【正文】 機械專業(yè)塑料模具設計畢業(yè)論文目 錄摘 要 IAbstract II第1章 緒論 1 選題的依據和意義 1 本課題的國內外研究現(xiàn)狀 1 課題研究的主要內容和擬采取的方法 2 課題難點及解決方法和發(fā)展前景 3 本章小結 3第2章 設計方案論證與分析 4 設計任務 4 塑件分析 4 塑件的外形分析 4 塑件的結構分析 5 塑件的材料性能 5 注射機的選擇 6 注射機類型的選擇 6 注射機型號的確定 7 8 本章小結 10第3章 注塑模具總體結構設計 11 成型部分及其零部件設計 11 分型面的確定 11 型腔數(shù)的確定 12 凹模的結構設計 12 凸模的結構設計 12 型腔壁厚的計算 12 澆注系統(tǒng)設計 17 主流道設計 17 分流道設計 19 澆口設計 19 冷料穴設計 21 排溢、引氣系統(tǒng)設計 22 22 引氣系統(tǒng)的設計 23 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 23 冷卻系統(tǒng)的設計要點 23 冷卻裝置的理論計算 24 冷卻回路的布置 26 冷卻系統(tǒng)的其它零部件 27 本章小結 27第四章 脫模機構及模架設計 28 脫模機構設計 28 定模側向抽芯機構設計 28 脫出機構設計 30 取出方式 33 模架設計 34 模具標準化的重要性及現(xiàn)狀 34 35 支承塊（墊塊） 36 導向零件 36 本章小結 37結 論 38參考文獻 40致 謝 421***畢業(yè)設計（論文）用紙第1章 緒論 選題的依據和意義隨著我國國民經濟的發(fā)展和產品的更新?lián)Q代，我國已成為模具和模具材料的生產大國。據1997年統(tǒng)計，我國年耗模具材料13萬噸。這說明模具這個特殊的產品在近十年中從計劃經濟條件下的備件逐步發(fā)展成市場經濟條件下的商品，并日益被模具制造商在其質量和品牌上得到重視。而作為一個工業(yè)日趨發(fā)展，產品交替更新節(jié)奏很快的國家，其對模具的發(fā)展也更進一步地被產品生產商重視。而作為制造業(yè)基礎的機械行業(yè)，根據國際生產技術協(xié)會的預測，21世紀機械,制造工業(yè)的零件，其粗加工的75%和精加工的50%都將依靠模具完成，因此，模具工業(yè)已經成為國民經濟的重要基礎工業(yè)。模具工業(yè)發(fā)展的關鍵是模具技術的進步。 本課題的國內外研究現(xiàn)狀國內的研究狀況模具行業(yè)內部體制改革和機制轉換加速，產業(yè)結構漸趨合理，并且加強了管理，提高了水平。為了適應形勢，我國模具行業(yè)近幾年來加快了體制改革和機制轉換步伐，“三資”和民營企業(yè)已占行業(yè)主導地位，裝備水平和產品水平有了較大的提升，管理有了很大進步。許多企業(yè)已應用了CAD/CAM/CAE一體化技術、三維設計技術、 ERP和IM3等信息管理技術以及高速加工、快速成型、虛擬仿真及網絡技術等許多高新技術，不少企業(yè)已提出了“生產專業(yè)化、產品品牌化、企業(yè)現(xiàn)代化、市場國際化”等企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略。通過各種質量體系認證的企業(yè)一年比一年多。 規(guī)模經濟產生效益，模具集群生產發(fā)展迅速。在“小而精?！钡膶I(yè)化不斷發(fā)展的同時，近年來，規(guī)模效應已被愈加重視。除了把企業(yè)做強做大，使規(guī)模經濟產生效益之外，模具集群生產也不斷顯示其優(yōu)越性，因而“模具城”、“模具園區(qū)”、“模具生產基地”等各種集群生產形式在全國迅速發(fā)展。據不少企業(yè)反映，集群生產與分散生產相比，至少有下列好處：市場更廣闊了，協(xié)作更方便了，生產成本降低了，相互交流多了，優(yōu)惠政策享受到了。目前全國年產1億元以上模具的企業(yè)已有40多個，超過3000萬元以上的企業(yè)已有200多個，具有一定規(guī)模的“模具城”已有近十個，正在建設或正在籌建的還有十多個。這些模具集聚生產基地的建設，對我國模具工業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進作用。國外的研究狀況葡萄牙模具工業(yè)發(fā)展歷史從1943年開始，隨著國外先進技術的引進，葡模具工藝水平不斷提高，并于1955年首次實現(xiàn)模具出口，產品銷往英國。至1980年，葡模具產品已遠銷50多個國家，當時僅馬立尼亞格蘭特市就有54家模具企業(yè)，從業(yè)人數(shù)達2000人。葡萄牙模具企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀目前葡模具業(yè)共有企業(yè)300家，以中小企業(yè)為主，大部分集中在馬立尼亞格蘭特和奧利維拉德阿澤麥伊斯兩市，總從業(yè)人口7500人。其中馬立尼亞格蘭特市有模具企業(yè)190家（占全國模具企業(yè)的63%），從業(yè)人員5000人，奧利維拉德阿澤麥伊斯市有模具企業(yè)86家（占全國模具企業(yè)的29%），從業(yè)人數(shù)1600人。經過半個多世紀的發(fā)展，葡萄牙模具企業(yè)總結和積累了大量技術經驗。葡模具界普遍認為，模具工業(yè)整體水平的提高主要依賴于技術發(fā)展、合理生產和質量控制計劃、不斷更新設備和加強專業(yè)技術投資等因素。目前，葡模具企業(yè)本著工藝競爭和整體質量至上的經營理念，率先大量使用高精度數(shù)控設備，并在模具設計過程中普遍使用CAD/CAM/CAE系統(tǒng)。葡模具企業(yè)利潤直接再投資平均比例高達18%，在包括美國、英國、韓國、日本和法國在內的國際模具工業(yè)及專用工具協(xié)會（ISTMA）成員國中居于首位。憑借先進的信息技術支持，葡模具界內部已實現(xiàn)了模具項目設計及生產數(shù)據快速交換，并進一步加強了客戶同生產企業(yè)間的交流與溝通。隨著技術的發(fā)展與日臻完善，葡模具企業(yè)專業(yè)化程度不斷提高，不少企業(yè)已逐步向模胚、拋光、大型模具或高精度模具等特定專業(yè)領域發(fā)展。在本課題的研究過程中將借鑒國內外的的研究經驗，使得本次設計更加貼合實際。 課題研究的主要內容和擬采取的方法分析塑件：包括分析塑件的外形和結構，以及分析所用塑料原料的性能。選擇注射機：包括選擇注射機的類型和型號，根據生產車間的實際情況和常用機型的比較確定類型為臥式注射機；通過工件的計算并參照工作手冊以及相關參數(shù)選取參數(shù)并進行核對。模具總體結構設計：包括成型部分及其零部件設計：查相關資料進行設計計算；澆注系統(tǒng)設計：主流道、分流道、澆口擬采用查相關資料設計；冷料穴擬用Z形拉料桿、排溢引氣系統(tǒng)設計：排溢擬采用模具分型面及模具間的配合間隙排氣，引氣擬用側隙引氣；脫模機構設計：擬用斜導柱分型抽芯機構和頂桿頂出機構；溫度調節(jié)系統(tǒng)設計：采用簡單流道式冷卻裝置即在模具上直接開設冷卻通道；模架設計：根據設計計算的要求選用標準模架，確定主要零件的結構和尺寸，根據理論計算或經驗數(shù)據，確定導柱、導套、推桿等重要零件的結構尺寸以及安裝、定位、導向等方面的要求，并將模具的各個部分合理地通過支承板、墊板等支承零件組合成模具的整體結構。 課題難點及解決方法和發(fā)展前景在研究本課題時的主要難點是：我在設計過程中關于分型面的選擇，模具的澆口，型腔與型芯的尺寸，配合和精度，配合抽芯機構的設計以及材料的性質等方面不甚了解。解決方法：在設計前期，利用實習過程中自己觀察總結得出的經驗，技術人員和老師在生產車間為我們所做的講解記錄，對課件仔細分析；設計過程中，參考相關的工作手冊，但工作手冊只是前人經驗的總結，而不是定理，所以不清楚的地方還要與老師溝通學習，爭取此次設計盡可能的完美、可行。近年來，各模具廠普遍加大設備投入，提升技術水平和制模能力，模具的質量有了較大的提高?？傮w來說，中、小型模具的制作完全可以滿足國內的需求，大型、復雜、精密的壓鑄模具依賴進口的狀況較大地得到改善；中、低檔模具供大于求，大型且要求高的壓鑄模進口不少；出口的壓鑄模量年年遞增；國內商品化模具總量已經超過一半，自產自用的模具已不再占主導地位。利用CAE技術可以減少廢件率提高生產效率，CAE(Computer Aided Engineering)是用計算機輔助求解復雜工程和產品結構強度、剛度、屈曲穩(wěn)定性、動力響應、熱傳導、三維多體接觸、彈塑性等力學性能的分析計算以及結構性能的優(yōu)化設計等問題的一種近似數(shù)值分析方法。針對不同的應用，也可用CAE仿真模擬零件、部件、裝置(整機)乃至生產線、工廠的運動和運行狀態(tài)。 本章小結本章主要介紹了選題的依據及意義、課題的國內外研究現(xiàn)狀、研究的主要內容與其所采取的方法、設計的主要難點及解決方法、塑料模具的發(fā)展前景。第2章 設計方案論證與分析 設計任務設計題目：東安車葉片框扣板雙行腔注塑模設計 塑件分析 塑件的外形分析圖21 塑件的實體圖 塑件的外形如圖21所示，零件是一個對稱的圓環(huán)四周聯(lián)有四個矩形框，且其圓環(huán)外直徑為64mm，內直徑為58mm，矩形框長寬高為11mm6mm1mm。A=/4 + 4116 = 292 mm 塑件的結構分析1. 產品的尺寸精度一般是根據使用要求確定塑件的尺寸精度[1]，根據葉片框扣板的使用要求、工作環(huán)境及ABS材料常用的等級精度，由文獻[2]表16確定塑件的精度等級為4級。2. 脫模斜度塑料在模塑成形過程中，由于塑料冷卻后產生收縮，從而使塑件緊抱在模具型芯或模具型腔中突起部分，為了從塑件中抽出型芯或型腔取出塑件，防止脫模時拉傷或擦傷塑件，設計塑件時必須考慮塑件內外表面沿脫模方向均應具有足夠的托模斜度。脫模斜度指平行于模具開模方向，塑件壁面所應有的傾斜度。根據本設計中塑件的大小以及其側棱緊緊包住了模具的型芯，為了方便抽芯和脫模，側棱處設有約為的脫模斜度。3. 壁厚根據葉片框扣板的工作環(huán)境使，估計其不會受到過大的壓力，該產品側棱最薄處的厚度為1mm，內凸出部位的厚度為2mm，其余部位的壁厚均為1mm。所以該產品厚度分布均勻，有利于塑件的成型，不易產生內應力。4. 加強筋由于塑件兩邊側棱跨度較大，中間沒設過多的加強筋，這是為了增加其剛性而不增加塑件壁厚，降低塑件變形的幾率，同時還能降低塑件的充模阻力，提高產品的質量。5. 圓角雖然本塑件的內應力較小，但塑料的強度比金屬低，所以塑件上一般都開設圓角，且所設圓角要比金屬零件上的圓角大。該塑件各邊相交處為了避免產生應力集中，也設計成了圓角。 塑件的材料性能本塑件的原料是ABS（苯乙烯丁二烯丙烯腈共聚物），屬于熱塑性塑料，ABS樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，廣泛應用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。苯乙烯使它有優(yōu)良的成形加工性和著色性能[3]。ABS無毒、無味，為呈微黃色或白色不透明粒料，成形的塑件有較好的光澤。ABS有優(yōu)良的力學性能，其沖擊強度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉速下的軸承。不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但與烴類長期接觸會軟化溶脹。ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化學藥品的侵蝕會引起應力開裂。ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經退火處理后還可提高10℃左右。ABS在40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在40~100℃的溫度范圍內使用。ABS的熱變形溫度比聚苯乙烯、聚氯乙烯、尼龍等都高，尺寸穩(wěn)定性較好，具有一定的化學穩(wěn)定性和良好的介電性能，經過調色可配成任何顏色。耐氣候性差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。由表21可知ABS的性能為綜合性能較好，沖擊強度、力學性能較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學性、電性能良好，易于成型和機械加工，可作雙色成型塑件，且表面可鍍鉻，適于制作一般機械零件、耐摩耐磨零件、傳動零件和電信結構零件。由表21知該原料注射成型的工藝條件如下：表21 注射成型工藝條件注射成型機類型螺桿式密度/(g/cm3)～計算收縮率/％～預熱溫度/℃80～85預熱時間/h2～3料筒后段溫度/℃150～170料筒中段溫度/℃165～180料筒前段溫度/℃180～200噴嘴溫度/℃170～180模具溫度/℃50～80注射壓力/MPa60～100注射時間/s20～90高壓時間/s0～5冷卻時間/s20～120總周期/s50～220螺桿轉速/(r/min)30后處理方法紅外線燈、鼓風烘箱后處理溫度/℃70后處理時間/h2～4 注射機的選擇 注射機類型的選擇注射機按注射和合模裝置排列方式的外形特征可分為：立式注射成型機：其注射裝置與合模裝置[4]的軸線呈一線與水平方向垂直排列。它的優(yōu)點