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1、数控技术文献综述（论文）题目塑料模具的设计与制造技术院系:专业:班级:学号:姓名:指导老师:摘要：现代生产、生活中越来越多的产品特别是各种塑料制品及大型 覆盖件等产品形状结构比较复杂，单使用图纸已很难正确和详尽地表 达产品的形状和结构，这就要求模具设计制造者必须使用计算机辅助 设计文件描述的手段，同时要求模具制造者必须充分掌握产品的各种 资料，包括产品的形状、尺寸、原料的特性、精度要求、特殊表面效 果等。有些产品还需客户提供实物或模型。当前，我国工业生产的特 点是产品品种多，更新换代快，市场竞争激烈。在这种情况下，用户 对模具制造的要求是制件质量好，交货期越短越好，模具精度越高越 好，模具价格
2、越低越好，由此，现代塑料模具的制造应与当前经济发 展的形势及以上要求相适应。关键词:塑料压圈单分型面一模一腔注射模具轮辐式浇口尼龙1010、聚奎二栈奎二胺及纤维目录前言：4一、模具的重要意义5二、现代塑料模具的设计61、塑料模具设计的内容61、1制件工艺分析与设计61、2模具总体方案设计71、3总体结构设计71、4施工图设计72、CAD/CAE技术的应用8三、现代塑料模具的制造91、 CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟、制造一体化92、先进设备的作用93、手工加工的作用104、检测手段10四、反向工程的应用10五、快速成型制造的应用11六、发展方向和前景12七、模具在我国的发展历程12
3、八、结束语13参考文献：14前言塑料工业是随着石油工业的发展应运而生的新兴工业，同时又是一个飞速 发展的工业领域。从20世纪30年代前后开始研制至今，塑料作为一种新的工程 材料不断被开发应用，到目前塑料工业已经实现了产品系列化、生产工艺自动化， 不断开拓出功能塑料新领域。塑料在国发经济中许多领域不同程度地替代了金 属、木材及其他材料，成为当前社会使用的一大类材料。只有迅速地发展塑料加 工业，才可能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的塑件产品，在国民经 济中各领域充分地发挥作用。模具是塑料成型加工的一种重要工艺装备，模具工 业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”模具是一种高附加值产品和技
4、 术密集型产品，其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。塑料模具设计与制造是一门综合性、实践性很强的学科，也是近年来飞速 发展的学科之一，随着高分子材料合成技术的提高注塑成型设备的革新成型工艺 的成熟而改进，随着计算机技术，快速造型技术，数值模拟技术、数字化应用技 术等在注塑成型加工领域的渗透而发展。从而使注塑成型作为一种重要的成型加 工方法，在机械化工、军事国防，家用电器等都有广泛应用，且生产的制件具有 精度高，复杂度高，一致性高，生产率高和消耗低的特点，有很大的市场需求和 广泛的发展前景。本说明是依据塑料模具设计与制造、中国模具大典以及其它相关的 参考书籍而
5、编写的，本模具是一幅注塑模具。本说明介绍了设计的任务要求， 模具加工的一系列步骤，在叙述中文字与图形相互补充说明，能够更详尽地展 出了本 人的编写内容。由于编者水平有限，在设计过程中不妥和错误之处在所难免，恳请老师的 批评与指正，以便得心修正。在此表示衷心的感谢！一、模具的重要意义模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，是工业发展的基石，被人 称为“工业之母”和“磁力工业”。在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、 家电和轻工行业中，60%80%的零件都要依据模具成型，并且随着近年来这些 行业的迅速发展，产品生产中对模具的要求越来越高，模具结构也越来越复杂。 模具生产技术的高低，已经成为衡量
6、一个国家的产品制造水平的重要标志。模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现产品批量生产和新产品 研 发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低消耗、高一 致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高 水平的模 具就不会有高水平的工业产品。模具业是否强盛也反映出一个国家工 业的强弱。塑料制品和注射成形在模具业的重要地位。近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、 长 寿命、精密模具在模具产量中所占比例越来越大。注射成形是成形热塑件的 主要方法，因此应用范围很广。注塑成型模具就是将塑料先加在注塑机的加热 料筒内，塑料受热熔化后，在注塑
7、机的螺杆或活塞的推动下，经过喷嘴和模具 的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型，而后从模具中脱出，成为 塑料制品。塑料制品具有原料来源丰富，价格低廉，性能优良等特点。它在电脑、 手机、汽车、电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具 有不可替代的作用，应用极其广泛。塑料注射成形工艺的最大特点是复制，能够复制出所需任意数量的可直接使 用或稍作处理即可使用的制品，是一种适宜大批量生产的工艺。虽然在设备上投 入较大，但是可以生产制品的数量非常大，实属一种经济快捷的生产方式，因此 得到广泛的应用和快速的发展。工业经济的飞速发展也推动了模具工业的发展，特别是汽车轻量化、环保化 发展的
8、需求，要求越来越多的塑料类产品应用到汽车上。现在汽车行业的激烈竞 争，已大大加快了各种新车型的推出，而更换最频繁的就是汽车内饰件、外饰件。 汽车上的内饰件、外饰件则主要是靠塑料类模具来生产的。其实新产品的竞争就 是时间的竞争，而时间的竞争主要集中在模具的设计与制造上。二、现代塑料模具的设计将客户提供的图纸或计算机文件资料输入电脑，使用计算机辅助设计与加工 系统（CA D/C A E ）进行设计并作模拟试验，得出所需要的计算机文件，在此 设计过程中，系统可进行图形编辑处理，尤其是对含有三维自由曲面的图纸可做 进一步修正和编辑。如曲面的结合、融合、截面圆角及光滑处理等。设计完成的 模具零部件可使用
9、电脑系统的实体成型功能将其显示出来，以便观察设计的正确 性及可能需要进行优化处理，之后还可以借助系统功能进行强度、模温、塑料流 动状态等模拟测试。如果发现设计有误可重新修改设计。1、塑料模具设计的内容模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸与尺寸精度，表面质量要求以及其 成型工艺条件的变化而变化的，所以每副模具都必须进行创造性的设计，模具设 计的内容为：产品零件（常称为制件）成型工艺优化设计与力学计算，尺寸与尺 寸精度确定与设计等，因此模具设计常分为制件工艺分析与设计、模具总体方案 设计、总体结构设计、施工图设计4个阶段。1、1制件工艺分析与设计塑件的形状如图1。1 &汁，国 乩： y C7 H
10、S. J 孑乐罠J厚； 丄一芒旧玄上取诃壬.5门咖好即I R -二菽涓左吕匸, 才一童右裁卜1半;丹虔该制件为载重汽车“黄河王子”仪表台主体部分，体积约为800 mmX600mmX300 mm，重量为3 010 g，材料为ABS （丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚体）。其特点是具有良好的综合性能、高的冲击韧性、高硬度、良好的机械强度、良好 的尺寸稳定性及良好的性价比，但吸湿性强，含水量应小于0. 3%，收缩率为0.5%，因此对模具内表面粗糙度要求较高，而且材料要求长时间的预热、干燥。该 塑件形状十分复杂且要求整体边角呈弧形圆滑过渡、要求有良好的装配性能，在 塑件上设有与其一体的暖风机出风口座、点烟器
11、座、烟灰缸座及其他各种控制按 钮安装孔等等，所以对该件表面的质量、尺寸精度要求较高。1、2模具总体方案设计根据该件的结构特点、尺寸、形状和具体要求，模具必须在6 000 g以上注 塑机上使用，模具外形尺寸约为1 500 mmXl 200 mmXl 200 mm,模具设计成三 板式，增加了一个可移动的中间板、热流道、双顶出板、二级脱模机构、油缸辅 助抽芯等。要求模具分型面轮廓保持清晰，要有良好的冷却系统，冷却水路应排 布均匀；模具滑块应滑动平稳，无卡滞现象且开模后应定位准确可靠；模具其他 标准件应符合国家相关标准。1、3总体结构设计模具结构图见图2。:一上,15呈章：JH s目在SB備鱷| 7M
12、itt r AWif 框战肌Id崔我SMS： 11 耳曲 1213(filti L*一彌：ft; 11ISIH -Ji, I1詔呷百；2L- illt：案E载重汽字仪袤扳桂貝设讨闫1、4施工图设计主要指具体零部件的设计，本文从略。2、CAD/CAE技术的应用CAD/CAE计算机辅助设计和辅助工程包括概念设计、优化设计、有限元分析、 计算机仿真、计算机辅助绘图、计算机辅助设计过程管理等。应用C AD技术可 以设计出产品的大体结构，再通过C A E技术进行结构分析、可行性评估和优 化设计。采用模具C A D/C A E集成技术后，制件一般不需要再进行原型试 验，采用几何造型技术，制件的形状能精确、
13、逼真地显示在计算机屏幕上，有限 元分析程序可以对其力学性能进行检测。借助于计算机，自动绘图代替了人工绘 图，自动检索代替了手册查阅，快速分析代替了手工计算，模具设计师能从繁琐 的绘图和计算中解放出来，集中精力从事诸如方案构思和结构优化等创造性的工 作，在模具投产之前，C A E软件可以预测模具结构有关参数的正确性。例如， 可以采用流动模拟软件来考察熔体在模腔内的流动过程，以此来改进浇注系统的 设计，提高试模的一次成功率。可以用保压和冷却分析软件来考察熔体的凝固和 模温的变化，以此来改进冷却系统，调整成型工艺参数，提高制件质量和生产效 率，还可以采用应力分析软件来预测塑件出模后的变形和翘曲。模腔
14、的几何数据 能相互地转换为曲面的机床刀具加工轨迹，这样可省去木模或树酯模制作工序， 提高型腔和型芯表面的加工精度和效率。当今的概念设计已不仅仅是停留在对外 观和结构的设计上，它已经扩展到对模具结构分析的领域。对于运用C AD技术 已经设计出的塑料模具可运用先进的C A E软件（尤其是有限元软件）对其进 行强度、刚度、抗冲击实验模拟、跌落实验模拟、散热能力、疲劳和蠕变等分析。通过这些分析，可以检验前面的概念性结构设计是否合理，分析出结构不合 理的原因和部位，然后在C AD软件中进行相应的修改。接着再在C A E中进行 各种性能的检测，最终确定满足要求的模具结构。当今C AD技术的发展使得概 念设
15、计思想体现在相应的模块中。概念设计不再只是设计师的思维，系统模块也 融合了一般的概念设计理念和方法。目前，世界上大型的CAD/ CAE软件系统如： P r o / En g i n e e r 、ED SUnigr aphi cs、 Sol idworks、 Al i as、 Sof tmage、EUCLID、Autodesk等，都提供了有关产品早期设计的系统模块，称之为 工业设计模块或概念设计模块,例如：Pro/Engineer包含一个工业设计模块P r oDe s ig n，用于支持自上而下的投影设计，以及在复杂产品设计中所包 含的许多复杂任务的自动设计。此模块工具包括概念设计的二维非参数化的装配 布局编辑器。这些系统模块的应用大大减少了设计师的工作量，节约了工作时间， 提高了工作效率，使设计师把更多的精力用在新产品的开发及创新上。三、现代塑料模具的制造现代经济的飞速发展，推动了我国模具工业的前进。CAD/ CAE/ CAM技术的 日臻完善和在模具制造上的应用，使其在现代塑料模具的制造中发挥越来越重要 的作用，C A D / C A E /C A M技术已成为现代塑料模具的制造必然趋势。1、CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟、制造一体化CAD/ CAE/ CAM 一体化集成技术是现代塑料模具制造中最先进最合
