【正文】 ................................ 34 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 1 頁(yè) 第一章 前言 國(guó)內(nèi)模具相關(guān)技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)現(xiàn)狀 當(dāng)今世界正進(jìn)行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整．一些模具制造逐漸向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移，中國(guó)正成為世界模具大國(guó)。近年來，外資對(duì)我國(guó)模具行業(yè)投入量增大，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化。 日本的模具產(chǎn)能約占全球的 40%， 居世界第一位 ，每年向國(guó)外出口大量模具?，F(xiàn)在模具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，因此日本模具業(yè)也在努力降低生產(chǎn)成本。模具行業(yè)是人力成本較高的行業(yè)，日 本的人力成本是中國(guó)及東南亞地區(qū)的十幾倍，而人力成本中有 70%以上是非核心技術(shù)人員。因此，現(xiàn)在日本模具業(yè)正逐漸將技術(shù)含量不高的模具轉(zhuǎn)向人力成本低的地區(qū)生產(chǎn)，只在本國(guó)生產(chǎn)技術(shù)含量較高的產(chǎn)品。其次是日本使用模具的主要企業(yè)有加快向國(guó)外轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，這使日本本國(guó)模具使用量減少。 隨著模具工業(yè)全球化布局的發(fā)展，模具行業(yè)在美國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值中所占的比重呈現(xiàn)出不斷下降的態(tài)勢(shì)，但是美國(guó)模具在全球模具的高端產(chǎn)品仍然占據(jù)著重要地位。 德國(guó)主要世界上主要的制造大國(guó)之一，在模具制造方面具有領(lǐng)先的技術(shù)。德國(guó)擁有世界領(lǐng)先的汽車、船舶等 制造技術(shù)，受上游行業(yè)需求影響，德國(guó)模具在世界上具有較為重要的地位。由于德國(guó)將將技術(shù)含量較高的制造業(yè)作為其立國(guó)之本，預(yù)計(jì)未來德國(guó)不會(huì)放棄模具制造領(lǐng)域，相反會(huì)加強(qiáng)技術(shù)含量較高的模具的研究和開發(fā)。 國(guó)內(nèi)模具工業(yè)的落后，也與政府相關(guān)部門對(duì)模具在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要性認(rèn)識(shí)不夠有關(guān)。國(guó)家自 1997 年起，對(duì)達(dá)到一定規(guī)模的專業(yè)模具生產(chǎn)企業(yè)給予了一定的扶持政策，但能夠享受的企業(yè)畢竟有限，而且今年是政策執(zhí)行的最后一年，模具行業(yè)目前迫切需要一個(gè)長(zhǎng)久的扶持政策。 國(guó)家對(duì)工業(yè)產(chǎn)品實(shí)行的是增值稅制，模具的原材料價(jià)格低，而成品模具的售價(jià)卻 很高，增值率驚人，因而繳納的增值稅也高得很。據(jù)國(guó)家稅務(wù)局的統(tǒng)計(jì)，模具行業(yè)的實(shí)際稅負(fù)比其他行業(yè)要高出 個(gè)百分點(diǎn)。但模具在人力、技術(shù)、設(shè)備等方面卻需要高投入，加上是單件生產(chǎn)，形不成批量，因此，模具的凈值襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 2 頁(yè) 雖高，所獲的真正利潤(rùn)卻不高。因此，政府對(duì)模具行業(yè)的扶持十分 重 要。 政府部門可通過協(xié)調(diào)劃出部分土地，由行業(yè)內(nèi)部自籌資金，在各地建立一些模具加工區(qū)。這種加工區(qū)可引入三類企業(yè)。一是潛力大、發(fā)展速度快的企業(yè)；二是基礎(chǔ)差、在加大投入中促變化、求發(fā)展的企業(yè)；三是具有專業(yè)設(shè)備加工能力的原材料設(shè)備供應(yīng)商。通過提供相關(guān)服務(wù)達(dá) 到整合資源，互相配套的目的。這樣才有可能使模具業(yè)走出目前的不利境地。 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展前景 中國(guó)汽車市場(chǎng)的巨大潛力，為汽車模具的發(fā)展帶來了更加廣闊的發(fā)展空間。近幾年，隨著中國(guó)模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，汽車模具也獲得了空前的發(fā)展。 沖壓模具占模具重量的 40%以上。汽車覆蓋件模具主要為汽車配套，也包括為農(nóng)用車、工程機(jī)械和農(nóng)機(jī)配套的覆蓋件模具。今后，中高檔轎車所需覆蓋件模具是重中之重。爭(zhēng)取到 2021 年時(shí)中高檔轎車及以下水平的汽車覆蓋件模具做到可以完全自配。 2020 年時(shí)除個(gè)別特 別高檔的轎車外，所有汽車覆蓋件模具應(yīng)基本立足國(guó)內(nèi)配套。 多工位級(jí)進(jìn)模和精沖模代表了沖壓模具的發(fā)展方向，精度要求和壽命要求極高，主要為電子信息產(chǎn)業(yè)、汽車、儀器儀表、電機(jī)電器等配套。這兩種模具，國(guó)內(nèi)已有相當(dāng)基礎(chǔ)，并已引進(jìn)了國(guó)外技術(shù)設(shè)備，個(gè)別企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品已達(dá)到了世界水平，但大部分企業(yè)仍有較大差距，總量也供不應(yīng)求，進(jìn)口較多，對(duì)于為超大規(guī)模集成電路配套、為引線腳 100 以上及間隙 以下的引線框架配套、為精度 5m 以上的精密微型連接件配套、為 以下的微型馬達(dá)鐵芯配套及為顯像管 和電子槍等配套的精密模具是發(fā)展的重中之重。 為汽車覆蓋件及其他大中型沖壓件配套的大型多工位級(jí)進(jìn)模也應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展。 塑料模具占模具總量近 40%，而且這個(gè)比例還在不斷上升。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封模具，也電子信息產(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。目前雖然已有相襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 3 頁(yè) 當(dāng)技術(shù)基礎(chǔ)并在快速發(fā)展，但技術(shù)水平與國(guó)外仍有較大差距，總量也供不應(yīng)求，每年進(jìn)口幾億美元 ， “ 十一五 ” 期間應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展。 其他高技術(shù)含量的模具占模具總量近 8%的壓鑄模具中，大型薄壁精密壓鑄模技術(shù)含量高，難度大。鎂合金壓鑄模和真空壓鑄成形模目前雖然剛起步，但發(fā)展前景好，有代表性。子午線塑膠輪胎模具也是發(fā)展方向，其中活絡(luò)模技術(shù)難度最大。與快速成型技術(shù)相結(jié)合的一些快速制模技術(shù)及相應(yīng)的快速經(jīng)濟(jì)模具具有很好的發(fā)展前景。這些高技術(shù)含量的模具在 “ 十一五 ” 期間也應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展。 家電產(chǎn)品模具在本地區(qū)的現(xiàn)狀 廣東模具制造業(yè)的優(yōu)勢(shì)主要在塑膠、五金模具方面，在模具總產(chǎn) 量中，塑膠、五金模具占 70%以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于全國(guó)的平均數(shù)。廣東模具、機(jī)械制造業(yè)以中小型企業(yè)為主，分布范圍廣，模具制造業(yè)比較集中的區(qū)域，廣州：番禺區(qū)、花都區(qū)；深圳：龍崗區(qū)、寶安區(qū)；東莞、中山、順德、汕頭、惠州等。近年來，整體工業(yè)水平快速提高，模具、機(jī)械制造業(yè)的數(shù)控設(shè)備大量增加，對(duì)高檔刀具的需求量也逐年加大。 在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，紛紛加入了對(duì)模具制造的投入，例如科龍、美的、康佳和威力等集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)多集中于沿海工業(yè) 發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。目前，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)精度達(dá)2 微米的精密多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá) 160 個(gè)，壽命 1～ 2 億次。在大型塑料模具方面，現(xiàn)在已能生產(chǎn) 48 英寸電視的塑殼模具、 塑料模具，以及汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。 而近年來家電在國(guó)內(nèi)發(fā)展以及家電進(jìn)入人們生活的巨大轉(zhuǎn)變，也是人們有目共睹的，而隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)家電產(chǎn)品的要求也在不斷上升，家電產(chǎn)品的更新?lián)Q代在不斷加快，特別在廣東地區(qū)，有不少的家 電生產(chǎn)企業(yè)，家電的模具也要隨這家電產(chǎn)品的發(fā)展而不斷更新。 本課題選題的意義 隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)塑料件的要求也越來越高，如何縮短成型周期、降低生產(chǎn)成本、提高制件精度，也直接關(guān)系到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近 20年來襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 4 頁(yè) 注射成型工藝及模具新技術(shù)發(fā)展很快，新的工藝和結(jié)構(gòu)也層出不窮，同時(shí)也因?yàn)橛?jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）、計(jì)算機(jī)輔助工程（ CAE）也促進(jìn)模具行業(yè)的發(fā)展。目前深圳周邊及珠江三角洲地區(qū)已經(jīng)成為我國(guó)模具工業(yè)最為發(fā)達(dá)、科技含量最高的區(qū)域。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計(jì)，今后幾年，隨著全 球制造業(yè)重心加快向我國(guó)轉(zhuǎn)移，這一地區(qū)可能在 10年內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。 就以上的分析而言，外殼這類 超薄件 注塑模具在國(guó)內(nèi)及國(guó)外都有很廣闊的前景，而且技術(shù)也是相對(duì)要求較高的，而且在深圳，此類零件的模具不但在地區(qū)內(nèi)需求量大，而且出口量也是可觀的，在深圳的各個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的支持下，相信超薄件 的注塑模具的生產(chǎn)周期可以縮短、成本可以降低、技術(shù)也可以得到更好的發(fā)展。 設(shè)計(jì)任務(wù) 參考所給遙控器外殼立體圖（如圖 所示 ） ，首先設(shè)計(jì)該注塑件結(jié)構(gòu)。為滿足大批量自動(dòng)化生產(chǎn)的需要，為該塑件設(shè)計(jì)注塑模具。 基本內(nèi)容： 塑件設(shè)計(jì) 、工藝參數(shù)分析、確定收縮率和分型面、澆道系統(tǒng)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)、零部件加工工藝制訂、注射設(shè)備選擇、繪制模具設(shè)計(jì)圖紙。 圖 遙控器外殼立體圖 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 5 頁(yè) 遙控器外殼 模具的設(shè)計(jì)流程 ，利用軟件 ProE 進(jìn)行塑件的立體建模，再在軟件 AutoCAD 中完成塑件尺寸及公差 等技術(shù)要求 的標(biāo)注， 并輸出工程圖。 ，利用軟件 Moldflow 進(jìn)行工藝性分析。 ，確定塑件的型腔數(shù)，并計(jì)算塑件的投影面積，通過注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號(hào)。 ，首先由塑件性能的要求等，確定塑件的塑料，通過查資料確定塑件的收縮率。根據(jù)外殼的工藝及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定具體的分形面，大致應(yīng)為外殼外側(cè)。 ，通過塑件的大小及型腔數(shù)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機(jī)構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣槽等的初步估算，確定使用模架的型號(hào)。 ，本塑件使用的是冷流道澆注系統(tǒng)，在澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，包括流道的設(shè)計(jì)、主流道襯套的選擇等，還必須研究一模兩腔澆注系統(tǒng)的平衡性設(shè)計(jì)。 （模腔、模芯），確定型腔 數(shù)和分型面。對(duì)模腔和模芯進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。計(jì)算成型部件的工作尺寸。 ，根據(jù)外殼的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)。 ，溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量、生產(chǎn)效率有很大的影響，還針對(duì)型腔與型芯冷卻回路的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 ，結(jié)合現(xiàn)代加工手段，利用數(shù)控 CNC，電火花，線切割等方法，制定最符合經(jīng)濟(jì)效益的加工工藝。 襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 6 頁(yè) 第二章 塑件成品、注塑模具設(shè)計(jì)與構(gòu)型 概述 注塑件的設(shè)計(jì)是注塑制品加工工序中必不可少的一個(gè)步驟。但不同的模具公司，不同的設(shè)計(jì)人員，采用不同的 CAD 軟件進(jìn)行模具輔助設(shè)計(jì)，都有自 己的一套設(shè)計(jì)過程。本畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是應(yīng)用 Pro/ENGINEER 及其插件 進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)的 。 模具設(shè)計(jì)環(huán)境和應(yīng)用軟件 Pro/ENGINEER Pro/ENGINEER是一個(gè)優(yōu)秀的 CAD/CAE/CAM軟件，在模具的設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，Pro/ENGINEER 較早地在廣東深圳、東莞、廣州以及華東一帶得到廣泛應(yīng)用，由于它的應(yīng)用，可以大大縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，提高模具質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，而 Pro/ENGINEER 的新特點(diǎn)主要表現(xiàn)在： ； 術(shù)； 。 Moldflow Adviser Part Advise 在設(shè)計(jì)過程早期， Moldflow Part Adviser? 模塊是成本變化最小時(shí)快速檢查塑料零件設(shè)計(jì)的生產(chǎn)能力的理想工具。用戶可以獲得有關(guān)如何修改墻的厚度、澆口位置、材料或幾何體的快速反饋，幾何體會(huì)影響零件模穴中填充圖案、壓力和溫度的分布。分析結(jié)果和詳細(xì)的設(shè)計(jì)建議可以用于確定最合適的零件厚度和澆口位置，同時(shí)可以用于識(shí)別和消除裝飾問題，如熔接線、氣穴和縮水。 Mold Adviser Moldflow Mold Adviser? 模塊擴(kuò)展了 Moldflow Part Adviser 的功能，使您可以創(chuàng)建并模擬塑料通過單個(gè)模穴、多個(gè)模穴和系列模具的流動(dòng)。用戶可以優(yōu)化澆口類型、大小和位置，以及流道的布局、大小和橫截面的形狀。分析結(jié)果包括循環(huán)時(shí)間、鎖模力噸位和注塑容量，所有這些可以幫助從設(shè)計(jì)到制造的團(tuán)隊(duì)確定注塑機(jī)的大小，最小化循環(huán)時(shí)間并且減少制造廢品。可選的 Moldflow Mold Adviser 附加模塊使用戶可以模擬注塑成型過程的更多階段，并評(píng)估成型襄樊學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 第 7 頁(yè) 零件的性 能和冷卻水路設(shè)計(jì)。 其它軟件 AutoCAD2021 和 AutoCAD 是著名的工程圖畫圖軟件，用以繪制二維工程圖。 為Pro/ENGINEER 下的一個(gè)插件，用以調(diào)用模架。 零件的三維圖和二維工程圖建模 零件的立體圖建模 利用 Pro/，利用 Pro/ENGINEER 的建模方法，根據(jù)遙控器的形狀和使用特點(diǎn)進(jìn)行建模（如圖 所示）。 圖 遙控器外殼立