模具综述

模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成。不同的模具是通过所成型材料物理状态的改变来实现，模具是由不同的零件所构成的。它主要是通过所成型材料的物理状态改变来实现物品外形的加工。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品的压塑或注塑的成形加工中，用以在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。对于冲裁、成形冲压、模锻、冷模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离，即进行冲裁，用内腔形状可以使坯料获得相应的立体形状。模具一般分为动模和定模两个部分，或着称为凸模和凹模两个部分，它们可分可合。分开时装入坯料或取出制件，合拢时使制件与坯料分离或成形。在冲裁、成形冲压、模锻、冷镦、压制和压塑过程中，分离或成形所需的外力通过模具施加在坯料上。零件的构成形式是多样的，不同的模具由不同的零件构成。模具在挤压、压铸和注塑过程中，外力则由气压、柱塞、冲头等，施加在坯料上，模具承受的是坯料的胀力。模具是用来成型物品的工具，这种工具有很多种。模具除其本身外，还需要模座、模架、导向装置和制件顶出装置等，这些部件一般都制成通用型，适用于一定范围的不同模具，它的精度比较高，尺寸也比较准确。甚至在对于有些冲裁模的凸模与凹模的间隙能够近于0，冲压速度快，每分钟冲压数十次至上千次，而且模具的寿命也比较长。模具是用来成型物品的工具，这种工具有许多种。模具有多个形式复杂的型腔，工作条件恶劣，1000℃以上炽红的钢在模具型腔内变形和流动冲刷，镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及模具要承受锻锤的高速冲击或重负载的压力，在使用过程中常处于急冷、急热和冷热交变状态。模具材料应具有很高的强度、韧性和耐磨性，热锻时还须有高的温度强度和硬度，并经过强韧化热处理。模具的应用极为广泛。大量生产的机电产品，如汽车、自行车、缝纫机、照相机、电机、电器、仪表等，以及日用器具的制造都应用大量模具。模具基本上是单件生产的，其形状复杂，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求，所以模具生产需要有很高的技术水平。模具的及时供应及其质量会直接影响到产品的质量、成本和新产品研制。模具设计制作的要求是尺寸精确、表面光洁、结构合理、生产效率高、易于自动化、制造容易、寿命高、成本低、设计符合工艺需要，经济合理。模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、定位方法、间隙大小等因素。模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模，还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失，可采用多型腔模具，在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。在大批量生产中应采用高效率、高精度、高寿命的模具。冲压模应采用多工位级进模，可采用硬质合金镶块级进模，以提高寿命。在小批量生产和新产品试制中，应采用结构简单、制造快、成本低的简易模具，如组合冲模、薄板冲模、聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌合金模、超塑性合金模等。模具已开始采用计算机辅助设计(CAD)，即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行最优化设计。这是模具设计的发展方向。模具制造按结构特点，分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。冲裁模利用凸模与凹模的尺寸精确配合，有的甚至是无间隙配合。其他锻模如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模，用于成形立体形状的工件。型腔模在长、宽、高3个方向都有尺寸要求，形状复杂，制造困难。模具生产一般为单件、小批生产，制造要求严格、精确，多采用精密的加工设备和测量装置。平面冲裁模可用电火花加工初成形，再用成形磨削，坐标磨削等方法进一步提高精度。成形磨削可用光学投影曲线磨床，或带有缩仿、修打砂轮机构的平面磨床，也可在精密平面磨床上采用专用成形磨削工具磨削。坐标磨床可用于模具的精密定位，以保证精密孔径和孔距。也可用计算机数控(CNC)连续轨迹坐标磨床磨削任何曲线形状的凸模和凹模。型腔模多用仿形铣床加工、电火花加工和电解加工。将仿形铣加工与数控联合应用和在电火花加工中增加三向平动头装置，都可提高型腔的加工质量。电解加工中增加充气电解可提高生产效率。计算机数控多轴铣床加工、坐标磨削和加工中心机床，是型腔模加工的重要设备。型腔的表面研磨和抛光一般采用电动或风动工具，配以各种研磨如抛光轮和研磨膏粉，也可采用超声波研磨、挤压珩磨、化学抛光等方法。三坐标测量机和光学投影比较仪是模具制造中常用的精密测量设备。1.2中国模具行业发展简介众所周之中国模具工业在过去的几年中取得了飞速的发展，但是许多模具设计加工方面与工业发达国家相比仍然有非常大的差距。例如，对于精密加工设备的模具设计在模具加工中就处于比较落后的阶段，而这些软肋正是这些年困惑我过模具设计的主要原因，在我国由于这方面的模具设计达不到设计的要求，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具都依赖与从国外进口。这不仅影响了我国的经济发展也给我国的模具行业带来了前所未有的压力和打击，所以，我们不断的努力奋斗，用我们国家人民的聪明才智去开发模具行业，使我国的模具设计得到进一步的发展，逐渐缩短与发达国家的差距。近年来，模具行业迅猛发展，其地域分布特色也日渐成形。从地区分布来看，以珠三角、长三角以及安徽等地发展较快。广东广东是中国现在最主要的模具市场，而且还是中国最大的模具出口与进口省。全国模具产值有40%多来自广东，而且模具加工设备数控化率及设备的性能、模具加工工艺、生产专业化水准和标准程度领先国内其它省市。目前在全国排序前10名的企业中，广东占有5家，世界最大的模架供货商和亚洲最大的模具制造厂都在广东。随着广东工业产业结构进一步优化，石化、汽车、高新技术等多个产业的发展都对广东的模具制造提出了更高要求。未来几年广东的模具制造将日趋精密、复杂。上海上海现有模具企业1500余家，从业人员7万多人，年产值近100亿元，年平均增长率超过20%。到2010年总产值将达到200亿元左右；进口额从现在的2.9亿元基础上压缩30%，将为行业增加7亿元左右产值，出口额达到1.3亿美元，又将为行业增加6亿元产值。上海模具产业将面向6大产业和重点行业，特别是信息（IT）产业和汽车行业，大力发展IT行业的精密镁合金压铸模、精密注塑模；汽车业的覆盖件模具、大型零件压铸模、精密冲压件多任务位级进模。2010年，IT行业的模具实现85%国产化，汽车模具实现90%国产化。据初步统计，上海生产汽车中冲压、塑料、压铸等模具企业近70家，年产值约20亿元，民营企业如华庄、千缘、屹丰、黄燕，合资企业如荻原、伟世通、小纟，台资企业如联恒、宏旭、台丽通等大多年产值在5000万元以上，其中有近7家企业达亿元的年产值，有个别企业年增长率达100%，成为上海汽车模具工业中的主力军。浙江浙江省模具工业主要集中在宁波市和台州市，宁波市的宁海、余姚、慈溪及鄞州主要生产塑料模具，北仑以压铸模为主，象山和舟山以铸造和冲压模具为主。台州市主要模具生产企业集中在黄岩和路桥，塑料模具占大多数。浙江模具工业具有一些明显的特点。一是模具生产企业几乎都是私营企业；二是模具企业相对集中，已形成模具市场；三是模具在可满足不同层次用户需求的同时，高水平的模具快速发展，并已占有较大比例；四是通过多次创业，已涌现出了一批高素质的骨干重点企业；五是已自然形成专业化分工，主要企业特色明显；六是模具工业发展对当地和周边地区工业发展的拉动作用明显。江苏江苏苏州目前有各类模具厂1000多家，模具加工点1000多个，模具年销售额约50亿~60亿元，模具业成为该市新兴工业之一。日本、韩国、新加坡、德国、荷兰、美国及我国台湾、香港地区的独资、合资企业很多，民营模具企业也不少；苏州兰佩铸造、远轻模具等企业主要生产汽车发动机及轮毂等部件压铸模和铸模，昆山中大模架、昆山精密模具标准件、昆山华星模具导向件等企业专业生产各种大型模架、模具导向件、模具弹簧等标准件。安徽目前安徽省拥有一批国内知名度较高的模具产品，如洗衣机和空调器大型腔注塑模、电冰箱吸塑发泡模、电机定转子叠片高速级进冲模等，有的市场占有率高达30％以上；汽车结构件和内饰件模具已稳定用于上海大众新车型开发；橡胶轮胎模具被国内各大轮胎企业认可；模具标准件、模具材料基地也已形成。一批有活力的民营模具企业正在崛起，模具制造的聚集区域正在形成。滁州市已成为冰箱吸塑发泡模具的重要制造基地；宁国市是橡胶模具的聚集区；宣州市和芜湖市以薄板冲压模具为主，是汽车零部件的重要制造和供应基地；蚌埠市的厚板冲压级进模独具特色；合肥市在注塑模、汽车模具和快速制模上有一定优势。1.3未来我国模具设计的发展中国是一个模具设计制造的大国，但是我们的基础工作做的并不是那么的好，在未来的模具设计过程中我们首先要注重模具设计的质量。从最基本的工作做起，只有我们的模具设计达到了质量上的合格，才有可能跟国外的模具行业进行比拼。其次，我国模具行业的发展在有了质量上的保证外，逐渐的自主研究创新，改革。设计出有中国特色的产品，进而可以在国际上有立足的余地。中国有句老话叫物以惜为贵，这个道理是所有人都明白的。所以，有了自己在模具行业的独特设计，就有了自己的立足之地。再次，模具设计同样是随着社会的发展而逐渐更新的，我们在模具设计的过程中要坚持不懈的努力，不能有松懈的想法，因为社会是发展的大家都在努力的探索研究，如果我们松懈下来就会被别人给甩在身后面，那么我们与别人的距离就会差的更远，相反只要我们坚持不懈的努力，相信总有一天我国的模具行业可以达到世界的先进水平行列。模具的设计是需要每个人的努力，只要我们每个人都尽心尽力的去努力，相信不久的将来中国的模具一定会有比较显著的进步。1.4注射模简介塑料注射成型所用的模具称为注射成型模,简称注射模.它是实现注射成型工艺的重要工艺装备.由于，本次毕业设计是采用注射模设计来完成指示灯灯罩的模具设计，所以，这里介绍一下注塑模。注射模的设计，其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。注射模根据结构与使用的目的可以分为很多种类,一般分为普通注射模具和特种注射模具。普通注射模具有可分为:单分型面结构注射模具和双分型面注射模具。特种注射模具又可分为:滑动型芯式注射模,瓣合式注射模具,螺纹注射模具,滑动型芯与瓣合块相结合注射模具。1.5注塑模设计的意义本次毕业设计为指示灯灯罩的模具设计，本制品的原材料为聚氯乙烯（PVC），经过对指示灯灯罩的零件分析，本次设计没有涉及到侧抽芯方面的知识，所以本次注塑模具设计不用考虑这方面。因为，本次模具设计指示灯灯罩结构比较简单，零件比较小，又考虑到在模具设计过程中的平衡等多方面的因素，所以，本次模具设计采用一模两件的形式，左右对称布置。这样可以很好的解决设计过程中的平衡问题，并能保证设计的精度要求。注塑模具主要用于热塑性塑料制品的成型，但近年来也越来越多的用于热固性塑料成型。注塑成型在塑料制件中占有很大比重，世界上塑料成型模具产量中大部分都是注塑模具。近年来发展了一种在注塑成型时再注入塑料熔体后，立即向制件内部充入惰性气体进行保压的气体辅助注塑成型方法及其模具，它能生产壁厚的和壁厚相差悬殊的注塑制品，能获得更加优良的制品的外观和性能，同时还能减轻制品的重量，节约原材料。本次毕业设计主要介绍了指示灯灯罩的注塑成型工艺及注塑模具的设计、注塑模具设备选择、模具材料等内容。指示灯灯罩的模具设计具体内容如下：制品工艺性分析、工艺方案分析、；设备的初步选择、模具结构设计、成型零件的尺寸计算和强度的校核、模具装配图的绘制、模具零件图的绘制、