风扇上盖第一章.绪论

第1章绪论.1.1塑料成型在工业生产中的重要性1.1.1塑料及塑料工业的发展1.初创阶段：30年代以前，科学家研制成了酚醛PF、硝酸纤维素（与樟脑混合制取可塑性塑料）及醋酸纤维素。特征：间歇法，小批量生产。2.发展阶段：30年代，低密度聚乙烯PE、聚苯乙烯PS、聚氯乙烯PVC和聚酰胺PA等塑料相继工业化，为进一步发展开辟了道路。3.飞跃发展阶段：50年代中期到60年代末。1）石油化工的高速发展为塑料工业提供了丰富而廉价的原料2）齐格勒纳塔用有机金属铬化物定向催化体系聚合工艺创立的高分子学科的进一步发展及聚合技术的开拓，使高密度PE和PP工业化3）工程塑料也因碳酸脂PC和聚甲醛POM、聚酰亚胺PI等的相继出现并实现工业化生产，使塑料向耐高温的领域发展。4）增强及复合材料的出现使塑料步入高强度、耐高温的尖端材料领域。5）此阶段，塑料的产量和品种不断增加，成型加工技术更趋完善4.稳定增长阶段：70年代以来，出现石油危机，原材料价格猛涨，塑料的增长速度下降。此阶段特点：1）通过共聚、交联、共混、复合、增强、填充和发泡等方法来改进塑料的性能，提高产品的质量，扩大应用领域，生产技术更趋合理。2）塑料工业向着生产工艺自动化、连续化，产业系列化，不断开拓功能性塑料的新领域发展。5.我国的塑料工业。起步较晚40年代只有酚醛和赛璐珞两种塑料，年产量仅200t。50年代，万吨级聚氯乙烯装臵投产。70年代中期，引进几套石化装臵建成投产。同时塑料成型加工机械和工艺方法也迅速发展。由于新的工程塑料不断开发与应用，成型工艺不断成熟与完善，极大促进了塑料成型模具的开发与制造。随着工业塑料制件和日用塑料制件的品种和需求量的日益增加，产品的更新换代周期越来越短，对塑料的产量、质量要求越来越高。1.1.2塑料成型在工业生产中的重要作用.模具是工业生产中的重要装备。塑料模是指用于成型塑料制品的模具。模具设计水平的高低、加工设备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的优劣，直接影响新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。美国称：模具工业是美国工业的基石；日本称：模具是促进社会繁荣富裕的动力；德国给模具工业冠之以“金属加工业中的帝王”称号；欧盟国家称：模具就是黄金；新加坡把模具工业作为“磁力工业”；中国模具权威称：模具是印钞机。1.1.3塑料成型技术的发展趋势.1.成型理论的进展：随着塑料件的大型化和复杂化，模具的重量达数吨至十多吨，若只凭经验设计，往往因设计不当造成模具报废，数十万元的费用将毁于一旦，所以设计模具已逐渐向理论设计方面发展。包括：模板刚度、强度计算，充型流动理论的建立。目前，有关挤出成型的流动理论和数学模型已建立，并已有应用。有关注射成型的流动理论尚在探讨，注射成型的塑料熔体在一维、二维简单模腔的充型流动理论和数学模型已解决，并已加强在三维模腔中流动行为的研究。2.成型方法的革新：一些新型或有特殊要求的塑料制品要求新的成型方法。如对注射成型：有无流道凝料赘物的注射成型、热固性塑料注射成型、低发泡、排气反应、增强反应及多品种塑料的共注射成型等。3.塑料制件的精密化、微型化和超大型化：精密注射成型是能将塑料制件尺寸公差控制在0.01～0.001mm之内的成型工艺方法，主要用于电子、仪表工业。微型化制件要求在微型设备上生产：德国已有0.1g的微型注射机，可生产0.05g左右的制件。国内已有0.5g的微型注射机，可生产0.1g左右的制件。大型化要求有大型、超大型注射成型设备：法国已有17万g的超大型注射机，合模力150MN（1.5万吨）美国已有10万g的超大型注射机。日本已有9.6万g的超大型注射机。国内已有3.5万g的超大型注射机，合模力80MN。4.模具技术进步：体现在4个方面1）模具加工技术：已广泛应用仿形加工、电加工、数控加工等先进技术，并使用坐标镗、坐标磨、三坐标测量仪等精密加工与测量设备，提高加工精度，缩短加工周期。2）新材料的研制和应用：模具材料的选用是模具设计制造中的一个较重要的问题，它将直接影响模具加工成本、使用寿命及塑料件质量等。国内外已对模具的工作条件、失效形式和提高寿命的途径进行大量研究，开发出许多性能良好、加工性好、热处理变形小的新型模具钢（预硬钢、新型淬火回火钢、马氏体时效钢、析出硬化钢、耐蚀钢等）。3）CAD／CAM：是塑料模具生产中一项革命性措施，也是模具技术发展的一座里程碑。它的出现可从根本上改变模具的生产面貌，其技术经济效益是十分巨大的，不仅可使模具生产效率提高几倍乃至几十倍，更可保证模具质量水平的提高。4）模具零件的标准化、专业化：是缩短模具加工周期，降低模具成本的重要方法之一。据统计，只是标准化、专业化生产，即可降低成本50%。目前，美国、日本标准化程度已达70%～80％，专业化程度分别为90%、74%。中国标准化程度为20%，专业化程度约10％。1.1.4CAD/CAM开发平台及其发展趋势CAD/CAM开发平台向着更深、更高层次发展,同时不断融入计算机软件新技术,并呈现出开放化、多元化发展趋势。CAD/CAM平台发展趋势概括如下:(1)支持多种主流的计算平台,包括Windows95&NT,ApplePowerMacintosh、最流行的UNIX工作站(如Sun,SGI,DECAlpha,HP9000,IBMRS/6000等).(2)采用面向对象技术。对象具有封装性、多态性、继承性,使对象模块化、即插化,从而提高应用开发和软件维护效率,增强了代码的可重用性和互操作能力,最终达到改善应用整体质量的目标。(3)采用软件组件技术与开放式结构.基于组件的功能可为设计者提供很大程度的柔性,通过组件技术提供的功能模块,开发者可方便地把它嵌入到应用中,并能够快速适应前沿技术和扩展核心功能。采用组件技术的最好例证当属CAD软件新军SolidWorks.SolidWorks利用PARASOLID作为实体几何建模器,D-Cubed公司的DCM作为尺寸约束管理器,LightworkDesign公司的Lightworks作为带真实感的浓淡处理器,Microsoft的FoundationClass作为其基于Windows应用的接口开发工具。SolidWorks从开发到推出极其迅速,在很短的时间内就提供了优质的软件产品,而且从1995年推出至今,已成为很有竞争力的产品,这些均主要得益于它采用了组件技术。软件组件技术为开放奠定了基础,既然开放就应该统一标准.件技术领域有两个重要标准,即CORBA(CommonObjectRequestBrokerArchitecture)规范和IDL(InterfaceDefinationLanguage)规范。CORBA的目标是要使异构分布环境内的不同应用系统之间能够互操作,IDL则是一种用来定义组件如何与ORB交换信息的标准语言。(4)支持混合维造型——线框、曲面、实体,在数据结构层采用统一的精确边界表示,支持流形与非流形拓扑,并在造型功能上做的越来越深入、广泛.如PARASOLID的复杂过渡处理、ACIS的可变形曲面、CAS.CADE的参数化和特征等功能。(5)提供更用户化的功能.传统的CAD/CAM平台只提供最基本的几何造型功能,如基本图形的绘制、基本体素的生成。当今的平台则提供更上层的功能,如特征造型、约束造型。而且在提供造型功能的同时,提供诸如显示、交互、产品数据管理等功能,即提供了一个集造型、可视化、交互、数据管理为一体的集成化开发环境。这种集成开发环境可大大提高开发者的开发效率,更便于以CAD/CAM为核心的集成化、一体化产品的开发。