文獻綜述-淺析注塑模具制造技術及使用

畢業(yè)設計論文文獻綜述院（系）名稱工學院機械系專業(yè)名稱機械設計制造及其自動化學生姓名指導教師2012年03月3日淺析注塑模具制造技術及使用摘要本文介紹了注塑模具的發(fā)展趨勢，成型原理，制造技術等內(nèi)容，通過這些對注塑模有了更深的理解，為之后的畢業(yè)設計做準備。關鍵詞注塑模成型原理制造技術前言高分子材料成型加工技術是一個國家經(jīng)濟發(fā)達程度的標志之一。因為最終體現(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)其功能和價值。而新材料、新產(chǎn)品、新技術的產(chǎn)生在某種意義上取決于成型加工工藝技術和成型加工機械的突破。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，目前注塑制品約占塑料制品總量的30左右，注塑機占塑料機械總產(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、洗衣機外殼、汽車用塑料件，甚至幾萬克的制品。1注塑模具制造技術的發(fā)展趨勢利用注塑模具CAX軟件,設計與工程人員可完成注塑制品構造模具概念設計、CAE分析、模具評價、模具結(jié)構設計和CAM等虛擬與現(xiàn)實工作,利用注塑模流分析技術,能預先分析模具設計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、比強度大、絕緣性好、成型生產(chǎn)率高和價格低廉等優(yōu)點。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。由于汽車輕量化、低能耗的發(fā)展要求,汽車零部件的材料構成發(fā)生明顯的以塑代鋼的變化。從國內(nèi)外汽車塑料應用的情況看,汽車塑料的用量已成為衡量汽車生產(chǎn)技術水平的重要標志。注塑成型由于可以一次成型各種結(jié)構復雜、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)時成本低廉,易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn),因此在塑料加工行業(yè)中占有非常重要的地位。12注射成型技術的必要性傳統(tǒng)的塑料注射成型開發(fā)方法主要是嘗試法,依據(jù)設計者有限的經(jīng)驗和比較簡單的計算公式進行產(chǎn)品和工藝開發(fā)。因此開發(fā)過程中要反復試模和修模,導致生產(chǎn)周期長、費用高,產(chǎn)品質(zhì)量難以得到保證對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)成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。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)品的開發(fā)能力。在未來十年間，中國注塑模具工業(yè)的發(fā)展趨勢主要朝著大型、精密、復雜、經(jīng)濟和快速的方向發(fā)展。在這期間，注塑模具的技術含量將不斷提高，模具制造周期也會縮短。模具朝著信息化、無圖化、精細化和自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)想著技術集成化、產(chǎn)品品牌化、經(jīng)營國際化、管理信息化的方向發(fā)展。進入21世紀以來，在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術和勞動力市場的重新組合，我國裝備制造業(yè)在加入WTO之后成為了世界裝備制造業(yè)的基地。為了適應用戶們對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)正開始廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術來加速模具工業(yè)的技術進步，滿足各行各業(yè)對注塑模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。隨著計算機技術的發(fā)展，計算機已廣泛應用于模具工業(yè)，在注射成型系統(tǒng)中，針對每一個環(huán)節(jié)都可將計算機作為輔助工具而加入。構成該環(huán)節(jié)的CAD或CAM或CAE。例如塑件的設計包括塑件結(jié)構、尺寸、精度、表面、性能等方面的設計。塑件設計方面的計算機輔助技術有塑件CAD、塑料、輔料、輔件選擇的專家系統(tǒng)。常見注射機的使用方面的計算機輔助技術有注射機選擇專家系統(tǒng)注射機故障診斷系統(tǒng)。注射模使用狀況的好壞直接影響到注射質(zhì)量，在對于高技術注射模來說，都要對注射模在使用過程中進行監(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算機輔助技術有注射工藝制定的專家系統(tǒng)；塑件質(zhì)量故障診斷。注射模設計主要完成注射模的結(jié)構尺寸、精度、表面性能等方面的設計，并選擇模具的材料等。計算機在注射模設計方面的工作有注射劃CAD注射模材料、輔料、輔件選擇專家系統(tǒng)；工裝選擇專家系統(tǒng)；注射模CAPP；2注塑成型新技術的發(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)和制造形狀較為復雜的制品、易于與計算機技術結(jié)合、易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)等優(yōu)點，在高分子材料的成型加工中占有極其重要的位置。注塑成型技術廣泛應用于汽車、家電、電子設備、辦公自動化設備、建材等諸多領域。近年來，這些工業(yè)領域迅速發(fā)展，給注塑成型技術的發(fā)展提供了強大的推動力，使注塑成型技術在發(fā)展速度上、水平上都得到了迅猛的發(fā)展，特別是對于注塑成型新技術的發(fā)展更是起到了強大的推動作用。本文著眼于注塑成型新技術的最新發(fā)展動向，介紹了幾種用途較為廣泛的注塑成型新技術。近幾年來，注塑成型新技術發(fā)展動向主要集中在新型氣輔注塑成型技術、多組分注塑成型新技術、微孔發(fā)泡注塑成型技術、微注塑成型技術等方面。3注塑機工作原理注塑塑料注射成型機簡稱注射機或塑料注塑機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備。注塑注射成型是通過塑料注塑機和模具來實現(xiàn)的。盡管注塑塑料注塑機的類型很多，但是無論那種注塑塑料注塑機，其基本功能有兩個（1）加熱塑料，使其達到熔化狀態(tài)；（2）對熔融塑料施加高壓，使其射出而充滿模具型腔。（注塑,注塑機,注塑產(chǎn)品,注塑設備,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、螺桿預塑柱塞注射式3種主要形式。目前注塑設備應用最廣泛的是螺桿式。其作用是，在注塑料機的一個循環(huán)中，注塑模具能在規(guī)定的時間內(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，通過螺桿將熔融塑料注入模具型腔中。注射結(jié)束后，對注射到模腔中的熔料保持定型。（注塑,注塑機,注塑產(chǎn)品,注塑設備,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、開啟及頂出制品。同時，在注塑產(chǎn)品模具閉合后，供給予模具足夠的鎖模力，以抵抗熔融塑料進入模腔產(chǎn)生的模腔壓力，防止模具開縫，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)模機構、頂出機構、前后固定模板、移動模板、合模油缸和安全保護機構組成。（注塑,注塑機,注塑產(chǎn)品,注塑設備,注塑模具）33液壓系統(tǒng)注塑設備液壓傳動系統(tǒng)的作用是實現(xiàn)塑料注塑機按工藝過程所要求的各種動作提供動力，并滿足塑料注塑機各部分所需壓力、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，其中油泵和電機是塑料注塑機的動力來源。各種閥控制油液壓力和流量，從而滿足注射成型工藝各項要求。（注塑,注塑機,注塑產(chǎn)品,注塑設備,注塑模具）4注塑機溫升過高的危害危害之一使機械產(chǎn)生熱變形液壓元件中熱脹系數(shù)不同的運動部件因其配合見習變小而卡死，引起動作失靈、影響液壓系統(tǒng)的傳動精度，導致注塑件質(zhì)量變差。危害之二使油的粘度降低注塑機溫升過高將導致油的粘度降低，泄漏增加，泵的容積效率和整個系統(tǒng)的效率會顯著降低。由于油的粘度降低，滑閥等移動部件的油膜變薄和被切破，摩擦阻力增大，導致磨損加劇。危害之三使橡膠密封件變形注塑機溫升過高會使橡膠密封件變形，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)注塑機溫升過高會加速油液氧化變質(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，導致壓力閥卡死而不能動作、金屬管路伸長而彎曲，甚至破裂等。危害之五導致部件工作質(zhì)量變差注塑機溫升過高會導致部件工作質(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計，但粘度會隨著油溫的高低而變化，進而影響系統(tǒng)中工作元件，如油缸、液壓閥等，使控制精度和響應靈敏度降低，對于精密注射機的情況尤甚。同時溫度過高亦會加速密封件的老化令其硬化、碎裂；溫度過低則加工能量消耗大，使運轉(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注塑機的分類51按塑化方式分類柱塞式塑料注射成型機，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。往復式螺桿式塑料注射成型機依靠螺桿進行塑化與注射，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依靠螺桿進行塑化與依靠柱塞進行注射，兩個過程分開來。52按合模方式分類機械式；液壓式；液壓機械式。6塑件質(zhì)量對塑料制品的評價主要有三個方面，第一是外觀質(zhì)量，包括完整性、顏色、光澤等；第二是尺寸和相對位置間的準確性；第三是與用途相應的物理性能、化學性能、電性能等。這些質(zhì)量要求又根據(jù)制品使用場合的不同，要求的尺度也不同。制品的缺陷主要在于模具的設計、制造精度和磨損程度等方面。但事實上，塑料加工廠的技術人員往往苦于面對用工藝手段來彌補模具缺陷帶來的問題而成效不大的困難局面。生產(chǎn)過程中工藝的調(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,廢品就會源源不絕。在調(diào)整工藝時最好一次只改變一個條件，多觀察幾回，如果壓力、溫度、時間統(tǒng)統(tǒng)一起調(diào)的話，很易造成混亂和誤解，出了問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題就有十多個可能的解決途徑，要選擇出解決問題癥結(jié)的一、二個主要方案，才能真正解決問題。此外，還應注意解決方案中的辨證關系。比如制品出現(xiàn)了凹陷，有時要提高料溫，有時要降低料溫；有時要增加料量，有時要減少料量。要承認逆向措施的解決問題的可行性。7總論目前，注塑成型技術是塑料加工中最常用的方法之一，可用來生產(chǎn)空間幾何形狀非常復雜的塑料制件。注塑機是目前中國塑料機械中發(fā)展速度最快、水平與工業(yè)發(fā)達國家差距較小的塑機品種之一。但主要指普通型注塑機，在特大型、各種特殊、專用、精密注塑機的多數(shù)品種方面，有的產(chǎn)品尚屬空白，這是與工業(yè)發(fā)達國家的主要差距。近年來，各種注塑成型技術取得了顯著的進步，其發(fā)展總趨勢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，實現(xiàn)對制品材料的聚集態(tài)、相形態(tài)、組織態(tài)等方面的控制，或?qū)崿F(xiàn)對制品進行異質(zhì)材料的復合，最大程度地發(fā)揮聚合物的特性，達到制品高性能的目的。深入研究塑料注塑成型技術與注塑成型設備，克服制品中的缺陷，對科技進步與人們高標準的生活要求有重要意義。參考文獻1羅華云，孫玲高光注射成型技術的發(fā)展及應用J,現(xiàn)代制造技術與裝備，2009,41921。2吳生緒塑料成形模具設計技術手冊M機械工業(yè)出版社200813李發(fā)致模具先進制造技術M機械工業(yè)出版社20034駱志文注射模冷卻時間計算分析J模具工業(yè)，1994（3）29345宗殿瑞熱流道注射模中充模力的計算J模具工業(yè)，2001（7）34366袁中雙，李德群注塑成形的流動平衡分析J模具技術，94（1）12167王桂龍,趙國群,李輝平,管延錦變模溫注塑技術的研究與應用分析J現(xiàn)代化工，2009,29（2）24278吳生緒塑料成形工藝技術手冊M機械工業(yè)出版社200819伍曉宇,梁雄,李積彬,孫成紅,黃山,楊文海節(jié)能型無痕注塑模具及工藝J中國塑料，2009，23（5）11011210趙國群，王桂龍，李輝平，管延錦快速熱循環(huán)注塑技術的研究與應用N塑性工程學報,2009,16（1）19019511中國塑料機械網(wǎng)HTTP/WWW86PLACOM/TECH_NEWS/DETAIL/4093HTML12四川大學、北京化工大學、天津輕工業(yè)學院合編塑料成型模