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無錫太湖學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計（論文）
題目： 吹風(fēng)機(jī)外殼的模具設(shè)計與加工
信機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)
學(xué) 號： 0923234
學(xué)生姓名： 馮 亞
指導(dǎo)教師： 王士同 （職稱：教授 ）
（職稱： ）
2013年5月25日
無錫太湖學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文）
誠 信 承 諾 書
本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文） 吹風(fēng)機(jī)外殼的模具設(shè)計與加工 是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè)計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。
班 級： 機(jī)械95
學(xué) 號： 0923234
作者姓名：
2013 年 5 月 25 日
無錫太湖學(xué)院
信 機(jī) 系 機(jī)械工程及自動化 專業(yè)
畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書
一、題目及專題：
1、題目 機(jī)械設(shè)備模具的計算機(jī)設(shè)計與加工
2、專題 吹風(fēng)機(jī)外殼的模具設(shè)計與加工
二、課題來源及選題依據(jù)
本課題題目自擬；21世紀(jì)將成為塑料制品工業(yè)迅猛發(fā)展的時代，而大多數(shù)塑料制品的制造是靠塑料成型的，用模具生產(chǎn)的塑料制品具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗、低成本等特點(diǎn)。
三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達(dá)到的要求：
1.要了解整個模具行業(yè)近十年來設(shè)計的發(fā)展概況以及應(yīng)用水平，特別是注塑模具設(shè)計的先進(jìn)技術(shù)和方法。
2.熟練掌握UG應(yīng)用軟件，了解目前應(yīng)用較為廣泛的其他應(yīng)用軟件，如Pro/E、Mastercam、AutoCAD軟件等。
3.對成型材料的成型特性有足夠的了解，最重要的是掌握注塑模具的設(shè)計特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
4.我要解決的主要問題是設(shè)計吹風(fēng)機(jī)外殼的注塑模具（特別是結(jié)構(gòu)設(shè)計），最后需要利用UG軟件繪出該零件注塑模具的三維圖，然后利用UG出工程圖，在用AutoCAD修改完善工程圖，以及利用UG對凸、凹模進(jìn)行加工仿真。 所有這些資料必須通過圖書館查找期刊文獻(xiàn)、會議文獻(xiàn)以及專業(yè)書籍得到，所以還要熟練資料的檢索。觀標(biāo)準(zhǔn)和主觀標(biāo)準(zhǔn)綜合評價重建圖像的質(zhì)量；
四、接受任務(wù)學(xué)生：
機(jī)械95 班 姓名 馮 亞
五、開始及完成日期：
自2012年11月12日 至2013年5月25日
六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）：
指導(dǎo)教師 簽名
簽名
簽名
教研室主任
〔學(xué)科組組長研究所所長〕 簽名
系主任 簽名
2012年11月12日
I
1
摘 要
近幾年好多國家都在發(fā)展機(jī)械行業(yè)，與機(jī)械相關(guān)的各個行業(yè)都越來越重視CAD/CAM技術(shù)，如今CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，我國家電工業(yè)的高速發(fā)展對模具工業(yè)，尤其是塑料模具提出了越來越高的要求，2004年，塑料模具在整個模具行業(yè)中所占比例已上升到30%左右，據(jù)有關(guān)專家預(yù)測，在未來幾年中，中國塑料模具工業(yè)還將持續(xù)保持年均增長速度達(dá)到10%以上的較高速度的發(fā)展。國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。同時還因為塑料制品及模具的3D設(shè)計與成型過程中3D分析正在塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。在本次畢業(yè)設(shè)計中，通過運(yùn)用三維實體造型高端軟件UG對“吹風(fēng)機(jī)外殼”外形進(jìn)行3D造型，同時也設(shè)計了其塑料外殼注塑模的3D模型；還根據(jù)所設(shè)計的模具尺寸選擇安裝了相應(yīng)的模架，最終生成了直觀的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖；此外還利用CAD繪制了模具裝配圖以及各種成型零件圖。這是本人第一次利用UG軟件對一整套模具進(jìn)行設(shè)計，使大學(xué)四年所學(xué)的知識得到運(yùn)用，并加以指導(dǎo)老師的指導(dǎo)，受益匪淺！
關(guān)鍵詞：CAD/CAM；塑料；模具；UG
Abstract
Years, a lot of countries in the development of the machinery industry, mechanical industry more and more attention to the CAD / CAM technology, today's CAD / CAM technology has developed into a more mature common technology, the rapid development of China's household electrical appliance industry moldindustry, especially the plastic mold ever-increasing demands, 2004, plastic mold in the mold industry proportion has risen to about 30% in the coming years, experts predict China plastic mold industrywill continue to maintain an average annual growth rate of more than 10% higher speed. Domestic plastic mold market to the demand for plastic injection mold, the focus of development for engineering plastics mold. Also because the plastic products and mold 3D design and molding process 3D analysis play an increasingly important role in the plastic mold industry. In this graduation project, through the use of dimensional solid modeling high-end software UG "hair dryer shell" shape 3D modeling, at the same time also designed the its plastic shell injection mold 3D model; also based on the design of the mold size choose to install the corresponding mold, the resulting intuitive structure design; addition, the use of CAD drawing mold assembly drawing and a variety of molded parts diagram. This is the first time I use the the UG software on a set of mold design, four years in college to learn to use the knowledge and to the guidance of the instructor and benefit!
Key words:CAD/CAM;plastics;mold;UG
目 錄
摘 要 III
ABSTRACT IV
目 錄 V
1 緒論 1
1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義 1
1.2 國內(nèi)外的發(fā)展概況 2
2 產(chǎn)品材料 5
2.1 成型產(chǎn)品材料 5
2.2 注塑模具材料 6
3 成型工藝分析 8
3.1 吹風(fēng)機(jī)外殼零件圖 8
3.2 塑件的工藝性分析..............................................................................................................8
3.2.1 功能分析 8
3.2.2 塑件的原材料分析 8
3.2.3 ABS的主要性能指標(biāo) 9
3.3 ABS塑料的注射過程及工藝 10
3.3.1 注射成型過程 10
3.3.2 ABS的注射工藝參數(shù) 10
3.3.3 ABS的主要缺陷及消除措施 11
3.3.4 尺寸精度分析 12
3.3.5 表面質(zhì)量分析 12
3.4 模塑設(shè)備的選擇 12
3.5 塑件注射工藝參數(shù)的確定 12
3.6 注射模的結(jié)構(gòu)設(shè)計 13
3.6.1 分型面的選擇 13
3.6.2 確定型腔的排列方式 13
3.6.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 14
3.6.4 主流道設(shè)計 15
3.6.5 澆注系統(tǒng)的平衡 16
3.6.6 推件機(jī)構(gòu)的設(shè)計 16
4 模具的有關(guān)計算 19
4.1 型腔和型芯工作尺寸計算 19
4.2 型腔側(cè)壁厚度和底版厚度計算 21
5 模架的選擇 22
6 注射機(jī)的校核 24
6.1 最大注射量的校核 24
6.2 注射壓力的校核 24
6.3 鎖模力的校核 24
6.4 模具外形尺寸校核 24
6.5 開模行程的校核 25
7 模具的加工 26
8 結(jié)論與展望 28
8.1 結(jié)論 28
8.2 不足之處與未來展望 28
致 謝 29
參考文獻(xiàn) 30
1 緒論
1.1 本課題的研究內(nèi)容和意義
模具是基礎(chǔ)工業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備，發(fā)展和振興我國的模具行業(yè)，日益受到人們的關(guān)注和重視。模具工業(yè)的一個組成部分是屬于高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，重要組成部分是裝備工業(yè)。在每一個國家的模具被稱為“工業(yè)（百業(yè)）之母”，“重點(diǎn)行業(yè)”，“不可估量的電力行業(yè)”，“產(chǎn)業(yè)發(fā)展”的全部秘密，“效益放大器”和一系列的聲譽(yù)。模具行業(yè)的現(xiàn)狀是很重要的，而且在國民經(jīng)濟(jì)工業(yè)機(jī)械，石化，汽車，電子，建筑的五大支柱，需要相應(yīng)的模具行業(yè)。在資源節(jié)約的當(dāng)今時代，塑料工業(yè)的強(qiáng)大也要求注塑模具的發(fā)展緊隨其后，所以相關(guān)研究也逐步深入并實現(xiàn)實踐。注塑模具的研究包含著產(chǎn)品材料、模具設(shè)計、模具制造，國內(nèi)外研究學(xué)者投入的心血都轉(zhuǎn)化成海量的文獻(xiàn)，對注塑模具的發(fā)展有著承前啟后的作用。
模具是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構(gòu)成。不同的模具是通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)，模具是由不同的零件所構(gòu)成的。它主要是通過所成型材料的物理狀態(tài)改變來實現(xiàn)物品外形的加工。在擠壓、模鍛、成形沖壓、冷鐓、沖裁、壓力鑄造、粉末冶金件壓制，以及工程陶瓷、橡膠、塑料等制品的注塑或壓塑的成型加工中，用以在外力作用下使坯料成為有特定形狀和尺寸的制件的工具。
而注塑模具工業(yè)發(fā)展始于歷史1943年，位于葡萄牙馬立尼亞.格蘭特市（Marinha Grande）一家小型玻璃模具廠股東阿尼巴爾（AníbalH.Abrantes）萌發(fā)了生產(chǎn)注塑模具的構(gòu)想。由于未能獲得其他股東的支持，阿尼巴爾不得不出售自己擁有的公司股份以籌集資金，并開始專注于注塑模具的研發(fā)和制造。2年后，他成功地制造了第一只注塑模具。發(fā)展至今，注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)或其他產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑膠模具設(shè)計工業(yè)的迅猛發(fā)展以及塑膠制品在汽車、船舶、機(jī)械、電子、航太和航空等工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，所有產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的塑膠模具設(shè)計方法從而已經(jīng)無法適應(yīng)產(chǎn)品的提高質(zhì)量的要求和更新?lián)Q代。因此快速發(fā)展的計算機(jī)提供的電腦輔助工程技術(shù)已成為產(chǎn)品加工、模具設(shè)計及塑膠產(chǎn)品開發(fā)中這些明顯薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。
注射模具，全稱為注射成型模具，也就是塑料注射成型所用的模具，它是實現(xiàn)注射成型工藝的重要工藝裝備。所謂注塑成型（Injection Molding）是指，受熱融化的材料由高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成形品的方法。該方法適用于形狀復(fù)雜部件的批量生產(chǎn)，是重要的加工方法之一。注射成型過程大致可分為以下6個階段“合模-注射-保壓-冷卻-開模-制品取出”，上述工藝反復(fù)進(jìn)行，就可連續(xù)生產(chǎn)出制品。
注射模具的設(shè)計，其成型原理是將塑料從注塑機(jī)的料斗送進(jìn)加熱的料筒中，經(jīng)過加熱熔化呈流動狀態(tài)后，在柱塞和螺桿的推動下，熔融塑料被壓縮并向前流動，再通過裝在料筒前的那個噴嘴以相當(dāng)快的速度注到溫度比較低的閉合模腔里面，熔料充滿在型腔在受壓的條件下，經(jīng)過冷卻和固化后即可保持模具腔所給予的形狀，接著開模后分型獲得成型塑件。因此，完成一個循環(huán)的生產(chǎn)過程的操作。正常情況，一個模制周期的時間長度范圍從幾秒鐘到幾分鐘，取決于塑件的形狀，大小和厚度、模具的結(jié)構(gòu)、注射機(jī)的類型及塑料的品種和成型工藝條件等因素。
注塑模的分類方法很多，按其所用注塑機(jī)的類型可分為臥式注塑機(jī)用注塑模、立式注塑機(jī)用注塑模、角式注塑機(jī)用注塑模及雙色注塑機(jī)用注塑模等；按模具的型腔數(shù)目可分為單型腔和多型腔注塑模；按分型面的數(shù)量可分為單分型面和雙分型面或多分型面注塑模；按澆注系統(tǒng)的形式可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)注塑模；另外還有氣輔注塑模具、蒸汽模具、重疊式模具（疊模）。一般大體分為普通注射模具和特種注射模具，特種注射模具又可分為：滑動型芯式注射模、瓣合式注射模具、螺紋注射模具、滑動型芯與瓣合塊相結(jié)合注射模具。
近年來，由于我國國民經(jīng)濟(jì)的高速、穩(wěn)定的增長，促進(jìn)了我國模具工業(yè)的迅速發(fā)展壯大，因此，模具設(shè)計與制造專業(yè)或者相關(guān)的材料成型與控制專業(yè)已經(jīng)成為我國國內(nèi)具有優(yōu)勢的熱門專業(yè)之一。在日常生活中我們的許多制品都是由模具來生產(chǎn)制造出來的，所以，越來越多的人開始從事模具行業(yè)的設(shè)計，因此，我國的模具設(shè)計水平有了進(jìn)一步的提高和發(fā)展的空間。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長，模具工業(yè)快速發(fā)展，必然會帶來模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)逐漸的成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志和發(fā)展程度的標(biāo)志之一。下面將從產(chǎn)品材料、模具設(shè)計、模具制造以及計算機(jī)輔助CAX軟件平臺功能四方面簡單介紹國內(nèi)外現(xiàn)狀。