鏡盒式計算器底蓋模具設(shè)計

鏡盒式計算器底蓋模具設(shè)計,盒式,計算器,模具設(shè)計 設(shè)計（論文）開 題 報 告 題 目 境盒式計算器底蓋的注塑模具設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師 院（系、部） 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 姓 名 日 期 教務(wù)處印制 境盒式計算器底座注塑模具設(shè)計 摘要：本文通過對模具的發(fā)展現(xiàn)狀以及塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀，綜述了注塑模具的市場發(fā)展。用PROE軟件，CAD軟件境盒式計算器底座的注塑模具的設(shè)計，從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期、提高產(chǎn)品設(shè)計制造質(zhì)量、降低成本及靈活快速響應(yīng)市場的目的。介紹了塑料注塑模具的工作原理及應(yīng)用、設(shè)計準(zhǔn)則，塑料注塑模的設(shè)計計算，包括模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，注塑機的選用等方面。 關(guān)鍵詞：注塑模具；境盒式計算器底座；PROE4.0; 研究的目的、意義、現(xiàn)狀和方法 1.研究的目的及意義 塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，掌握塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程對提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義[1]。在機械制造業(yè)中，隨著全球市場競爭的日益激烈，各企業(yè)都力求以最好質(zhì)量、最低成本、最快速度將產(chǎn)品推向市場，計算機模擬技術(shù)得以充分用用。在傳統(tǒng)模具設(shè)計制造過程中，模具制造完畢后要進行多次試模、修模。反復(fù)的修模會造成模具內(nèi)部品質(zhì)的變化，導(dǎo)致整副模具.性能降低，從而使最終塑料制品質(zhì)量不能達到標(biāo)準(zhǔn)。而使用計算機輔助技術(shù)不僅可提高一次性試模的成功率，而且還可以使模具在質(zhì)量、性能及成本上都有很大程度的提高[2]。通過本次設(shè)計掌握先進軟件技術(shù)，用專業(yè)軟件PROE4.0來縮短設(shè)計周期，提高一次性試模的成功率。本設(shè)計還通過球面軸套的注塑模具設(shè)計，了解注塑模具制造特點和新興注射成型技術(shù)對模具制造的新要求，分析注塑模具制造技術(shù)中的幾個關(guān)鍵問題。 模具具有明顯的效益擴大作用，用模具生產(chǎn)出來的最終產(chǎn)品價值，往往是模具自身價值的幾十倍，幾百倍，甚至更多。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性，高生產(chǎn)率和代消耗，是其他加工方法所不能比擬的。注塑模具的發(fā)展日新月異，掌握注塑模具設(shè)計，對未來的注塑模具設(shè)計市場有著不可估量的意義，對個人今后的事業(yè)有著不同尋常的意義。 2、研究的現(xiàn)狀 世界工業(yè)經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，帶動了模具制造業(yè)的迅速發(fā)展。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是最重要的工藝裝備之一[3]。采用模具進行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料，降低成本，并保證一定的加工質(zhì)量要求。模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要成型工具。模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成部分，模具生產(chǎn)水平的高低已經(jīng)成為一個國家制造水平高低的重要標(biāo)志，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力[4]。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。在電子、汽車、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型。[5]塑料，橡膠，陶瓷，玻璃，皮革，耐火材料以及建材制品等大部分產(chǎn)品也都是采用模具成型。 因此個發(fā)達工業(yè)國家都十分重視對模具品種的開發(fā)，質(zhì)量的改進，加工精度的提高和制造周期的縮短。現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)服務(wù)的同時，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)。目前，CAD/CAE/CAM等技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于模具設(shè)計和生產(chǎn)[6]。由于模具生產(chǎn)采用一系列高新技術(shù)，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工技術(shù)等等，因此，模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分，有人說，現(xiàn)代模具是高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。 在中國，人們已經(jīng)越來越認識到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位。我國的模具正處在高速發(fā)展時期，據(jù)不完全統(tǒng)計 ，目前模具生產(chǎn)廠點共有2 萬多家,從業(yè)人員約50 萬人,全年模具產(chǎn)值約360 億元,總量供不應(yīng)求,出口約2 億美元,進口約10 億美元[7]。 許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。 塑料工業(yè)近20年來發(fā)展十分迅速。早在十多年前塑料的產(chǎn)量按體積計算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬的總和[8]。塑料制品在汽車、機電、儀表、航空航天等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。近年來，中國塑料工業(yè)年均增長速度達到10%以上，塑料制品年產(chǎn)量位居世界第二。塑料制品在農(nóng)業(yè)、塑料包裝、塑料管材和異型材、汽車、家電、電子、交通等領(lǐng)域發(fā)展迅猛，掀起了一股投資熱潮。建筑業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，今后5-10年中國建筑業(yè)會有更大的發(fā)展，將成為中國市場新的消費熱點和經(jīng)濟增長點，并帶動化學(xué)建材業(yè)的發(fā)展。由于國家已禁止使用鑄鐵管道，代之以塑料管材，預(yù)計2012年全國新建住宅室內(nèi)排水管的80%及城市供水管的50%將采用塑料管。同時國家正在大力發(fā)展塑料門窗，預(yù)計2012年塑料門窗的普及率將達到30%-50%。 塑料模具是應(yīng)用最廣泛占的一類模具，在模具類中塑料模比例一般30%~40%。塑料模具近年來發(fā)展相當(dāng)快，2002年已經(jīng)增加到140億左右。在2006年模具進出口統(tǒng)計中，我國模具的出口總額為2.52億美元，進口額則達到了12.72億美元，在進口模具中的塑料模具占到了50%左右。 塑料模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，帶動力強，外向度高，發(fā)展塑料模具工業(yè)有利于拉動其它行業(yè)的發(fā)展，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。塑料模具在高技術(shù)驅(qū)動和支柱產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求的推動下，形成了一個巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條，從上游的材料工業(yè)和加工、檢測設(shè)備到下游的機械、汽車、摩托車、家電、電子通信、建筑建材等幾大應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，塑料模具發(fā)展方興未艾。這是整個塑料模具行業(yè)的優(yōu)勢所在。 塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成型。世界成形模具產(chǎn)量的半數(shù)以上是注塑模具。80年代以來注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)已經(jīng)從實驗室研究階段進入了實用化階段。 在注塑模具方面，2010年，注塑模具比例進一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過50噸，最精密的注塑模具精度已達到2微米。在CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時，CAE技術(shù)應(yīng)用越來越廣，CAD/CAM/CAE一體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。實踐證明，縮短注塑模具設(shè)計與制造周期，提高塑料制品制造精度與性能的正確途徑之一是采用CAD/CAE/CAM技術(shù)[9]。 當(dāng)前國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大。注射成型技術(shù)作為塑料加工成型方法中最重要的方法之一，已經(jīng)得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，注塑制品約占整個塑料制品的20%~30%，而在工程塑料中有80%以上的制品是采用注塑成型加工的。 我國注塑模具工業(yè)起步晚,底子薄與工業(yè)發(fā)達的國家相比存在很大的差距。但在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和改革及開放方針引導(dǎo)下,我國注塑模行業(yè)得到迅速發(fā)展。高效率,自動化,大型,微型,精密,無流道,氣體輔助,高壽命模具在整個塑料模具產(chǎn)量所占的比重越來越大，為工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的基礎(chǔ)，推動國民經(jīng)濟的快速發(fā)展。 在引進的塑料模具中，以科技含量較高的模具居多，如高精度模具、大型模具、熱流道模具、氣輔及高壓注射成型模具等?，F(xiàn)代塑料制品對表面光潔度、成型時間都提出了更高的要求，因而也推動了塑料模的發(fā)展。在塑料模具方面，我國與國外產(chǎn)品還存在較大差距。要改善中國塑料模具的進出口狀況，必須加速國產(chǎn)塑料模具的發(fā)展。為此，要盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的兩大瓶頸。 一是模具標(biāo)準(zhǔn)化率不足，這必然導(dǎo)致交貨期延長，同時造成用戶更換零部件的困難。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低也直接制約著模具的專業(yè)化分工協(xié)作和商品化流通，也限制了模具的出口，2003年中國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度在45%左右，與發(fā)達國家商品化程度70%-80%相比，還有較大的差距。 另一個主要原因是國內(nèi)制造高精模具的能力較低。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類國產(chǎn)高檔模具在市場上隨著發(fā)達國家模具產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的對外轉(zhuǎn)移以及中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，與轎車、家電和電子業(yè)相關(guān)的精密模具的需求不斷增加，從速度、品質(zhì)、成本及服務(wù)等多方面加速了模具產(chǎn)業(yè)的競爭步伐，從而不斷提升國內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)化和精密化等方面的技術(shù)水準(zhǔn)。經(jīng)過多年努力，塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等在中國越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)組件；針對市場關(guān)鍵零部件、微孔、精細結(jié)構(gòu)組件的加工要求，追求精密模具的開發(fā)以提高產(chǎn)品附加值，已成為一些中小企業(yè)發(fā)展之道。 專家預(yù)言，未來模具將向大型化、高精密度、多功能復(fù)合型等方向發(fā)展，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高，并且隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。同時，由于近年來中國每年用10億美元左右進口模具，其中精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)。從減少進口的角度出發(fā)，中國也應(yīng)加快高檔塑料模具的開發(fā)。 未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括[10]： 1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平； 2.在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 3.大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術(shù)； 4.在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5.提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6.發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)； 7.逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用； 8.進一步研究開發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備； 9.研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 10.開發(fā)新的成形工藝和模具。?? 一般注塑模具制造都采用一模多腔，以提高生產(chǎn)效率，降低成本。[11]這也是當(dāng)前注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀之一。 相關(guān)知識 燕秀工具是PROE4.0的一個外掛軟件，該軟件為模具設(shè)計提供標(biāo)準(zhǔn)模架以及一些經(jīng)典結(jié)構(gòu)的設(shè)計，從而可大大提高產(chǎn)品效率[13]。 主要研究內(nèi)容 1、澆注系統(tǒng)及排氣形式的確定 根據(jù)塑料熔體的流動行為和流道、型腔內(nèi)各處的流動阻力，通過分析的出充模順序同時考慮塑料熔體在模具型腔內(nèi)被分流及重新熔合的問題和型腔內(nèi)原有氣體的導(dǎo)出問題，分析熔接痕的位置，決定澆口的數(shù)量和方位[14]。在這方面除了可用經(jīng)驗或解析的方法分析外，還可用模流分析軟件進行分析。 2、冷卻形式的確定 根據(jù)塑料熔體的熱學(xué)性能數(shù)據(jù)、型腔形狀和冷卻水道的布置，分析得出保壓和冷卻過程中塑件溫度場的變化情況，解決塑性收縮、補縮問題，盡量減少由于溫度和壓力不均、結(jié)晶和取向不一致而造成的殘余內(nèi)應(yīng)力和翹曲變形。同時還要盡量提高冷卻效率，縮短成型周期。 3、脫模形式的確定 塑件脫模和橫向分型抽芯問題，通?？梢酝ㄟ^經(jīng)驗和理論計算分析來解決。 4、分型面及型腔數(shù)目的確定，型腔的布置的確定 決定塑件的分型面，決定型腔的鑲拼結(jié)合。模具的總體結(jié)構(gòu)和零件形狀不但要滿足充模和冷卻等工藝方面的要求，同時成型零件還要具有適當(dāng)?shù)木?、粗糙度、強度和剛度，易于裝配和制造，制造成本低。 5、注塑機的選擇 注塑機的選擇應(yīng)根據(jù)成型塑件所需的最大注射容量或質(zhì)量、鎖模力、模具的閉合厚度及所需的開模距離來確定[16]。 總結(jié) 注塑模具在現(xiàn)代工業(yè)中占有很重要的地位。注塑成型新技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展對制造技術(shù)不斷提出了新的要求，將信息技術(shù)與現(xiàn)代管理技術(shù)應(yīng)用于制造全過程，未來注塑模制造將是以計算機輔助技術(shù)為主導(dǎo)技術(shù)，以信息流暢作為首要備件的有極強應(yīng)變能力與競爭力的技術(shù)。球面軸套的注塑模具設(shè)計以計算機為輔助工具，從三維造型到模具設(shè)計分析用 PROE4.0軟件，平面圖繪制用到了CAD制圖軟件，整個設(shè)計過程離不開電腦輔助。僅以球面軸套的注塑模具設(shè)計展望未來注塑模具市場的發(fā)展。 參 考 文 獻 [1] 陳濤.塑料模具的動態(tài)仿真.現(xiàn)代制造工程，2009（3）：90-91 [2] 錢萍，朱紅建，朱理.CAE技術(shù)在柜機風(fēng)柵注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用.機械制造，2010（4）：17-19 [3] 李奇，朱江峰.模具設(shè)計與制造.北京：人民郵電出版社，2006 [4] 李大鑫，張秀棉.模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述.模具制造，2005（2）：60-61 [5] 劉向陽,屈平.我國模具工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀.世界制造技術(shù)與裝備市場,2004(2)：88-90 [6] 王志峰，趙維民.中小型注塑模具企業(yè)模具設(shè)計與加工的流程.機械設(shè)計與制造，2008（2）:196-198 [7] 劉少達.我國塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢.仲愷農(nóng)業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報,2004(3):101-103 [8] 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