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1、-毕业设计(论文)文献综述-风扇调速器上盖注射模设计-第 6 页文献综述塑料模具的现状和发展0 引言近年来,塑料模具工业迅速发展,体现在模具产品向着大型、精密、复杂的方向发展,综合技术含量不断提高, 模具制造周期不断缩短。但与国外塑料模具的先进水平相比,依然存在一定差距。本课题是对风扇调速器上盖的注射模进行设计,风扇调速器是每个风扇必不可少的配件,而且风扇是大众化的家电,因此这风扇调速器的需求量是很大的,有必要对它进行设计,以得出最优的生产方法。1 模具制造的概述模具是十分重要的基础工艺装备,模具工业是工业的基础,是装备制造业的重要组成部分,模具的发展水平已确确实实地成为衡量一个国家工业水平高
2、低的重要标志之一。2008年我国模具总销售额约为950亿元,在世界上仅次于日本,已是一个生产大国,但模具行业综合水平与工业发达国家相比尚有较大差距,离强国的距离还很远。在10大类模具中,塑料模具约占模具总量的44%,冲压模具约占37%,铸造模具约占10%,其他各类模具总和约占9%。“没有高水平的模具就没有高水平的工业产品”,“发展工业须模具先行”已进一步成为共识。举世瞩目的北京奥运会和“神七”等工程中,不少模具都是无名英雄,默默地作出奉献。2 我国模塑料具制造工业的现状及发展2.1 我国模具工业的现状改革开放20多年来,我国的模具工业获得了飞速的发展,设计、制造加工能力和水平、都有了很大的提高
3、。据中国模具工业协会统计,1995年中国模具总产值为145亿元,而2003年已达450亿元左右,年均增长14%。但是,我国模具工业现有能力只能满足需求量的60左右,还不能适应国民经济发展的需要。据有关部门统计,1997年进口模具价值6.3亿美元,这还不包括随设备一起进口的模具;1997年出口模具仅为7800万美元。目前我国模具工业的技术水平和制造能力,是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。除此之外,与过去相比,在模具加工技术方面,有了很大的进步。主要体现在加工设备和专业人才方面。(1)加工设备现状过去加工模具的设备都比较简单,而且用起来比较麻烦。例如,画图没有计算机只能用手绘
4、;尺寸只能用手量,得出来数据误差大;手动的车床设备功能不够完善,做出来的零件尺寸得不到保证;就算有数控车床,程序也要自己编,自己手动一个一个输入设备里,简单的工序程序固然简短,但遇上零件外形形状复杂时,那程序不知是多少万个字符了。但是,这些状况在现在已经基本不会再出现了。随着社会的发展,社会的进步,设备不断创新,不断完善。画图基本不用人手绘制了,全用计算机来绘;对于精度要求高的零件,就会用仪器将零件扫描到计算机里通过一些辅助软件来得到尺寸;程序依然要编,但我们只要设计好刀路后,只需按一下计算机,程序就自动编好了,而且现在的设备都能实现通过电脑端输出到设备的电脑里,就不用自己手动一个字符一个字符
5、的输入了,先进的设备还支持蓝牙传输呢。说了这么多,主要的内容就是现在CAD/CAM/CAE 技术的一体化。模具的计算机辅助设计与制造已经在很大程度上在很多模具制造企业得到应用与普及。模具设计与制造一体化可以达到优化设计的目的,是最合理的模具设计与生产方式,这已经成为大家的共识。三维设计既可用于建模,又可为数控加工提供NC程序,提高了加工效率和质量。为了提高模具设计的科学性和合理性,用数值模拟手段对零件的成形性进行模拟仿真(CAE分析),在模具设计时进行工艺分析,提出合理的工艺方案和模具结构。目前,无论是大型金属覆盖件成形、复杂零件的锻造成形,还是各类塑件成型或组合成形,不管零件多大、多复杂,或
6、是多小、多精密,其成形过程一般都可以进行模拟,这是设计与加工紧密联系的不可或缺的手段。Ansys、MSC.、Modflow、AutoCAD、UG、Pro/E等等商用软件得到越来越广泛的应用。CAD/CAM/CAE技术的集成化、三维化、智能化和网络化,让用户在统一的环境下协同作业,充分发挥各单元的优势和功能,达到效益最大化。目前国内众多模具企业中,CAD/CAM技术已经广泛使用,但CAD/CAM/CAE一体化技术的应用还需要大力促进和推广。(2)专业人才的培养在德国、日本模具企业中,员工至少有10年的工作经验,模具企业技术人员比例很高,多数企业在25%以上,有些甚至在50%以上。有些企业往往是大
7、多数职工可在技术与生产岗位上互换,具有很高的素质,绝大多数员工都是大学毕业或经过专门的训练。相比之下,我国的模具企业的员工较为缺乏高新加工技术的培养和高端数控机床操作技能的培训。在某种程度上,对高端设备的利用率有一定的影响。模具企业技术人员比例偏低,多数企业在15%-20%之间,且只注重模具开发,不重视产品开发,因此综合开发能力较低。众所周知,人才是一个国家发展的本钱,一个没有人才的国家是不可能发展起来的。我国政府深知这事,所以提出了“科教兴国”这一战略。在大学里,有一个专业叫“材料成型及控制工程”,这是直接对口模具工业的一个专业,为的就是大力培养这方面的专业优秀人才。2.2 我国模具工业的发
8、展趋势我国加入WTO之后,对国内企业在选择国外进口生产设备和钢材方面提供了更宽泛的选择余地和价格下调的空间,为国内模具制造业在提高品质、降低成本、提高市场竞争力方面创造了有力的条件。纵观过去及放眼未来,我们可以大概得出我国模具工业今后的发展趋势,主要表现为:(1)模具设计的网络化、智能化、三维化随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化,以及计算机软硬件技术的迅速发展,网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷创造技术既有必要,也有可能。美国在其21世纪创造企业战略中指出,到2006年要实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案,使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。由于现阶段,模具设计和制
9、造在很大程度上仍依靠模具设计与制造工程师的经验,仅凭CAD/CAM软件有限的数值分析功能无法为用户提供完善和正确的设计结果,因此软件的智能化功能是必不可少的。传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求,模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具。如Cimatron公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面,生成与制品相对应的型芯和型腔,实现模架零件的全相关,自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格,并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。(2)快速经济制模技术 缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。与传统的
10、模具加工技术相比,快速经济制模技术有制模周期短、成本较低的优点,精度和寿命又能满足生产需要,是综合经济效益比较显著的模具制造技术。现在是多品种、少量生产的时代,到下一个世纪,这种生产方式占工业生产的比例将达到75%以上。因此开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如,研制各种超塑性材料制造的简易模具、中低熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模等都将得到进一步的发展。另外,采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。(3)模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到认同在成型工艺方面,主要有冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成型技术、塑料模气辅助注射技术及热流道技术
11、、高压注射成型技术等。另一方面,随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高,在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念及模式。具体主要有:适应模具单件生产特点的柔性制造技术;创造最佳管理和效益的团队精神,精益生产;提高快速应变能力的并行工程,虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理;广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式;适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。总体来看,当今为了适应市场对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切需要,模具越来越向着大型化、高精度化、多功能复合模具化等方向发展。热流道模具、气辅模具等先进的模具加工技术也将在塑料模具中得到更为广泛的应用。标准件
12、的广泛使用,将极大地影响模具制造的生产周期,提高模具的质量,并降低模具的制造成本。模具技术含量的不断提高,将使中高档模具比例不断增大,产品结构调整将引发模具市场走势不断变化。3本设计的目的与意义本设计是一件注塑件产品,在日常生活中经常看到和用到。通过对塑件的分析,包括外形、材料性质、性能等等,结合自己所学的都知识,把该塑件的模具设计出来。本设计涉及到得知识面广泛,要求学生对本专业的基础知识扎实,能体现出学生的能力。而且它的制作工艺流程所牵涉到得内容很多,有侧抽芯结构的设计,分型面的设计,推出方式的设计等等。在模具设计中,还考验到学生收集资料的能力、专业设计软件的应用能力、专业英语的水平、分析问
13、题的能力等等。该课题源于生产实际,要求学生多去动手,了解整个工艺流程、设备结构等,从而培养学生发现问题,分析问题,解决问题的能力。通过本设计,学习注塑模具设计的特点和全过程,训练工程设计能力,并对大学四年所学知识来一个很好的综合,查漏补缺。更重要的亲身经历整个设计过程,认真分析设计的每一部分,在精神上、思想上有一个觉悟,为将来的工作、生活打下良好的基础。4本课题发展概况及存在的问题随着社会的发展和科技的不断进步,空调的出现使得电风扇的作用有点鸡肋,再加上空调的价格不断电的跳水,基本上已经普及开了。很多人认为电风扇产业已经是“夕阳产业”了。但在我国,目前还是发展中国家,空调也只是在比较发达的大城
14、市里普及,在很多经济水平较差的地方还是用不上的,所以电风扇在我国要被淘汰还需要一段比较长的时间,那么本课题就有了研究的意义了。一把电风扇只要匹配了合格的调速器,就能得到满意的调速效果,亦即能根据使用者的需要,调节电风扇的转速。但有些劣质调速器,各档阻抗差异甚微,转速调节很不灵敏,只能当一个开关使用,致使电风扇转速过快。当使用者睡眠以后,随着电网电压的升高,电风扇转速更快,这时就会感到很难受,特别是老、弱、病残者就更吃不消。此时,使用者只能逼于无奈再买一个新的,但在市面上的调速器产品质量良莠不齐,往往钱花了效果还是一样。这里说一下,影响调速器质量的主要原因是里面的电器元件,像线圈、电容等。但是外
15、观还是有一点影响的。所以生产出质量好的调速器上盖也是很有必要的。近年来,我国塑料模有很大的进步。在大型塑料模方面,已能生产34英寸大屏幕彩电塑壳模具,6KG大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。在精密塑料模具方面,已能生产多型腔小模数齿轮模具和600腔塑封模具,还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等。内热式或外热式热流道装置得以采用,少数单位采用了具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具,完全消除了制件的浇口痕迹。气体辅助注射技术已成功得到应用。在精度方面,塑料模型腔制造精度可达0.020.05mm(国外可达0.0050.01mm)
16、,分型面接触间隙为0.02mm,模板的弹性变形为0.05mm,型面的表面粗糙度值为,塑料模寿命已达100万次(国外可达300万次),模具制造周期仍比国外长24倍。这些标志着模具总体水平的参数指标与国外相比尚有较大差距。5应解决的主要问题及应达到的技术要求(1)塑件成型工艺分析:通过对塑料工艺分析(包括塑件分析,塑料的性能分析和塑料的注射成型工艺过程及工艺参数分析),初定精度等级和为下面的设计提供参考和准备材料;(2)拟定模具的结构形式:根据注塑工艺的性质、生产和批量大小、制件的几何形状、尺寸及精度要求,以及安全操作等因素来确定;(3)成型设备选择:根据注塑工艺的性质、生产和批量大小、制件的几何
17、形状、尺寸及精度要求,以及安全操作等因素来确定;(4)浇注系统的设计:根据塑料熔体进入型腔制件流动的平稳性,时间,制品形状,壁厚,尺寸大小的稳定性等因素来确定。(5)分型面和型腔数的确定:分型面应设置在产品的最大截面位置;型腔数在工件较为复杂,侧抽较多的情况下,应根据模具的大小和注塑机参数等条件,合理确定型腔数。(6)推出机构与导向定位结构的设计:工作稳定,并能确保凸模与板料顺利分离,确保动模顺利运动,准确定位。6总结模具是制造业中不可或缺的特殊基础装备,主要用于高效大批量生产工业产品中的有关零部件和制件,是装备制造业的重要组成部分,其产业关联度高,技术、资金密集,是制造业各有关行业产业升级和
18、技术进步的重要保障之一。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。随着我国加入WTO,我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。作为一名优秀的当代大学生,应该身体力行,以身作则,在学校里学习好知识,到社会上未国家出力增光。我会一直以这个目标鞭策自己。本次设计风扇调速器上盖注塑模虽然不能为整个行业做出什么贡献,但我希望能够通过本次的设计制作有所体会和认识,发现一些问题,提供一些有用的资料。参考文献1 模具行业“十二五”发展规划,模具制造J,2010年 11期,152 叶久新,王群,塑料成型工艺及模具设计,北京
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