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任 務(wù) 書
院（系）： 專業(yè)：
班 級： 學(xué)生： 學(xué)號：
1、 畢業(yè)論文課題 塑料旋鈕（白色）注射模具設(shè)計
2、 畢業(yè)論文工作自 20xx 年 3 月 12 日起至 20xx 年 6 月 15 日止
三、畢業(yè)設(shè)計進行地點 學(xué)院
四、畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容
1、已知條件：
塑料旋鈕（白色）實物
（1）材料：ABS，要求外表光滑無瑕疵，建議用潛伏式澆口
（2）生產(chǎn)批量：大批量
2、設(shè)計要求：
（1）按要求寫出開題報告；
（2）結(jié)合設(shè)計課題到工廠進行畢業(yè)實習(xí)；
（3）收集國內(nèi)外有關(guān)情報資料，查閱有關(guān)文獻資料15篇以上，并寫出6000～8000字的文獻綜述；
（4）檢索與閱讀與設(shè)計題目相關(guān)的外文資料，并書面翻譯3000～5000漢字（附外文原文及出處）的外文資料。
（5）在分析、計算、選擇和設(shè)計的基礎(chǔ)上編寫出不少于2萬字的設(shè)計計算說明書（含文獻綜述）；
（6）繪制塑料旋鈕產(chǎn)品2D和3D圖；
（7）設(shè)計出塑料旋鈕注塑模的裝配圖和主要的零件圖；
（8）用Pro/E進行分模，并進行開模動作模擬仿真；
（9）繪制工程圖折合A0號幅面的圖紙不少于3張；
（10）準備和參加畢業(yè)答辯。
3、工作進度：
（1）查閱設(shè)計資料、寫出開題報告（1周）；
（2）結(jié)合設(shè)計課題進行畢業(yè)實習(xí)（調(diào)研），并寫出6000～8000字的文獻綜述；（1周）；
（3）外文翻譯（0.5周）；
（4）繪制塑料旋鈕產(chǎn)品2D、3D圖和模具方案設(shè)計（1周）；
（5）草圖設(shè)計（1周）；
（6）工作圖設(shè)計（含裝配圖和零件圖）（4周）；
（7）模具分模及開模動作仿真（1.5周）；
（9）整理設(shè)計計算說明書（1.5周）；
（10）修改設(shè)計（0.5周）；
（11）準備和參加畢業(yè)答辯（0.5周）。
4、主要參考資料：
[1]上海模具技術(shù)協(xié)會著.塑料技術(shù)標準大全.［M］.杭州：浙江科學(xué)技術(shù)出版社，1990.
[2]王孝培主編.塑料成型工藝及模具簡明手冊.［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2000.
[3]黨根茂主編.模具設(shè)計與制造.［M］.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1997.
[4]陳萬林等主編.實用塑料注射模具設(shè)計與制造.［M］.北京：機械工業(yè)出版
社,2002.
[5]賈潤禮等主編.實用注塑模設(shè)計手冊. ［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2002.
[6]（德）E林納主編.注射成型模具設(shè)計108例. ［M］.北京：輕工業(yè)出版社，2001.
[7]徐佩弦編著.塑料制品與模具設(shè)計. ［M］.北京：中國輕工業(yè)出版社，2001年.
[8]詹友剛編著.Pro/ENGINEER中文野火版2.0基礎(chǔ)教程. ［M］.北京：清華大學(xué)出版社，2005.3.
[9]曹巖主編.Pro/ENGINEER wildfire產(chǎn)品設(shè)計實例精解.［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2005.9
[10]佟河亭主編.Pro/ENGINEER wildfire中文版習(xí)題精解.［M］.北京：人民郵電
出版社，2006.4.
[11]張祥杰.Pro/ ENGINEER wildfire模具設(shè)計［M］.北京：中國鐵道出版社，2002.
[12] 黃曉燕.模具CAD/CAM實用教程Pro/ENGINEER軟件［M］. 北京：清華大學(xué)出版社，2004年.
[13] 二代龍震工作室主編.Pro/MOLDESIGN Wildfire 2.0 模具設(shè)計.北京:電子工業(yè)出版社.2005.2
[14] 何滿才主編. 模具設(shè)計 Pro/ENGINEER Wildfire 中文版實例詳解.北京:人民郵電出版社.2005.1
[15] 關(guān)興舉主編. Pro/ENGINEER 塑料模具設(shè)計.北京:人民郵電出版社.2006.2
[16]余強主編.Pro/E模具設(shè)計基礎(chǔ)教程,北京:清華大學(xué)出版社.2005.9
[17]林清安主編． Pro/ENGINEER Wildfire 2.0模具設(shè)計．北京：電子工業(yè)出版社．2005.4
[18]周峻辰主編. Pro/ENGINEER中文野火版塑料模具設(shè)計專家實例精講［M］. 北京：中國青年出版社，2006.12 P190.
[19]孫中柏主編. Mastercam9.1模具設(shè)計與加工范例［M］. 北京：清華大學(xué)出版社，2006.3.
[20]洪慎章主編. 注塑加工速查手冊. 北京：機械加工出版社.2009.9.
[21]楊占堯. 注射模具典型結(jié)構(gòu)圖例. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社.2005.5.
[22]葉久新，王群. 塑料成型及模具設(shè)計. 北京：機械工業(yè)出版社.2007.11（2010.8重印）.
[23]黃鎮(zhèn)昌. 互換性與測量技術(shù). 廣州：華南理工大學(xué)出版社.2009.8（2010.1重?。?
[24]汪萬清主編. 機械加工工藝基礎(chǔ). 重慶：重慶大學(xué)出版社.1994.
[25]李云程主編. 模具制造工藝學(xué). 北京：機械加工出版社.1992.
[26]孔德音主編. 模具制造學(xué). 北京：機械加工出版社.1996.
[27]劉繼林主編. 機械加工工藝基礎(chǔ). 長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社.1995.
指導(dǎo)教師
接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)開始執(zhí)行日期 年 月 日
學(xué)生簽名
文獻翻譯
注塑產(chǎn)品與功能表面微結(jié)構(gòu)，PVD涂層的注塑模具
在highwage制造公司之間的競爭和低工資的國家，通常會發(fā)生生產(chǎn)型經(jīng)濟和規(guī)劃導(dǎo)向型經(jīng)濟。低工資國家生產(chǎn)注重對經(jīng)濟的規(guī)模，而高工資國家試圖結(jié)合的規(guī)模和范圍。在第二個維規(guī)劃為導(dǎo)向的經(jīng)濟公司在高工資國家優(yōu)化流程復(fù)雜，投資密集的規(guī)劃系統(tǒng)和生產(chǎn)系統(tǒng)，同時在低工資國家的公司實現(xiàn)簡單，強大的價值流程鏈。這兩個二分法產(chǎn)生的polylemma生產(chǎn)。只能解決一個生產(chǎn)polylemma綜合研究方法。一種方法來解決二分法的規(guī)模和范圍之間的混合生產(chǎn)。這既包括混合流程生產(chǎn)結(jié)合不同的物理機制或生產(chǎn)到一臺機器的步驟和相結(jié)合的混合產(chǎn)品例如宏塑料產(chǎn)品與功能表面表面上的微觀結(jié)構(gòu)，在一個步驟中創(chuàng)建利用微結(jié)構(gòu)模具的過程。產(chǎn)生這些在大量的功能性產(chǎn)品，塑料行業(yè)需要層次分明，高度耐用的模具，低附著力聚合物熔體和小型易于脫模結(jié)構(gòu)。建立這樣一個模具一個精確的結(jié)構(gòu)一方和足夠的表面改性方法在另一邊有被發(fā)現(xiàn)的。激光燒蝕是一個結(jié)構(gòu)的挑戰(zhàn)能力的解決方案。今天，精確的激光燒蝕納秒脈沖通常為100 kHz的重復(fù)率。切除介于0.1和1 mm3的min-1的速率實現(xiàn)1-2流明的深度精度。在納秒范圍在典型的激光照射的結(jié)果熱的影響幾微米的融化深度和表面質(zhì)量這是控制和定義熔體重凝和表面張力的融化。調(diào)查使用pslasers顯示一個更高的精度這是由于一個完全不同的激光顯著的互動制度不同的熱影響，以及由此產(chǎn)生的質(zhì)量。一般來說，光子與物質(zhì)的相互作用基于電磁能量吸收自由和束縛電子材料。該電子量，后一個特點晶格材料的時間。溫度的升高然后描述了由兩個溫度和熱行為加熱和轉(zhuǎn)移自己的能模型，該模型考慮到激光材料互動發(fā)生一般與光子和電子與電子氣過熱和能源轉(zhuǎn)移到晶格材料的具體耦合系數(shù)。納秒激光加工能量轉(zhuǎn)移發(fā)生在激光脈沖的持續(xù)時間，而在皮秒激光加工的能量轉(zhuǎn)移發(fā)生經(jīng)過一定的互動時間。對于金屬，這種轉(zhuǎn)移時間一般是在一些皮秒范圍，這這意味著材料被加熱后的激光年底脈沖。因此，有沒有與光子相互作用熔化和蒸發(fā)材料。結(jié)果是一個更準確的消融，因為消融主要是由材料和由熔體驅(qū)逐不汽化。的納米和微結(jié)構(gòu)在附近netshape成型過程需要減少釋放的力量模塑件。為了滿足這些要求的重要注射速度和保壓等工藝參數(shù)要減少，以使脫模無損傷。這個結(jié)果在一個不完整的復(fù)制納米和微結(jié)構(gòu)和減少表面的功能。成功的關(guān)鍵是改變傳統(tǒng)的溫度管理系統(tǒng)塑過程，面向未來的variothermal采用的工藝和模具表面改性現(xiàn)代表面工程。
薄膜的工藝技術(shù)物理氣相沉積（PVD）承諾好塑料加工模具的保護性能。由于在模具的高機械負荷，填補了建議涂層的高耐磨性。為的化學(xué)惰性光學(xué)產(chǎn)品的生產(chǎn)和耐磨模具表面需要，以減少污染所生產(chǎn)的光學(xué)產(chǎn)品。鉻（CR）含涂料提供了一個高潛力防護涂料。首先鉻氮化物薄膜在20世紀80年代的沉積。雖然硬度的titaniumnitride（TIN）不能達到，增加腐蝕在眾多媒體的電阻進行了觀察。此外，此外，在增加了硬度的鋁（Al）的結(jié)果并影響薄膜的微觀結(jié)構(gòu)。高作為磨損保護涂層的潛力也被觀察到。有兩種方式獲得納米或微結(jié)構(gòu)注塑模具和涂層。對于小結(jié)構(gòu)尺寸涂層的結(jié)構(gòu)，直接為大結(jié)構(gòu)的薄膜沉積在結(jié)構(gòu)模具表面。與以前的激光涂層本文結(jié)構(gòu)的模內(nèi)鑲件和隨后的注塑實驗。1。的結(jié)構(gòu)進行了PS-激光。 “激光束集中在表面上，并通過動議振鏡系統(tǒng)。相同的結(jié)構(gòu)涂有兩種不同的（鉻，鋁）基于N PVD涂層。涂料的化學(xué)成分是適應(yīng)達到不同的形態(tài)。一種常見的方式來獲得（鉻，鋁）N系統(tǒng)的不同形態(tài)是鋁含量的變化。因此，涂層低鋁含量[低鋁（鉻，鋁）無涂層高鋁（鉻，鋁）不具有較高的鋁含量[]沉積。這些模具鑲在常規(guī)使用注塑成型過程中的結(jié)構(gòu)與復(fù)制一個標準的聚丙烯（SABIC PP513MNK40）。事后進行模具鑲在variothermal用同一材料的注射成型工藝。在這工藝類型的模具表面附近地區(qū)加熱前注射的外部電感器聚合物熔體，使一個完整的微成型結(jié)構(gòu)?；?0渭米薄薄的一層
實驗細節(jié)2.1注塑模具插入的構(gòu)建與所有激光結(jié)構(gòu)進行了實驗，二極管泵浦Nd：YVO4激光功率放大器（主振蕩器功率放大器;快速，LumeraLaser）與放大在K =355 nm的波長的階段。激光工作重復(fù)率高達M =500千赫和在S =12 ps的脈沖持續(xù)時間。對于微結(jié)構(gòu)實驗被放置在表面上的激光輻射由振鏡系統(tǒng)的樣本焦點長度F =32毫米。燒蝕幾何線。不同的線路幾何消融。要生成線沿表面移動激光束在同一行（小槽寬度）或幾次激光是沿著平行線幾次產(chǎn)生更廣泛的溝槽。所有實驗均在M =500千赫的重復(fù)率。燒蝕槽設(shè)計有一個C1的長寬比，這意味著寬度等于或小于深度。 “消融參數(shù)如表1所示。結(jié)構(gòu)進行了分析，其寬度利用掃描電子顯微鏡（SEM）顯微照片（ZEISS帝斯曼982雙子座）SE（二次發(fā)射電子）模式，此外，分析有關(guān)寬度和高度的結(jié)構(gòu)使用三維激光彩色掃描顯微鏡（VK9710，基恩士）。
2.2涂層沉積所使用的模具插入（X43Cr13，1.2083，AISI 420，冷工作鋼）均與6流明的鉆石拋光懸掛到0.02流明鐳粗糙度。對于沉積脈沖磁控濺射離子鍍（MSIP）的PVD技術(shù)的使用。涂布單元（CC800 / 9 SinOxCemeCon公司公司），配備了一個非對稱雙極雙陰極安排。單位配備了四個矩形陰極（500 9 88平方毫米）。對于沉積高鋁（鉻，鋁）N兩個與二十15毫米鉻鋁目標插入（AlCr20）和兩臺CR與二十15毫米鋁的目標插入（CrAl20）使用。低鋁沉積（鉻，鋁）N帶四個CrAl20目標被用來減少涂層中的鋁量。沉積參數(shù)列于表2。
2.3機械和化學(xué)性能的涂料為了評估的形態(tài)和厚度，涂料裂縫截面的SEM照片還采取了使用SE模式。對于這種顯微鏡硬質(zhì)合金制成的基板（SNUN433，肯納金屬公司W(wǎng)IDIA GmbH＆Co.KG公司），因為它們被用??來脆性斷裂行為。在此SEM能量色散X射線光譜儀（EDS）被用來確定涂料表面的化學(xué)成分。 “硬度和楊氏模量，此外，確定利用納米壓痕方法。一個壓痕XP（MTS納米儀器）申請目的。壓痕深度不超過1/10涂層厚度。測量結(jié)果的評價基于方程根據(jù)奧利弗和法爾[13]。假設(shè)一個恒定的泊松比M = 0.25。
2.4注塑隨后的結(jié)構(gòu)和涂層模具插入裝成一個高精密注塑模具，這是設(shè)計和建造，特別是微結(jié)構(gòu)復(fù)制塑料零件。所有成型實驗采用液壓CX 160-1000注射成型機（克勞斯瑪菲技術(shù)有限公司）40毫米直徑的塑化單元和溫水延長噴嘴。注塑過程中開始與結(jié)束模具，熔融聚合物注入進入上腔。一旦腔填充，保壓適用于補償材料的收縮直到達到密封點。后冷卻時間模具打開和部分退出。它已被證明，模具溫度升高在為了確保精確，注射是必要的，表面結(jié)構(gòu)成型在LM范圍[14]。當熱熔接觸的相對冷的模具表面，快速溫度的降低而導(dǎo)致粘度增加。因此，熔體壓力是不是能夠推動材料精細的表面結(jié)構(gòu)。隨著模具溫度接近聚合物熔體的溫度，過早凝固可以預(yù)防的，導(dǎo)致了結(jié)構(gòu)的精確灌裝。在同一時間，溫度足夠低1脫模不損壞的部分是必需的。為此，variothermal過程控制，可用于高結(jié)合注射過程中的溫度和溫度低足夠的脫模一個合理的周期時間。為了實現(xiàn)一個定義良好和快速的溫度變化個人資料，結(jié)合感性模具加熱系統(tǒng)與傳統(tǒng)的模具冷卻用。這為variothermal過程控制系統(tǒng)由電感加熱裝置和機器人。一個W721機器人（威猛機器人系統(tǒng)有限公司）自動放置而在前面的微腔結(jié)構(gòu)的電感模具是開放的。使用高溫計為基礎(chǔ)的溫度控制，定義腔內(nèi)壁的熱起來（最多達到不破壞脆弱60 K S-1）不受控制的高溫微結(jié)構(gòu)。后模具加熱，電感移出，封閉的模具和注射過程的開始。一個標準的聚丙烯（SABIC？PP513MNK40）用于注塑成型實驗。這種材料具有很高的流動性，這是重要的微結(jié)構(gòu)表面的精確復(fù)制。每個模具無論是在傳統(tǒng)和variothermal插入測試與注射成型工藝參數(shù)的過程中，舉行常數(shù)。最大注射速度為40立方厘米S-1和保壓設(shè)置為900桿。熔融溫度200？C的選擇，模具基地的溫度30？C。在variothermal注塑成型過程中，腔，加熱溫度160攝氏度的注射前感應(yīng)模具加熱系統(tǒng)聚合物。成型后的部分分析使用彩色三維結(jié)構(gòu)的寬度和高度激光掃描顯微鏡（VK9710，基恩士）。
3結(jié)果與討論3.1機械和化學(xué)性能分析涂料沉積后的標本基本在上述規(guī)定的表征方法。表征結(jié)果顯示在表3。涂料的化學(xué)成分是由EDS測量到80％，鉻和20％的鋁低鋁（鉻，鋁）N涂層和57％的鉻和43在％的鋁，高鋁（鉻，鋁）N涂層。如預(yù)計增加鋁的硬度增加內(nèi)容。此外，形態(tài)的變化從一個柱狀，以細粒結(jié)構(gòu)。這可能是較高的硬度和平滑結(jié)構(gòu)（Cr0.57Al0.43）N涂層鉛更好的結(jié)果在注塑成型過程中的復(fù)制。3.2結(jié)構(gòu)和涂層模具鑲分析起初的40流明的結(jié)構(gòu)進行了分析。圖3顯示了表面涂層的SEM照片未涂布模具。顯然，粗糙的墻壁和地面可可見的結(jié)構(gòu)部件。有三種不同的類型在地面上的建筑物，造成表面粗糙。一個在幾百維的線性納米結(jié)構(gòu)納米，一個線性的微觀結(jié)構(gòu)和孔結(jié)構(gòu)。納米結(jié)構(gòu)，可與激光誘導(dǎo)定期表面結(jié)構(gòu)（LIPSS）。線性的微觀結(jié)構(gòu)和孔結(jié)構(gòu)可以與最近所述的定期子和圓錐狀突起（電）。這些發(fā)生在表面上和蔓延越來越多的燒蝕層的表面。
原文：基爾斯滕Bobzin，Nazlim Bagcivan，Gillner阿諾德，克勞迪婭?哈特曼和延Holtkamp等。生產(chǎn)工程，2011年，第5卷，第4號，頁415-422
學(xué)號：
畢業(yè)設(shè)計說明書
塑料旋鈕（白色）注塑模具設(shè)計
The injection mold design of Plastic knob ( white )
學(xué)院 專業(yè) 班級
學(xué)生 指導(dǎo)教師（職稱）
完成時間 20xx 年 3 月 12 日至 20xx 年 6 月 15 日
開題報告
題目
塑料旋鈕注塑模具設(shè)計
Plastics knob injection mould design
院 （系）
專業(yè)
年級
學(xué)號
姓名
指導(dǎo)教師
20xx年 3 月 12 日
畢業(yè)設(shè)計開題報告
題目
塑料旋鈕注塑模具設(shè)計及制造
時間
本課題的目的意義
（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）
該塑料旋鈕的材料為無毒ABS材料，是日常生活中常見的一種塑件產(chǎn)品。從塑料材料的性能分析，根據(jù)塑件的基本形狀和尺寸入手，全理選擇注射的成型方法。，更多地了解Pro/E與AutoCAD在模具設(shè)計中的作用，能夠把所學(xué)的知識系統(tǒng)全面地應(yīng)用在這次設(shè)計上。 通過設(shè)計，訓(xùn)練學(xué)生熟練的運用Pro/E與AutoCAD進行建模和編程加工的能力，熟練應(yīng)用設(shè)計資料（如標準、手冊、圖冊、規(guī)范等）、掌握模具設(shè)設(shè)計的一般方法和步驟，使學(xué)生對所學(xué)的模具設(shè)計專業(yè)知識有了更加清楚地了解，并能夠利用所學(xué)的專業(yè)知識解決實際問題，為今后的實際工作打下良好的基礎(chǔ)。該課題源于生產(chǎn)應(yīng)用，要求學(xué)業(yè)生面向現(xiàn)場，投身實際，從而培養(yǎng)學(xué)生的工程應(yīng)用素質(zhì)和解決問題的能力。
設(shè)計(論文)的基本條件
及設(shè)計(論文)依據(jù)
零件圖：
（1）材料：ABS （2）生產(chǎn)批量：中批量
主要參考資料：
《塑料技術(shù)標準大全》、《塑料成型工藝及模具簡明手冊》、《注射成型模具設(shè)計108例》《模具設(shè)計與制造》、《實用塑料注射模具設(shè)計與制造》、《實用注塑模設(shè)計手冊》、《塑料制品與模具設(shè)計》、《Pro/ENGINEER中文野火版2.0基礎(chǔ)教程.》等。
本課題的主要內(nèi)容、
重點解決的問題
1.繪制產(chǎn)品2D及3D圖；
2.對制品的進行工藝分析；
3.確定模具的結(jié)構(gòu)方案：（1）確定型腔數(shù)量及排列方式；（2）選擇分型面；（3）確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)；（4）選擇推出方式；（5）確定塑件側(cè)凹或螺紋部分的處理方式；（6）確定模具的加熱或冷卻方式；（7）確定成型零件和主要結(jié)構(gòu)形式；
4.進行有關(guān)計算：（1）型腔和型芯工作尺寸的計算；（2）型腔壁厚和墊板厚度的計算；（3）模具冷卻或加熱系統(tǒng)的有關(guān)計算；
5. 采用Pro/E下的模具設(shè)計模塊對產(chǎn)品建立工件進行分型、分割、抽取得到型芯、型腔文件。
6.繪制模具總裝圖和非標準零件工作圖（繪制圖總量折合A0號圖紙不少于3張）；
7.編寫設(shè)計說明書（不少于2.0萬字）
本課題欲達到的目的
或預(yù)期研究的結(jié)果
畢業(yè)設(shè)計要求綜合知識和實踐能力較強，它既是學(xué)生大學(xué)三年所學(xué)的機械制圖、工程材料、公差配合與技術(shù)測量、塑料成型工藝與設(shè)備等技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的綜合應(yīng)用，又需要學(xué)生了解大量的實踐經(jīng)驗。
通過畢業(yè)設(shè)計，應(yīng)使得在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：①塑料制品的設(shè)計及成型工藝的選擇；②一般塑料制品成型模具的設(shè)計能力；③塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進、塑料模具結(jié)構(gòu)改進設(shè)計的能力。
計 劃 進 度
時 間
工 作 內(nèi) 容
備 注
3.22～3.26
3.29～4.2
4.5～4.9
4.12～4.16
4.19～4.23
4.26～5.14
5.17～5.21
5.24～5.28
5.31～6.4
6.7～6.11
查閱、收集國內(nèi)外與課題有關(guān)文獻資料并寫出文獻綜述。
寫出畢業(yè)設(shè)計開題報告，與導(dǎo)師進行設(shè)計思想交流。
檢索與閱讀與設(shè)計題目相關(guān)的外文資料，并準備與本設(shè)計所用的工具書。
畫出設(shè)計零件的2D及3D圖。初步確定設(shè)計方案，畫出草圖和主要設(shè)計參數(shù)及結(jié)構(gòu)的確定。
用Pro/E進行分模
繪制模具總裝配圖和主要零件圖。
NC編程、加工仿真
編寫設(shè)計（論文）說明書
修改與完善、打印、裝訂、裝袋
答辯前準備，答辯
指
導(dǎo)
教
師
意
見
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
專
業(yè)
教
研
室
意
見
教研室主任簽名：
年 月 日
文獻綜述
學(xué)院（系）
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
塑料模具綜述
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，因為成型模具的優(yōu)質(zhì)，高產(chǎn)，省料和低成本等特點，在工業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)越來越重要，并且也被更加廣泛的運用著。據(jù)統(tǒng)計，近年全世界的模具年產(chǎn)值保持在600-660億美元之間，而生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的價值往往是模具價格的數(shù)十倍，甚至上百倍，而在這其中，塑料一起有意的加工性和品種功能的多樣性，已經(jīng)成為較木材，水泥，鋼鐵這些材料中發(fā)展最快的一類，
近年來，塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展，體現(xiàn)在模具產(chǎn)品向著大型、精密、復(fù)雜的方向發(fā)展，綜合技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短。在我國，起步較晚，但是發(fā)展很快，特別是最近幾年，在改革開放之后，在國家產(chǎn)業(yè)政策的支持和引導(dǎo)下，發(fā)展的尤其迅速，但與國外塑料模具的先進水平相比，依然存在一定差距。
我國列入國家標準中的塑料模具鋼僅為3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo。國外常用的塑料模具鋼已形成較完整的系列，如美國塑料模具鋼有7個鋼號，形成完整的P系列：日本日立金屬公司有15個鋼號：日本大同特殊鋼13個鋼號。我國塑料模用鋼的隨意性較大，80％是用碳鋼和40Cr鋼。對于復(fù)雜、精密模具，為避免熱處理變形，一般在退火態(tài)、正火態(tài)或調(diào)質(zhì)態(tài)加工使用，因此壽命僅為國外同類模具的1／10～112。國內(nèi)汽車塑料模具企業(yè)大多愿意選用德國、日本、瑞典三大系列的模具鋼，高光模具材料用NK80、2738、P20；關(guān)鍵模具材料用進口的2738、NAK80、S136等。但是，在國內(nèi)購買歐洲模具鋼材，價格上揚30％～40％，嚴重影響了國內(nèi)模具的競爭力。國際上，汽車模具已進入專業(yè)化、標準化階段，汽車模具基本是由專業(yè)的模具制造商提供，模具商品化率在70％以上，還有許多專門生產(chǎn)模具標準件的企業(yè)，汽車模具標準件多達幾百種。國外模具的標準化率可達85％(如德國、日本)，中小模具的局部結(jié)構(gòu)標準化程度高(如日本的手機模具)。德國的保險杠模具，模架是標準的，熱流道是標準的，和國內(nèi)相比，周期快，成本降低30％。國內(nèi)模具企業(yè)大型模具的標準化程度約為25％～30％。模具的標準化程度已成為制約國內(nèi)模具制造周期的瓶頸之一。也影響了國內(nèi)模具的競爭力。
雖然在發(fā)展初期我國的模具有很大的局限，但是發(fā)展還是很快的，特別是最近幾年的發(fā)展，在質(zhì)量，技術(shù)和制造能力上都有了很大的發(fā)展，而且也在其他的方面獲得了很大的發(fā)展。（1）模具cad/cam/cae等技術(shù)已得到了較廣泛的發(fā)展。（2）模具標準化工作是代表模具工業(yè)和模具技術(shù)發(fā)展的重要標志。而到目前為止，我國制定的各項國家標準和多個標準號已經(jīng)基本能滿國內(nèi)普遍模具生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展需要。（3）模具加工設(shè)備郵過去依靠進口到逐步實現(xiàn)自行設(shè)計制造。（4）我國模具的瓶中、制造精度已經(jīng)達到較高的水平。從過去只能制造簡單模具發(fā)展到可以制造大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。
如上所述，我國模具的質(zhì)量，技術(shù)和制造能力近年來發(fā)展的確很迅速，有些已經(jīng)達到或者接近國際水平，尤其是隨著改革開放政策的不斷深入，“三資”企業(yè)的蓬勃發(fā)展，都對我國塑料模具設(shè)計制造水平的提高起到了非常大的作用。然而，由于我國模具制造基礎(chǔ)薄弱，各地發(fā)展極不平衡，因此總體來看，與國際先進水平相比和與國內(nèi)外市場需求相比，差距還是很大的。主要表現(xiàn)在一下幾個方面。(1)塑料模具的產(chǎn)品水平。在型腔精度表面的粗糙度，生產(chǎn)周期，以及淬火和非淬火鋼模具壽命方面都有很明顯的差距（2）工藝裝備水平.我國塑料模制造企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率和cad/cam應(yīng)用覆蓋面比國外低得多，且設(shè)備不配套、利用率低的現(xiàn)象十分嚴重。國產(chǎn)設(shè)備在精度、加工表面粗糙度、剛性、穩(wěn)定性、可靠性及刀具和附件的配套性和精度保持性等方面與國外相比仍有較大差距。（3）開發(fā)能力及經(jīng)濟效益等方面國外模具企業(yè)技術(shù)人員比例很高，多數(shù)企業(yè)在25%以上，有些在50%以上，有些企業(yè)往往是大多數(shù)職工可在技術(shù)與生產(chǎn)崗位上互換，具有很高素質(zhì)，加之企業(yè)對產(chǎn)品開發(fā)很重視，經(jīng)常與產(chǎn)品廠一起共同開發(fā)產(chǎn)品與模具，因此有很強的開發(fā)能力^我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，多數(shù)企業(yè)在。之間，且大多數(shù)只注重模具開發(fā)，不重視產(chǎn)品開發(fā)，因此綜合開發(fā)能力很低，在市場上常處于被動地位（4）經(jīng)濟效益方面，國外工業(yè)發(fā)達國家每個模具職工平均創(chuàng)造模具產(chǎn)值15萬~ 20萬美元，而我國只有4萬~5萬元人民幣^國外模具企業(yè)大都有一定利潤，而我國模具企業(yè)大都是微利甚至虧損^ 2.4管理及其他方面
國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯^管理上差距所帶來的問題往往比技術(shù)上的差距更為嚴重^利用計算機進行科學(xué)管理在國外企業(yè)中已十分廣泛，而國內(nèi)還很少采用^到目前為止，通過ISO 9000認證的模具企業(yè)全國還不到1%。^另外，諸如企業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)及企業(yè)運營機制等方面，國內(nèi)外差距也較大。（5）產(chǎn)需矛盾
我國塑料模具市場總體上供不應(yīng)求，特別是大型、精密、復(fù)雜、長壽命塑料模產(chǎn)需矛盾十分突出，滿足率只有60呢左右^尤其是為工程塑料配套的模具，目前滿足率只有40呢左右。工程塑料是我國重點支持和優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，預(yù)計每年將有25呢的增長率^為解決這個矛盾，每年只好大量進口 ^ 1999年共進口橡塑模具約4億美元，其中絕大部分是塑料模具。
由于塑料工業(yè)的快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展速度必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。"十，五"期間，預(yù)計每年可望達到12^以上的市場增長率。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時。^小而專"、^小而精"仍I日是一個必然的發(fā)展趨勢。從技術(shù)上來說，為了滿足用戶對模具制造的"交貨期短"、^精度高'^'質(zhì)量好"、^價格低"的要求，以下的發(fā)展趨勢也較為明顯。
(1)在模具設(shè)計制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)
CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑，實踐證明，CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向?，F(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在普及推廣模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的過程中，應(yīng)抓住機遇，重點扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用；加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進一步擴大的技術(shù)應(yīng)用范圍。有條件的企業(yè)應(yīng)積極做好模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的深化應(yīng)用工作，即開展企業(yè)信息化工程，可從計算機輔助工藝設(shè)計開始逐步向計算機集成制造系統(tǒng)乃至向虛擬制造發(fā)展，逐步深化和提高，用于模具設(shè)計制造的計算機軟件將向智能化、集成化方向發(fā)展。
(2)快速原型制造（RPM)及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展.快速原型制造RPM技術(shù)是美國首先推出的。它是伴隨著計算機技術(shù)、激光成形技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，是一種全新的制造技術(shù)，是基于新穎的離散/堆積（即材料累加〉成形思想，根據(jù)零件模型，快速自動完成復(fù)雜的三維實體（模型〉制造。RPM技術(shù)是集精密機械制造、計算機、技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學(xué)最新發(fā)展的高科技技術(shù)，被公認為是繼配技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。RPM技術(shù)可直接或間接用于模具制造，首先是通過立體光固化SLA、疊層實體制造LOM、激光選區(qū)燒結(jié)SLS、三維打印3D-P、熔融沉積成形FDM等不同方法得到制件原型，然后通過一些傳統(tǒng)的快速制模方法，獲得長壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具，主要有精密鑄造、粉末冶金、電鑄和熔射〔熱噴涂〉等方法。這種方法制模具有技術(shù)先進、成本較低、設(shè)計制造周期短、精度適中等特點，從模具的概念設(shè)計到制造完成，僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技術(shù)與快速原型制造技術(shù)的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速制模技術(shù)進一步深入發(fā)展的方向。用RPM技術(shù)制造出原型后，或用實物，使用旋轉(zhuǎn)鑄造(用熱硬化橡膠做模具〉可快速、低成本地制造小批量零件，發(fā)展前景很好。
RPM技術(shù)還可以解決石墨電級壓力振動（研磨〉成形法中母?！搽姌O研具〉制造困難問題，使該法獲得新生。青島海爾模具有限公司還構(gòu)建了基于RE(逆向工程技術(shù))及RPM^的模具并行開發(fā)系統(tǒng)，具有開發(fā)質(zhì)量高、開發(fā)成本低及開發(fā)周期短等優(yōu)點。
(3)高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用。國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，機床主軸轉(zhuǎn)速可達40000r/min-100000 r/min， 快速進給速度可達到30 m/min-40 m/min，加速度可達1g，換刀時間可提高到1s~2s。這樣就大幅度提高了加工效率，并可獲得RA小于1微米的加工表面粗糙度。另外，還可加工硬度達60HRC的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。高速切削加工與傳統(tǒng)切削加工相比還具有溫升低（加工工件只升高3攝氏度〉。熱變形小等優(yōu)點。目前它已向更高的敏捷化。智能化。集成化方向發(fā)展。高速銑削必須與相應(yīng)的軟件、加工工藝。刀具及其夾緊頭相配合。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展促進了模具加工技術(shù)的發(fā)展，特別是對汽車。家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。
（4）模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用。高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)已在我國200多家模具廠點得到應(yīng)用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能， 大大縮短了模具的研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，用雷尼紹的SPZ-1掃描測頭實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，采集的數(shù)據(jù)通過軟件可自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序及不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的^逆向工程"。高速掃描機掃描速度最高可達3m/min，大大縮短了模具制造周期。由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車^家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在"十，五"期間將發(fā)揮更大的作用。逆向工程和并行工程將在今后的模具生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用。
（5）電火花銑削加工技術(shù)將得到發(fā)展。電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣〉，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。
（6）超精加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展。航空航天等部已應(yīng)用納米技術(shù)，必須要有超高精度的模具制造超高精度的零件。隨著模具向精密化和大型化方向發(fā)展，加工精度超過1微米的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。兼?zhèn)鋬煞N以上工藝特點的復(fù)合加工技術(shù)在今后的模具制造中將有廣闊的前景。（7）熱流道技術(shù)將得到推廣。由于采用熱流道技術(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)省制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。國外熱流道技術(shù)的發(fā)展很快，許多塑料模具廠生產(chǎn)的模具已有一半用上了熱流道技術(shù)，有的廠甚至已達80%以上，效果十分明顯；國內(nèi)近幾年來已開始推廣應(yīng)用，但總體還達不到10%，個別企業(yè)已達到30%左右。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道技術(shù)的關(guān)鍵。
（8）氣體輔助注射技術(shù)和高壓注射成形等工藝將進一步發(fā)展。氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形小、表面質(zhì)量好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。國外該工藝已比較成熟，國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成形包括塑料熔體注射和氣體（一般均采用氮氣)注射成形兩部分，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，而且氣體輔助注射常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成形流動分析軟件顯得十分重要。為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成形工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。在注射成形中，影響成形件精度的最大因素是成形收縮。高壓注射成形可增加塑料件尺寸的穩(wěn)定性。模具要求剛性好、耐高壓，特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準確控制。注射壓縮成形技術(shù)是在模具預(yù)先半開模狀態(tài)或者在鎖模力保持中壓或低壓， 注射熔融樹脂，然后以最大的鎖模力進行壓縮成形，其效果是：1成形件局部內(nèi)應(yīng)力小；2可得到質(zhì)量好的厚壁成形件；3對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂；4用小注射力能得到優(yōu)良的制品。該類模具的理想模具結(jié)構(gòu)是：a注射時樹脂以低的流動阻力迅速充填型腔；b充填后能立刻遮斷澆口部；c壓縮作用應(yīng)僅限于型腔部。
（9）模具標準化程度將不斷提高。我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30呢左右，國外發(fā)達國家一般為80%左右。為了適應(yīng)模具工業(yè)發(fā)展，模具標準化工作必將加強，模具標準化程度將進一步提高， 模具標準件生產(chǎn)也必將得到發(fā)展。
（10）優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)將進一步受到重視。在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在10%-30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或具特殊性能的模具鋼，如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼及采用熔鑄工藝的模具鋼等。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要方向。其他優(yōu)質(zhì)模具材料如硬質(zhì)合金、陶瓷材料、復(fù)合材料等的擴大應(yīng)用也十分重要。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴滲，如，滲碳、滲氮、滲硼、滲輅、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昂貴、工藝先進的氣相沉積〔TIN、TIC等、等離子噴涂等技術(shù)。由于鋁合金材料質(zhì)量輕、切削性能好、導(dǎo)熱導(dǎo)電率高、焊接性能優(yōu)良，用它作模具材料可縮短制模周期和降低模具成本，且用于塑料?？捎?0萬次以上壽命，因此用鋁合金進行高速切削來制作快速經(jīng)濟模具已在世界上得到較為廣泛的使用，我國也已開始使用。預(yù)計今后將得到更好的發(fā)展。
目前,我國的塑料消費量已居世界首位，但人均消費量僅為工業(yè)發(fā)達國家的1/7，工業(yè)中等發(fā)達國家的1/4，預(yù)計要達到工業(yè)中等發(fā)達國家的消費水平還需20年。這無疑為我國塑料模具工業(yè)提供了非常大的發(fā)展空間，提供了更多的就業(yè)機會。只要我們不斷追趕國外同行先進企業(yè)、在模具技術(shù)"高、精、尖"及管理方面持續(xù)努力，我們就會很快縮短與國外同行先進企業(yè)之間的差異。
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