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1、毕业设计文献综述机械设计制造及其自训化塑料压力盖模具设计与制造一、前言模具工业是国民经济的基础产业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业化水平和 产品的开发能力。近年来，塑料模具工业发展迅速，体现在模具产品|何着大型化、精密化、 复杂化的方向发展，综合技术含量不断提高以及模具制造周期不断缩短但与国外型料模具 的先进水平相比，依然存在一定差距。在我国，塑料模具发展不平衡，总体水平较低、工艺 装备落后，组织协调能力差、大多数企业开发能力弱、供需矛盾短期内难以缓解、体制和人 才问题的解决尚需时IP。与传统的机械设计相比，模具设计又有自己的特点。主要体现在模 具是用于批量生产的基础设备，其加工的产品
2、一般为最终产品，模具型腔必须要有拔模模角 以及圆弧过度，专业化程度高。在整个产业链大批量生产中，设计、制造模具代表着重要的 环节，因为几乎所有零件的生产过程，都使用了模具。因此,质量、成本和订货至交货的时间 模具模具和生产的经济影响了大量的组件，组件和组件，尤其是在汽车工业。因此，模具制造商 被迫制定和实施最新技术和工艺设计部分包括过程建模快速、快速成型、模具，优化刀具路径 生成和高速切削加工、机械切削工具、表面涂装和维修以及误差修正和电火花加工等。模具 设计一般都是借助于CAD/CAM软件。比较常用的有AutoCAD , UG, Pro/E以及Solid works 21世纪模具制造行业追求
3、的目标是提高产品质量及生产效率、缩短设计周期及制造周期，降 低生产成本、最大限度的提高模具制造业的应变能力.满足用户需求。随着各种CAD/CAM软 件的越发成熟，模具产业将会不断的向着集成化、智能化、柔性化和网络化发展 二、研究动态及现状狷料具有密度小、质量轻而强度高、刚度大、绝缘性着色性好、成型方便等优点，成为 20世纪发展最快材料之一。模具材料的研究开发、强韧化处理，特别是新型材料的开发和引 进对模具行业的发展注人了新的活力。目前模具的寿命分为五等，分别为100万次以上、50-100 万次、30-50万次、10-30万次和10万次以下。当模具寿命达到的时候主要的实效形式表现在 表面磨损、变
4、形和断裂。在模具使用过程中由于表层热软化模具使用寿命大大缩短，因为他们 高热负荷下之间的接触的时间长，其材料变形量大而模具使用寿命也依靠磨损。同时，模具型 性变形很大程度上取决于有限元分析、磨损和热软化测试，这是一些的主要限制因素影响模 具准确性和模具使用寿命。目前该项研究中已经提出了利用模具寿命估算热锻磨蚀塑性变形 量及应用预测而模具材料的选择和寿命密切相关，选取材料时必须得使模具满足工作条件 要求（耐磨性、强韧性、疲劳断裂性能、高温性能、耐冷热疲劳性能和耐蚀性），工艺条件 要求（可锻性、退火工艺性、切削加工性、氧化退碳敏感性、淬硬性、淬透性、淬火变形开 裂倾|仰和可磨削性）和经济条件模具材
5、料种类繁多，按工作条件和材料使用范围，可分为 冷作模具用材料，热作模具用材料，塑料模具材料。冷作模具钢主要用于制造冲压、剪切、 辗压、冷锹、冷挤压等模具，热作模具钢用于制造锻压、压铸、热挤压、热锹锻等模具，塑 料模具钢应具有材料组织均匀致密，优良的切削加工性能、良好的热导性、较高的耐腐蚀性 和耐热性等特点。而冷作模具用材料，热作模具用材料和型料模具材料根据热处理工艺和化 学成分不同又可分为各种不同用处的种类，可见在模具材料选择方面非常讲究用于生产型 料模具的型料模具钢必须具有高纯净度，组织均匀致密，无网状及带状碳化物，无孔洞疏松 及白点等缺陷、具有良好的热加工工艺性能，热处理变形小，尺寸稳定性
6、好、淬透性高，热 处理后具有高的强韧性、高的硬度和耐磨性，等向性能好、在硬化状态下具有良好的镜面抛 光性及花纹图案蚀刻性预硬后具有良好的切削加工性以及具有良好的耐氟氯腐蚀性和一定的 耐热性。我们在新模具钢的开发方面并不落后于国外，几乎在每一个领域，都有我们自己开 发的新钢种，但是我们仍不得不从国外大量进口模具钢。主要原因表现在国产模具钢质量差、 质量不稳定、科研生产脱节和索赔制度与国际脱节勺。塑料件大部分都是用型料模具进行成型的，因此，塑料模具的成型尺寸和精度，直接关 系到用模具生产出的型料件的尺寸和精度。目前国内大部分的模具设计教材、手册和著作均 没有论述清楚对塑料模具的成型尺寸计算方法。脱
7、模斜度的存在使得塑料件的外形尺寸和内 形尺寸有差错，则可能会造成塑料件尺寸不合格。同时，由于模具是单件生产的，故设计时 可以考虑对部分设计尺寸在试模时进行修正邱。模具的制作必须有合理的浇口及浇道的设计。因为浇曰是连接分浇道和型腔的桥梁，它 具有两个功能：第一，对型料熔体流入型腔起控制作用：第二，当注塑压力撤销后，浇口固 化，封锁型腔，使型腔中尚未冷却同化的塑料不会倒流。浇I的种类繁多，而阀门式采用 较多，原因在于阀门式的结构精妙，效果显著，能够提高产品的质量。随肴型胶制品日益广泛的应用，对塑胶模具的表面质量要求也越高，往往要求达到镜面 抛光度。表面光洁度越好，浇注系统的表面质量越高，注射的流动
8、阻力越低；易于塑胶制品 的脱模；提高模具接合面精度，防止树脂渗漏；防止出现沾粘和提高成形性能；减少模具由 于聚然高温或疲劳而产生断裂开裂的危险。往往模具的几何形状首先是用肉眼来判断，但是 肉眼判断平整的东西实际上并非平整光洁，所以对于发杂的情况下，需要借助仪器来检测。 模具的光洁度和工具钢的品质，热处理工艺以及抛光技术密切相关，再好的材料，如果没有 良好的抛光技术，也不能够达到满足条件的光洁度七 工程上，常用的抛光技术有机械抛光、 化学抛光、电解抛光、超声波抛光、流体抛光和磁研磨抛光。根据模具需要达到的光洁度不 同选用不同的抛光技术，这对产品的质量以及制造的成本都是密切相关的成。不同硬度的材
9、料以及工件表面的状况都会给抛光工艺带来不同的影响，直接影响到模具的质量。塑料模具的设计直接影响到型件的生产率和成型质量。要想获得优质的塑件，模具必须 有良好的结构工艺性。影响塑件成型的因素很多，可能对操作难易、模具结构、架件质景、 成型周期及模具制作等产生较大的影响。各个因素也可能同时对塑件的某一性能产生影响， 比如充填不足可能是可能是壁厚过小，可能是模具温度的问题，材料本身流动性的问题或可 能浇注系统设计不合理等等*。依靠传统的模具制造出的较为落后的产品己无法满足当代市 场的要求，而Pro / E软件的孕育而生为模具设计增加了动力，它能够设计现代产品夏杂的外 形与结构。由于Pro/E软件使用
10、全新的基于特征的参数化造型方法概念写成的，以致使其 造型效率明显超过其它传统的造型方法，从设计到加工制造已全面铺开，是一套CAD / CAM / CAE软件的代表产品。在模具设计中，充分发挥软件的强大功能，就能使模具设计结构更加合 理，同时节省大量的时间。将Pr。/ E充分运用到模具设计中可提高设计者对模具图的认识 能力和设计能力。同时软件能够实现零件设计、模具设计、计算机仿真等工艺过程，改变了 传统的设计理念，能使设计人员创建、修改、仿真分析模具构件例如使用Pro/E设计生活中常见的婴幼儿奶瓶盖，设计模具的第一步便是对型件的结构 及成型工艺性分析选择材料，由于塑件的体积小故而采用一模四腔的三
11、板式模具结构，紧接 着进行模具的结构设计，采用Pro/E绘制三维图，进行塑件分型面的确定以及浇注系统的设计, 完成浇注系统的设计后进行顶出结构以及凝料推出部分的设计，采用了斜滑块的形式来设计 模具。斜滑块的设计形式同时解决了螺纹成型问题和制件脱出问题。而凝料推出部分的设计 采用球形头拉料杆，在成型过程中，塑料熔体会填充拉料杆的球头下方，然后逐渐冷却凝固。 随着模具开模，拉料杆将流道凝料拉出。另外，为了使浇注系统凝料顺利脱出，还采用利用 分流道末端斜孔拉断点浇口的措施，这也是模具设计的创新之处。这是一套简单的模具设计 流程，并未对模具的成型尺寸进行计算以及模具的抛光处理，但是这个模具设计中利用分
12、流 道末端斜孔拉断点浇口措施是一个创新之处，可以用于借鉴侦。模具行业在今后的发展中，要更加关注其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度 高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧的跟着市场的需求发展。没有产品的 需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步。我国在接下来的研究重点将会投入在 研究高强度、高韧及耐高温塑料制品的成型工艺与模具加工技术，大力发展节能降耗的制造 工艺和模具制造技术，加速规料金属发合材料注射成型技术的研究，超薄型成型、超精密成 型的工艺和高精密模具制造技术的研究，提高模具标准化水平和模具寿命，缩短模具制造周 期以及模具智能化生产的研究。而国外目前许多发达国家的
13、模具制造水平已处于领先地位。参考文献1 孙锡红.我国塑料模具发展现状及发展建议J.电加工与模具,2010(03) :31-33.2 我国塑料模具存在的五大主要问题J.MC资讯，2008 (3)： 12.3 S. C. Choi, D. S. Ko, H. Y. Kim, H. J. Kim, S. M. Hong, S. Y. Ryu and Y. S, Shin, Proc.Spring Conf. KSTP, 370 (2008).4 马斌.模具CAD技术及其发展趋势浅析J.渝州大学学报,2002(19):86-89.5 H. J. Kim, S. C. Choi, K. T. Lee a
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