1、毕业论文文献综述 机械设计制造及其自动化 盖塞 注射模设计及三维造型、装配 （一）模具 模具是用来成型各种工业产品的重要重要工艺装备，是机械制造工业成型毛胚或零件的一种手段。它在现代工业生产中具有重要的作用，主要表现在以下几个方面： （ 1）用模具成型的产品非常广泛。例如：模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属在模具中发生塑性变化而成型的；压铸件、粉末冶金件也是在模具中填充加压成型的；塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数都是由模具加工成型的。 （ 2）模具成型制件可实现少、无切屑的加工。少、无切屑是 机械制造的一个发展方向，模具成型是少、无切屑工艺的途径而模具制造工艺的提高则是实现少、无切屑加工的
2、关键。模具制造水平的提高可以使模具成型制品的精度提高，粗糙度值减少，从而有可能直接加工出成品，不需要再进行精加工，由此避免了切屑加工。 （ 3）模具成型具有优质、高产、低消耗和成本低的特点，应此因应用广泛。据有关资料统计：利用模具制造的各种零部件，在飞机、汽车、电气仪表等领域占 60% 70%，家电产品占 80%以上，手表、自行车等轻工业产品占 90%以上。 现代工业产品的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工 业的发展水平，因此模具工业对国民经济和社会的发展将会起越来越大的作用。模具工业的薄弱将严重影响到工业产品造型的变化和新产品的开发。模具制造水平的高低和模具质量的好坏，对产品的精
3、度、余量、生产率、成本及先进设备的利用率起决定性作用。 模具工业的发展与现代工业的发展是紧密相连的。随着机械、电子、轻工、国防等工业生产的不断发展，特别是电子工业和汽车工业的飞速发展，对模具的需求量与日俱增，给模具行业的发展带阿里郎广阔的前景，同时也带来了新的挑战。模具生产发展的趋势可概括如下： （ 1） 发展精密、高效、长寿命模具。由于市场竞 争激烈，产品不断更新换代，为适应市场经济的发展，更需要制造出高效率的模具。高效模具主要是提高成型机床一次行程的生产数量，因此，大力发展多工位、多型腔的模具是模具发展的重要趋势，显然长寿命模具对于高效生产是很必要的。 （ 2） 发展高效、精密、数控自动化
4、加工设备，提高模具制造水平。模具的最终成型依靠的是机械加工技术，因此提高模具的制造水平是获得高质量模具的保证。现代模1 具加工技术的主要特点是：模具精度的保证从主要依靠钳工技术，发展到更多依靠精密加工机床、各种数控机床和加工中心以及各种特种加工技术的应用。 （ 3） 完善、改进现有模 具钢性能，开发新型模具钢种。根据工业产品的发展特征，更需要有高性能的模具材料，包括材料的强韧性、耐高温性以及耐腐蚀性，传统的模具钢材料改进，正在越来越受到关注。 （ 4） 发展专业化生产。专业化生产方式是现代工业生产的重要特征之一，国外先进工业国家模具专业化程度已达到 75%以上。高科技密集型产品采用专业化生产，
5、可以采用最先进的制造设备及工艺，获得高精度、高效率、低成本的效果。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面和工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，紧密加工设备在模具加工设备中的比重还是 比较低，CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显的差距，这些类型的模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。 （二） CAD 计算机辅助设计 （ Computer Aided Design,CAD） 技术是电子信息技术的一个重要组成部分；是促进科研成果开发和转化、实现设计自动化、加快国民
6、经济发展和国防现代化的一项关键新技术；是提高产品和工程设计水平、降低能耗、缩短科研和新产品开发周期、大幅提高劳动生产率的重要手段；是 科研单位提高自主研究与开发能力，企业提高创新能力和管理水平，参与国际竞争的重要条件；也是进一步向计算机辅助制造（ Computer Aided Manufacturing,MAC） 、计算机集成制造系统 （ Computer Integrated Manufacturing System,CIMS） 发展的重要基础。 (三 )PC 材料 聚碳酸酯是一种无味、无臭、无毒、透明的无定形热塑型材料，是分子链中含有碳酸酯的一类高分子化合物的总称，简称 PC。一般结构式可
7、表示，由于 R 基团的不同，它可分为脂肪族类和芳香族类两 种。但因制品性能、加工性能及经济因素等的制约，目前仅有双酚 A 型的芳香族聚碳酸酯投入工业化规模生产和应用。双酚 A 型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一。 双酚 A 型聚碳酸酯（ Bisphenol A type Polycarbonate，简称 PC）的结构式 因其具有优良的冲击强度、耐蠕变性、耐热耐寒性、耐老化性、电绝缘性及透光性等，广泛应用于电气电子零部件、机械纺织工业零部件、建筑结构件、航空透明材料及零部件、泡沫结构材料等。随着汽车行业和电子行业的迅猛发展，近年来对 PC 的需求空前2
8、高涨，世界消费能力已达 l100kt/a，其中国内 PC 消费也已达 60kt a。 目前 PC 的生产厂主要分布在美国、西欧和日本，其中， GE 塑料公司、 Bayer 公司和 Dow 化学公司的生产能力占世界总生产能力的 80以上。 我国 PC 的研制开发工作始于 1958年，由沈阳化工研究院首先开发成功；发展至今，所有工艺路线均以光气为起始原料，生产规模较小。 PC 作为一类综合性能优越的工程塑料，应用范围越来越广。但它也存在一些缺点：如加工流动性差，易于应力开裂、对缺口比较敏感以及耐磨性欠佳等。但随着 PC 的生产工艺和改性技术的进步，这些方面逐步得到了改进，因此 PC 在越来越多的领
9、域中得以应用 。 PC 材料的制作方式一般分为光气熔融和非光气熔融法。光气熔融法制 PC 工艺过程成熟，但是由于光气有剧毒， 同时二氯甲烷和副产品氯化钠对环境污染严重 ， 现在已经越来越少的应用了。更多的偏向于使用非光气熔融法制 PC， 非光气熔融法工艺不使用剧毒光气，有利于环境保护，产品更适合于生产高附加值的光盘。生产过程中，甲醇和苯酚循环使用，降低了原料成本。与接口光气法相比，非光气熔融法工艺在投资和生产成本上更具优势。 故 20 世纪 90 年代以来非 光气法工艺发展迅速， 1993 年第一套非光气法装置在日本投产。 虽然 PC 具有良好的综合性能；但它也存在着加工流动性差、易应力开裂、
10、磨损、老化和耐化学性较差等缺陷，并且其价格居五大工程塑料之首，因而限制了它的进一步推广应用。为了改善 PC 产品的使用性能，国内外广泛开展了 PC 的改性研究工作。除采用共聚改性，生产非双酚 A 型聚碳酸酯外，另一改性的主要途径是采用无机材料填充增强或与其它树脂掺混等方法来提高和改进 PC 的性能，拓宽它的应用范围。 PC 作为一种工程塑料有良好的使用性能，但它的成型加工却比较困难，主要是 因为其熔融粘度较高，而且其制品质量对含湿量比较敏感。物料在加工之前必须严格干燥，使其含混量在 0.02 以下。 PC 可以注射成型，料筒温度在 250 320 之间，注射压力在 49.03 78.45MPa
11、模具温度在 85 120 。另外 PC 制件如带有嵌件，嵌件必须加热到 200 以上，否则嵌件周围易产生冷却不均现象而有内应力。注射完毕后应对制件进行退火处理。 PC 也可以挤出成型，其产品一般是板、片、膜、棒、管材等。近几年PC 的透明采光板被建筑界看好，需求量很大发展也比较快。在沈阳、北京、陕西、上海等地均有 生产。挤出用的分子量可高一些，挤出温度在 230 350 ，后处理温度要严格掌握。除上述两种成型外， PC 还可进行吹塑成型。近几年市场上使用的盛装纯净水的3 塑料桶大多是以 PC 材料制造的。吹塑的模具温度为 100 120 ，吹塑空气压力可视瓶壁的厚薄而定。此外 PC 还可以进行
12、一些其它的成型加工还可以进行钻孔、车、削等机械加工。 参考文献 1 付丽主编 .塑料模具设计与应用实例 .机械工业出版社 .2001.1. 2 王先逵主编 机械制造工艺学 机械工业出版社 .1995.11 3 赵华主编模具 设计与制造 清华大学出版社 .2009.9 4 濮良贵，纪名刚主编机械设计高等教育出版社 .2006.5 5 王孝培主编 塑料成型工艺及模具简明手册 机械工业出版社 .2004.2 6 德 K.Stoeckhert/G.Menning 编 任冬云等译模具制造手册 化学工业出版社 .1994 7 美 T.A 奥斯瓦德 P.J.格尔曼编 吴其晔译注射成型手册 化学工业出版社 .
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