筆記本電池蓋的注射模具設(shè)計-塑料注塑模【三維UG】【含26張CAD圖紙】

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一、 選題依據(jù) 1．論文（設(shè)計）題目 筆記本電池蓋注射模具設(shè)計 2．研究領(lǐng)域 工程設(shè)計 3．論文（設(shè)計）工作的理論意義和應用價值 現(xiàn)在塑料產(chǎn)品在我們的生活中應用越來越廣泛，因此模具設(shè)計工作者一直在努力提高其生產(chǎn)效率。本設(shè)計專門針對筆記本電池后蓋進行注塑模具設(shè)計，包括產(chǎn)品材料的選擇，產(chǎn)品的成型特點，注塑模具的設(shè)計等；在模具設(shè)計的過程中，關(guān)鍵的幾個問題是解決分型面的選擇、澆口位置確定、頂出系統(tǒng)的設(shè)計、斜頂?shù)脑O(shè)計、塑件澆注系統(tǒng)布局、冷卻系統(tǒng)的布局等問題；首先運用 Solidworks 軟件對塑件進行三維造型，對塑件進行型腔布局設(shè)計，然后實現(xiàn)分模，最后運用 CAD 完成其他系統(tǒng)的設(shè)計。在本設(shè)計中運用 Solidworks，CAD 等軟件輔助完成電池后蓋的注塑模具設(shè)計，有效的提高了注塑模具的生產(chǎn)效率。在設(shè)計的過程中本著降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期和提高生產(chǎn)效率的宗旨，盡可能地設(shè)計出結(jié)構(gòu)相對簡單、裝配比較方便的模具。 注塑模具，也被稱為注射模具，主要用于熱塑性塑料成型，注塑成型塑料產(chǎn)品占超過塑料模具的一大半比例。模具開發(fā)產(chǎn)品要適應現(xiàn)在“交貨期短”，“精度高”， “質(zhì)量好”，“價格低”等要求。注塑模具設(shè)計主要包括材料的選擇，市場調(diào)研，塑膠，塑料零件建模和流程分析及設(shè)計，注塑機，注塑模具及零部件，以及相關(guān)的計算和驗證，以及工程圖繪制參數(shù)的選擇。在模具設(shè)計 CAD / CAE 技術(shù)的應用，可以大大減少模具設(shè)計時間，使設(shè)計參數(shù)標準化[1]。 注射成型有三大工藝條件，即：溫度、壓力、時間。在成型過程中，尤其是精密制品的成型，要確立一組最佳的成型條件決非易事，因為影響成型條件的因素太多，有制品形狀、模具結(jié)構(gòu)、注射裝備、原材料、電壓波動及環(huán)境溫度等。塑料模具的設(shè)計不但要采用 CAD 技術(shù)，而且還要采用計算機輔助工程（CAE）技術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段，即開發(fā)/設(shè)計階段（包括產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、試模和成型）。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計人員憑經(jīng)驗與直覺設(shè)計模具，模具裝配完畢后，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題后，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料制品和模具設(shè)計，這勢必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。目前國際市場上主要流行的，運用范圍最廣的注射模流動模擬分析軟件有澳大利亞的 MOLDFLOW、美國的 CFLOW、華中科技大學的 H-FLOW 等。其中 MOLDFLOW 軟件包括三個部分： MOLDFLOW PLASTICS ADVISERS （產(chǎn)品優(yōu)化顧問，簡稱 MPA），MOLDFLOW PLASTICS INSIGHT （注射成型模擬分析，簡稱 MPI），MOLDFLOW PLASTICS XPERT （注射成型過程控制專家，簡稱 MPX）。采用 CAE 技術(shù)，可以完全代替試 模，CAE 技術(shù)提供了從制品設(shè)計到生產(chǎn)的完整解決方案，在模具制造加工之前， 在計算機上對整個注射成型過程進行模擬分析，準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設(shè)計，而不是等到試模以后再返修模具[2]。這不僅是對傳統(tǒng)模具設(shè)計方法的一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。 我國國內(nèi)的模具市場的現(xiàn)狀并不樂觀，引起這種結(jié)果的原因是多方面的，大概可 以分為三方面的原因：沒有檔次比較高的產(chǎn)品、行業(yè)內(nèi)缺乏具體的工藝標準、生產(chǎn)制造的利潤較低。 4．目前研究的概況和發(fā)展趨勢 4.1 國內(nèi)現(xiàn)狀 我國的模具制造企業(yè)主要是以民營企業(yè)或者個體經(jīng)營為主的，而這兩種企業(yè)的模式發(fā)展受多種條件的影響，比如，資金、空間、技術(shù)信息交流等，很難形成一定的大規(guī)模。甚至有相當一部分企業(yè)仍然是依靠傳統(tǒng)設(shè)備和手工進行加工生產(chǎn)，所以只可以生產(chǎn)一些中、低檔模具，由于信息問題，他們也很難接觸到一些先進的成型技術(shù)和國家最先進的成型設(shè)備。如此一來，便更使得中低檔的模具市場競爭變得更加的激烈。國內(nèi)模具制造企業(yè)一般都能夠認識到自己在技術(shù)方面的落后，但是，自己都很難看到管理方面的落后。這些模具生產(chǎn)企業(yè)不但沒有工藝流程的具體的行業(yè)標準，而且，主要的生產(chǎn)模式依然是最傳統(tǒng)的師傅領(lǐng)導徒弟的模式。但是，國內(nèi)以此種模式生產(chǎn)和生存時，國外的一部分先進的模具企業(yè)已經(jīng)采用生產(chǎn)流程進行管理。現(xiàn)代模具行業(yè)早就已經(jīng)轉(zhuǎn)入了數(shù)字化的時代，由電腦設(shè)計圖紙，并且依靠電腦先輸入加工的數(shù)據(jù)，然后制作模具。在此種國際形勢下，國內(nèi)模具行業(yè)不但技術(shù)上跟不上時代的潮流，而且在管理方面也差一個步伐，行業(yè)內(nèi)再沒有一個具體的流程標準的問題便更加阻礙了企業(yè)的發(fā)展步伐了。 模具生產(chǎn)可以通過信息化的管理來實現(xiàn)。模具企業(yè)的信息化，即是指將 ERP、INTERNET 等一些信息化技術(shù)應用到模具企業(yè)中，用 IT 的形式將模具企業(yè)業(yè)務全過程、技術(shù)溝通過程、模具企業(yè)內(nèi)部的業(yè)務管理過程固定下來，以達到提高模具企業(yè)的經(jīng)營管理水平和模具企業(yè)運轉(zhuǎn)的效率的目的[3]。綜合各方面的現(xiàn)狀，可將我國模具技術(shù)大致分類，具體有以下幾個方面走勢： （1）模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)及其應用日趨成熟。 （2）大力發(fā)展快速成型技術(shù)。 （3）優(yōu)質(zhì)模具材料會得到進一步的發(fā)展，同時一些更為先進的熱處理技術(shù)和表面處理技術(shù)得到應用。 （4）模具生產(chǎn)的標準化水平和一些標準件的使用率會得到很大的提高。 （5）模具行業(yè)會向復雜化、精密化和大型化方向的發(fā)展。 （6）模具成型新技術(shù)與新工藝會得到開發(fā)，不斷涌現(xiàn)和推廣。 （7）將熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)推廣應用在塑料模具中。 （8）在模具加工的應用里逐步推廣高速銑削。 （9）模具的高速測量技術(shù)與逆向工程得到進一步的研究和應用。 我國的模具以塑料、五金模具為主。特別是廣東地區(qū)的模具行業(yè)里經(jīng)營的主要是塑膠、五金模具，因此，廣州的模具行業(yè)首先在經(jīng)營模式上占有很大的優(yōu)勢。雖然廣東的模具業(yè)里主要是一些中小型的企業(yè)，但是它們的分布范圍相當?shù)膹V泛，并且，有許多模具制造業(yè)比較集中地區(qū)，比如，廣州的番禺區(qū)、深圳的龍崗區(qū)、東莞、汕頭等地。 隨著大量的模具企業(yè)的快速增長，模具行業(yè)的整體水平也得到了相應的增長。與此同時，廣東的一些大型企業(yè)和快速發(fā)展起來的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，紛紛開始了對模具制造的投入，目的是使自己生產(chǎn)的產(chǎn)品的市場競爭能力得到大幅度的提高。與此同時，在我國沿海的 一些工業(yè)發(fā)達的地區(qū)，也陸續(xù)的聚集了成千上萬的中外合資和外商獨資的模具企業(yè)[4]。 此外，近年來我國家電的發(fā)展突飛猛進，使得人們的生活環(huán)境變得更加高質(zhì)量， 給人們提供了很大的便利。同時隨著人們生活質(zhì)量的提高，大眾對電器類產(chǎn)品的各方面要求都在漸漸提高。為了適應這種變化，工作者就要不停的研發(fā)新的產(chǎn)品，以滿足大眾的需求，并且要加快速度研發(fā)以適應產(chǎn)品的更新?lián)Q代，而這更新?lián)Q代的速度一直在逐漸的加快，尤其是在廣東的一些地區(qū)，這種需求更加要強烈。由于我國模具業(yè)的快速發(fā)展，使得像電池后蓋這類的薄壁產(chǎn)品的注塑模具不管是在國內(nèi)還是在國外都得到了快速發(fā)展，且有發(fā)展前景非?？捎^。在我國的南方地區(qū)，超薄類零件的模具在當?shù)氐貐^(qū)的需求量很可觀，而且它的出口量也是非常大的。相信在不久的以后，隨著南方的其它各個產(chǎn)業(yè)鏈的支持不斷增加，超薄件的注塑模具的生產(chǎn)成本一定可以很大程度的得到降低，生產(chǎn)周期也可以不斷地有所減小，它的生產(chǎn)技術(shù)也會有個更為樂觀的發(fā)展前景[5]。 4.2 國外現(xiàn)狀 國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡化。追求的目標是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。國外發(fā)達國家模具標準化程度達到 70%～ 80%，實現(xiàn)部分資源共享，大大縮短設(shè)計周期及制造周期，降低生產(chǎn)成本.最大限 度地提高模具制造業(yè)的應變能力 滿足用戶需求。模具企業(yè)在技術(shù)上實現(xiàn)了專業(yè)化， 在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越來越多的采用以設(shè)計為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對模具工人技術(shù)全面性的要求，強調(diào)專業(yè)化。 國外注塑成型技術(shù)在也向多工位、高效率、自動化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此，模具向高精度復雜、多功能的方向發(fā)展。例如：組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動周轉(zhuǎn)箱一體注塑；多色注塑等；向高效率、高自動化和節(jié)約能源，降低成本的方向發(fā)展。例如：疊模的大量制造和應用，水路設(shè)計的復雜化、裝夾的自動化、取件全部自動化[6]。 在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的。將高新技術(shù)應用于模具的設(shè)計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。 （1）CAD/CAE/CAM 的廣泛應用，顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性在歐美，CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應用的技術(shù)。在 CAD 的應用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前 3D 設(shè)計已達到了 70%～ 89%。PRO/E、UG、CIMATRON 等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成 2D 設(shè)計，同時可獲得 3D 模型，為 NC 編程和 CAD/CAM 的集成提供了保證。應用 3D 設(shè)計，還可以在設(shè)計時進行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。30～50 人的模具企業(yè)， 一般擁有數(shù)控機床十多臺。經(jīng)過數(shù)控機床加工的零件可直接進行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE 技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計中應用 CAE 分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設(shè)計中應用 CAE 軟件，模擬金屬變形過程，分析應力應變的分布，預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE 技術(shù)在模具設(shè)計中的作用越來越大，意大利 COMAU 公司應用 CAE 技術(shù)后，試模時間減少了 50%以上。 （2）為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術(shù)高速切削是以高切削速度、高進給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)，其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應用數(shù)控高速銑，三軸聯(lián)動的比較多，也有一些是五軸聯(lián)動的，轉(zhuǎn)數(shù)一般在 1.5 萬～3 萬 r/min。采用高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面，僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時間。歐美模具企業(yè)十分重視技術(shù)進步和設(shè)備更新。設(shè)備折舊期限一般為 4～5 年。增加數(shù)控高速銑床，是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點之一。 （3）快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應用 由于市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，快速成型和快速制模技術(shù)應運而生，并迅速獲得普遍應用。在歐洲模具展上，快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)占據(jù)了十分突出的位置，有 SLA、SLS、FDM 和 LOM 等各種類型的快速成型設(shè)備， 也有專門提供原型制造服務的機構(gòu)和公司[7]。 在所考察的模具企業(yè)中，有不少是將快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)結(jié)合起來應用于模具制造，即利用快速原型技術(shù)制造產(chǎn)品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。許多塑料模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具，用于少量翻制塑料件， 非常適合于產(chǎn)品的試制。 二、論文（設(shè)計）研究的內(nèi)容 1.重點解決的問題 （1）模具工作零件的設(shè)計與工藝路線 （2）模具總體結(jié)構(gòu)的確定 2.設(shè)計思路和主要內(nèi)容 根據(jù)實物測量出電池蓋的尺寸，然后根據(jù)測出的尺寸利用三維造型軟件 Solidworks 繪制出零件的三維圖，然后運用 Imold 插件來完成 3D 分模，最后運用 AUTOCAD 完成模具的設(shè)計。 設(shè)計內(nèi)容主要包括：塑件的設(shè)計、收縮率和分型面的確定、模架的選擇、澆道系統(tǒng)的設(shè)計、冷卻系統(tǒng)的選擇、內(nèi)抽芯機構(gòu)的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、模具設(shè)計圖紙的繪制 3.本論文（設(shè)計）預期取得的成果 （1）結(jié)構(gòu)設(shè)計一套 （2）圖紙一套 （3）畢業(yè)論文 （4）運動分析 （5）數(shù)據(jù)電子版光盤 （6）預申請專利 三、論文（設(shè)計）工作安排 1.擬采用的主要研究方法（技術(shù)路線或設(shè)計參數(shù)） 根據(jù)實物測量出電池蓋的尺寸，然后根據(jù)測出的尺寸利用三維造型軟件 Solidworks 繪制出零件的三維圖，然后運用 Imold 插件來完成 3D 分模，最后運用 AUTOCAD 完成模具的設(shè)計。 2.論文（設(shè)計）進度計劃 第 1 周-準備、選題和資料收集階段 第 2 周-掌握一定的基礎(chǔ)知識 第 3 周-了解畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容 第 4 周-開題報告撰寫及準備開題答辯 第 5 周-完成分析工作 第 6 周-了解、熟悉塑料模具設(shè)計內(nèi)容第 7 周-學習應用 Pro/E 造型模具 第 8 周-完成部分外文翻譯 第 9 周-撰寫設(shè)計說明書 第 10 周-中期檢查 第 11 周-模具的尺寸和計算 第 12 周-繪制模具總裝圖及其主要零件圖 第 13 周-對模具結(jié)構(gòu)進行三維剖析 第 14 周-輸出模具開合結(jié)構(gòu)圖第 15 周-制作 PPT 演講稿 第 16 周-準備答辯 四、需要閱讀的參考文獻 [1] 朱光力.塑料模具設(shè)計[M].清華大學出版社，2003:20-25. 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The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2001, 8(1): 27-38. 附：文獻綜述或報告 指導教師評閱意見（對選題情況、研究內(nèi)容、工作安排、文獻綜述等方面進行評閱） 審核 意 教研室主任意見 見  簽字： 年 月 日 簽字： 年 月 日 學院教學指導委員會意見 簽字： 年 月 日公章： 注射模具國內(nèi)外發(fā)展趨勢對比綜述 李方朔 摘要：本文簡要闡述國內(nèi)外在注射模具上的差距以及我國在注塑模具加工中以后的未來走向。關(guān)鍵詞：塑料模具，注塑模具 模具是塑料成型加工的一種重要的工藝裝備，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，因此模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，模具的生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造業(yè)水平高低的重要標志。由于塑料模具工業(yè)快速發(fā)展及上述各方面差距的存在，因此我國今后塑料模具的發(fā)展必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)模化和現(xiàn)代化發(fā)展的同時，專和精仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。 關(guān)鍵字:塑料模具、發(fā)展 、標準化、CAD/CAM 、差距 塑料模具是成型塑料制品的工藝裝備或工具。根據(jù)塑料成型工藝方法的不同， 通常將塑料模具分為注射模具、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具、熱成型模具等。合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進的模具是實現(xiàn)現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)必不可少的三大重要因素。尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料成型工藝要求、保證塑料制件質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本起著重要的作用。一副品質(zhì)優(yōu)良的塑料模具可成型幾十萬次，甚至上百萬次。這與模具設(shè)計、選材、制造和使用維護有著很大關(guān)系。對塑料模具設(shè)計的要求是：能生產(chǎn)出在尺寸精度、外觀、物理性能、力學性能等各方面均能滿足使用要求的優(yōu)質(zhì)制件。在模具使用時，力求生產(chǎn)效率高、自動化程度高、操作簡便、壽命長； 在模具制造方面，要求結(jié)構(gòu)合理、制造容易、成本低廉。 1.我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀 整體來看，中國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、復雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進口。在總量供不應求的同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。 近年來,塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展,體現(xiàn)在模具產(chǎn)品向著大型、精密、復雜的方向發(fā)展,綜合技術(shù)含量不斷提高,模具制造周期不斷縮短。但與國外塑料模具的先進水平相比,依然存在一定差距。 1.1 模具材料和標準件 國內(nèi)大多數(shù)冶金廠設(shè)備、工藝較落后,大多采用電爐冶煉，鋼的純度差,表面脫碳層深、碳化物級別高、疏松超標。鋼材的冶金質(zhì)量低、成材率低,一般質(zhì)量的模具鋼多，高質(zhì)量的模具鋼材少。而國外模具鋼生產(chǎn) 80%以上采用真空精煉和電渣重熔生產(chǎn)， 鋼材純度、等向性高。我國列入國家標準中的塑料模具鋼僅為 3Cr2Mo 和 3Cr2MnNiMo。國外常用的塑料模具鋼已形成較完整的系列，如美國塑料模具鋼有 7 個鋼號，形成完整的 P 系列，日本日立金屬公司有 15 個鋼號:日本大同特殊鋼 13 個鋼號。 國外模具的標準化率可達 85%(如德國、日本) ，中小模具的局部結(jié)構(gòu)標準化程度高(如日本的手機模具) 。德國的保險杠模具,模架是標準的,熱流道是標準的,和國內(nèi)相比，周期快，成本降低 30%。國內(nèi)模具企業(yè)大型模具的標準化程度約為 25%～30%。模具的標準化程度已成為制約國內(nèi)模具制造周期的瓶頸之一。 1.2 模具的精度、壽命和模具制造周期 國外的汽車企業(yè)都在實施“2 mm”工程，在國內(nèi)，單一零件還能夠做到，幾百個零件裝配到一起就沒有保證了。零件精度低造成修配量大,整模故障率高、穩(wěn)定性差。德國的模具制造周期在 2 周～20 天,備料 4～5 天,試模 2～3 天。日、韓的模具周期要求 2 周，原因是他們有專門的模具配件城,滑塊、頂桿、澆口套組件等均可以買到， 型腔件加工好裝上就行了。國內(nèi)配件標準化做不到；零件加工精度做不到。 1.3 加工設(shè)備、模具制造工藝和測量技術(shù) 德國、日本模具企業(yè)的加工設(shè)備先進,基本都是數(shù)控、高速切削、單向走絲線切割或 4 軸～5 軸聯(lián)動的高速加工機床，能實現(xiàn)模具型面的鏡面加工。而國內(nèi)模具企業(yè)的 4 軸～5 軸聯(lián)動的高速加工機床占的比例有限，高光模具的加工與國外相比差距較大。德國、日本汽車模具的制造工藝已標準化，制品精度高、制造周期短。精密模具零件的加工均采用在線測量，這方面國內(nèi)至少差 15～20 年。 1.4 新工藝、新材料研究和創(chuàng)新能力 一個國家的創(chuàng)新、研發(fā)能力體現(xiàn)了國家的綜合基礎(chǔ)實力。國外企業(yè)對新產(chǎn)品開發(fā)很重視,模具廠經(jīng)常會與材料廠商、產(chǎn)品廠共同開發(fā)新產(chǎn)品和模具；注射機廠會與材料廠商共同研發(fā)新機型；名牌塑料供應商會與名牌汽車公司聯(lián)合研制以塑代鋼的新塑料和新產(chǎn)品(如 BAYER 與寶馬合作開發(fā)全塑賽車、GE 與克萊斯勒共同開發(fā)全塑轎車) 。這種強強合作，使企業(yè)具有很強的研發(fā)能力。 塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向 近年來，我國的模具工業(yè)雖然有了較大的發(fā)展，但是與工業(yè)發(fā)達的國家相比，在許多方面仍然有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備較少，先進技術(shù)的普及率不高，大型、精密、復雜和長壽命模具的制造技術(shù)還不完善，這些都需要在今后的發(fā)展中逐步予以充實。 2 我國塑料模具的發(fā)展 2.1 在塑料模具設(shè)計和制造中應用 CAD/CAM/CAE 技術(shù) 當前，CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的技術(shù)，塑料制品及模具的 3D 設(shè)計與成型過程中 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。在今后的塑料模具研究方向中，CAD/CAM 軟件的智能化程度將得到進一步提高。 2.2 應用熱流道技術(shù)，發(fā)展氣體輔助成型。由于熱流道模具成型后的制品沒有殘留的凝料，所以，這種成型方法可以節(jié)省大量的塑料制品的原材料，而且利于實現(xiàn)自動化， 提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。在這種成型方法中，模具設(shè)計和控制的難度較大，在這方面的研究中，需要著力于氣體輔助成型流動分析軟件的研究。 2.3 發(fā)展快速成型制造技術(shù)，縮短模具的設(shè)計制造周期，降低生產(chǎn)成本。 2.4 應用優(yōu)質(zhì)材料和先進的表面處理技術(shù)，提高模具壽命和質(zhì)量，降低塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。 2.5 提高塑料模具標準化水平和標準件的使用率 在工業(yè)生產(chǎn)中采用標準化，可以較好地保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。目前，工業(yè)發(fā)達國家模具標準化的商品化程度已達到 70%~80%，但是在我國還不足 30%，我國的模具生產(chǎn)的標準化程度方面與一些工業(yè)發(fā)達國家相比，仍有較大的差距。 目前,我國的塑料消費費量已居世界首位，但人均消費量僅為工業(yè)發(fā)達國家的1/7，工業(yè)中等發(fā)達國家的 1/4，預計要達到工業(yè)中等發(fā)達國家的水平還需 20 年。這無疑為我國塑料工藝和塑料模具產(chǎn)業(yè)提供了非常大的發(fā)展空間。因此實施標準化、專業(yè)化推動了我國塑料模具加工工業(yè)的發(fā)展，并將繼續(xù)為我國塑料模具生產(chǎn)企業(yè)提高技術(shù)水平、增強競爭實力、加快融入國際大市場的步伐提供必要的技術(shù)保障。通過對模具專業(yè)的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結(jié)構(gòu)特點及設(shè)計計算的方法，以達到能夠獨立設(shè)計一般模具的要求。在模具制造方面， 根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。先進制造技術(shù)對注塑模具制造產(chǎn)生了重大的影響，反過來，注塑成型新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展也對制造技術(shù)不斷提出了新的要求。將信息技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)應用于制造全過程，未來注塑模制造將是以計算機輔助技術(shù)為 主導技術(shù)，以資訊流暢作為首要備件的有極強應變能力與競爭力的技術(shù)。 3.國外注塑模具的發(fā)展 高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的。將高新技術(shù)應用于模具的設(shè)計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。 3.1 高新技術(shù)應用于模具的設(shè)計與制造 3.1.1 CAD/ CAE/CAM 的廣泛應用，顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美，CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應用的技術(shù)。在 CAD 的應用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前 3D 設(shè)計已達到了 70%～89%。PRO/E、UG、 CIMATRON 等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成 2D 設(shè)計，同時可獲得 3D 模型，為 NC 編程和 CAD/CAM 的集成提供了保證。應用 3D 設(shè)計，還可以在設(shè)計時進行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。30～50 人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機床十多臺。經(jīng)過數(shù)控機床加工的零件可直接進行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE 技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計中應用 CAE 分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷卻過程，預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設(shè)計中應用 CAE 軟件，模擬金屬變形過程，分析應力應變的分布，預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE 技術(shù)在模具設(shè)計中的作用越來越大，意大利 COMAU 公司應用 CAE 技術(shù)后，試模時間減少了 50%以上。 3.1.2 為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術(shù) 高速切削是以高切削速度、高進給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)，其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應用數(shù)控高速銑，三軸聯(lián)動的比較多，也有一些是五軸聯(lián)動的，轉(zhuǎn)數(shù)一般在 1.5 萬～3 萬 r/min。采用高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時間。經(jīng)高速銑削精加工后的模具型面， 僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時間。歐美模具企業(yè)十分重視技術(shù)進步和設(shè)備更新。設(shè)備折舊期限一般為 4～5 年。增加數(shù)控高速銑床，是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點之一。 3.1.3 快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應用 于市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，快速成型和快速制模技術(shù)應運而生，并迅速獲得普遍應用。在歐洲模具展上，快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)占據(jù)了十分突出的位置，有 SLA、SLS、FDM 和 LOM 等各種類型的快速成型設(shè)備，也有專門提供原型制造服務的機構(gòu)和公司。在所考察的模具企業(yè)中，有不少是將快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)結(jié)合起來應用于模具制造，即利用快速原型技術(shù)制造產(chǎn)品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。許多塑料模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具，用于少量翻制塑料件，非常適合于產(chǎn)品的試制。 3.2 歐美模具企業(yè)的管理經(jīng)驗值得借鑒 3.2.1 人員精簡，“瘦”型管理 歐美模具企業(yè)大多數(shù)規(guī)模不大，員工人數(shù)超過百人的較少，所考察的模具企業(yè)人數(shù)一般都在 20～50 人。企業(yè)各類人員的配置十分精簡，一專多能，一人多職，企業(yè)內(nèi)部看不到閑人。精益生產(chǎn)、“瘦”型管理的思想得到了較好的體現(xiàn)。 3.2.2 采用專業(yè)化，產(chǎn)品定位準 所考察的模具企業(yè)，大多數(shù)都是圍繞汽車、電子等產(chǎn)業(yè)對各類模具的需求，確定自己的產(chǎn)品定位和市場定位。為了在市場競爭中求生存、求發(fā)展，每個模具廠家都有自己的優(yōu)勢技術(shù)和產(chǎn)品，并都采取專業(yè)化的生產(chǎn)方式。歐美大多數(shù)模具企業(yè)既有一批長期合作的模具用戶，在大型模具公司周圍又有一批模具生產(chǎn)協(xié)作廠家。這種互惠、互利、共贏、共存的合作伙伴關(guān)系，有的已持續(xù)了 30～40 年。 3.2.3 采用先進管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)集成化管理 歐美的模具企業(yè)，特別是規(guī)模較大的模具企業(yè)，基本上實現(xiàn)了計算機管理。從生產(chǎn)計劃、工藝制定，到質(zhì)檢、庫存、統(tǒng)計等，普遍使用了計算機，公司內(nèi)各部門可通過計算機網(wǎng)絡共享信息。 3.2.4 工藝管理先進，標準化程度高 與國內(nèi)模具廠大多采取以鉗工為主或鉗工包干的生產(chǎn)組織模式不同，歐美的模具生產(chǎn)廠家是靠先進的工藝設(shè)備和工藝路線確保零件精度和生產(chǎn)進度。每副模具均有詳細的設(shè)計圖，包括每個零件的詳細設(shè)計，并且都制定了詳細的加工工藝。我國模具要走向世界，必須深化改革、擴大出口。歐美模具企業(yè)的先進技術(shù)和先進管理，使其生產(chǎn)的大型、精密、復雜模具，對促進汽車、電子、通訊、家電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在 20 萬美元左右；意大利人均年銷售額也在 10 萬美元以上。與國內(nèi)的模具企業(yè)相比， 即使扣除價格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產(chǎn)效率也比我們高許多倍。要縮小與先進工業(yè)國家的差距，必須加快技術(shù)進步，提高 CAD/CAE/CAM 的應用程度，增加數(shù)控加工設(shè)備的比重，用信息技術(shù)進一步提高模具的設(shè)計制造水平。同時，要學習和借鑒國外的先進管理經(jīng)驗，進一步深化企業(yè)改革。目前，國內(nèi)有些模具廠沖模、塑料模都做， 大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時要增強參與國際競爭的意識，加強國際經(jīng)濟技術(shù)合作與交流，在提高模具國產(chǎn)化程度的同時，進一步擴大出口，走向世界。 4 總結(jié) 我國模具行業(yè)具有廣闊的市場前景。只有那些能夠把握機遇、開拓進取和能夠生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)，才能在競爭激烈的市場中占有一席之地。目前人們已越來越認識到模具在制造中的重要地位，認識到模具高技術(shù)水平的欠缺。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校也開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。相信中國模具行業(yè)在不遠的將來，一定會在國際高端市場占有舉足輕重的地位。