塑料成型工艺西安交大PPT

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1、塑料成型工艺及模具设计王立忠副教授模具与先进成形技术研究所绪论1．塑料成型工业在生产中的重要地位塑料成型所用的模具称为塑料成型模，是用于成型塑料制件的模具，它是型腔模的一种类型。塑料成型工业是新兴的工业，并随着石油工业的发展应运而生，目前，塑料制件几乎已经进入了一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。世界塑料工业从20世纪30年代前后开始研制，经历50～60年代的发展阶段和70年代至今的稳定增长阶段。现代塑料成型生产中，塑料制件的质量与塑料成型模具、塑料成型设备和塑料成型工艺密切相关。在这三项要素中，塑料

2、成型模具的质量最为关键，它的功能是双重的：赋予塑料熔体以期望的形状、性能、质量；冷却并推出成型的制件。1．塑料成型工业在生产中的重要地位1．塑料成型工业在生产中的重要地位据有关统计资料表明，在国内外模具工业中，各类模具占模具总量的比例大致如下：冲压模、塑料模各占35％～40％，压铸模占10％～15％，粉末冶金模、陶瓷模、玻璃模等其他模具约占10％。随着我国经济与国际的接轨和国家经济建设持续稳定的发展，塑料制件的应用快速上升，模具设计与制造和塑料成型的各类企业日益增多，塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民

3、经济的影响日益重要。2．塑料成型技术的发展趋势考察国内外模具工业的现状及我国国民经济和现代工业品生产中模具的地位，从塑料成型模具的设计理论、设计实践和制造技术出发，设计与制造大致有以下几个方面的发展趋势:(1)CAD／CAE／CAM技术在模具设计与制造中的应用经过多年的推广应用，模具设计“软件化”和模具制造“数控化”已经在我国模具企业中成为现实。采用CAD技术后，借助计算机完成传统模具设计中各个环节的设计工作，图纸不再是设计与制造环节的分界线，也不再是制造、生产过程中的唯一依据，图纸将被简化，甚至最终消失

4、。近年来，CAD技术发展主要有以下特点：(1)CAD／CAE／CAM技术在模具设计与制造中的应用①模具CAD技术及其应用日趋成熟发达国家机械制造业中CAD覆盖率超过90％，十分注重CAD专业应用软件的开发。模具CAD/CAM技术日益深入人心，并且发挥着越来越重要的作用。在20世纪，能够进行复杂形体几何造型和NC加工的CAD／CAM系统，主要是在工作站上采用UNIX操作系统开发和应用的，如美国的ProE、UGⅡ、CADS5软件等。随着计算机技术突飞猛进的发展，新一代CAD／CAM软件(如Solidworks

5、、Solidage)已崭露头角，并深得用户好评。(1)CAD／CAE／CAM技术在模具设计与制造中的应用②基于网络化的CAD/CAE／CAM一体化系统结构初见端倪.随着计算机硬件和软件的进步以及工业部门的实际需求，国外许多著名计算机软件开发商已能按实际生产过程中的功能要求划分产品系列，在网络系统下实现了CAD／CAM的一体化。(2)大力发展快速原型制造对于形状复杂的曲面塑料制件，为了缩短研制周期，在现代制造模具技术中，可以不急于加工出难以测量和加工的模具凹模和凸模，而是采用快速原型制造技术，先制造出与实物

6、相同的样品，看该样品是否满足设计要求和工艺要求，然后再开发模具。快速原型制造(RPM)技术是一种综合运用计算机辅助设计技术、数控技术、激光技术和材料科学的发展成果，采用分层增材制造的新概念取代了传统的去材或变形法加工，是当代最具有代表性的制造技术之一。(3)研究和应用模具的快速测量技术与逆向工程从实物样件获取产品数学模型的相关技术，称为逆向工程或反求工程技术。对于具有复杂自由曲面零件的模具设计，可采用逆向工程技术，首先获取其表面几何点的数据，然后通过CAD系统对这些数据进行预处理，并考虑模具的成型工艺性再

7、进行曲面重构，以获得模具的凹模和凸模的型面，最后通过CAM系统进行数控编程，完成模具的加工。(4)发展优质模具材料和采用先进的热处理和表面处理技术模具材料的选用在模具设计与制造中是涉及模具加工工艺、模具使用寿命、塑料制件成型质量和加工成本等的重要问题。开发研制出了具有良好使用性能和加工性能、热处理变形小、抗热疲劳性能好的新型模具钢种，如预硬钢、耐腐蚀钢等。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。该技术在国内许多热处理中心和一些大型模具企业已经得到应用并且正在进一步推广。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法

8、(如渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒)外，应发展设备昂贵、工艺先进的气相沉积、等离子喷涂等技术。(5)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率模具标准化的水平在某种意义上体现了一个国家模具工业发展的水平。采用标准模架和使用标准零件，可以满足大批量制造模具和缩短模具制造周期的需要。估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到60％左右，发达国家的模具标准件使用覆盖率一般为80％左右。为了适应模具工业发展，模具标准化工作必将加强，模具标准化程