打印机挡板注塑模设计文献综述

1、文献综述学院（系） 机电工程学院 专 业 材料成型及控制工程 班 级 材控08-2班 姓 名 学 号 1模具的简介近年来，由于我国国民经济的高速、稳定的增长，促进了我国模具工业的迅速发展壮大。在日常生活中我们的许多制品都是由模具来生产制造出来的，所以，越来越多的人开始从事模具行业的设计，因此，我国的模具设计水平有了进一步的提高和发展的空间。随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长，模具工业快速发展，必然会带来模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品

2、质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现在已经逐渐的成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志和发展程度的标志之一。模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成。不同的模具是通过所成型材料物理状态的改变来实现，模具是由不同的零件所构成的。它主要是通过所成型材料的物理状态改变来实现物品外形的加工。在工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。模具一般分为动模和定模两个部分，或着称为凸模和凹模两个部分，它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件，合拢时使制件与坯料分离或成形。零件的构成形

3、式是多样的，不同的模具由不同的零件构成。模具在注塑过程中，外力则由气压、柱塞等，施加在坯料上，模具承受的是坯料的胀力。模具是用来成型物品的工具，这种工具有很多种。模具除其本身外，还需要模座、模架、导向装置和制件顶出装置等，这些部件一般都制成通用型，适用于一定范围的不同模具，它的精度比较高，尺寸也比较准确。模具是用来成型物品的工具，这种工具有许多种。模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性，热锻时还须有高的温度强度和硬度，并经过强韧化热处理。模具的应用极为广泛。大量生产的机电产品，如汽车、自行车、缝纫机、照相机、电机、电器、仪表等，以及日用器具的制造都应用大量模具。模具基本上是单件生产的，其形状复

4、杂，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求，所以模具生产需要有很高的技术水平。模具的及时供应及其质量会直接影响到产品的质量、成本和新产品研制。模具设计制作的要求是尺寸精确、表面光洁、结构合理、生产效率高、易于自动化、制造容易、寿命高、成本低、设计符合工艺需要，经济合理。 模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素。模具上的易损件应容易更换。对于塑料模，还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失，可采用多型腔模具，在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。在大批量生产中应采用高

5、效率、高精度、高寿命的模具。模具已开始采用计算机辅助设计(CAD)，即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行最优化设计。这是模具设计的发展方向。 模具生产一般为单件、小批生产，制造要求严格、精确，多采用精密的加工设备和测量装置。 2、我国塑料模具基本情况我国模具生产最为集中的地区在珠三角和长三角地区，约占全国模具总产值的三分之二以上，模具发展有力地支持着这两个地区工业的快速发展。从1999年至2009年产值从250亿元增长到979.45亿元，年均增长率在14.8%；进口从9.8274亿美元增至19.64亿美元；出口从1.328亿美元增至18.43亿美元；进口：出口从6.6：1跌至1.06：1

6、。表明了我国模具工业总产值呈逐年递增趋势，模具进口金额的增幅有逐年下降的趋势，出口比例逐年加大，同时反映我国模具任是供不应求的状态，仍为世界上模具年进口量较大的国家。3、发展趋势随着我过模具行业的发展，简单模具的设计和制造都没有困难，模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。4、存在的问题我国塑料模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存

7、在六个方面的问题。 (1)发展不平衡，产品总体水平较低。虽然个别企业的产品己达到相当高的水平，个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。包括生 产方式和企业管理在内的总体水平与国外工业发达国家相比尚有10年以上的差距。 (2)工艺装备落后，组织协调能力差。虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平己比较先进，但大部分企 业工艺装备仍比较落后。更主要的是我们的企业组织协调能力差，难以很好整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。 (3)大多数企业开发能力弱。一方面是技术人员比例低、水平不够

8、高，另一方面是科研开发投入少，更重要的是观念 落后，对开发不够重视。 (4)管理落后更甚于技术落后。技术落后往往容易看到，管理落后有时却难以意识到。国内外模具企业管理上的差距 十分明显，管理的差距所带来的问题往往比技术上的差距更为严重。(5)市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供需矛盾一时还难以解决，供不应求的局面还将持续一段时间，特别 是在中高档产品方面矛盾更为突出。 (6)体制和人才问题的解决尚待时日。在社会主义市场经济中，在经济全球化的过程中，竞争性行业，特别是像模具 这样依赖于特殊用户，需单件生产的行业，许多企业目前的体制和经营机制仍旧很难适应多变的市场。人才的数量和素质水 平也跟不

9、上行业的快速发展。虽然各地都在努力解决这两个问题，但要得到较好解决尚待时日。5、我国模具产业的地位模具制造面对的都是个性化需求，模具是直接参与到新产品开发中的前端制造，每一个机械新产品的诞生都要从模具制造开始来实现的，每一套模具的制造几乎都是模具结构、样式、应用新材料等方面的创新，模具制件生产使用中的速度、效益的统一提升与模具结构、模具质量有最直接的关系，要调整产品结构，增加高档机械产品的比重也要由模具来实现。 通过模具成形零件的快速、优质、低耗，充分体现了国家可持续发展的战略和科学发展观，模具工业的发展与提升必将对我国建设创新型国家发挥重要作用。2009年3月，国务院装备制造业调整振兴规划中

10、，在“抓住九大产业重点项目，实施装备自主化”的内容里，第8项“电子信息产业”中就提出“电子设备仪器及工模具等为重点，推进信息化装备自主化”,在“提高四大配套产品制造水平、夯实产业发展基础”、“加工辅具”中提出“重点发展大型精密型腔模具、精密冲压模具、高档模具标准件”,“特种原材料”中将“模具用钢”提到重要地位。模具作为基础件、基础装备非常重要的一部分列入规划之中。工业产品大批量生产和新产品开发都离不开模具，用模具生产制件所达到的高一致性、高生产率、高精度、高复杂程度和低耗能、低耗材，使模具工业在制造业中的地位越来越重要，随着产品更新换代越来越快，新产品不断涌现，新技术日新月异，模具的使用范围已

11、越来越广，对模具的要求也越来越高。6、目前我国模具行业的优势优惠政策为模具行业提供了良好的发展环境。在国家产业政策和有关配套政策导向之下，近年来已有不少地方相继出台了一些支持当地模具工业发展的优惠政策，有的见诸于文件，有的见诸于行动，都已收到很好的效果。同时，模具工业的快速发展也促进了当地经济的繁荣。随着各地之间交流活动的日益频繁，相信对模具工业发展有利的政策，及因此而带来的良好的发展环境将有进一步发展。规模经济产生效益，模具集群生产发展迅速。在“小而精专”的专业化不断发展的同时，近年来，规模效应已被愈加重视。除了把企业做强做大，使规模经济产生效益之外，模具集群生产也不断显示其优越性，因而“模

12、具城”、“模具园区”、“模具生产基地”等各种集群生产形式在全国迅速发展。国际模具资本向我国转移的趋势十分明显，模具出口前景很好。由于我国模具特别是中、低档模具在国际市场上存在着较大的价格优势，有的模具价格甚至只有国际市场的几分之一，再加上我国有较低廉的优质劳动力资源及较好的技术基础和基础配套设施，因此近年来外商在我国模具行业的投资额一年比一年大，到我国采购模具的跨国公司也越来越多。现在我们的模具技术已经达到了如下的水平：（1）现代模具设计与制造已步入信息化时代 改革开放30多年来,中国模具生产作为一个产业有了翻天覆地的变化。这种变化主要体现在三个方面:产能变化、生产方式变化、技术革命。大多数人

13、看到的是中国模具产业作为一个行业的从无到有、从小到大、从拾漏补缺到成为主力,以及模具需求和产量的快速增长变化。但更重要的是生产方式转变和技术革命。后两种变化是一种更加深刻、更加根本性的变化。生产方式的转变主要体现在,从过去传统的小而全的后方车间、作坊式的生产,转变为高度市场专业协作的大规模生产方式;从完全非标生产到相对标准化和准标准化生产。模具生产技术革命,浓缩到一点就是企业信息化也就是数字化制造和信息化管理。 20世纪80年代前,很多模具是靠钳工用手打磨出来的;90年代,由于引入了数控加工机床、edm等较先进的设备,大大地提高了模具的生产工艺水平,生产周期及模具的品质也有了很大的缩短和改进。

14、高精度加工己经把工人从繁重的体力劳动中解放出来。另一方面,cad/cam/cae等计算机辅助技术在模具行业也得到了广泛的应用,模具的设计及数控加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae软件对于模具技术人员的工作效率和设计的可靠性已经有了很大的提高。目前各模具企业又面临着一个新的课题,如何把企业管理也同样从烦琐的事务中解放出来,让信息化管理为企业的生产效率提升作出贡献。所以模具企业管理的信息化己经成为模具行业发展和进步的必然趋势。 模具生产是单件订单式生产,在管理信息化中有其强烈的特殊性。设计是制造的一部分,工艺设计不充分,设计与工艺信息可直接重复利用价值不大。因此,根据企业生产特点把握全面

15、信息化管理与实用、简化管理的平衡点,是信息化的关键。这就造成很难照搬成熟的管理软件。例如汽车模具企业没有传统意义上的原材料,仓库管理等等。购置的都是部件与部件的半成品,不存在入库出库过程,制造费用的摊销每个企业也是都不一样。又比如成本核算更应该采用项目管理的办法,而不是采用一般加工制造业的办法,什么pdm、erp等软件不经过彻底的改造是完全不适应的。（2）现代模具设计的CAD/CAE技术的应用 模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸与尺寸精度、表面质量要求以及其成型工艺条件的变化而变化的,所以每副模具都必须进行创造性的设计。模具设计的内容包括产品零件(常称为制件)成型工艺优化设计与力学计算和尺寸

16、与尺寸精度确定与设计等,因此模具设计常分为制件工艺分析与设计、模具总体方案设计、总体结构设计、施工图设计四个阶段。CAD/CAE,计算机辅助设计和辅助工程,它包括概念设计、优化设计、有限元分析、计算机仿真、计算机辅助绘图和计算机辅助设计过程管理等。应用CAD技术可以设计出产品的大体结构,再通过CAE技术进行结构分析、可行性评估和优化设计。采用模具CAD/CAE集成技术后,制件一般不需要再进行原型试验,采用几何造型技术,制件的形状能精确、逼真地显示在计算机屏幕上,有限元分析程序可以对其力学性能进行检测。借助于计算机,自动绘图代替了人工绘图,自动检索代替了手册查阅,快速分析代替了手工计算,使模具设

17、计师能从繁琐的绘图和计算中解放出来,集中精力从事诸如方案构思和结构优化等创造性的工作。在模具投产之前,CAE软件可以预测模具结构有关参数的正确性。 当今的概念设计已不仅仅是停留在对外观和结构的设计上,它已经扩展到对模具结构分析的领域。对于运用CAD技术设计出的模具,可运用先进的CAE软件(尤其是有限元软件)对其进行强度、刚度、抗冲击实验模拟、跌落实验模拟、散热能力、疲劳和蠕变等分析。通过这些分析,可以检验前面的概念性结构设计是否合理,分析出结构不合理的原因和部位,然后再在CAD软件中进行相应的修改。修改后再在CAE中进行各种性能的检测,最终确定满足要求的模具结构。 当今CAD技术的发展使得概念

18、设计思想体现在相应的模块中。概念设计不再只是设计师的思维,系统模块也融合了一般的概念设计理念和方法。目前,世界上大型的CAD/CAE软件系统,如Pro/ENGINEER、UG、Solidworke、Alias等,都提供了有关产品早期设计的系统模块,我们称之为工业设计模块或概念设计模块。例如,Pro/ENGINEER就包含一个工业设计模块ProDesign,用于支持自上而下的投影设计,以及在复杂产品设计中所包含的许多复杂任务的自动设计。此模块工具包括概念设计的二维非参数化的装配布局编辑器。这些系统模块的应用大大减少了设计师的工作量,节约了工作时间,提高了工作效率,使设计师把更多的精力用在新产品的

19、开发及创新上。 （3）现代模具制造的CAD/CAE/CAM技术应用 现代经济的飞速发展,推动了我国模具工业的前进。CAD/CAE/CAM技术的日臻完善和在模具制造上的应用,使其在现代模具的制造中发挥越来越重要的作用,CAD/CAE/CAM技术已成为现代模具的制造的必然趋势。 1)CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟与制造一体化,CAD/CAE/CAM一体化集成技术是现代模具制造中最先进、最合理的生产方式。使用计算机辅助设计、辅助工程与制造系统,按设计好的模具零件分别编制该零件的数控加工程序是从设计到制造的一个必然过程。在具有现代模具设计制造能力的工厂内,该过程都是在CAD/CAE/CAM

20、系统内进行的,其加工程序直接由联机电缆输入加工机台,在编制程序时可利用系统中的加工模拟功能进行细致的模拟,将零件,刀具、刀柄、夹具,平台及刀具移动速度、路径等显示出来,以便观察整个模具零件的切削过程和前后的形状,进而检查程序编制的正确性,这对于复杂的多曲面的模具零件尤为重要。 2)模具的零部件除了有高精度的几何要求外,其形位精度要求也较高,一般的量具是很难达到理想的目的的,这时就要依赖精密零件测量系统。这种精密零件测量系统简称CMM,即Coordinate Measuring Maching,是数控加工中心的一种变形。它的测量精度可达0.25m,其测量工件的方式如下:将经由CAD/CAM系统或CMM专用软件所产生的零件数据选送至CMM的计算机系统,经过适当的设置后,即按照所给出的数据去测量工件,将所得结果与原始数据比较,得出工件加工后的误差。如果原始数据是从设计图纸得来的,则可直接将设计数据送入CMM专用软件,然后进行测量,将取得的加工误差数据进行质量分析,以判断工件的加工质量。如果检测的不是单个零件而是若干个零件的组件,则由各零件的误差积累而导致总偏差被显示出来。 3)现代模具制造的必然趋势,就是用机械加工尽可能地取代人工加工。这就确定了先进设备在现代制造中的作用,尤其现在加工中心、数控高速成型铣床、数控铣床、数控