高達(dá)玩具造型及其注塑模具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述

1、浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述報(bào)告班 級(jí)姓 名 課題名稱XXXG-01D高達(dá)模型足部造型及其注塑模具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述（內(nèi)容包括國(guó)內(nèi)外本課題及相關(guān)研究現(xiàn)狀、分析及參考文獻(xiàn)目錄，字?jǐn)?shù)不少于2000字）目 錄1 國(guó)內(nèi)外塑料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀淺析2 國(guó)內(nèi)外塑料模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀3 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)4 CAD軟件在注塑模具行業(yè)應(yīng)用5 高達(dá)玩具模型簡(jiǎn)介參考文獻(xiàn)（報(bào)告全文附后）指導(dǎo)教師審批意見(jiàn)簽名： 年 月 日注塑模具設(shè)計(jì)文獻(xiàn)綜述1 國(guó)內(nèi)外塑料行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀淺析塑料是以高分子聚合物為主要成分，并在加工為制品的某階段可流動(dòng)成型的材料。塑料具有特殊的物理力學(xué)性能和化學(xué)穩(wěn)定性能，以及優(yōu)良的成型加工性

2、能1。塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，塑料作為一種新的工程材料，發(fā)展勢(shì)頭極其迅猛，躋身于金屬、纖維材料和硅酸鹽三大材料之列，已經(jīng)廣泛用于工業(yè)和日常生活。因此，塑料的加工和成型工藝越來(lái)越得到重視，新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)。目前，塑料成型種類(lèi)包括注射成型、壓鑄成型、吸塑成型、吹塑成型、發(fā)泡成型、擠壓成型等，其中注射成型是最常用的方法，幾乎所有的塑料都可以注射成型2。塑料制品行業(yè)是中國(guó)輕工業(yè)中近幾年發(fā)展速度較快的行業(yè)之一,增長(zhǎng)速度一直保持在10%以上。據(jù)中國(guó)輕工業(yè)信息中心統(tǒng)計(jì),2004 年中國(guó)塑料制品全部國(guó)有和年產(chǎn)品銷(xiāo)售收入達(dá)到500 萬(wàn)元的非國(guó)有獨(dú)立核算工業(yè)企業(yè)9473家3。2 國(guó)內(nèi)外塑料模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀2、

3、1 我國(guó)模具發(fā)展基本情況我國(guó)模具生產(chǎn)最為集中的地區(qū)在珠三角和長(zhǎng)三角地區(qū)，約占全國(guó)模具總產(chǎn)值的三分之二以上，模具發(fā)展有力地支持著這兩個(gè)地區(qū)工業(yè)的快速發(fā)展。從1999年至2009年產(chǎn)值從250億元增長(zhǎng)到979.45億元，年均增長(zhǎng)率在14.8%；進(jìn)口從9.8274億美元增至19.64億美元；出口從1.328億美元增至18.43億美元；進(jìn)口：出口從6.6：1跌至1.06：1。表明了我國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值呈逐年遞增趨勢(shì)，模具進(jìn)口金額的增幅有逐年下降的趨勢(shì)，出口比例逐年加大，同時(shí)反映我國(guó)模具任是供不應(yīng)求的狀態(tài)，仍為世界上模具年進(jìn)口量較大的國(guó)家4。當(dāng)前國(guó)內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料

4、模具。隨著中國(guó)汽車(chē)、家電、電子通訊以及各種建材的迅速發(fā)展，預(yù)計(jì)在未來(lái)模具市場(chǎng)中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。2、2 發(fā)展趨勢(shì)隨著我過(guò)模具行業(yè)的發(fā)展，簡(jiǎn)單模具的設(shè)計(jì)和制造都沒(méi)有困難，模具行業(yè)將向大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命和多功能方向發(fā)展。模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛，模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用能極大地影響模具制造周期。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本另外采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。2、3 存在的問(wèn)題由于我國(guó)的模具行業(yè)起步較晚，與國(guó)外相比仍存在不小的差距，我國(guó)現(xiàn)在的模

5、具開(kāi)發(fā)制造水平比國(guó)際先進(jìn)水平至少落后10年，特別是大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出，已成為嚴(yán)重制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。模具行業(yè)主要存在的問(wèn)題體現(xiàn)在以下幾方面：（1）行業(yè)創(chuàng)新能力薄弱整體效率低我國(guó)模具行業(yè)產(chǎn)需矛盾突出，無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量都無(wú)法滿足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，只達(dá)到70%左右。模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺。我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低，水平也較低。由于不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。我國(guó)模具企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差，大都微利，國(guó)有企業(yè)總體虧損，缺乏后勁。高級(jí)模具鉗工及企業(yè)管理人才非常緊缺，高素質(zhì)的模具技術(shù)人才缺乏

6、，產(chǎn)品的綜合開(kāi)發(fā)能力還急需加強(qiáng)。由于模具企業(yè)效益欠佳及對(duì)科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視，因而模具行業(yè)在科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少。中國(guó)塑料模具企業(yè)不僅要加快產(chǎn)業(yè)集群化，發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，還要注重模具產(chǎn)業(yè)鏈的前端研發(fā)、人才建設(shè)、產(chǎn)業(yè)鏈后端的檢測(cè)以及信息服務(wù)，盡快縮短技術(shù)、管理、工裝水平與國(guó)際水準(zhǔn)的差距。這是塑料模具企業(yè)在發(fā)展中必須解決的重要問(wèn)題。（2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)不合理我國(guó)模具生產(chǎn)許多是在各主機(jī)廠的模具分廠或車(chē)間內(nèi)，其中一半以上是自產(chǎn)自用，模具的商品化程度低，而國(guó)外70%以上都是專業(yè)模具廠，且走的是“小而精”的道路。國(guó)內(nèi)模具總量中，屬大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例只有30%左

7、右，國(guó)外在50%以上。（3）產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平低產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在尺寸精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上，這幾項(xiàng)指標(biāo)與國(guó)外先進(jìn)水平相比差距十分明顯。工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面，模具工業(yè)的整體裝備水平相對(duì)落后、利用率低。雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多6，。由于體制和資金等方面原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附、配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好的解決。裝備水

8、平低，帶來(lái)我國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低，也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響，特別是對(duì)模具制造周期有很大影響。國(guó)內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率只有35%左右，而國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度為70%一80%。如能廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件，將會(huì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期25%一40%，并可大大減少由于自制模具零件而造成的工時(shí)浪費(fèi)。（4）模具材料技術(shù)落后模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比還有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。3 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)3、1 模具的標(biāo)準(zhǔn)化加快模具的標(biāo)準(zhǔn)化、商品化發(fā)展，適

9、應(yīng)大規(guī)模成批生產(chǎn)的需要，可以提高模具的制造質(zhì)量、縮短模具的制造周期。3、2 新材料、新技術(shù)、新工藝的研究和應(yīng)用研究開(kāi)發(fā)模具新材料，進(jìn)一步提高模具鋼材的耐磨、耐蝕、綜合機(jī)械性能、加工性能和拋光性能，是提高模具質(zhì)量的穩(wěn)定性和使用壽命的主要途徑和發(fā)展趨向。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是模具設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的又一次革命，其優(yōu)勢(shì)越來(lái)越明顯。普及和提高CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，是模具設(shè)計(jì)制造走向現(xiàn)代化的必由之路。以高速銑削為代表的高速切削加工技術(shù)代表了模具外表面粗加工的的發(fā)展方向。成型面的加工向精密、自動(dòng)化方向發(fā)展，光整加工技術(shù)向自動(dòng)化方向發(fā)展。以三坐標(biāo)測(cè)試儀和快速原型制造技術(shù)為代表的制模技術(shù)，是

10、模具制造技術(shù)的重大發(fā)展，尤其是用于反向制造工程和復(fù)雜模具的制造，對(duì)縮短制造周期有著非常重要的作用。節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、高速、綠色熱處理工藝是模具零件熱處理的主導(dǎo)方向。3、3 現(xiàn)代生產(chǎn)制造方式在完全實(shí)現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的生產(chǎn)專業(yè)化，供應(yīng)商品化的基礎(chǔ)上，利用現(xiàn)代IT技術(shù)，組成局域通信網(wǎng)絡(luò)，將計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)完成的各成型面、配合面數(shù)字化，并編成代碼直接輸入數(shù)控機(jī)床或CNC加工中心進(jìn)行自動(dòng)編程，繼而完成自動(dòng)加工。加工過(guò)程中能夠完成自動(dòng)檢測(cè)和結(jié)果的自動(dòng)顯示，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)以及模具制造的自動(dòng)化和智能化并以此提高設(shè)計(jì)和制造的速度和質(zhì)量，減少人為的多層次失誤造成的缺陷，從而縮短模具生產(chǎn)周期，提高模具質(zhì)量以及使

11、用的可靠性和壽命。3、4 塑料制件的精密化、微型化、超大型化為了滿足各種產(chǎn)品越來(lái)越高的使用要求，塑料模具和塑料成型技術(shù)正朝著精密化、微型化和超大型化方向發(fā)展。4 CAD軟件在注塑模具行業(yè)應(yīng)用CAD即計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文簡(jiǎn)稱(Computer Aided Design)。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使得設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中，能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大算術(shù)邏輯運(yùn)算功能、大容量信息存儲(chǔ)與快速信息查找的能力，完成信息管理、數(shù)值計(jì)算、分析模擬、優(yōu)化設(shè)計(jì)和繪圖等項(xiàng)任務(wù)；而設(shè)計(jì)人員集中精力進(jìn)行有效的創(chuàng)造性思維，從而更好地完成從設(shè)計(jì)方案的提出、評(píng)介、分析模擬與修改到具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的設(shè)計(jì)全過(guò)程.對(duì)于機(jī)械行業(yè)來(lái)講，注塑模設(shè)計(jì)通用的C

12、AD軟件是AutoCAD、Pro/E、UG等。 國(guó)內(nèi)部分科研單位、大專院校也在塑料行業(yè)開(kāi)展了CAD技術(shù)的研制和開(kāi)發(fā)工作。華中理工大學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室葉顯高、李德群、肖景容等研制成功了“實(shí)用化注塑模CAD/CAE/CAM微機(jī)系統(tǒng)HSC1. 1”；北京化工學(xué)院進(jìn)行了注塑充模過(guò)程計(jì)算機(jī)仿真；其他部分企業(yè)科研單位也做了一些探討工作，并且收到了一定的經(jīng)濟(jì)效益?？偟膩?lái)講我國(guó)塑料模具CAD僅僅處于開(kāi)發(fā)使用初期，很多自己研發(fā)的軟件并不是很成熟。 在模具設(shè)計(jì)中，模架及某些零件，如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、支撐塊、澆口套、定位圈等分別已形成廠標(biāo)、行標(biāo)或國(guó)標(biāo)。對(duì)于這些標(biāo)準(zhǔn)的或本單位采用的模架及零件可在通用的二維工程圖CAD系

13、統(tǒng)中建立模架、零件庫(kù)，以被設(shè)計(jì)時(shí)調(diào)用。對(duì)于澆注系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、模架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算等內(nèi)容，已有一些較成熟的計(jì)算方法或經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，可設(shè)置這些計(jì)算公式的模塊，以便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行快速計(jì)算。另外對(duì)于一些設(shè)計(jì)中常用的數(shù)據(jù)庫(kù)資料也可以設(shè)置在CAD系統(tǒng)中以便設(shè)計(jì)人員快速查詢，根據(jù)各個(gè)工廠的不同要求和情況，還可以在系統(tǒng)中設(shè)置本單位所特有的內(nèi)容。這樣建立的CAD系統(tǒng)可大幅度減輕設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度、提高設(shè)計(jì)速度并可實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的規(guī)范化及標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于某些在原成型制品的基礎(chǔ)上作局部修改而需重新設(shè)計(jì)的模具來(lái)說(shuō)，其效果就更加明顯。總體來(lái)說(shuō)，注塑模CAD的內(nèi)容有以下幾點(diǎn)。4、1 注塑制品的幾何造型 采用幾何造型系統(tǒng)，如線框造型

14、、面造型和實(shí)體造型，在計(jì)算機(jī)中生成注塑制品的幾何模型，這是注塑模結(jié)構(gòu)的CAD的第一步。由于注塑制品大多數(shù)是薄壁件，且又有復(fù)雜的表面，因此，常用表面造型的方法來(lái)產(chǎn)生制品的幾何模型。4、2 模腔面形狀的生成 在注塑模具中，行腔用來(lái)生成制品的外表面，型芯用來(lái)生成制品的內(nèi)表面，由于塑料的成型收縮率，模具磨損及加工精度的影響，制品的內(nèi)外表面尺寸并不就是模具型芯面、型腔面的尺寸，兩者之間需要比較復(fù)雜的換算。目前流行的商品化注塑模CAD軟件并未能很好的解決這種換算，因此，制品的形狀和型腔的形狀要分別輸入，工作量較大且比較繁瑣，如何由制品形狀方便、快捷的生成型腔和型芯表面形狀仍是當(dāng)前的研究課題。4、3 模具結(jié)

15、構(gòu)方面的設(shè)計(jì) 采用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)輔助計(jì)算最佳型腔的數(shù)目，引導(dǎo)模具設(shè)計(jì)者布置型腔，構(gòu)思澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)，為選擇標(biāo)準(zhǔn)模架和設(shè)計(jì)動(dòng)模部裝圖和定模部裝圖作準(zhǔn)備。4、4 標(biāo)準(zhǔn)模架選擇 采用計(jì)算機(jī)軟件來(lái)設(shè)計(jì)模具的前提是盡可能多地實(shí)現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)化，包括模架標(biāo)準(zhǔn)化、模具零件標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化及工藝參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化等。一般而言，用作標(biāo)準(zhǔn)模架選擇的設(shè)計(jì)軟件應(yīng)具用兩個(gè)功能，一是能引導(dǎo)模具設(shè)計(jì)者輸入本企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)模架，以建立專用的標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)；二是能方便地從已建好的專用標(biāo)準(zhǔn)模架庫(kù)中，選出本次設(shè)計(jì)中所需的模架類(lèi)型及全部模具標(biāo)準(zhǔn)件的圖形和數(shù)據(jù)。4、5 部裝圖及總裝圖的生成 根據(jù)已選定的標(biāo)準(zhǔn)模架及已完成型腔布置，模具設(shè)計(jì)軟件

16、以交互方式引導(dǎo)模具設(shè)計(jì)者生成部裝圖和總裝圖。模具設(shè)計(jì)者在完成總裝圖時(shí)，能利用光標(biāo)在屏幕上拖動(dòng)模具零件以搭積木的方式裝配模具總圖。4、6 模具零件圖的生成 模具設(shè)計(jì)軟件能引導(dǎo)用戶根據(jù)模具部裝圖、總裝圖以及相應(yīng)圖形庫(kù)完成模具零件的設(shè)計(jì)、繪圖和標(biāo)注尺寸。4、7 常規(guī)計(jì)算和校核 模具設(shè)計(jì)軟件可將理論計(jì)算和行之有效的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，為模具設(shè)計(jì)師提供對(duì)模具零件全面的計(jì)算和校核，以驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)等有關(guān)參數(shù)的正確性。5 高達(dá)玩具模型簡(jiǎn)介 高達(dá)是日本機(jī)器人題材卡通系列作品中的著名的主角機(jī)器人。高達(dá)塑料模型等周邊產(chǎn)品在全世界風(fēng)靡盛行，經(jīng)久不衰。一個(gè)普通級(jí)的高達(dá)模型大約有200-400個(gè)零件，其模具制造復(fù)雜、設(shè)計(jì)與涉

17、及的知識(shí)面和知識(shí)點(diǎn)較多，如三維造型、模具設(shè)計(jì)、數(shù)控加工等。 1979年機(jī)動(dòng)戰(zhàn)士高達(dá)上映時(shí)，相關(guān)的玩具只有傳統(tǒng)的合金玩具。1980年7月，萬(wàn)代在初代高達(dá)放送后推出首個(gè)1/144比例RX-78-2 高達(dá)。 起初的GUNPLA和當(dāng)時(shí)同期，以孩子為主要取向的機(jī)器人塑膠模型是沒(méi)有太大分別。但是自從模型師于HOBBY JAPAN雜志的副刊中刊載“How To Build Gundam”一專欄后，GUNPLA隨即在中、小學(xué)生中揭起熱潮。1981年，同年10月由講談社創(chuàng)刊的漫畫(huà)雜志COMIC BonBon“”于雜志前面也刊登了高達(dá)模型，因此加速了熱潮；連由小學(xué)館發(fā)行，非相關(guān)取向的雜志TEREBI KUN“”也

18、刊載了一陣子的GUNPLA，也因此奠定了GUNPLA的人氣17。參考文獻(xiàn)1黃榮學(xué),范洪遠(yuǎn).我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展概述及展望J.機(jī)械工程師，2007,5:452鐘佩思,沈友徽,馬靜敏等.模具先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)綜述J.模具制造，2005,3:123劉向陽(yáng)，屈平.我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀J.世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng)，2004,4114陳映雄.我國(guó)玩具業(yè)出口現(xiàn)狀及對(duì)策J.對(duì)外經(jīng)貿(mào)實(shí)務(wù)，2006，5:685李桂貞.論加入WTO中國(guó)玩具業(yè)的發(fā)展對(duì)策J.廣東商學(xué)院學(xué)報(bào),2002，6:126Build-A-Bear WorkshopOL，2010,47吳冬玲.毛絨玩具整體流程J.蘇州工藝美術(shù)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，2:31328王聯(lián)曉，朱正浩，劉丁己.品牌形象、消費(fèi)者自我概念和購(gòu)買(mǎi)意愿關(guān)系綜述J.商業(yè)時(shí)代，2008（15）：30319曹兵.電腦毛絨玩具設(shè)計(jì)者好幫手J.中外玩具制造，2007.10(美)大衛(wèi)M.安德森，B.約瑟夫.派恩 .21世紀(jì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)前沿:大規(guī)模定制模式下的敏捷產(chǎn)品開(kāi)發(fā)M. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2000.4511計(jì)國(guó)忠.科技轉(zhuǎn)換背景下的中國(guó)玩具產(chǎn)業(yè)發(fā)展J.高科技與產(chǎn)業(yè)化，2004，1212劉際澤.塑料制品與模具設(shè)計(jì)提案M.北京:中