【正文】 美的冰箱頂部塑料蓋的產(chǎn)品及模具設(shè)計第1章 選題背景 引言近二十年，塑料工業(yè)發(fā)展相當迅速，目前，約半數(shù)以上的都是注塑模具。塑料的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)夜日趨多樣化和復雜化，客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。這在一定程度上決定了模具設(shè)計和注射成型過程的復雜性，有些注射成型問題連有經(jīng)驗的模具設(shè)計師和注射工藝師都很難把握。而傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計首先考慮的是模具結(jié)構(gòu)本身的需要，之后考慮的才是注塑制品的需要。塑料制品從設(shè)計到成型是一個非常負責的過程。他主要包括塑料制品的設(shè)計，制品模流分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，模具加工制造，及模塑生產(chǎn)幾個主要方面。由于在注塑模具的設(shè)計過程中需要大量的工作量進行模流分析及模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計，因此，對塑料熔體的注射成型過程的計算機模擬、優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計、模具設(shè)計以及注射成型工藝都具有非常重要的意義。本設(shè)計旨在通過對現(xiàn)有美的冰箱頂部塑料蓋進行產(chǎn)品改良設(shè)計，然后對改良后的產(chǎn)品進行模流分析，再進行模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及后期裝配圖、零件圖的繪制。產(chǎn)品改良設(shè)計主要是在不影響塑料頂蓋的功能下對其結(jié)構(gòu)進行改良，主要目的在于節(jié)約材料，并使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu)都簡單化，降低模具制造的加工難度，提高模塑產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，從而提搞現(xiàn)代科技的發(fā)展速度。模流分析主要是通過MoldFlow軟件分析產(chǎn)品在型腔流動過程中的相關(guān)信息，是的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計更加準確，產(chǎn)品質(zhì)量更加優(yōu)越。模具結(jié)構(gòu)設(shè)計為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，同時使得模具結(jié)構(gòu)更加合理。裝配圖及零件圖的繪制主要是為了提高產(chǎn)品的精確度，使得質(zhì)量達到客戶的需求，同時也使模具結(jié)構(gòu)更加精確和合理。 選題的目的及意義人類社會的進步是與材料的使用密切相關(guān)的，人類要生存、要發(fā)展就離不開材料的使用。從石器時代、銅器和鐵器時代發(fā)展到現(xiàn)在，人類使用的材料主要有四大類，即木材、水泥、鋼鐵、塑料。其中塑料是20世紀才發(fā)展起來的一大類新材料，塑料是高分子材料中的一類材料。目前世界高分子材料的年產(chǎn)量中，，其余如粘合劑、涂料、離子交換樹脂等產(chǎn)量較少、61 / 62由于自然條件的限制，木材年產(chǎn)量不可能有大的增長；水泥有良好的用途，但使用范圍有局限性；世界鋼鐵的產(chǎn)量近十年來幾乎處于停滯狀態(tài)；由于塑料的品種多，性能各具特色，適應性廣，生產(chǎn)塑料所消耗的能量較金屬低，因此唯有塑料工業(yè)仍保持著繼續(xù)發(fā)展的勢頭，到90年代塑料的體積年產(chǎn)量已經(jīng)趕上鋼鐵，塑料在國民經(jīng)濟中已成為不可或缺的材料。塑料工業(yè)包含塑料生產(chǎn)（包括數(shù)值合辦制品的生產(chǎn)）和（塑料制品生產(chǎn)也成為塑料成型工業(yè)）兩個部分，沒有塑料的生產(chǎn)，就沒有塑料制品的生產(chǎn)，但是沒有塑料制品的生產(chǎn)。塑料就不能成為生產(chǎn)或生活資料，所以兩者是一個體系的兩個連續(xù)部分，是相互依存的。塑料制品的生產(chǎn)是一種復雜而又繁重的過程，其目的在根據(jù)各種塑料的固有性能，利用一切可以實施的方法，使其成為具有一定形狀有實用價值的制件或型材，當然，出加工技術(shù)外，生產(chǎn)成本和制品質(zhì)量也應重點考慮。隨著各種性能優(yōu)越的工程塑料不斷的開發(fā)，注塑工藝越來越多的被各個制造領(lǐng)域用以成型加工，要高質(zhì)量、經(jīng)濟的生產(chǎn)注塑制品，必須綜合考慮成型樹脂、注塑模具及注塑劑的問題，注塑模具的設(shè)計質(zhì)量直接影響成型制品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量及成本。所以為了是人們在未來的生活里更加方便快捷，為了使塑料這一多樣性強，回收性強的材料能更廣泛的運用，僅此于美的冰箱頂部塑料蓋的產(chǎn)品及模具設(shè)計為題目進行研究和設(shè)計。其目的主要為了了解美的冰箱頂部塑料蓋的結(jié)構(gòu)及功能，通過對其產(chǎn)品改良設(shè)計后再進行模具設(shè)計。此設(shè)計有效的將產(chǎn)品改良設(shè)計、模流分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、裝配圖零件圖的繪制、以及后期對各部分零件的渲染都結(jié)合起來，使所學模具知識、機械制圖知識、工業(yè)設(shè)計相關(guān)知識、機械設(shè)計知識得到綜合的訓練。同時也對美的冰箱頂蓋有了一定的了解，對模具結(jié)構(gòu)有了更深的認識。 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 國內(nèi)模具行業(yè)及模具技術(shù)的現(xiàn)狀據(jù)2000年統(tǒng)計, 我國( 未包括香港、臺灣、澳門) 現(xiàn)有生產(chǎn)模具廠點已超過17 000 家, 從業(yè)人員60多萬人 。我國模具制造業(yè)在企業(yè)的結(jié)構(gòu)和數(shù)量上都在發(fā)生較大變化, 原有國有企業(yè)的專業(yè)模具廠、主機廠的模具車間一統(tǒng)天下的局面已被打破,形成了由模具專業(yè)廠、模具車間( 分廠)中外合資企業(yè)、獨資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和個體者組織的民營企業(yè)等共同并存的市場格局。模具行業(yè)在激烈的市場竟爭中正在向高生產(chǎn)檔次、高水平的模具方向發(fā)展, 竟爭的焦點是質(zhì)量和制造周期, 價格是次要的。從以下幾個主要行業(yè)對模具需求可看出我國模具工業(yè)市場現(xiàn)狀。我國模具工業(yè)解放后從無到有, 發(fā)展速度較快,目前已初具規(guī)模。我國模具工業(yè)在經(jīng)歷了半個多世紀的發(fā)展, 與國外的差距正在進一步縮小。縱觀我國的模具工業(yè), 既有高速發(fā)展的良好勢頭, 又存在精度低、結(jié)構(gòu)欠合理、壽命短等一系列不足, 無法滿足整個工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求?，F(xiàn)主要包括精密模具、大型模具、模具材料及表面處理技術(shù)、高速加工技術(shù)等。 國外模具行業(yè)及模具技術(shù)的現(xiàn)狀國外的模具種類繁多, 常用的就有幾十種，就模具的重量而言, 最大的重80噸, 最小的只有幾克。按模具類別統(tǒng)計，以1982年日本模具生產(chǎn)構(gòu)成比為例, %, %, %, 玻瑞模具、%, %。據(jù)日本通產(chǎn)省機械部門統(tǒng)計, 1987年日本共生產(chǎn)模具98萬套, %, 注塑模具占38%。近年來, 美國、前蘇聯(lián)和德國等國的模具工業(yè)發(fā)展的趨勢與日本大體相似。國外模具精度高，所謂模具精度通常是指凸、凹模具的尺寸精度。目前國外不僅要求同一規(guī)格的不同模具沖出的同一種零件可以互換, 而且要求模具的凸、凹?？梢曰Q。美國制造的電機鐵芯模具的凸、, 具有互換性。美國模具工作部分的尺寸精度約比產(chǎn)品精度高一個數(shù)量級。國內(nèi)模具精度比產(chǎn)品精度高不到半個數(shù)量級。目前, , ，, ,。隨著產(chǎn)品的更新和制造技術(shù)水平的提高, 模具精度大大提高了, 微米級精度已普遍化, 而對精度要求不高的某些沖壓件, 則采用大間隙模具加工。國外模具壽命長, 例如,美國西屋公司制造的小電機定、轉(zhuǎn)子硬質(zhì)合金級進模、刃磨一次可沖裁100萬片以上, 。模具制造技術(shù)水平主要表現(xiàn)在棋具精度、制造周期、使用壽命及制造成本四個方面。與國外模具相比, 國內(nèi)模具制造精度比國外的低一個數(shù)量級, 其表面粗糙度比國外的低23級, 制造周期比國外的長23倍,使用壽命約相當于國外的1/51/10。 國內(nèi)外模具行業(yè)及模具技術(shù)的發(fā)展趨勢現(xiàn)在國內(nèi)外模具行業(yè)及模具技術(shù)發(fā)展趨勢主要包括：模具CAD/ CAM/ CAE 發(fā)展趨勢；新一代模具設(shè)計軟件技術(shù)；快速模具制造技術(shù)的發(fā)展；其它成型制模技術(shù)；復疊模具的發(fā)展與熱流道技術(shù)；模具行業(yè)的標注化和專業(yè)化；模具行業(yè)加工工藝及加工設(shè)備的完善化。（1）模具CAD/ CAM/ CAE 發(fā)展趨勢模具CAD/ CAM/ CAE 發(fā)展趨勢中模具設(shè)計制造主要是是一個多環(huán)節(jié)的復雜過程, 從初始設(shè)計到最后的裝配檢測, 實質(zhì)上是將產(chǎn)品的設(shè)計信息在生產(chǎn)環(huán)節(jié)間進行不斷傳送與處理并反饋的過程。正確的模具設(shè)計制造方法應該是并行工程的方法, 要實現(xiàn)模具CAD/ CAM/ CAE 等各個模具間信息的提取、交換和處理的集成化, 必須建立模具集成化的產(chǎn)品信息模型。采用基于特征變量化設(shè)計, 工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等技術(shù)已成為目前研究的熱門。（2）新一代模具設(shè)計軟件技術(shù)新一代模具軟件是建立在從模具設(shè)計實踐中歸納總結(jié)出的大量知識上。具有智能化意義。在智能化軟件的支持下, 模具CAD 不再是對傳統(tǒng)設(shè)計與計算方法的模仿, 而是在先進設(shè)計理論的指導下, 充分運用本領(lǐng)域?qū)＜业呢S富知識和成功經(jīng)驗, 其設(shè)計結(jié)果必然具有合理性和先進性。（3）快速模具制造技術(shù)的發(fā)展將快速成型技術(shù)與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結(jié)等傳統(tǒng)制造工藝相結(jié)合而發(fā)展起來的快速模具制造技術(shù), 其模具制造周期僅為常規(guī)模具切削制造的1/ 5 至1/ 3, 而成本僅為后者的1/ 4 至1/ 2。快速成型技術(shù)對模具制造的潛在影響是巨大的。（4）. 快其它成型制模技術(shù)其他技術(shù)主要包括樹脂沖壓模具的應用、電弧噴涂成型制模技術(shù)等。（5）. 復疊模具的發(fā)展與熱流道技術(shù)復疊模具的發(fā)展與熱流道技術(shù)近年的發(fā)展中, 注塑模具已從原來的單面模腔或單面多模腔模具發(fā)展到雙面、四面多模腔復疊模具。與傳統(tǒng)的單面模具相比, 近年來迅速發(fā)展的復疊模具成倍地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品品質(zhì)。從熱流道技術(shù)角度來看, 單面單模腔模具是最簡單的設(shè)計, 注塑機的噴嘴直接將融料注入模腔, 如果單面模具有多個模腔, 注塑機將融料注入熱流道系統(tǒng), 再注入各模腔。雙面模具由兩個模腔背靠背排列而成。在使用常規(guī)雙面復疊模具生產(chǎn)制品時, 產(chǎn)品處于模具中間的背靠背疊并而成的兩個凹模面上成型。（6）模具行業(yè)的標注化和專業(yè)化在國內(nèi)外模具行業(yè)最重要的發(fā)展趨勢是趨向于標準化和專業(yè)化。模具的標準化、專業(yè)化生產(chǎn)是當代模具生產(chǎn)的重要發(fā)展趨勢之一。模具是單件生產(chǎn)的產(chǎn)品, 其凸、, 則大部分零件(如模座、模板、導柱、航空精密制造技術(shù)導套及凸模固定板、卸料板等)均可形成標準件模具標準化包括模具零部件、模具結(jié)構(gòu)和模具加工工藝的標準化實現(xiàn)模具標準化, 可節(jié)省材料30%, 減少工作量30%50%, 降低成本50%。國外棋具標準化程度已達到70%95%.模具標準化是模具專業(yè)化生產(chǎn)的前提 國外模具標準化程度高, 為模具專業(yè)化生產(chǎn)、提高生產(chǎn)效率、縮短制造周期創(chuàng)造了良好的條件。（7）模具行業(yè)加工工藝及加工設(shè)備的完善化在另一方面，要在模具的加工工藝及技術(shù)上有更大的突破。其主要包括：、數(shù)控銑數(shù)控仿形鐵和加工中心仿形銑床適用于飛多種復雜型腔模、凸模、凹模的加工, 價格便宜, 目前電氣仿形正在逐步取代液壓仿形；數(shù)控電火花成形加工；電火花線切創(chuàng)加工；電解加工；CNC激光加工；CNC連續(xù)軌跡坐標腳加工；模具的光整加工；非切削側(cè)模技術(shù)。冰箱頂上有蓋板，上開雙錢孔，既是摳手，又是冷氣散發(fā)口。現(xiàn)有的塑料冰箱形狀比較穩(wěn)定，有部分結(jié)構(gòu)比較復雜。美的冰箱相關(guān)信息，2007年，美的冰箱表現(xiàn)出強勁的發(fā)展態(tài)勢，在整合合肥、廣州兩地三大制造基地的同時，實現(xiàn)了產(chǎn)銷各類冰箱及相關(guān)產(chǎn)品380萬臺，銷售收入突破47億元，同比增長40%。2008年，隨著企業(yè)組織架構(gòu)、經(jīng)營模式、管理機制進一步調(diào)整與完善，三地工廠技改擴能項目的完成與投產(chǎn)，研發(fā)大樓及實驗中心的竣工與使用，將使美的冰箱的綜合實力躍上一個更高的臺階。2008年冰箱事業(yè)部預計產(chǎn)銷各類冰箱及相關(guān)冷凍產(chǎn)品550萬臺，銷售收入突破72億元。面向未來，冰箱作為美的集團的重點發(fā)展項目，將成為集團未來增長的重要支撐點。由此可見，美的冰箱的發(fā)展有著很好的前景，那么提高美的冰箱相關(guān)部件的質(zhì)量也是非常重要的，所以本課題的研究不僅能提高自己的水平，將自己所學的知識有一次綜合的訓練，同時對美的冰箱的發(fā)展及模具行業(yè)的發(fā)展也有著一定的積極作用?，F(xiàn)有冰箱頂部塑料蓋信息，冰箱頂蓋是外部件，所以在外觀顏色和質(zhì)量上都有較高的要求，所以對模具的精度要求也相當重要，現(xiàn)有的冰箱頂部塑料蓋主要也是在外觀質(zhì)量、顏色及相關(guān)鏈接結(jié)構(gòu)有一定要求，、。 現(xiàn)有產(chǎn)品1