文献综述-注塑模具类汽车毕业设计毕业论文塑料模具

1、XXXX大学本科毕业设计（论文）文献综述报告班 级姓 名课题名称暖风操纵机构改型及其面板凸轮摆杆模具设计文献综述报告（包括国内外本课题及相关研究的现状、分析及参考文献目录，理工类要求不少于2000字）目 录1 前言1.1 塑料行业的发展现状1.2 汽车行业的发展现状2 模具工业的发展现状2.1 模具工业在国民经济中的地位2.2 模具分类及制造技术概述2.3 我国模具工业的发展现状2.4 国外模具工业的发展现状2.5 国内外模具产品水平比较3 （塑料）模具设计的方法3.1 模具设计的原则3.2 模具设计的一般步骤3.3 模具设计制造中的CAD/CAM/CAE4 总结以及展望参考文献指导教师审批意

2、见签名： 年 月 日SC6363暖风操纵机构改型及面板凸轮摆杆模具设计1 前言1.1 塑料行业的发展现状塑料为合成的高分子化合物，又可称为高分子或巨分子，也是一般所俗称的塑料或树脂，可以自由改变形体样式。是利用单体原料以合成或缩合反应聚合而成的材料，由合成树脂及填料、增塑剂、稳定剂、润滑剂、色料等添加剂组成的，它的主要成分是合成树脂。塑料的品种众多，分类方法也很多，主要有如下4种分类方法：（1）按化学性质分类，有热固性塑料和热塑性塑料。 热塑性塑料：在一定的温度范围内加热时软化并熔融，成为可流动的粘稠液体，可成型为一定形状的制品，冷却后变硬，保持已成型的形状，并且该过程可以反复进行。这类塑料在

3、成型过程中只有物理变化而无化学变化，其树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生。常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙稀酸甲脂（有机玻璃）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚酰胺（尼龙）、聚甲醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚砜和聚四氟乙烯等。热固性塑料：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应，交链固化而变硬，此时树脂变的不可熔而硬化，塑件形状被固定不再发生变化。正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满形腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维

4、体型的网状结构，不仅不能再熔融，在溶剂中也不能溶解，即固化。上述过程既有物理变化又有化学变化，与热塑性塑料不同的是，该类制品一旦损坏则不能再回收。酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料、有机硅塑料、不饱和聚酯塑料是常用的热固性塑料。（2）按物理机械性能和用途分类，有通用塑料和工程塑料；（3）按化学结构分类，有均聚物和共聚物之分；（4）按照组分分类，有单质塑料（纯树脂）和改性塑料等等。塑料行业是我国轻工行业的重要组成部分，包括塑料薄膜、板片、塑料管及其附件、泡沫塑料、人造革合成革、包装箱及容器、日用制品等十个子行业，塑料制品广泛应用于包装、建筑、农业、家用电器等领域。目前中国塑料行业年度工业总产值已接近万

5、亿元，其比重占轻工行业总量的9.85%，占全国工业总产值1.9%，塑料行业在国民经济中占有重要地位。2009年上半年，国家把塑料行业列入轻工业调整和振兴规划的重点扶持产业，给予提高出口退税率、部分解除加工贸易限制等多项政策扶持；塑料企业也努力克服国际金融危机带来的严重冲击，积极应对新形势挑战，目前行业生产与销售止跌企稳，最低迷时期已基本过去，预计在国家不断出台促进经济增长政策的宏观大环境下，塑料行业下半年将继续保持平稳发展态势，行业经济效益也将得以逐步回升。具体分析2009塑料行业上半年总体运行特征：（1）生产保持平稳增长国家统计局数据显示，2009年5月，全国塑料行业规模以上企业（年主营业务

6、收入500万元人民币及以上全部工业法人企业）共计1.89万家，其中分布在广东、浙江、江苏、山东、上海等东部沿海省市的企业居多，上述5省市规模以上企业数占全国总数的83.92%。图1-19 图1-1 5月份塑料行业规模以上企业地区分布15月，塑料行业累计完成工业总产值（现价）3815.73亿元，累计同比增长7.5%。从月度产值情况看，产值保持了平稳增长态势。全行业2月份完成产值628.19亿元，同比增长16.2%；3月份完成产值812.86亿元，同比增长10.4%；4月份完成产值814.86亿元，同比增长8.7%；5月份完成产值903.21亿元，同比增长8.4%。如图29 图1-2 塑料行业月度

7、工业总产值及同比从月度产量上看，15月，塑料行业累计完成产量1609.33万吨，累计同比增长6.23%。除1月份产量低于上年同期水平外，其余各月与2007、2008年同期相比，均呈现良好增长态势。各月产量增长情况见图1-3。 图1-3 全国塑料制品产量月度完成情况15月，塑料行业累计实现工业销售产值（现价）3709.41亿元，累计同比增长6.5%；占全国轻工行业销售产值的9.98%，其中：出口交货值638.72亿元，累计同比下降12.1%；出口交货值占销售产值的比重为17.2%。（2）产销率不断提高15月，塑料行业累计产销率97.2%。其中：2月份最低，产销率为96.1%，3月份起开始回升，为

8、96.3%，4月份产销率为97.5%，5月份产销率为97.5%。受市场需求拉动影响，3月份起，塑料行业销售水平逐月回升（图1-4）。15月，塑料行业中九类子行业的产销衔接较好，除塑料人造革、合成革制造业与塑料零件制造业外，其他7类子行业的累计产销率均在97%以上，其中日用塑料制造业的产销率最高，达到97.7%（图1-59）。 图1-4 塑料行业月度产销率走势 图1-5 月塑料各子行业累计产销率情况1.2 汽车行业的发展现状汽车工业是一个高投入、高产出、集群式发展的产业部门。汽车自身的投资、生产、开 发、供应、销售、维修；前序的原材料、零部件、技术装备、物流；后序的油料、服务、信贷、咨询、保险，

9、直至基础设施建设、汽车旅游、汽车旅馆、汽车影院、汽车餐厅甚至各种汽车体育比赛等构成了一个无与伦比的长链条和大规模的产业体系。汽车工业可以带动的行业和产业之宽，能包容和吸收的各种新技术、新材料、新工艺、新装备之广，可形成的生产规模、市场规模之大，可创造的产值、税收和就业岗位之多，对国民经济拉动的作用之大、之持久，都是其他产业所难以相比的。除了经济上的重要性之外，众所周知，汽车工业也历来是企业的管理思想，尤其是制造业生产方式创新与变革的源泉，对整个工业的发展起着决定性的影响。无论是20世纪初亨利福特和阿尔弗雷德斯隆创造的基于单一产品原则和流水线生产制度的大量生产方式，还是20世纪6070年代丰田英

10、二和大野耐一开创的体现日本式职业道德的精益生产，乃至美国三大汽车企业近年来掀起的电子商务热潮，无一不凭借了汽车工业的巨大规模、汽车产品的复杂性、汽车工业与社会经济部门的多层次广泛联系，推动了全世界制造业生产方式的变革。1.2.1 国外汽车业的发展现状国外汽车工业的发展，若以1886年德国戴姆勒和本茨两厂共同造出世界上第一辆汽车时算起，至今已有120多年的历史了。美、英、法、西德、意大利等国，都是亡世纪术期就开始生产汽车的。日本发展较晚，是在二十世纪三十年代着手建立汽车工业的。上述各国目前大都建成丁一套完整的汽车工业体系，形成了一文比较庞大的生产队伍。近年来这些国家的各垄断集团，为了加强竞争能力

11、，牟取更大的利润，正不断更新设备，改造旧企业，筹建新企业，企业的规模也越来越大。国外汽车工业经过一个世纪的发展，逐渐形成了寡头垄断的格局。上世纪90年代以来，全球汽车工业加快产业结构调整步伐，形成了“63”的格局(通用、福特、戴姆勒克莱斯勒、丰田、大众、雷诺-日产6大汽车集团以及宝马、标致雪铁龙、本田3家公司)，9家跨国公司的汽车产量达全球汽车总产量的95%。美国的通用（GM）、福特（Ford）和克莱斯勒（Chrysler），法国的标致-雪铁龙（PSA）和雷诺（Renault），意大利的菲亚特（Fiat），都是本国市场强有力的占有者；日本的丰田（Toyota）和日产（Nissan），两家占据国

12、内市场的60%。11多个寡头垄断的形成，是汽车工业成熟的标志，是企业间激烈竞争和一系列兼并的结果。汽车工业是规模经济效应最显著的行业之一，产量越大越有利可图。汽车工业发展趋势必然是由分散走向集中，最后形成寡头垄断格局，这是各汽车生产厂家追求规模经济效应的必然结果。不过，2008年源自美国的全球经济危机的大爆发，世界汽车行业的形势又有了些转变。美国汽车产业集体沉沦,通用,克莱斯勒,福特面临破产;欧盟汽车产业整体销量大幅下滑,获400亿欧元救助;日本丰田09年3月财政年度,71年来首次预计全年亏损,亏损金额1500亿日元;中国,印度,巴西,墨西哥等新兴工业体国家的汽车销量保持增长;2008年全球汽

13、车产量整体下降3.73%.如图1-6，图1-77； 图1-6 2003-2008全球汽车产量变化情况 单位：万辆 图1-7 2003-2008各大洲汽车产量变化情况 单位：万辆在经济危机影响下，2008年全球汽车产量下降至7052.65万辆的情况下，其中美洲国家的汽车产量从2007年的1915.41万辆下降至2008年的1691.65万辆，同比下降11.68；欧洲2008年的汽车产量下降至2177.08万辆，与2007年的2285.26万辆相比，下降了4.73；而以中国、印度为代表的亚洲大洋洲2008年的汽车产量为3125.64万辆，与2007年的3071.49万辆相比，增长了1.76。非洲以

14、及南美洲国家的汽车产量2008年有所增长，但总量还比较小，对全球汽车产业的贡献度不高7。以下介绍目前国外几个国家的汽车市场特点：美国汽车市场：美亚欧“三分天下”、品牌呈现趋同势头美国是世界最大的汽车市场，美国的三大老牌汽车公司：通用汽车公司、福特汽车公司和克莱斯勒汽车公司，在上个世纪的大部分时间里统治着这一全球最大的汽车市场。但是如今，他们的一统天下已经为群雄逐鹿的局面所取代。欧洲和亚洲的汽车品牌已经占据了相当的市场份额，成为美国汽车市场上令人瞩目的角色。当今的美国的汽车市场是一种美亚欧“三分天下”的格局。目前美国市场的汽车品牌有趋同的势头。一方面表现在技术上，一旦某个品牌采用了一项新设计或新

15、技术，其它的品牌也会很快效仿；另一方面是在车型上，一旦发现某种车型受市场欢迎，各家会竞相推出。比如，近两年，美国人喜欢多功能休闲车SUV，欧、美、亚各家汽车公司都以最快的速度推出了自己的SUV产品，就连从来没有SUV产品的德国大众汽车公司也推出了高档SUV“途锐”(TOUAREG)。日本汽车市场：继续扩张海外市场、业绩增长锁定北美和中国 2003年，日本三大汽车巨头之一的丰田产量超过福特，成为世界第二大汽车制造商。丰田汽车连续第十二年扩大海外产量，目前其海外产量达到256万辆的历史最高水平。有数据显示，日本汽车厂商2003年增加了国内工厂的产量，以生产更多供出口海外市场的轿车和卡车。日本三大汽

16、车企业丰田、本田和日产，其战略共同点在于，一方面继续维持日本国内的生产能力外，另一方面锁定北美和中国，作为其业绩增长点。德国汽车市场：本国汽车消费市场趋于饱和、海外是其重要市场近几年，德国汽车保有量一直没有增长，汽车消费趋于饱和，出口却呈增长趋势，2003年的数据显示，德国该年共出口轿车367万辆，增长1%；商用车出口27万辆，增长7%。德国汽车主要销往亚洲、东欧和美国，这些均是出口增长的主要区域。英国汽车市场：国外品牌占据主要市场在2003年英国汽车销量排行榜上，排名第一的是美国福特汽车，其后依次为英国沃克斯霍尔，法国雷诺、标致，德国大众和日本丰田等公司，前六位仅有一家为本国企业。意大利汽车

17、市场：经济增长乏力、汽车销量下降近年，意大利经济增长乏力、居民实际购买力下降，导致汽车销量下降。此外，从2003年第二季度开始，意大利政府逐渐取消了对居民购车实施的优惠政策，这也在一定程度上影响了人们的购车热情。韩国汽车市场：本国汽车依然占据主位、进口汽车有所增加由于韩国的高关税保护及国人的“爱国”情结，韩国人都以购买韩国本土车为荣，因此本土车一直是韩国车市的主导者。然而，近年韩国进口车的销量则呈上升趋势，原因有三：一是韩国人消费观念开始改变，不少年轻人开始选择外国品牌；二是品牌的全球化以及高技术、高质量的吸引，三是外国品牌与本地经销商的合作也促进了进口车的销售12。1.2.2 国内汽车业的发

18、展现状1.2.2.1我国汽车产业在国民经济和全球汽车产业中的地位进一步增强 (1)中国已经稳居世界汽车生产与消费的前三位 2007年，我国生产汽车888.24万辆，同比增长22.02%，比上年净增160.27万辆：销售879.15万辆，同比增长21.84%，比上年净增157.60万辆，再创历史新高。 其中，乘用车去年产量638.11万辆.销量629.25万辆。涨幅都超过了21%；商用车去年产量250.13万辆.销量达到249.90万辆，同比增长22.25%，高于全行业的增幅。 总体来看，我国汽车产销量在世界各国中的排名已分别位列第三位和第二位。已经成为名副其实的世界汽车产销大国11。 (2)自

19、主品牌汽车稳定增长 在商用车方面，自主品牌继续成为主流，过去3年在国内市场上的占有率一直保持在95%以上。其中，北汽福田、东风、一汽，江淮、金杯股份、重汽、长安有限、江铃、南汽、陕汽等10家企业共销售商用车167.69万辆，占商用车销售总量的67%。 在轿车方面，自主品牌轿车销量达到124.22万辆，占轿车总销量的26%，其中夏利、QQ、福美来、旗云、F3、骏捷、自由舰、A520、奔奔和吉利金刚等十大品牌共销售轿车88.91万辆，占自主品牌轿车销量的72%。 SUV呈高速增长态势，自主品牌的哈弗，瑞虎分别销售5.78万辆和5.01万辆。MPV销量增长不明显。瑞风和风行分别销售4万辆和1.07万

20、辆。 总体来看，我国自主品牌汽车经过产品结构调整，2007年比2006的市场占有率略有下调。但总量却继续保持稳定增长的局面11。 (3)“走出去”的态势初步形成 2007年，汽车出口延续了前几年高速增长的势头。其中整车出口量达到61.27万辆，同比增长79.85%，出口金额达到73.12亿美元，同比增长1.3倍，出13量及出口金额再创历史新高11。 具有完全自主知识产权和自主品牌的民族汽车企业已经成为轿车出口的主力，表明我国汽车产业已经形成较完整的生产和配套体系。在中低档轿车，客车和载货车领域的竞争优势明显。 我国华展，奇瑞、力帆、吉利等自主品牌厂家纷纷加速海外生产基地的开拓步伐，2007年以

21、来先后在朝鲜、伊朗、俄罗斯、乌克兰等地设立海外工厂。 我国汽车产业参与国际竞争已经取得实质性进展。“走出去”的态势初步形成。 (4)兼并重组获得重大突破 2007年12月26日，国家发展和改革委员会、上海市政府、江苏省人民政府联合举办。上汽跃进全面合作签约仪式”。江苏跃进汽车有限公司将其下属的南京汽车集团有限公司汽车业务，全面融入上海汽车工业(集团)公司，其中整车及紧密零部件资产进入上汽集团控股的上海汽车，其他零部件与服务贸易资产进入上汽与跃进合资成立的东华公司。 上汽集团将建成中国最大、世界一流的汽车企业。未来3年上汽将投入85亿元人民币，把南汽打造成为年产30万辆汽车的重要生产基地。上汽、

22、南汽联合后，短期内将实现年产销汽车200万辆。11 总体来说，上汽和南汽进行全面合作，有利地推动了汽车业的兼并重组，有利于改变当前中国汽车业分散发展的局面，同时加快改变当前汽车行业大而不强、过于分散的局面。1.2.2.2我国汽车产业自主创新加快发展，产业国际竞争力有了明显提高(1)自主创新加速发展 2007年一汽解放J6重型载货车和东风1.5t级高机动性越野车的成功开发，标志着我国重型载货车和越野车开发能力的重大突破，具备了从零部件到整车的完整试制能力，掌握了关键总成的核心技术。建立了规范的开发体系和开发流程，对我国汽车工业的自主创新能力的提升具有重要意义。 此外，一汽自主研发的V12发动机C

23、Al2GV的成功点火，意味着我国掌握了开发顶级轿车用V型发动机的关键技术，是我国汽车工业自主创新的里程碑。 奇瑞、吉利、长安、华展、比亚迪、力帆等一批自主品牌企业在全力打造自主品牌轿车方面继续取得新的成就。 一汽集团在未来8年(到2015年)将投入130亿元发展自主品牌，建设4个轿车平台，开发50款自主品牌轿车车型；东风公司为发展自主品牌成立的东风汽车乘用车公司，到2010年，自主品牌的销量将提升到72万辆，占销售量的53%；上汽集团2007年宣布将筹资270亿元投向自主品牌建设。(2)新能源汽车迈入重要起步笠 2007年11月1日，国家发改委新能源汽车生产准入管理规则正式实施，标志着我国新能

24、源汽车迈入重要的起步年。 目前，全国共有60多种自主研发的电动汽车在试验运行，建立了北京、武汉等4个电动汽车示范城市及6个相应的关键零部件测试基地。已有8个混合动力汽车进入国家机动车产品公告。 新能源汽车起步较晚，但在混合动力汽车的产业化和纯电动轿车产业化方面已有突破性进展。 (3)汽车产业联盟开始形成 我国汽车市场国际化竞争程度较高，企业创新基础条件较为薄弱，通过技术联盟实现企业间和产。学、研间的联合创新，促进企业技术进步正在成为行业共识。 2007年11月，由中国汽车工程学会与机械科学研究总院联合国内汽车、机床及相关制造企业，高校和科研院所共计35个单位联合发起的。汽车制造装备创新联盟”成

25、立，以促进我国汽车制造装备的自主创新能力的提高。 2007年12月27日，“汽车轻量化技术创新战略联盟”宣告成立。该联盟是由中国汽车工程学会联合一汽、东风、吉利、长安、奇瑞等汽车制造企业、材料冶金企业及相关高校和科研院所共计12个单位组成。旨在提高我国自主品牌汽车的轻量化技术水平和碰撞安全性。11 (4)零部件产业集群发展 经过近20年的发展，我国形成了以吉林长春、湖北十堰、安徽芜湖、广东花都为代表的汽车零部件产业基地。汽车零部件产业呈现集群化发展的趋势，初步形成了华北、京津、华中，西南、长三角、珠三角六大零部件集中区域。据不完全统计，目前国内拥有汽车零部件产业园区在1000个左右，关键集群区

26、域约100个。 2007年12月7日，广西玉柴机器集团成功推出中国首台自主研发的YC6L-50国V排放柴油电控发动机，标志着我国发动机研发制造跨入了新阶段。首次实现了我国发动机研发水平与国际保持同步状态。 2007年我国汽车零部件出口金额达145亿美元，高于整车出口。标志着汽车零部件出口已经成为汽车产品出口的主力军。112 模具工业的发展现状2.1 模具工业在国民经济中的地位 模具是制造业的一种基本工艺设备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。模具制造零件以其效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而广泛应用于制造业。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认

27、的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平的高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益收到人们的关注。早在1989年3月中国政府办法的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高薪技术产业的一个组成部分，又是高薪技术产业化的重要领域。模具在机械、电子、轻工、汽车、纺织、航空、航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中69%-90%的产品的零件、组件和部件的生产加工。因而研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于提高国家工业竞争力和促进国民经济的

28、发展有着特别重要的意义。12.2 模具的分类及其制造技术概述模具主要类型有：冲模、锻模、塑料模、压铸模、粉末冶金模、玻璃模、陶瓷模等。除冲模以外的上述模具都属于型腔模，因为它们一般都是依靠三维的模具型腔使材料成型。其中塑料模约占模具总数的33%，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模、挤塑模、注塑模，此外还有挤出成型模、泡沫塑料的发泡成型模、低发泡注射成型模、吹塑模等。模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。如模具的CAD/CAM技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术，模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术，

29、模具的CIMS技术，已在开发的模具DNM技术以及数控技术等，几乎覆盖了所有现代制造技术。2.3 我国模具工业的发展现状近10年来，中国模具工业一直以每年15左右的增长速度快速发展。目前，模具行业专家罗百辉初步统计，中国约有模具生产厂点2万余家，从业人员有50多万人，全年模具产值达534亿元人民币。罗百辉表示，近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具标准件模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂家数量及能力增加较快；随着经济体制改革的不断深入，“三资”及民营企业的发展很快。我国模具产业区域特色明显。模具工业的发展在地域

30、分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方，其地域分布特色也日渐成形。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上，图2-1为2008年模具行业七大地区市场占有率情况。从七大地区来看，华东地区发展势头强劲，其次华南地区。8 图2-1 2008年模具行业七大地区市场占有率情况下面将例举一些国内模具行业的现状及需采取的措施。（1）模具制造工艺方面，多材质塑料模、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取得了很大进步。（2）由于热流道模具在生产效率、节约费料方面远高于其他类型模具，因此在市场方面得到了广泛推广。（3）国

31、内模具生产厂家制造标准不同意，严重影响了模具精度和质量。例如，材料热处理环节，中国模具使用的国产材料远不如国外模具的质量和使用寿命，使得国产模具产品难以与国外产品匹敌。（4）模具人才供应短缺，模具人才决定模具行业的发展前景，并要求具有丰富行业经验的人才。国内高校的教育设备不完善，一些高校培养出的专业学员实际技能不够，缺少经验。（5）标准化不高，中国模具标准化实施晚，标准件的生产、销售、推广和应用相对落后，国际上一般高于79%，中小模具则在80%以上，而我国标准只有40%50%。（6）在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新的台阶，国内近年来陆续引进国外CAD/CAM/CA

32、E一体化软件，如UG、Pro/ENGINEER、Moldflow、CATIA等软件系统，将中国模具行业推上了一个新台阶，但这些系统和软件的引进，花费了大量资金。（7）塑料模具需求率，模具市场的总体发展趋势是平稳上升，随着塑料工业的不断发展，对塑料模具的要求也越来越高，精密、大型、复杂、寿命长塑料模具将是必然趋势，在未来的模具市场中，塑料行业速度将高于其他模具，在模具行业中的比例也将逐步提高。（8）随着汽车和电机等产品向轻量化方向发展，对压铸模的数量、寿命和复杂程度将提出越来越高的要求，随着以塑代钢、以塑代木及精度与复杂的不断提高，模具行业中压铸模的比例也将不断攀升。（9）总之，加入WTO以来，

33、许多外国厂商纷纷进入中国，他们以迁厂、投资、采购等形式使得国内模具业飞速发展，中国模具业应抓住时机，学习外国软件和制造技术来发展自己。22.4 国外模具工业的发展现状（一）国外模具种类，精度，寿命上的优势国外的模具总类繁多，常用的就有几十种。就模具的质量而言，最大的达80多吨，最小的只有几克。按模具的类别统计，其中冷冲模占38.2%，注塑模具占33.4%，压铸模占38%。国外模具精度较高。所谓模具精度通常是指凸凹模具的尺寸精度。目前国外不仅要求统一规格的统统模具做出的一种零件可以呼唤，而且要求模具的凸凹模可以互换。国外模具的寿命较长。例如：美国西屋公司制造的小电机定转子硬质合金级进模、刃磨一次

34、可冲裁百万片以上，总寿命达17 2亿次。（二）CAD/CAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。 在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。3050人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。

35、经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。 （三）为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术 高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。目前，欧美模具企业在生产中广

36、泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在1.5万3万r/min。采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为45年。增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。 （四）快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用 由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提

37、供原型制造服务的机构和公司。在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。 32.5 国内外模具产品水平比较衡量模具产品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗超度，加工模具的复杂程度、模具的使用寿命和制造周期等。以下列出国内外模具产品水平的比较。详见如下表2-1：模具制造精度3项目国外国内塑料模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm压铸模型腔精度0.010.03mm0.020.05mm冷冲模尺寸精度

38、0.0030.005mm0.010.02mm锻模0.020.03mm0.050.10mm级进模步距精度0.00230.005mm0.0030.01mm表2-2：模具生产周期3项目国外国内中型压铸模12个月36个月中型塑料模1个月左右24个月高精度级进模34个月45个月汽车覆盖件模67个月12个月表2-3：模具寿命3项目国外国内压铸模锌、锡压铸模100300万次2030万次铝压铸模100万次以上20万次铜压铸模10万次50001万次黑色金属压铸模0.82万次1500次塑料模非淬火钢模1060万次1030万次淬火钢模160300万次50100万次冷冲模合金钢制模总5001000万次100400万次

39、硬质合金钢冲模总2亿次6000万次1亿次锻钢普通锻钢2.5万次0.81万次精锻模11.5万次0.30.8万次玻璃模3060万次1030万次3 塑料模具设计的方法 3.1塑料模具设计原则合理的模具设计，主要体现在所成型的塑料制品的质量(外观质量及尺寸稳定性)，使用时的安装可靠和便于维修，在注射成型时有较短的成型周期和较长的使用寿命以及具有合理的模具制造工艺等方面。模具设计的主要依据，就是客户所提供的塑料制品图及样板。模具设计人员必须对制品图及样板进行详细的分析和消化同时在设计模具时，必须注意检查以下所有项目：(1)尺寸精度及相关尺寸的正确性(2)脱模斜度是否合理；(3)制品厚度及其均匀性；(4)

40、塑料种类及其缩水率；(5)表面要求；(6)表面颜色；(7)塑料制品成型后是否有后处理(8)制品的批量；(9)注塑机的价格；(10)其它规格。以上内容，模具设计人员必须进行认真的考虑和核对，以便满足客户的要求。3.2 模具设计的一般步骤模具设计人员必须按客户所提供的上述依据和要求认真进行模具设计，一般按以下程序进行。1.制品图或样板的分析和消化 在进行模具设计之前，首先对制品图或样板进行详细的分析和消化，包括以下几个方面：(1)制品的几何形状；(2)制品的尺寸、公差和设计基准；(3)制品的技术要求；(4)制品所用塑料名称、牌号；(5)制品的表面要求；2.注型机型号的选定注射机规格的确定，主要是根

41、据塑料制品的大小及生产批量，在选择注塑机时，主要考虑其塑化率、注射量、锁模力、安装模具的有效面积(注射机拉杆内间距)、容模量、顶出形式及顶出长度。3.型腔数量的确定及型腔排列 模具型腔数量的确定，主要是根据制品的投影面积、几何形状(有无侧抽芯)、制品精度、批量以及经济效益来确定。型腔数量主要依据一下因素进行确定：(1)制品重量与注射机的注射量；(2)制品的投影面积与注塑机的锁模力；(3)模具外形尺寸与注塑机安装模具的有效面积(或注塑机拉杆内间距)；(4)制品精度；(5)制品颜色；(6)制品有无侧抽芯及其处理方法；(7)制品的生产批量；(8)经济效益；以上这些因素是相互制约的，因此，在确定设计方

42、案时，必须进行协调，以保证满足其主要条件。型腔数量确定以后，再进行型腔的排列，即型腔位置的布置。型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯（滑块）机构的设计、镶件及型芯的设计以及冷却系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇口位置有关，所以，在具体设计过程中，要进行必要的调整，以达到较完美的设计效果。4.分型面的确定分型面，在一些产品图中已做具体规定，但在很多模具设计中主要由模具设计人员来定；一般来讲，在平面上的分型面比较容易处理，有时碰到立体形式的分型面就应当特别注意，其分型面的选择应遵照以下原则：(1)不影响制品的外观尤其是对外观有明确要求的制品，更应该注意分型面对外观的影响

43、；(2)有利于保证制品的精度；(3)有利于模具加工，特别是型腔加工；(4)有利于浇注系统、排气系统、冷却系统的设计；(5)有利于制品的脱模，确保在开模时使制品留于动模一边；5.侧向分型与抽芯机构的确定在设计侧向分型和抽芯机构时，应确保其安全可靠，尽量避免与顶出机构发生干涉，否则模具上应设置复位机构。6.浇注系统的设计浇注系统的设计包括主流道的选择，分流道截面形状及尺寸的确定，浇口位置的选择，浇口形式及浇口截面尺寸的确定。当采用点浇口时，为了确保点浇口的脱落，还应注意脱浇口装置的设计。47.排气系统的设计排气系统对确保制品成型质量起着至关重要的作用，排气方式有以下几种：(1)利用排气槽。排气槽一

44、般设在型腔最后被充满的部位。排气槽的深度因塑料不同而异，基本上是以塑料不产生飞边时所允许的最大间隙来确定。(2)利用型芯、镶件、顶针等的配合间隙或专用排气塞来排气。(3)有时为了防止制品在顶出时造成真空变形，必须设计进气箱。(4)有时为了防止制品与模具的真空吸附，而设计防真空元件。8.冷却系统的设计冷却系统的设计是一项比较繁琐的工作，既要考虑冷却效果及冷却的均性又要考虑冷却系统对模具整体结构的影响。9.顶出系统的设计制品的顶出是注射成型过程中的最后一个环节，顶出质量的好坏将最后决定制品的质量。因此，制品的顶出是不可忽视的。10.模架的确定和标准件的选用模架一般采用标准模架，特殊情况或客户指定要

45、求时，可以对模架的部分形状和材料做出更改。 标准件包括通用标准件利模具专用标准件两大类。通用标准件如紧固件等。模具专用标准件如定位圈、浇口套、顶杆、顶管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件、二次分型机构及精密定位标准组件等。一般情况下，尽量采用本厂自制的标准件或易购买的普通标准件，客户指定要求时，需采用客户指定的品牌或规格的标准件，以满足客户的要求。模具设计时，尽可能选用标准模架和标准件，这对缩短制造周期、降低制造成本是及其有利的。11.绘制装配图模架及有关内容确定之后，便可以绘制装配图。在绘制装配图的过程中，对已选定的浇注系统、冷却系统拙芯机构、顶出系统等做进步的协调和完善，从结构上达

46、到比较完美的设计效果。完整的模图应注意以下几点：(1)模图上应显示注塑机拉杆示意形状和位置；(2)模图上应标明塑胶产品的塑料材料及缩水率：(3)模图上应清楚标明改动标记，在副栏内注明改动标记、日期和内容。12.绘制模具主要零件图在绘制型腔或型芯图时，必须注意所给定的成型尺寸、公差及脱模斜度是否相互协调，其设计基准是否与制品的设计基准相协调。同时还要考虑型腔、型芯在加工时的工艺性及使用时的力学性能及其可靠性。13.设计图纸的校对模具图设计完成后，校对人员应针对客户所提供的有关设计依据及客户所提要求，对模具的总结构、工作原理、操作的可行性等进行系统的校对。特别应注意以下几点：(1)模架是否适合注塑

47、机(包括模架平面大小及厚度)；(2)根据模架、镶件的大小、形状等实际情况验算A、B板的厚度是否合适；(3)根据模架、镶件的大小、形状等实际情况验算顶柱的数量和位置是否合适；(4)模具的锁模栓、吊模孔(或吊模方)是否合适，包括形状、大小和位置，应适用于所选注塑机规格，并满足客户指定之要求。(5)压模槽应适用于所选注塑机规格，并满足客户指定之要求。14.设计图纸的会签及修改模具图纸设计完成后，如客户要求，必须交客户认可。只有客户同意后，模具才可投入生产。当客户有较大意见需做重人修改时，则必须在重新设计后再交客户认可，直至客户满意为止。4综合以上的模具设计程序，其中有些内容可以合并考虑，有些内容则要

48、反复考虑，因为其中有些因素常常相互矛盾，必须在设计中不断论证、互相协调才能得到较好的处理，特别是涉及模具结构方面的内容，一定要认真对待，往往要做几个方案进行对比，对每一种结构尽可能列出其各方面的优缺点，再逐分析，进行优化。因为结构上的原因，会直接影响模具的制造和使用甚至造成整套模具的报废，所以，模具设计是保证模具质量关键件的一步，其设计过程就是一项系统工程。3.3 模具设计制造中的CAD/CAM/CAE模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产的关键技术，是一个高科技、高效益的系

49、统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使工种技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化，模具CAD/CAM在技术的迅猛发展，软件，硬件水品的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展来了质的飞跃，已经成为现代化企业信息化，集成化、网络化的最优选择。不过，在信息社会中，作为一个高水平的现代模具企业，单单只是CAD/CAM的应用已远远不够，目前还已经采用了CAE等技术及其它先进制造技术和虚拟网络技术等，这些都是信息化的表现，向信息化方向发展这一趋势已成为行业共识。常用CAD/CAM/CAE软件的介

50、绍：Pro/ENGINEER是美国PTC公司的产品，1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER proewildfire6.0。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。Pro/Engineer功能如下：1 特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；2 参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；3 通过

51、零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计。4 支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件，交替排列，ProPROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等)。5 贯穿所有应用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动)。其它辅助模块将进一步提高扩展 ProENGINEER的基本功能。三坐标测量机是一种几何量测量仪器，它的基本原理是将被测零件放入它允许的测量空间，精密地测出被测元素上测量点的三个坐标值，根据这些点的数值经过计算机数据处理，拟合成相关几何元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算得出形状、位置公差及其它几何量数据。三坐

52、标测量机是一种通用的三维长度测量仪器，是由三个相互垂直的测量轴和各自的长度测量系统组成机械主体，结合测头系统，控制系统，数据采集与计算机系统等构成坐标测量系统的主要系统元件，测量时把被测件置于测量机的测量空间中，通过机器运动系统带动传感器即测头实现对测量空间内任意位置的被测点的瞄准，当瞄准实现时测头即发出读数信号，通过测量系统就可以得到被测点的 几何坐标值，根据 这些点的空间坐标值，经过数学运算求出待测的几何尺寸和相互位置关系。MoldFlow软件是美国MOLDFLOW公司的产品，该公司自1976年发行了世界上第一套塑料注塑成型流动分析软件以来，一直主导塑料成型CAE软件市场。MoldFlow软件包括三大部分：快速试模分析（MPA）、高级成型分析（MPI）和品质控制专家分析软件（MPX）。MPA（Moldflow Plastics Advisers）能够快捷地测试产品工艺性及优化模具的设计。其可以读取CAD模型，通过仿真分析，在短时间内就可以优化制品和模具设计。其功能包括预测塑料填充过程、流道系统优化、保压优化、冷却系统设计评估、翘曲预测和成本评估等。MPI（Moldflow Plastics Insight）可以在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟分析，包括最佳浇口位置、填充、保压、冷却、翘曲、流道平衡、最佳成型工艺、收缩分析等。在设计阶段就可以