文献综述-注塑模具设计与制造.doc

1、 XX大学毕业设计 文献综述 院（系）名称 专业名称 学生姓名 指导教师20xx年 03月 05日注塑模具设计与制造摘要本文介绍注塑模具的发展趋势，注塑模具的材料，注塑模具的加工工艺，以及通过我们对现代的模具设计与制造技术借助新一代模具设计软件CAD/CAM/CAE，PRO/E的智能化，集成化，自动化使得模具的设计与制造变得更加方便与简单,且能够大大降低其生产成本,提高生产效率与产品质量的认识。使我们对注塑模具的一些知识有一个大致的了解，同时也为设计做好了准备。关键词：注塑模具，材料，加工工艺，智能化，集成化，自动化AbstractThis article describes the deve

2、lopment trend of the injection mold, the material of the injection mold, injection mold process, as well as through our modern mold design and manufacturing technology with the new generation of die design software, CAD / CAM / CAE, PRO / E, intelligent, integrated, automated mold design and manufac

3、turing has become more convenient and simple, and can greatly reduce their production costs, improve production efficiency and product quality awareness. We have a general knowledge of the injection mold, but also for the design ready.Keyword：Injection molds, materials, processing, intelligent, inte

4、grated, automated前言注塑模具又称注射模具，塑料注射成型是在金属压铸成型的基础上发展起来的，由注射机将受热融化后的塑料材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的装备。塑料注射成型是塑料成型生产中自动化程度最高，采用最广泛的一种成型方法。注塑模通常适合于热塑性塑料了成型，热固性塑料的注射成型正在推广和应用中。模具的出现极大的提高了生产的效率，缩短了产品的生产周期，有利于产品对市场的占有，提高了核心竞争力。现代塑料成型生产中，塑料制件与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺这三项因素密切相关。在这三项要素中，塑料成型模具质量最为关键，它的功能是双重的：赋予塑料熔体以期望的形状

5、、性能、质量；冷却并推出成型的制件13。模具是决定最终产品性能、规格、形状及尺寸精度的载体，塑料成型模具是使材料成型生产过程水里进行、保证塑料成型制件质量不可缺少的工艺装备。故此本文通过对注塑模具的设计与制造使我们了解它的设计流程和制造工艺，同时了解了CAD/CAE/CAM技术以及PRO/E等软件在模具设计与制造中的应用，为我们在今后的设计提供了便利。同时也让我们对今后模具向复杂化、精密化、大型化与智能化方面发展有了新的认识。1 注塑模具的发展趋势模具是工业生产中的重要工艺装备，是衡量国家生产力发展水平的重要标志之一，模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。随着改革开放和国民经济的高速

6、发展，推动的模具技术和模具工业的新发展，塑料模具占模具总量的很大的比例，近40%，而且这个比例还在不断的上升。在塑料成型生产中，先进的模具设计、高质量的模具制造、合理的加工工艺和现代的成型设备等是成型优质塑件的重要条件。现代的模具设计与制造已进入信息化时代，在信息社会和经济全球化不断发展的进程中，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展46。伴随着产品技术含量的不断提高，模具生产向着信息化、数字化、自动化方面发展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化方面发展。大量的智能化软件应用于模具的设计与制造中，使得模具数字化，精密化和自动化程度提

7、高。同时也使得模具的设计与制造有了新的方法，比如，对于复杂的自由曲面理念的设计采用快速测量技术和逆向工程技术可以进行快速的和精确的设计。同样也提高了模具的标准化水平和模具标准件的使用率。模具的成型技术与新工艺不断得到创新7。2 注塑模具的材料随着模具地位的提高，模具行业已经是不可或缺的。塑料制品已在工业级日常生活中得到广泛的应用。因此对模具的要求也在不断地提高，首当其冲是对模具的材料的要求也越来越高。因选材不当和用材不当，致使模具过早的失效，大约占失效模具的45以上。在整个模具价格构成中，材料所占的比重并不大，一般在2030，因此，选用合适的优质的钢材和应用合适的表面处理技术来提高模具的寿命就

8、显得十分必要了。塑料钢的性能应根据塑料的种类、制品用途、成型方法和生产批量大小而决定。一般要求塑料模具钢具有良好的综合性能，对其强度和韧性要求不如冷作和热作模具高，但对材料的加工工艺性能要求较高，塑料模具钢所要求的基本性能如下：（1）综合力学性能：成型模具在工作过程中要受到不同的温度、压力、侵蚀和磨损作用。因此要求模具材料应组织均匀，无网状及带状碳化物出现，热处理过程应具有较小的氧化、脱碳及畸变倾向，热处理以后应具有一定的强度。为保证抗磨性能，许多模具还要经调质后，进行渗碳或镀铬等表面强化处理。（2）切削加工性能：对于大型、复杂和精密的注射模具，为了便于切削加工常加入S、Co等切削元素改善预硬

9、的切削加工性能。从而可排除热处理变形、氧化和脱碳的缺陷。（3）镜面加工性：对表面粗糙度要求高的制品，其模具的型腔的粗糙度要求更高一级，模具钢的镜面加工性能与钢的纯度、组织、硬度和镜面加工技术有关。镜面抛光性要求要求高的塑料模具钢采用真空熔炼、真空除气。（4）图案蚀刻性能：某些塑料制品表面要求呈现清晰的图案花纹，这就要求模具钢的纯度要高，组织要严密，硬度要高。（5）耐蚀性能：含氯和氟的树脂以及在ABS树脂中添加抗燃剂时，在成型过程中将释放有腐蚀的气体，因此，这类模具钢要耐腐蚀，或镀铬，或采用镍磷非晶态涂层。另外模具钢还要求良好的预硬性能、较高的冷压性能和补焊性能等。因此模具钢有渗碳性、预硬化性、

10、耐蚀性、时效硬化性和冷挤压成形型。热处理和表面处理是发挥模具钢材的关键环节。因此对于不同种类的模具钢采用相应的热处理方法8,9。3 注塑模具的加工工艺模具的加工方法包括直接成型和堆积涂层，但以去除部分材料的剥蚀方法为主，其中又区分以电加工为主的特种加工，和使用最多的机械切削加工。模具的传统加工，大多采用普通切削速度仿型铣、数控铣或电火花加工进行粗加工和半精加工，然后通过曲线磨削、电火花加工以及人工完成精加工。模具的加工工艺直接影响到模具的精度和塑件的质量，因此合理的安排模具的加工工艺决定了模具的精度以及塑件的质量。由于不同的工件对其加工工艺的要求也不相同，因此工艺的安排根据工件的作用来决定。每

11、种加工工艺的特点和精度不同。现对几种模具加工工艺进行介绍。3.1 电火花加工电火花加工又称放电加工，是利用两极（工具电极和工件电极）之间的脉冲性的火花放电产生的局部、瞬时高温将金属蚀除，使零件的尺寸、形状和表面质量达到预定的要求的加工方法。电火花加工按工具电极和工件的相应运动关系不同，可分为电火花穿孔成形加工、电火花线切割、电火花磨削、电火花展成加工、电火花表面强化和电火花刻字等。其中电火花穿孔成形加工和电火花线切割在模具加工中应用最为广泛10。电火花加工的质量和效率不仅与极性选择有关，还与电规准（电加工的主要加工参数）、工作液、工件，以及电极的材料、放电间隙等因素有关。电火花加工适合于加工难

12、以切削加工的材料。电火花加工的局限在于：（1）只能用于导电材料的加工；（2）加工速度较慢；（3）存在电极损耗。不同的电极材料所达到的精度不同，因此根据精度要求选择不同的电火花及不同的电极材料。例如，通常电火花线切割的精度能达到0.010.02mm（高速走丝）和0.0020.005mm（低速走丝）的要求。3.2 模具的研磨与抛光模具的研磨与抛光时以降低零件的表面粗糙度、提高表面形状精度和表面光泽为主要目的，属于光整加工。塑料模具型腔研磨、抛光后，极大的提高了型腔表面质量及成型性能，满足了塑件成型质量的要求，使塑件易于脱模。浇注系统经研磨、抛光后，可降低注射时塑料的流动阻力。还可以提高模具结合面的

13、精度，防止树脂渗漏，黏结等。研磨可以降低表面粗糙度值，使形状精度高，还可以改善工件表面的力学性能，并且对研具的要求不高。研磨的尺寸精度高，其加工精度可达0.10.01m。抛光时利用柔性抛光工具、微细磨料颗粒或其他抛光介质对工件表面进行的修饰加工，以去除前面工序留下的加工痕迹，如刀痕、磨纹、麻点、毛刺等。抛光不能提高工件的尺寸精度或几何形状精度，而是以得到光滑表面或镜面光泽为目的。抛光可分为普通抛光和精密抛光。根据其精度要求选择相应的抛光的工艺顺序，依此是粗抛、半精抛、精抛。4 利用现代软件进行模具设计与制造模具CAD/CAE/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工

14、程。模具CAD/CAE/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识11,12。4.1 模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试与生产管理的全过程，达到实现最佳利益的目的。模具CAD/CAE/CAM技术与GT、CE、CAE、CAPP、PDM等技术密切相连，组成一个有机的整体建立一个统一的全局模具产品数据模型，在模具开发中、模具设计中，提供全部的信息，使信息共享、交换处理和反馈，它综合了计算机技术，系统集成技术，并行技术和管理技术，

15、最终将发展成为CIMS（计算机集成制造系统）13。4.2 模具软件智能化模具CAD/CAE/CAM技术的智能化是指有模具CAD/CAE/CAM软件系统和人类专家共同组成的人体一体化系统，它能再模具生产过程中进行分析、判断、推理、构思和决策等智能活动，有效地实现了人与模具设计系统的有机融合及人的智能的充分发挥14。近年来，人工智能在模具CAD/CAE/CAM系统中的应用主要集中在知识工程的引入和模具设计专家系统开发上。4.3 模具软件的自动化随着科技的进步，现代的软件在设计上更智能化，自动化。应用于快速成型技术缩短了产品的研发、生产周期，降低了生产成本和风险。同时在产品的设计上利用PRO/E可以

16、对其三维造型进行设计，在设计的过程中可以体现到软件的自动化，例如曲面的生成以及分型面的生成；然后通过软件可以自动生产模具的型腔以及选择相应的模架。4 总结通过对毕业设计前大量文献的阅读，使自己对注塑模具有了更深的理解，也让我知道了模具设计的一些方法和注意事项，特别是在分型面的选择、浇注系统的设计、脱模机构以及冷却系统的设计等方面有了更深刻的认识。且认识到模具材料的选择及模具的加工工艺对塑件的质量和模具的寿命起决定作用，是模具设计中必不可少的一部分。了解到智能化、自动化在模具设计中的应用是以后模具设计的发展趋势，同时对设计软件的应用也有了更深得的体会。更重要的是培养了我正确的设计理念和分析问题、解决问