塑料圆珠笔杆的注射模设计【文献综述】.doc

1、毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 塑料圆珠笔杆的注射模设计 我国模具行业近年来发展很快 ,据不完全统计 ,目前模具生产厂点共 2 万多家 ,从业人员约 50 万人 ,全年模具产值约 360 亿元 ,总量供不应求 ,出口约 2 亿美元 ,进口约 10 亿美元 . 当前 ,我国模具行业的发展具有下特征 :大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平 ;塑料模和压铸模成比例增长 ;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 . 从地区分布来看 ,以珠江三角洲和长江三角洲为中心 的东南沿海地区发展快于中西部

2、地区 ,南方的发展快于北方 。 目前发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江 ,其模具产值约占全国总产值的 60 %以上 .我国模具总量虽然已位居世界第三 ,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。但是从第 10 届国际模具技术和设备展览会上可以看出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 , 并且积累了丰富的制模经验。更重要的是这已不是个别的企业 , 而是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

3、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。再介绍一下国外的情况，首先说下塑料模具方面，下面以 “ 欧洲模展上的先进模具技术 ” 的考察报告以基准来简单介绍一下在 EuroMold 2001 上展出的模具大部分为塑料模 ,许多模具巧妙的设计、高超的加工技术和卓越的质量令人赞叹。例如 , Sermo 、 EN GEL 等公司展出了多零件、多色、多材料注射模 , 回转台注射成型和带分度板座的注射成型系统。利用这些模具和 技术可实现同一模具中成型多种零件 , 并且可实现多种颜色、多种材质塑料的注射成型。 MHT 公司展出了 1 模 144 腔的高效瓶坯模具 , 其特点不

4、仅腔数多 , 而且注射周期短 , 生产效率高 ,该模具每小时可制造瓶坯达 60000 个。 Solvay 公司展出了其表面涂层专利技术 , 可使模具表面层硬度达 1750 3400HV ,厚度为 5m , 大大提高了模具的耐磨性和使用寿命。塑料模制造技术中一个突出点就是铝合金材料的应用 ,Corus 、 Pechiney Rhenalu 等公司展出了其铝合金材料及模具样品。 Corus 公司 开发和生产了 HO KO TOL 、 WELDURAL 和 GIAN TAL 3 个系列的铝合金材料。展出的 1 副用铝合金制造的塑料模 , 使用寿命已达 30 万次 , 状况依然完好。 Pechiney

5、 Rhenalu 公1 司展出了 4 个系列 8 个等级的铝合金材料 ,宣称用其 M1- 600 铝材制造塑料模 ,寿命可达 50 万次以上。 Synventive Molding Solutions 公司的动态进料技术是塑料模技术中的一个亮点 , 这是一项控制熔融塑料在热流道系统中流动的专利技术。所谓动态进料 , 就是可为每个浇口分别设定注射 时间、注射压力等参数 , 根据这些设置进行注射 , 可以获得平衡的注射和最佳的质量保证。为实现上述目的 ,装置内每个热流道喷嘴有一个针阀 , 用以调节塑料的流动。针阀可通过液压驱动活塞动态地、无级地移动 , 针阀的位置决定了注射的流量和压力。在流道内有

6、压力传感器 , 可连续记录流道内的压力变化 , 并将压力曲线与预置的压力曲线进行比较 , 通过液压系统控制针阀位置 , 调整压力至预先设定的值。动态进料技术的另一优点 , 就是允许使用可换模具 , 即可使用一标准模具 , 对于不同制件只要更换模芯 , 而不必调整热流道系统。这样就可以减 少使用的模具数。动态进料装置也允许使用多模成型 , 同时允许每个模具使用不同的模芯。对于单副模具 , 即具有一个模芯和多个浇口时 , 用户可分别调节各个浇口的注射量、注射时间和压力 , 从而保证复杂注射零件的质量。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。 研究主要成果 :塑料模。我国塑料

7、模具工业从起步到现在 ,历经半个多世纪 ,有了很大的发展 ,模具水平有了较大提高 .在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、 6.5 kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具 ;精密 塑料模具方面 ,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具 .所生产的齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平 ,而且还采用最新的齿轮设计软件 ,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差 ,达到了标准渐开线齿形要求 .注塑模型腔制造精度可达 0102 0105 mm ,表面粗糙度 Ra 012m , 模具质量、寿命明显提高 ,非淬火钢模寿命

8、可达 10 30 万次 ,淬火钢模达 50 1 000万次 ,交货期较以前缩短 ,但与国外相比仍有较大差距 .成型工艺方面 ,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 . 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 . 发展趋势 :在信息社会和经济全球化不

9、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。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、2 设备精良化、产品品牌化、管理信息化和经营国营化方面发展。塑料模具方面：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。塑料模具中为家电和汽车配套的大型注塑模具，为集成电路配套的精密塑封模具，为电子信息产业和机械及包装的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模、为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等，目前虽有相当技术基础并在快速发展，但技术水平和国外还有很大差距

10、，总量也供不应求，每年进口几亿美 元，以后应该重点发展。 具体的措施总体表现在 :1、 开发拥有自主知识产权，适合我国国情，有较高水平的模具设计、加工及企业管理的模具软件 ,不断提高软件的智能化、集成化程度 ,并推广发展 .2、推广应用高速、高精加工技术并研制相应设备 ,高速高精加工包括高速高精切削加工和高速高精电加工及复合加工等 .在未来 15 年左右的时间里 ,我国机床行业应向我国模具行业逐步提供适合模具高速高精的加工设备 ,尽可能建立拥有自己自主知识产权 ,精度能达到 0.0001mm 的高精度模具制造设备。 3、 快速原形和快速经济模具制造新技术的进一步开发、提 高和应用。 4、大力发

11、展和推广信息化、数字化技术。包括大型级进模及高精密和高复杂性的高技术含量的先进模具三维设计和制造技术的研发；包括冲压工艺设计系统、模具型面设计系统、成型分析系统、模具结构设计系统、模具 CAM 设计系统和冲压专家咨询系统的车身模具数字化设计制造系统的研发；模具的集成、柔性自动加工技术和网络虚拟技术等。 5、模具制造新工艺、新技术。模具制造的节能、节材技术，模具的热处理、表面光整加工和表面处理新技术。 6、高性能模具材料的研制、系列化极其正确的选用。 存在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： 1、 模具设计人员缺乏我国模具人才一直缺乏。模具人才的培养需要较大规

12、模的硬件设备和高水平的师资力量。模具设备动辄上百万，投入大，回收慢，而且师资缺乏。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，而且模具制造环境脏且累，很少有年轻人选择学这个行当。今年模具设计人才由为紧缺，很多企业的人事经理对模具设计人才和数控加工人才表现出极大的热情。他们表示，懂绘图软件，会看图纸，会使用 AUTOCAD 和 PRO/E 等绘制模具图纸和加工图纸，有一 定经验的模具设计人才和懂加工工艺，会使用 MAST-ERCAM 和 UG 编写套路，有一定经验的数控加工人才，是目前社会较缺乏，企业最急需的人才。目前模具设计及数控编程的毕

13、业生在数控和其他方面很难满足社会的需要。但由于模具设计和数控加工培训设备投入资金大，要求教师实践经验丰富，因此专业培训机构很少。如今在广东，仅有为数不多的几家培训中心开设了模具设计和数控加工的课程，但是在专业内容的设3 置上还存在很大的缺陷。 2、 模具制造水平档次低国内模具制造厂家，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。这从根本上影响了国产模具的外观质量和使用寿命。模具就其本质来

14、言属于共装，生产出合格制品才是最终目的。因此，模具的质量，性能依赖试模结果检验。国内模具厂因要求交货时间短，试模设备局限，往往把质量检验工作放在用户处试模，易给用户造成大量的损失和浪费。而且由于修模受时间和场地的限制，往往难以调试出最佳的状态。而国外一些发展交好的企业都拥有自己 的试模场所和设备，可以模拟用户的工作条件试模，所以能在最短的时限达到很好的效果。 在确保品质的前提下，降低成本无疑是努力的方向。但目前一些厂商只关心价格，而忽视了模具的技术质量，对用户而言合理的质量价格比是最优选择，所以进口模具价格比国产的高 8 到 10 倍仍有其市场空间。 参考文献 1 裘建新 .机械原理课程设计指

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