本科畢業(yè)設計說明書（論文）第1頁共38頁1引言1.1模具工業(yè)的現(xiàn)狀及國內外發(fā)展趨勢1.1.1國外模具技術發(fā)展趨勢及應用模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎產(chǎn)業(yè)，是技術成果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)”。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；德國則認為是所有工業(yè)中的“關鍵工業(yè)”；日本模具協(xié)會也認為“模具是促進社會繁榮富裕的動力”，同時也是“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進入富裕社會的原動力”。日本模具產(chǎn)業(yè)年產(chǎn)值達到13000億日元，遠遠超過日本機床總產(chǎn)值9000億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展甚至已超過了新興的電子工業(yè)。（1）CAD/CAM/CAE技術的應用在歐美CAD/CAM/CAE已成為塑模企業(yè)普遍應用的技術。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設計已達到了70%、89%，Pro/E，UG，CI以TRON等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成2D設計，同時也獲得3D模型，為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應用3D設計，還在設計時進行裝配干涉的檢查，以保證設計和工藝的合理性。在歐美的塑模企業(yè)中，為了提高CAD技術的效率，塑模標準件的采用率一般在80%以上1。（2）激光技術的應用日益受到重視激光技術在模具制造中的應用主要是在快速成形與一些特殊模具的加工兩個方面?？焖俪尚问歉鶕?jù)CAD的數(shù)據(jù),不借助任何機械加工工具,通過逐層增加材料的方法(如聚合、粘結、燒結等)快速制造出零件原型或零件實物,故也稱快速原形制造(縮寫為PRM)技術。快速成形技術主要有立體光固造型(SLA),選擇性激光燒結(SLS),分層實體制造(LOM)等。該技術將CAD技術、激光技術、CNC技術、材料加工和材料科學技術有機地結合起來,給模具制造業(yè)帶來了根本性的變革2。與傳統(tǒng)的模具設計制造相比,它能比數(shù)控加工更快、更方便地設計并制造出各種復雜的原型,使模具的制造成本和生產(chǎn)周期減少1/2,明顯提高生產(chǎn)率。國內的一些大型企業(yè)集團,如海爾、春蘭和科龍等公司已經(jīng)應用激光快速成形于新產(chǎn)品開發(fā)等方面,并取得顯著的經(jīng)濟效益。（3）先進的模具材料本科畢業(yè)設計說明書（論文）第2頁共38頁隨著模具工作條件的日益苛刻，對模具的質量，特別是鋼的純凈度、等向性的水平提出了更高的要求。為達此目的$國外普遍采用電爐外精煉工藝生產(chǎn)純凈度高的模具鋼，對于大截面鍛壓模塊和大型的鋼材規(guī)定采用真空處理。對于純凈度要求更高的模具鋼，大部分采用電渣重熔，以進一步提高鋼的純凈度、致密度、等向性和均勻性，減少偏析。因此，模具鋼的質量有了較大提高。為了加強競爭力量，適應經(jīng)濟全球化的發(fā)展趨勢，國外模具鋼的生產(chǎn)從分散趨向于集中，并多家公司進行跨國合并，為了更好地進行競爭，這些公司都建成了完善的技術先進的模具鋼生產(chǎn)線和模具鋼科學研究基地，形成幾個世界著名的工模具生產(chǎn)和科研中心，以滿足迅速發(fā)展的模具工業(yè)。1.1.2國內模具技術發(fā)展呈現(xiàn)五大特點2008年，國民經(jīng)濟繼續(xù)快速增長，裝備制造業(yè)發(fā)展態(tài)勢良好，國際模具市場大環(huán)境得到改善，有力地促進了中國塑料模具業(yè)發(fā)展。綜合各方面情況，2008年中國塑料模具業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)五大特點。（1）技術水平明顯提高隨著汽車業(yè)繼續(xù)高速發(fā)展，2008年進入汽車領域的模具企業(yè)及產(chǎn)品比上年大幅增加。同時，汽車對模具不斷提出更高的要求，促使模具技術水平不斷提高。此外，出口大幅增長，也帶動了國產(chǎn)模具技術水平不斷提高，因為出口模具水平往往比內銷產(chǎn)品要求更高。2008年國產(chǎn)模具水平得到明顯提高，主要表現(xiàn)在：級進模水平提高較快，大型級進模長度已超過3米，精密級進模已可與2000次/分高速沖床匹配；熱流道模具和氣輔模具方面，有的已達到國際水平；在CAD/CAM技術得到普及的同時，CAE技術應用越來越廣，CAD/CAE/CAM一體化技術得到進一步發(fā)展，并取得較好成果；模具新結構、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多；一批比往年數(shù)量更多、水平更高的模具被中國模具工業(yè)協(xié)會技術委員會評審專家組推薦為國家級新產(chǎn)品等。2（2）信息化管理富有成效2008年，信息化管理不但被許多模具企業(yè)提到議事日程，而且得到實施，已經(jīng)有企業(yè)從中受益。在實施過程中，國內外有關軟件同臺競技，二次開發(fā)富有成果，數(shù)據(jù)庫日漸豐富。通過實施企業(yè)信息化管理，國產(chǎn)模具生產(chǎn)周期縮短了，生產(chǎn)效率提高了，企業(yè)效益增加了。（3）投資熱情高漲，集群化初步顯現(xiàn)本科畢業(yè)設計說明書（論文）第3頁共38頁2008年，市場產(chǎn)需兩旺及良好的發(fā)展前景，使許多企業(yè)家和投資者紛紛投資模具業(yè)，其中外資和民資仍是主流，而且投資熱情普遍高漲，較大的技改項目和新建項目在這一年不斷出現(xiàn)。由于集群化生產(chǎn)具有方便協(xié)作、降低成本、擴大市場、利于交流等特點，以及可享受較為優(yōu)惠的政策，因此2006年這一生產(chǎn)方式得到進一步發(fā)展。現(xiàn)在已具有相當規(guī)模的模具城（或模具園區(qū)、集聚生產(chǎn)基地等）全國已有十來個，正在建設、籌建或規(guī)劃建設的還有十多個。除集群化生產(chǎn)外，有些地方還在發(fā)展模具聯(lián)合體及虛擬制造，這些也有類似于集群化生產(chǎn)的一些優(yōu)點。（4）品牌建設得到重視由于模具的從屬性和對特殊用戶的依賴性，品牌在模具特別是塑料模具業(yè)長期不被重視。但隨著市場經(jīng)濟發(fā)展，模具業(yè)品牌建設在2008年受到越來越多企業(yè)的重視。據(jù)了解，全國已有10個左右的省市級馳名（著名）模具商標和品牌，個別模具企業(yè)已在申報全國著名商標，更多的企業(yè)在2008年啟動了品牌建設工作。除了品牌建設外，集體地標式品牌（例如余姚模具等）也在2008年顯示出優(yōu)越性。隨著質量管理工作不斷深入和環(huán)保日顯重要，2006年又有一大批模具企業(yè)通過了ISO9000國際質量體系認證及ISO14000環(huán)境管理體系認證。（5）人才培訓力度加大鑒于模具業(yè)普遍缺乏人才，特別是缺乏中高級人才，2008年各地辦學和培訓工作備受重視，學校、培訓點、企業(yè)三方力量都加大了培訓力度。學校增設模具專業(yè)，并擴招；培訓點明顯增加，并盡量多招學員；企業(yè)自身或采取廠校結合方式加強對在職職工的培訓，都收到了良好效果。國家有關部門針對模具人才缺乏的現(xiàn)狀，開始研究開展模具人才遠程培訓事宜，模具設計師成為國家認可的一個新工種。3綜合看，中國塑料模具業(yè)經(jīng)過2008年高速運行，盡管生產(chǎn)總量和水平得到了較快提高，但仍舊滿足不了市場需求。一方面高端產(chǎn)品仍大量進口，另一方面國內競爭加劇，國內模具業(yè)高端市場面臨進口貨和外資企業(yè)的強大壓力，而中低端市場是民企之間的劇烈競爭，有的已變成互相壓價的無序競爭。隨著汽車、電子等模具使用大戶高速發(fā)展，中國模具工業(yè)協(xié)會預測，2009年中國塑料模具業(yè)仍將產(chǎn)銷兩旺，持續(xù)高速發(fā)展，模具產(chǎn)量、質量和技術水平將進一步提高。在這種情況下，企業(yè)如何提高自身產(chǎn)品的技術含量，從而在競爭中贏得先機尤為重要。本科畢業(yè)設計說明書（論文）第4頁共38頁1.2塑料注射模具的設計步驟1.2.1塑料件的工藝性分析本課題是對豎笛頭部的注射模設計。首先對豎笛頭部進行觀察并進行測繪，如圖1.1，尺寸大都是估算值，無特殊要求，尺寸公差按IT8級精度查取。看塑件的結構是否滿足塑件結構的工藝性能。圖1.1工件圖三維圖1.2.2豎笛頭部材料的選擇塑料材料的相對密度在0.83g/cm32.2g/cm3范圍內，在眾多的材料中只有比木材的相當密度稍高。且在各種的材料中，塑料材料具有最高的比強度，甚至比特種合金鋁還要高。塑料還具有很好的絕緣性、防震、隔熱、隔音性能4。豎笛頭部選擇的材料為丙烯腈丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS)。ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈淺象牙色、無毒