環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國(guó)不但會(huì)成為模具大國(guó)，而且一定逐步向模具制造強(qiáng)國(guó)的行列邁進(jìn)。 模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子 、化學(xué)、光學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)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)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對(duì)模具的需求量越來(lái)越大，技術(shù)要求也越來(lái)越高。雖然模具種類(lèi)繁多，但其發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)該是既能滿(mǎn)足大量需要，又有較高技 術(shù)含量，特別是目前國(guó)內(nèi)尚不能自給，需大量進(jìn)口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具。模具標(biāo)準(zhǔn)件的種類(lèi)、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對(duì)整個(gè)模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標(biāo)準(zhǔn)件也必須重點(diǎn)發(fā)展，而且其 發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化水 平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國(guó)的模具產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上占有較大的價(jià)格優(yōu)勢(shì)，因此對(duì)于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點(diǎn)來(lái)發(fā)展。 UG 的發(fā)展 2021 年， Unigraphics 發(fā)布了 UG 版本繼承了 UG18 的優(yōu)點(diǎn)，改進(jìn)和增加了許多功能，使其功能更強(qiáng)大，更完美。 2021 年， Unigraphics 發(fā)布了新版本 UG 。新版本基于最新的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，它是一個(gè)全新支持 PLM 的體系結(jié)構(gòu)。 EDS 公司同其主要客戶(hù)一起，設(shè)計(jì)了這樣一個(gè)先進(jìn)的體系結(jié)構(gòu)，用于支持完整的產(chǎn)品工程。 2021 年， Unigraphics 發(fā)布了新版本的 UG ，它為用戶(hù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與加工過(guò)程提供了數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段。它針對(duì)用戶(hù)的虛擬產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的需要，提供經(jīng)過(guò)實(shí)踐驗(yàn)證的解決方案。 2021 年， Unigraphics 發(fā)布了新版本的 UG NX 體系結(jié)構(gòu)，使得開(kāi)發(fā)與應(yīng)用更加簡(jiǎn)單和快捷。 2021 年 04 月， UGS 公司今天發(fā)布了 – NX 的下一代數(shù)字產(chǎn)品開(kāi)發(fā)軟件，幫助用戶(hù)以更快的速度開(kāi)發(fā)創(chuàng)新產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)更高的成本效益。 UG 的特點(diǎn) Unigraphics CAD/CAM/CAE 系統(tǒng)提供了一個(gè)基于過(guò)程的產(chǎn)品設(shè)計(jì)環(huán)境，使產(chǎn)品開(kāi)發(fā)從設(shè)計(jì)到加工真正實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的無(wú)縫集成，從而優(yōu)化了企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造。 UG 面向過(guò)程驅(qū)動(dòng)的技術(shù)是虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù) ,在面向過(guò)程驅(qū)動(dòng)技術(shù)的環(huán)境中，用戶(hù)的全部產(chǎn)品以及 精確的數(shù)據(jù)模型能夠在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)全過(guò)程的各個(gè)環(huán)節(jié)保持相關(guān)，從而有效地實(shí)現(xiàn)了并行工程。 該軟件不僅具有強(qiáng)大的實(shí)體造型、曲面造型、虛擬裝配和產(chǎn)生工程圖等設(shè)計(jì)功能；而且，在設(shè)計(jì)過(guò)程中可進(jìn)行有限元分析、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、動(dòng)力學(xué)分析和仿真模擬，提高設(shè)計(jì)的可靠性；同時(shí)，可用建立的三維模型直接生成數(shù)控代碼，用于產(chǎn)品的加工，其后處理程序支持多種類(lèi)型數(shù)控機(jī)床。另外它所提供的二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言 UG/OPen GRIP， UG/open API 簡(jiǎn)單易學(xué)，實(shí)現(xiàn)功能多，便于用戶(hù)開(kāi)發(fā)專(zhuān)用 CAD 系統(tǒng)。具體來(lái)說(shuō)，該軟件具有以下特點(diǎn)： l）具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)，真正實(shí)現(xiàn)了 CAD/CAE/CAM 等各模塊之間的無(wú)數(shù)據(jù)交換的自由切換，可實(shí)施并行工程。 2）采用復(fù)合建模技術(shù)，可將實(shí)體建模、曲面建模、線框建模、顯示幾何建模與參數(shù)化建模融為一體。 3）用基于特征（如孔、凸臺(tái)、型膠、槽溝、倒角等）的建模和編輯方法作為實(shí)體造型基礎(chǔ)，形象直觀，類(lèi)似于工程師傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)辦法，并能用參數(shù)驅(qū)動(dòng)。 4）曲面設(shè)計(jì)采用非均勻有理 B 樣條作基礎(chǔ)，可用多種方法生成復(fù)雜的曲面，特別適合于汽車(chē)外形設(shè)計(jì)、汽輪機(jī)葉片設(shè)計(jì)等復(fù)雜曲面造型。 5）出圖功能強(qiáng)，可十 分方便地從三維實(shí)體模型直接生成二維工程圖。能按 ISO 標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)標(biāo)標(biāo)注尺寸、形位公差和漢字說(shuō)明等。并能直接對(duì)實(shí)體做旋轉(zhuǎn)剖、階梯剖和軸測(cè)圖挖切生成各種剖視圖，增強(qiáng)了繪制工程圖的實(shí)用性。 6）以 Parasol