圓蓋的注塑模具設計-斜頂抽芯注射模含NX三維及10張CAD圖

圓蓋的注塑模具設計-斜頂抽芯注射模含NX三維及10張CAD圖,注塑,模具設計,斜頂抽芯,注射,nx,三維,10,cad XXX XX設計開題報告 學院 20XX屆 題 目 圓蓋注塑模設計 課題類型 課題來源 學生姓名 學 號 專 業(yè) 級 班 指導教師 職 稱 填寫日期： 20XX 年3 月25日 一、本課題研究的主要內容、目的和意義 1.1.本課題研究內容 課題內容：對圓蓋進行結構分析并設計注塑模具。根據(jù)制件材料，形狀，尺寸等要求分析零件的工藝性能，制定注塑工藝方案，選定相應的成型設備和工藝參數(shù)，完成注塑模具的設計。 工件名稱：圓蓋； 工件簡圖：如圖所示； 生產(chǎn)批量：大批量； 材 料：改性PS； 材料厚度：t=2mm。 圖1 塑件圖 本次設計內容為圓蓋塑料模具設計，通過對塑件工藝分析和計算，畫出裝配圖、零件圖并編寫設計說明書。 具體如下：（1）調研、消化原始資料； （2）分析塑件工藝性、尺寸精度等技術要求； （3）成型設備的選用； （4）擬定模具結構方案； （5）繪制模具裝配草圖； （6）繪制裝配圖、零件圖并撰寫畢業(yè)設計說明書。 1.2.本課題研究目的 總結和鞏固基礎技術課程和專業(yè)課程中所獲得的知識，綜合應用這些知識，并將理論知識用于解決生產(chǎn)實際問題，使學生獲得課堂講授不易掌握的沖模結構知識；培養(yǎng)和提高獨立解決問題的能力；掌握冷沖壓模具設計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。 1對所學知識進行綜合地鞏固和運用，較為深入地理解和吸收所學知識，提高自己的創(chuàng)新能力和解決實際工程問題的能力； 2掌握UG和CAD繪圖軟件，同時還能提高機械識圖能力，為以后參加工作夯實基礎； 3提高自己檢索文獻和查閱工具書的能力，培養(yǎng)虛心請教和不斷學習、不斷進取的學習態(tài)度； 4提高自己撰寫設計說明書和對大量信息的整理能力，掌握辦公軟件的使用技巧； 5了解和掌握塑料模具的總體設計步驟和編制模具工作零件加工工藝卡片的方法； 6培養(yǎng)自己各方面的能力。包括嚴謹?shù)卦O計態(tài)度、科學地安排設計進度和耐心而細心的鉆研精神等。 1.3.本課題研究意義 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，機械制造業(yè)的生產(chǎn)類型正在由原來的大批量生產(chǎn)方式被小批量多品種的生產(chǎn)方式代替，為滿足客戶對產(chǎn)品多樣化的要求，一些先進制造技術應運而生。例如DT、CAD、CAPP、CAM、CIMS、CE、AM、LP等。CAD是先進制造技術的核心與關鍵，而各種模具的計算機輔助設計與制造是目前先進制造技術的重要組成部分，也是機械制造業(yè)中很實用的部分，發(fā)展相當迅速。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，各種塑料制品已廣泛應用于國民經(jīng)濟的各個領域，其中大部分塑料制品皆是通過注塑成型工藝來加工的，塑料模具也因此成為被廣泛使用的一類模具。 目前，CAD在我國的應用正處于初、中級階段，一些企業(yè)單位還只停留在二維的計算機輔助設計階段，當然也有不少單位引入了國外大型的先進設計軟件，真正實現(xiàn)了三維計算機輔助設計，同學們畢業(yè)后將面臨著利用計算機進行三維設計的問題。因此，本設計題目具有極強的實用性與前沿性。 通過此次設計使自己掌握各種模具制造方法的基本原理和特點。學會在設計、制造模具時，根據(jù)實際情況，充分考慮它們的特點，選用最佳的工藝方案；掌握各種制造方法對模具結構的要求，具備分析模具結構工藝性的能力，能夠獨立設計出工藝性能良好的模具結構。了解國內先進的模具制造技術，盡量采用新工藝、新技術。并且鞏固和加深已經(jīng)學過的理論知識，提高自己的綜合分析和解決工程實際問題的能力，為以后的工作奠定良好的基礎。 二、文獻綜述（國內外相關研究現(xiàn)況和發(fā)展趨向） 2.1國內模具的現(xiàn)狀 模具行業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的重要基礎裝備，其在工業(yè)發(fā)展中起著非常重要的作用。 據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2011年至2017年，中國模具行業(yè)的銷售收入呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。2011年在中國模具行業(yè)銷售收入已達到1639.88億元。2013年中國模具行業(yè)銷售收入突破2000億元，同比增長17.33%。之后進入緩慢增長期，截止至2017年，在中國模具行業(yè)銷售收入達到了2663.42億元，同比增長2.31%。預計2018年，中國模具行業(yè)銷售收入將達到2753億元左右。 中國模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術、模具的電加工和數(shù)控加工技術、快速成型與快速制模技術、新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 然而，我國是一個發(fā)展中國家，科技實力以及工業(yè)發(fā)展與國際上的先進國家存在一定差距，注塑模具在設計制造水平等方面要比德、美、日、法等工業(yè)發(fā)達國家落后許多，主要體現(xiàn)在以下幾點： （1）供給不均勻 國內自配率不足，其中中低檔模具供過于求。中高檔模具自配率不足60%。雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應求，其主要缺口集中于精密，大型，復雜，長壽命模具領域。由于在模具精度，壽命，制造周期及生產(chǎn)能力等方面，我國與國際平均水平和發(fā)達國家仍存在較大差距，因此每年需要大量進口模具。 （2）人才不足，科技及技術投入少 模具行業(yè)是技術密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代進步和技術發(fā)展，能掌握和運用新技術的人才異常短缺，高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術攻關不夠重視。因而總體來看，模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術攻關方面投入太少，民營企業(yè)貸款困難，也影響許多企業(yè)的技術改造，致使科技進步不大。 （3）工藝裝配水平低 雖然國內許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看，裝配水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套、設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。設備水平低，帶來我國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 （4）標準化，商品化程度低 由于長期以來受“大而全”，“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內每年生產(chǎn)的模具大多為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多，模具標準化水平低。標準件使用覆蓋率低也對模具質量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 （5）材料及相關技術落后，產(chǎn)業(yè)能源消耗大，產(chǎn)出率低，環(huán)境污染嚴重，對自然資源破壞力大 模具材料性、質量和品種往往會影響模具質量、壽命及成本。國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質量還是品種規(guī)格都有較大差距，塑料板材設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。另外，產(chǎn)業(yè)能耗大，產(chǎn)出率低，環(huán)境污染嚴重，更是我國亟待要解決的問題。 2.2 國外模具的現(xiàn)狀 近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600~650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國外模具總量中大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是“大而?！薄ⅰ按蠖?。隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的高技術人才密集，人均產(chǎn)值高。在我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而對國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多可達15~20萬美元，有的甚至達到 25~30萬美元。除此之外，相對我國模具標準件使用覆蓋率的45％，國外先進國家已達達70%以上。 2.3 未來發(fā)展趨勢 模具技術的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。 　　 (1) 粗加工向高速加工發(fā)展　 以高速銑削加工為代表，高速銑削加工主軸轉速可達4000-10000r/min，快速進給速度可達30-40m/min,與傳統(tǒng)銑削加工相比，工件溫升低，熱變形小，效率高，還可加工硬度達HRC60的模塊。 (2) 成形表面的加工向精密、自動化發(fā)展　 成形表面的精加工向數(shù)控、數(shù)顯方向發(fā)展，數(shù)控機床、電火花成形機床、慢走絲線切割機床等精加工廣泛運用。 (3) 光整加工向自動化發(fā)展　 目前模具的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主，不僅費工費力，而且表面質量低。發(fā)達國家正在研制數(shù)控自動化光整加工設備。 (4) 快速成形加工模具技術將得到發(fā)展　　 快速成形制造技術是通過計算機控制逐層堆積材料來制造復雜形狀的實體樣件或模具零件，不用工裝和刀具能實現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。 低熔點合金模、精鑄模、層疊模、環(huán)氧樹脂模等一些快速經(jīng)濟型模具將進一步得到應用，適合于多品種少批量生產(chǎn)用模。 高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)用于逆向工程，掃描系統(tǒng)和加工中心結合，從實物掃描到加工一步完成，可大幅縮短制模周期。適合仿造零件和模具的加工，不需要圖紙，直接用實物就能加工。 (5) 模具CAD／CAE／CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展 模具設計中常用的繪圖軟件有CAD、CAXA電子圖板，常用的三維造型和加工軟件有PRO/E、UG、CATIA、CAXA機械制造工程師、MOSTERCAM。用于模具設計制造的計算機軟件日趨完善，并向智能化、集成化方向發(fā)展，能減少設計人員的重復勞動，提高效率。運用三維造型和加工軟件，可生成刀具軌跡并輸出加工程序代碼，通過仿真進行加工精度檢查和干涉檢查，從而保證設計和工藝的合理性。 (6) 模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 一模多腔、大型多工位級進模、大型復合模等高效模具的使用越來越廣泛。超精加工和集電、化學、超聲波、激光等技術綜合在一起的復合加工將得到發(fā)展。在多工位級進模上開發(fā)多功能復合模，如將沖壓、疊片攻螺紋、鉚接等工序復合在一副模具中的電機鐵芯組件多功能復合模，一副模具就能生產(chǎn)成批的組件。 (7) 模具標準化程度將不斷提高 我國模具標準化程度正在不斷提高。估計目前我國模具標準件使用率已達30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右，為了適應模具工業(yè)的發(fā)展，模具標準化工作必須加強，模具標準化程度將進一步提高，模具標準件生產(chǎn)也必須得到發(fā)展。盡量使用模具標準件和標準模坯，將一般模具零件和粗加工等工序發(fā)外加工，通過社會化協(xié)作生產(chǎn)，可大幅度縮短制模周期，降低模具成本。 (8) 優(yōu)質模具材料和新型材料將得到推廣 沖模常用的優(yōu)質模具鋼有合金工具鋼 Cr12、Cr12MoV（SKD11) ;高速鋼W6Mo5Cr4V2(SKH51 ) 、粉末高速鋼SKH40、HAP40；硬質合金YG15、YG20、V3（HIP）。 常用新型塑料模鋼材有：新型淬火、回火鋼SKD11（改進）H13+S；馬氏體時效鋼18Ni（300）、MASIC；析出硬化鋼 PMS、NSM，耐腐蝕鋼PCR、NAK101。在國外鋁合金已廣泛用作快速經(jīng)濟型模具的材料。 (9) 模具材料及表面處理技術的研究 因選材和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45％以上。在整個模具價格構成中，材料所占比重不大，一般在20％～30％。因此，選用優(yōu)質鋼材和應用的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。 (10) 壓鑄模、擠壓模及粉末鍛模比例增加，模具工業(yè)應廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術 進些年來，由于科技實力的提高以及經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國模具行業(yè)的發(fā)展水平有了極大的提高，其主要體現(xiàn)在我國所生產(chǎn)的中高檔的模具的比例有了極大的提高。隨著汽車、車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄業(yè)的技術進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝模的比例將不斷提高，對壓鑄模的壽命和復雜程度也有迫切需求，為實現(xiàn)我國模具工業(yè)的跨越式發(fā)展，將提出越來越高的要求。同時擠壓模及粉末鍛模比例也將有不同程度的增加，而且精度要求也越來越高。 模具加工技術在工業(yè)中占據(jù)著重要的地位，我國應當緊跟世界發(fā)展的步伐采用更先進的方式來做好注塑模具技術的發(fā)展。 三、擬采取的研究方法（方案、技術路線等）和可行性論證 3.1 擬定基本結構方案如下 在完成塑件的三維建模以后，結合塑件的尺寸大小，使用范圍需求，確定如下方案： 方案一： 出模數(shù)量：一模一腔 成型系統(tǒng)：型芯型腔鑲嵌式 澆注系統(tǒng)：點澆口 冷卻系統(tǒng)：常規(guī)環(huán)繞式冷卻水道 抽芯系統(tǒng)：斜頂滑塊抽芯 排氣系統(tǒng)：分型面自然排氣 脫模系統(tǒng)：頂桿頂出脫模 模架系統(tǒng)：國標FCI型號模架，三板模 方案二： 出模數(shù)量：一模二腔 成型系統(tǒng)：型芯型腔鑲嵌式 澆注系統(tǒng)：側澆口 冷卻系統(tǒng)：常規(guī)環(huán)繞式冷卻水道 抽芯系統(tǒng)：斜頂滑塊抽芯 排氣系統(tǒng)：分型面自然排氣 脫模系統(tǒng)：斜頂桿頂出脫模 模架系統(tǒng)：國標CI型號模架，兩板模 3.2 方案可行性論證 分析對比兩套注塑模具結構方案可以得知，方案一結構復雜，出模量少，缺點比較多，方案二結構更簡單，維修保養(yǎng)方便，制造成本低，所以本次采用方案二生產(chǎn)。 方案二設計結構簡圖如下： 圖1 一模二腔側澆口結構 圖2 斜頂抽芯機構 3.3研究路線安排： 根據(jù)任務書的任務及查閱各文獻的結果，初步擬定實施方案： （1）產(chǎn)品成型工藝性分析；→ （2）確定注射機型號及其各項參數(shù)；→ （3）注射模澆注系統(tǒng)設計；→ （4）排氣系統(tǒng)的設計；→ （5）注射成型零件的設計；→ （6）斜滑塊側向抽芯機構；→ （7）注射模導向機構；→ （8）脫模機構的設計；→ （9）模架的設計；→ （10）校核；→ （11）結束語；→ （12）參考文獻；→（13）致謝。 四、預期結果（或預計成果） 通過本次設計,完成圓蓋模具的設計。包括零件的工藝分析計算，注射機的選擇，型腔數(shù)量、布局的確定，澆注系統(tǒng)、成型零件的設計，抽芯機構的確定，冷卻系統(tǒng)的設計，草圖的繪制以及主要零部件的設計計算等，最后得到完整的塑料模具裝配工作圖，零件工作圖以及畢業(yè)設計計算說明書。 五、研究進度安排 日 期 設計各階段的任務 2020.3.07-2020.4.05 畢業(yè)實習、畢業(yè)設計課題調研、文獻閱讀及開題報告； 2020.4.06-2020.4.18 進行相關計算并進行結構分析，確定設計方案； 2020.4.19-2020.4.28 繪制總裝配圖； 2020.4.29-2020.5.08 成形零部件及主要零件圖，完成設計說明書的草稿； 2020.5.09-2020.5.20 檢查圖紙、說明書，并進行修改、完善； 2020.5.21-2020.5.23 進行最后審核，準備畢業(yè)設計答辯。 六、主要參考文獻 [1]王紅霞. 吳燕華.模具制造技術基礎[M]. 北京：北京理工大學出版社，2011． [2]田福祥. 創(chuàng)新模具結構設計應用實例[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2008. [3]楊永順. 材料成型工藝與模具設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011. [4]付建軍. 模具制造工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017. [5]翟慶洪.國內外注塑模具發(fā)展現(xiàn)狀的調查研究[J].科技風,2018(27):21. [6]王倩儀.注塑模具技術分析與發(fā)展展望[J].科技創(chuàng)新與應用,2015(18):128. [7]蘇日美.我國注塑模具存在的問題及發(fā)展方向[J].河南科技，2013（22）：62+84. [8]陳鋼鋒.我國注塑模具關鍵技術的研究與應用進展[J].時代農(nóng)機，2018,45（05）:52. [9]王昌福.注塑模具設計與制造標準化體系的思考[J].南方農(nóng)機，2018,49（11）:143. [10]田園,馬學良.塑料行業(yè)的計算機網(wǎng)絡輔助工業(yè)設計應用探討[J].塑料工業(yè),2018,46(01):58-61+127. [11]謝燕萍.試析注塑模具的結構與優(yōu)化方法[J].橡塑技術與裝備,2016,42(08):59-60. [12]陶巖.注塑模具發(fā)展綜述[J].科技創(chuàng)新與應用,2015(10):112. [13]趙晶.基于知識的注塑模具設計若干技術研究[J].黑龍江科學,2015,6(10):141+143. [14]沈健民.精密注塑模具的設計加工及發(fā)展前景探析[J].科技創(chuàng)新導報,2012(30):38. [15]宋滿倉,趙丹陽,王敏杰,劉瑩.注塑模具的綠色制造方法研究[J].機械設計與制造工程,2002(03):15-16. 七、審核意見 指導教師對開題的意見： 從同學的開題報告來看，針對“圓蓋注塑模設計”課題查閱了一定量的文獻資料，對模具的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢有了一定的了解，針對要設計的模具進行了一定量的準備工作，有了設計的思路，并進行了方案討論，方案可行，計劃安排合理，具備了開題條件，同意開題。 指導教師簽字： 2020年 4月 3 日 學院審核意見： 審核人簽字： 年 月 日 說明：1、該表每生一份，學院妥善存檔； 2、課題來源填：“國家、部、省、市科研項目”或“企、事業(yè)單位委托”或“自擬課題” 或 “其它”；課題類型填：“設計”或“論文”或 “其它”。