【正文】 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前言 一、 我國模具工業(yè)特點(diǎn)與基本狀況 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)。由于模具生產(chǎn)要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)。模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此已成為衡 量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。 模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品。它具有單件生產(chǎn)和對特定用戶的依賴特性。就模具行業(yè)來說，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，不能采用通常的引進(jìn)產(chǎn)品許可證和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等方式，而主要是引進(jìn)已經(jīng)商品化了的 CAD/ CAM /CAE軟件和精密加工設(shè)備等。模具的 CAD/CAE/CAM 涉及面廣、集多種學(xué)科與工程技術(shù)于一體，是綜合型、技術(shù)密集型產(chǎn)品。如塑料模具的 CAE 技術(shù)要利用高分子材料學(xué)、流變學(xué)、傳熱學(xué)、計(jì)算力學(xué)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)等知識，涉及的領(lǐng)域還包括聲波及電磁場、溫度場等各類物理場，通過工程分析、來建立塑料 成型的數(shù)學(xué)和物理模型，構(gòu)造有效的數(shù)值計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)成型過程的動(dòng)態(tài)仿真分析?，F(xiàn)代化的模具要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計(jì)、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理、數(shù)字化生產(chǎn)流程。這些模具的數(shù)字化代表了現(xiàn)代模具的一個(gè)方面，沒有模具的數(shù)字化，就沒有現(xiàn)代模具。模具的CAD/CAE/CAM 技術(shù)日新月異，重要的工作是后續(xù)對人員的培訓(xùn)和對于引進(jìn)的軟件進(jìn)行二次開發(fā)。像我們熟知的 CIMATRON 公司不但在塑料模具的 CAD/ CAM 軟件上在中國保持其市場占有率并且在擴(kuò)大，而且在沖壓模具、多成份橡膠制鞋模具等領(lǐng)域開拓，也將大顯身手；開發(fā) FUTABA、LKM、 MISUMI 標(biāo)準(zhǔn)模架數(shù)據(jù)庫的工作也已提上日程。這是為模具行業(yè)服務(wù)的具體體現(xiàn)。 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 二、 我國模具工業(yè)基本狀況簡介 我國模具工業(yè)近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)， 2021 年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有２萬多家，從業(yè)人員約 50 多萬人， 2021 年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務(wù)飽滿， 2021 年模具產(chǎn)值 530億元。進(jìn)口模具 億 美元，出口模具 億美元，分別比 2021 年增長 18%、 %和 %。進(jìn)出口之比 2021 年為 :1，進(jìn)出口相抵后的進(jìn)凈口達(dá) 億美元，為凈進(jìn)口量較大的國家。 在２萬多家生產(chǎn)廠點(diǎn)中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有 20 多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)，多數(shù)只有幾十名職工，百十萬產(chǎn)值，自有資金有限，靠自我發(fā)展很困難。 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、復(fù)雜、長壽命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，能力提高較快； 三資 及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 2021年模具行業(yè)還顯現(xiàn)另外兩個(gè)特點(diǎn)，一是各地政府對模具工業(yè)的發(fā)展進(jìn)一步關(guān)注 。許多地方政府進(jìn)一步認(rèn)識到模具工業(yè)對發(fā)展制造業(yè)的重要意義，因此加強(qiáng)了模具工業(yè)園區(qū)的建設(shè)。已有的園區(qū)進(jìn)一步擴(kuò)大，如寧波余姚、寧海和蘇州昆山等模具園區(qū)都有所擴(kuò)大；新的模具工業(yè)園區(qū)正在加緊建設(shè)，如重慶、大連、深圳市等已建立模具園區(qū)；另外沈陽、西安、成都、上海、寧波北侖、浙江黃巖等地都在積極籌備建立模具園區(qū)，以利帶動(dòng)地區(qū)模具及相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈乃至制造業(yè)的發(fā)展，有些高科園內(nèi)模具企業(yè)已占有相當(dāng)?shù)姆萘?，像天津高新區(qū)就有 40 多家模具企業(yè)。 二是外資及社會(huì)投資模具產(chǎn)業(yè)增長顯著。許多地方加強(qiáng)了吸引外資及合資投入模具工業(yè)的工作，特別是 在高新技術(shù)園區(qū)和工業(yè)園區(qū)，外資、合資模具企業(yè)進(jìn)一步增加，如蘇州昆山模具園區(qū)， 60%以上是外資企業(yè)。大連模具園區(qū)到日本、韓國招商。而有些地區(qū)高科技園內(nèi)模具企業(yè)已占有相當(dāng)?shù)姆萘?，像天津高新區(qū)有 40 多家模具企業(yè)。由于汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的拉動(dòng)，社會(huì)投資模具產(chǎn)業(yè)有所加強(qiáng)，如五糧液集團(tuán)投資 5 億元建立汽車模具生產(chǎn)廠，比亞迪公司投資 2 億元建立了北京汽車模具公司，等等。 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 三、 落后和差距主要表現(xiàn)在下列幾方面 （ 1）總量供不應(yīng)求、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理 其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率嚴(yán)重不足，大量進(jìn)口。國內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復(fù) 雜、長壽命模具的比例不足 30%，國外在 50%以上。 （ 2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)都不夠合理。 我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達(dá) 60%左右，國外 70%以上是商品模具；專業(yè)模具廠也大多數(shù)是 大而全 、 小而全 的組織形式，國外模具企業(yè)是 大而專 、 大而精 。2021 年中國模協(xié)在德國訪問時(shí)，從德國工、模具行業(yè)組織 德國機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（ VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國有模具企業(yè)約 5000 家。2021 年德國模具產(chǎn)值達(dá) 48 億歐元。其中（ VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有 90家，這 90 家骨干模具 企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的 90%，可見其規(guī)模效益。 （ 3） 工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低，技術(shù)結(jié)構(gòu)、模具產(chǎn)品水平比國際水平低許多。而模具生產(chǎn)周期卻要比國際水平長許多。 產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在對后續(xù)使用模具制造制件的工藝（如沖壓工藝）理解上，在模具設(shè)計(jì)上；在加工中精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上等?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)密集型、資金密集型的產(chǎn)業(yè)，由于模具行業(yè)是微利行業(yè)，因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少，至使科技進(jìn)步的步伐跟不上模具市場的需要。雖然國內(nèi)許多企業(yè)已引進(jìn)了不少國 外先進(jìn)設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控率和 CAD/CAM 應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等方面原因，引進(jìn)設(shè)備不配套、設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低，開發(fā)能力較差，科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少。不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場經(jīng)濟(jì)中常處于被動(dòng)地位。 （ 4）技術(shù)人才嚴(yán)重不足，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)異常短缺，高級鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平也較低，我國每個(gè)職工平 均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 左右，國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15～ 20 萬美元，有的達(dá)到 25～ 30 萬美元。我國模具企業(yè)大都微利，缺乏后勁。 （ 5）與國際水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后易被發(fā)現(xiàn)，管理落后易被忽視。國內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理模式，真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。信息化、數(shù)字化管理在模具企業(yè)應(yīng)用現(xiàn)在剛剛開始。 （ 6）專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低，協(xié)作差。 由于長期以來受 大而全 小而全 影響，模具專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每 年生產(chǎn)的模具，商品模具只占 40%左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)。與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低， 模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，特別是對模具制造周期有很大影響。 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；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加； “三資 ”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，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，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 據(jù)介紹，目前中國汽車模具潛在市場十分巨大。質(zhì)量好的沖壓模具在汽車整車等行業(yè)供不應(yīng)求；壓鑄模具在汽車零部件、裝備制造業(yè)等行業(yè)需求激增；注塑模具在家用電器等行業(yè)發(fā)展?jié)摿σ埠艽蟆Ａ硗?，特種模具也有較大的發(fā)展前景 。 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 第 1 章 塑件工藝分析 第 塑件分析 、塑件三維立體圖及二維工作圖 ： 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 圖（ ） 塑件工藝分析 防護(hù)罩 選擇的材料是 丙烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物 （ ABS），該產(chǎn)品在使用過程中 需要 經(jīng)常接觸，為防止 防護(hù)罩 磨損因此塑件的厚度必須均勻，如果可能的話，應(yīng)沒有接觸痕，不充分熔合的熔接痕易于形成薄弱的部位，所以要盡量避免。 徐州建筑職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第 節(jié) 防護(hù)罩 原料（ 丙烯腈 — 丁二烯 — 苯乙烯共聚物 ）的物料性能、成型性能與工藝參數(shù) 化學(xué)名稱：丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物 英文名稱 :Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS 為丙烯腈 A、丁二烯 B 和苯乙烯 S 三種單體共聚而成的聚合物，簡稱 ABS。每種單體都具有不同特性，從形態(tài)上看， ABS 是非結(jié)晶性材料。這就決定了 ABS 材料的耐低溫性、抗沖擊性，外觀特性，低蠕變性，優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性及易加工性等多種特性。且表面硬度高、耐化學(xué)性好，同時(shí)通過改變上述三種組分的比例，可改變 ABS 的各種性能，故 ABS 工程塑料具有廣泛用途。合成的 ABS 有中沖擊型、高沖擊型、超高沖擊型及耐熱型四類。由于其具有韌、剛、硬的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 PS，成為一種獨(dú)立的塑料品種。 ABS 既可用于普通塑料又 可用于工程塑料。 ABS 的性能 一般性能 ABS 的外觀為不透明呈象牙色的粒料，無毒、無味、吸水率低其制品可著成各種顏色，并具有 90%的高光澤度。 ABS 的相對密度為 ，ABS 同其它材料的結(jié)合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。 ABS 的氧指數(shù)為 ，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，燒焦但不滴落，并發(fā)出特殊的肉桂味。 ABS 是一種綜合性能十分良好的樹脂，在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度，熱變形溫度比 PA、 P