指示燈罩的注塑模具設(shè)計【一模兩腔注射模優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含6張CAD圖紙帶任務書+開題報告+文獻綜述+答辯ppt+外文翻譯】-zsmj38
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摘 要
本次設(shè)計是塑料注塑模具設(shè)計，注塑件為帶有外螺紋的指示燈罩，其中的設(shè)計內(nèi)容有零件的工藝性編制：塑件的工藝性分析、塑件的體積和質(zhì)量計算及注射機參數(shù)的確定；結(jié)構(gòu)設(shè)計：分型面選擇、型腔數(shù)確定、澆口設(shè)計、推出及復位機構(gòu)方式確定；型芯、型腔尺寸計算；模具加熱和冷卻系統(tǒng)計算；斜滑塊行程和外形設(shè)計；注射機有關(guān)參數(shù)的校核。塑件尺寸較小，采用一模兩腔，雙分型面注射結(jié)構(gòu)，把第一分型面選擇在塑件水平投影最大的截面上，第二分型面選擇在下端外螺紋上。斜滑塊裝置外側(cè)分型，同時完成塑件的推出動作。澆口位置設(shè)置在塑件下端，不影響外觀。如此設(shè)計出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運用可靠。最后對模具結(jié)構(gòu)與注射機的匹配進行了校核，并用CAD繪制了一套模具裝配圖和零件圖。
關(guān)鍵字：注塑成型；結(jié)構(gòu)設(shè)計；CAD；
ABSTRACT
plastic injection molding would be the mould design. Injection molding parts is a lampshade with external thread. Content for the design includes technic compilation for component, technics analysis for injection molding, calculation of volumn and quanlity for injection molding and confirmation for specification for injection molding machine. Structural design includes alternative joint face, cavities confirmation, mould gate design, confirmation for pushout and reset design. Calculation for mold core, impression, size. Calculation for moulding with cooling and heatening.Technology trip and outlook design. Proofread for relative specification of Injection mold machine. Size of mold part would be relatively small, adopting double cavity mould and structure of biparting surface injection, making the first parting surface choose to be above section of horizontal projection of mold part and making the second part surface at external thread. Angled-lift splits part outward, meanwhile, finishing pushout of mold part. Pouring gate woule be set to be underneath mold part ,which does not effect the outlook so that the structure could garauntee operation of the mould. Last but not least, the matching of structure of mould and injection machine would be proofreaded and assembliy drawing and detail drawing for a full set of mould would be made by CAD.
Key word: injection moulding, physical design, CAD
目 錄
緒 論 1
第一章 塑料制件的分析 3
1.1 成型塑料件的工藝性分析 3
1.2 成型塑件的材料分析 5
1.2.1設(shè)計思路步驟5
1.2.2方案選擇6
第二章 塑件成型的基本過程 8
第三章 注塑設(shè)備的選擇 .9
3.1估算塑件體積質(zhì)量 9
3.2 注塑機的選擇 9
第四章 成型零件有關(guān)尺寸的計算 12
4.1成型零件設(shè)計參數(shù)12
4.2型腔、型芯工作尺寸的計算14
4.3型腔壁厚選取16
第五章. 澆注系統(tǒng)的設(shè)計 18
5.1 定位圈設(shè)計 18
5.2澆口套的選用 18
5.3分流道的布置 19
5.4澆口設(shè)計 19
第六章 合模導向機構(gòu)的設(shè)計 21
6.1導柱的設(shè)計21
6.2導套的設(shè)計.22
第七章 推出機構(gòu)的設(shè)計 23
第八章 側(cè)向分型和抽芯機構(gòu)的設(shè)計 24
8.1分型面的選擇 24
8.2斜滑塊的設(shè)計 24
8.2.1滑塊的行程24
8.2.2滑塊的動作設(shè)計26
第九章 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 27
9.1 模溫對制品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的影響 27
9.1.1 溫度對制品質(zhì)量的影響 27
9.1.2 溫度對制品生產(chǎn)效率的影響 27
9.2 模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 27
9.2.1 冷卻水口的設(shè)計 27
9.2.2 冷卻回路的設(shè)計 28
第十章 繪制裝配圖及定制零件明細表 31
第十一章 注射機的校核 33
11.1 注射機安裝模具部分的尺寸校核 33
11.1 注射量的校核 33
11.2 鎖模力的校核 34
結(jié) 論 35
參考文獻36
致 謝 37
文獻綜述 注塑模設(shè)計 1. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 注塑模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑膠模具設(shè)計工業(yè)的迅速發(fā)展以及塑膠制品在航空、航太、電子、機械、船舶和汽車等工業(yè)部門的推廣應用，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的塑膠模具設(shè)計方法已無法適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求。電腦輔助工程（ 術(shù)已成為塑膠產(chǎn)品開發(fā)、模具設(shè)計及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。 美國上市公司 司是專業(yè)從事注塑成型 體和諮詢公司，自 1976 年發(fā)行了世界上第一套流動分析軟體以來，一直主導塑膠成型 體市場。近幾年，在汽車、家電、電子通訊、化工和日用品等領(lǐng)域得到了廣泛應用。 利用 術(shù)可以在模具加工前，在電腦上對整個注塑成型過程進行類比分析，準確預測熔體的填充、保壓、冷卻情況，以及制品中的應力分布、分子和纖維取向分布、制品的收縮和翹曲變形等情況，以便設(shè)計者能盡早發(fā)現(xiàn)問題，及時修改制件和模具設(shè)計，而不是等到試模以後再返修模具。這不僅是對傳統(tǒng)塑膠模具的設(shè)計方法一次突破，而且對減少甚至避免模具返修報廢、提高制品質(zhì)量和降低成本等，都有著重大的技術(shù)經(jīng)濟意義。 塑膠模具設(shè)計不但要采用 術(shù)，而且還要 采用 術(shù)。這是發(fā)展的必然趨勢。注塑成型分兩個階段，即開發(fā) /設(shè)計階段（包括產(chǎn)品設(shè)計、模具設(shè)計和模具制造）和生產(chǎn)階段（包括購買材料、試模和成型）。傳統(tǒng)的注塑方法是在正式生產(chǎn)前，由于設(shè)計人員憑經(jīng)驗與直覺設(shè)計模具，模具裝配完畢後，通常需要幾次試模，發(fā)現(xiàn)問題後，不僅需要重新設(shè)置工藝參數(shù)，甚至還需要修改塑料模具設(shè)計制品和塑膠模具的設(shè)計，這勢必增加生產(chǎn)成本，延長產(chǎn)品開發(fā)周期。 文獻綜述 2． 研究 方向 基于注塑模具制造的特點，對注塑模具制造業(yè)提出了相應的要求。當前模具制造的研究方向主要表現(xiàn)為以下五個方面： 一般的機加工方法，發(fā)展至采用光機電相結(jié)合的數(shù)控電火花成形、數(shù)控電火花線切割以及各種特殊加工相結(jié)合，例如電鑄成形、粉末冶金成形、精密鑄造成形、激光加工等。從而可以加工出復雜的型腔和型芯，以及保證較高的加工精度要求。目前慢走絲線切割和電火花放電加工精度要求。 進的技術(shù)支持條件。模具的服務對象主要是電器、汽車廠家，產(chǎn)品的更新?lián)Q代快，而且模具的設(shè)計已經(jīng)從二維發(fā)展為三維，實現(xiàn)了可視化設(shè)計，不但可以立體、直觀地再現(xiàn)尚未加工出的模具體，真正實現(xiàn)了 體化，而且三維設(shè)計解決了二維設(shè)計難于解決 的一些問題，諸如：干涉檢查、模擬裝配等。 具快速制造技術(shù)。當前快速制造有三個發(fā)展方向：分別是基于并行工程的注塑模具快速制造、基于快速原型技術(shù)的注塑模具快速制造和高速切削技術(shù)。 于并行工程的注塑模具快速制造這種生產(chǎn)方式。是以注塑模具的標準化設(shè)計為基礎(chǔ)的，它主要體現(xiàn)為經(jīng)營管理、模具設(shè)計為基礎(chǔ)的，它主要體現(xiàn)為經(jīng)營管理、模具設(shè)計和模具制造的三個體系的標準化。 于快速原型技術(shù)的注塑模具快速制造。直接從 型生產(chǎn)工模具被認為是一種可以減少新產(chǎn)品成本和開發(fā) 周期的重要的方法，近些年來，這種將 術(shù)、快速成型（ 快速工模具制造（ 高新技術(shù)相結(jié)合，已經(jīng)對傳統(tǒng)的注塑模具的制造產(chǎn)生了重大的沖擊。 2． 4 發(fā)展新的塑料模具材料及模具表面技術(shù)。主要是發(fā)展易加工、拋光性好的材料，預硬易切削鋼（一般 28~35間 )、耐蝕鋼、硬質(zhì)合金鋼以及時效硬化型鋼、冷擠壓成型鋼。表面工程可以彌補模具材料的不足，降低模具材料的研發(fā)及加工的費用。 2． 5 基于信息注塑模具的制造新模式。與注塑模具制造活動有關(guān)的信息包括產(chǎn)品的信息 和制造信息?，F(xiàn)代制造過程可以看作是原材料或毛坯所含的信息量的增值過程，信息流驅(qū)動將成為制造業(yè)的主流。 文獻綜述 3．注塑成型的基本原理 塑成型的基本原理 所謂的塑料的注塑是指將樹脂原料加熱熔融后，在一定的壓力和速度下使其注入模具內(nèi)，經(jīng)冷卻定型后得到的具有所要求形狀和尺寸的成型品的過程。 為了使熔融的樹脂原料能充分地流入模具型腔的各個角落，而獲得具有復雜的形狀，且其表面上面有縮痕、內(nèi)部沒有縮孔的制品，必須在成型時對熔融樹脂加上很高的壓力才行。注塑是在料桶中加熱樹脂使之熔融，對熔融的樹脂原料加高壓并使之注射到模 具中，在模具中使之冷卻，固化為制品的幾個過程組成 塑成型的加工流程 開始注射 —— 模腔充滿 —— 給予模腔全填充的切換 —— 壓縮 ［ 17］ 塑成型的常見缺陷 文獻綜述 1．縮水 2．熔接點， 3．銀線， 4．變形， 5．撐邊， 6．噴痕， 7．背壓的重要性。 為了防止這些缺陷的產(chǎn)生，在設(shè)計和成型的過程中要多加注意用料量，流動性，原材料的吸濕性，殘余應力影響，噴速，以及背壓 ［ 17］ 。 4．進展情況 塑料注塑 塑料注塑成型是一個復雜的物理過程，為了驗證工藝參數(shù)的合理性和預測制品的質(zhì)量，建立了 塑料注塑成型流動和冷卻的數(shù)學模型，運用計算流體力學原理，采用了 行流動分析和熱分析。整個型坯的注塑速度和熔體溫度分布均勻，制品質(zhì)量較好，使用的注塑工藝參數(shù)合理，適用于實際的工程應用。 ［ 9］ 術(shù)，即計算流體力學技術(shù)，針對各種復雜流動的物理現(xiàn)象，采用數(shù)值解法，以期在計算速度、穩(wěn)定性和精度等方面得到優(yōu)化，從而高效地解決各個領(lǐng)域的復雜流動計算問題，模擬流動、傳熱等物理現(xiàn)象。 術(shù) 注塑模 術(shù)的應用在國外已相當普遍，而在我國注塑模具設(shè)計仍停留在以經(jīng)驗為主導的設(shè)計模式，成熟的注塑模 戶屈指可數(shù)。 注塑模 件的發(fā)展經(jīng)歷了從中面流技術(shù)到雙面流技術(shù)再到實體流技術(shù)的三個重要的里程碑。目前由于實體流和雙面流技術(shù)算法的不完善，三種分析技術(shù)仍然并存。 中面流（ 術(shù)的應用始于 20 世紀 80 年代?；谥忻媪骷夹g(shù)的注塑流動模擬軟件應用的時間最長、范圍最廣。但實踐表明，基于中面流技術(shù)的注塑模 件在應用中具有很大的局限性： (1) 專業(yè)的注塑模 件造型功能較 差，采用手工操作直接構(gòu)造中面模型十分困難，建構(gòu)過程往往需要花費大量的時間； (2)由 件根據(jù)產(chǎn)品三維模型自動計算生成中面模型的效果不理想，網(wǎng)格修補工作量大； (3)由于 段使用的是產(chǎn)品的物理模型，而 段使 文獻綜述 用的是產(chǎn)品的數(shù)學模型，兩者的不統(tǒng)一，使得二次建模不可避免。由此可見，中面模型已經(jīng)成為了注塑模 術(shù)發(fā)展的瓶頸。 目前基于雙面流技術(shù)的注塑模 件格式轉(zhuǎn)化為有限元網(wǎng)格模型。因此與中面流技術(shù)相比在模型處理上卻大大減輕了用戶建模的負擔，提高了有限元 建模的效率。因此，基于雙面流技術(shù)的注塑模 件在全世界擁有了龐大的用戶群，得到了廣大用戶的支持和好評。但由于上下表面網(wǎng)格無法一一對應，造成上下對應表面的熔體流動前沿存在差別，使得雙面流技術(shù)分析的準確性受到一定的限制。此外雙面流技術(shù)也只是一種從中面流技術(shù)向?qū)嶓w流技術(shù)過渡的手段。實體流技術(shù)最終必將取代雙面流技術(shù)。 實體流（ 術(shù)在實現(xiàn)原理上仍與中面流技術(shù)相同，所不同的是數(shù)值分析方法有較大差別。在實體流技術(shù)中熔體的厚度方向的物理量變化不再被忽略，這時只能采用三維有限元網(wǎng)格，依靠三維有限差分法或三維有 限元法對熔體的充模流動進行數(shù)值分析。因此，與中面流或雙面流相比，基于實體流技術(shù)的注塑模 件目前所存在的最大問題就是計算量巨大、計算時間長，這與目前的模具開發(fā)周期相違背，成為制約注塑模 術(shù)全面推廣的瓶頸。因此要真正推廣基于實體流技術(shù)的注塑模 件仍有待軟件算法的改進和計算機硬件設(shè)備速度的提升。由于中面流技術(shù)久經(jīng)考驗，計算速度快，分析準確性高，至今仍然是注塑成型 析的主流。 他新型技術(shù) 隨著塑料制品應用的日益廣泛，不同的領(lǐng)域?qū)λ芰现破返拈_頭精度、功能成本等方面提出了很多更高的要求， 因此在傳統(tǒng)注塑成型技術(shù)的基礎(chǔ)上 ,又發(fā)展了許多特殊的新興注塑成型技術(shù)，如低壓注射成型、熔芯射擊成型、裝配注射成型、磁場定向注射成型、單色多模注射成型、氣體輔助注射成型、薄殼注射成型技術(shù)等。因些必須改變注塑模具的設(shè)計和制造體系，才能夠滿足成型要求。 另外，隨著微機電系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)生命線的進展，微細型注塑模具設(shè)計與制造技術(shù)的研究近年來得到了人們的重視，隨著 業(yè)化的進程，微注塑成型技術(shù)有著巨大的潛力和發(fā)展空間。微型注塑成型通常用于醫(yī)療、電信、計算機、電氣等領(lǐng)域，醫(yī)療和電子器械越來越小型化，因此對人們希望制件 可以做得越來越小。微型注塑成型有許多優(yōu)點，如工模具的成本可以更低，而且原料的成本也大 文獻綜述 大的降低，研究適合微型注塑模具和微型注塑機的成型理論和制造方法，尋找和研制適合微型塑料制件生產(chǎn)的塑料原料，以及開發(fā)相應的檢測儀器設(shè)備，已經(jīng)成為目前國內(nèi)外的研究熱點。 5．存在問題 當前 注塑模 設(shè)計中有的設(shè)計人員把計算軟件當做法寶。過于相信軟件計算出來的結(jié)果 ,忽略了計算的細節(jié)和對結(jié)果的驗證分析 ;注塑模 設(shè)計現(xiàn)狀伴隨著科技的高速發(fā)展 ,計算機科學已經(jīng)廣泛的應用到了各個領(lǐng)域 ,這為我們帶來了極大便利。計算機在工程設(shè)計中的應用尤其普遍 ,這就 容易導致結(jié)構(gòu)工程師過分依賴計算機 ,當前有的結(jié)構(gòu)設(shè)計人員在設(shè)計觀念上存在誤區(qū) ,把軟件計算當做法寶 ,過于相信軟件計算出來的 ， 目前從事結(jié)構(gòu)計算的年輕者居多 ,有些年輕設(shè)計者不能把理論與實踐相結(jié)合 ,只注重書本知識的學習 ,不注重實踐經(jīng)驗的積累。同時 ,有的業(yè)主制定較短工程周期 ,這樣就造成了設(shè)計時間緊、任務大 ,往往是邊設(shè)計、邊施工 ,如此工程設(shè)計成果令人擔憂 。 6．總結(jié) 綜上所述，無論是傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計，還是計算機輔助設(shè)計，甚至于各種新的技術(shù)，都必須跟上市場的變化，進一步的提高效益。注塑模在國內(nèi)外的發(fā)展很快，前景也是一片良好 ，學校里學習的幾種計算機技術(shù)是我們將來的基礎(chǔ)，鞏固總結(jié)的知識，不斷的學習才能取得成功。 參考文獻 [1] 王昌，魏闖。 法在注塑模具設(shè)計沖突問題中的應用研究木 [J]．機械設(shè)計與制造， 2009， 9 [2] 朱昱。 件在汽車零件注塑模具設(shè)計中的應用 [J]．計算機應用技術(shù)， 2009， 9 [3] J]． (2007， 5 文獻綜述 [4] [J]． 009 [5] J]． 6] 宋滿倉。 保證注塑模具質(zhì)量的工藝方法 [J]．機械工程師 2000， 8 [7] 宋凱杰 。燈罩注塑模設(shè)計 [J]．機械制造 [8] 張曉黎，瞿震，李強，王六一。 電動機護罩注塑模設(shè)計 [J]．塑料科技 2009， 3 [9] 夏建新，王雷剛，黃瑤?；?塑料注塑模擬分析 [J]．模具技術(shù) 2009， 10] 李細章。殼體注塑模設(shè)計 [J]． 009， 5 [11] 張文兵。小型復塑料件注塑模的設(shè)計研究 [J]．北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院學報 2009， 9 第一期 [12] 任天娟。中小型注塑模標準模架的選用 [J]．廣西輕工業(yè) 2009， 8 第八期 [13] 曾景華。注塑模具冷卻系統(tǒng)庫的 術(shù)研究 [J]．廈門大學學報（自然科學版） 2009， 7 第四期，第 48 卷 [14] 李小敏，劉衛(wèi)東 注塑模具鑲件的設(shè)計 [J]． 009， 15] 張映故 注塑模具自動控制系統(tǒng)的改造與設(shè)計 [J] ． 009 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