【文章內(nèi)容簡介】 模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展方向近年來我國通過引進國際的先進技術(shù)和加工設(shè)備，使塑料模具的制造水平比十年前進了一大步，然而由于基礎(chǔ)薄弱、對引進技術(shù)的吸收、掌握，尚有一段距離，而且發(fā)展也十分不平衡，因而，我國塑料模具總體水平與世界先進技術(shù)尚有一定差距。塑料成型模具可分為三大類，即注射成型模具、中空成型模具和擠出成型模具。我國現(xiàn)在的制造水平，以注射成型模具為最高，中空成型具為最低，如化妝品用瓶子的吹塑模具，無論從造型以及質(zhì)量上遠不能適應(yīng)出口要求。目前，國內(nèi)生產(chǎn)的小模數(shù)塑料齒輪等精密塑料模具已達到國外同類產(chǎn)品水平。在齒輪模具設(shè)計中采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型壓縮造成的齒形誤差，達到了標準漸開線造型要求。顯示管隔離器注塑模、高效多色注射塑料模、純平彩電塑殼注塑模等精密、復雜、大型模具的設(shè)計制造水平也已達到或接近國際水平。使用CAD三維設(shè)計、計算機模擬注塑成形、抽芯脫模機構(gòu)設(shè)計新穎等對精密、復雜模具的制造水平提高起到了很大作用。20噸以上的大型塑料模具的設(shè)計制造也已達到相當高的水平。34英寸彩電塑殼和48英寸背投電視機殼模具，汽車保險杠和儀表盤的注塑模等大型模具，國內(nèi)都已可生產(chǎn)。國內(nèi)最大的塑料模具已達50噸。雖然在這十多年中注塑模具工業(yè)取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低，CAD/CAE／CAM按術(shù)的普及率不高，許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等。特別在大型、精密、復雜和長壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內(nèi)需求，因而需要大量從國外進口。國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。國外發(fā)達國家模具標準化程度達到70％80％，實現(xiàn)部分資源共享，大大縮短設(shè)計周期及制造周期，降低生產(chǎn)成本．最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力 滿足用戶需求。模具企業(yè)在技術(shù)上實現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越來越多的采用以設(shè)計為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對模具工人技術(shù)全面性的要求，強調(diào)專業(yè)化。國外注塑成型技術(shù)在也向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此，模具向高精度復雜、多功能的方向發(fā)展。例如：組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動周轉(zhuǎn)箱一體注塑；多色注塑等；向高效率、高自動化和節(jié)約能源，降低成本的方向發(fā)展。例如：疊模的大量制造和應(yīng)用，水路設(shè)計的復雜化、裝夾的自動化、取件全部自動化。我國注塑模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進水平相比，主要存在五大問題：，產(chǎn)品總體水平較低，雖然有個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生產(chǎn)周期、壽命等指標與國外先進水平相比尚有較大差距。，組織協(xié)調(diào)能力差，雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已比較先進，但大部分企業(yè)工藝裝備仍比較落后。企業(yè)的組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。，一方面是技術(shù)人員比例低、水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，觀念落后，對開發(fā)不夠重視。，2003年國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率只有74， 7％，其中大型、精度、長壽命模具滿足率還要低，估計不足60％。市場需求旺盛，生產(chǎn)發(fā)展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。，在模具這樣競爭性行業(yè)中需依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已越來越顯得不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。各地都重視這兩問題，解決尚待時日。由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時，“小而?！?、“小而精” 仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上來說，為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求，以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。展望我國塑料模具的未來，筆者以為應(yīng)從提高技術(shù)水平著手，一方面發(fā)展專業(yè)模具廠的技術(shù)優(yōu)勢，使之進一步提高對某一類模具的設(shè)計制造水平；另一方面要不斷采用新技術(shù)、新工藝，提高模具產(chǎn)品的技術(shù)含量。要提高我國的模具技術(shù)水平，必須在以下方面加大努力：、大型、復雜、長壽命的模具，實現(xiàn)模具國產(chǎn)化；2..加速模具標準化、專業(yè)化、商品化生產(chǎn)；／CAM／CAE、RPM等先進模具設(shè)計和制造技術(shù)；，使他們盡快掌握模具設(shè)計和制造中的先進技術(shù)。 本課題的內(nèi)容和具體要求 本課題的內(nèi)容根據(jù)模具樣品，設(shè)計一套注射模具。 圖1 具體要求a、本設(shè)計中要注意的問題：塑件的精度要求為六級，其中配合部位為七級。b、計預期的效果：通過本次設(shè)計，熟練掌握模具開發(fā)的基礎(chǔ)知識，并能熟練應(yīng)用AutoCAD。第二章 塑件成型工藝性分析 塑件的分析（1）塑件的外形尺寸，塑件的外形尺寸不是很大，但是形狀不是很規(guī)則，適用于注塑成型。（2）塑件的精度等級此塑件的每個尺寸的公差都不盡相同，有的精度要求不高，有的尺寸的精度要求比較高，我們按照實際的公差進行計算。 ABS的性能分析（1）使用性能綜合性能好，沖擊強度、力學強度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性，電氣性能良好；易于成型和機械加工，適合制作一般機械零件、減摩零件、傳動零件和結(jié)構(gòu)零件。（2）成型性能1）無定型塑料。其品種繁多，各品種的機電性能及成型特性也各有差異，應(yīng)按品種來確定成型方法及成型條件。2） 吸濕性強。%（質(zhì)量），必須充分干燥，要求表面光澤的塑件應(yīng)要求長時間預熱干燥。3） 流動性中等。4） 模具設(shè)計時要注意澆注系統(tǒng)，選擇好進料口的位置、形式。推出力過大或機械加工時塑件呈現(xiàn)白色痕跡。（3）ABS的主要性能指標密度/ g/ cm3～屈服強度/MPa50比體積/ cm3/g～拉伸強度/MPa38吸水率(%)～拉伸彈性模量/MPa103熔點/℃130～160抗彎強度/MPa80計算收縮率(%)～抗壓強度/MPa53比熱容/J/（kg℃）1470彎曲彈性模量/MPa103 ABS的注塑成型過程及工藝參數(shù)（1）注塑成型過程將塑料顆粒定量注入，加入到注塑機的料筒內(nèi)，通過料筒的傳熱，以及螺桿轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的剪切摩擦作用使塑料逐漸融化成流動狀態(tài)，然后在柱塞或螺桿的推擠下熔融塑料以高壓和較快的速度通過噴嘴注入到溫度較低的閉合模具的型腔中，由于模具的冷卻作用，使膜腔內(nèi)的熔融塑料逐漸凝固并定型，最后開模取出塑件。（2）熱塑性注射成型工藝過程 預烘干裝入料斗預塑化清理嵌件預熱清理模具涂脫模劑放入嵌件合模注射保壓冷卻脫模塑件送下道工序注射裝備準備裝料 注射裝置準備注射 注射成形工藝示意圖（3）注塑工藝參數(shù) 1）注塑機：螺桿式，螺桿轉(zhuǎn)數(shù)為30r/min。2）料筒溫度（℃）：后段150～170； 中段165～180； 前段180～200。3）噴嘴溫度（℃）：170～180。4）模具溫度（℃）：50～80。5）注射壓力（MPa）：60～100。6）成型時間（s）：30（，輔助時間8）。第三章 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式 分型面位置的確定 a、分型面是動、定模具的分界面，即打開模具取出塑件或取出澆注系統(tǒng)凝料的面。分型面的位置影響著成型零部件的結(jié)構(gòu)形狀，型腔的排氣情況也與分型面的開設(shè)密切相關(guān)。b、分型面的分類及選擇原則（1）分型面的分類實際的模具結(jié)構(gòu)基本上有三種情況：①型腔完全在動模一側(cè)；②型腔完全在定模一側(cè)；③型腔各有一部分在動定、模中。本模具的型腔設(shè)計采用完全在定模一側(cè)的結(jié)構(gòu)設(shè)計。（2）分型面的分類及選擇原則分型面的選擇不僅關(guān)系到塑件的正常成型和脫模，而且設(shè)計末句結(jié)構(gòu)和制造成本。一般來說，分型面的總體選擇原則有以下幾條：1） 脫出塑件方便；2） 模具結(jié)構(gòu)簡單；3） 型腔排氣順利；4） 確保塑件質(zhì)量；5） 無損塑件外觀；6） 合理利用設(shè)備。（3）分型面的確定鑒于以上的要求，在該模具中分型面設(shè)在兩個曲面的結(jié)合處，這是該塑件分型面的一個好的選擇。 圖2 型腔的分布 （1）型腔數(shù)量的確定該塑件采用的精度一般在2～3級之間，且為大批量生產(chǎn)，可采用一模多腔的結(jié)構(gòu)形式。模具型腔在模板上的排列方式通常有圓形排列、H形排列、直線排列、對稱排列及復合排列等。綜合考慮，初步設(shè)定該模具型腔為一模兩腔，故采用直線對稱排列。（2）模具結(jié)構(gòu)形式的確定從上面的分析可知，本模具設(shè)計為一模兩腔，對稱直線排列。澆注系統(tǒng)設(shè)計時，流道采用對稱平衡式，澆口采用側(cè)澆口，且開設(shè)在分型面上。由上分析可確定選用單分型面注射模。 注射機型號的確定（1）注射量的計算通過三維軟件建模設(shè)計分析計算得塑件體積： V= cm3塑件質(zhì)量： m=ρV= 式中， g/ cm3/ （2）澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不能確定準確的數(shù)值，～1倍來估算。由于本次采用流道簡單并且較短，故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積為V總=V塑（1+）2= cm3（3）選擇注射機根據(jù)第二步計算得出一次注入模具型腔的塑料總體積V總= cm3，并結(jié)合試有；V總/=. cm3根據(jù)以上的計算，初步選定公稱注射量為160 cm3 ，注射機型號為SZ160/100臥試注射機，其主要技術(shù)參數(shù)如下表 理論注射量/ cm3160移模行程/mm325螺桿柱塞直徑/mmV注射壓力/MPa40最大模具厚度/mm320150最小模具厚度/mm200注射速率/105鎖模形式雙曲模塑化能力/45模具定位孔直徑/mm125螺桿轉(zhuǎn)速/0~200噴嘴球半徑/mm12鎖模力/KN1000噴嘴口徑/mm3拉桿內(nèi)間距/mm345X345（4）注射機相關(guān)參數(shù)的校核1）注射壓力校核 查表可知，ABS的注射壓力為80～110 MPa，這里取P0=100 MPa，該注射機的公稱壓力P公=150 MPa，注射壓力安全系數(shù)k1=～,這里取k1=，則；k1 P0=100=130P公