【文章內(nèi)容簡介】 已在一些重點骨干企業(yè)實施，我國的模具行業(yè)可以生產(chǎn)制造業(yè)所需要的幾乎全部類型的模具，部分模具的設(shè)計制造水平進(jìn)入了國際先進(jìn)行列。但總體水平與國際工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比 (特別是在復(fù)雜、精密、長壽命 模具的設(shè)計制造技術(shù)和模具企業(yè)信息化技術(shù)應(yīng)用方面 )，仍有 1015年的差距。 我國模具的生產(chǎn)能力受我國制造業(yè)快速發(fā)展的需求拉動，也得到了快速增加，從改革開放初期的 20億元人民幣產(chǎn)值 (美元，匯率 )，增加到 2021 年的 1120億元人民幣銷售額 (美元，匯率 )，其中 19962021 連續(xù) 10 年增長率超過 20%?？紤]到相當(dāng)數(shù)量的模具沒有進(jìn)入交易市場，我國的模具生產(chǎn)能力 (產(chǎn)值 )已接近 1800 億元人民幣，模具銷售額額 1240 億元人民幣，但我國的模具企業(yè)管理水平較低、創(chuàng)新能力不強(qiáng)、勞動生產(chǎn)率不高，制約著整個行業(yè)的 健康發(fā)展。 二 、中國模具行業(yè)發(fā)展前景 ： 第 2 頁 共 45 頁 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 我國機(jī)械、汽車、電子、電器等產(chǎn)品的制造能力，目前均排在世界前列，由于提高競爭力的需要，對生產(chǎn)過程所需模具提出了高品質(zhì)、低價格、快交貨的新的更高要求 。新能源、醫(yī)療器械、航空航天、節(jié)能減排等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也正在成為模具行業(yè)重要的新的增長點。因此我國的模具工業(yè)在今后 510 年內(nèi)仍會有不低于 10%的增長速度，相應(yīng)的設(shè)計制造技術(shù)和信息化應(yīng)用水平也需要進(jìn)一步提高。新一輪的企業(yè)擴(kuò)張是在技術(shù)產(chǎn)品更高層次基礎(chǔ)上的突破，模具企業(yè)由于資金缺乏，研發(fā)創(chuàng)新乏力，提升技術(shù)已難實現(xiàn)，信息化建 設(shè)也步伐不大。 我國已經(jīng)制定了 “ 十二五模具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃 ” 和 “ 轉(zhuǎn)型升級 ” 計劃，進(jìn)一步激發(fā)了模具企業(yè)技術(shù)改造和設(shè)備更新的積極性，許多模具企業(yè)為適應(yīng)新形勢而不斷試制及生產(chǎn)高性能模具。因此，采用先進(jìn)的模具技術(shù)、采購高性能的數(shù)控加工加工機(jī)床和精密測量設(shè)備，努力創(chuàng)造融資新渠道，加快技術(shù)改造和設(shè)備更新，正逐漸變成趨勢。 未來模具技術(shù)繼續(xù)向 “ 五化 ” 、產(chǎn)業(yè)特色向 “ 兩化 ” 方向發(fā)展。 模具技術(shù)在標(biāo)準(zhǔn)化、自動化、專業(yè)化、精細(xì)化、信息化以及他們的集成技術(shù)成為行業(yè)發(fā)展方向，產(chǎn)業(yè)向高端化、差異化方向發(fā)展更為突出，模具產(chǎn)業(yè)升級使得高檔模具 的內(nèi)涵更豐富，模具參與新產(chǎn)品試制，使模具設(shè)計前移，使更多的企業(yè)獲得比較協(xié)調(diào)得向產(chǎn)業(yè)升級、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方向發(fā)展，信息化建設(shè)促進(jìn)模具行業(yè)跨越發(fā)展。預(yù)計這一趨向?qū)掷m(xù)下去、帶動面也會越來越大。 縱觀世界格局， 2021 年 日本大地震和利比亞政局動蕩都對全球模具產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)生“蝴蝶效應(yīng)”，顯示出當(dāng)今世界仍處于后危機(jī)時代，中國模具行業(yè)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。羅百輝分析認(rèn)為，目前模具行業(yè)呈現(xiàn)以下特點： 我國還處于全球產(chǎn)業(yè)鏈分工的中低端，產(chǎn)品處于中低檔 。模具也是如此。由于市場容量縮小，模具企業(yè)競爭加劇。價格戰(zhàn)激烈，模具產(chǎn)品 價格急劇降低，致使企業(yè)效益下降，產(chǎn)品質(zhì)量也受到影響。 在組織模具開發(fā)、生產(chǎn)方面，發(fā)達(dá)國家普遍采用并行工程和項目管理等技術(shù)和管理方法，加強(qiáng)了對工作流的控制，縮短了模具開發(fā)周期，保證了質(zhì)量。市場的緊縮影響了企業(yè)新產(chǎn)品的開發(fā)，特別是汽車新車型開發(fā)速度放慢，直接影響了模具的開發(fā)生產(chǎn)，使汽車模具占有很大比重的模具業(yè)受到很大影響。 在專業(yè)化生產(chǎn)方面，發(fā)達(dá)國家更加普遍。專業(yè)化分工是提高生產(chǎn)效率，縮短模具設(shè)計制造周期和保證產(chǎn)品質(zhì)量的必然發(fā)展趨勢，它有利于突出自己的核心業(yè)務(wù)，有利于積累產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)管理及服務(wù) 的經(jīng)驗，以在短期內(nèi)提供高質(zhì)量、低成本模具。 在高新技術(shù)的應(yīng)用方面，發(fā)達(dá)國家對各種高新技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛，更加深入，水平也較高，包括數(shù)字化模具技術(shù) (三維設(shè)計、可制造性設(shè)計 (DFM)、 CAPP、 CAM、CAT?? )、成形過程模擬 (CAE)技術(shù)、高速加工技術(shù)、自動化加工技術(shù)、新材料成形技術(shù)、表面處理技術(shù)、新型 (多功能復(fù)合 )模具技術(shù)、信息化管理技術(shù)等等。高新技術(shù)第 3 頁 共 45 頁 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 的不斷開發(fā)和廣泛應(yīng)用使得模具的設(shè)計制造水平達(dá)到空前的高度。 在新技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新方面，包括成形方法的創(chuàng)新，成形品質(zhì)改善的創(chuàng)新，新材料成形技術(shù)的 創(chuàng)新等，我國還沒有掌握主動權(quán)，基本上是在跟蹤發(fā)達(dá)國家技術(shù)發(fā)展的進(jìn)程。 企業(yè)不同程度加強(qiáng)了管理，采取了一些降低風(fēng)險的措施，加強(qiáng)現(xiàn)金流的管理 。加強(qiáng)成本核算、降低成本 。積極開拓市場；加強(qiáng)研發(fā)工作，加大產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整力度；加強(qiáng)企業(yè)生產(chǎn)管理標(biāo)準(zhǔn)化、信息化工作等等，取得了好的效果。行業(yè)總體水平提高較快。主要反映在以大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具為主要代表的中高檔模具比例繼續(xù)上升，科技進(jìn)步明顯，產(chǎn)品水平有較大提高。 塑料模具的發(fā)展 趨勢 從塑料模具的設(shè)計質(zhì)量和制造成本出發(fā)，我國塑料的主要可以從一下幾方面考慮： CAD/CAM/CAE 技術(shù) 在塑料模具的設(shè)計和制造中，為了提高模具的設(shè)計制造質(zhì)量和降低塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，在需要大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具設(shè)計中，特別是在多型腔模具設(shè)計的平衡設(shè)計中，應(yīng)用 CAD/CAM/CAE 技術(shù)具有不可替代的優(yōu)勢。 ，發(fā)展氣體輔助成型 熱流道內(nèi)的塑料熔體在成型中更容易流動，對于大型、薄壁、難以加工的塑料產(chǎn)品的成型比較容易，脫模后產(chǎn)品的殘余應(yīng)力較低，產(chǎn)品變形小，所以制品的成型質(zhì)量較好。由于熱流道模具的這些特點，一些工業(yè)發(fā)達(dá)一直十分重視熱流道技術(shù)的 發(fā)展和應(yīng)用，在歐洲國家應(yīng)用率已達(dá) 35%，在美國應(yīng)用率 24%。在我國目前對熱流道技術(shù)的應(yīng)用僅有 7%。在今后的塑料模具研制中，需要重視熱流道技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，逐步縮小與發(fā)達(dá)國家的差距。 ，縮短模具的設(shè)計周期，降低生產(chǎn)成本 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)，提高模具的壽命和質(zhì)量，降低塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。 在工業(yè)生產(chǎn)中采用標(biāo)準(zhǔn)化，可以更好地保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化的商品化程度已達(dá)到 70%～ 80%，但在 我國還不足 30%，我國在模具生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化程度方面與一些發(fā)達(dá)國家相比，仍有較大的差距。今后在模具的設(shè)計和制造中，一方面應(yīng)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的制訂，并嚴(yán) 格標(biāo)準(zhǔn)化的管理；另一方面，應(yīng)加大塑料模具標(biāo)準(zhǔn)零部件商品化的規(guī) 。 第 4 頁 共 45 頁 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 2 塑料電子 表蓋 工藝性分析 產(chǎn)品材料分析 ABS ，英文全稱為： acrylonitrilebutadienestyrene copolymer，中文：丙烯腈－丁二烯－ 苯乙烯共聚物。 ABS 是在聚苯乙烯樹脂改性的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型工程塑料。它是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種單體的三元共聚物， 具有綜合的優(yōu)良性能（堅固、堅韌、堅硬），價格便宜，原料易得，因此發(fā)展很快，是目前產(chǎn)量最大、應(yīng)用最廣的一種工程塑料。 ABS 是微黃色或白色不透明粒料，無毒、無味。 ABS 由于是三種組分組成的，故它有三種組分的綜合性能，而每一組分又在其中起著固有的作用。丙烯腈可使 ABS 具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐熱性及耐化學(xué)腐蝕性；丁二烯可使 ABS具有彈性和較高的沖擊強(qiáng)度；苯乙烯則可使 ABS具有優(yōu)良的介電性能。因此，在機(jī)械性能方面， ABS 具有質(zhì)硬、堅韌、剛性等特性。 ABS 樹脂的缺點是耐熱性不高，耐低溫性不好，而且不耐燃、不透明，耐 候性不好，特別是耐紫外線性能不好。由于以上的綜合性能，因此廣泛用來制造電視機(jī)、收音機(jī)的外殼、旋鈕、電話機(jī)殼、話筒、把手、鉸鏈、塑料銘牌等。 ABS樹脂是微黃色固體，有一定的韌性，密度約為 ~ g／ cm3。它抗酸、堿、鹽的腐蝕能力比較強(qiáng)，也可在一定程度上耐受有機(jī)溶劑溶解。 ABS 樹脂可以在 25℃ ~60℃的環(huán)境下表現(xiàn)正常，而且有很好的成型性，加工出的產(chǎn)品表面光潔，易于染色和電鍍。因此它可以被用于家電外殼、玩具等日常用品。常見的樂高積木就是ABS 制品 ABS 的成型特性是 : （ 1） ABS 粒料表 面極易吸濕，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。為此成型前必須進(jìn)行干燥處理。 （ 2） ABS 的比熱容比聚烯烴低，在注射機(jī)料筒中能很快加熱，因此塑化效率高，在模具中凝固也比聚烯烴快，故模塑周期短。 （ 3） ABS 樹脂的表現(xiàn)黏度強(qiáng)烈地依賴于剪切速率，因此模具設(shè)計中大都采用點澆口形式。 （ 4） ABS 樹脂為非結(jié)晶形高聚物，所以成型收縮率小。 （ 5） ABS 樹脂的熔融溫度較低，熔融溫度范圍寬，流動性好，有利于成型。 注塑模工藝條件 干燥處理： ABS 材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處理。建議干燥條件 為80~90C下最少干燥 2小時。材料溫度應(yīng)保證小于 %。 熔化溫度： 210~280C； 第 5 頁 共 45 頁 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 表 主流道直徑選用 原則 建議溫度： 245C。 模具溫度： 25~70C。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。 注射壓力： 500~1000bar（ 90~150Mpa） 。 注射速度：中高速度。 表 ABS 推薦成型 工藝 注射機(jī) 類型 螺桿式 模具 溫度 /176。C 75~85 注射 壓力 /Mpa 70~140 保壓力 /Mpa 60~70 保壓 時間 /s 1~5 冷卻 時間 /s 20~60 成型 時間 /s 40~120 塑件結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析 塑件結(jié)構(gòu)工藝性，直接關(guān)系到其成形模具結(jié)構(gòu)、類型、生產(chǎn)周期與成本。只有符合模塑工藝要求塑件設(shè)計，才能順利成形，確保內(nèi)在與外觀質(zhì)量，達(dá)到高效率生產(chǎn)和低成本的目地。 塑件的產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 第 6 頁 共 45 頁 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 圖 電子 表蓋 技術(shù) 要求： 1. 未 標(biāo)注圓角半徑為 ； 2. 塑件 的脫模斜度為 1 度 ； 3. 生產(chǎn) 批量：大批量生產(chǎn)； 4. 公差取 MT5 級 公差。 產(chǎn)品幾何形狀分析 [1] 側(cè)孔、內(nèi)螺紋與圓弧面 在龍頭殼體設(shè)計中，為了產(chǎn)品的美觀大方，患有消費者使用起來比較方便，側(cè)孔是必須的，另外內(nèi)螺紋是為了安裝調(diào)節(jié)水量大小而設(shè)計的，圓弧面是為了盡量減少第 7 頁 共 45 頁 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 睡壓力的損失，盡量減少降低水流動的而設(shè)計的，所以這些是必須的。在現(xiàn)代日常生活當(dāng)中，消費者追求的不再是便宜，首先是美觀實用，價格實惠，更是要符合人體工程學(xué)，為此，對產(chǎn)品的設(shè)計要求進(jìn)一步提高，而圓弧則是這種要求。 [2]脫模斜度 在塑料制品的成型中，為了便于將制品從模具內(nèi)脫出，制品的內(nèi)外壁必須有足夠的脫模斜度。脫模斜度與塑料品種、制品的形狀、模具結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)，一般情 況下30′～ 2176。之間選取。一些常用塑料的脫模斜度經(jīng)驗數(shù)據(jù)參閱表 13。 表 常用塑料的脫模斜度經(jīng)驗數(shù)據(jù) 塑料名稱或代號 脫模斜度 聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯 30′～ 1176。 ABS、尼龍、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚 40′～ 1176。 30′ 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、有機(jī)玻璃 50′～ 2176。 熱固性塑料 20′～ 1176。 選擇塑件的脫模斜度時，應(yīng)遵循一下原則： (1) 應(yīng)盡量選擇較大的脫模斜度，使制品容易脫出。 (2) 當(dāng)塑件收縮率較大時，應(yīng)選用較大的脫模斜度。 (3) 當(dāng)制品的壁較厚時，成型后的收縮量大，此時，應(yīng)選 用較大的脫模斜度。 (4) 高大的制品，應(yīng)盡量選用較小的脫模斜度。 (5) 精度較高的制品，選用較小的脫模斜度。 (6) 如果要求制品在脫模后留在型芯一側(cè)時，則內(nèi)表面的脫模斜度要比外表面的小。 (7) 制品高度和孔的深度較小時（內(nèi)孔深 10mm,外形高 20mm），可以不設(shè)計脫模斜度。 (8) 標(biāo)注脫模斜度時，內(nèi)孔以小端為基準(zhǔn)，外表面以大端為基準(zhǔn)。 根據(jù)以上的原則和考慮最優(yōu)的方案確定， 電子表蓋 殼 的脫模斜度為 1176。 [3]壁厚 塑料成型時，由于收縮量較大，當(dāng)壁厚不均勻時，收縮不均與會對制品的外觀和力學(xué)性能產(chǎn)生較大的影響。 制品的壁太厚時，不但用料過多 ，還會給成型工藝帶來困難，而且易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹痕和翹曲等缺陷。壁厚過小，會使熔融塑料在模具型腔中的流動阻力較大，強(qiáng)度不夠，所以在設(shè)計塑料制品時，應(yīng)注意選用適當(dāng)?shù)谋诤?。選擇制品的壁厚時，應(yīng)遵循以下原則： 第 8 頁 共 45 頁 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）報告用紙 1) 壁厚應(yīng)均勻。 2) 壁厚一般 1mm～ 6 mm，常用 2mm～ 3mm。 3) 表 常用熱塑性塑料的最小壁厚和常用的壁厚推薦值 塑料名稱 最小壁厚 /mm 常用壁厚 /mm 小型制品 中型制品 大型制品 尼龍 ～ 聚乙烯 ～ 聚苯乙烯 ～ 改性聚苯乙烯 ～ 有機(jī)玻璃 ～ 硬聚氯乙烯 ～ 聚丙烯 ～ 聚碳酸酯 ～ 醋酸纖維素 ～