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共 10 頁 第 頁 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院機械工程系畢業(yè)設(shè)計 常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院常州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計開題報告 題 目 噴霧咀注塑模設(shè)計 姓 名 李 濤 學(xué) 號 0405323245 班 級 04 模具 322 指導(dǎo)教師 職 稱 日 期 C Z IL I C Z L I 共 10 頁 第 頁 前言 現(xiàn)代模具設(shè)計制造中已全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù) 實踐證明 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向 隨著微機軟件 的發(fā)展 進步和全面普及 CAD CAM CAE 技術(shù)條件的基本成熟 技 術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化 國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用 加大技術(shù)培訓(xùn)和 技術(shù)服務(wù)的力度 擴大了 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍 用于模具設(shè)計制造的 計算機軟件 將向智能化 集成化方向發(fā)展 隨著計算機技術(shù) 激光成形技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展 RPM 技術(shù) 直接或間接用于模具制造 它通過立體光固化 SLA 疊層實體制 LOM 激光選區(qū)燒結(jié) SLS 三維打印 3D P 熔融沉積成形 FDM 等不同方法得到制件原型 然后通過一些傳統(tǒng)的快速制模方法 獲得長 壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具 如塑料注射模具 壓注模具 精密鑄造模具等有技術(shù)先進 成本較 低 設(shè)計制造周期短 精度適中等特點 從模具的概念設(shè)計到制造完成 僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的 1 3 和成本的 1 4 左右 熱流道技術(shù)的推廣 使采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率 和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)省制件的原材料和節(jié)約能源 所以廣泛應(yīng)用這項 技術(shù)是塑料模具的一大變革 模具標準化程度不斷提高 目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到 50 左右 模具的深加工 精加工正向自動化 智能化方向發(fā)展 使模具的加 工精度等級和表面粗糙度的要求提高 1 2 個等級 塑料成型件的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛已逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬和非金屬材 料制品 發(fā)展注塑模具大有可為 共 10 頁 第 頁 目 錄 第一章 前言 1 1 現(xiàn)代模具發(fā)展狀況 1 2 課題題目 1 3 課題來源 1 4 課題類型 第二章 方法論證 2 1 課題研究方法 2 2 設(shè)計及制造方案 2 3 可行性分析 第三章 文獻綜述 3 1 課題研究的目的 3 2 課題研究內(nèi)容 3 3 擬訂解決關(guān)鍵的問題 第四章 進度安排 附件 參考文獻 2 4 4 4 5 6 6 7 7 8 8 8 8 8 9 共 10 頁 第 頁 1 1 目前我國模具技術(shù)發(fā)展趨勢 當前 我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種多 更新快和市場競爭激烈 在這種情 況下 用戶對模具制造要求是 交貸期短 精度高 質(zhì)量好 價格低 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該與這些要求相適應(yīng) l 在模具設(shè)計制造中將全面推廣 CAD CAM CAE 技術(shù)模具 CAD CAM CAE 技 術(shù) 是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑 實踐證明 模具 CAD CAM CAE 技術(shù)是模具 設(shè)計制造的發(fā)展方向 現(xiàn)在 全面普及 CAD CAM CAE 技術(shù)的條件已基本成熟 隨 著微機軟件的發(fā)展和進步 技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化 在普及推廣模具 CAD CAM 技術(shù)的過程中 應(yīng)抓住機遇 重點扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用 加大技術(shù)培訓(xùn)和技 術(shù)服務(wù)的力度 進一步擴大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍 有條件的企業(yè)應(yīng)積極做好模具 CAD CAM 技術(shù)的深化應(yīng)用工作 即開展企業(yè)信息化工程 可從 CAPP PDM CIMS VR 逐步深化和提高 用于模具設(shè)計制造的計算機軟件 將向 智能化 集成化方向發(fā)展 2 快速原型制造 RPM 及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展 快速原型制造 RPM 技 術(shù)是美國首先推出的 它是伴隨著計算機技術(shù) 激光成形技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展 而產(chǎn)生的 是一種全新的制造技術(shù) 是基于新穎的離散 堆積 即材料累加 成形思想 根 據(jù)零件 CAD 模型 快速自動完成復(fù)雜的三維實體 模型 制造 3 電火花銑削加工技術(shù)將得到發(fā)展 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加 工技術(shù) 這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù) 它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡單 的管狀電極作三維或二維輪廓加工 像數(shù)控鏡一樣 因此不再需要制造復(fù)雜的成型電 極 這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展 國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具 加工中應(yīng)用 預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展 4 熱流道技術(shù)將得到推廣 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和 質(zhì)量 并能大幅度節(jié)省制件的原材料和節(jié)約能源 所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具 的一大變革 國外熱流道技術(shù)的發(fā)展很快 許多塑料模具廠生產(chǎn)的模具已有一半用上 了熱流道技術(shù) 有的廠甚至已達 80 以上 效果十分 明顯 國內(nèi)近幾年來已開始推廣 應(yīng)用 但總體還達不到 10 個別企業(yè)已達到 30 左右 制訂熱流道元器件的國家標 準 積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件 是發(fā)展熱流道技術(shù)的關(guān)鍵 5 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 國模具標準件使用覆蓋率已達到 30 左右 國外發(fā)達國家一般為 80 左右 為了適 應(yīng)模具工業(yè)發(fā)展 模具標準化工作必將加強 模具標準化程度將進一步提高 模具標準 件生產(chǎn)也必將得到發(fā)展 6 模具研磨拋光將向自動化 智能化方向發(fā)展 模具表面的精加工是模具加工 中未能很好解決的難題之一 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命 制件外觀質(zhì)量等方 面均有較大的影響 我國目前仍以手工研磨拋光為主 不僅效率低 約占整個模具周期 的 l 3 且工人勞動強度大 質(zhì)量不穩(wěn)定 制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展 因此 共 10 頁 第 頁 研究拋光的自動化 智能化是重要的發(fā)展趨勢 日本已研制了數(shù)控研磨機 可實現(xiàn)三 維曲面模具的自動化研磨拋光 另外 由于模具型腔形狀復(fù)雜 任何一種研磨拋光方 法都有一定局限性 應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光方法 如擠壓衍磨 電化學(xué)拋光 超 聲拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備 以提高模具表面質(zhì)量 7 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) 這也是我國長遠發(fā)展的目標 模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征 多臺機床合理組合 配有隨行定位夾具或定位盤 有完整的機具 刀具數(shù)控庫 有完整 的數(shù)控柔性同步系統(tǒng) 有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng) 8 隨著汽車朝著輕量化 高速 舒適 風(fēng)格化發(fā)展 汽車車身模具一方面要適 應(yīng)新型車身制造材料 如鋁合金 塑料等 另一方面要向著大型化 復(fù)雜化和高精度 方向發(fā)展 為了更好的與車身生產(chǎn)相結(jié)合 模具生產(chǎn)部門除了模具設(shè)計制造外 還必須 同時搞好開發(fā) 協(xié)調(diào)車身設(shè)計 樣車制造 工藝設(shè)計等各個環(huán)節(jié) 因此要求企業(yè)有 較高的整體素質(zhì)和綜合水平 2 課題題目 該課題為噴水咀注塑模的設(shè)計 3 課題來源 此手 機外殼為生活中常見的塑料制品 以 ABS 為原料進行模具設(shè) 計 4 課題類型 該模具為塑料模具中的注塑模具 該模具的特點是 它的外表面要求光澤 無劃橫 還有它的塑料產(chǎn)品內(nèi)部有一小段是有斜度的 這樣一來對模具的加工精 度要求就相當高 二 方法論證 1 課題研究方法 注塑成型過程 注塑成型是熱塑性塑料成型的一種主要加工方法 可以分為合模 加料 加 熱 塑化 擠壓 注射 保壓 冷卻 固化 定型 螺桿嵌塑和脫模頂出 概括為 材料的塑化 流動和冷卻過程 塑料的成型是通過注射成型機來實現(xiàn)的 按其用途分為熱塑性塑料注射成型 機和熱固性塑料注射成型機 注射成型模具的基本結(jié)構(gòu)包括澆注系統(tǒng) 成型零件和 結(jié)構(gòu)零件 3 部分 其中澆注系統(tǒng)是將塑料同注射機噴嘴引向型腔的通道稱澆注系統(tǒng) 它由主流道 分流道 內(nèi)澆口和冷料穴等結(jié)構(gòu)組成 成型零件是直接構(gòu)成塑料件形 狀及尺寸的各種零件 它由型芯 成型塑件內(nèi)部形狀 型腔 成型塑料外部形狀 成型桿和鑲塊等構(gòu)成 結(jié)構(gòu)零件構(gòu)成零件結(jié)構(gòu)的各種零件 在模具中起安裝 導(dǎo)向 機構(gòu)動作以及高溫等作用 它有導(dǎo)向零件 裝配零件和冷卻加熱系統(tǒng)等組成 注塑模具基本結(jié)構(gòu) 通常典型注塑模具的組件包括以下幾部分 共 10 頁 第 頁 1 成型部件 是指動 定模部分有關(guān)組成型腔的零件 2 澆注系統(tǒng) 的塑料從注射機噴嘴進入模具型腔所經(jīng)的通道 他 包刮主流道 分流道 澆及 冷料穴 3 導(dǎo)向部件 在注塑模中 用導(dǎo)向部件對模具的動定模導(dǎo)向與定位 以 使模具合時能準確對合 4 推出機構(gòu) 是指模具分型件型腔中推出的裝置 5 調(diào)溫系統(tǒng) 為了滿足注射工藝對模具溫度的要求 需要有調(diào)溫 系統(tǒng)對模具的溫度進行調(diào)節(jié) 一 般熱塑性塑料的注射模具大部分設(shè)有冷卻系統(tǒng) 6 排氣系統(tǒng) 為了將成型時行腔內(nèi)的空氣和塑料本身揮發(fā)的氣 體排出模具外 常常在分型面上開 設(shè)排氣槽 對于小塑件的模具 可直接利用分型面或 者推出機構(gòu)等與模具的間隙排氣 7 支承零部件 用來安裝固定或者支承成型零部件及前述的各部 件機構(gòu)的零部件 8 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu) 當塑件有側(cè)向的凹凸形狀的孔和凸臺時 須先把側(cè)向的凹凸形狀的瓣合模 塊或側(cè)向的型芯從塑件上脫開或 注射成型件的設(shè)計 注射成型件的設(shè)計包括分型面的選取 脫模的方向 澆口位置的選擇和是非 影響外觀 排氣等 主要有以下幾個注意的事項 1 分型面位置及精加工精度是否滿足需要 會不會以生溢料 開模 后是否能保證塑料制件留在有頂出裝置的模具一邊 2 脫模方式是否正確 推廣桿 推管的大小 位置是否合適 推扳 會不會被型芯卡住 會不會造成擦傷成型零件 3 模具溫度調(diào)節(jié)方面 加熱器的功率 數(shù)量 冷卻介質(zhì)的流動線路 位置 大小 數(shù)量是否合適 4 處理塑料制件制側(cè)凹的方法 脫側(cè)凹的機構(gòu)是否恰當 例如斜導(dǎo) 柱抽芯機構(gòu)中的滑塊與推桿是否相互干擾 5 澆柱 排氣系統(tǒng)的位置 大小是否恰當 2 設(shè)計及制造方案 注塑模具設(shè)計一般過程包括設(shè)計任務(wù)書的分析 型腔布置 型腔數(shù)目的確 定 型腔的布局及尺寸 分型面的選取 澆口及流道的創(chuàng)建 設(shè)計冷卻系統(tǒng) 和電加熱系統(tǒng) 機械運動機構(gòu)的設(shè)計 頂出及導(dǎo)向定位系統(tǒng)的設(shè)計 排氣系 統(tǒng)的設(shè)計 以及模具的裝配資料整理 試加工等 1 閱讀和分析任務(wù)書 注塑模具設(shè)計的第一步需要認真閱讀和分析任務(wù)書 一般注塑模具設(shè)計的任 務(wù)書包括如下內(nèi)容 1 經(jīng)過審簽的正規(guī)制件圖紙 并注明采用塑料的牌號 透明度等 2 塑料制件說明書或技術(shù)要求 3 生產(chǎn)產(chǎn)量 4 塑料制件樣品 共 10 頁 第 頁 2 收集整理有關(guān)制件設(shè)計 成型工藝 成型設(shè)備 機械加工及特殊加工 資料 以備設(shè)計模具時使用 收集 分析和消化原始資料的具體內(nèi)容 如下 1 消化塑料制件圖 2 消化工倔藝資料 3 確定成型方法 4 選擇成型設(shè)備 5 具體結(jié)構(gòu)方案 3 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計是模具設(shè)計的主要工作之一 具體設(shè)計內(nèi)容包括以下幾種 1 型腔布置 確定型腔數(shù)目的條件 最大注射量 鎖模力 產(chǎn)品的精度 要求 經(jīng)濟性等 2 確定分型面 分型面的選擇應(yīng)以模具結(jié)構(gòu)簡單 分型容易 并且不 影響塑件的外觀和使用為原則 3 確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng) 一般注射模的排氣可以利用分型面和 推出機構(gòu)的間隙排氣 4 選擇頂出方式 決定側(cè)凹處理方法和抽芯方式 5 決定冷卻 加熱方式 加熱 冷卻溝槽的形狀 位置 加熱 元件 的安裝部位 6 根據(jù)模具材料 強度計算或者經(jīng)驗數(shù)據(jù) 確定模具零件厚度外型 尺寸 外型結(jié)構(gòu)及所有連接 定位 導(dǎo)向件位置 7 確定主要成型零件 結(jié)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)形式 8 考慮模具各個部分的強度 計算成型零件的工作尺寸 3 可行性分析 注射模的機構(gòu)和基本參數(shù)是與注射機匹配 1 模具開合模運動仿真 運用CAD技術(shù)可對模具開模 合模以及制品被推 出的全過程進行仿真 從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理處 并及時更 正 以減少修模時間 2 注射過程數(shù)值分析采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動與保 壓過程 其結(jié)果對改進模具澆注系統(tǒng)及調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重要的 指導(dǎo)意義 同時還可檢驗?zāi)＞叩膭偠群蛷姸?制品的翹曲性 模壁的 冷卻過程等 注射模是否具有合模導(dǎo)向機構(gòu) 機構(gòu)設(shè)計是否合理 1 分型面選擇是否合理 有無產(chǎn)生飛邊的可能 塑件是否滯留在設(shè)有頂出 脫模機構(gòu)的模 或定模 一側(cè) 2 型腔的布置與澆注系統(tǒng)的設(shè)計是否合理 澆口是否與塑料原料相適應(yīng) 澆口位置是否恰當 澆口與流道幾何形狀及尺寸是否合適 流動比較是 否合理 3 成型零部件設(shè)計是否合理 4 頂出脫模機構(gòu)與側(cè)向分型或抽芯機構(gòu)是否合理 安全和可靠 它們之間 共 10 頁 第 頁 或它們與其他模具零部件之間有無干涉或碰撞的可能 脫模板 推板 是否會有凸模咬口 5 是否有排氣機構(gòu) 其形式是否合理 6 是否需要溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 如果需要 其熱源和冷卻方式是否合理 溫控 元件是否足夠 精度等級如何 壽命長短如何 加熱和冷卻介質(zhì)的循環(huán) 回路是否合理 7 支承零部件結(jié)構(gòu)是否合理 8 外形尺寸能否保證安裝 固定方式選擇得是否合理可靠 安裝用的螺栓 孔是否與注射機動定模固定板上的螺孔位置一致 9 三 文獻綜述 1 課題研究目標 通過對噴水咀模具的設(shè)計過程 分析與總結(jié) 使自己對模具的結(jié)構(gòu) 生產(chǎn)過程 有著一定程度的了解 能夠設(shè)計簡單的模具 由于新技術(shù) 新材料 新工藝的不斷 發(fā)展 促使模具技術(shù)不斷進步 對人才的知識 能力 素質(zhì)的要求也在不斷提高 2 課題研究的內(nèi)容 產(chǎn)品型腔布置設(shè)計 確定分型面 選擇產(chǎn)品的材料 確定型腔的形式 模架選用 確定澆口形式 冷卻系統(tǒng)的確定依據(jù) 注射機的類型與參數(shù)確定 3 擬訂解決關(guān)鍵的問題 與其他機械行業(yè)相比 模具制造業(yè)主要有以下三個特點也就是三個關(guān)鍵問題 第一 模具不像其他機械那樣可以作為基本定型的商品隨時可以在機電市場上買到 這是因為每個模具都是針對特定塑料制品的規(guī)格產(chǎn)生的 由于塑料制品的形狀 尺 寸各異 差距很大 其模具結(jié)構(gòu)也是大相徑庭 所以模具制造不可能形成批量生產(chǎn) 因此模具的制造成本較高 第二 因為注塑模具是為產(chǎn)品中的塑料而訂購的 作為產(chǎn)品 除質(zhì)量 價格等因素 之外 很重要的一點就是盡快地投放市場 所以對于為模具制品而特定的模具來說 其制造周期一定要短 第三 模具制造是一項技術(shù)性很強的工作 其加工過程集中了機械制造中先進技術(shù) 的部分精華與鉗工技術(shù)的手工技巧 因此要求模具工人具有較高的文化水平 特別 是對于企業(yè)來說要求培養(yǎng) 全能工人 使其適應(yīng)多工種要求 這種技術(shù)工人對模 具單件生產(chǎn)方式組織均衡生產(chǎn)是非常重要的 共 10 頁 第 頁 第四章 論文 進度計劃 為保證學(xué)生畢業(yè)設(shè)計有足夠的時間 建議在畢業(yè)設(shè)計前一個學(xué)期的期末布 置不一設(shè)計任務(wù) 使學(xué)生利用假期進行畢業(yè)設(shè)計的前期準備工作 前一學(xué)期期末 進行畢業(yè)設(shè)計動員 明確畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 寒暑假期間 進行調(diào)研及文獻資料的檢索與閱讀 制定工作計劃 提 出課題總體設(shè)計方案 撰寫開題報告 時間安排如下 前一學(xué)期期末 進行畢業(yè)設(shè)計動員 明確畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 寒暑假期間 進行調(diào)研及文獻的檢索與閱讀 制定工作計劃 提出課題總體設(shè)計方案 撰寫開題報告 第 1 5 周 學(xué)生畢業(yè)實踐 組織開題報告 第 6 8 周 遞交開題報告 下達畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 進行系統(tǒng)分析 完成畢業(yè)設(shè) 計詳細設(shè)計方案 開始設(shè)計 第 9 11 周 完成詳細設(shè)計 繪制設(shè)計草圖 第 12 14 周 完成相關(guān)圖紙的設(shè)計 第 15 周 進行圖紙設(shè)計修改及完善 第 16 17 周 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文 第 18 周 進行畢業(yè)教育 并向畢業(yè)設(shè)計答辯委員會提出答辯申請 第 19 周 組織畢業(yè)設(shè)計答辯 參 考 文 獻 共 10 頁 第 頁 趙丹陽 注塑模具設(shè)計與制造實戰(zhàn) 機械工業(yè)出版社 北京 2003 陸寧 適用注塑模具設(shè)計 中國輕工業(yè)出版社 北京 1996 宋滿倉 注射模設(shè)計方法與程序 模具制造出版社 上海 1999 李倩 塑料注射成型技術(shù) 中國塑料出版社 天津 2000 黃銀國 注射模研究與開發(fā) 模具工業(yè)出版社 哈爾濱 2001 胡海清 注射模具成型設(shè)計 中國輕工業(yè)出版社 北京 1999 黃丹 塑料工程手冊 機械工業(yè)出版社 北京 2000 周星龍 機械設(shè)計手冊 機械工業(yè)出版社 北京 2001 黃鍵求 模具制造 機械工業(yè)出版社 北京 2002