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畢業(yè)設(shè)計開題報告
題目名稱: 游標(biāo)卡尺盒模具設(shè)計
院系名稱: _______機(jī) 電 學(xué) 院
班 級: _______機(jī) 自
學(xué) 號: _______
學(xué)生姓名: _______ _
指導(dǎo)教師: _____________ _
2010年03月
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中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告
1 本課題所涉及的內(nèi)容及其研究的綜述
1.1 模具在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要作用
模具有“工業(yè)之母”之稱,是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備,是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具工業(yè)是機(jī)械工業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。作為工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的模具,以其生產(chǎn)制件所表現(xiàn)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)效率和低耗能耗材,是一般機(jī)械加工不可比擬的,越來越引起國家各產(chǎn)業(yè)部門的重視。國外將模具比喻為“金鑰匙”、“金屬加工皇帝”“進(jìn)入富裕社會的原動力”,歐美等發(fā)達(dá)國家將模具工業(yè)譽(yù)為“磁力工業(yè)”。日、美等發(fā)達(dá)國家模具工業(yè)的產(chǎn)值早已超過了機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。1997年開始,我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。
目前,模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一,是十分重要的裝備工業(yè)。模具工業(yè)直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化服務(wù),模具工業(yè)自身又大量采用高新技術(shù),如CAD/CAE/CAM、新工藝、新材料等各類先進(jìn)制造技術(shù)及裝備,模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。屬于高新技術(shù)領(lǐng)域的集成電路的設(shè)計與制造,不能沒有做引線框架的精密級進(jìn)沖模和精密的集成電路塑封模;計算機(jī)的機(jī)殼、接插件和許多元器件的制造,也必須有精密塑料模具和精密沖壓模具;數(shù)字化電子產(chǎn)品(包括通訊產(chǎn)品)的發(fā)展,沒有精密模具也不行。不僅電子產(chǎn)品如此,在航天航空領(lǐng)域也離不開精密模具。例如,誤差小于0.1~0.3μm的空對空導(dǎo)彈紅外線接收器的非球面反射鏡,就必須用高精度的塑料模具成型。因此可以說,許多高精度模具本身就是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分。有些生產(chǎn)高精度模具的企業(yè),已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。也有不少模具產(chǎn)品被國家有關(guān)部門認(rèn)定為國家級新產(chǎn)品。模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具制造技術(shù)水平的提高,模具工業(yè)的技術(shù)升級,離不開同高新技術(shù)的嫁接。CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用,快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用,使模具的設(shè)計制造技術(shù)發(fā)生了重大變革,就是一個最好的例證。模具的開發(fā)和制造水平的提高,有賴于采用數(shù)控精密高效加工設(shè)備;逆向工程、并行工程、快捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用,也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接,實現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
模具工業(yè)地位之重要,還在于國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)——機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑,都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。機(jī)械、電子、汽車工業(yè)需要大量的模具,特別是轎車大型覆蓋件模具、電子產(chǎn)品的精密塑料模具和沖壓模具,目前在質(zhì)與量上都遠(yuǎn)不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。這幾年,我國每年要進(jìn)口近10億美元的模具。我國石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多萬噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂,很大一部分需要塑料模具成形,做成制品,才能用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚、墻磚和衛(wèi)生潔具,需要大量的陶瓷模具;生產(chǎn)塑料管件和塑鋼門窗,也需要大量的塑料模具成形。從五大支柱產(chǎn)業(yè)對模具的需求當(dāng)中,也可以看到模具工業(yè)地位之重要。
1.2 我國模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀
我國模具工業(yè)起步晚,底子薄,與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比有很大的差距,但在國家產(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)迅速。20世紀(jì)80年代以來,國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求,同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力,模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè),日益受到人們的重視和關(guān)注?!澳>呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識。目前,中國有17000多個模具生產(chǎn)廠點,從業(yè)人數(shù)約50多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中,沖壓模具約占50%,塑料模具約占33%,壓鑄模具約占6%,其他各類模具約占11%。近年來,中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外,還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè),他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度,將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外,許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。
中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個多世紀(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)48in(約122cm)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。經(jīng)過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步;在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。但是,和發(fā)達(dá)國家相比,我們國家的模具產(chǎn)業(yè)的路還有很長。雖然我國模具總量目前已達(dá)到相當(dāng)規(guī)模,模具水平也有很大提高,但設(shè)計制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達(dá)國家許多。當(dāng)前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面:
(1) 總量供不應(yīng)求
國內(nèi)模具自配率只有70%左右。其中低檔模具供過于求,中高檔模具自配率只有50%左右。
???(2) 企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)均不合理
?我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間(分廠),自產(chǎn)自配比例高達(dá)60%左右,而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式,而國外大多是“小而?!薄ⅰ靶《?。國內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具占總量比例不足30%,而國外在50%以上。2004年,模具進(jìn)出口之比為3.7﹕1,進(jìn)出口相抵后的凈進(jìn)口額達(dá)13.2億美元,為世界模具凈進(jìn)口量最大的國家。
(3) 模具產(chǎn)品水平大大低于國際水平,生產(chǎn)周期卻高于國際水平
?產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命及結(jié)構(gòu)等方面。
(4) 開發(fā)能力較差,經(jīng)濟(jì)效益欠佳
我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低,水平較低,且不重視產(chǎn)品開發(fā),在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元,國外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15~20萬美元,有的高達(dá)25~30萬美元,與之相對的是我國相當(dāng)一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理,真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。
造成上述差距的原因很多,除了歷史上模具作為產(chǎn)品長期未得到應(yīng)有的重視,以及多數(shù)國有企業(yè)機(jī)制不能適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)之外,還有下列幾個原因:
(1)?國家對模具工業(yè)的政策支持力度還不夠
雖然國家已經(jīng)明確頒布了模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策,但配套政策少,執(zhí)行力度弱。目前享受模具產(chǎn)品增值稅的企業(yè)全國只有185家,大多數(shù)企業(yè)仍舊稅負(fù)過重。模具企業(yè)進(jìn)行技術(shù)改造引進(jìn)設(shè)備要繳納相當(dāng)數(shù)量的稅金,影響技術(shù)進(jìn)步,而且民營企業(yè)貸款十分困難。
(2) 人才嚴(yán)重不足,科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少
模具行業(yè)是技術(shù)、資金、勞動密集的產(chǎn)業(yè),隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展,掌握并且熟練運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺,高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊張。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)重視不夠,科研單位和大專院校的眼睛盯著創(chuàng)收,導(dǎo)致模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少,致使模具技術(shù)發(fā)展步伐不大,進(jìn)展不快。
(3) 工藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低
近年來我國機(jī)床行業(yè)進(jìn)步較快,已能提供比較成套的高精度加工設(shè)備,但與國外裝備相比,仍有較大差距。雖然國內(nèi)許多企業(yè)已引進(jìn)許多國外先進(jìn)設(shè)備,但總體的裝備水平比國外許多企業(yè)低很多。由于體制和資金等方面的原因,引進(jìn)設(shè)備不配套,設(shè)備與附件不配套現(xiàn)象十分普遍,設(shè)備利用率低的問題長期得不到較妥善的解決。
?(4) 專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化程度低,協(xié)作能力差
由于長期以來受“大而全”“小而全”影響,模具專業(yè)化水平低,專業(yè)分工不細(xì)致,商品化程度低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具,商品模具只占40﹪左右,其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不暢,難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低,模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響,特別是對模具制造周期有很大影響。
?(5) 模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后
模具材料性能、質(zhì)量和品種問題往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本,國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼材相比有較大差距。塑料、板材、設(shè)備性能差,也直接影響模具水平的提高。
進(jìn)入21世紀(jì),在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下,隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合,中國才裝備制造業(yè)在加入WTO以后,將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中,無論哪一行業(yè)的工程裝備,都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求,模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,這是各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。
1.3 我國模具行業(yè)的發(fā)展趨勢
進(jìn)入21世紀(jì),在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下,隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合,中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后,將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中,無論哪一行業(yè)的工程裝備,都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求,模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,這是各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,模具技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢。
1) 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計模具,所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析、模具可制造性評價和數(shù)控加工、成形過程模擬(CAE)及信息的管理與共享。值得強(qiáng)調(diào)的是,模具數(shù)字化不是孤立的計算機(jī)輔助功能或數(shù)控技術(shù)的集合,其關(guān)鍵是它們與人工智能的有機(jī)集成,不僅可以整理知識、保存知識,還可以挖掘知識、繁衍知識。新一代的模具數(shù)字化將是一個集工程師的智慧和經(jīng)驗、計算機(jī)的硬件和軟件、數(shù)值模擬和數(shù)控技術(shù)、工藝及工程管理為一體的模具優(yōu)化的開發(fā)、設(shè)計和認(rèn)證的系統(tǒng)工程。
2) 模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展
精密數(shù)控電火花加工機(jī)床(電火花成形機(jī)床、快走絲線切割和慢走絲線切割機(jī)床)不斷在加工效率、精度和復(fù)合加工上取得突破,國外已經(jīng)將電火花銑削用于模具加工。加工精度誤差小于1μm的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。
國外近年來發(fā)展的高速銑削技術(shù)和機(jī)床(HSM)開始在國內(nèi)應(yīng)用,將大幅提高加工效率。模具拋光的自動化、智能化也是發(fā)展趨勢之一,日本已研制了數(shù)控研磨機(jī),可實現(xiàn)三維曲面模具的自動化研磨拋光。此外,特種研磨方法如擠壓研磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光也應(yīng)是發(fā)展趨勢。
其他方面,如采用氮?dú)鈴椈蓧哼叀⑿读?、快速換模技術(shù)、沖壓單元組合技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等。
3) 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到應(yīng)用
快速制模主要從以下四方面加快制模速度:一是提高加工速度(如高速銑削);二是基于快速原型的快速制模技術(shù);三是選擇易切削模具材料(如鋁合金)來加快制模速度;四是采用復(fù)合加工、多軸加工提高加工效率。
4) 特種加工技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展
電火花加工向著精密化、微細(xì)化方向發(fā)展。在簡化電極準(zhǔn)備、簡化編程和操作、提高加工速度以及不斷降低設(shè)備制造成本上也做了大量研究和實踐。
在其他機(jī)械特種加工(如磨料流動加工、噴水加工、低應(yīng)力磨削、超聲波加工等)和特種加工(如電子束加工、電火花磨削、激光加工、等離子束加工等)已經(jīng)進(jìn)入實用階段,在各自的特殊加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
5) 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展
隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展,國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)。這也應(yīng)是中國的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征:多臺機(jī)床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫;有完整的數(shù)控系統(tǒng)同步系統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。
6) 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速
在模具材料方面,一大批專用于不同成形工藝的模具材料相繼問世并投入使用。在模具表面處理方面,其主要趨勢是:由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲(如TD法)發(fā)展;由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展;同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外,目前激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍(刷鍍)防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。
7) 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同
由于車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量 化發(fā)展,許多輕型材料和輕型結(jié)構(gòu)用于汽車業(yè),如以鋁代鋼,非全密度成形,高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采用使得生產(chǎn)成形和加工工藝發(fā)生了根本變革,相應(yīng)地出現(xiàn)了液態(tài)(半固態(tài))擠壓模具及粉末鍛模、沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成型技術(shù)等。
另一方面,隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高,在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計、生產(chǎn)、管理理念與模式。主要有:適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點的柔性制造技術(shù);創(chuàng)造最佳管理和效益的精益生產(chǎn);提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)模式;模具標(biāo)準(zhǔn)件的日漸廣泛應(yīng)用(模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期,且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本);廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式;適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計與制造等。
1.4 我國注塑模具發(fā)展方向
近些年來,我國的模具工業(yè)雖然有了較大的發(fā)展,但是與工業(yè)發(fā)達(dá)的國家相比,在許多方面仍然有較大的差距。例如,精加工設(shè)備較少,先進(jìn)技術(shù)的普及率不高,大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具的制造技術(shù)還不完善,這些都需要在今后的發(fā)展中逐步予以充實。
從塑料模具的設(shè)計質(zhì)量和制造成本出發(fā),我國塑料模具的發(fā)展主要可以從以下幾方面考慮:
1) 在塑料模具設(shè)計和制造中應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù);
在塑料模具的設(shè)計和制造中,為了提高模具的設(shè)計制造質(zhì)量和降低塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,在需要大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具設(shè)計中,特別是在多型腔模具的平衡設(shè)計中,應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)具有不可替代的優(yōu)勢。
當(dāng)前,CAD/CAM/CAE技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的技術(shù),粒粒制品及模具的3D設(shè)計與成型過程中的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。在今后的塑料模具研究方向中,CAD/CAM/CAE軟件的智能化程度將得到進(jìn)一步提高。
2) 應(yīng)用熱流道技術(shù),發(fā)展氣體輔助成型;
由于熱流道模具成型后的制品沒有殘留的凝料,所以,這種成型方法可以節(jié)省大量的塑料制品原材料,而且種于實現(xiàn)自動化,提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率。在塑料的成型中,特別是在大中型塑料制品的成型中,使用這咱結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的效益是相當(dāng)可觀的。當(dāng)前,塑料材料的價格一直在逐年攀升,在這種情況下,熱流道技術(shù)的推廣和應(yīng)用有著更加重要的意義。此外熱流道內(nèi)的塑料熔體在成型中更容易流動,對于大型、薄壁、難以加工的塑料產(chǎn)品的成型比較容易,脫模后產(chǎn)品的殘余應(yīng)力較低,產(chǎn)品變形小,所以制品的成型質(zhì)量較好。由于熱流道模具的這些特點,一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家一直十分重視熱流道技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展,在歐洲國家應(yīng)用率已達(dá)35%,在美國應(yīng)用率為24%。在我國,目前對熱流道技術(shù)的應(yīng)用率僅有7%。在今后的塑料模具研制中,需要重視熱流道技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,逐步縮小與發(fā)達(dá)國家的差距。
氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下,大幅度降低成本。在這種成型方法中,模具設(shè)計和控制的難度較大,在這方面的研究中,需要著力于氣體輔助成型流動分析軟件的研究。
3) 發(fā)展快速成型制造技術(shù),縮短模具的設(shè)計制造周期,降低生產(chǎn)成本;
4) 應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù),提高模具壽命和質(zhì)量,降低塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)成本;
5) 提高塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率;
在工業(yè)生產(chǎn)中采用標(biāo)準(zhǔn)化,可以較好地保證產(chǎn)品質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本。目前,工業(yè)發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化的商品化程度已達(dá)到70%-80%,但是在我國還不足30%,我國在模具生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化程度方面與一些工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比,仍有較大的。今后在模具的設(shè)計和制造中,一方面應(yīng)加強(qiáng)標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)范的制訂,并嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)化的管理;另一方面,應(yīng)加大塑料模具標(biāo)準(zhǔn)零部件商品化的規(guī)模。
塑料模具是一項新興的產(chǎn)業(yè),隨著塑料產(chǎn)品品種和市場需求的為斷增長,隨著塑料模具設(shè)計和制造技術(shù)的不斷提高,我國塑料模具產(chǎn)業(yè)將會有更好的發(fā)展前景。
1.5 本課題設(shè)計內(nèi)容
塑件零件圖:如圖1-1所示
年產(chǎn)量:大批量
材料:PP1340
材料厚度:3mm
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圖1-1 塑件零件圖
2 本課題有待解決的關(guān)鍵問題
本次畢業(yè)設(shè)計的課題是游標(biāo)卡尺盒注塑模具設(shè)計。要完成此課題,需要首先找到塑件的零件圖,根據(jù)零件圖的形狀和尺寸,用3D軟件把這個塑件模型做出來,根據(jù)塑件模型來設(shè)計模具各個組成部分的結(jié)構(gòu)尺寸。
首先要解決的問題是澆注系統(tǒng)設(shè)計。根據(jù)所學(xué)的知識,澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、冷料穴等組成。主流道是指連接注射機(jī)噴嘴與分流道或型腔的一段狹窄通道,它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分,它的形狀、尺寸和開設(shè)的位置對制品的成型質(zhì)量影響很大。主流道的具體設(shè)計都集中在澆口套上。澆口套與注射劑噴嘴的接觸部分由兩種形式,一種為平面接觸,另一種為球面接觸。平面接觸的主要優(yōu)點是接觸面積較大,密封較好,塑料不易外溢,缺點是,若注射機(jī)的精度不高,容易造成噴嘴孔與澆注套孔不同軸。球面接觸噴嘴與澆口套的接觸面積較小,若配合不當(dāng),容易造成塑料外溢,但由于它能自動調(diào)整注射機(jī)的偏差,所以在注射機(jī)精度不高的情況下也能正常使用。本設(shè)計采用球面接觸的澆口。由于本設(shè)計采用一模一件,所以采用直流道,直接與型腔連接,沒有分流道。冷料穴的作用是紡織在注射時將冷料注入型腔,而使制品產(chǎn)生缺陷。冷料穴的位置一般都設(shè)計在主流道或分流道的末端,亦即塑料最先到達(dá)的部位。
本課題的關(guān)鍵是模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計,在進(jìn)行模具設(shè)計時并不說你想用什么結(jié)構(gòu)就用什么結(jié)構(gòu)的,它是一定限制的。當(dāng)然了,有時我們也可以選擇幾種結(jié)構(gòu),然后根據(jù)實際的需要及加工的經(jīng)濟(jì)性等,選擇一個較好的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本課題所提供的塑件可以知道,要想把該塑件加工出來,必須要有斜抽機(jī)構(gòu)。因此,設(shè)計中,將采用寫到住滑塊來完成斜抽動作。
對于關(guān)鍵問題,處理起來很棘手,要求我們考慮的問題較多,要力求想出解決關(guān)鍵問題的最佳辦法。上面已經(jīng)闡述的問題,需要相當(dāng)?shù)闹R廣度和專業(yè)深度,由于在以前的學(xué)習(xí)過程中課時比較少,沒能有效的把課堂知識轉(zhuǎn)化為實踐技能,此外,課堂所學(xué)與實踐設(shè)計還有一定差距,因此現(xiàn)在準(zhǔn)備起來感覺自己所學(xué)的知識十分有限,所以需要閱讀大量相關(guān)書籍,特別是軟件方面的書籍。對于軟件的操作并非一日之功,所以需要大量的練習(xí)與上機(jī)操作。在此次課題研究初期,我借閱了大量有關(guān)注塑模具設(shè)計方面的書籍,并結(jié)合課題要求有目的的進(jìn)行學(xué)習(xí),達(dá)到學(xué)以至用。此外更重要的是,向?qū)I(yè)老師或在實習(xí)中向工人師傅針對課題的不解之處請教,從中得出一些啟示,為以后的設(shè)計制作提供積累寶貴經(jīng)驗,避免走不必要的彎路。
3.對課題要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
3.1 課題要求:
(1)熟悉塑件的圖樣,分析塑件的工藝性,為進(jìn)行設(shè)計計算打好基礎(chǔ)。
(2)合理的選擇注塑設(shè)備,確定壓力機(jī)參數(shù)。
(3)確定模具的具體結(jié)構(gòu)以及模架的參數(shù),繪制模具草圖。
(4)繪制模具的裝配圖及主要零件圖。
3.2 預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
1) 游標(biāo)卡尺盒的工藝分析是整個設(shè)計的基礎(chǔ),認(rèn)真分析塑件,包括塑件概況、塑件用的塑料概況、所選的注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)、注塑機(jī)壓力與行程、注塑成型條件等,為設(shè)計作準(zhǔn)備;
2) 確定型腔的數(shù)目并選擇分型面,確定型腔布置方案;
3) 確定模具的脫模方式、澆注系統(tǒng)及項出機(jī)構(gòu);
4) 確定調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、凹模和型芯的結(jié)構(gòu)和模具的排氣方式;
5) 根據(jù)相應(yīng)的公式計算成型零件的工作尺寸及決定模具型腔的側(cè)壁厚度、型腔底板、型腔墊板、動模板的厚度、拼塊式型腔的型腔板厚度及注塑模的閉合高度;
6) 模具總體設(shè)計及其主要零部件的設(shè)計,繪制模具草圖;
7) 考慮模具與注塑機(jī)的關(guān)系,計算最大注注塑量、鎖模力、注射壓力、模具在注塑機(jī)上的安裝尺寸校核、開模行程校核等;
8) 繪制模具的裝配圖及其主要部件零件圖;
9) 復(fù)核圖紙。
4.完成本課題的工作計劃及進(jìn)度安排
3.08~3.21 畢業(yè)實習(xí);
3.22~4.04 方案論證,確定方案,完成調(diào)研報告、開題報告及外文翻譯;
4.05~4.25 進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計;
4.26~5.31 模具3D設(shè)計,繪制模具裝配圖及零件圖,按學(xué)院規(guī)定的統(tǒng)一規(guī)范化要求撰寫設(shè)計說明書(完成初稿);
6.01~6.06 審查設(shè)計 準(zhǔn)備答辯;
6.07~6.16 答辯資格評審;
6.17~6.18 畢業(yè)答辯;
6.19~6.21 修改畢業(yè)設(shè)計。
5 指導(dǎo)教師審閱意見
指導(dǎo)教師(簽字): 年 月 日
6 指導(dǎo)小組意見
指導(dǎo)小組組長(簽字):
年 月 日