灯座注塑模具设计与制造-文献综述.doc

1、摘要在现代工业生产中，模具是生产各种产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型，采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节省能源和原材料等一系列优点，在铸造、锻造、冲压、塑料等行业中得到了广泛的应用，成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，了解注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品的质量有很大意义。关键词：塑料模具，注塑模，气体注射成型，模具制造技术，发展前景前言随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总

2、量发展速度，注射成型是当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。而传统模具设计制造技术，根本不能满足市场对模具的专业模具厂家数量及其生产能力增加较快。“三资”企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。我国模具生产最为集中的地区在珠三角和长三角地区，约占全国模具总产值的三分之二以上，模具发展有力地支持着这两个地区工业的快速发展。虽然我国模具总量已位居世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。但是我国的塑料模已从过去的单纯仿制、加工粗糙，发展到现在已大量运用先进技术和理论知识

3、， 并且积累了丰富的制模经验。涌现出大批具有相当水平的模具企业，是我国模具水准的整体提升。模具水准的提高不仅需要先进的制造技术和成熟的经验，更要依赖优秀的质量管理体系，具备所有这些条件才能使我国的塑料模具一步一步走向世界，走向成功。总体说来，我们的塑料模具制造水平与世界先进水平的差距还是很大的1。由于多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展，所以气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，现在，热流道模具已逐渐开始推广，有的厂采用率达20 %以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，以及具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平

4、的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10 % ，与国外的50 %80 %相比，差距较大2。1注射模简介塑料注射成型所用的模具称为注射成型模，简称注射模。它是实现注射成型工艺的重要设备。由于，本次毕业设计是采用注射模设计来完成灯座的模具设计，所以在文献综述中介绍一下注射模。注射模的成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进注射机的加热的料筒中，经过加热融化成为流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件，这样就完成了一个

5、模具的基本生产过程。注射模根据结构和使用的目的可以分成很多种类，一般情况下分为普通注射模和特种注射模。普通注射模又可以分为：单分型面结构注射模和双分型面注射模。特种注射模分为：滑动型芯注射模、闭合式注射模、螺纹注射模等3。2注塑模具制造的特点4由于模具的生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造业水平高低的重要标志，由于塑料模具工业快速发展及各方面差距的存在，预计我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。所以我们必须对塑料模具以下特点有所了解。（1）型腔及型芯呈立体型面。（2）精度和表面质量要求高，使用寿命要求长。（3）工艺流程长，制造时间紧。（4）异地设计、异地制造。（5）专业

6、分工，动态组合。3模具制造技术的发展方向由于市场对现代模具制造业提出了一些新的要求，当前模具制造的发展方向主要表现为以下四个方面5：3.1机加工方法的发展 采用光机电相结合的数控电火花成形、数控电火花线切割以及各种特殊加工相结合，例如电铸成形、粉末冶金成形、精密铸造成形、激光加工等。从而可以加工出复杂的型腔和型芯，以及保证较高的加工精度要求。目前慢走丝线切割和电火花放电加工精度要求。目前慢走丝线切割和电火花放电加工精度可达到1.5m，加工表面粗糙度可达到Ra0.004m，基本上达到了精面要求6。3.2先进的技术支持条件 模具的服务对象主要是电器、汽车厂家，产品的更新换代快，而且模具的设计已经从

7、二维发展为三维，实现了可视化设计，不但可以立体、直观地再现尚未加工出的模具体，真正实现了CAD/CAM一体化，而且三维设计解决了二维设计难于解决的一些问题，诸如：干涉检查、模拟装配等。3.3 基于快速原型技术的注塑模具快速制造 直接从CAD模型生产工模具被认为是一种可以减少新产品成本和开发周期的重要的方法，近些年来，这种将CAD技术、快速成型（RP）和快速工模具制造（RT）等高新技术相结合，已经对传统的注塑模具的制造产生了重大的冲击7。CAD技术的应用在很大程度上代替了实物的评估和试验，减少了新产品研制过程中的迭代次数，从而加快了新产品的开发速度。3.4高速切削技术在模具快速制造中的应用 高速

8、切削技术制造模具，具有切削效率高，可明显缩短机动加工时间，加工精度高，表面质量好，因此可大大缩短机械后加工、人工后加工和取样检验辅助工时等许多优点。在某注塑模的高速铣削中，材料硬度为5658HRC，原来采用电火花加工，每个零件需时90min，采用直径为12mm球头铣刀，主轴转速1500r/ min、工作台进给1500r/ min进行高速加工，加工每个零件只需5min，工效提高了18倍8。4新兴特殊注射成型技术对模具制造的发展要求注射成型技术作为塑料加工成型方法中最重要的方法之一，已经得到相当广泛的应用。随着塑料制品应用的日益广泛，不同的领域对塑料制品的开头精度、功能成本等方面提出了很多更高的要

9、求，因此在传统注塑成型技术的基础上，又发展了许多特殊的新兴注塑成型技术，如低压注射成型、熔芯射击成型、装配注射成型、磁场定向注射成型、单色多模注射成型、气体辅助注射成型、薄壳注射成型技术等。因些必须改变注塑模具的设计和制造体系，才能够满足成型要求9。随着微机电系统的产业生命线的进展，微细型注塑模具设计与制造技术的研究近年来得到了人们的重视，微型注塑成型通常用于医疗、电信、计算机、电气等领域，医疗和电子器械越来越小型化，因此对人们希望制件可以做得越来越小。微型注塑成型有许多优点，如工模具的成本可以更低，而且原料的成本也大大的降低，研究适合微型注塑模具和微型注塑机的成型理论和制造方法，寻找和研制适

10、合微型塑料制件生产的塑料原料，以及开发相应的检测仪器设备，已经成为目前国内外的研究热点10。5我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 尽管我国模具有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要吗，与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。基于此种现状，我国塑料模具工业和技术的主要方向如下：（1）提高大型、精密、复杂、高效、长寿命模具的设计制造水平及比例 。（2）在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计

11、与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用11。 （3）多种材质、多种颜色、多层多腔、多种成型方法一体化的模具将得到发展。（4）推广应用暖流道技术。气辅注射成型技术和高压注射成型技术。气助注射成型可在保证产品质量的前提下。大幅度降低成本。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制体辅，而且其常用于较复杂的大型制品。模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要12。 （5）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 （6）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。（7）各种模具型腔表面技术，如修补、涂

12、覆、研磨、和抛光等工艺会得到进一步发展。 6目前存在的问题 由于我国模具行业起步比较晚，与国外相比，有一定的差距，主要表现在：6.1模具设计人员缺乏 模具人才的培养需要较大规模的硬件设备和高水平的师资力量。更重要的是，学模具设计需要的时间很长，一般要2到3年的实践才可以成为一名合格的模具技术人员。6.2制造水平低 国内模具制造水平档次低于国外模具制造厂家，制造工艺条件参差不齐，不少厂家因为设备不配套，很多工序依靠手工完成，严重影响了精度和质量。国家模具大多采用2Cr13和3Cr13作精密热处理，而国外则采用专用模具材料DINI2316，其综合机械性能，耐磨耐腐蚀性能及抛光亮度均明显优于国产材料

13、。这从根本上影响了国产模具的外观质量和使用寿命。6.3发展不平衡，产品总体水平较低 虽然个别企业的产品己达到相当高的水平，个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。 6.4大多数企业开发能力弱 一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少，更重要的是观念落后，对开发不够重视。 6.5管理落后 技术落后往往容易看到，管理落后有时却难以意识到。国内外模具企业管理上的差距十分明显，管理的差距所带来的问题往往比技术上的

14、差距更为严重。6.6市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上 供需矛盾一时还难以解决，供不应求的局面还将持续一段时间，特别是在中高档产品方面矛盾更为突出。 7总结部分面对对于我国模具行业的现状，我认为大力发展和推广信息化、数字化技术是极其重要的，同时应在政策上引导具有较强能力的企业单位研发新的设计方法，在模具制造方面向复杂，高精度，长寿命模具上面有更大的突破。努力提高企业管理水平，实施标准化、专业化推动了我国塑料模具加工工业的发展，促进模具标准件上品种、上水平、上规模。逐步建立起适应我国国情的模具科研设计、人才培训和生产体系，不但要使我国进一步成为模具生产大国，与此同时我们还要继续为我国塑料模具生

15、产企业提高技术水平、增强竞争实力、加快融入国际大市场的步伐提供必要的技术保障。本人通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，在模具制造方面，根据不同情况选用模具加工新工艺，基本上达到能够独立设计一般模具的要求。参考文献1葛正浩编著UG NX 5.0塑料模具设计M北京：化学工业出版社，20082屈华昌主编塑料成型工艺与模设计M北京：高等教育出版社，2010.3冯炳尧等模具设计与制造简明手册M上海科技出版社，19854Roller D.Dimension-driven Geometry In CAD J.Theory and Practice of Geometric Modeling, 1989,5095235Yoshida K.Classification of and Systemation of Shddt Metal Press Forming ProcessJ.Sci.Pap.IPCR.Vol42,No. 1514,1959,1421596申开智塑料成型模具M中国轻工业出版社，20027俞汉青，陈金德金属塑性成型原理M机械工业出版社，20038王群UG/NX3.0注塑模具实例教程M，北京：机械工业出版社，20069屈华昌塑料成型工艺与