【正文】 汽車零件注塑模項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案1. 引 言1. 概述注射成型也稱為注射模塑或注塑，是熱塑性塑料的一種重要成型方法。迄今為止，除氟塑料外，幾乎所有的熱塑性塑料都可以采用此成型方法；它的特點(diǎn)是生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)效率高、易自動(dòng)化，因此廣泛應(yīng)用于塑料制品的生產(chǎn)[1]。目前，注射成型總的發(fā)展趨勢(shì)是向精密、節(jié)能、自動(dòng)化、薄壁化和微型化發(fā)展。當(dāng)今世界注射模具的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國(guó)家作為世界模具技術(shù)的領(lǐng)頭羊，占據(jù)了世界注射模具市場(chǎng)的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法和先進(jìn)的模具制造設(shè)備，特別是近幾年來這些國(guó)家把CAD/CAM/CAE系統(tǒng)作為模具工業(yè)發(fā)展的臂翼，其發(fā)展的趨勢(shì)如日中天 [2]。2. 國(guó)外發(fā)展情況注塑模具設(shè)計(jì)，國(guó)外先進(jìn)國(guó)家（日本、德國(guó)、美國(guó)等）從20世紀(jì)80年代中期已廣泛使用計(jì)算機(jī)對(duì)塑料模進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)（CAD），輔助制造（CAM），并對(duì)模具設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行定量計(jì)算機(jī)和數(shù)值分析（CAE），已由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)逐步過渡到計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，對(duì)模具澆注系統(tǒng)和型腔的熔料流動(dòng)行為以及溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的熱量分布都采用了微機(jī)輔助設(shè)計(jì)[1]。注塑制品已呈現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，對(duì)注塑成型機(jī)可以進(jìn)行遠(yuǎn)距離操作或無(wú)人操作，成型機(jī)可以根據(jù)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)調(diào)整成型工藝條件，從而能從根本上保證塑料制品的成型質(zhì)量不發(fā)生問題[3]。 80年代以來，在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國(guó)家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國(guó)模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右。在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。我國(guó)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、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。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)新方面也取得較大進(jìn)展。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(tái)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(guó)EDS的UGⅡ、美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國(guó)CV公司的CADS英國(guó)Deltacam公司的DOCT日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國(guó)ACTech公司的CMold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。近年來，我國(guó)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)、這些軟件具有適應(yīng)國(guó)內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。雖然我國(guó)塑料模具在數(shù)量、質(zhì)量、技術(shù)等方面有了很大進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，造成極低的利潤(rùn)率。出口的塑料模具以中低檔產(chǎn)品居多。由于我國(guó)塑料模具價(jià)格較低，在國(guó)際市場(chǎng)中有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，所以進(jìn)一步擴(kuò)大出口的前景很好，從市場(chǎng)情況來看，塑料模具生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展那些目前需進(jìn)口的技術(shù)含量高的大型、精密、長(zhǎng)壽命模具，并大力開發(fā)國(guó)際市場(chǎng)。隨著我國(guó)塑料工業(yè)的快速發(fā)展，特別是工程塑料的高速發(fā)展，可以預(yù)計(jì)，我國(guó)塑料模具的發(fā)展速度仍將繼續(xù)高于模具工業(yè)的整體發(fā)展速度，近年內(nèi)年增長(zhǎng)率將保持15%以上的水平。2. 任 務(wù) 書 本課題設(shè)計(jì)內(nèi)容本課題是常州隆翔汽車零部件有限公司的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，與生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合緊密。本課題要求學(xué)生具有良好掌握注射模具結(jié)構(gòu)和原理的基礎(chǔ)，具有較好計(jì)算機(jī)操作應(yīng)用及分析、解決實(shí)際問題的能力。本課題主要工作內(nèi)容：充分利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等資源，查閱和應(yīng)用相關(guān)模具設(shè)計(jì)資料，為確定模具設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模具設(shè)計(jì)作好準(zhǔn)備。通過到常州隆翔汽車零部件有限公司進(jìn)行技術(shù)調(diào)研，了解塑料件的技術(shù)要求、生產(chǎn)情況和一些注射模具結(jié)構(gòu)，有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)，有利于學(xué)生建立感性知識(shí)和進(jìn)行注射模具設(shè)計(jì)。運(yùn)用Moldflow軟件完成澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)塑件的質(zhì)量、重量和生產(chǎn)成本，確定型腔數(shù)量，選擇注塑機(jī)型號(hào)并對(duì)注塑機(jī)的參數(shù)進(jìn)行校核。根據(jù)塑料熔體的流變行為和流道、型腔內(nèi)各處的流動(dòng)阻力通過分析得出充模順序，同時(shí)考慮塑料熔體在模具型腔內(nèi)被分流及重新熔合的問題和模腔內(nèi)原有空氣導(dǎo)出的問題，分析熔接痕的位置，決定澆口的數(shù)量和方位，對(duì)澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容：根據(jù)塑件大小和形狀進(jìn)行流道布置、決定流道斷面尺寸、對(duì)澆口的數(shù)量、位置、形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過對(duì)塑件的整體結(jié)構(gòu)工藝性分析，進(jìn)行塑件分析計(jì)算，進(jìn)行成型零部件、側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)、推出機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。型腔設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：（1）根據(jù)塑件形狀、塑件使用要求、塑料的成型性能等確定型腔的總體結(jié)構(gòu)，包括分型面的位置、進(jìn)澆位置、排氣位置、脫模方式等；（2）從制造角度決定型腔是否采用組合式，若需組合，決定各構(gòu)成零件之間的組合方式，詳細(xì)地確定各零件的結(jié)構(gòu)；（3）根據(jù)塑件尺寸和成型收縮率大小計(jì)算成型零件上對(duì)應(yīng)的成型尺寸；（4）根據(jù)成型時(shí)的塑料熔體壓力，對(duì)成型零件進(jìn)行剛度和強(qiáng)度校核，決定其壁厚等尺寸。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容：導(dǎo)柱和導(dǎo)向孔的尺寸、精度、表面粗糙度等的設(shè)計(jì)及導(dǎo)向零件的正確選用，導(dǎo)柱在模具上的布置和裝固方式的確定等。脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)內(nèi)容：正確分析脫模力的大小和集中的部位，以選擇合適的脫模方式和推頂位置，使脫模力得到均勻合理的分布，保證塑件在脫模過程中不變形、不擦傷。根據(jù)塑料熔體的熱學(xué)性能、型腔形狀及布置，進(jìn)行模溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。繪制裝配圖和零件圖，撰寫設(shè)計(jì)說明書。完成一篇與專業(yè)有關(guān)的外文翻譯，要求通順準(zhǔn)確，字?jǐn)?shù)30005000。 本課題設(shè)計(jì)的要求培養(yǎng)學(xué)生充分利用圖書館、網(wǎng)絡(luò)等資源，查閱和應(yīng)用相關(guān)模具設(shè)計(jì)資料的能力；完成一篇與專業(yè)有關(guān)的外文翻譯，培養(yǎng)學(xué)生查閱和翻譯與專業(yè)有關(guān)的外文資料的能力，要求通順準(zhǔn)確，字?jǐn)?shù)30005000；進(jìn)行技術(shù)調(diào)研，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的作風(fēng)，有利于學(xué)生建立感性知識(shí)和進(jìn)行注射模具設(shè)計(jì)；運(yùn)用Moldflow軟件完成澆注系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)；通過對(duì)塑料件結(jié)構(gòu)工藝性分析，論證并確定模具設(shè)計(jì)方案，完成模具總體裝配圖的設(shè)計(jì)、主要成型零件的設(shè)計(jì)和相關(guān)零件工藝性分析，用AutoCAD軟件繪制裝配圖和零件圖，綜合并鞏固大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)知識(shí)，為以后走向工作崗位從事相關(guān)技術(shù)工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 本課題設(shè)計(jì)目的和意義進(jìn)一步加深注塑模具設(shè)計(jì)知識(shí)的認(rèn)識(shí)，掌握塑料模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，具備塑料模具設(shè)計(jì)的基本技能和運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)等有關(guān)技術(shù)資料的能力。了解塑料注射模具行業(yè)在國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r。在學(xué)習(xí)了課本知識(shí)的基礎(chǔ)上達(dá)到理論與實(shí)際相結(jié)合的升華，提高自己的獨(dú)立動(dòng)手能力。 塑件結(jié)構(gòu)分析該制品的外形為矩形，質(zhì)量要求不高，結(jié)構(gòu)也不算復(fù)雜，但制件較薄，屬薄殼零件，成型時(shí)外力表面及尺寸精度要求不高，因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)采用注射成型。塑件的結(jié)構(gòu)如下 ： （見表21）：表21 PE的主要技術(shù)指標(biāo)[22]塑料性能數(shù)值屈服強(qiáng)度/MPa25拉伸強(qiáng)度/MPa27斷裂伸長(zhǎng)率（%）15100拉伸彈性模量/GPa彎曲強(qiáng)度/MPa2740彎曲彈性模量/Gpa表面電阻率/Ω體積電阻率/Ωm11013耐電弧性/s150密