洗衣機(jī)波輪注塑模具設(shè)計與制造【含CAD圖紙+文檔】

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單位代碼 學(xué) 號 分 類 號 密 級 XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 洗衣機(jī)波輪注塑模具設(shè)計與制造 院（系）名稱 工學(xué)院機(jī)械系 專業(yè)名稱 材料成型及控制工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx年 5 月 15 日 任務(wù)書 畢業(yè)設(shè)計（論文）題目 洗衣機(jī)波輪注塑模具設(shè)計與制造 畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標(biāo)、任務(wù)、途徑、方法，應(yīng)掌握的原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻(xiàn)）以及設(shè)計技術(shù)要求、注意事項等）（紙張不夠可加頁） 1. 設(shè)計目的：（1）綜合運用塑料成型材料的基本知識,以塑料成型的基本原理和工藝特點,分析成型工藝對模具的要求；（2）掌握成型設(shè)備對模具的要求；（3）掌握成型模具的設(shè)計方法,通過畢業(yè)設(shè)計,使學(xué)生具備設(shè)計中等復(fù)雜程度的模具的能力；（4）培養(yǎng)學(xué)生正確的設(shè)計思想和分析問題、解決問題的能力，學(xué)會運用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖表和查閱有關(guān)技術(shù)資料，培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計的基本技能。 2. 設(shè)計任務(wù)：洗衣機(jī)波輪注塑模具設(shè)計與制造 3. 設(shè)計規(guī)格： （1）外形尺寸見附圖；（2）材料：ABS；（3）生產(chǎn)綱領(lǐng)：年產(chǎn)10000件 4. 設(shè)計內(nèi)容： 1）塑件的工藝分析以及注射機(jī)選擇 2）注塑模具的設(shè)計,主要包括： （1）型腔數(shù)目確定 （2）分型面選擇 （3）型腔的布置 （4）澆注系統(tǒng)的設(shè)計 （5）排氣槽位置的選擇 （6）成型零件的設(shè)計與加工工藝 （7）脫模機(jī)構(gòu)零件的計算 （8）模具標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇 （9）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 （10）塑料模具的材料及熱處理 3） 實體設(shè)計 （1）所給制品的實體設(shè)計 （2）凹凸模實體設(shè)計 （3）模具其他零件的實體設(shè)計 （4）模具虛擬裝配 5. 設(shè)計要求： （1）20xx年2月10日完成開題報告，文獻(xiàn)綜述以及文獻(xiàn)翻譯。 開題報告主要內(nèi)容包括：調(diào)研資料的準(zhǔn)備，畢業(yè)設(shè)計的目的、要求、思路與預(yù)期成果；任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排；完成設(shè)計所具備的條件因素。 文獻(xiàn)綜述不少于3000字；文獻(xiàn)翻譯不少于3000字。查閱文獻(xiàn)資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇； （2）20xx年3月1日前完成畢業(yè)設(shè)計方案。 （3）20xx年4月10日完成圖紙繪制，實體設(shè)計和畢業(yè)設(shè)計說明書初稿。 （4）20xx年4月20日完成畢業(yè)設(shè)計說明書定稿。設(shè)計說明書不少于8000字，條理要清晰，格式規(guī)范，邏輯性強(qiáng)。 （5）20xx年5月1日前上交所有材料（紙質(zhì)材料和電子檔），學(xué)院進(jìn)行答辯資格審查 。20xx年5月14日前完成答辯前的修改工作，做好畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。 （6）20xx年5月19日-20日院里組織統(tǒng)一畢業(yè)答辯。 6. 參考文獻(xiàn)： [1] 黨根茂 駱志斌 李集仁 主編.模具設(shè)計與制造.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，1995.12； [2] 許發(fā)樾 主編.實用模具設(shè)計與制造手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.1； [3] 《塑料模設(shè)計手冊》編寫組著.塑料模具設(shè)計手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社； [4] 王煥庭 李茅華 徐善國 主編. 機(jī)械工程材料.大連理工大學(xué)出版社，2000.5； [5] 高佩副 主編. 實用模具制造手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1999.3 [6] 彭建聲 秦曉剛 主編. 模具技術(shù)問答.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.1 [7] 陳錫棟，周小玉.實用模具技術(shù)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2001.7 [8] 付宏生.劉京華.注塑制品與注塑模具設(shè)計.化學(xué)工業(yè)出版社,2003.7； [9] 陳萬林.實用塑料注射模設(shè)計與制造.機(jī)械工業(yè)出版社2000.10； [10] 賈潤禮，程志遠(yuǎn).實用注塑模具設(shè)計手冊.中國輕工業(yè)出版社,2000.4； 畢業(yè)設(shè)計（論文）時間： 20xx 年 2 月 13 日至 20xx 年 5 月 13 日 計 劃 答 辯 時 間： 20xx 年 5 月 19日-20日 專業(yè)（教研室）審批意見： 審批人（簽字）： 附圖： 圖1 注塑件尺寸圖 圖2 注塑件外形圖 圖1 注塑件尺寸圖 圖2 注塑件外形圖 XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(論文) 文獻(xiàn)翻譯 院（系）名稱 工學(xué)院機(jī)械系 專業(yè)名稱 材料成型及控制工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx年 03 月 10 日 使用低溫永久模鑄造鋁合金JIS-AC4C 摘要：永久模具鑄造的溫度是低于200℃進(jìn)行薄壁鑄造從而獲得高強(qiáng)度。 AL-7.36％硅-0.18銅0.27Mg-0.34Fe的合金JIS-AC4C投使用底部澆注鑄造計劃。該產(chǎn)品有矩形管形狀與墻厚度1，3（70毫米寬x68毫米長x180毫米高）和5毫米。熱效應(yīng)在熔體路徑比較時使用熱澆道插入時使用熱流道插入以及粉末脫模劑。精細(xì)的顯微觀察鑄造。厚度較小，較高的硬度較小的二次枝晶臂間距（SDAS）。然而，硬度和SDAS受模具溫度的影響。有人提議，為了避免熔體形成樹枝晶產(chǎn)生較高的強(qiáng)度，從而用足夠的充模鑄造。 關(guān)鍵詞：永久模鑄造，鋁7.36％硅-0.180.27Mg0.34Fe銅合金，JISAC4砂芯，粉脫模劑，低溫模具 1.介紹 一個輕量級的設(shè)計是一種有效的方式，從而減少汽車的油耗。高壓壓鑄生產(chǎn)輕型薄壁鑄件[1，2]是一個好辦法。這個過程中被廣泛應(yīng)用在汽車行業(yè)。然而，高壓壓鑄產(chǎn)品經(jīng)常包括[3]所造成的缺陷氣體壓迫和預(yù)凝固。盡管技術(shù)的進(jìn)步，在實際鑄件防止這些缺陷發(fā)生是不容易的。此外，在與傳統(tǒng)的永久模鑄造的比較模具的成本是非常昂貴的。永久模鑄造，金屬流動緩慢避免鑄造缺陷，產(chǎn)生優(yōu)良的品質(zhì)。模具溫度一般保持在300 ℃或以上達(dá)到良好的熔體填充。然而，較高的模具溫度，降低產(chǎn)品強(qiáng)度。此外，人們普遍認(rèn)為在熔體流動下，是不適合于制造薄壁產(chǎn)品的。鑒于以上情況，我們這項研究的目的，為生產(chǎn)高強(qiáng)，薄壁模具，使用溫度低于200℃。據(jù)發(fā)現(xiàn)，永久模鑄造與熱流道相結(jié)合，實現(xiàn)了良好的金屬填充。 2 實驗 示意圖如圖1所示，模具加工出高碳鋼（JIS-S50C）。模具有一個典型的底部澆筑計劃，澆道下面，一個流道和產(chǎn)品的一部分。該產(chǎn)品具有一個10°的拔模角度。砂芯（二氧化硅砂）創(chuàng)建一個3-D快速原型（RP）生產(chǎn)的中空形狀。對管的厚度進(jìn)行調(diào)整，以1，3和5毫米的核心大小改變。兩個流道材料改變金屬流動過程中的傳熱效果。一個是鐵流道另一種是砂流道。鐵流道，加工出來的JISS50C塊，是流道的一部分。由RP打印機(jī)生產(chǎn)砂流道使用二氧化硅砂，用于代替鐵流道實驗。 圖1 底部澆注模具顯微觀察虛線包圍的部分 為了得到良好的隔熱效果，以幫助熔體流動，粉末脫模劑（有害生物管理局，由Moresco有限公司提供的MT80型）。靜電噴霧機(jī)用于模具表面涂層，測量只有80微米。 鋁合金JIS-AC4C（類似A356合金）。該合金具有AL-7.36％硅銅-0.180.27Mg-0.34Fe組成。熔體溫度維持在740℃的電爐里。模具的目標(biāo)溫度范圍從30至200℃。鑄造實驗進(jìn)行了使用砂流道或鐵流道。表1顯示砂流道測試條件的細(xì)節(jié)。在鐵流道的情況下，只有結(jié)合溫度200℃的目標(biāo)模具才能生產(chǎn)一毫米厚的產(chǎn)品。 表1 試驗條件下的澆注系統(tǒng) 熔融金屬溫度（℃） 740 目標(biāo)TM0模的溫度（℃） 30,50,100,150,200 產(chǎn)品厚度（毫米） 1,3,5 T截面底部：寬度x厚度（mm） 20×10 澆道 ：寬度x厚度（mm） 20×10 澆口：寬度x厚度（mm） 20×10 產(chǎn)品的核心材料 二氧化硅砂 澆注料 鋁（JIS：AC4C） 在實際鑄造過程中，用注入鐵流道然后用燃?xì)馊紵骷訜岬侥繕?biāo)溫度時，其中的有害生物在模具表面噴灑。接下來，砂芯720中空的形狀被設(shè)置到位。模具閉合，夾緊，熔融后鋁液被倒入模具。填充時間約為2秒。在用砂流道注入的情況下，它被放置在加熱和涂層的模具。 圖1（右）顯示測量部分的填充高度。在管四個面前面記為“F”，后面“B”，右側(cè)“RS”和左側(cè)“LS”。最大填充高度為“H”和最低的“L”表示。為例如，“SRH”是指右側(cè)面的最大填充高度。樣品電火花加工（圖1），用于硬度測量和光學(xué)顯微鏡觀察。 SDAS是：采用顯微線性截距法。 3 結(jié)果與討論 圖2比較了在砂流道與鐵流道模具溫度在200℃的管壁厚度為1毫米的情況下。砂流道需要值達(dá)到最大高度，而鋼鐵顯示短缺。 圖 2 模具溫度200℃薄壁厚度為1毫米時 如在圖2所示用砂填充更好，熔體流動過程中的熱損失將小于鐵流道的情況下。因此，填充高度測量表1中列出的測試條件下，使用通過砂流道注入，壁厚和模具溫度的函數(shù)值進(jìn)行比較。在200℃時，1毫米，而顯示短缺低于150℃所以用砂填充是最好的。在5毫米厚度，數(shù)據(jù)顯示，一些分散，而即使在這些低溫度的填充高度不夠高。 圖3在1mm時硬度和模具溫度之間的關(guān)系 圖3顯示了硬度和模具溫度在1毫米之間的關(guān)系。這值得注意的是，硬度值要求很高時用HRF62.7[5]永久模鑄造JIS-AC4C。砂流道用于提高模具溫度，硬度略有增加。 圖4比較SDAS和模具溫度厚度之間的關(guān)系函數(shù)。增加模具溫度SDAS并沒有改變，或略有增加，。值得注意的是，SDAS的較小值可以減少厚度。使用時鐵流道的SDAS需要一個比砂流道較大的值。有趣的是，14mm時SDAS大于厚管的測量值。為了揭示的流道材料的影響，SDAS變化中投計劃在三個位置（圖1）計量。圖5顯示了厚度為1毫米模具和模具溫度的200℃變化。熔體從澆口注入流經(jīng)流道。圖示兩條曲線，SDAS在門口的最低值。然后，輕微SDAS增加。值得注意的是，在門口的最低SDAS值同樣觀察到的其他管厚度部分。在曲線鐵流道，在管部分的SDAS表示最大值。填充高度觀察表明，即使在溫度通常設(shè)置一個約300℃或以上，生產(chǎn)薄壁零件仍然可用。良好的熔體充在我們的實驗中，認(rèn)為是對隔熱性能有關(guān)。此外，該產(chǎn)品產(chǎn)生非常高的硬度值。控制硬度的因素，將討論如下。 JIS AC4C合金有一個簡單的化學(xué)成分，樣品在熔融狀態(tài)時，硬度值直接涉及到SDAS。硬度越高，SDAS越小。增加的模具溫度SDAS的大小不會改變（圖4）。它已被許多研究者[4，6，7]報道的SDAS涉及到的產(chǎn)品的冷卻速度。一般來說，較高的冷卻速度較小的SDAS。在圖4中的SDAS不影響模具溫度。這一定是由于良好的耐熱的材料的保溫效果。 相對較小的厚度增加產(chǎn)品表面積比和模具高散熱速度也是提高冷卻速度的一部分。因此，厚度越小冷卻速度大，硬度越高。圖5比較了流道，澆口，SDAS關(guān)系。 圖4 SDAS隨模具溫度的變化。 圖5 50℃時，SDAS隨厚度的變化。 SDAS變化是觀察凝固后所采取的一個標(biāo)本。在鑄造過程中，熔體從上往下澆道運行的產(chǎn)品通過了澆口和澆道。因此，熔體溫度隨著澆道向下流溫度降低。 這意味著，SDAS的大小，需要一個較大的值。 然而，圖5顯示不了這一趨勢。該產(chǎn)品需要一個比澆口更大的值。這個值是在用鐵澆道的情況下更為突出SDAS。澆道的選擇對SDAS的影響很大。此外，由于鐵澆道的散熱量很大，我們認(rèn)為管部分使用鐵澆道將有一個更高的硬度（圖4）。這些意外的結(jié)果有關(guān)的硬度和SDAS解釋的理論，主要在澆口和澆道中產(chǎn)生。 鐵澆道沒有足夠的保溫隔熱能力。因此，熔體流動過程中生成樹枝晶枝晶生長進(jìn)入到產(chǎn)品。樹枝晶是該產(chǎn)品的一部分。另一方面，砂流道有足夠的隔熱效果。熔體中不產(chǎn)生樹枝晶，所以熔體在產(chǎn)品部分立即凝固。 SDAS受澆道的影響較大，必須讓熔體從上往下澆道連續(xù)流動。這在轉(zhuǎn)部分過熱產(chǎn)生的冷卻速度較慢，因此產(chǎn)生一個更大規(guī)模的樹枝晶。在較低的模具溫度測試，精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察。 “厚度越小硬度越高較SDAS越小。然而，硬度受SDAS模具溫度的影響。為了得到一個具有足夠高的充模的強(qiáng)度，它是非常重要的，以避免熱損失熔體的熱，從而避免形成樹枝晶。 4 結(jié)論 模具溫度低的薄壁鑄造性能的影響矩形管使用底部澆注plan.A鋼（JIS-S50C）模具與鐵流道和砂流道的結(jié)合使用永久模鑄造的研究。 JIS - AC4C鋁合金在熔融溫度為740℃的投在模具溫度為30至200℃。粉末模具加釋放劑MT80獲得了很高的隔熱效果。即使在一個較低的模具溫度，用金屬填充，模具厚度為3和5毫米，填補(bǔ)了幾乎完美的。因此認(rèn)為是由于粉脫模劑與砂流道組合所產(chǎn)生良好的隔熱效果。薄壁的產(chǎn)品表現(xiàn)出非常精細(xì)的微觀結(jié)構(gòu)。厚度越小，硬度越高和SDAS越高。在底部澆筑低溫度模具計劃中，樹枝晶主要是在熔體流動過程中產(chǎn)生的。為了獲得SDAS高強(qiáng)度的產(chǎn)品，最重要的是避免樹枝晶的生成。這些結(jié)果表明，用砂流道能生產(chǎn)高強(qiáng)度的薄壁鑄件。 參考文獻(xiàn) 1. H. Yamagata, The Science and Technology of Materials in Automotive Engines,Cambridge: Woodhead Publishing Limited, 2005, pp. 299-303. 2. T. Kitsunai, H. Yamagata and T. Koike, SAE Paper 2003-01-2869. 3. E.J. Vinarcik, High Integrity Die Casting Process, New York: John Wiley & Sons, 2003, pp. 157-168. 4. H. Yamagata, W. Kasprzak, M. Aniolek, H. Kurita and J.H.Sokolowski, Journal ofMaterials Processing Technology, 203, 333-341 (2008). 5. Aluminum Handbook 4th Ed., Tokyo: Soc. of Japan Lightmetals, 1990, pp. 341-342. 6. N. Oonishi, T. Takaai, Y. Nakayama and K. Ninomiya, Keikinzoku, 46, 365-367 (1996). 7. B. Zhang, M. Garro and C. Tagliano, Metallurgical Science and Technology, 21, 3-9(2003). 開題報告表 課題名稱 洗衣機(jī)波輪注塑模具設(shè)計與制造 課題來源 教師擬訂 課題類型 AX 指導(dǎo)教師 學(xué)生姓名 專 業(yè) 材料成型及控制工程 學(xué) 號 一、調(diào)研資料的準(zhǔn)備 根據(jù)任務(wù)書的要求，在做本課題前，查閱了與課題相關(guān)的資料有：模具制造技術(shù)、塑料成型工藝與模具設(shè)計、機(jī)械制圖、計算機(jī)制圖、塑料模具設(shè)計手冊、實用塑料注塑模設(shè)計與制造、實用注塑模設(shè)計手冊、模具制造技術(shù)等以及與設(shè)計相關(guān)的手冊！ 二、設(shè)計的目的與要求 （1）綜合運用塑料成型材料的基本知識,以塑料成型的基本原理和工藝特點,分析成型工藝對模具的要求；（2）掌握成型設(shè)備對模具的要求；（3）掌握成型模具的設(shè)計方法,通過畢業(yè)設(shè)計,使學(xué)生具備設(shè)計中等復(fù)雜程度的模具的能力。 三、設(shè)計的思路與預(yù)期成果 1、設(shè)計思路 1）塑件的工藝分析以及注射機(jī)選擇 2）注塑模具的設(shè)計,主要包括： （1）型腔數(shù)目確定 （2）分型面選擇 （3）型腔的布置 （4）澆注系統(tǒng)的設(shè)計 （5）排氣槽位置的選擇 （6）成型零件的設(shè)計與加工工藝 （7）脫模機(jī)構(gòu)零件的計算（8）模具標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇（9）冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 （10）塑料模具的材料及熱處理 3） 實體設(shè)計 （1）所給制品的實體設(shè)計 （2）凹凸模實體設(shè)計 （3）模具其他零件的實體設(shè)計 （4）模具虛擬裝配 2、預(yù)期的成果 （1）完成文獻(xiàn)綜述一篇，不少與3000字，與專業(yè)相關(guān)的英文翻譯一篇，不少于3000字 （2）完成內(nèi)容與字?jǐn)?shù)都不少于規(guī)定量的畢業(yè)設(shè)計說明書一份 （3）繪制裝配圖，部分零件（4）刻錄包含本次設(shè)計的所有內(nèi)容的光盤一張 四、任務(wù)完成的階段內(nèi)容及時間安排 1周——2周 收集設(shè)計資料并完成開題報告 3周——4周 完成英文資料翻譯并寫出文獻(xiàn)綜述 5周——6周 進(jìn)行總體設(shè)計和部分零部件的選擇與設(shè)計 7周——10周 繪制裝配圖和部分零件圖、編寫畢業(yè)設(shè)計說明書 11周 修改整理，準(zhǔn)備答辯 五、完成設(shè)計（論文）所具備的條件因素 本人已修完機(jī)械設(shè)計、機(jī)械制圖、金屬工藝學(xué)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)、計算機(jī)制圖、模具制造技術(shù)、塑料成型工藝與模具設(shè)計等課程，借助圖書館的相關(guān)文獻(xiàn)資料，以及相關(guān)的制圖軟件和網(wǎng)絡(luò)的資源。 指導(dǎo)教師簽名： 日期： 課題來源：（1）教師擬訂；（2）學(xué)生建議；（3）企業(yè)和社會征集；（4）科研單位提供 課題類型：（1）A—工程設(shè)計（藝術(shù)設(shè)計）；B—技術(shù)開發(fā)；C—軟件工程；D—理論研究；E—調(diào)研報告 （2）X—真實課題；Y—模擬課題；Z—虛擬課題 要求（1）、（2）均要填，如AY、BX等。 洗衣機(jī)波輪注塑模具設(shè)計與制造 摘 要 這里面較詳細(xì)地介紹了一個塑料制品成型模具的設(shè)計，分析了塑件工藝特點，介紹了注射成型模結(jié)構(gòu)及模具的工作過程。從制品的成型要求和工藝性分析、注射材料的成型性能和成型工藝參數(shù)、分型面的選擇和澆注系統(tǒng)的確定、注射機(jī)的選擇和校核以及成型零件工作尺寸的計算等方面進(jìn)行了說明，為了方便說明，還插入了一部分圖。此注射模設(shè)計的結(jié)構(gòu)特點是:側(cè)澆口形式的單型面的注射模,大大提高了生產(chǎn)效率。該模具結(jié)構(gòu)設(shè)計巧妙、操作方便、使用壽命長，塑件達(dá)到技術(shù)要求。塑料注射的設(shè)計過程，其中的設(shè)計內(nèi)容有零件的工藝性編制：塑件的工藝性分析、塑件的體積和質(zhì)量計算及注射機(jī)參數(shù)的確定；結(jié)構(gòu)設(shè)計：分型面選擇、型腔數(shù)確定、型腔的排列方式、澆口設(shè)計、側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計、推出及復(fù)位機(jī)構(gòu)方式確定；型芯、型腔尺寸計算；模具加熱和冷卻系統(tǒng)計算；模具閉合高度確定；注射機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核；如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠。最后對模具結(jié)構(gòu)與注射機(jī)的匹配進(jìn)行了校核。并用autoCAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。 關(guān)鍵詞：塑料，注射模具，CAD,設(shè)計  Washing machine Washing injection mold design and manufacturing Abstract The plastics industry in the world grows one of now quickest industry classes, but the injection mold is develops the quick type, therefore, the research injection mold to understood that the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance. This design introduced injection molding's basic principle, specially single is divided the profile to inject mold's structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection mold gating system, the temperature control system and goes against system's design process, and has given the explanation to the mold intensity request, through this design, may have a preliminary understanding to the injection mold, notes in the design certain detail question, understands the mold structure and the principle of work。Plastic Injection the design process, which is designed as part of the craft-oriented establishment : Plastic Parts of the Process Analysis, Plastic Parts of the size and quality of calculation and the injection parameters set; Structural design : Surface choice cavity determination, Cavity the arrangement, gate design, lateral type pulling mechanism design, launch and reattached body identified; Core, Cavity size calculation; Die heating and cooling system computation; Mold closing high set; Injection machine parameters in the verification; The design of such a structure can be used to ensure reliable die. Finally, the injection mold structure and the matching machine was calibrated. Using a set of auto mapping mold parts and assembly plans. Key word: Plastic mold; Divides the profile; CAD;Design XX大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(論文) 文獻(xiàn)綜述 院（系）名稱 工學(xué)院機(jī)械系 專業(yè)名稱 材料成型及控制工程 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 20xx年 03 月 10 日 我國國產(chǎn)模具設(shè)備發(fā)展前景 摘要：本文介紹了我國模具加工設(shè)備發(fā)展及以后發(fā)展的重點，以及以后有待發(fā)展的方向。為今后的畢業(yè)設(shè)計做準(zhǔn)備。 關(guān)鍵詞：模具，材料，加工設(shè)備，精度，發(fā)展前景 前言 我國的模具工業(yè)發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識。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形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。以數(shù)控機(jī)床為例來說，2005年我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量已突破6萬臺，數(shù)量和產(chǎn)品水平都已有了長足的進(jìn)步，但其國內(nèi)市場占有率卻不到30%(有資料說2004年是26.9%)，在模具行業(yè)，恐怕是20%都到不了。主要原因為自主創(chuàng)新能力薄弱，不重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場,體制、機(jī)制和管理等跟不上等三個方面。三方面原因：一是國內(nèi)市場對數(shù)控機(jī)床有強(qiáng)勁的需求，尤其是中低檔產(chǎn)品量大面廣又易于生產(chǎn)，大多數(shù)機(jī)床廠都任務(wù)飽滿，這就使許多有關(guān)企業(yè)不再去追求高、精、尖、難的品種和中高檔產(chǎn)品了；二是絕大部分機(jī)床企業(yè)自主創(chuàng)新能力薄弱，核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)掌握得少，即使有心要去開發(fā)中高檔產(chǎn)品，卻是心有余而力不足；三是模具行業(yè)雖然有較為龐大的設(shè)備市場，但由于模具加工的特殊性，特別是個性化要求比較突出，模具企業(yè)又大都是中小企業(yè)，對數(shù)控設(shè)備的訂貨難以形成較大批量，因此要滿足模具行業(yè)需求，確實有較大難度，必須花大力氣，而且還會有一些風(fēng)險，還要有水平才行。鑒于這三方面原因，所以國內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)對模具行業(yè)設(shè)備市場至今仍不重視或無暇去顧及，只好聽任進(jìn)口設(shè)備去唱主角?，F(xiàn)在模具行業(yè)設(shè)備市場中，中高檔產(chǎn)品基本上已被日本和歐美國家所占領(lǐng)，中低檔產(chǎn)品主要從我國臺灣進(jìn)口。 1 模具行業(yè)對設(shè)備的基本要求 與其他機(jī)械加工相比，模具加工有其一定的特殊性，這些特殊性主要是：1.大多數(shù)模具需要在實芯金屬模塊上加工出形狀復(fù)雜的空間曲面，隨著模具不斷向大型化發(fā)展，模塊重量也將越來越大，現(xiàn)在有的已達(dá)幾十噸；2.大多數(shù)模具外形為長方體或正方體，很少有窄長形的，主要加工量集中在凹模和凸模上；3.隨著模具制品要求越來越精密、復(fù)雜，對模具加工精度的要求也越來越高，現(xiàn)在許多模具的加工精度已達(dá)±1~2μm，不久將很快發(fā)展為小于±1μm；4.隨著用戶對模具生產(chǎn)周期的要求越來越短，模具加工就要滿足高效、快速，且有一定柔性和長時間滿負(fù)荷不停頓運行等要求。根據(jù)上述4條特殊性，就對模具加工設(shè)備提出了如下一些基本要求：1.機(jī)床要有好的剛性和與模塊重量相適應(yīng)的大承載能力；2.工作臺面尺寸要與模具外形尺寸相適應(yīng)，宜于長方形或正方形及圓形，不宜窄長，而高度方向及其行程卻要求有較大空間；3.要有高的精度及精度保持性；4.要能快速高效地去除余量，且有很高的可靠性，以保持連續(xù)長久滿負(fù)荷運行；5.為適應(yīng)復(fù)雜的空間曲面加工，且有大量的加工量，因此要求機(jī)床能多軸聯(lián)動，且配有大信息容量的數(shù)控系統(tǒng)。 2 我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。 成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的50%～80%相比，差距較大。 在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價格低等特點，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大影響，但總體使用量仍較少。塑料模具標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的商品化程度一般在30%以下，和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%～80%相比，仍有差距。 3 沖壓模工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀 我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級進(jìn)模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足100萬次，模具最高壽命達(dá)到1億次以上，精度達(dá)到3～5um，有50個以上的級進(jìn)工位，與國際上最高模具壽命6億次，平均模具壽命5000萬次相比,處于80年代中期國際先進(jìn)水平。我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。 現(xiàn)將2004年我國沖壓模具市場情況簡介如下： 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料，2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元，約合6.2億元。根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計資料，2004年我國共進(jìn)口沖壓模具5.61億美元，約合46.6億元。從上述數(shù)字可以得出2004年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為266.6億元。其中國內(nèi)市場總需求為260.4億元，總供應(yīng)約為213.8億元，市場滿足率為82%。在上述供求總體情況中，有幾個具體情況必須說明：一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技術(shù)含量較低的中低檔模具，因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率，這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn)，而技術(shù)含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率；二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多，具有一定的競爭力，因此其在國際市場的前景看好，2005年沖壓模具出口達(dá)到1.46億美元，比2004年增長94.7%就可說明這一點；三是近年來港資、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料，因此未能計入上述數(shù)字之中。 4 國產(chǎn)模具設(shè)備競爭力分析 目前，國內(nèi)機(jī)床行業(yè)所生產(chǎn)的國產(chǎn)設(shè)備，除了少數(shù)高檔設(shè)備國內(nèi)缺乏自主創(chuàng)新能力，一時還難以滿足之外，大部分是國內(nèi)技術(shù)和能力能夠滿足，卻因為機(jī)床行業(yè)未重視模具行業(yè)這一塊市場和對模具加工一些特殊要求缺乏認(rèn)真分析研究所致。其主要表現(xiàn)是：1.產(chǎn)品未針對模具行業(yè)特殊要求進(jìn)行開發(fā)，主體結(jié)構(gòu)不能很好適應(yīng)模具加工，包括工作臺尺寸及承重、機(jī)床的剛性及穩(wěn)定性、長時間滿負(fù)荷運轉(zhuǎn)的可靠性、高速高效高精度及大余量空間曲面加工等；2.設(shè)備上的許多零部件、配套件質(zhì)量不過關(guān)，尤其是某些電子元器件、某些機(jī)械零部件和數(shù)控系統(tǒng)等；3.由于企業(yè)體制、機(jī)制和管理上的原因，包括裝配質(zhì)量和綜合服務(wù)水平不高在內(nèi)，特別是售后服務(wù)跟不上，致使模具企業(yè)輕易不敢選用國產(chǎn)設(shè)備。就模具行業(yè)設(shè)備市場這一塊，與進(jìn)口設(shè)備相比，國產(chǎn)設(shè)備在性能、可靠性、精度、質(zhì)量、交貨期和綜合服務(wù)能力等方面都缺乏競爭力。羅百輝分析認(rèn)為主要原因為自主創(chuàng)新能力薄弱，不重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場，體制、機(jī)制和管理等跟不上等三個方面。 以數(shù)控機(jī)床為例來說，2005年我國數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量已突破6萬臺，數(shù)量和產(chǎn)品水平都已有了長足的進(jìn)步，但其國內(nèi)市場占有率卻不到30%(有資料說2004年是26.9%)，在模具行業(yè)，恐怕是20%都到不了。為什麼會這樣？羅百輝認(rèn)為大致有三方面原因：一是國內(nèi)市場對數(shù)控機(jī)床有強(qiáng)勁的需求，尤其是中低檔產(chǎn)品量大面廣又易于生產(chǎn)，大多數(shù)機(jī)床廠都任務(wù)飽滿，這就使許多有關(guān)企業(yè)不再去追求高、精、尖、難的品種和中高檔產(chǎn)品了；二是絕大部分機(jī)床企業(yè)自主創(chuàng)新能力薄弱，核心技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)掌握得少，即使有心要去開發(fā)中高檔產(chǎn)品，卻是心有余而力不足；三是模具行業(yè)雖然有較為龐大的設(shè)備市場，但由于模具加工的特殊性，特別是個性化要求比較突出，模具企業(yè)又大都是中小企業(yè)，對數(shù)控設(shè)備的訂貨難以形成較大批量，因此要滿足模具行業(yè)需求，確實有較大難度，必須花大力氣，而且還會有一些風(fēng)險，還要有水平才行。鑒于這三方面原因，所以國內(nèi)機(jī)床生產(chǎn)企業(yè)對模具行業(yè)設(shè)備市場至今仍不重視或無暇去顧及，只好聽任進(jìn)口設(shè)備去唱主角?，F(xiàn)在模具行業(yè)設(shè)備市場中，中高檔產(chǎn)品基本上已被日本和歐美國家所占領(lǐng)，中低檔產(chǎn)品主要從我國臺灣進(jìn)口?，F(xiàn)在韓國設(shè)備已開始呈現(xiàn)不斷擴(kuò)大其市場占有率的趨勢，而多數(shù)國內(nèi)機(jī)床企業(yè)仍對此無動于衷，還在局外游移。 5 國產(chǎn)模具設(shè)備行業(yè)發(fā)展建議 鑒于國內(nèi)機(jī)床行業(yè)尚不重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場，國產(chǎn)設(shè)備在這一市場中的很低的占有率，羅百輝指出，機(jī)床行業(yè)應(yīng)該密切關(guān)注模具行業(yè)的發(fā)展，重視模具行業(yè)中的設(shè)備市場，即使是在目前任務(wù)飽滿的情況下，也應(yīng)從長遠(yuǎn)發(fā)展出發(fā)，從戰(zhàn)略高度去認(rèn)識，并對這一市場進(jìn)行充分研究與正確定位。 在金切設(shè)備方面，特別是在中低檔數(shù)控設(shè)備方面，國內(nèi)企業(yè)也一樣是大有可為的。近年來，光是浙江的模具行業(yè)，每年都從臺灣或國內(nèi)臺資企業(yè)購進(jìn)2000多臺中低檔設(shè)備，我國一些機(jī)床企業(yè)，是完全有能力進(jìn)入這一市場的。先從中低檔產(chǎn)品開始，再逐漸向高端發(fā)展，這可能是一條比較切合實際的路子。當(dāng)然，隨著模具工業(yè)總體水平的不斷提高，所需設(shè)備的檔次理所當(dāng)然的也在不斷提高。例如浙江有些模具企業(yè)已開始淘汰臺灣設(shè)備而把采購目光逐漸轉(zhuǎn)向日本和歐美了。然而日本和歐美設(shè)備的價格畢竟還是昂貴了一些。這也正是國內(nèi)機(jī)床企業(yè)的一個良好機(jī)遇。希望國內(nèi)機(jī)床行業(yè)能把握好這個良好機(jī)遇，在我國模具行業(yè)’十一五’的發(fā)展中，為其插上翅膀，真正起到利其器而助發(fā)展之積極作用。針對國產(chǎn)模具加工設(shè)備行業(yè)創(chuàng)新開發(fā)能力不足、市場占有份額偏低，羅百輝建議骨干重點企業(yè)，應(yīng)一方面努力提高現(xiàn)有產(chǎn)品的質(zhì)量和盡快改善服務(wù)，另一方面應(yīng)針對模具行業(yè)所需去開發(fā)一些新產(chǎn)品，并大力進(jìn)行宣傳，以逐漸形成好的品牌和樹立起良好的形象來。特別是生產(chǎn)金切機(jī)床的骨干企業(yè)，更應(yīng)重視這一問題，因為生產(chǎn)電加工設(shè)備的企業(yè)在這一點上相對要好得多，有關(guān)企業(yè)已經(jīng)在模具行業(yè)中樹立起了一些較好的品牌和建立起了良好信譽(yù)和形象。 參考文獻(xiàn) [1] 李 斌. 數(shù)控加工技術(shù)[M].北京：高等教育出版社,2001. 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