1、 毕业设计文献综述 机械设计制造及其自动化 抽芯盖注塑模具设计 摘要： 在塑料产品的生产过程中，塑料模具的应用极其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。本文是通过 翻阅一些参考资料和文献，阐述了注塑模具的现状，与国外的差距及今后发展的趋势 。 关键词： 塑料模具；现状；趋势 前言 塑料模具的发展它随着塑料工业的发展而发展的，它在我国起步较晚，但发展的比较快，特别是最近几年随着中国汽车、电子、通讯、家电等行业的发展，对塑料模具的需求越来越大，对产品质量要求 越来越高，我国的塑料模具行业有了很大发展。按照 GB7635-87，塑料模具共分 7
2、 类，它们是：热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模、热固性塑料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他类塑料模 1 。在各类塑料模具中，注塑模的量最大，也最有代表性。 注塑模具主要用于热塑性塑料制品的成型，但近年来也越来越多的用于热固性塑料成型。注塑成型在塑料制件中占有很大比重，世界上塑料成型模具产量中大部分都是注塑模具。 一、 注塑模具的发展现状 当今，模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个 国家产品制造水平高低的重要标志之一 2 。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大 ,其中发展重点为工程塑料模具据调查显示中国模具工业现以年均 20%的速度持续快速增长。截止 2006 年年底 ,中国模具销售
3、额达720 亿元，跃居世界第三 3 。随着塑料工业的不断发展，塑料模具占模具总量的比例逐渐提高。据统计， 2000 年中国塑料模具产值约 100 亿元人民币， 2006 年已发展到 300 多亿元人民币，年均增长率超过 21%，高于模具行业总体发展速度 3 。 近些年来，中国模具的设计和制造水平有了很大提高， CAD/CAE/CAM 等计算机辅助技术、高速加工技术、热流道技术、气辅技术、逆向工程等新技术得到广泛应用。 现在，中国已能生产精度达到 2 微米的多工位级进模，寿命可达 3 亿冲次以上。个别企业生产的多工位级进模已可在 2000 次 /分的高速冲床上使用，精度可达 1 微米。在大型塑料
4、模具方面，中国已能生产 34 英寸大屏幕彩电、 6.5 公斤大容量洗衣机全套塑料件模具以及汽车保险杠、整体仪表板等塑料模具等 4 。 在精密塑料模具方面，中国已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及 一模具 7800 腔塑封模具等 4 。 在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模、汽车后桥齿轮箱压铸模以及汽车发动机壳体的铸造模具等。在汽车覆盖件模具方面，国内已能生产中档新型轿车的覆盖件模具 。 我国塑料模具无论是在数量上还是质量、技术和能力等方面都有了很大的进步。 但是，我国模具的制造从总体上看，产品还只是以中低档为主， 一些大型。精密、复杂、长寿命的中高档塑
5、料模具每 年仍需大量进口 5 。 企业虽然重视推广应用新技术，但这些新技术应用的水平还不够高。我国模具产品水平总体上与发达国家相差有 10 15 年的差距 。 二、 跟国内外的差距 近年来，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大 ,其中发展重点为工程塑料模具 6 。塑料模具工业迅速发展，体现在模具产品向着大型、精密、复杂的方向发展 ,综合技术含量不断提高 ,模具制造周期不断缩短。但与国外塑料模具的先进水平相比 ,依然存在一定差距。 1、模具材料和标准件 国内大多 数冶金厂设备及它们的加工工艺比较落后，采用的钢材的冶金质量低、成材率低，并且高质量的模具钢材相对少，具体说模具钢钢种不全，不成系列，多
6、品种、精料化、制品化。而国外模具钢生产 80%以上采用真空精炼和电渣重熔生产，钢材纯度、等向性高可以说国外塑料模具钢已形成较完整的系列 7 。 模具标准件对缩短模具制造周期，提高质量、降低成本，能起很大作用 4 。因此，模具标准件越来越广泛地得到采用。国外模具的标准化率可达 85%，而国内模具企业大型 模具的标准化程度约为 25%30%，模具的标准化程度已成为制约国内模具制造周期的瓶颈之一，也影响了国内模具的竞争力 。 2、模具的精度、寿命 在国内塑料模型腔制造精度可达 0.02m-0.05mm，然而国外可达 0.005mm-0.01mm。在寿命方面国内非淬火钢模的寿命 1030 万次，而国外
7、 1060 万次，淬火钢模国内 50100 万次，而国外可以达到 200500 万。由于零件精度低造成修配量大，整模故障率高、稳定性差。具体差异见表 18 3、企业员工的素质及创新能力 目前我国从事注塑模具设计的人虽然不少，但由子以前没有专门的学校、没有经过系统学习，所以高水平的设计人员不多 9 。企业的员工缺乏高新加工技术的培训和高端数控机床操作技能的培训。在某种程度上，也影响了高端设备的利用率，并且企业技术人员比例低，水平不够高并且科研开发投入少，更重要的是观念落后，低开发，并且高级技术人员、高级经营管理人才，技师和高级钳工及高级机床操作工的全面匾乏 10 。像德国、日本模具企业的员工至少
8、有 10 年的工作经验，模具企业技术人员比例很高。 4、加工设备，模具制造技术 我国塑料模制造企业设备不配套、利用率低的现象十分严重，其设备在精度、可靠性、刚性、加工表面粗糙度、稳定性等方面与国外相比仍有较大差距。德国、日本模具企业的加工设备先进 ,基本都是数控、高速切削、单向走丝线切割或 4 轴 5 轴联动的高速加工机床，能实现模具型面的镜面加工。而国内模具企业的 4 轴 5 轴联动的高速加工机床占的比例有限 ,高光模具的加工与国外相比差距较大 7 。 虽然部分企业经过几年的技术改进，工艺装备水平比较先进，但大部分企业工艺装备仍比较落后，更主要的是我们企业的组织协调能力差，难以很好整合或调动
9、社会资源为我所用，从而就难以承担比较大的项目。 5、企业管理及创新能力 国内外模具企业管理上的差距十分明显。管理上差距所带来的问题往往比技术上的差距更为严重。利用计算机进行科学管理在国外企业中已十分广泛，而国内还很少采用。 创新是企业的灵魂，是企业前进的引擎，而我国绝大多数模具企业的创新能力薄弱，这也是影响我国模具行业发展的一个重要因素。而国外企业它们对 新产品开发很重视 ,模具厂经常会与材料厂商、产品厂共同开发新产品和模具 7 ，这使得它们在模具竞争行业中占有一席。 三、注塑模具的未来发展趋势 （ 1）开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性 11 。在整个模具价格构成中，材料
10、所占比重不大，一般在 10%30%之间 ,因此选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。 模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材料性能的关键环节 7 。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗，如：渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昂贵、工艺先进的气相沉积、等离子喷涂等技术。 （ 2）提高模具的标准化水平和模具寿命，缩短模具制造周期。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也会显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量和降低模具制造成本 12 。 （ 3）更加全面推广 CAD/CAM
11、/CAE 技术。 CAD/CAM/CAE 技 术是模具技术发展的一个重要里程碑，实践证明， CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向 1 。在普及推广模具 CAD/CAM 技术的过程中，应抓住机遇 ,重点扶持国产模具软件的开发和应用；加大技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 的技术应用范围。模具 CAD 技术应用的 ASP 模式，将成为发展方向。 （ 4）加强热流道技术、气辅技术、水辅技术、蒸汽辅助注射成形技术的推广应用。在塑料注射成型模具中，积极应用热流道，推广气辅或水辅注射成型，以及高压注射成型技术，满足产品的成 型需要。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并
12、能大幅度节约制件的原材料使用热流道 13 。同时在生产复杂、壁厚不一的塑料制品时，热流道的优势更为显着。 （ 5）将广泛采用电火花铣削和高速铣削加工技术。高速铣削加可以大幅度提高了加工效率，它与传统切削加工相比还具有温升低 (加工工件只升高 3 )、热变形小等优点 1 。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的 用成型电极加工型腔的新技术，它是用高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。 （ 6）多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压
13、成型零件外，还担负叠压、丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材 的 性能要求也越来越高 14 。随着模具向精密化和大型化方向发展 ,加工精度超过 1 m 的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工将得到发展 1 。 四、结束语 虽然现在我国的模具工业的发展很快，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本的发达国家相比还存在相当大的差距。我们要从模具生产大国向模具生产强国迈进，就必须克服前进道路上的种种障碍和艰难险阻，应该从我国国情出发 ,认真面对模具工业发展的现状 ,加快模具技术的推广，尽快与国际接轨 ,参与国际竞争 .同时把创新设计、激光等先进技术应用到模具
14、制造中，使我国模具行业更好、更快地发展。 参考文献： 1周永泰 .我国塑料模具现状与发展趋势 J.模具， 2000（ 12） :2326. 2周永泰 .中国塑料模具发展现状与出口前景 J.塑料制造， 2008（ 8） :32-34. 3李洪 .塑料模具发展迅速高档模具成为主流市场 J.模具制造， 2008（ 3） . 4李大鑫 ,张秀棉 .模具技术现状与发展趋势综述 J.模具制造， 2005(2):14. 5杨占尧 .塑料模具设计与制造 M.北京：清华大学出版社， 2010. 6谷音 .国内塑料模具发展将提速 J .中国化工报 ,2005(1). 7孙锡红 .我国塑料模具发展现状及发展建议 J
15、.电加工与模具 ， 2010（ 4） . 8刘少达 .我国塑料模具工业的现状及发展趋势 J.仲恺农业技术学院学报 ,2004(9). 9张荫朗 .我国塑料模具的现状及展望 J.模具工业， 1991（ 1） . 10周永泰 .中国模具工业的现状与发展 J.航空制造技术， 2007（ 12） . 11我国塑料模具发展趋势 J.模具制造， 2003（ 5） . 12方瑶 . 模具将呈十大发展趋势 J广东建设报， 2006(5). 13我国塑料模具行业发展日趋大型化精度越来越高 J.工具技术 ,2008（ 6） . 14 T.S.Kwak,Y.J.Kim,M.K.Seo,W.B.Bae , The e
16、ffect of V-fing indenter on the sheared surface in the fine-blanking process of pawl,Graduate School,Pusan National University,Bisan,South Korea. 15J.Schneider.A.Kienzler.M.Deuchert;V.schulze.J.Kotsechenreuther.K.-H.Zum Gahr;D.lohe.J.Fleischer; Mechanical stucturing,surface treatment and trbological
17、 characterization of steel mouil inserts for micro poeder injection moulding ,2008 16 SUNG-UK LEE, DONG-YOL YANG.TOOL PATH DESIGN OF INCREMENTAL OPEN-DIESK FORGING USING PHYSICAL MODELINGJ, International Journal of Modern Physics B, 22(31), (2008) :5686 5691 17 B. Aksakal F.H. Osman t, A.N. Bramley, Upper-bound analysis for the automationof opendie forgingJ, Journal of Materials Processing Technology, 71 (1997):215- 223
