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二 注塑模和壓縮模 盡管成型某些熱固性材料的方法取得了一定進步 但注塑模主要 還是 用來生產(chǎn)熱塑性塑件 這主要是因為 熱固性塑料熔體的過程中 也會出現(xiàn)這 種情況 這個問題一直非常難解決 住宿成型要換里和鑄造十分相似 住宿成 型的工藝過程包括 首先把料斗中的粉狀或粒狀的塑料混合物依次輸送到定量 去和熔化區(qū) 然后再注射到模具型腔中 經(jīng)過短時冷卻后 開模 推出成型塑 件 注塑機分為手動 半自動及全自動操作 住宿模具有以下優(yōu)點 i 較高的成型速度使大批量生產(chǎn)成為可能 ii 為成形具有不同使用性能的熱塑性材料提供了較寬的選擇 iii 可成型帶有螺紋的塑件 側(cè)向凹陷的塑件 帶有側(cè)孔的塑件和較 大的薄壁件 熔融塑料注入模具中通常有幾種方式 在大型注塑機上采用往復螺桿式的 注入方式 螺桿同時具有注射和塑化的功能 樹脂原料進入旋轉(zhuǎn)的螺桿時 要 經(jīng)過三個區(qū)域 喂入?yún)^(qū) 壓實區(qū)和塑化區(qū)經(jīng)過喂入?yún)^(qū)后 為壓實樹脂原料 螺 桿螺旋部分的深度逐漸降低 同時傳遞樹脂原料間因剪切作用而產(chǎn)生的熱量 使原料呈現(xiàn)半流動狀態(tài) 在計量區(qū) 螺缸表面的加熱裝置對熔體進一步加熱 當熔體充滿螺桿前部區(qū)域時 螺桿在熔體壓力的作用下后退 觸動限位開關使 液壓缸工作 在液壓力的作用下推動螺桿向前運動 將熔融塑料注射到閉合的 模具型腔中 防倒流閥能夠阻止受壓熔體倒流進螺桿的螺旋區(qū) 注塑機的鎖磨系統(tǒng)所提供的鎖模力由 塑件在分型面的投影 尺寸決定 鎖模力以噸為單位 通?？拷?jīng)驗來決定塑件所需要的鎖模力總噸數(shù) 一般在塑 件投影面積上每平方英寸需要作用兩噸鎖模力 如果熔體流動困難或塑件較薄 鎖模力應提高到三到四噸 許多螺桿式注塑機能生產(chǎn)熱固性塑料 以前 熱固性塑料由擠出模具或傳 遞模具生產(chǎn) 熱固性塑料熔體在模具內(nèi)固化或發(fā)生聚合反應 并在溫度為 375 410 范圍內(nèi)推出熱塑性塑料熔體必須在模具冷卻成型 以保證推出時 不發(fā)生變形 這種熱硬化性循環(huán)速度很快 當然 生產(chǎn)熱塑性塑件時 模具必 須被加熱 而不是冷卻 注塑模重要性有 塑料具有密度小 質(zhì)量輕 比強度大 絕緣性好 介電損耗低 化學穩(wěn)定 性強 成型生產(chǎn)率高和價格低廉等優(yōu)點 在國民經(jīng)濟和人民日常生活的各個領 域得到了日益廣泛的應用 早在二十世紀九十年代初 塑料的年產(chǎn)量按體積計 算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和 在機電 如所謂的黑色家電 儀 表 化工 汽車和航天航空等領域 塑料已成為金屬的良好代用材料 出現(xiàn)了 金屬材料塑料 以汽車工業(yè)為例 由于汽車輕量化 低能耗的發(fā)展要求 汽 車零部件的材料構(gòu)成發(fā)生了明顯的以塑代鋼的變化 目前我國汽車塑料占汽車 自重的 5 至 6 而國外已達 13 根據(jù)專家預測 汽車塑料的單車用量還將會 進一步增加 在現(xiàn)代車輛上 無論是外裝飾件 內(nèi)裝飾件 還是功能與結(jié)構(gòu)件 都可以采用塑料材料 外裝飾件有保險杠 擋泥板 車輪罩 導流板等 內(nèi)裝 飾件有儀表板 車門內(nèi)板 副儀表板 雜物箱蓋 座椅 后護板等 功能與結(jié) 構(gòu)件有油箱 散熱器水室 空濾器罩 風扇葉片等 據(jù)統(tǒng)計 我國 2000 年汽車 產(chǎn)量 200 多萬輛 車用塑料達 138 萬噸 從國內(nèi)外汽車塑料應用的情況看 汽 車塑料的用量現(xiàn)已成為衡量汽車生產(chǎn)技術(shù)水平的標志之一 作為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種結(jié) 構(gòu)復雜 尺寸精密和帶有金屬嵌件的制品 并且成型周期短 可以一模多腔 生產(chǎn)率高 大批生產(chǎn)時成本低廉 易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn) 因此在塑料加工行業(yè) 中占有非常重要的地位 據(jù)統(tǒng)計 塑料模具約占所有模具 包括金屬模 的 38 2 塑料制品總重量的大約 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產(chǎn) 根據(jù)海關統(tǒng)計 我國 2000 年共進口模具 9 77 億美元 其中塑膠模具共 5 5 億美元 占 56 3 2001 年共進口模具 11 12 億美元 其中塑膠模具共 6 16 億美元 占 55 4 從品種上來說 進口量最大的是塑膠模具 在壓縮成型過程中 塑料原料是以粉狀或錠料形式放置在加熱的金屬模具 型腔中 因為分型面是水平面 上模就垂直下行 閉合模具后 預成型加壓加 熱作用一段時間 在壓力為 2 3t in 和溫度為華氏溫度 350 的作用下 是塑料 呈半液態(tài) 充滿模具型腔 雖然近年來開發(fā)的酚醛樹脂可在 25S 內(nèi)塑化 但塑 料通常的塑化需要 1 15min 最后開模取出塑件 如果零件中含有金屬嵌件 應在注入塑料前 講嵌件放入型腔定位孔中 錠料在裝入模腔前預熱出去氣體 增強流動性 以便于充滿模具和縮短塑化時間 電介質(zhì)加熱時加熱錠料的便利 方法 因為塑料是直接加入模具型腔中的 所以壓縮模比其他模塑料工藝的模具 簡單 不需要澆道和澆口 可以節(jié)省原料 因為清理澆道和澆口 對熱固性塑 料來說是極大的浪費 用于壓縮模塑的壓力機通常是垂直液壓機 較大的壓力 機要求操作者全神貫注地操作 然而 一個操作者可以同時操作幾臺小型壓力 機 因此壓力機要合理放置以便操作者能夠方便你從一臺到另一臺進行操作 操作者要保證當他再次繞道特定壓力機前時 模具恰好準備開模 熱固性塑料 在加熱和加壓作用下固化 這個特性決定其適合壓縮模和傳遞模 因為壓縮模 要交替的加熱和冷卻 所以熱塑性塑料實際上不是用于壓縮成型 為了使熱塑 性塑料之間硬化并從型腔中頂出 就需要將塑件冷卻 壓縮模的類型 用于壓縮的模具可分為四種基本類型 分別是 不溢式壓 縮模 擋環(huán)不溢式壓縮模 溢式壓縮模和半溢式壓縮模 在不溢式壓縮模中 柱塞式凸模隨上模進入下模模腔成型 因為下模沒有擋環(huán)或限位裝置 柱塞式 凸模繼續(xù)下行以全部壓力施加在塑料上 這樣就成產(chǎn)出具有良好電性能和物理 性能的致密塑件 加入模腔的塑料劑量須精確計量 以為其影響零件的壁厚 擋環(huán)不溢式壓縮模與不溢式壓縮模類似 只是在預定點處增加了擋環(huán) 使柱塞 式凸模在預定點停止運動 在這種模具中擋環(huán)吸收了原應作用在零件上的部分 壓力 這種壓縮模可精確控制零件的壁厚 但是塑件密度的變化是相當大的 在溢式壓縮模中 溢料會增加上下模的尺寸 當上模對塑料施壓時 多余的塑 料會從分型面處溢出 對溢料進一步施壓 他就硬化最后在上模形成飛邊 生 產(chǎn)致密塑件通常需要使用的計算量稍多的原料來增加壓力 這種類型的模具之 所以在生產(chǎn)中廣泛采用 是因為它想對比較容易制造 并能夠控制塑件的厚度 和致密度 使其更接近要求 半溢式壓縮模是溢式壓縮模和不溢式壓縮模的組 合類型 除了飛邊外 采用的擋環(huán)可限制上模的移動 南京工程學院 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 江蘇財經(jīng) 學院 數(shù)控加工與模具設計 專業(yè) 設 計 題 目 基于 UG 的相機殼注塑模設計 學 生 姓 名 潘 濤 班 級 10 模具 本 起 止 日 期 2012 02 06 04 26 指 導 教 師 林 偉 教 研 室 主 任 赫 英 岐 發(fā)任務書日期 2012 年 2 月 6 日 1 畢業(yè)設計的原始數(shù)據(jù) 1 產(chǎn)品圖及其技術(shù)要求 2 生產(chǎn)批量 中批量 2 畢業(yè)設計 論文 的內(nèi)容和要求 包括技術(shù)要求 圖表要求以及工 作要求等 1 繪制產(chǎn)品零件圖 2 查閱資料并就自己承當?shù)恼n題方向?qū)懗鲩_題報告 嚴格按統(tǒng)一 格式 3 完成產(chǎn)品的工藝設計及模具設計并繪制模具及模具零件的工程 圖 4 按規(guī)定格式和要求用 Word 打印設計說明書一份 5 用 PowerPoint 或其它軟件制作答辯提綱一份 3 畢業(yè)設計應完成的技術(shù)文件 1 產(chǎn)品零件圖 2 開題報告 格式見校園網(wǎng) 3 模具裝配圖及各零件圖 4 設計計算說明書 5 上述所有文檔的刻錄光盤一張 4 主要參考文獻 1 李秦蕊主編 塑料模具設計 西安工業(yè)大學出版社 1997 2 申開智主編 塑料成型模具 中國輕工業(yè)出版社 2009 3 廖念釗主編 互換性與技術(shù)測量 中國計量出版社 1998 4 王鵬駒主編 塑料模具設計手冊 機械工業(yè)出版社 2008 5 吳宗澤主編 機械零件設計手冊 機械工業(yè)出版社 2006 6 羅和生主編 塑料材料手冊 廣東出版社 2004 7 張國強主編 塑料模設計與生產(chǎn)應用 應用出版社 2005 10 王永主編 注塑模具經(jīng)驗點評 機械工業(yè)出版社 2007 5 畢業(yè)設計 論文 進度計劃 以周為單位 起 止 日 期 工 作 內(nèi) 容 備 注 第 1 2 周 02 06 02 19 1 熟悉課題 查閱并收集有關資料 為寫 開題報告做準備 2 繪制產(chǎn)品零件圖 3 完成工藝性分析 提出設計方案 檢查零件圖 和方案 第 3 4 周 02 20 03 04 1 寫出開題報告初稿 2 完成工藝計算 3 完成模具零件結(jié)構(gòu)形式確定及設計 選 擇設備 檢查開題報 告 第 5 6 周 03 05 03 18 1 第 8 周完成開題報告的最后定稿 2 繪制模具草圖 檢查開題報 告與模具結(jié) 構(gòu)草圖 第 7 9 周 03 18 04 08 繪制模具裝配圖及各設計件零件圖 檢查圖 電子版 第 10 11 周 04 09 04 22 編寫設計說明書 檢查設計說明書 第 12 周 04 23 04 26 打印畢業(yè)設計資料并準備答辯 檢查答辯PPT 教研室審查意見 室主任 2012 年 2 月 8 日 學院審查意見 教學院長 2012 年 2 月 12 日 二 The injection and Compression Molding Injection molding si principally used for the production of the thermoplastic parts although some progress has been made in developing a method for injection molding some thermosetting materials The problem of injecting a melted plastic into a mold cavity form a reservoir of melted material has been extremely difficult to solve for thermosetting plastics which cure and harden under such conditions within a few minutes The principle of injection molding is quite similar to that of die casting The process consists of feeding a plastic compound in powdered or granular form from a hopper through metering and melting stages and then injecting it into a mold After a brief coolling period the mold is opened and the solidified part ejected Injection molding machines can be arranged for manual operation automatic single cucle operation and full automatic operation The advantage of injection molding are i a high molding speed adapted for mass production is possible ii there is a wide choice of thermoplastic materials providing a variety of usefull properties iii it is possible to mold threads undercuts side holes and large thin sections Several methods are used to force or inject the melted plastic into the mold The most commonly used system in the larger machines is the in line reciprocating screw The screw acts as a combination and plasticizing unit As the plastic is fed to the rotating screw it passes through three zones as shown feed compression and metering After the feed zone the screw flight depth is gradually reduced forcing the plastic to compress The work is converted to heat by shearing the plastic making it a semifluid mass In the metering zone additional heat is applied by conduction from the barrel surface As the chamber in front of the screw becomes filled it forces the screw back tripping a limit switch that activates a hydraulic cylinder that forces the screw forward and injects the fluid plastic into the closed mold An antiflowback valve prevents plastic under pressure from escaping back into the screw flights The clamping force that a machine is capable of exerting is part of the size designation and is measured in tons A rule of thumb can be used to determine the tonnage required for a particular job It is based on two tons of clamp force per square inch of projected area If the flow pattern is difficult and the parts are thin this may have to go to three or four tons Many reciprocating screw machines are capable of handing thermosetting plastic materials Previously these materials were handled by compression or transfer molding Thermosetting materials cure or polymerize in the mold and are ejected hot in the range of 375 410 Thermoplastic parts must be allowed to cool in the mold in order to remove them without distortion Thus thermosetting cycles can be faster Of course the mold must be heated rather than chilled as with thermoplastics The importance of Injecting the mold are Plastics have the density small the quality light the specific tenacity big the insulating property good the dielectric loss low the chemical stability strong the formation productivity high and the price inexpensive and so on the merits obtained day by day the widespread application in the national economy and people s daily life each domain as early as in the beginning of 1990s the plastic annual output already surpassed the steel and iron and the non ferrous metal annual output sum total according to the volume computation In mechanical and electrical for example so called black electrical appliances domains and so on measuring appliance chemical the automobile and astronautics aviation the plastic has become the metal the good substitution material had the metal material plastic tendency Take the automobile industry as the example as a result of the automobile lightweight the low energy consumption development request the automobile spare part material constitution occurred obviously has modelled the band steel the change at present our country automobile plastic accounts for 5 which the automobile was self possessed to 6 but overseas has reached 13 forecast according to the expert the automobile plastic bicycle amount used will also be able further to increase On modern vehicles regardless of is outside installs the assorted items the internal installation assorted items the function and the structural element all may use the plastic material outside installs the assorted items to have the bumper the fender the wheel hub cap the air deflector and so on After the internal installation assorted items have in the display board the vehicle door the board the vice display board the sundry goods box lid the chair the guard shield and so on The function and the structural element have the fuel tank the radiator header the spatial filter hood the fan blade and so on Statistics have indicated our country in 2000 automobile output more than 200 ten thousand the vehicle amounted to 1 380 000 tons with the plastic Looked from the domestic and foreign automobile plastic application situation that the automobile plastic amount used already became one of weight automobile production technical level symbols Injection of a molding formation as plastic workpiece most effective formation methods because may by one time take shape each kind of structure complex the size precise and has the metal to inlay a product and the formation cycle is short may by mold multi cavities the productivity be high when mass productions the cost isvery inexpensive easy to realize the automated production therefore holds the extremely important status in the plastic processing profession Statistics have indicated plastic mold composition all molds including metal pattern 38 2 the plastic product gross weight about 32 is uses in injecting the formation 80 above engineering plastics product all must use the injection formation way production 4 counts according to the customs our country in 2000 altogether imported mold 977 000 000 US dollars in which plastic molding forms altogether 550 000 000 US dollars occupied for 56 3 2001 years altogether to import mold 1 112 000 000 US dollars in which plastic molding forms altogether 616 000 000 US dollars accounted for 55 4 From the variety the import volume biggest is the plastic molding forms Counts according to the customs our country in 2000 altogether imported mold 977 000 000 US dollars in which plastic molding forms altogether 550 000 000 US dollars occupied for 56 3 2001 years altogether to import mold 1 112 000 000 US dollars in which plastic molding forms altogether 616 000 000 US dollars accounted for 55 4 From the variety the import volume biggest is the plastic molding forms In compression molding the palstic material as powder or preforms is placed into a heated steel mold cavity Since the parting surface is in a horizontal plane the upper half of the mold descends vertically It closes the mold cavity and pressures for a predetermined period A pressure of from 2 to 3 tons square inch and a temperaure at approximately 350F converts the plastic to a semiliquid which flows to all parts of the mold cavity Usually from 1 to 15 minutes is required for curing altough a recently developed alkyd plastic will cure in less than 25 secends The mold is then opended and the molded part removed If metal insers are desired in the parts they should be placed in the mold cavity on pins or in the holes before the plastic is loaded Also the preforms should be preheated before loading into the mold cavity to eliminate gases inprove flow and decrease curing time Dieletric heating is a convenient method of heating the preforms Since the plastic material is placed directly into the mold cavity the mold itself can be simpler than those used for other molding precesses Gates and sprues are unnecessary This also results in a saving in material because trimmed off gates and sprues would be a complete loss of the thermosetting plastic The press require the full attention of one operator However several smaller presses can be operated by one operator The presses are conveniently located so the operator can easilymove from one to the next By the time he gets around to a particular press again that mold will be ready to open the thermosetting plastics which harden under heat and pressure are suitable for compression molding and transfer molding It is not practical to moid shermoplastic materials by these methods since the molds would have to be alternately heated and cooled In order to harden and eject thermoplastic parts form the mold cooling would be necessary Types of molds for compression molding The molds used for compression molding are classified into four basic types namely positive molds landed positive mold flash type molds and semipositive molds In a positive mold the plunger on the upper mold enters the lower mold cavity since there are no lands or stops on the lower die the plunger completely trap the plastic material and descends with full pressure on the charge A dense part with good electrical and physical properties is produced The amount of plastic placed in the die cavity must be accurately measured since it determines the thickness of the part A landed positive mold is similar to a positive mold except that lands are added to stop the travel of the plunger at predetermined point In this case the lands absorb some of the pressure that should be exerted on the parts The thickness of the parts will be accurately controlled but the density may vary cansideraby In a flash type mold flash redges are added ti the top and bottom molds As the upper mold exerts pressure on the plastic excess material is forced out between the flash ridges where it forms flash This flash is further compressed becomes hardened and finally stops the downard thavel of the upper mold A slight excess of the plastic material is always chared to ensure sufficient pressurs to produce a dense molded part This type of mold is widely used because it is comparatively easy to construct and it controls thickness and density within colse limits The semipositive mold is a combination od the flash type and landed posive molds In addition to the flash ridges a land is employed to restrict the travel of the upper mold 南 京 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 課 題 名 稱 基 于 UG的 相 機 殼 注 塑 模 設 計 學 生 姓 名 潘 濤 指 導 教 師 林 偉 所 在 學 院 江 蘇 財 經(jīng) 職 業(yè) 技 術(shù) 學 院 專 業(yè) 名 稱 數(shù) 控 加 工 與 模 具 設 計 南 京 工 程 學 院 2012年 2月 28日 說 明 1 根據(jù)教育部對畢業(yè)設計 論文 的評估標準 學生必須撰寫 畢業(yè)設計 論文 開題報告 由指導教師簽署意見 教研室審查 系教學主任批準后 實施 2 開題報告是畢業(yè)設計 論文 答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù) 材料之一 學生應當在畢業(yè)設計 論文 工作前期內(nèi)完成 開題報告不合格 者不得參加答辯 3 畢業(yè)設計開題報告各項內(nèi)容要實事求是 逐條認真填寫 其中的文 字表達要明確 嚴謹 語言通順 外來 語要同 時用原文和中文表達 第一次 出現(xiàn)縮寫詞 須注出全稱 4 本報告中 由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述 應 不少于 2000 字 沒有 經(jīng)過整理歸納 缺乏個人見解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼 湊而成的開題報告按不合格論 5 開題報告檢查原則上在第 4 周完成 各系完成畢業(yè)設計開題檢查后 應寫一份開題情況總結(jié)報告 畢業(yè)設計 論文 開題報告 學生姓名 潘濤 學 號 088810202018 專 業(yè) 數(shù)控加工與模具設計 指導教師 姓名 林偉 職 稱 講師 所在系部 江蘇財經(jīng)職業(yè)技術(shù)學院 課題來源 自擬課題 課題性質(zhì) 工程設計 課題名稱 基于 UG 的相機殼注塑模設計 畢業(yè)設計的 內(nèi)容和意義 1 主要內(nèi)容 1 編寫模具技術(shù)要求 訂料表 2 使用 UG 軟件進行模具型芯和型腔的分模 完成模具的 2D 總裝圖和若干零件圖的 繪制 掌握流道平衡設計 3 掌握塑料的使用性能和用途 完成與模具相關資料的外文翻譯 4 掌握模具鋼的使用情況 了解企業(yè)的模具設計流程和制造情況 掌握新軟件使用 和模具加工的新工藝 5 利用模具分析進行熔體模擬流動分析 優(yōu)化模具設計結(jié)構(gòu) 2 畢業(yè)設計的意義 畢業(yè)設計是在教師的指導下 運用已學的知識 獨立進行科學研究活動 學會分析 和解決學術(shù)問題的方法 鍛煉解決某一學術(shù)問題的能力 是對我們的知識能力進行一次 全面的考核 同時也是對我們進行科學研究基本功的訓練 培養(yǎng)綜合運用所學知識獨立 地分析問題和解決問題的能力 為以后工作打下良好的基礎 進行畢業(yè)設計是對我們進行最后一次知識的全面檢驗 是對我們基本知識 基本理 論和基本技能掌握與提高程度的一次總測試 這是進行畢業(yè)設計的第一個目的 我們在 學習期間 已經(jīng)按照學校的規(guī)定 學完了公共課 基礎課 專業(yè)課以及選修課等 每門 課程也都經(jīng)過了考試或考查 學習期間的這種考核是單科進行 主要是考查我們對本門 學科所學知識的記憶程度和理解程度 但畢業(yè)設計則不同 它不是單一地對我們進行某 一學科已學知識的考核 而是著重考查我們運用所學知識對某一問題進行探討和研究的 能力 是培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎理論 專業(yè)知識 基本技能 研究和解決問題的 能力 是讓我們對四年所學知識和技能進行系統(tǒng)化 綜合化運用 總結(jié)和深化的過程 通過這個過程 鍛煉了我們的思維能力 動手能力 并加深了我們掌握知識的深度 在大學期間 我努力學習本專業(yè)知識 打下良好的理論基礎 并能堅持很好地全部 閱讀指導教師指定的參考資料 文獻 并閱讀了較多的自選資料和較多的外文資料 積 極開展調(diào)研論證 此外 還充分利用課余時間 系統(tǒng)學習過 moldflow Mastercam UG 等軟件 但這些還是遠遠不夠的 沒有經(jīng)過實踐的檢驗 一切都是紙上談兵 只有通過 畢業(yè)設計的 內(nèi)容和意義 畢業(yè)設計 才能更深切的理解 更靈活的運用這些專業(yè)知識 至于那些軟件 也只 有通過設計過程中的反復運用 才能熟練運用 通過本次設計 應使我在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉 塑料制品的設計及成型工藝的選擇 一般塑料制品成型模具的設計能力 塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進 塑料模具結(jié)構(gòu)改進設計的能力 了解模具設計的常用商業(yè)軟件以及同實際設計的結(jié)合 在本次相機殼模具設計畢業(yè)設計中 我可以隨時發(fā)現(xiàn)自己在每一步設計中的不合理 處 會找出各種解決方案讓設計趨于合理 同時掌握了最先進的設計 加工及分析技術(shù) 提高了學生的學習興趣和創(chuàng)新能力 使畢業(yè)設計真正成為了實際工作前的一次全過程模 擬 由于模具成型方式具有生產(chǎn)效率高 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 可節(jié)約材料及生產(chǎn)成本低等特 點 發(fā)展模具工業(yè)已成為當代促進塑料制品及機電產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)廉價生產(chǎn)的重要手段 隨著 國民經(jīng)濟的高速發(fā)展和模具使用的日益廣泛 模具工業(yè)己成為現(xiàn)代工業(yè)的基礎 被稱為 工業(yè)之母 模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志 它決定著 產(chǎn)品質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 工業(yè)發(fā)達國家對模具工業(yè)極為重視 早在 50 年 代就已使模具擺脫了依附和從屬的地位 使之成為一個獨立的工業(yè)部門 從工業(yè)產(chǎn)值對 比來看 經(jīng)濟發(fā)達國家的模具總產(chǎn)值早己超過了機床的總產(chǎn)值 如日本 1987 年模具 總產(chǎn)值為 124 億美元 而機床總產(chǎn)值為 102 億美元 1991 年前者為 131 億美元 后者為 120 億美元 我 國模 具 設計制造水平在總體上要比德 美 日 法 意等發(fā)達國家 落后許多 其主要原因是 一方面我國塑料模具設計與制造大多數(shù)仍依賴于設計人員的 經(jīng)驗和工藝人員的技巧 先進的模具 CAD CAE CAM 軟件的應用不夠廣泛 技術(shù)不成 熟 而在歐美 模具 CAD CAE CAM 已成為模具企業(yè)普遍采用的技術(shù) 該技術(shù)已較成熟 另一方面 我國塑料模具的標準化程度和應用水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比存在著較大 差距 塑料模具零件的標準化 專業(yè)化程度和商品化水平亦較低 文獻綜述 塑料制品的使用越來越泛 在很多方面 它己成為金屬制品的替代物 塑料模具 作為成型方式中的一種 是家用電器 汽車和航空航天等領域中塑料制品的重要生產(chǎn)工 具 并且隨著 塑 料 工業(yè)的迅猛發(fā)展 人們對塑料制品的質(zhì)量要求越來越高 外形在 滿足性能要求的同時也變得越來越復雜 而且產(chǎn)品品種多 更新快 價格低 市場競爭 劇烈 據(jù)統(tǒng)計 日本一萬多家模具企業(yè)中 生產(chǎn)塑料模具的就占 40 韓國模具專業(yè)廠 中生產(chǎn)塑料模的占 43 塑料模具是塑料產(chǎn)品開發(fā)中至關重要的一個環(huán)節(jié) 也是批量 產(chǎn)品得以投放市場的先決條件 在塑料模具中 由于注塑模具能夠一次成型形狀復雜 尺寸精確的制品 適用于高效率 大批量的自動化生產(chǎn)方式 使其在塑料模中的占用量 超過了 50 以上 是塑料制品成型的主要方法 因此 為了適應市場競爭對塑料模具的 交貨期短 質(zhì)量好 價格低的要求 模具制造行業(yè)就必須以最快的速度 最低的成本 最高的質(zhì)量生產(chǎn)出塑料模具來 在今天這樣激烈競爭的環(huán)境中 客戶對縮短注塑模具設計和制造周期的要求日益迫 切 縮短模具設計和制造周期 成了模具企業(yè)間競爭取勝的重要因素之一 與模具成型 零件變化多樣相比 模具基本結(jié)構(gòu)和常用零部件的變化要少得多 設計中相當一部分時 間花在結(jié)構(gòu)類似的零部件設計和繪圖上 可見 縮短這些常用零部件的設計時間 能極 大地提高模具設計的效率和縮短模具的交貨期 因此 對引進 CAD CAE CAM 系統(tǒng) 進行本地化 用戶化的二次開發(fā)具有重要的實際意義 通過建立必要的標準模架庫 充 分地發(fā)揮計算機和 CAD 軟件的功能 才能達到縮短模具設計周期 提高模具設計水平 的目的 使科學技術(shù)轉(zhuǎn)化為實實在在的生產(chǎn)力 模具 CAD CAE CAM 技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關鍵技術(shù) 是一項高科技 高效益的系統(tǒng)工程 塑料模 CAD CAE CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設計與制造周期 降 低生產(chǎn)成本 提高產(chǎn)品質(zhì)量 塑料模 CAD CAE CAM 技術(shù)的重要性正逐漸被模具界所 認識 其中注塑模具應用軟件的發(fā)展引人注目 據(jù)統(tǒng)計 在國外 注射模采用 CAD 技 術(shù)的比例約占所有不同模具 CAD 技術(shù)的 75 在我國 注射模 CAD 技術(shù)也在不斷地 應用和推廣中 國外注射模 CAD 技術(shù)發(fā)展很快 從 70 年代起 注射模 CAD CAE CAM 技術(shù)就成 為熱門的研究課題 注塑流動模擬和冷卻分析軟件中比較突出的有美國 AC Tech 公司 的 C MOLD 軟件 澳大利亞 Moldflow 公司的 MOLDFLOW 軟件 三維模具 CAD CAE CAM 集成軟件中比較突出的有美國 PTC 公司的 Pro E 軟件 美國 UGS 公司 的 UG 軟件 法國達索公司的 CATA 軟件等等 我國在開發(fā)注射模 CAD 技術(shù)上起步較 晚 但經(jīng)過不斷的努力 一些 大學和研究所已有長足的進步 并取得了一批科研成果 通過引入國外先進的 CAD CAE CAM 軟件 并在此基礎上對其進行消化吸收與進 一步的二次開發(fā) 實踐證明是提高我國制造業(yè)水平的有效途徑之一 利用 CAD CAE CAM 技術(shù)來改造注塑模傳統(tǒng)的設計制造方法 可以明顯提高模具設計效率 文獻綜述 研究內(nèi)容 率和質(zhì)量 縮短模具制造周期 能盡快縮小國內(nèi)模具水平與國外的差距 據(jù)統(tǒng)計一 采 用模具 CAD CAE CAM 技術(shù)進行模具設計 制造 設計時間縮短了 50 制造時間縮 短了 30 模具成本下降了 10 由于模具設計質(zhì)量提高 可靠性增強 零件加工精 度得到保證 模具裝配與返修時間能大幅度地縮短 參考文獻 1 王剛 單巖 MOLDFLOW 模具分析應用實例 M 北京 清華大學出版社 2005 2 陳立亮 材料加工 CAD CAE CAM 技術(shù)基礎 M 北京 機械工業(yè)出版社 2007 3 王剛 單巖 MOLDFLOW 模具分析應用基礎 M 北京 清華大學出版社 2005 4 屈華昌 塑料成型工藝與模具設計 M 第 2 版 北京 高等教育出版社 2007 5 馬文琦 孫紅鐿 塑料成型模擬軟件技術(shù)基礎與應用 M 北京 中國鐵道出版社 2006 6 黃虹 塑料成型加工與模具 M 北京 化學工業(yè)出版社 2004 7 李志剛 中國模具設計大典 第一卷 M 南昌 江西科學技術(shù)出版社 2003 8 B H Lee B H Kim Optimization of part wall thicknesses to reduce warpage of injection 一 molded parts based on the modified complex method J Polymor plastics technology engineering 1995 34 5 793 9 B H Lee B H Kim Automated design for the runner systerm of injection molds based on packing simulation J Polymer plastics technology engineering 1996 35 l 147 10 B H Lee B H Kim Automated selection of gate location based on desired quality of injection molded part J Polymer plastics technology engineering 1996 35 2 253 11 B H Lee B H Kim Variation of part wal1 thicknesses to reduce warpage of injection molded part robust design against process variability J Polymer plastics technology engineering 1997 36 5 791 1 設計 研究思路 本 畢 業(yè) 設 計 分 以 下 步 驟 進 行 a 認 真 跟 老 師 溝 通 了 解 所 要 設 計 的 產(chǎn) 品 b 復 習 以 前 學 過 的 知 識 理 順 設 計 的 大 概 思 路 c 查 閱 大 量 資 料 細 致 化 自 己 的 思 路 d 查 閱 網(wǎng) 上 最 新 資 料 開 動 腦 筋 看 能 不 能 走 出 自 己 的 路 e 跟 老 師 溝 通 看 有 無 出 錯 f 熟 悉 各 類 軟 件 如 AutoCAD PRO E MOLDFLOW 等 g 完 成 畢 業(yè) 設 計 的 一 系 列 任 務 2 課題研究的主要內(nèi)容 圖 1 1 為 相 機 殼 零 件 圖 零 件 雖 小 但 有 著 復 雜 的 外 形 和 光 滑 的 外 表 在 設 計 過 程 中 應 該 從 產(chǎn) 品 的 結(jié) 構(gòu) 特 點 和 模 具 的 制 造 加 工 工 藝 出 發(fā) 盡 量 簡 化 模 具 的 結(jié) 構(gòu) 研究內(nèi)容 相 機 殼 厚 度 為 2 mm 最 大 長 度 寬 度 高 度 分 別 為 180 100 126mm 要 求 塑 件 表 面 美 觀 光 潔 無 明 顯 熔 接 痕 銀 絲 和 流 痕 同 時 不 產(chǎn) 生 明 顯 的 翹 曲 變 形 該 塑 件 材 料 為 ABS 收 縮 率 為 0 45 為 了 提 高 生 產(chǎn) 效 率 故 采 用 一 模 兩 腔 成 型 為 避 免 分 模 的 接 合 痕 跡 留 在 塑 件 的 表 面 而 影 響 外 觀 模 具 的 分 型 面 設 置 在 頂 面 的 下 曲 面 對 于 孔 的 截 面 與 分 模 方 向 相 垂 直 的 一 般 采 取 碰 穿 的 方 式 由 于 塑 件 的 下 部 的 側(cè) 面 存 在 側(cè) 孔 必 須 采 用側(cè)向抽芯機構(gòu)來實現(xiàn) 3 解決的關鍵問題 本 塑 件 主 要 有 兩 個 曲 面 結(jié) 構(gòu) 一 個 加 強 筋 及 帶 有 側(cè) 孔 的 中 空 四 棱 柱 組 成 且 相 應 部 位 有 倒 角 有 可 能 遇 到 的 主 要 問 題 1 確 定 型 腔 的 數(shù) 目 2 確 定 澆 注 系 統(tǒng) 3 型 腔 的 布 置 4 選 擇 分 型 面 5 側(cè) 孔 的 成 型 6 確 定 脫 模 方 式 7 確 定 開 模 方 向 8 塑 料 充 模 的 流 動 分 析 這 些 問 題 都 是 設 計 該 模 具 的 關 鍵 問 題 在 設 計 過 程 中 本 人 將 通 過 查 閱 有 關 文 獻 資 料 來 解 決 4 預期成果 1 該塑料件模具技術(shù)要求一份 訂料表文件一份 2 開題報告一份 外文翻譯資料一份 3 3D 開模圖一份 4 2D 裝配圖一份和零件圖若干份 不少于 3 張 A0 圖紙 5 畢業(yè)論文一份 6 熔體模擬流動分析 優(yōu)化模具設計結(jié)構(gòu)報告 研究計劃 第一周 調(diào)研 圖書館查找與畢業(yè)設計有關資料 第二周 熟悉模具設計方法和現(xiàn)代模具加工技術(shù) 第三周 撰寫開題報告 第四周 英文文獻資料的翻譯 第五周 熟悉 CAD 及 PRO E 軟件的使用 第六周 模具結(jié)構(gòu)方案的確定和設計 第七周 開模 3D 圖完成 第八周 模具技術(shù)要求 訂料表的完成 第九周 2D 總裝圖的繪制及修改 第十周 若干零件圖的繪制及修改 第十一周 完成熔體模擬流動分析 優(yōu)化模具設計結(jié)構(gòu) 第十二周 畢業(yè)論文的撰寫 第十三周 畢業(yè)論文的撰寫 第十四周 修改論文 制作論文 PPT 準備答辯 第十五周 畢業(yè)答辯 特色與創(chuàng)新 隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)及其應用日趨成熟 模具 CAD CAM 技術(shù)日益深入人心 并且發(fā)揮著越來越重要的作用 因此 對于大型復雜的模 具設計是必不可少的技術(shù) 在本次畢業(yè)設計 本人將全部應用CAD CAE CAM技術(shù)來設計與制造模具 在模具設 計方面 應用UG軟件對模具型芯和型腔進行3D分模 并完成三維模具總裝圖 使用 MOLDFLOW軟件對注射成型過程進行了3D數(shù)值模擬 從而優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu) 由于學習該軟 件需要一定的塑件成型實踐知識 在使用上要多查閱這方面的資料 指導教師 意 見 指導教師簽名 2012 年 3 月 2 日 教研室意見 主任簽名 2012 年 3 月 4 日 學院意見 教學主任簽名 2012 年 3 月 5 日