【正文】 模具溫度～⑵．熔料溫度HDPE(高密度聚乙烯) High density polyethylene [7]⑴．密度：在設(shè)計(jì)脫模機(jī)構(gòu)時(shí)會(huì)比較復(fù)雜，而且要實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是重點(diǎn)。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價(jià)的檢測(cè)設(shè)備是實(shí)現(xiàn)逆向工程的必要前提。　。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種?！　！　　怏w輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造良好的條件；基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAM/CAE一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM系統(tǒng)無法滿足實(shí)際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材接頭模具成為模具市場(chǎng)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對(duì)汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展，特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場(chǎng)的增長(zhǎng)點(diǎn)。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。但目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已達(dá)到70%～80%相比，仍有差距。近年來，國(guó)內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國(guó)模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對(duì)成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國(guó)模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國(guó)外的50%～80%相比，差距較大。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。 成型工藝方面：多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。另外快速原型制造技術(shù)與快速模具制造技術(shù)的有機(jī)結(jié)合, 為RT技術(shù)插上了騰飛的翅膀, 已成為不可阻擋的發(fā)展趨勢(shì), 必將迎來一場(chǎng)新的技術(shù)革命。供貨投標(biāo)及用戶評(píng)價(jià): 由于能夠及時(shí)地將產(chǎn)品樣件提供給用戶, 極大地增強(qiáng)了產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力。 裝配干涉檢驗(yàn): 在有限空間內(nèi)的復(fù)雜系統(tǒng), 對(duì)其進(jìn)行裝配干涉檢驗(yàn)是及為重要的。通過RT技術(shù), 設(shè)計(jì)上的各種細(xì)微差錯(cuò)就能在樣件上及時(shí)反映出來, 這就大大減少了開模風(fēng)險(xiǎn)。采用RT技術(shù)可以很快作出制件, 供設(shè)計(jì)人員和用戶審查, 使得外形設(shè)計(jì)及檢驗(yàn)更直觀有效便捷。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:外形設(shè)計(jì): 很多產(chǎn)品特別是家電產(chǎn)品和汽車產(chǎn)品對(duì)外形的美觀和新穎性要求極高。 在以上工藝中, 前兩種工藝中用到的塑料制件材料皆為改性的聚氨酯樹脂, 其機(jī)械性能非常類似于橡膠、ABS、PP、PE及HDPE等工程塑料, 可以做成各種顏色或透明色, 制件精度高, ～%。打出的制件與金屬模無異。高溫樹脂型腔模具工藝(Injection Moulding) 使用高溫樹脂利用原型來翻制樹脂型腔模, 再將樹脂型腔模鑲嵌在標(biāo)準(zhǔn)的金屬模架內(nèi), 再安裝在普通注塑機(jī)上, 使用常規(guī)工程塑料(如ABS, PP)注射成形。將模具夾緊達(dá)到規(guī)定的合模力, 再把改性的聚氨酯樹脂通過專用設(shè)備注入模具內(nèi), 在室溫下快速固化, 十幾分鐘后即可取出形狀與原型一致的制件。由于制件是在真空環(huán)境下澆注成形, 故制件不帶有氣泡, 精度較高, 不過由于真空注型設(shè)備的尺寸限制, 一般只適合中小制件的制作。 有了原型, 接下來的后續(xù)工序即是快速模具和快速制件, Vantico公司擁有三種獲取快速制模和快速制件的制作工藝, 即真空注型工藝, 低壓灌注工藝和高溫樹脂型腔模具工藝。當(dāng)然, 原型基材不同, 成型工藝亦不盡相同, 但其原理是一致的。 快速原型制造技術(shù)(Rapid Prototyping以下簡(jiǎn)稱RP)是80年代末發(fā)展起來的一項(xiàng)高新技術(shù), 它是集CAD/CAM技術(shù)、激光技術(shù)、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)控制技術(shù)(CNC)、精密伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)和高分子材料合成技術(shù)于一體。 用傳統(tǒng)方法制作樣件時(shí), 需采用多種機(jī)械加工機(jī)床, 以及相應(yīng)的工卡量具，既費(fèi)時(shí)，成本又高， 根本不適應(yīng)日新月異的變化。變形金剛注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第一章 概 述  快速模具( Rapid Tooling以下簡(jiǎn)稱RT)制造技術(shù)是一種快捷、 方便、實(shí)用的模具制造技術(shù), 是傳統(tǒng)金屬模具所不能涵蓋的，亦無法取代的制模手段，它既是模具制造的一個(gè)重要分支, 又是對(duì)傳統(tǒng)金屬模具的有力補(bǔ)充。 隨著社會(huì)需要和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)愈來愈激烈，更新的周期越來越短，因而要求設(shè)計(jì)者不但能根據(jù)市場(chǎng)的要求很快地設(shè)計(jì)出新產(chǎn)品，而且能在盡可能短的時(shí)間內(nèi)制造出產(chǎn)品，進(jìn)行必要的性能測(cè)試，征求用戶的意見并進(jìn)行修改，最后形成能投放市場(chǎng)的定型產(chǎn)品。正是基于這樣一個(gè)背景，快速原型，快速模具，快速樣件的快速制作工藝相繼涌現(xiàn)。 RP技術(shù)的原理就是: 將計(jì)算機(jī)內(nèi)的三維實(shí)體模型進(jìn)行分層切片得到各層截面的輪廓, 計(jì)算機(jī)據(jù)此信息控制激光器有選擇地固化一層層的液態(tài)光敏樹脂, 形成一系列具有微小厚度的片狀實(shí)體, 再逐層聚合堆積, 形成一個(gè)與所設(shè)計(jì)同樣的三維實(shí)體模型, 這就是第一個(gè)實(shí)物原型。 自3D SYSTEM 公司1988年推出的第一臺(tái)SLA成型機(jī)后,Vantico公司適時(shí)推出的一系列光固化樹脂, 在全球所有的3D公司生產(chǎn)的SLA成型機(jī)上大量使用, 表現(xiàn)出精度高、韌性好、耐候性強(qiáng)、 適用范圍廣的特點(diǎn), 目前已在眾多的SLA成型機(jī)上得以廣泛的使用。真空注型工藝(Vacuum Casting) 即用原型來翻制硅膠軟?；蚓郯滨ボ浤? 將硅膠或聚氨酯樹脂澆入置有原型的容器內(nèi), 待軟模完全固化后, 沿分型面裁切軟模, 取出原型, 再將軟模合模后置于帶有真空裝置的真空注型機(jī)內(nèi), 澆注改性的聚氨酯樹脂, 十幾分鐘后, 待樹脂固化完畢(必要時(shí)須進(jìn)行后固化處理), 就可以脫模并獲得形狀與原型一致的塑料制件。低壓灌注工藝(Parts In Minutes ) 又叫聚氨酯低壓灌注工藝, 同樣是利用原型翻制樹脂簡(jiǎn)易模具(包括軟模、硬模及抽芯活塊)并需考慮澆冒口的位置和流道。這種工藝制作的制件可以大到汽車保險(xiǎn)杠大小的制品, 一般適合中大型制件的制作。 該工藝制模周期大大縮短, 制模成本明顯降低。目前這一工藝只適用于中小件, 型腔壽命在幾千件范圍之內(nèi)。RP技術(shù)與RT技術(shù)的結(jié)合可快速實(shí)現(xiàn)原型, 模具, 樣件的單件或小批量生產(chǎn), 這一生產(chǎn)模式對(duì)新產(chǎn)品研發(fā)尤為重要。傳統(tǒng)的做法是將產(chǎn)品效果圖顯示于電腦終端, 但經(jīng)常發(fā)生畫出來好看做出來不好看的現(xiàn)象。 檢查設(shè)計(jì)質(zhì)量: 以模具制造為例, 傳統(tǒng)的方法是根據(jù)幾何造型在數(shù)控機(jī)床上開模, 這對(duì)于一個(gè)價(jià)值數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)元的復(fù)雜模具來說風(fēng)險(xiǎn)太大, 設(shè)計(jì)上任何不慎反映到模具上都是不可挽回的損失。 功能檢測(cè): 設(shè)計(jì)人員可以通過樣件快速進(jìn)行功能測(cè)試以判斷是否最好地滿足設(shè)計(jì)要求, 從而優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)。用樣件進(jìn)行裝配模擬, 可以觀察工件之間如何配合, 如何相互影響。 以上主要介紹了塑料件的快速制模技術(shù), 實(shí)際上威獅模具樹脂系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛, 例如塑料件的焊接夾具、陶瓷模具、文物復(fù)制及假肢制作等, 只要是掌握了材料的性能, 操作工藝是靈活的, 就可以在模具制造領(lǐng)域盡情地發(fā)揮。 80年代以來，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為 245億，至2002年我國(guó)模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右。 我國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高?！?，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)50～100萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了CMOLD氣輔軟件，取得較好的效果。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具?！　≡谥圃旒夹g(shù)方面：CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺(tái)階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國(guó)CV公司的CADS英國(guó)Deltacam公司的DOCT日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)ACTech公司的CMold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。　近年來，我國(guó)自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模 ，這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國(guó)產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。項(xiàng)目國(guó)外國(guó)內(nèi)注塑模型腔精度～～型腔表面粗糙度～非淬火鋼模具壽命10～60萬(wàn)次10～30萬(wàn)次淬火鋼模具壽命160～300萬(wàn)次50～100萬(wàn)次熱流道模具使用率80% 以上總體不足10%標(biāo)準(zhǔn)化程度70～80%小于30%中型塑料模生產(chǎn)周期一個(gè)月左右2～4個(gè)月在模具行業(yè)中的占有量30～40%25～30%表11　國(guó)內(nèi)外塑料模具技術(shù)比較表有關(guān)方面預(yù)測(cè)，模具市場(chǎng)的總體趨勢(shì)是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國(guó)產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場(chǎng)上的份額也將逐步增大。 、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。 。 、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究開發(fā)高壓注射成型工藝與模具也非常重要。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國(guó)外差距甚大，在一定程度上制約著我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。　 。采用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x或三坐標(biāo)掃描儀實(shí)現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。該塑件名為大油壺蓋，機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，關(guān)鍵在于自動(dòng)卸螺紋，采用的材料：HDPE（高壓聚乙烯）， ；。 。：220～280℃⑶．料筒恒溫：20～60℃⑸．注射壓力：收縮程度較高，需要長(zhǎng)時(shí)間對(duì)制品進(jìn)行保壓，尺寸精度是關(guān)鍵因素，約為注射壓力的30％～60％⑺．背壓：5～20MPa（50～200bar）；背壓太低的地方易造成制品重量和色散不均⑻．注射速度：高螺桿轉(zhuǎn)速（）是允許的，只要滿足冷卻時(shí)間結(jié)束前就完成塑化過程就可以；螺桿的扭矩要求為低⑽．計(jì)量行程 2～8mm，取決于計(jì)量行程和螺桿直徑⑾．回收率：～％；容易扭曲；收縮程度高；24h后不會(huì)再收縮（成型后收縮） 典型應(yīng)用范圍 電冰箱容器、存儲(chǔ)容器、家用廚具、密封蓋等。⑴．HDPE是半結(jié)晶材料，成型收縮率較大，在1．5％～％之間?？梢酝ㄟ^采用很低流動(dòng)特性的品種以減小成型塑件的內(nèi)部應(yīng)力，從而減輕開裂現(xiàn)象。⑴．干燥：如果貯存恰當(dāng)則無須干燥。6mm以下壁厚的塑件應(yīng)使用較高的模具溫度，6mm以上壁厚的塑件使用較低的模具溫度。為了取得合理的成型周期，冷卻回路直徑應(yīng)不小于8mm，并且距模具表面的距離應(yīng)在1．3J之內(nèi)(這里“J，’是冷卻回路的直徑)。⑷．注射速度：建議使用高速注射。這種樹脂特別適十采用熱流道。45鋼屬于低碳碳素鋼，強(qiáng)度低，韌度、塑性和焊接性均好，主要用于型腔簡(jiǎn)單，生產(chǎn)批量較小的塑料模，采用反印法制造模具，然后經(jīng)滲碳淬火、回火處理，可或的外表高硬度又耐磨，心部韌性好的模具，其加工性能較好，脫碳敏銳性較小。，冷卻水用量，生產(chǎn)效率模具的熱量損耗，冷卻水用量，生產(chǎn)效率見第四章第5節(jié)。在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，降低模具設(shè)計(jì)工作量，節(jié)約原材料，降低成本，在保證質(zhì)量的前提下盡量簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常