毕业设计(论文)-工具箱盖注塑模设计说明书.doc
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1、齐齐哈尔大学毕业设计(论文)第1章 绪 论1.1 选题的依据和意义我们利用开学的四周时间在哈尔滨齐塑汽车饰件有限公司进行毕业实习。通过观察和工人师傅、老师指导下对模具和注塑模的发展都有一定了解。模具生产制件具有生产效益高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成本低等一系列优点,模具成型已成为当代工业生产的重要手段,尤其是在汽车行业应用更为广泛,汽车的各零部件都应用模具来生产制造。正因为模具有这一系列优点,模具发展的前景广阔。因此,我选择赛马工具箱盖双型腔作为毕业设计题目。 模具成型已成为当代工业生产的重要手段,成为多种成型工艺中最有潜力的发展方向,而注塑模又是塑料生产采用的最普遍的方法。世界塑料
2、成型模具中,约60%为注塑模。在国民经济中,模具工业已成为五大支柱产业机械、电子、汽车、石油化工和建筑的基础。随着社会的发展,它将发挥更加重要的作用。1.2 本课题在国内外的研究现状1.2.1 模具在国内外的研究现状我国塑料模具的设计与制造目前主要依赖设计人员的经验和工艺人员的技巧,设计的合理性只有通过试模才知道,制造的缺陷主要靠反复修模来纠正。这不仅难以保证模具的质量,而且使模具的设计与制造周期长,成本高,特别对大型、精密、复杂的中高档模具,问题更为突出。我国的模具应用技术有较大的提高,而且模具市场也逐年扩大。在原有的大型国有企业基础上,一些民营、合资企业等纷纷占据市场,最近在我国生产制造的
3、新型汽车中,零部件的生产大部分都有模具结构成型。就模具的发展水平来看,汽车工业模具已进入专业化、一体化和标准化阶段。国外的汽车模具起步早、发展快、规模大,汽车模具大部分由专业制造商提供,还有大量生产模具的专业技术人才提供了标准的样件。快速提高我国汽车模具的专业化、一体化和标准化是我国模具工业发展的目标。进入21世纪,我国的模具工业发展将面临新的机遇和挑战,日益受到人们的重视和关注。目前,欧、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业,我国对模具工业的重视程度也提上日程。1992 年,在我们国家通过并颁发了关于当前工业技术改造政策重要的决定,其中,模具被列为机械工业技术改造序列的第一位,生产和
4、基本建设序列的第二位。而国家计委和科技部发布的当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录、当前国家优先鼓励发展的高技术产品产业化重点指南(目录)及当前国家鼓励外商投资产业目录中,模具也列入其中。这些都说明了我国的模具发展在国民经济中占有很重要的地位。中国虽然在很早以前就制造和使用模具,但一直未形成产业。由于长期以来模具制造一直作为保证企业产品生产的手段被视为生产后方,因此一直发展缓慢。1984年成立了这个模具工业协会,1987年模具首次被列入机电产品目录,当时全国共有生产模具的厂点6000家,总产值约为30亿元。随着中国改革开放的日益深入,市场经济进程的加快,模具及其标准件、配套件作为产品,制
5、造生产的企业大量出现,模具工业得到快速发展。在市场竞争中,企业的模具生产技术提高很快,规模不断发展,提高很快。1988年至1992年,国家委托中国模协和机械院在全国范围内组织了上百个模具企业和有关科研,共同对模具关键技术进行攻关,取得了丰硕成果。这些成果主要有:冲压模具的设计制造技术,料模具的设计制造技术,铸压模具的设计制造技术,铸造模具的设计制造技术,模具表面处理技术模具材料,模具加工关键设备,模具寿命研究等方面,由于这些成果的取得及推广应用,使中国模具技术前进了一大步。20世纪90年代以来,中国在汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术,国家科委863计划将东风汽车公司作为CIM
6、S应用示范点,由华中理工大学作为技术依托单位,开发了汽车车身与覆盖件模具CAD/CAM软件系统,在模具和设计制造中得到了实际应用,取得了效益。现在,吉林大学和湖南大学也成功地开发出了汽车覆盖件模具的CAD/CAM系统,并达到了较高水平,在生产中得到应用,收到良好效果。 由于CAD/CAE/CAM的应用,特别是20世纪80年代开始中国许多模具制造厂从国外引进了许多软件,包括冲压模、级进模、塑料模、压铸模、橡胶模、玻璃模、挤压模等相应软件,使中国模具设计制造水平有很大提高,也产生了较大的经济技术和社会效益。但由于人才缺乏和基础工作较差,引进的软件未能很好应用及发挥其应有的效益现象普遍存在,这是今后
7、应十分重视和有待解决的问题。中国模具产业除要继续发展生产能力外,更重要的是今后要重在行业内部结构的调整及技术的发展方向上下更大的功夫。结构调整方向,主要是指企业结构的调整应向专业化方向发展,产品结构中高档模具发展,进出口结构向增加出口减少进口的方向发展。技术发展主要是精密塑料模、成型工业与模具结构的改进,中高档汽车覆盖件模具成型分析及结构改进;多功能附和模具、符合加工、激光技术、高速切削、超精度加工及抛光技术、快速成型及快速经济模具在模具设计制造上的应用。总体来看,中国模具工业将向数字化、信息化方向发展。中国模具工业协会现在是亚洲协会联合会(FADMA)和国际模办(IS。在大型塑料模具方面,中
8、国已能生产34英寸大屏幕彩电和65英寸背投影式电视的塑壳模具,10kg大容量洗衣机全套塑料件模具,整体仪表板等塑料模具。在精密塑料模具方面,中国已能生产照相机塑料件模具多行腔小模数齿轮模具及精度达5m的2560腔塑封模具等。在大型精密复杂铸模方面,国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模和汽车后桥齿轮箱压铸模及汽车发动机壳体的铸造模具。在汽车覆盖件模具方面,国内已能生产中高档新型轿车的部分覆盖件模具。子午线轮胎活络模具,铝合金和塑料门窗异材挤出成型模,精铸或树脂快速成型拉延模等,也已达到相当高水平,可与进口模具媲美。近年来,模具行业结构调整和体制改革步伐加快了主要表现为:大型、精密、复杂、长寿命、中
9、高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品,塑料模和压铸模比例增大;专业模具厂数量及其能力增加较快,“三资”及私营企业发展迅速;股份制改造步伐加快等。从地区分布来说,以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方快于北方。目前,发展最快、模具生产最为集中的省份上广大和浙江,江苏、上海、安徽、山东等地区进年来发展也很快。目前,我国的模具工业与发达国家相比,总体水平仍然较低,中国模具的产值不断提高,仅次于美国和日本。1.2.2 模具存在问题和主要差距虽然中国模具总量目前已达到一定规模,模具水平也有很大提高,但设计制造水平总体上落后于美、日、意等工业发达国家许多。当前存在的问
10、题和差距主要表现在以下几方面:(1)模具产品水平要比国际水平低很多,而许多模具的生产周期却比国际水平长。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构不合理。国内模具生产厂中自产自己率达60%,而国外70%以上为商品模具;属大型、精密、复杂、长寿模具的比例不足30%,而国外大50%以上。进出口之比2004年为3.71,实进口达13.2亿美元,为净进口量最大的国家。(3)人才严重不足,科研开发及技术攻关投入太少 目前掌握并且熟练运用新技术的人才异常短缺,高级模具钳工及企业管理人才也非常紧张。科研单位和大专院校的眼睛盯着创收,导致模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少,致使模具技术发展步伐不
11、大,进展不快。(4)开发能力较差,经济效益欠佳 我国模具企业技术人员比例低,水平较低,且不重视产品开发,在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元,国外模具工业发达国家大多是1520万美元,有的高达2530万美元。(5)工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低 由于体制和资金等方面的原因,引进设备不配套,设备与附件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较妥善的解决。1.3 本课题的发展期望现今,中国经济处于高速发展期,国际上经济全球化的发展趋势日趋明显,这就为我国模具工业的高速发展提供了良好的国际条件和机遇。一方面,是国内模具市场将继续高速发展;另一方面,是国
12、际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具的国际采购趋向也十分明显。因此,展望未来,国际、国内的模具市场总体发展趋势前景美好,预计中国模具工业将在良好的市场环境下继续得到高速发展,我国不但成为模具制造大国,而且一定会逐步向模具制造强国迈进。1.4 选题的目的和意义在毕业实习的过程中,认识到模具制造的先进性,且从上面的描述中,了解到国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好,预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展,而模具在汽车业的需求量会日益增加,所以本次设计的课题是汽车工具箱盖的注塑模设计,以了解设计模具的基本方法和生产工艺。1.5 毕业设计内容概述毕业设计课题为赛马车工具
13、箱盖双型腔注塑模设计。本次毕业设计根据在工厂里实习时所见到的各种塑料模具外形及工作原理并通过查阅学习各种注塑模设计工具书来进行设计。设计主要内容包括:注塑机的选用、凸凹模结构设计、浇注系统设计、排溢引气系统设计、冷却系统设计、脱模机构设计、复位系统设计、模具总体结构设计、模体设计和其它零部件设计。第2章 方案分析2.1 设计任务设计题目:赛马车工具箱盖双型腔注塑模设计2.2 塑件分析2.2.1 塑件外形分析该塑件为赛马车双型腔工具箱盖,形状简单,外表为弧形,且塑件中间有向内凸起的形状结构。并且产品中抽芯机构困难,不易抽芯。壁厚为4mm,具体如图2-1。图2-1 工具箱盖2.2.2 塑件的尺寸公
14、差及设计基准(1)塑件尺寸见图塑件要求为一般精度4级,则尺寸公差取1.0mm。(2)塑件设计以左侧端面为基准,进行设计。2.2.3 塑件所用塑料名称性能及工艺参数选用材料为丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚的产物,简称ABS,材料具有耐水性、耐磨性、耐油性,且具有良好的机械强度。由参考文献查实用塑料注射模设计与制造表具体参数如下: 注射压力:60100MPa密 度(g/cm3):1.031.07 收 缩 率(%):0.30.8 (取0.5) 模具温度(C):5080 (取50) 料筒温度(C):150200 喷嘴温度(C):170180 塑料温度(C):200260 (取200)2.2.4 塑件结构要
15、素 (1) 塑件脱模斜度:对ABS塑料而言, 型芯:351 (取40) 型腔:40120(取1)(2) 圆角为防止塑件转角处的应力集中,改善充模特性,转角处采用圆角过度R=(0.20.5,取0.3)。2.3 设备的选择2.3.1 注射机类型的选择由参考文献可知注射机类型可分为卧式,立式和直角式三种。 1.立式注射机注射方向向下,分模方向向上,注射与分模都在同一竖直线上。立式注射机优点 占地面积小,安装和拆卸方便,嵌件及活动型芯易于安放,料斗中的塑件能均匀地进入料筒。立式注射机缺点 由于柱塞式送料塑料的塑化不均匀,引起成型压力高注射速度不均,其塑件内应力大,这类注射机多是小型的。一般注射机容量为
16、60 cm3以下。卧式注射机的优点 (1)开模后塑件按自重落下,便于实现自动化操作。(2) 螺杆和塑化装置的塑化能力强,且均匀,注射压力可达68657845N/cm2 压力损失小,塑件内应力及定向性小,可减少变形和开裂倾向。(3)螺杆式注射机可采用不同的螺杆,使用调节螺杆转数及背压等适应能力, 可加工各种塑料及不同要求的塑件。卧式注射机的缺点装模麻烦,安放嵌件及活动型芯不便,易倾斜落下。螺杆式注射机加工低粘度塑料,薄壁及形状复杂塑件时,易发生副料回流,螺杆不易清洗,贮料清洗不净,易发生分解。综上所述,由于卧式注射机主要以螺杆式为主,且卧式螺杆式注射机满足赛马车工具箱盖工艺成型要求,因此,可选用
17、该类型的注射机。2.3.2 注射机选择的依据(1)工具箱盖注射量:由公式 Vm/p (2-1)式中 V塑件的体积(cm3)m塑件的质量(cm) m=200 cm p塑件的密度(g/cm3)取1.05 g/cm3 由公式(2-1)得V=200/1.05=190.476 cm3所以所需最大注射量为V190.476/80%238.095(cm3)(2)工具箱盖锁模力的计算:由参考文献有公式: (2-2)式中 锁模力(kN) 注射压力到达型腔的压力损失系数,一般取0.340.67,取0.6 型腔压力(MPa),由参考文献查得为30MPa 塑件及流道系统在分型面上的投影面积m2 由公式(2-2)得=97
18、0.29(kN)=1600(kN)由上式(2-2)可知锁模力满足要求。(3)工具箱盖注射压力:因为塑件形状简单,壁薄、尺寸不大,对于材料ABS,所需的注射压力在60100MPa即可,取100MPa。2.3.3 注射机型号的确定综上考虑,选取SZ-300/1600型卧式注射机,其主要参数为:最大注射体积/ cm3:300螺杆直径/mm:48注射压力/MPa:150注射速率(g/s):145锁模力/kN:1600最大模具厚度/mm:450最小模具厚度/mm:250移模行程/mm:380模具定位孔直径/mm:160喷嘴球半径/mm:20喷嘴口孔径/mm:42.4 拟定模具结构方案 理想的模具结构应充
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