文獻(xiàn)綜述-淺析注塑模具制造技術(shù)及使用

畢業(yè)設(shè)計(jì)論文文獻(xiàn)綜述院（系）名稱(chēng)工學(xué)院機(jī)械系專(zhuān)業(yè)名稱(chēng)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名指導(dǎo)教師2012年03月3日淺析注塑模具制造技術(shù)及使用摘要本文介紹了注塑模具的發(fā)展趨勢(shì)，成型原理，制造技術(shù)等內(nèi)容，通過(guò)這些對(duì)注塑模有了更深的理解，為之后的畢業(yè)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。關(guān)鍵詞注塑模成型原理制造技術(shù)前言高分子材料成型加工技術(shù)是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志之一。因?yàn)樽罱K體現(xiàn)材料作用的是其制品的品種、數(shù)量和質(zhì)量，材料只有經(jīng)過(guò)各種成型加工手段，形成最終產(chǎn)品（制品），才能體現(xiàn)其功能和價(jià)值。而新材料、新產(chǎn)品、新技術(shù)的產(chǎn)生在某種意義上取決于成型加工工藝技術(shù)和成型加工機(jī)械的突破。注塑成型是塑料制品成型的一種重要方法。幾乎所有的熱塑性塑料、多種熱固性塑料和橡膠都可用此法成型。在中國(guó)，目前注塑制品約占塑料制品總量的30左右，注塑機(jī)占塑料機(jī)械總產(chǎn)值的38左右。注塑成型可制造各種形狀、尺寸、精度、性能要求的制品。注塑制品包括小到幾克甚至幾毫克的各種儀表小齒輪、微電子元件、醫(yī)療微器械等，大到幾千克的電視機(jī)、洗衣機(jī)外殼、汽車(chē)用塑料件，甚至幾萬(wàn)克的制品。1注塑模具制造技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)利用注塑模具CAX軟件,設(shè)計(jì)與工程人員可完成注塑制品構(gòu)造模具概念設(shè)計(jì)、CAE分析、模具評(píng)價(jià)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和CAM等虛擬與現(xiàn)實(shí)工作,利用注塑模流分析技術(shù),能預(yù)先分析模具設(shè)計(jì)的合理性減少試模次數(shù),加快產(chǎn)品研發(fā),提高企業(yè)效率。11注射模的重要性塑料具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度大、絕緣性好、成型生產(chǎn)率高和價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。塑料已成為金屬的良好代用材料,出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢(shì)。由于汽車(chē)輕量化、低能耗的發(fā)展要求,汽車(chē)零部件的材料構(gòu)成發(fā)生明顯的以塑代鋼的變化。從國(guó)內(nèi)外汽車(chē)塑料應(yīng)用的情況看,汽車(chē)塑料的用量已成為衡量汽車(chē)生產(chǎn)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。注塑成型由于可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜、尺寸精密和帶有金屬嵌件的制品,并且成型周期短,可以一模多腔,大批生產(chǎn)時(shí)成本低廉,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),因此在塑料加工行業(yè)中占有非常重要的地位。12注射成型技術(shù)的必要性傳統(tǒng)的塑料注射成型開(kāi)發(fā)方法主要是嘗試法,依據(jù)設(shè)計(jì)者有限的經(jīng)驗(yàn)和比較簡(jiǎn)單的計(jì)算公式進(jìn)行產(chǎn)品和工藝開(kāi)發(fā)。因此開(kāi)發(fā)過(guò)程中要反復(fù)試模和修模,導(dǎo)致生產(chǎn)周期長(zhǎng)、費(fèi)用高,產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證對(duì)于成型大型制品和精密制品?，F(xiàn)今，模具工業(yè)的生產(chǎn)水平高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具工業(yè)的水平，在很大程度上決定著生產(chǎn)出的產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。在未來(lái)十年間，中國(guó)注塑模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)主要朝著大型、精密、復(fù)雜、經(jīng)濟(jì)和快速的方向發(fā)展。在這期間，注塑模具的技術(shù)含量將不斷提高，模具制造周期也會(huì)縮短。模具朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化和自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)想著技術(shù)集成化、產(chǎn)品品牌化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化、管理信息化的方向發(fā)展。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新組合，我國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO之后成為了世界裝備制造業(yè)的基地。為了適應(yīng)用戶們對(duì)注塑模具制造的高精度、短期貨期、低成本的迫切要求，注塑模具工業(yè)正開(kāi)始廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿足各行各業(yè)對(duì)注塑模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于模具工業(yè)，在注射成型系統(tǒng)中，針對(duì)每一個(gè)環(huán)節(jié)都可將計(jì)算機(jī)作為輔助工具而加入。構(gòu)成該環(huán)節(jié)的CAD或CAM或CAE。例如塑件的設(shè)計(jì)包括塑件結(jié)構(gòu)、尺寸、精度、表面、性能等方面的設(shè)計(jì)。塑件設(shè)計(jì)方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有塑件CAD、塑料、輔料、輔件選擇的專(zhuān)家系統(tǒng)。常見(jiàn)注射機(jī)的使用方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有注射機(jī)選擇專(zhuān)家系統(tǒng)注射機(jī)故障診斷系統(tǒng)。注射模使用狀況的好壞直接影響到注射質(zhì)量，在對(duì)于高技術(shù)注射模來(lái)說(shuō)，都要對(duì)注射模在使用過(guò)程中進(jìn)行監(jiān)控或?qū)ψ⑸淠５姆勰M仿真，由此知注射模的工作狀況。注射工藝注射工藝方面的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)有注射工藝制定的專(zhuān)家系統(tǒng)；塑件質(zhì)量故障診斷。注射模設(shè)計(jì)主要完成注射模的結(jié)構(gòu)尺寸、精度、表面性能等方面的設(shè)計(jì)，并選擇模具的材料等。計(jì)算機(jī)在注射模設(shè)計(jì)方面的工作有注射劃CAD注射模材料、輔料、輔件選擇專(zhuān)家系統(tǒng)；工裝選擇專(zhuān)家系統(tǒng)；注射模CAPP；2注塑成型新技術(shù)的發(fā)展概況高分子材料的成型方法主要有擠出成型、注塑成型、吹塑成型、壓延成型、壓制成型等，其中，注塑成型因可以生產(chǎn)和制造形狀較為復(fù)雜的制品、易于與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在高分子材料的成型加工中占有極其重要的位置。注塑成型技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、家電、電子設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備、建材等諸多領(lǐng)域。近年來(lái)，這些工業(yè)領(lǐng)域迅速發(fā)展，給注塑成型技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力，使注塑成型技術(shù)在發(fā)展速度上、水平上都得到了迅猛的發(fā)展，特別是對(duì)于注塑成型新技術(shù)的發(fā)展更是起到了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。本文著眼于注塑成型新技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)向，介紹了幾種用途較為廣泛的注塑成型新技術(shù)。近幾年來(lái)，注塑成型新技術(shù)發(fā)展動(dòng)向主要集中在新型氣輔注塑成型技術(shù)、多組分注塑成型新技術(shù)、微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)、微注塑成型技術(shù)等方面。3注塑機(jī)工作原理注塑塑料注射成型機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)注射機(jī)或塑料注塑機(jī)是將注塑熱塑性塑料或熱固性料利用塑料成型模具制成各種注塑形狀的塑料制品的主要注塑成型設(shè)備。注塑注射成型是通過(guò)塑料注塑機(jī)和模具來(lái)實(shí)現(xiàn)的。盡管注塑塑料注塑機(jī)的類(lèi)型很多，但是無(wú)論那種注塑塑料注塑機(jī)，其基本功能有兩個(gè)（1）加熱塑料，使其達(dá)到熔化狀態(tài)；（2）對(duì)熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。（注塑,注塑機(jī),注塑產(chǎn)品,注塑設(shè)備,注塑模具）31注塑系統(tǒng)注塑注射系統(tǒng)的作用注射系統(tǒng)是塑料注塑機(jī)最主要的組成部分之一，注塑產(chǎn)品一般有柱塞式、螺桿式、螺桿預(yù)塑柱塞注射式3種主要形式。目前注塑設(shè)備應(yīng)用最廣泛的是螺桿式。其作用是，在注塑料機(jī)的一個(gè)循環(huán)中，注塑模具能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)將一定數(shù)量的塑料加熱塑化后，在一定的壓力和速度下，通過(guò)螺桿將熔融塑料注入模具型腔中。注射結(jié)束后，對(duì)注射到模腔中的熔料保持定型。（注塑,注塑機(jī),注塑產(chǎn)品,注塑設(shè)備,注塑模具）32合模系統(tǒng)合模系統(tǒng)的作用合模系統(tǒng)的作用是保證模具閉合、開(kāi)啟及頂出制品。同時(shí)，在注塑產(chǎn)品模具閉合后，供給予模具足夠的鎖模力，以抵抗熔融塑料進(jìn)入模腔產(chǎn)生的模腔壓力，防止模具開(kāi)縫，造成制品的不良現(xiàn)狀。合模系統(tǒng)的組成合模系統(tǒng)主要由合模裝置、調(diào)模機(jī)構(gòu)、頂出機(jī)構(gòu)、前后固定模板、移動(dòng)模板、合模油缸和安全保護(hù)機(jī)構(gòu)組成。（注塑,注塑機(jī),注塑產(chǎn)品,注塑設(shè)備,注塑模具）33液壓系統(tǒng)注塑設(shè)備液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的作用是實(shí)現(xiàn)塑料注塑機(jī)按工藝過(guò)程所要求的各種動(dòng)作提供動(dòng)力，并滿足塑料注塑機(jī)各部分所需壓力、速度、溫度等的要求。它主要由各自種液壓元件和液壓輔助元件所組成，其中油泵和電機(jī)是塑料注塑機(jī)的動(dòng)力來(lái)源。各種閥控制油液壓力和流量，從而滿足注射成型工藝各項(xiàng)要求。（注塑,注塑機(jī),注塑產(chǎn)品,注塑設(shè)備,注塑模具）4注塑機(jī)溫升過(guò)高的危害危害之一使機(jī)械產(chǎn)生熱變形液壓元件中熱脹系數(shù)不同的運(yùn)動(dòng)部件因其配合見(jiàn)習(xí)變小而卡死，引起動(dòng)作失靈、影響液壓系統(tǒng)的傳動(dòng)精度，導(dǎo)致注塑件質(zhì)量變差。危害之二使油的粘度降低注塑機(jī)溫升過(guò)高將導(dǎo)致油的粘度降低，泄漏增加，泵的容積效率和整個(gè)系統(tǒng)的效率會(huì)顯著降低。由于油的粘度降低，滑閥等移動(dòng)部件的油膜變薄和被切破，摩擦阻力增大，導(dǎo)致磨損加劇。危害之三使橡膠密封件變形注塑機(jī)溫升過(guò)高會(huì)使橡膠密封件變形，加速老化失效，降低密封性能及使用壽命，造成泄漏。危害之四加速油液氧化變質(zhì)注塑機(jī)溫升過(guò)高會(huì)加速油液氧化變質(zhì)，析出瀝青物質(zhì)，降低液壓油的使用壽命。析出物堵塞阻尼小孔和縫隙式閥口，導(dǎo)致壓力閥卡死而不能動(dòng)作、金屬管路伸長(zhǎng)而彎曲，甚至破裂等。危害之五導(dǎo)致部件工作質(zhì)量變差注塑機(jī)溫升過(guò)高會(huì)導(dǎo)致部件工作質(zhì)量變差，油中溶解空氣逸出，產(chǎn)生氣穴，致使液壓系統(tǒng)工作性能降低。液壓系統(tǒng)的理想工作溫度應(yīng)介乎45度50度之間，原因是液壓系統(tǒng)是依據(jù)一選定的壓力油粘度而設(shè)計(jì)，但粘度會(huì)隨著油溫的高低而變化，進(jìn)而影響系統(tǒng)中工作元件，如油缸、液壓閥等，使控制精度和響應(yīng)靈敏度降低，對(duì)于精密注射機(jī)的情況尤甚。同時(shí)溫度過(guò)高亦會(huì)加速密封件的老化令其硬化、碎裂；溫度過(guò)低則加工能量消耗大，使運(yùn)轉(zhuǎn)速度降低。因此密切注意液壓油的工作溫度是十分必要的。油溫過(guò)高的原因多樣，但多歸于油路故障或冷卻系統(tǒng)的失效等。5注塑機(jī)的分類(lèi)51按塑化方式分類(lèi)柱塞式塑料注射成型機(jī)，它的混煉性很差的，塑化性也不好，要加裝分流梭裝置?，F(xiàn)在已很少使用。往復(fù)式螺桿式塑料注射成型機(jī)依靠螺桿進(jìn)行塑化與注射，混煉性和塑化性都很好，現(xiàn)在使用最多。螺桿柱塞式塑料注射成型機(jī)依靠螺桿進(jìn)行塑化與依靠柱塞進(jìn)行注射，兩個(gè)過(guò)程分開(kāi)來(lái)。52按合模方式分類(lèi)機(jī)械式；液壓式；液壓機(jī)械式。6塑件質(zhì)量對(duì)塑料制品的評(píng)價(jià)主要有三個(gè)方面，第一是外觀質(zhì)量，包括完整性、顏色、光澤等；第二是尺寸和相對(duì)位置間的準(zhǔn)確性；第三是與用途相應(yīng)的物理性能、化學(xué)性能、電性能等。這些質(zhì)量要求又根據(jù)制品使用場(chǎng)合的不同，要求的尺度也不同。制品的缺陷主要在于模具的設(shè)計(jì)、制造精度和磨損程度等方面。但事實(shí)上，塑料加工廠的技術(shù)人員往往苦于面對(duì)用工藝手段來(lái)彌補(bǔ)模具缺陷帶來(lái)的問(wèn)題而成效不大的困難局面。生產(chǎn)過(guò)程中工藝的調(diào)節(jié)是提高制品質(zhì)量和產(chǎn)量的必要途徑。由于注塑周期本身很短，如果工藝條件掌握不好,廢品就會(huì)源源不絕。在調(diào)整工藝時(shí)最好一次只改變一個(gè)條件，多觀察幾回，如果壓力、溫度、時(shí)間統(tǒng)統(tǒng)一起調(diào)的話，很易造成混亂和誤解，出了問(wèn)題也不知道是何道理。調(diào)整工藝的措施、手段是多方面的。例如解決制品注不滿的問(wèn)題就有十多個(gè)可能的解決途徑，要選擇出解決問(wèn)題癥結(jié)的一、二個(gè)主要方案，才能真正解決問(wèn)題。此外，還應(yīng)注意解決方案中的辨證關(guān)系。比如制品出現(xiàn)了凹陷，有時(shí)要提高料溫，有時(shí)要降低料溫；有時(shí)要增加料量，有時(shí)要減少料量。要承認(rèn)逆向措施的解決問(wèn)題的可行性。7總論目前，注塑成型技術(shù)是塑料加工中最常用的方法之一，可用來(lái)生產(chǎn)空間幾何形狀非常復(fù)雜的塑料制件。注塑機(jī)是目前中國(guó)塑料機(jī)械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家差距較小的塑機(jī)品種之一。但主要指普通型注塑機(jī)，在特大型、各種特殊、專(zhuān)用、精密注塑機(jī)的多數(shù)品種方面，有的產(chǎn)品尚屬空白，這是與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的主要差距。近年來(lái)，各種注塑成型技術(shù)取得了顯著的進(jìn)步，其發(fā)展總趨勢(shì)是不斷滿足高分子制向高度集成化、高度精密化、高產(chǎn)量等方面發(fā)展的要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)制品材料的聚集態(tài)、相形態(tài)、組織態(tài)等方面的控制，或?qū)崿F(xiàn)對(duì)制品進(jìn)行異質(zhì)材料的復(fù)合，最大程度地發(fā)揮聚合物的特性，達(dá)到制品高性能的目的。深入研究塑料注塑成型技術(shù)與注塑成型設(shè)備，克服制品中的缺陷，對(duì)科技進(jìn)步與人們高標(biāo)準(zhǔn)的生活要求有重要意義。參考文獻(xiàn)1羅華云，孫玲高光注射成型技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用J,現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2009,41921。2吳生緒塑料成形模具設(shè)計(jì)技術(shù)手冊(cè)M機(jī)械工業(yè)出版社200813李發(fā)致模具先進(jìn)制造技術(shù)M機(jī)械工業(yè)出版社20034駱志文注射模冷卻時(shí)間計(jì)算分析J模具工業(yè)，1994（3）29345宗殿瑞熱流道注射模中充模力的計(jì)算J模具工業(yè)，2001（7）34366袁中雙，李德群注塑成形的流動(dòng)平衡分析J模具技術(shù)，94（1）12167王桂龍,趙國(guó)群,李輝平,管延錦變模溫注塑技術(shù)的研究與應(yīng)用分析J現(xiàn)代化工，2009,29（2）24278吳生緒塑料成形工藝技術(shù)手冊(cè)M機(jī)械工業(yè)出版社200819伍曉宇,梁雄,李積彬,孫成紅,黃山,楊文海節(jié)能型無(wú)痕注塑模具及工藝J中國(guó)塑料，2009，23（5）11011210趙國(guó)群，王桂龍，李輝平，管延錦快速熱循環(huán)注塑技術(shù)的研究與應(yīng)用N塑性工程學(xué)報(bào),2009,16（1）19019511中國(guó)塑料機(jī)械網(wǎng)HTTP/WWW86PLACOM/TECH_NEWS/DETAIL/4093HTML12四川大學(xué)、北京化工大學(xué)、天津輕工業(yè)學(xué)院合編塑料成型模