【正文】 畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 1 第一章 概述 全套 CAD 圖紙，加 153893706 國際、國內(nèi)塑料成型模具發(fā)展概況 國際塑料模具成型發(fā)展概況： 模具有著制造業(yè)中的帝王的美喻，在上個世紀(jì)有著巨大的發(fā)展，最典型的例子就是戰(zhàn)后日本經(jīng)濟(jì)的 起飛，很大一部分因素就在于其模具業(yè)的發(fā)展與支持?，F(xiàn)在 日本是世界第一大模具生產(chǎn)國 ， 國內(nèi)有多家世界聞名的機(jī)床制造業(yè)廠家，加工模具的高速加工中心、電加工機(jī)床、龍門銑床、精密磨床、數(shù)控系統(tǒng)等全都具備世界級名牌。優(yōu)秀的機(jī)床制造業(yè)為模具制造奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)，如在電子超精密模具中，集成電路、微型電機(jī)模具精度已達(dá) 177。1μm，處于世界領(lǐng)先地位。 IT 產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品更新很快，如手機(jī)開發(fā)制造周期為 2個月，產(chǎn)品試制期為 7 天，一般 7 套模具 150 兆 NC 數(shù)據(jù)，兩天就完成編程，計算機(jī)設(shè)計及制造技術(shù)都非常先進(jìn)。 模具在美國、西歐等發(fā)達(dá)國家也占有相 當(dāng)高的地位?，F(xiàn)在國際 模具生產(chǎn)的總的發(fā)展趨勢是，品種多樣化 ——變種變量生產(chǎn)；產(chǎn)品精密化 ——高速、高效率、高精度加工；加工精細(xì)化 ——微量切削、高速進(jìn)給；開發(fā)短期化 ——高硬材料直接加工，減少后繼工序；綠色環(huán)境化 ——無切削液干式切削加工。 國內(nèi)塑料模具成型發(fā)展概況： 近年來，我國塑料模具水平已有較大提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50t以上的注塑模，精密塑料模的精度已可達(dá)到 3μm，制件精度為 及達(dá)到高光學(xué)要求的車燈模具等也已能生產(chǎn)，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模 7800 腔的 塑封模，高速模具方面已能生產(chǎn) 4m/min 以上擠出速度的高速塑料異型材擠出模及主型材雙腔共擠、雙色共擠、軟硬共擠、后共擠、再生料共擠出和低發(fā)泡鋼塑共擠等各種模具。在生產(chǎn)手段上，模具企業(yè)設(shè)備數(shù)控化率已有較大提高， CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用面已大為擴(kuò)大，高速加工及 RP/RT 等先進(jìn)技術(shù)的采用已越來越多。模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率及模具商品化率都已有較大幅度的提高，熱流道模具的比例也有較大提高。三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了塑料模具設(shè)計制造水平及企業(yè)管理水平的提高。 我國模具與國際模具相比存在的主要問題： 蝶形螺帽注射模設(shè)計 2 我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國外先進(jìn)水平相比，主要存在 6 個方面的問題。 1)原材料問題 受售價限制，國產(chǎn)模具多采用 2Cr13 和 3Cr13 作精密熱處理，而國外則采用專用模具材料 DINI、 2316，其綜合機(jī)械性能，耐磨、耐腐蝕性能及拋光亮度均明顯優(yōu)于國產(chǎn)材料。這從根本上影響了國產(chǎn)模具的外觀質(zhì)量和使用壽命。 2)制造工藝水平 國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家，工藝條件參差不齊，差距很大。不少廠家由于設(shè)備不配套很多工作依賴手工完成，嚴(yán)重影響了精度和質(zhì)量。 3)設(shè)計體系 國內(nèi)一些生產(chǎn)廠家雖然也采用了計算機(jī)輔助設(shè)計 (CAD)和計算機(jī)輔助制造技術(shù)(CAM)，但依舊停留在引進(jìn)、消化和吸收階段，難以形成具有成熟的理論指導(dǎo)和設(shè)計體系。因此，規(guī)范模具設(shè)計軟件系統(tǒng)的開發(fā)是當(dāng)務(wù)之急。 4)調(diào)試水平 模具就其本質(zhì)而言屬于工裝，生產(chǎn)出合格制品才是最終目的。因此，模具的質(zhì)量、性能依賴試模結(jié)果檢驗(yàn)。國內(nèi)模具廠因交貨期短，試模設(shè)備局限，往往把質(zhì)量檢驗(yàn)工作放在用戶處試模，易給用戶造成大量的損失和浪費(fèi)。而且由于修模受時間，場地限制，往往難以調(diào)試出最佳狀態(tài)。而國外一些發(fā)展較好的企業(yè)都擁有自己的試模場所和設(shè)備，可以模擬用戶的工作條件試模，所以能在最 短的時限達(dá)到很好的效果。 5)價格因素 目前一些廠商只關(guān)心價格，而忽略了模具的技術(shù)質(zhì)量，對用戶而言合理的質(zhì)量價格比是最優(yōu)選擇，所以進(jìn)口模具價格比國產(chǎn)模具高 810 倍，仍有其市場空間。國內(nèi)一些模具廠，迫于競爭需要，盲目壓價，甚至以次充好，粗制濫造，是一種不負(fù)責(zé)任的短期行為，將為國產(chǎn)模具的發(fā)展帶來重創(chuàng)。當(dāng)然，在確保品質(zhì)的前提下，加強(qiáng)管理，擴(kuò)大規(guī)模，降低成本無疑是努力的方向。 6)配套體系 我國模具生產(chǎn)企業(yè)習(xí)慣埋頭搞生產(chǎn)科研，而忽視了與其他設(shè)備供應(yīng)商、原料供應(yīng)商合作。無形中使用戶走了許多彎路。我們的模具廠 必須和其他廠家及各大科研院所共同合作，為用戶創(chuàng)造最佳的制品，創(chuàng)造更大的利潤，才有希望為自己營造廣闊的發(fā)展空間。 塑料模具設(shè)計方法主要發(fā)展方向： 經(jīng)過近幾年的發(fā)展，在塑料模具的開發(fā)、結(jié)構(gòu)和企業(yè)管理等方面已顯示出了一些新的趨向，現(xiàn)綜合如下： （ 1）模具的質(zhì)量、周期、價格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，這已成為一種趨勢。為滿足用戶的這一要求，各方面的工作必須跟上。 （ 2）大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產(chǎn)品開發(fā)中去，甚 至在尚無明確的用戶對象之前進(jìn)行開發(fā)（這需要在有較大把握和敢冒一定風(fēng)險畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 3 的情況下進(jìn)行），變被動為主動。目前，電視機(jī)和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已經(jīng)采用這種方法，手機(jī)和電話機(jī)模具開發(fā)也已開始嘗試。這種做法打破了長期以來模具廠只能等有了合同，才能根據(jù)用戶要求進(jìn)行模具設(shè)計的被動局面。事實(shí)證明，這種做法不但使模具廠變被動為主動，而且對開發(fā)業(yè)務(wù)和縮短模具生產(chǎn)周期也十分有利，受到用戶的歡迎。青島海爾模具公司等企業(yè)的 “你給我一個概念，我還你一個產(chǎn)品 ”的一站式服務(wù)模式及太倉求精模塑公司和浙江陶氏模具集團(tuán)有限公司等企業(yè) 主動開發(fā)的辦法已被越來越多企業(yè)所接受，這可能也是今后發(fā)展的一種趨向。 （ 3）隨著模具企業(yè)設(shè)計和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說： “模具是一種工藝品 ”的概念已逐漸被 “模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品 ”所替代，模具 “上下模單配成套 ”的概念正在被 “只裝不配 ”的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短 ，鉗工比例越來越低，最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高，正在被社會所接受。我國模具行業(yè)，目前已有 4 個國家級高新技術(shù)企業(yè)，近百個省市級高新技術(shù)企業(yè)。與此趨向相適應(yīng)，生產(chǎn)模具的主要骨干力量從技藝型人才逐漸變?yōu)榧夹g(shù)型人才是十分必要的。當(dāng)然，目前及相當(dāng)長一段時間內(nèi)，技藝型人才仍是十分重要的，因?yàn)槟＞弋吘闺y以完全擺脫對技藝的依靠。 （ 4）模具企業(yè)及其模具生產(chǎn)正在向信息化方面迅速發(fā)展，這也是一種趨向。 21 世紀(jì)，信息越來越多，信息技術(shù)越來越先進(jìn)發(fā)達(dá)，信息已與人們的生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。在目前的信息社會中，高水平的模具 ，現(xiàn)代模具企業(yè)，單單只是 CAD/CAM 的應(yīng)用已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。目前許多企業(yè)已經(jīng)采用的 CAE、 PDM、 CAPP、 KBE、 KBS、 RE、 CIMS、 ERP 等技術(shù)及其他許多先進(jìn)制造技術(shù)和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等都是信息化的表現(xiàn)。向信息化方向發(fā)展這一趨向已被行業(yè)所共認(rèn)。 （ 5）隨著人類社會的不斷進(jìn)步，模具必然會向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在，能把握機(jī)遇，開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點(diǎn)的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)日子普遍好過，任務(wù)忙不過來，利潤水平和職工收入都很好，日子紅紅火火。因此，模具企業(yè)應(yīng)把握這個趨向，使自 己生產(chǎn)的模具向高水平發(fā)展，不斷提高自己的綜合素質(zhì)和整體實(shí)力及進(jìn)入國際市場的競爭力。 （ 6）世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具正加速向我國轉(zhuǎn)移，其表現(xiàn)形式：一是遷廠，二是投資，三是采購。這一趨向雖然并非近幾年才有，但近幾年更加明顯。我們應(yīng)抓住機(jī)遇，加快發(fā)展步伐。 發(fā)展展望 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(jī)遇，采取措施，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，盡快提高塑料模具的水平，把自己帶入到國際市場中去，促進(jìn)我國整個模具行業(yè)的快速發(fā)展。 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一定會越來越高。為了滿足市場的需要，未來的塑料模具無論是品種、結(jié)構(gòu)、性能還是加工技術(shù)都必將會有較快發(fā)展，而且這種發(fā)展必須跟上時代發(fā)展步伐。展望未蝶形螺帽注射模設(shè)計 4 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。當(dāng)然，這是需要開拓、創(chuàng)新和做出艱苦努力的。 以下為幾個發(fā)展方向： 1)超大型、超精密、長壽命、高效模具將得到發(fā)展。 2)多樣材質(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。 3)各種快速經(jīng)濟(jì)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。 4)模具設(shè)計、加工及各種管理將向數(shù)字化、信息化方向發(fā)展， CAD/CAM/CAE/CAPP及 PDM 等將向智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 5)更加高速、更加高精度、更加智能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。 6)更高性能及滿足特殊用途的各種模具新材料將會不斷發(fā)展，隨之而來的也會產(chǎn)生一種特殊的和更為先進(jìn)的加工方法。 7)各種模具型腔表面處理技術(shù)、涂覆、修補(bǔ)、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)將得到發(fā)展。 9)熱流 道技術(shù)將會迅速發(fā)展，氣輔和其他注射成型工藝及模具也將會有所發(fā)展。 10)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高。 “十一五 ”期間，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，廣大模具企業(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 。 由于國際、國內(nèi)宏觀環(huán)境良好，國內(nèi)塑料模具各主要用戶行業(yè)仍將以較快速度發(fā)展，塑料模具也必將持續(xù)高速發(fā)展。目前存在的主要問題通過國內(nèi)外交流與合作。全行業(yè)的共同努力和各方面的支持，不久的將來，定會得到較好的解決。 畢業(yè)設(shè)計課題資料查詢 分析塑件結(jié)構(gòu)及工藝技術(shù)要求： 該塑件名為蝶形螺帽 ， 機(jī)構(gòu)復(fù)雜，有比較多的孔和凹槽 ，采用的材料： POM（聚甲醛），其技術(shù)要求： %。 級。 。 在加工型腔時有一定的加工難度，因?yàn)樾颓坏膬?nèi)凹是曲面，而且有圓角，增加了一定的難度，若是考慮組合式型芯的話，在裝配上有時個很大的問題，綜上所述采用整體式并在一定程度上增加型芯的精度和強(qiáng)度。此次設(shè)計型芯主要是螺紋部分，只有由于不是所有螺紋都是在分型面上面，所以要裝固螺紋嵌件。 了解 注塑機(jī)的技術(shù)規(guī)格： 畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 5 圖 11 臥式注塑機(jī)外形圖 圖 12 臥式注塑機(jī)結(jié)構(gòu)圖 注塑成型機(jī)可分為合模裝置與注射裝置。其中合模裝置主要作用是實(shí)現(xiàn)模具開閉以及頂出制品，注射裝置作用是將樹脂材料受熱融化后射入模具內(nèi)。 注射成型過程大致可分為以下 6 個階段： 合模 注射 保壓 冷卻 開模 取出制品。 從模具設(shè)計角度考慮，需了解注塑機(jī)技術(shù)規(guī)范的主要項(xiàng)目有：最大注射量、最大注射壓力、最大鎖（合）模力，模具安裝尺寸以及開模行程等。常用國產(chǎn)注塑機(jī)的主要規(guī)范見《塑料模具設(shè)計手冊》表 348。具體選用 SZ160/1000 型注塑機(jī)，其規(guī)格如下： 結(jié)構(gòu)形式：臥式 理論注射量： 130cm3 螺桿注射直徑： 44mm 蝶形螺帽注射模設(shè)計 6 注射壓力： 126MPa 注射行程： 115mm 注射時間： 螺桿轉(zhuǎn)速： 10～ 150r/min 注射方式：螺桿式 鎖模力： 1000kN 最大成型面積： 320cm 最大開合模行程： 350mm 拉桿內(nèi)間距： 360? 260mm 最大模具厚度： 360mm 最小模 具厚度： 170mm 動定模固定板尺寸： 230? 250mm 噴嘴球直徑： 15mm 噴嘴口直徑： 4mm 移模行程： 280mm 模具定位孔直徑： 120mm 合模形式：液壓 —機(jī)械 了解塑件的工藝性能和加工性能，塑料熔體流動行為，塑料在模具內(nèi)可能的結(jié)晶，取向及導(dǎo)致的內(nèi)應(yīng)力： 聚甲醛：聚甲醛 是乳白色不透明的，是一種有側(cè)鏈、高密度、高結(jié)晶性的線型聚合物，具有優(yōu)異的綜合性能。機(jī)械強(qiáng)度較高，它的抗張 強(qiáng)度達(dá) 700 公斤 /厘米 ^2，可在 104℃下長期使用，脆化溫度為 40℃，吸水性亦較小。缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差，所以必須嚴(yán)格控制成形加壓溫度。聚甲醛遇火易燃燒，長期在大氣中曝曬會老化。目前聚甲醛可以分為共聚和均聚兩種。 POM 規(guī)整的分子結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的結(jié)晶性使其物理機(jī)械性能十分優(yōu)異，有金屬塑料之稱。 聚甲醛聚甲醛 (POM)有均聚物與共聚物，均為流動性不太好的樹脂。此類樹脂易發(fā)生熱分解，必須注意控制成型時的溫度。共聚甲醛比均聚甲醛的熱穩(wěn)定性好，它可以在稍高的溫度條件下成型加工，但此材料在料筒內(nèi)停留的時間不宜過長，否則，會發(fā)生熱 分解使制品色澤發(fā)黃。 POM 為乳白色不透明結(jié)晶性線性熱塑性樹脂，具畢業(yè)設(shè)計 （ 論文 ） 7 有良好的綜合性能和著色性，具有較高的彈性模量，很高的剛性和硬度，比強(qiáng)度和比剛性接近于金屬；拉伸強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度，耐蠕變性和耐疲勞性優(yōu)異，耐反復(fù)沖擊，去載回復(fù)性優(yōu)；摩擦系數(shù)小，耐磨耗，尺寸穩(wěn)定性好，表面光澤好，有較高的粘彈性，電絕緣性優(yōu)，且不受溫度影響；耐絕緣性好且不受濕度影響；耐化學(xué)藥品性優(yōu)：除了強(qiáng)酸、酚類和有機(jī)鹵化物外，對其他化學(xué)品穩(wěn)定，耐油；機(jī)械性能受溫度影響小，具有較高的熱變形