【文章內(nèi)容簡介】 競爭為競合共贏，打破 同行是冤家 的狹隘思想，通過行業(yè)自律來維持模具市場的公平、良性競爭。 現(xiàn)代模具工業(yè)早已走出以前手工制模的時代，進入了數(shù)字化時代，實現(xiàn)了無圖化生產(chǎn)，靠電腦設計，通過電腦輸入數(shù)據(jù)加工制作模具。而國內(nèi)大多數(shù)模具生產(chǎn)企業(yè)沿用的生產(chǎn)模式，依靠傳統(tǒng)設備加工制造，依靠實物測繪代替模具設計，依靠老師傅的技術(shù)經(jīng)驗培養(yǎng)人才，依靠作坊式經(jīng)營打天下，依靠低價競爭求生存、求市場。 國內(nèi)模具工業(yè)的落后，也與政府 相關(guān)部門對模具在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要性認識不夠有關(guān)。國家自 1997 年起，對達到一定規(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)目前迫切需要一個長久的扶持政策。 國家對工業(yè)產(chǎn)品實行的是增值稅制，模具的原材料價格低，而成品模具的售價卻很高，增值率驚人，因而繳納的增值稅也高得很。據(jù)國家稅務局的統(tǒng)計，模具行業(yè)的實際稅負比其他行業(yè)要高出 個百分點。但模具在人力、技術(shù)、設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，模具的凈值雖高，所 獲的真正利潤卻不高。因此，政府對模具行業(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)設備加工能力的原材料設備供應商。通過提供相關(guān)服務達到整合資源，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。 目前， CAD/CAM 技術(shù)的推廣已由“甩圖板”階段跨入到了深化應用階段。 CAPP技術(shù)的應用，可以大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準確 性； PDM 系統(tǒng)的應用，可以對產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)進行有效的管理； MIS/ERP 系統(tǒng)的應用，則可以從根本上降低企業(yè)的成本，提高生產(chǎn)和管理效率。這些系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息的集成和功能上的配合，并逐步實現(xiàn)企業(yè)的全面信息化，已成為 CAD/CAM 技術(shù)深化應用的主題 , 是模具發(fā)展的第二次變革。 網(wǎng)絡企業(yè)的建立，總的來講是基于 INTERNET 技術(shù)和計算機管理技術(shù)，并融合 年產(chǎn) 100 萬件塑料桶注塑模具設計 了 EPR、 CRM、 SCM、 PM 等技術(shù)，以及一些行業(yè)標準化的規(guī)范。通過 INTERNET技術(shù)，模具企業(yè)可以跟國內(nèi)外客戶建立聯(lián)系，開拓更廣闊的市場；進行企業(yè)與國內(nèi)外客 戶業(yè)務、技術(shù)的溝通；建立企業(yè)和客戶之間的接口。 ERP 技術(shù)幫助企業(yè)規(guī)范和管理內(nèi)部業(yè)務流程，提升模具企業(yè)的管理水平；并且極大地優(yōu)化和縮短企業(yè)內(nèi)部的流程，提高競爭力。把 INTERNET 技術(shù)和 ERP 技術(shù)結(jié)合起來，還可以實現(xiàn)遠程異地辦公，提高企業(yè)的快速反應能力，更加有效地管理企業(yè)。 CRM 技術(shù)可以幫助模具企業(yè)加強管理客戶關(guān)系，對客戶的需求做出快速反應和處理。 SCM 技術(shù)幫助模具企業(yè)加強供應商的管理，進一步降低采購成本和開拓更多的供應渠道 [1]。 未來塑料模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向 目前，全世界模具 的年產(chǎn)值約為 650 億美元，我國模具工業(yè)的產(chǎn)值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和美國。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術(shù)水平已取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備還很少，許多先進的技術(shù)如 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的普及率還不高，特別是大型、精密、復雜和長壽命模具遠遠不能滿足國民經(jīng)濟各行業(yè)的發(fā)展需要?？v觀發(fā)達國家對模具工業(yè)的認識與重視，我們感受到制造理念陳舊則是我國模具工業(yè)發(fā)展滯后的直接原因。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，它已成為衡量一個 國家制造業(yè)水平高低的重要標志。因此，模具是國家重點鼓勵與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品，現(xiàn)代模具是多學科知識集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國民經(jīng)濟的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動相對密集。目前，我國模具工業(yè)的當務之急是加快技術(shù)進步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進口模具的依賴?，F(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上依賴于模具標準化、優(yōu)質(zhì)模具材料的研究、先進的設計與制造技術(shù)、專用的機床設備，更重要的是生產(chǎn)技術(shù)的管理等。 21 世紀模具行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡化。追 求的目標是提高產(chǎn)品的質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設計及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具行業(yè)的應變能力，滿足用戶需要。可見，未來我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⑹?： ——大力普及、廣泛應用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設計制造不僅應強調(diào)信息的集成，更應該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。 ——提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設計與制造技術(shù)，逐步減少模具的進 安徽建筑大學本科生畢業(yè)設計 口量，增加模具的出口量。 ——在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術(shù)，滿足產(chǎn)品的 成型需要。 ——提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎(chǔ)，其大應用可縮短模具設計制造周期，同時也顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質(zhì)量。我國模具商品化、標準化率均低于 30%，而先進國家均高于 70%，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的 3%～ 8%。 ——發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，迅速制造出產(chǎn)品的原型與模具，降低成本推向市場。 ——積極研究與開發(fā)模具的拋光技術(shù)、設備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。 ——推廣應用 高速銑削、超精度加工和復雜加工技術(shù)，滿足模具制造的需要。 ——開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。 ——研究和應用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。在科技發(fā)展中，人是第一因素，因此我們要特別注重人才的培養(yǎng)，實現(xiàn)產(chǎn)、學、研相結(jié)合，培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，提高模具設計制造水平。在制造中積極采用多媒體與虛擬現(xiàn)實技術(shù)，逐步走向網(wǎng)絡化、智能化環(huán)境，實現(xiàn)模具企業(yè)的敏捷制造、動態(tài)聯(lián)盟與系統(tǒng)集成。我國模具工業(yè)一個完全信息化的、充滿著朝氣和希望 而又實實在在的新時代即將到來 [2]。 本設計的意義及目的 當今世界工業(yè)界認為 “模具是進入富裕社會的原動力 ”“模具是材料加工業(yè)中的帝王 ”“模具就是黃金 ”。作為五大經(jīng)濟支柱產(chǎn)業(yè)之一，模具行業(yè)的發(fā)展水平反映一個國家的經(jīng)濟水平。特別是在汽車、家電、玩具等行業(yè)，模具水平更是起到?jīng)Q定其命脈的作用。 模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中， 60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，特別是汽車、摩托車、輕 工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。而作為制造業(yè)基礎(chǔ)的機械行業(yè)，根據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會的預測， 21 世紀機械；制造工業(yè)的零件，其粗加工的 75%和精加工的 50%都將依靠模具完成，因此，模具工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)工業(yè)。模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具技術(shù)的進步 [3]。 年產(chǎn) 100 萬件塑料桶注塑模具設計 第二章 塑件成型工藝性分析 塑件的分析 外形尺寸 從零件圖上分析，該零件為斜圓柱筒形，塑件成型壁厚為 ，壁厚的選擇對注塑成型有利。該零件高度為 150mm,口徑 150mm,主體直徑 110mm。注塑深度適中。外沿有圓弧狀翹 起，在各處轉(zhuǎn)角處均有圓角。本零件有足夠的脫模斜度，對模具設計有利。綜上所述，本零件的模具設計為簡單難度。 圖 塑料桶尺寸圖 圖 塑料桶 proe 圖 精度等級 影響塑件精度的因素很多，塑料的收縮、注塑成型條件（時間、壓力、溫度）等，塑件形狀、模具結(jié)構(gòu)（澆口、分型面的選擇），飛邊、斜度、模具的磨損等都直接影響制品的精度。按 SJ1372—1978 標準，塑料件尺寸精度分為 8 級 ,由此查塑料模具設計手冊可知，本塑件宜選用 一般精度 5 級 ,每個尺寸的公差不一樣，有的屬于一般精度，有的屬于高精度，該按實際公差進行計算 [4]。 脫模斜度 由于塑件冷卻后產(chǎn)生收縮，會緊緊地包住模具型芯、型腔中凸出的部分，使塑件脫出困難，強行取出會導致塑件表面擦傷、拉毛。為了方便脫模，塑件設計時必須考 安徽建筑大學本科生畢業(yè)設計 慮與脫模（及軸芯）方向平行的內(nèi)、外表面，設計足夠的脫模斜度。只有塑件高度不大、沒有特殊狹窄細小部位時，才可以不設計斜度。最小脫模斜度與塑料性能、收縮率、塑件的幾何形狀等因素有關(guān)。一般型芯的脫模斜度要比型腔大，型芯長度及型腔深度越大，則 斜度越小。在不影響外觀的情況，脫模斜度盡量大一點，以便脫模。不同材料的推薦脫模斜度，見表 21 [14]。 表 21 各種材料推薦的脫模斜度 材料 脫模斜度 聚乙烯，聚丙烯，軟聚氯乙烯 30′～ 1。 ABS，尼龍，聚甲醛，氯化聚醚，聚苯醚 40′～ 1。 30′ 硬聚氯乙烯，聚碳酸酯，聚砜，聚苯乙烯，有機玻璃 50′～ 2。 熱固性塑料 20′～ 1。 塑件圓角 塑料制件除了使用上要求采用尖角之處外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應盡可能采用圓弧過渡，因為當制件帶有尖角時，往往會在尖角處產(chǎn)生應力集中， 在受力或受沖擊振動時會發(fā)生破裂。塑件制品設置圓角，能使其成型流動性能好，成型順利進行。當塑件結(jié)構(gòu)無特殊要求時，塑件的各連接處均應有半徑不小于 [3]。 PP的性能分析 使用性能 PP 是一種半結(jié)晶性材料。它比 PE 要更堅硬并且有更高的 熔點 。由于 均聚物型的 PP 溫度高于 0℃ 以上時非常脆，因此 考慮使用的 PP 材料是加入 了 1~4%乙烯 的無規(guī)則共聚物或更高比率乙烯含量的鉗段式共聚物。共聚物型的 PP 材料有較低的熱扭曲溫度（ 100℃ ）、低透明度、低光澤度、低剛性，但是有有更強的抗沖擊強度。 PP的 維卡軟化溫度 為 150℃ 。由于結(jié)晶度較高，這種材料的表面剛度和抗 劃痕特性很好 ，PP 不存在 環(huán)境應力開裂 問題 ； 低 MFR 的 PP 材料抗沖擊特性較好但延展強度較低 ，PP 也不 像 PE 那樣在高溫下仍具有抗氧化性。聚丙烯（ PP）是常見塑料中較輕的一種，其電性能優(yōu)異，可作為耐濕熱高頻 絕緣材料 應用。 成型性能 （ 1）結(jié)晶性塑料，吸濕性小，可能發(fā)生熔體破裂，長期 余熱金屬接觸已發(fā)生分 年產(chǎn) 100 萬件塑料桶注塑模具設計 解； （ 2）流動性極好，溢邊值 ； （ 3）冷卻速度快，澆注系統(tǒng)及冷卻系統(tǒng)的散熱應適度； （ 4）成型收縮范圍大，收縮率大，易發(fā)生縮孔、凹痕、變形，取向性強； （ 5）注意控制成型溫度，料溫低時取向性明顯，尤其低溫高壓時更明顯，模具溫度低于 50℃以下塑件無光澤，易產(chǎn)生熔接痕、流痕； 90℃以上時易發(fā)生翹曲、變形； （ 6）塑件應壁厚均勻，避免缺口、尖角，以防止應力集中。 PP 的主要性能指標表??14 表 PP 的性能指標 密度 g/cm3 ～ 質(zhì)量體積 cm3/g ～ 吸水率 24h ～ 熔點 ℃ 170～ 176 熔融指數(shù) g/10min 與鋼摩擦因數(shù) 熱變形溫度 ℃ / 102～ 115 泊松比 比熱容 J/(kg K) 1930 熱導率 W/(m K) 抗拉屈服強度 MPa 37 彈性模量 Gpa 安徽建筑大學本科生畢業(yè)設計 PP的注射成型過程及工藝參數(shù) 注射成型過程 (1) 成型前的準備 :對 PP 的色澤、粒度和均勻等進行檢驗。 (2) 注射過程 :塑件在注射劑料筒內(nèi)經(jīng)過加熱、塑化達到流動狀態(tài)后，由模具的澆注系統(tǒng)進入模具性強成型，其過程可分為沖模、壓實、保壓、倒流和冷卻五個階段 。 (3) 塑件的后處理 :包括噴涂，熱處理，雕刻等等。 圖 注射成型流程圖 注射工藝參數(shù)??14 表 PP 注射工藝 參數(shù) 注塑成型機類型 螺桿式 密度 g/cm3 ～ 計算收縮率 % ～ 預熱 溫度 ℃ 80～ 100 時間 h 1～ 2 料筒溫度 ℃ 后段 160～ 180 中段 180～ 200 前段 200～ 220 年產(chǎn) 100 萬件塑料桶注塑模具設計 續(xù)表 模具溫度 ℃ 80～ 90 注塑壓力 MPa 70～ 140 成形時間