【正文】 美的冰箱頂部塑料蓋的產(chǎn)品及模具設計第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)品結構夜日趨多樣化和復雜化，客戶對產(chǎn)品質量的要求也越來越高。這在一定程度上決定了模具設計和注射成型過程的復雜性，有些注射成型問題連有經(jīng)驗的模具設計師和注射工藝師都很難把握。而傳統(tǒng)的注塑模設計首先考慮的是模具結構本身的需要，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計，制品模流分析，模具結構設計，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計過程中需要大量的工作量進行模流分析及模具結構的設計，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)品結構設計、模具設計以及注射成型工藝都具有非常重要的意義。本設計旨在通過對現(xiàn)有美的冰箱頂部塑料蓋進行產(chǎn)品改良設計，然后對改良后的產(chǎn)品進行模流分析，再進行模具結構的設計以及后期裝配圖、零件圖的繪制。產(chǎn)品改良設計主要是在不影響塑料頂蓋的功能下對其結構進行改良，主要目的在于節(jié)約材料，并使得產(chǎn)品結構和模具結構都簡單化，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信息，是的模具結構設計更加準確，產(chǎn)品質量更加優(yōu)越。模具結構設計為了提高產(chǎn)品質量，同時使得模具結構更加合理。裝配圖及零件圖的繪制主要是為了提高產(chǎn)品的精確度，使得質量達到客戶的需求，同時也使模具結構更加精確和合理。 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，出加工技術外，生產(chǎn)成本和制品質量也應重點考慮。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域用以成型加工，要高質量、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，注塑模具的設計質量直接影響成型制品的生產(chǎn)效率、質量及成本。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)品及模具設計為題目進行研究和設計。其目的主要為了了解美的冰箱頂部塑料蓋的結構及功能，通過對其產(chǎn)品改良設計后再進行模具設計。此設計有效的將產(chǎn)品改良設計、模流分析、模具結構設計、裝配圖零件圖的繪制、以及后期對各部分零件的渲染都結合起來，使所學模具知識、機械制圖知識、工業(yè)設計相關知識、機械設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，對模具結構有了更深的認識。 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)的結構和數(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?？v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、結構欠合理、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、高速加工技術等。 國外模具行業(yè)及模具技術的現(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、轉子硬質合金級進模、刃磨一次可沖裁100萬片以上, 。模具制造技術水平主要表現(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)及模具技術的發(fā)展趨勢現(xiàn)在國內(nèi)外模具行業(yè)及模具技術發(fā)展趨勢主要包括：模具CAD/ CAM/ CAE 發(fā)展趨勢；新一代模具設計軟件技術；快速模具制造技術的發(fā)展；其它成型制模技術；復疊模具的發(fā)展與熱流道技術；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)展趨勢中模具設計制造主要是是一個多環(huán)節(jié)的復雜過程, 從初始設計到最后的裝配檢測, 實質上是將產(chǎn)品的設計信息在生產(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計, 工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等技術已成為目前研究的熱門。（2）新一代模具設計軟件技術新一代模具軟件是建立在從模具設計實踐中歸納總結出的大量知識上。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)設計與計算方法的模仿, 而是在先進設計理論的指導下, 充分運用本領域專家的豐富知識和成功經(jīng)驗, 其設計結果必然具有合理性和先進性。（3）快速模具制造技術的發(fā)展將快速成型技術與各種常規(guī)的鑄造、粉末燒結等傳統(tǒng)制造工藝相結合而發(fā)展起來的快速模具制造技術, 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。快速成型技術對模具制造的潛在影響是巨大的。（4）. 快其它成型制模技術其他技術主要包括樹脂沖壓模具的應用、電弧噴涂成型制模技術等。（5）. 復疊模具的發(fā)展與熱流道技術復疊模具的發(fā)展與熱流道技術近年的發(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。從熱流道技術角度來看, 單面單模腔模具是最簡單的設計, 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、模具結構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)加工工藝及加工設備的完善化在另一方面，要在模具的加工工藝及技術上有更大的突破。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；非切削側模技術。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，有部分結構比較復雜。美的冰箱相關信息，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、經(jīng)營模式、管理機制進一步調整與完善，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部件的質量也是非常重要的，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量、顏色及相關鏈接結構有一定要求，、。 現(xiàn)有產(chǎn)品1