【正文】 進(jìn)出口統(tǒng)計中，,我國模具的出口總額3億美元,進(jìn)口額則達(dá)到13億多美元,在進(jìn)口模具中的塑料模具占到50%左右?？梢钥闯觯谒芰夏＞叻矫?，我國與國外產(chǎn)品還存在較大差距。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。現(xiàn)代塑料制品對表面光潔度、成型時間都提高了更高的要求，因而也推動了塑料模具的發(fā)展。以電視機(jī)塑料外殼模具為例。~~,制造周期也由8個月縮短到了2個月,并且使用壽命也由過去可制10萬~20萬件制品延長到了可60萬件制品。從電視機(jī)外殼塑料模具的發(fā)展可以看到，高精密、長壽命、短周期、低成本是模具的發(fā)展方向。目前我國使用覆蓋率和使用量最大的模具標(biāo)準(zhǔn)件為冷沖模架、注塑模架和推桿管這三類產(chǎn)品。以注塑模架為例，目前全國總產(chǎn)值有20多億元，按照需求，國內(nèi)約需注塑模架30多億元，而實(shí)際上國內(nèi)市場并未達(dá)到這個規(guī)模，其中主要一個原因就是模具廠家觀念舊，注塑模架自產(chǎn)配比例較高，外購很少。這樣做廠家不僅重復(fù)制造本應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化的購件，延長了模具生產(chǎn)周期，又不利于維修。很多相關(guān)的模具標(biāo)準(zhǔn)件并沒有相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，因此制定模具構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范工作也是當(dāng)務(wù)之急。美國1991年發(fā)表的“國家關(guān)鍵技術(shù)報告”認(rèn)為:材料領(lǐng)域的進(jìn)展幾乎可以顯著改進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)所有部門的產(chǎn)品性能,提高它們的競爭能力。因此把材料列為六大關(guān)鍵技術(shù)的首位。這是由于先進(jìn)材料與制造技術(shù)是未來國民經(jīng)濟(jì)與國防力量發(fā)展的基礎(chǔ),是各種高、新技術(shù)成果轉(zhuǎn)化為實(shí)用產(chǎn)品與商品的關(guān)鍵。當(dāng)前各種新材料市場規(guī)模超過1000億美元,預(yù)計到2000年將達(dá)4000億美元。由新材料帶動而產(chǎn)生的新產(chǎn)品新技術(shù)則是一個更大的市場。以上參展項(xiàng)目基本上代表了當(dāng)前國際和國內(nèi)的先進(jìn)水平和發(fā)展趨勢，具體表現(xiàn)在如下五個方面。 CAD／CAE／CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪隨著計算機(jī)硬件與軟件的進(jìn)步以及工業(yè)部門的實(shí)際需求，國外許多著名計算機(jī)軟件開發(fā)商已能按實(shí)際生產(chǎn)過程中的功能要求劃分產(chǎn)品系列，在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)下實(shí)現(xiàn)了CAD／CAM的一體化。解決了傳統(tǒng)混合型CAD／CAM系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題，以便更能符合實(shí)際應(yīng)用的自然過程。例如英國達(dá)爾康公司在原有軟件DUCT5的基礎(chǔ)上，為適應(yīng)最新軟件發(fā)展及工業(yè)生產(chǎn)實(shí)際而在最近推出的CAD/CAM集成化系統(tǒng)Delcam39。s Power Solution，該系統(tǒng)覆蓋了幾何建模、逆問工程、工業(yè)設(shè)計、工程制圖、仿真分析、快速原型、數(shù)控編程、測量分析等領(lǐng)域。 AM軟件日益深人人心并發(fā)揮越來越重要的作用在90年代，能進(jìn)行復(fù)雜形體幾何造型和NC加工的CAD／CAM系統(tǒng)主要是在工作站上采用UNIX操作系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的，如美國的ProE、UGⅡ、CADDS 5軟件，法國的 CATIA、EUCLID軟件和英國的DUCT5軟件等。隨著微機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn)、在90年代后期，新一代的微機(jī)CAD/CAM軟件，如Solidworks、Solid adae嶄露頭角，深得用戶的好評。這些微機(jī)軟件不僅在采用諸如NURBS曲面、三維參數(shù)化特征造型等先進(jìn)技術(shù)方面繼承了工作站級CAD／CAM軟件的優(yōu)點(diǎn)，而且在Windows風(fēng)格、動態(tài)導(dǎo)航、特征樹、面向?qū)ο蟮确矫婢哂泄ぷ髡炯壾浖荒鼙葦M的優(yōu)點(diǎn)。 AM軟件的智能化程度正在逐漸提高由于在現(xiàn)階段，模具設(shè)計和制造在很大程度上仍然依靠著模具設(shè)計與制造工程師的經(jīng)驗(yàn)。僅憑CAD／CAM軟件有限的數(shù)值分析功能無法為用戶提供完善和正確的設(shè)計結(jié)果，軟件的智能化功能必不可少。面向制造、基于知識的智能化功能是衡量模具設(shè)計與制造軟件先進(jìn)性與實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。在模架的設(shè)計過程中實(shí)現(xiàn)了模架零件的全相關(guān)，并能自動產(chǎn)生材料明細(xì)表和供NC加工的鉆孔表格。在NC加工方面，實(shí)現(xiàn)了智能化的粗加工、加工參數(shù)的設(shè)定以及對整個加工過程進(jìn)行加工結(jié)果的校驗(yàn)分析，這些具有智能化的功能可以顯著地提高注塑模具的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 在型腔模CAD中我國大多數(shù)企業(yè)仍然采用的是二維設(shè)計（2D），即先將3D的產(chǎn)品圖投影為若干二維視圖后，再分別對各個視圖的二維模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計，這種沿襲傳統(tǒng)手工設(shè)計的方式已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)的要求。由于注塑模型腔復(fù)雜、鑲件多，桿件和冷卻水管布置縱橫交錯，用戶在3D設(shè)計時經(jīng)常由于顯示屏幕小、構(gòu)件多、視點(diǎn)變換少而感到眼花潦亂，這方面的缺點(diǎn)也正在克服之中。在注塑流動過程模擬軟件方面，國內(nèi)外長期使用的是基于中性層面的流動模擬軟件。這種分析模式的最大缺點(diǎn)是需要用戶從所生成的實(shí)體／曲面幾何模型中交互提取中性層面，操作步驟繁瑣，工作量巨大，在很大程度上妨礙了流動模擬軟件的推廣和普及。雖然澳大利亞Mold－flow公司推出了中性層面自動生成工具M(jìn)F／Midplane，但其覆蓋范圍不大。該公司基于實(shí)體幾何模型的三維真實(shí)感流動模擬軟件Moldflow Advisers，從根本上擺脫了對中性層面的依賴。華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室展出了同類軟件HSC3D4．5F，已表明了我國在該項(xiàng)域也達(dá)到了國際當(dāng)今的先進(jìn)水平。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～～ 型腔表面粗糙度～ 非淬火鋼模具壽命10～60萬次10～30萬次 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)周期一個月左右2～4個月 在模具行業(yè)中的占有量30～40%25～30%(1) 提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。(2) 在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)?；诰W(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。(3) 推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。氣助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制體輔，而且其常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。 (4) 開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。 　(5) 提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本。再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種。(6) 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。 (7) 研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。(8) “十一五”期間我國塑料模具發(fā)展方向，塑料模具占模具總量近40%，而這個比例仍不斷上升。塑料模具中為汽車和家電配套的大型注塑模具，為集成電路配套的精密塑料模具，為電子信息產(chǎn)業(yè)和機(jī)械及包裝配套的多層、多腔、多材質(zhì)、多色精密注塑模，為新型建材及節(jié)水農(nóng)業(yè)配套的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等，目前雖然已有相當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)并正在快速發(fā)展，但技術(shù)水平與國外仍有較大差距，每年進(jìn)口達(dá)幾億美元，因此“十一五”期間應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展。此次畢業(yè)設(shè)計給了我親自動手的機(jī)會，于以后的工作、學(xué)習(xí)等都有很大的幫助，是大學(xué)四年學(xué)習(xí)的一個總結(jié)，中國的塑料模具制造工業(yè)的飛速發(fā)展是需要理論和實(shí)踐踐相結(jié)合的，所以這次畢業(yè)設(shè)計的意義十分重大。目的是通過對該零件的注塑模工藝的設(shè)計，了解注塑模具的設(shè)計步驟，PP等材料的各項(xiàng)性能指標(biāo)，工藝方案的選擇。分型面應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)基本原則： a、分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處。b、確定有利的留模方式，便于塑件順利脫模；c、保證塑件的精度要求；d、滿足塑件外觀質(zhì)量的要求；e、便于模具的加工與制造；f、對成型面積的影響；g、排氣的效果的考慮；h、對側(cè)向抽芯的影響。通過上述原則和對塑件的分析，最后決定以塑件底部表面作單分型面設(shè)計模具。(1) 凹模的結(jié)構(gòu)形式凹模的結(jié)構(gòu)隨著塑件形狀、成型需求、模具加工裝配等工藝要求而變化，有以下幾種形式：整體式凹模結(jié)構(gòu)和組合式凹模結(jié)構(gòu)（整體嵌入式凹模；局部鑲嵌式凹模；底部鑲拼式凹模；側(cè)壁鑲拼式凹模；四壁拼合式凹模）凹模主要技術(shù)要求凹模材料：T8，T10A，CrWMn，9Mn2V，9SiCr，40Cr凹模熱處理：HRC40～55表面粗糙度：型腔表面：～。 配合面：凹模表面處理：表面鍍鉻、拋光圖 1凹模加工：模套與模塊錐面配合嚴(yán)密處配制加工由于本次設(shè)計的塑件較小，結(jié)構(gòu)較簡單，因此選用整體式凹模結(jié)構(gòu)如右圖1：下面列出整體式凹模結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)：a. 凹模由整塊材料構(gòu)成b. 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：牢固、不易變形、塑件質(zhì)量好。：形狀簡單或形狀復(fù)雜但凹?？捎秒娀鸹ê蛿?shù)控加工的中小型塑件。d. 大型模具不易采用整體式結(jié)構(gòu)：※不便于加工，維修困難 ※切削量太大，浪費(fèi)鋼材※大件不易熱處理（淬不透） ※搬運(yùn)不便※模具生產(chǎn)周期長，成本高（2）型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯：成型塑件的內(nèi)表面的零件。1）整體型芯整體型芯結(jié)構(gòu)是模板與型芯做成一體。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，強(qiáng)度與剛性好，但浪費(fèi)材料和工時，不宜修復(fù)和更換。2）整體組合型芯整體組合式就是將主體型芯單獨(dú)做成一件，然后再鑲嵌到模板中并緊固。3）局部組合型芯 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)形狀和復(fù)雜程度，在整體組合型芯中可再鑲?cè)刖植康男⌒托净蜩倝K，形成局部鑲拼結(jié)構(gòu)的型芯。型芯設(shè)計時更應(yīng)注意其強(qiáng)度與剛度要求，型芯工作時多為懸臂結(jié)構(gòu)，尤其細(xì)小型芯，在注