文獻(xiàn)綜述-M120圓盒注塑模具設(shè)計(jì)

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述 課題名稱： 學(xué)院（系）： 年級(jí)專業(yè)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師：

2、 完成日期： 一、課題國內(nèi)外現(xiàn)狀 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志[2]。因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中60%—80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)部件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和代消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益擴(kuò)大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前，全世界模具年產(chǎn)值約為600億美

3、元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，也日益受到人們的關(guān)注和重視。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展。 二、研究主要成果 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的內(nèi)容是：產(chǎn)品零件（常稱為制件）成型工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)與力學(xué)計(jì)算，尺寸與尺寸精度確定與設(shè)計(jì)等，因此模具設(shè)計(jì)常分為制件工藝分析與設(shè)計(jì)、模具總體方案設(shè)計(jì)、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)四個(gè)階段[7]。 （1）AD/CAE/CAM 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬與制造一體化 CAD/CAE/CAM 一體化集成技術(shù)是現(xiàn)代模具制造中最先進(jìn)、最合理的生 產(chǎn)方式。 （2）設(shè)備在現(xiàn)代模具制造中的作用 現(xiàn)代模具制造盡可能地用機(jī)械加

4、工取代人工加工。這就確定了先進(jìn)設(shè)備在 現(xiàn)代制造中的作用，尤其現(xiàn)在加工中心 、數(shù)控高速成型銑床、 數(shù)控銑床、數(shù)控車床、多軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床、數(shù)控模具雕刻機(jī)、電火花加工機(jī)床、數(shù)控精密磨床、三坐標(biāo)測量機(jī)、掃描儀等現(xiàn)代化設(shè)備在工廠中的廣泛使用。 （3）代模具制造中的檢測手段 模具的零部件除了有高精度的幾何要求外，其形位精度要求也較高，一般的量具是很難達(dá)到理想的目的，這時(shí)就要依賴精密零件測量系統(tǒng)。這種精密零件測量系統(tǒng)簡稱C M M ， 即Coordinate Measuring Machine ，是數(shù)控加工中心的一種變形。它的測量精度可達(dá)0.25 μ m。 （4）成型制造（RPM）在現(xiàn)

5、代模具制造中的應(yīng)用 快速成型制造（RPM）技術(shù)是美國首先推出的。它是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光成型技術(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CAD 模型，快速自動(dòng)完成復(fù)雜的三維實(shí)體（模型）制造。RPM技術(shù)是集精密機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、NC技術(shù)、激光成型技術(shù)和材料科學(xué)最新發(fā)展等于一體的高新技術(shù)，被公認(rèn)為是繼NC技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。 三、發(fā)展趨勢 據(jù)相關(guān)專業(yè)人士分析，未來十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵率畟€(gè)方面。 （1） 模具結(jié)構(gòu)日趨大型、精密、復(fù)雜及壽命日益提高 隨著零件微型化和模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要

6、求（如多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高），模具精度已由原來的5μm 提高到2~3μm，今后有些模具加工精度公差更是要求在1μm 以下，這必將促進(jìn)超精密加工的發(fā)展。 （2） CAD/CAE/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的廣泛應(yīng)用 模具制造是設(shè)計(jì)的延續(xù)，推行模具設(shè)計(jì)與制造一體化可達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的要求。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是當(dāng)代最合理的模具生產(chǎn)方式，既可用于建模、為數(shù)控加工提供NC 程序，也可針對不同的模具類型，以相應(yīng)的基礎(chǔ)理論，通過數(shù)值模擬方法達(dá)到預(yù)測產(chǎn)品成型（形）過程的目的，改善模具結(jié)構(gòu)。從CAD/CAE/CAM 一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、

7、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)CAD／CAE／CAM 協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和功效[2]。因此，應(yīng)大力進(jìn)行ANSYS、MSC、Moldflow、Dynaform 等高端輔助設(shè)計(jì)制造軟件的培訓(xùn)、推廣和應(yīng)用。 （3） 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的推廣應(yīng)用 快速模具制造及快速成型技術(shù)（RP）是在近兩年內(nèi)迅速發(fā)展起來的，并正向著高精度、更快捷的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術(shù)相比，該技術(shù)具有制模周期短、成本低的特點(diǎn)，是綜合經(jīng)濟(jì)效益較顯著的模具制造技術(shù)。具體新技術(shù)包括：快速原型制造技術(shù)（RPM）、表面現(xiàn)象成形技術(shù)、澆鑄成形制模技術(shù)、冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)、無模多點(diǎn)成形技術(shù)、KEV

8、RON 鋼帶沖裁落料制模技術(shù)以及模具毛坯快速制造技術(shù)。此外，氮?dú)鈴椈蓧哼吪c卸料、快速換模、沖壓單元組合、刃口堆焊以及實(shí)型鑄造沖模刃口鑲塊等輔助技術(shù)也有極大提高了快速經(jīng)濟(jì)制模的綜合技術(shù)水平。 （4） 新型技術(shù)在塑料模具中的推廣應(yīng)用 采用新型熱流道技術(shù)是塑料模設(shè)計(jì)制造中的一大變革，可顯著提高模具制造的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，國外模具企業(yè)已有一半用上了該項(xiàng)技術(shù)，甚至已達(dá)80%以上；氣體輔助注射成型也是塑料成型的一種新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好、易于成型、壁厚差異較大等優(yōu)點(diǎn)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。 （5） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)

9、化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)進(jìn)一步增加規(guī)格、品種，發(fā)展和完善銷售網(wǎng)絡(luò)，保證供貨速度，為客戶提供交貨期短、精度高、生產(chǎn)工藝性好、使用壽命長、價(jià)格低的優(yōu)質(zhì)模具標(biāo)準(zhǔn)件[4]。 （6） 開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 模具材料是模具工業(yè)的基礎(chǔ)，當(dāng)前，國外模具材料系列日趨完善與細(xì)化，系列化程度已越來越高。中國是世界第一產(chǎn)鋼大國，國內(nèi)開發(fā)的高級(jí)優(yōu)質(zhì)模具鋼品種雖然不少，已納入國標(biāo)的如：6Cr4W3Mo2VNb（65Nb），7Cr7Mo2V2Si（LD），7Cr-SiMnMoV（CH-1），6

10、CrNiMnSiMoV（GD），8Cr2Mn-WMoVS（8Cr2S）等。 模具表面處理技術(shù)對模具的制造精度、模具的強(qiáng)度、模具的工作壽命、模具的制造成本等有著直接的影響。稀土表面工程技術(shù)和納米表面工程技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)模具制造的表面工程技術(shù)的發(fā)展，其主要趨勢是：（1）由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲（如TD 法）發(fā)展；（2）由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；（3）鍍膜膜層多樣化，主要有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C 等，同時(shí)處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍（刷鍍）防腐強(qiáng)化等技

11、術(shù)也日益受到重視[5]。 （7） 高速銑削在模具加工中的推廣應(yīng)用 高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高（為普通銑削加工的5~10 倍）及可加工硬材料（60HRC）等諸多優(yōu)點(diǎn)，是高精度型腔模具的重要加工手段。國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到40000~100000 轉(zhuǎn)/min ， 快速進(jìn)給速度達(dá)到30~40m/min，換刀時(shí)間可提高到1~3s，大幅度提高了加工效率，并可獲得Ra≤10μm 的加工表面粗糙度，形狀精度可達(dá)10μm。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別給汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。 （8） 研究和應(yīng)

12、用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程 隨著三坐標(biāo)測量機(jī)、掃描儀、便攜式掃描儀、激光跟蹤儀等先進(jìn)測量儀器的應(yīng)用，現(xiàn)代檢測技術(shù)正向高速度、高精度、高適應(yīng)性、數(shù)字化、自動(dòng)化方向發(fā)展，并不斷融入模具產(chǎn)品逆向工程設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步推動(dòng)模具制造產(chǎn)品快速制造的響應(yīng)能力。 逆向工程（RE）又稱反向工程或反求工程，是相對于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程即所謂的正向工程（FE）而提出的[6]。其基本思想是：通過對實(shí)物或零件進(jìn)行掃描測量以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息， 然后充分利用CAD/CAM 技術(shù)快速、準(zhǔn)確地建立產(chǎn)品的數(shù)學(xué)幾何模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)設(shè)計(jì)，最后經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓こ谭治?、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和CAM 編程，就可以加工出產(chǎn)品

13、模具。該設(shè)計(jì)理念是以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代化設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和創(chuàng)新思維，對已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造。 （9） 開發(fā)成形新工藝和模具，培養(yǎng)新理念和新模式 隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式，具體主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團(tuán)隊(duì)精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。 此外，還應(yīng)大力研發(fā)模具的拋光技術(shù)和模

14、具制造設(shè)備，可進(jìn)一步改善成型產(chǎn)品的表面質(zhì)量。 四、存在問題 近年來，隨著國際交往的日益增多和外資在中國模具行業(yè)的投入日漸增加，中國模具已經(jīng)與世界模具密不可分，中國模具在世界模具中的地位和影響越來越重要[3]。我國模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整取得不小成績，無論是企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)，都在向著合理化的方向發(fā)展。為更新和提高裝備水平，模具企業(yè)每年都需進(jìn)口幾十億元的設(shè)備。在創(chuàng)新開發(fā)方面的投入仍顯不足，模具行業(yè)內(nèi)綜合開發(fā)能力的提升已嚴(yán)重滯后于生產(chǎn)能力的提高，主要問題體現(xiàn)在十個(gè)方面[1]： （1）各層次的模具技術(shù)人才資源不足，尤其是高級(jí)模具鉗工、CNC 數(shù)控機(jī)床操作工、高級(jí)模具設(shè)計(jì)人員

15、等，需求缺口較大 （2）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，模具及其零部件的商品率偏低。 （3）模具制造的專業(yè)化程度和集中度有待進(jìn)一步提高。 （4）模具修理機(jī)制不健全，因修模拖期影響生產(chǎn)的事時(shí)有發(fā)生。 （5）模具壽命偏低，使模具費(fèi)占產(chǎn)品成本比率過高且長期居高不下。 （6）模具及其零部件市場價(jià)偏低，模具修理費(fèi)用更低，而且沒有市場指導(dǎo)價(jià)，完全靠購銷雙方“議價(jià)”，地區(qū)與廠際之間價(jià)差懸殊。 （7）模具新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料推廣應(yīng)用緩慢，特別是國內(nèi)自行開發(fā)的模具新材料大多至今未能推廣應(yīng)用。 （8）設(shè)備老化嚴(yán)重，超期服役的情況普遍。 （9）各類模具的標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)指導(dǎo)性文件不齊全，特別是與國際市場接軌

16、的各類模具國家標(biāo)準(zhǔn)缺口大。 （10）模具鋼的精煉和模具鍛坯的鍛造技術(shù)推廣應(yīng)用問題，至今未能解決。 五、主要參考文獻(xiàn) [1] 《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》???????????? 高等教育出版社 [2]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第五版）[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.3 [3] 《塑料模具設(shè)計(jì)手冊》?????????????????? 機(jī)械工業(yè)出版社 [4]林怡青，謝宋良，王文濤編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書[M].北京：清華大學(xué)出版社，2010.1 [5]顧曉勤，劉申全主編.工程力學(xué)Ⅰ[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.1 [6] 《塑料模塑工藝及塑料模具設(shè)計(jì)》??

17、?????? 機(jī)械工業(yè)出版社。 [7] 中國科技情報(bào)所重慶分所主編，《機(jī)械制造文摘》：機(jī)床與工具分冊，制造分冊，鍛壓分冊，焊接分冊，材料與熱處理分冊，零件與傳動(dòng)分冊 [8] 沈陽水泵研究所主編，《通用機(jī)械文獻(xiàn)》 [9] 天津工程機(jī)械研究所主編，《工程機(jī)械文摘》 [10] 機(jī)械工業(yè)部科技情報(bào)所主編，《中國機(jī)械工程文摘》，《國外科技資料目錄——機(jī)械工程》 [11] 美國：《工程索引》（Engineering Index，簡稱EI），《科學(xué)引文索引》（原文為“Science Citation Index”，簡稱SCI） [12] 英國：《科學(xué)文摘》（Science Abstracts，簡稱SA） [13] 俄羅斯：《文摘通報(bào)》（Bulletin Signalelique，簡稱BS） [14] 德國：《國際科學(xué)期刊論文目錄》（Internationale Bibliographies der Zeitschriftenlileratur ausallen Gebieten des Wissens，簡稱IBZ） 5