【正文】 北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文目錄第一章 緒論 1 塑料模現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 我國模具的發(fā)展現(xiàn)狀 1 塑料模的行業(yè)情況 1 塑料模發(fā)展趨勢 2 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計 3 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 造型結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 Pro/Engineer簡單介紹 5第二章 1441型過濾器下殼體的結(jié)構(gòu)分析 6 塑件分析 6 塑件材料的選擇 6 ABS的性能和成型特點 6 塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性 7 凸臺的設(shè)計 7 壁厚 7 表面粗糙度 7 尺寸公差和精度 7 圓角 8 孔的設(shè)計 8 脫模斜度 9第三章 1441型過濾器下殼體的模具設(shè)計 10 10 塑件分析 10 塑件的質(zhì)量體積分析及ABS的注射工藝性 10 型腔數(shù)目的確定 11 注塑機的選擇 11 分型面的選擇 13 模具方案的確定 13 澆注系統(tǒng)設(shè)計和排氣系統(tǒng)的設(shè)計 14 澆注系統(tǒng) 14 冷料穴設(shè)計 15 分流道設(shè)計 16 澆口設(shè)計 17 定位圈和澆口套的選擇 18 成型零部件設(shè)計 19 成型零件工作尺寸的計算 20 凹模型腔側(cè)壁、底板厚度的計算 21 凹模側(cè)壁厚度的計算 21 底板厚度的計算 22 凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 23 模架的選取 24 定位銷的選擇 25 脫模機構(gòu)的設(shè)計 25 脫模方案的選擇 25 脫模力的計算和推桿數(shù)目的選擇 25 推桿的穩(wěn)定性計算 26 復(fù)位桿設(shè)計 27 墊塊的選擇 27 導(dǎo)柱與導(dǎo)套的選擇 27 推出機構(gòu)的導(dǎo)向 29 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的設(shè)計 30 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)的選定 30 抽芯距的確定與抽芯力的計算 30 斜導(dǎo)柱的設(shè)計 31 側(cè)滑塊的設(shè)計 32 導(dǎo)滑槽設(shè)計 32 楔緊塊設(shè)計 33 吊環(huán)螺釘?shù)脑O(shè)計 33 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計 33 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)分析 33 熱平衡計算 34 冷卻面積計算 35 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 36第四章 模具調(diào)試 37 模具調(diào)試 37 注射機的選用 37 模具的安裝 37 成型工藝條件的擬定 38第五章 模具的經(jīng)濟技術(shù)分析 39 影響模具價格的因素 39 模具價格的計算 39結(jié)論 42致謝 43參考文獻(xiàn) 4444北華大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文第一章 緒論 塑料?，F(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 我國模具的發(fā)展現(xiàn)狀80年代以來,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下,我國模具工業(yè)發(fā)展迅速,年均增速均為13%,1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億,至2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計為260270億元,其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。我國塑料模的發(fā)展極其迅速，30年已走過國外90年的歷程，現(xiàn)已具相當(dāng)規(guī)模。塑料模的設(shè)計技術(shù)、制造技術(shù)、CAD技術(shù)、CAPP（Computer Aided Programed Procedure/Process Planning）技術(shù)已有相應(yīng)的涉獵和開發(fā)應(yīng)用，我國在塑料模設(shè)計技術(shù)和塑料模制造技術(shù)上與發(fā)達(dá)國家的地區(qū)的差距參見表11和表12。專用模具鋼品種少、規(guī)格不全，質(zhì)量不穩(wěn)定，且供應(yīng)渠道不暢。塑料模以45鋼為主要材料的狀況，短時間內(nèi)難以改變。 塑料模的行業(yè)情況我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個多世紀(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)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。,所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平,而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件,糾正了由于成型收縮造成的齒形誤差,達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求?！?模具質(zhì)量、壽命明顯提高了,非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次,淬火鋼模達(dá)50～1000萬次,交貨期較以前縮短,但和國外相比仍有較大差距。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)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟,如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術(shù),一些廠家還使用了CMOLD氣輔軟件,取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)。熱流道模具開始推廣,有的廠采用率達(dá)20%以上,一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置,少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%,與國外的50～80%相比,差距較大。 在制造技術(shù)方面,CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階,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EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS英國Deltacam公司的DOCT日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國ACTech公司的CMold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn),雖花費了大量資金,但在我國模具行業(yè)中,實現(xiàn)了CAD/CAM的集成, 并能支持CAE技術(shù)對成型過程,如充模和冷卻等進(jìn)行計算機模擬,取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益,促進(jìn)和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來,我國自主開發(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)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機上應(yīng)用且價格較低等特點,為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。 近年來,國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼,如:P3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等,對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響,但總體使用量仍較少。塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應(yīng)用,并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度一般在30%以下,和國外先進(jìn)工業(yè)國家已達(dá)到70%80%相比,仍有很大差距。 塑料模發(fā)展趨勢在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，我們既要看到成績，又要重視落后，要抓住機遇，采取措施，在經(jīng)濟全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，融入到國際市場中去，以促進(jìn)中國模具行業(yè)的快速發(fā)展，有兩方面應(yīng)予以重視： 一是政府相關(guān)政策對促進(jìn)模具工業(yè)的發(fā)展起著非常重要的作用。從國際上看，各國模具工業(yè)在發(fā)展初期都得到了政府的大力扶持。就中國實際情況看，應(yīng)降低國內(nèi)不能生產(chǎn)的進(jìn)口精密模具生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)稅、執(zhí)行好國家對部分專業(yè)模具廠的優(yōu)惠政策等，通過政策引導(dǎo)作用可加快行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步。 二是隨著市場的發(fā)展，塑料新材料及多樣化成型方式今后必然會不斷發(fā)展，因此對模具的要求也越來越高。為了滿足市場需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工都必將有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代步伐。展望未來，下列幾方面發(fā)展趨勢預(yù)計會在行業(yè)中得到較快應(yīng)用和推廣。 　?。?）超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。 　?。?）多種材質(zhì)、多種顏色、多層多腔、多種成型方法一體化的模具將得到發(fā)展。 　?。?）為各種快速經(jīng)濟模具，特別是與快速成型技術(shù)相結(jié)合的RP/RT技術(shù)將得到快速發(fā)展。 　?。?）模具設(shè)計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向及網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 　　（5）更高速、更高精度、更加智慧化的各種模具加工設(shè)備將進(jìn)一步得到發(fā)展和推廣應(yīng)用。 　?。?）更高性能及滿足特殊用途的模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之將產(chǎn)生一些特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 　?。?）各種模具型腔表面處理技術(shù)，如涂覆、修補、研磨和拋光等新工藝也會不斷得到發(fā)展。 　　（8）逆向工程、并行工程、復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將進(jìn)一步得到發(fā)展。 　　（9）熱流道技術(shù)將會迅速發(fā)展，氣輔和其它注射成型工藝及模具也會有所發(fā)展。 　?。?0）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。 　?。?1）在可持續(xù)發(fā)展和綠色產(chǎn)品被日益重視的今天，“綠色模具”的概念已逐漸被提到議事日程上來。即，今后的模具，從結(jié)構(gòu)設(shè)計、原材料選用、制造工藝及模具修復(fù)和報廢，以及模具的回收利用等方面，都將越來越考慮其節(jié)約資源、重復(fù)使用、利于環(huán)保，以及可持續(xù)發(fā)展這一趨向。 “十一五”期間，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，國內(nèi)模具企業(yè)將進(jìn)一步深化改革，下功夫搞好科技進(jìn)步與創(chuàng)新，堅持走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型的軌道上來，模具工業(yè)必將得到又好又快的發(fā)展。 塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 功能結(jié)構(gòu)設(shè)計功能設(shè)計是要求塑件應(yīng)具有滿足使用目的的之功能，并達(dá)到一定的技術(shù)性指標(biāo)。例如，結(jié)構(gòu)件是用來構(gòu)造某一整機的；傳動件是用來傳遞運動的；光學(xué)件事用于成像等。這些功能的考慮要與物質(zhì)條件和使用環(huán)境結(jié)合起來。物質(zhì)條件包括塑件的幾何形狀和結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、成型方法和設(shè)備等。使用環(huán)境指使用狀態(tài)下客觀現(xiàn)場的情況，如力、熱、化學(xué)物質(zhì)等的影響。通常，塑件性能指標(biāo)有以下三方面要求。 (1） 承受外力要求 它包括靜態(tài)、動態(tài)、沖擊載荷、震動、摩擦、磨損、剪切、彎曲等狀態(tài)下的強度要求。 （2） 對工作環(huán)境的要求 這是由于塑料的熱性能較差，塑件的工作溫度不能過高，脆化溫度，熱變形溫度，分解溫度等都要認(rèn)真掌握（分解溫度為塑件成型時的極限溫度）。此外，對耐化學(xué)藥物和溶劑，對耐陽光和其他輻射，對環(huán)境氣候的作用都提出要求。 （3） 其他的要求 例如成本發(fā)面，使用年限和電氣性能方面的專門要求。 上述的各項性能指標(biāo)均有各種國家、部門等指定的標(biāo)準(zhǔn)，并可以用專用儀器加以測定。這些標(biāo)準(zhǔn)在設(shè)計的過程中均應(yīng)予以遵循和合理標(biāo)注，并有利于制造和驗收。此外，有時企業(yè)也可以自行制定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計塑料制件的結(jié)構(gòu)工藝性是指塑件結(jié)構(gòu)對成型工藝方法的適應(yīng)性。在塑料生產(chǎn)過程中，一方面成型會對塑件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸精度等諸方面提出要求，以便降低模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度和制造難度，保證生產(chǎn)出價廉物美的塑料制件；另一方面，模具設(shè)計者通過對給定塑件的結(jié)構(gòu)工藝性進(jìn)行分析，弄清塑件生產(chǎn)的難點，為模具設(shè)計和制造提供依據(jù)。塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要內(nèi)容如下：塑件內(nèi)外側(cè)壁應(yīng)有恰當(dāng)?shù)拿撃Ｐ倍?，?nèi)外表面結(jié)合處，即角隅處，加強筋端部和根部等以及所有能允許設(shè)計圓角的地方均應(yīng)設(shè)計成圓角。塑件壁厚要均勻，加強筋、凸臺、支撐面、邊緣、底部形狀的設(shè)計要保證其強度，利于其成型和脫模。金屬嵌件要滿足塑件使用功能要求，與塑件連接牢固性要求，成型時便與在模具中裝固，成型后容易從模具中脫出。塑件表面的花紋、圖案、文字、符號等的設(shè)計要考慮成型與脫模、使用中的損傷、模具加工等問題。此外處于塑件外形輪廓最大部分得分型線痕跡，不影響其工作特性及表觀質(zhì)量。因此在塑件工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分了解其在使用中的機能，又要熟悉材料的性能特點，成型工藝過程及特點。只有正確的工藝結(jié)構(gòu)設(shè)計，才能保證塑件順利成型、脫模，確保塑件質(zhì)量，避免塑件在成型中出現(xiàn)裂紋、凹陷、氣孔、銀紋、疏松、污斑等一系列成型缺陷，增強塑件的使用中的可靠性及持久性。 造型結(jié)構(gòu)設(shè)計工業(yè)制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計，是一門技術(shù)與藝術(shù)相結(jié)合的多元交叉科學(xué)。塑件制品種類繁多，有像光盤、磁帶、薄膜、人造革、電影膠片、地毯、地板等一類平面狀制品；有像餐具、玩具、家用電器、儀表等立體狀制品，還有塑料花、仿大理石、仿玉石制品，仿生制品等藝術(shù)品。對于這些制品，都要通過外部造型設(shè)計加以裝飾美化。因為人們通常都是在滿足功能要求下，總是喜歡購置外形美觀的制品。塑件造型設(shè)計系指按照美的法則，如對比與調(diào)合、概括與簡單、對稱與平衡，安定與輕巧、尺寸與比例、主從、比擬、聯(lián)想等對塑件外觀形狀、圖案、色彩及其相互的結(jié)合進(jìn)行設(shè)計，通過視覺給人以美的感覺。對于單獨使用的塑件或殼體制品，一定要認(rèn)真的進(jìn)行造型設(shè)計，以滿足其使用機能要求，是現(xiàn)代制品設(shè)計的根本目的，滿足人的心理需要是制品使用功能設(shè)計的根本依據(jù)?！皩嵱?、經(jīng)濟、美觀”是制品造型設(shè)計的基本原則。在造型設(shè)計中還要體現(xiàn)環(huán)境、時代的要求，正確地使用水平線、垂直線、弧線等所形成的幾何構(gòu)型、比例尺度、起伏、棱角、機理、色彩等，使人們在使用塑件時有一種美的享受，同時又能保證使用者在使用它時感到方便、安全、可靠、舒適。 Pro/Engineer簡單介紹Pro/Engineer是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色實體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。Pro/Engineer是一個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同設(shè)計專用功能來實現(xiàn)，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空（Shells）等，采用這種手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持Postscript格式的彩色打印機。Pro/Engineer還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這些都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式來實現(xiàn)的，用戶更可以配上Pro/Engineer軟件的其它模塊或自行利用C語言編程，以增強軟件的功能。它在單用戶的環(huán)境下(沒有任何附加模塊)具有大部分的設(shè)計能力，組裝能力（人工）和工程制圖能力（不包括ANSI， ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn)），并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀（HP，HPGL）和黑白及彩色打印機的二維和三維圖形輸出。 Pro/Engineer功能如下： 1. 特征驅(qū)動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）； 2. 參數(shù)化（