CADCAM技术在水碗注塑模设计中的应用.doc

CAD/CAM技术在水碗注塑模设计中的应用 1.引言 模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益，模具是“效益放大器”，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本把模具誉为“进入富裕社会的原动力”。 模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。国民经济的支柱产业如机械，电子，汽车，石油化工和建筑业等都要求模具工业的发展与之相适应，都需要大量模具，特别是汽车、电机、电器、家电和通信产品中60%~80%的零件都要依靠模具成形。我国石化工业一年生产500多吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖，墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具，生产塑料管件和塑料门窗，也需要大量的塑料模具成形。 1.1塑料模具的现状及国内外发展趋势 80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。CAM中的核技术是数控技术，编制零件加工程序是数控技术应用的重要环节，靠手工编程无法满足复杂零件数控加工的需求，50年代初期，美国开始了数控自动编程技术-APT语言的研究，形成了早期的CAM系统；如20世纪60年代开发的编程机及部分编程软件FANUC、Siemens编程机。目前，CAM技术已经成为CAX（CAD、CAE、CAM等）体系的重要组成部分，可以直接在CAD系统上建立起来的参数化、全相关的三维几何模型（实体＋曲面）上进行加工编程，生成正确的加工轨迹。典型的CAM系统有UG、Pro/E、Cimatron 、MasterCAM等。其特点是面向局部曲面的加工方式，表现为编程的难易程度与零件的塑料已成为当今家庭、办公室，以及产业中不可缺少的存在） 图2.1 注射成型原理 2.4注射成型的特点及应用 注射成型是热塑性塑料成型的一种主要方法。它能一次成型形状复杂、尺寸精确、带有金属或者非金属嵌件的塑件。注射成型周期短、生产率高、易实现自动化生产。到目前为止，除氟塑料外，几乎所有的热塑性材料都可以用注射成型的方法成型，一些流动性好的热固性塑料也可以用注塑成型法成型。 注射成型的缺点是所用的注射设备价格较高，注射模具的结构复杂，生产成本高，不适合单件小批量模具的生产。 2.5注射机的分类 注射机是注射成型热塑性塑料的主要设备。注射成型时，注射机塑化塑料并将塑化好的塑料注入模具，并在成型结束时将塑件推出。 注射机的种类很多，按外形特征可分为以下几种形式： 卧式注射机 注射系统与合模锁模系统轴线都呈水平布置的注射机。这类注射机重心低、结构稳定、操作维修方便，塑件推出后可自行下落，便于实现生产自动化。常用的卧式注射机型号有：XS-ZY-30、XS-ZY-60、XS-ZY-125、XS-ZY-500、XS-ZY-1000等。其中：XS---塑料成形机，Z---注射机，Y---螺杆式，30、125---注射机的最大注射量。 立式注射机 注射系统与合模锁模系统轴线垂直地面的注射机。这类注射机占地面积较小、模具装卸方便，但重心较高，不稳定，加料不方便，推出的塑件要人工取出，不易实现生产自动化。注射系统一般为柱塞结构，注射量小于60g,常见的立式注射机为：SYS-30等。 角式注射机 注射系统与锁模装置的轴线相互垂直布置的注射机。这类注射机结构简单。注射系统一般为柱塞结构，注射量小于60g,常见的立式注射机为：SYS-45等。 此外，按塑化方式注射机还可以分为柱塞式和螺杆式。 柱塞式注射机结构简单，但塑化不均匀，注射压力损失大，且注射容量极其有限，故只适用于小型模具生产，立式及角式注射机多采用此注射系统。 螺杆式注射机塑化充分，注射量大，适用的塑料品种范围广，因此在注射机中被广泛采用。 2.6注射机技术参数 注射量 也成为公称注射量，它是指对空注射的条件下，注射螺杆或者柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。 注射压力 注射时为了克服塑料流经喷