塑料注射模設(shè)計(jì)與成型工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)
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河南機(jī)電高等??茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書
緒論
80年代以來,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下,我國模具工業(yè)發(fā)展迅速,年均增速均為13%,1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億,至2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計(jì)為260-270億元,其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。
1.1、我國塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀
我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì),有了很大發(fā)展,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具;精密塑料模具方面,已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺北極星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齒輪模具,所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平,而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02~0.05mm,表面粗糙度Ra0.2μm,模具質(zhì)量、壽命明顯提高了,非淬火鋼模壽命可達(dá)10~30萬次,淬火鋼模達(dá)50~1000萬次,交貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距. ? 成型工藝方面,多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟,如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29~34英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù),一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件,取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣,有的廠采用率達(dá)20%以上,一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%,與國外的50~80%相比,差距較大。 ?
在制造技術(shù)方面,CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺階,以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表,陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng),如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn),雖花費(fèi)了大量資金,但在我國模具行業(yè)中,實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技術(shù)對成型過程,如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬,取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益,促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來,我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展,主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等,這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn),為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。
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??? 近年來,國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼,如:P20、3Cr2Mo、PMS、SM Ⅰ、SMⅡ等,對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響,但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等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)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下,和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%-80%相比,仍有很大差距。? ?
??? 據(jù)有關(guān)方面預(yù)測,模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的,在未來的模具市場中,塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具,在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展,對塑料模具提出越來越高的要求是正常的,因此,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(shí),由于近年來進(jìn)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(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā),這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展,使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),高速公路的迅速發(fā)展,對汽車輪胎也提出了更高要求,因此子午線橡膠輪胎模具,特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平;以塑代木,以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大;家用電器行業(yè)在“十五”期間將有較大發(fā)展,特別是電冰箱、空調(diào)器和微波爐等的零配件的塑料模需求很大;而電子及通訊產(chǎn)品方面,除了彩電等音像產(chǎn)品外,筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展,這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)?!?】
整體來看,中國塑料模具無論是在數(shù)量上,還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步,但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比,差距仍很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí),一些低檔塑料模具卻供過于求,市場競爭激烈,還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。【2】
1.2、國外塑料模的發(fā)展?fàn)顩r
國外先進(jìn)國家對發(fā)展塑料模很重視,塑料模比例一般占30%-40%。專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高、設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)先進(jìn),如模具CAD/CAM技術(shù)采用普遍,加工設(shè)備數(shù)控化率高等,模具生產(chǎn)效率高、周期短。國外,70%以上是商品化的。工藝裝備水平CAE技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE分析軟件,模擬塑料的沖模過程,分析冷卻過程,預(yù)測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用越來越大,意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后,試模時(shí)間減少了50%以上。一些壽命高的和高精度的模具拿制作模具的原材料來說,國內(nèi)的材料很難達(dá)到大型、精密模具所需要的性能要求、CAE?CAD?CAM.CAPP等軟件很多都是國外的。拿塑封模具來說,國外一次可以加工出上百個(gè)型腔的模具,還有熱流道技術(shù)、氣輔成型這些工藝應(yīng)用都很普遍。德國的模具很多采用熱流道技術(shù),使用熱流道技術(shù),產(chǎn)品的質(zhì)量好,成型周期短,精度高?!?】
本課題研究的思路:塑料蓋注塑模具設(shè)計(jì).在設(shè)計(jì)中經(jīng)過分析選用了“一模兩腔”的型腔排列方式,能夠滿足大批量的生產(chǎn)任務(wù);澆口的設(shè)計(jì)過程中根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇了側(cè)澆口,在開模過程中能夠自動(dòng)切斷澆口凝料,提高了生產(chǎn)效率;由于制件有側(cè)孔,需要設(shè)置側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu),本模具中采用了斜導(dǎo)柱側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu);在頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)中,考慮到制件成型后由于收縮將包緊在型芯上,造成脫模力較大,為保證塑件的質(zhì)量,采用了頂桿脫模;在合模時(shí)頂管必須在側(cè)型芯滑塊復(fù)位時(shí)提前退回復(fù)位,為避免側(cè)型芯與頂桿在合模過程中發(fā)生干涉,設(shè)置了彈簧式優(yōu)先復(fù)位機(jī)構(gòu),需要注意的是選用的彈簧要有迫使頂出機(jī)構(gòu)復(fù)位的足夠力矩。
本課題設(shè)計(jì)進(jìn)度的安排如下:
1.了解目前國內(nèi)外塑料模具的發(fā)展現(xiàn)狀,所用時(shí)間15天;
2.確定加工方案,所用時(shí)間5天;
3.模具的設(shè)計(jì),所用時(shí)間30天;
4.模具的調(diào)試.所用時(shí)間5天.
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