现代模具设计方法：注塑模部分 - Mipaper by lciscomtw.PDF

现代模具设计方法讲义 现代模具设计方法：注塑模部分 （周华民） 前言 一、教学内容 理论课：共6 学时（3*2 ），分三讲： 第一讲 注射模CAD/CAE/CAM 概述 第二讲 注射模CAD 第三讲 注射模CAE 实践课：CAE 软件的实际操作应用 二、考试 第一讲 注射模CAD/CAE/CAM 概述 一、注射模的重要性 1．塑料具有密度小、质量轻、比强度大、绝缘性好、介电损耗低、化学稳定性强、成型生产率高 和价格低廉等优点，在国民经济和人民日常生活的各个领域得到了日益广泛的应用，早在二十世纪 九十年代初，塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和。在机电 （如所谓的 黑色家电）、仪表、化工、汽车和航天航空等领域，塑料已成为金属的良好代用材料，出现了金属 材料塑料化的趋势。 2 ．以汽车工业为例，由于汽车轻量化、低能耗的发展要求，汽车零部件的材料构成发生了明显的 以塑代钢的变化，目前我国汽车塑料占汽车自重的5%至6%，而国外已达13%，根据专家预测，汽 车塑料的单车用量还将会进一步增加。在现代车辆上，无论是外装饰件、内装饰件，还是功能与结 构件，都可以采用塑料材料，外装饰件有保险杠、挡泥板、车轮罩、导流板等；内装饰件有仪表板、 车门内板、副仪表板、杂物箱盖、座椅、后护板等；功能与结构件有油箱、散热器水室、空滤器罩、 风扇叶片等。据统计，我国2000 年汽车产量200 多万辆，车用塑料达 138 万吨。从国内外汽车塑 料应用的情况看，汽车塑料的用量现已成为衡量汽车生产技术水平的标志之一。 3 ．作为塑料制件最有效的成型方法之一的注塑成型由于可以一次成型各种结构复杂、尺寸精密和 带有金属嵌件的制品，并且成型周期短，可以一模多腔，生产率高，大批生产时成本低廉，易于实 现自动化生产，因此在塑料加工行业中占有非常重要的地位。据统计，塑料模具约占所有模具 （包 括金属模）的38.2%，塑料制品总重量的大约32%是用于注射成型的，80%以上的工程塑料制品都 要采用注射成型方式生产。 4 ．根据海关统计，我国2000 年共进口模具9.77 亿美元，其中塑胶模具共5.5 亿美元，占56.3%， 2001 年共进口模具11.12 亿美元，其中塑胶模具共6.16 亿美元，占55.4% 。从品种上来说，进口量 最大的是塑胶模具。 二、采用CAX 技术的必要性 1 现代模具设计方法讲义 1．传统的塑料注射成型开发方法主要是尝试法，依据设计者有限的经验和比较简单的计算公式进 行产品和工艺开发。但是在注射成型生产实际中，塑料熔体的流动性能千差万别，制品和模具的结 构千变万化，工艺条件各不相同，仅凭有限的经验和简单的公式难以对这些因素作全面的考虑和处 理，设计者经验的积累和公式的总结无法跟上塑料材料的发展和制品复杂程度及精度要求的提高， 因此开发过程中要反复试模和修模，导致生产周期长、费用高，产品质量难以得到保证，对于成型 大型制品和精密制品，问题更加突出。 2 ．二十一世纪世界制造加工业的竞争更加激烈，对注塑产品与模具的设计制造提出了新的挑战， 产品需求的多样性要求塑件设计的多品种、复杂化，市场的快速变化要求发展产品及模具的快速设 计制造技术，全球性的经济竞争要求尽可能地降低产品成本、提高产品质量，创新、精密、复杂、 高附加值已成为注塑产品的发展方向，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品与模具设计制 造系统。 3 ．应用CAD/CAE/CAM 技术从根本上改变了传统的产品开发和模具生产方式，大大提高了产品质 量，缩短了产品开发周期，降低了生产成本，强有力地推动了模具行业的发展。据文献统计，国外 采用模具CAD/CAE/CAM 技术可使设计时间缩短50%，制造时间缩短30%，成本下降10%，塑料 原料节省7%，一次试模成功率提高45%～50% 。由于经济效益显著，在日本、英国、德国、瑞士、 美国等先进工业国家中，大多数专业塑料注射模厂采用了 CAD/CAE/CAM 技术。在国际模具市场 上，日本模具无论是在交货时间、开发成本，还是在精度方面，都处于领先地位，其原因就是日本 模具行业较早地引入了模具CAD/CAE/CAM 技术。根据海关统计，我国2001