毕业设计说明书注塑模具设计论文.doc
《毕业设计说明书注塑模具设计论文.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业设计说明书注塑模具设计论文.doc(30页珍藏版)》请在三一办公上搜索。
1、1 引言 模具是工业产品生产用的重要工艺装备,在现代工业生产中,60%-90%的工业产品需要使用模具,模具工业已经成为工业发展的基础,许多新产品的开发和研制在很大程度上都依赖于模具生产,特别是汽车、摩托车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。而作为制造业基础的机械行业,根据国际生产技术协会的预测,21世纪机械;制造工业的零件,其粗加工的75%和精加工的50%都将依靠模具完成,因此,模具工业已经成为国民经济的重要基础工业。模具工业发展的关键是模具技术的进步。1.1 CAD技术的现状与发展趋势1.1.1 CAD技术发展历程及现状CAD技术的发展至今已有30多年的历史。在CAD发展中,新的技术和新的算法
2、不断涌现,它主要表现在建模、数据管理、标准化技术的研究和发展方面。我国CAD系统开发、应用已取得初步成果,但还存在一些问题, CAD技术产生于本世纪50年代后期。CAD技术的发展与工业实际应用和需求密切相关,随着实际应用的需要,一些计算机应用的新技术和一些新的算法在CAD中不断出现和发展,主要表现在:建模技术的研究和发展;数据管理技术的研究和发展;标准化技术的研究和发展三个方面。 1、CAD建模技术的研究和发展 建模技术是CAD的核心技术,建模技术的研究、发展和应用,就代表了CAD技术的研究、发展和应用。2、数据管理技术的研究和发展 CAD技术的研究和应用中,数据管理技术是其又一重要的技术,特
3、别是在CAD集成系统中更为重要。数据管理的研究开发经历了文件管理、数据库管理和产品数据管理(PDM)三个阶段。3、标准化技术的研究和发展 由于CAD技术的发展和广泛的应用,数据交换的格式和标准化技术也发展起来,并且越来越重要。在CAD领域出现了图形级的标准、图形交换级的标准、产品级的数据表达和交换标准等。1.2 我国模具技术的现状与发展趋势1.2.1 我国模具技术的现状塑料模应用最广泛的一类模具。近年来,我国塑料模有长足的进步。在大型塑料模方面,已能生产34大屏幕彩电塑壳模具,6kg大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等的塑料模具。模具重量可达10-20吨。在精密塑料模具方面,能生
4、产多型腔小模数齿轮模具和600腔塑封模具,还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等。在制造技术方面,首先是采用CAD/CAM技术,用计算机造型、编程并由数控机床加工已是主要手段,CAE软件也得到应用。一般均采用内热式或外热式热流道装置。少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具,完全消除了制件的浇口痕迹。气体辅助注射技术已成功得到应用。在高效多色注射的应用和抽芯脱模机构的创新设计方面,也取得较大进展。在精度方面,塑件的尺寸精度可达IT6-7级,分型面接触间隙为0.02mm,模板的弹性变形为0.05mm,型面的表面粗糙度为Ra0.02-0.025m
5、。塑料模寿命已达100万次,但模具制造周期仍比国外长2-4倍,总体水平与国外比尚有较大差距。1.2.2 我国模具技术的发展趋势1.IT模具的精度越来越高。一些IT模具企业多工位级进模精度已达到2微米,寿命可达3亿冲次以上,个别企业的多工位级进模已可在2500次分钟的高速冲床上使用,精度可达1微米。精密塑料模具已能生产照相机和手机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具以及精度达5微米的7800腔塑封模具等,已能生产43英寸大屏幕彩电、65英寸背投式电视塑壳模具、整体仪表板等大型塑料模具。 2.机床数控化率和CAD/CAM技术应用率提高1倍。3.随着手机和MP3等产品需求骤增,许多小型民营企业应运而生,
6、对模具的寿命和品质也将提出越来越高的要求。IT模具企业要全面实现信息化管理,通过ISO9000等质量管理体系认证。 4.是多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外,还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务,对钢材的性能要求也越来越高。 5.热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节约制作的原材料,因此热流道技术的应用在外国发展很快,许多塑料模具厂生产的塑料模具一半以上采用了热流道技术,有的厂家使用率达到80%以上,效果十分明显。热流道模具在我国也已生产,有些企业使用率上升到20%30%。 6.随着塑料成型工艺的不断
7、改进与发展,气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好,耐高压,特别是精密模具的型腔应淬火,浇口密封性好,模温能准确控制,所以对模具钢的性能要求很严。 7.模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期,且还能提高模具的质量和降低模具制造成本。要扩大模具标准件的品种,提高生产集中度,实现大规模生产,模具标准件使用覆盖率从目前的约45%提高到2010年60%,2020年的70%以上。 8.快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产时代,这种生产方式占工业生产的比例已经达到75%以上。由于制品使用周期缩短,花样变化频繁,要求模具的生产周期愈短愈好,因此开发快
8、速经济模具将越来越引起人们的关注。 9.大型、精密、复杂等技术含量高的IT模具的比例从目前的约30%提高到2010年的40%和2020年的50%,这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。10.国产IT模具国内市场占有率从目前不足80%,2010年要达到85%以上。2020要达到90%以上。同时,IT模具商品化程度将从目前45%左右达到2010年的55%和2020年65%左右。1.3 课题概述随着世界制造加工业的竞争愈加激烈,对注塑产品与模具的制造提出了新的要求,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,
9、强有力的推动了模具行业的发展。本设计的研究课题是基于Pro/E的产品设计及塑料模具CAD。以Pro/E为平台,建立充电器前盖的三维几何造型,并在基础上,同时对进行塑料模具设计,详细叙述了分型面选择、模具型腔数目的确定、冷却水道布局以及浇口位置的设置、模具工作零件的结构设计、分型面的设计、推出及顶出机构的设计、标准模架的选用。2 计算机辅助设计软件的选用随着模具设计自动化的不断发展,世界上出现了越来越多的CAD/CAE/CAM一体化设计软件,来自PTC公司的Pro/ENGINEER就是其中最成功的一款设计软件之一。1988年Pro/ENGINEER问世,目前已是世界上最为普及的CAD/CAM软件
10、,基本上成为3D CAD的一个标准平台。Pro/ENGINEER广泛的应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、航空航天、家电、玩具等行业,是一个全方位的3D产品开发软件,集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构模拟、压力分析、产品数据管理等功能于一体。Pro/E系统中含有一个EMX外挂模块,专门用来建立各种标准模架及模具标准件和滑块、斜销等附件,能够自动产生模具工程图及明细表,还可以模拟开模过程进行动态仿真和干涉检查,并可将仿真结果输出成视频文件,是一个功能非常强大且使用非常方便的模具设计工具。综上所述并结合毕业设计的要求,所以本毕业
11、设计选用Pro/E作为计算机辅助设计软件。3 充电器前盖的设计1首先设置工作目录,新建组件输入文件名称“charger_shell”不使用缺省模板确定mmns-asm-design确定。2设置工作目录点击草绘选取FRONT面确定。3在TOP平面上进行草绘一长度为80,宽度为30的长方形,图形如图3.1所示。图3.1 草绘4.然后对草图进行拉伸,拉伸长度为40,图形如图3.2所示。图3.2拉伸5.对上图所画的长方体进行拔模,拔模角度为4,图形如图3.3所示。图3.3拔模6.再对上图进行拉伸切除,草绘图形及切除后的图形分别如3.4、3.5所示。图3.4草绘图3.5拉伸切除7以TOP面为草绘平面,绘
12、制一长方形,距离外边框的距离均为0.5,图形如图3.6所示。图3.6草绘8.对上面绘制的长方体进行拉伸切除,切除后图形如图3.7所示。图3.7拉伸9.对上面切除部分进行拔模,拔模角度为0.5度,图形如图3.8所示。图3.8拔模10.对上图的四周进行倒圆角,底面不倒,完成后的图形如图3.9所示。图3.9倒角11.再对上图进行抽壳,厚度为1.25,效果如图3.10所示。图3.10抽壳12.在FRONT面草绘下图图形,草绘完进行旋转,草绘图形及旋转效果分别如图3.11、3.12。 图3.11草绘图3.12旋转13.以TOP面为草绘平面,在宽度方向中心线上距RIGHT面30处绘制一个直径为5的圆,再进
13、行拉伸切除,效果如图3.13所示。图3.13拉伸切除14.对上图拉伸切除的孔进行拔模,草绘图形如图3.14所示。图3.14拔模15.在FRONT面进行草绘,图形如图3.15所示,完成后进行旋转切除,效果如图3.16所示。图3.15草绘图3.16旋转切除16.对零件进行保存。4 手机前盖注射模的设计4.1 模塑工艺规程的编制该塑件是某个品牌的手机充电器前盖。本塑件的材料采用聚碳酸脂(PC)加苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚体(ABS),生产类型为小批量生产。4.1.1 塑件的工艺分析a)塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚碳酸脂(PC)加苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚体(ABS)。1)聚碳酸脂(PC)的成型特性:1
14、无定形塑料,热稳定性好,成型温度范围宽,超过330才呈现严重分解,分解时产生无毒、无腐蚀性气体。2吸湿性极小,但水敏性强,含水量不得超过0.2%,加工前必须干燥处理,否则会出现银丝、气泡及强度显著下降现象。3流动性差,溢边值为0.06mm左右,流动性对温度变化敏感,冷却速度快。4成形收缩率小,如成形条件适当,塑件尺寸可控制在一定公差范围内,塑件精度高。5可能发生熔融开裂,易产生应力集中(即内应力),应严格控制成型条件,塑件宜退火处理消除内应力。6熔融温度高,粘度高,对于大于200g的塑件应用螺杆式注射机成形,喷嘴应加热,宜用开敞式延伸喷嘴。7由于粘度高,对剪切作用不敏感,冷却速度快,模具浇注系
15、统应以粗、短为原则,并宜设冷料穴,浇口宜取直接进料口,圆片或扇形等截面较大的浇口,但应防止内应力增大,进料口附近残余应力,必要时可采用调节式浇口,模具宜加热,模温一般取70120为宜,应注意顶出均匀,模具应用耐磨钢、并淬火。8塑件壁不宜取厚,应均匀,避免有尖角,缺口及金属嵌件造成应力集中,脱模斜度宜取2,若有金属嵌件应预热,预热温度一般为110130。9料筒温度对控制塑件质量是一个重要因素,料温低时会造成缺料,表面无光泽,银丝紊乱,温度高时易溢边,出现银丝暗条,塑件变色有泡。注射压力不宜取低,冷却速度快,但如模具加热则冷却时间不宜短。10温度对塑件质量影响很大,薄壁塑件宜取80100,厚壁塑件
16、宜取80120,模温低则收缩率、伸长率、抗冲击强度大,抗弯、抗压、抗张强度低,模温超过120塑件冷却慢,易变形粘模,脱模困难,成形周期长。2)苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚体(ABS)的成型特性:1无定形料,其品种牌号很多,各品种的机电性能及成形特性各有差异,应按品种确定成形方法及成形条件。2吸湿性强,含水量应小于0.3%,必须充分干燥,要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。3流动性中等,溢边料0.04mm左右。4比聚苯乙烯加工困难,宜取高料温、模温,料温对物性影响较大、料温过高易分解,对要求精度较高的塑件模温宜取5060,要求光泽及耐热型料宜取6080,注射压力应比加工聚苯乙烯的高,一般用注塞式注
17、塑机时料温为180230,注射压力为100140Mpa,螺杆式注射机则取160220,70100Mpa。5模具设计时要注意浇注系统对料流阻力小,浇口处外观不良,易发生熔接痕,应注意选择浇口位置、形式,顶出力过大或机械加工时塑件表面呈现“白色”痕迹(但在热水中加热可消失),脱模斜度宜取2以上。b) 塑件的结构和表面质量分析1结构分析 从零件图上分析,经拔模后,该零件总体形状为长方形,长度为90mm,宽度为35mm,高度为40mm,因此,模具设计时必须设计侧向分型抽芯机构,该零件属于低等复杂程度。2表面质量分析 该零件表面要求没有缺陷、毛刺,内部不得有导电杂质,表面粗糙度为1.6um。综上分析可以
18、看出,注射时在工艺参数控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证。4.1.2 计算塑件的体积和重量 计算塑件的体积:V=12833.94mm3 浇注系统凝量:V=3318.31 mm3计算塑件的重量:根据设计手册可查得PC+ABS的密度为1.2g/dm3故塑件的重量为:W = V = 12833.9410-61.210-3103 =15.400728g4.1.3 型腔数目的确定每一副模具中,型腔数目的多少与下列条件有关:1塑件的尺寸精度 型腔数越多时,精度也相对地降低。这不仅由于型腔加工精度的参差,也由于熔体在模具内的流动不均所致。所以精密塑件尽量不用多腔模成形。按照SJ/T 106289
19、5标准中规定的1、2级超精密级塑件,宜用一模一腔,当尺寸数目少时可以一腔二模。3、4级的精密级塑件,宜一模四腔以内。2模具制造成本 多腔模的制造成本高于单腔模,但不是简单的倍数比。因此,从塑件成本中所占的模具费用比例来看,多腔模比单腔模要低。3注射成形的生产效益 多腔模从表面上看,比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大,每一注射循环期长而维持费用高。所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。4制造难度 多腔模的制造难道比单腔模大。当其中某一腔先损坏时,应立即停机维修,影响生产。综上分析可以确定本模具采用一模一腔注塑。4.1.4 注射机型号的确定设计模具时应满足注射成型塑件所需的总注射量小于
20、所选注射机的最大注射量,即: nm + mj kmn式中 n型腔数量;m单个塑件的体积或质量,cm3或g;mj浇注系统凝量,cm3或g;mn注射机最大注射量,cm3或g;k注射机最大注射量利用系数,一般取0.8。由于采用一模一腔的设计方案,所以:12833.94 + 3318.31 0.8mn即:mn 20.1903125cm3还考虑到塑件尺寸大小和现有设备等情况,根据注射机最大注射量大于等于20.1903125cm3,注射机所选型号的注射量应为公称注射量的35%-75%,初步选用注射机型号为XS-Z30/25型。4.1.5 塑件注射工艺参数的确定查找塑料模设计及制造附录H和实际应用的情况,P
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业设计 说明书 注塑 模具设计 论文

链接地址:https://www.31ppt.com/p-2950951.html