【文章內(nèi)容簡介】 ............................................................................................... 34 參考文獻 ............................................................................................................................. 35 致謝 ...................................................................................................................................... 36 附錄 ................................................................................................................................... 37 1 第 1 章 緒 論 概述 本題目為 洗發(fā)液瓶蓋 模具設(shè)計，采用注射模具加工成型，注射成型周期短，加工效率高，利于 洗發(fā)液瓶蓋 這類小制件的大批量生產(chǎn)。 利用注塑模具生產(chǎn)洗發(fā)液瓶蓋是此次設(shè)計的主要內(nèi)容，同時通過查閱各種資料，完成包括形狀及尺寸方面的數(shù)據(jù)運算，利用 Pro/E 三維作圖軟件作圖， CAD/CAE 做 出輔助分析 ，完成洗發(fā)液瓶蓋所需注塑模具的裝配圖和零件圖，以及詳細(xì)的說明。通過此次設(shè)計熟悉注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀，把大學(xué)里所學(xué)的知識系統(tǒng)的應(yīng)用到實際。 設(shè)計目的及意義 隨著人們水平的不斷提高，使用洗發(fā)液的人也越來越多，洗發(fā)液瓶蓋也隨之推廣使用，因此洗發(fā)液瓶蓋的發(fā)展前景越來越廣闊。如何經(jīng)濟、技術(shù)的設(shè)計洗發(fā)液瓶蓋模具成為一個重要的研究課題。在實際生產(chǎn)中，洗發(fā)液瓶蓋采用的原料為 PP。加工時，一般采用注塑模具加工。塑料件具有比重小、耐水、耐化學(xué)腐蝕、外型美觀等優(yōu)異性能。 在現(xiàn)代制造業(yè)中，塑料已成為成型加工的主要材料，注塑制 品廣泛用作裝飾件、結(jié)構(gòu)件、功能件及其他的用途等工業(yè)領(lǐng)域。由于注塑件的質(zhì)量很大程度上取決于模具的設(shè)計與制造，而注塑件千變?nèi)f化，注塑模結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，所以注塑模設(shè)計是一項非常復(fù)雜的知識密集型產(chǎn)業(yè)，同時激烈的市場競爭帶來越來越快的更新?lián)Q代 ，對注塑模的設(shè)計和制造提出了更高的要求。 預(yù)計今后隨著微型計算機的普及和汽車的輕型化，塑料制件 的適用范圍將會越來越大，塑料工業(yè)的生產(chǎn)量也將會迅速增長。塑料的應(yīng)用將會覆蓋國民經(jīng)濟所有部門，尤其在尖端科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域中占有越來越重要的位置。 我國 塑料 模具 在工業(yè)中 現(xiàn)狀及 展方向 塑 料模具的發(fā)展是隨著工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設(shè)備和用品輕量化要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具也隨著發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品 主要用戶行業(yè)近年來都高位運行，發(fā)展迅速。塑料模具也快速發(fā)展。 2021 2 年。我國 (未包括港澳臺統(tǒng)計 )塑料模具產(chǎn)值約 100億元。 2021年，以發(fā)展到 220億元， 4年平均增長率為 21%，高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度近 4個百分點。 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 2021年我國模具總產(chǎn)值約為 360億元，其中塑料模約 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。 塑料模具市場情況 我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方向都有了很大的發(fā)展，但與國民經(jīng)濟發(fā)展需要和世界先進水平相比，差距仍然很大。一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔塑料模具，每年仍然大量進口。在總量供不應(yīng)求的同時，一些低檔的塑料模具已經(jīng)供過于求，市場競爭激烈，一些技術(shù) 含量不太高的中檔塑料模具業(yè)有一些趨向于供過于求。 塑料模具 水平及發(fā)展趨向 近年來，我國塑料模具水平已有較大的提高。大型塑料模具已能生產(chǎn)單套重量達50t以上的注塑模， 精密注塑模的精度已經(jīng)可以達到 3um,制件精度為 輪模具 ，已達到高光學(xué)要求的車燈模具等已能生產(chǎn)，多腔塑料模已能生產(chǎn)一模 7800腔的塑料膜，高速模具方面已能生產(chǎn) 4m/min以上擠出速度的告訴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)用面已大為擴大，高速加工及 RP/RT等先進技術(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的提高，三資企業(yè)蓬勃發(fā)展進一步促進了塑料模具設(shè)計制造水平及企業(yè)管理水平的提高。 經(jīng)過幾年的發(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，先綜合如下： 、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，為滿足用戶的這一需求，各方面的工作必須 跟上。 ，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行開發(fā) (這需要在有較大的把握和敢冒一定的風(fēng)險的情況下進行的 )，變被動為主動。目前，電視機和顯示器外殼、空調(diào)器外殼、摩托車塑件等已經(jīng)采用這種方法，手機和電話機模具開發(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)用戶要求進行模具設(shè)計的被動局面。事 3 實證明，這種做法不僅是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有限公司等企業(yè)主動開發(fā)的辦法已經(jīng) 被越來越多的企業(yè)所接受，這可能也是今后發(fā)展的一種趨向。 ，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)長的一段時間內(nèi)，技藝型人才仍是十分重要的，因為模具畢竟難以完全擺脫對技藝的依靠。 ，這也是一種趨向。 21世紀(jì)，信息越來越多，信息技術(shù) 越來越先進發(fā)達，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)所公認(rèn)。 ，模具必然會向著更廣泛的領(lǐng)域和更高水平發(fā)展?，F(xiàn)在能把握機遇，開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的模具企業(yè)和能生產(chǎn)高技術(shù)含量模具的企業(yè)日子普遍好過，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)和整體實力及進入國際市場的競爭力。 ，其表現(xiàn)形式：一是遷廠，二是投資，三是采購，這一趨向雖然并非這幾年才有，但近幾年更加明顯。我們應(yīng)該抓住機遇，加快發(fā)展步伐。 存在的問題 我國塑料模具行業(yè)與其發(fā)展 需要和國外先進水平相比，主要存在 6個方面的問題。 ，產(chǎn)品總體水平較低，雖然個別企業(yè)的產(chǎn)品已達到相當(dāng)高的水平，個別企業(yè)的部分產(chǎn)品已達到或接近國際水平，但總體來看，模具的精度，型腔表面的 4 粗糙度，生產(chǎn)周期，壽命 等指標(biāo)與國外先進水平相比上有較大的差距。包括生產(chǎn)方式和企業(yè)管理在內(nèi)的總體水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比尚有 10年以上的差距。 ，組織協(xié)調(diào)能力差。雖然部分企業(yè)經(jīng)過近幾年的技術(shù)改造，工藝裝備水平已比較先進， 有些三資企業(yè)的裝備水平也并不落后于國外，但大部分企業(yè)的工藝裝備仍比較落后，更主要的是我們的企業(yè)組織協(xié)調(diào)能力差，難以整合或調(diào)動社會資源為我所用，從而就難以承接比較大的項目。 ，一方面是技術(shù)人員比例低，水平不夠高，另一方面是科研開發(fā)投入少，更重要的是觀念落后對開發(fā)不夠重視。模具 企業(yè)不但要重視模具開發(fā)，而且要重視產(chǎn)品開發(fā)。 。技術(shù)落后往往容易看到，管理落后有時卻難以意識到。國內(nèi)外模具企業(yè)管理上的差距十分明顯，管理的差距所帶來的問題往往比 技術(shù)上的差距更為嚴(yán)重。同一個企業(yè)，設(shè)備不變，人員不變，管理一變立竿見影，這樣的例子并不少見。 。 2021 年，國產(chǎn)塑料模具國內(nèi)市場滿足率不足 74%，其中大型，精密，長壽命模具滿足率還要低，估計不足 60%。同時，工業(yè)發(fā)達國家的模具正在加速向我國轉(zhuǎn)移，國家采購越來越多，國際市場前景很好。市場需求旺盛，生產(chǎn) 發(fā)展一時還難以跟上，供不應(yīng)求的局面還將持續(xù)一段時間。 。在社會主義市場經(jīng)濟中，競爭性行業(yè)， 特別是像 模具這樣依賴于特殊用戶，需單件生產(chǎn)的行業(yè)，國有和集體所有制原來的體制和經(jīng)營機制已越來越顯得不適應(yīng)。人才的數(shù)量和素質(zhì)水平也跟不上行業(yè)的快速發(fā)展。雖然 各地都在努力解決這兩個問題，但要得到較好解決尚待時日。 展望未來，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。 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，把自己帶入到國際市場中去，促進我國整個模具行業(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)都比將會有較快的發(fā)展，而且這種必須跟上時代發(fā)展步伐。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。當(dāng)然，這是需要 5 開拓、創(chuàng)新和做出艱苦努力的。 、超精密，長壽命 模具將得到發(fā)展。 、多種顏色，多層多腔，多種成型方法一體化的模具得到發(fā)展。 ，特別是與快速成型相結(jié)合的 RP/RT 技術(shù)得到較快的發(fā)展。 4. 模具設(shè)計、加工機各種管理獎項數(shù)字化，信息化方向發(fā)展，CAD/CAM/CAE/CAPP 及 PDM 等等向智能化，集成化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。 高速，更加高精度，更加智能化的各種模具加工設(shè)備將進一步得到發(fā)展與推廣應(yīng)用。 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的加工方法。 ，涂覆，修補，研磨和拋光的新工藝也會不斷得到發(fā)展。 ，并行工程，復(fù)合加工乃至虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。 ，氣輔和其他注射成型工藝及模具業(yè)將會有所發(fā)展。 。“十一五”期間，在科學(xué)發(fā)展觀的指導(dǎo)下，廣大模具企業(yè)將進一步深化改革，下功夫搞好科技進步 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)必將獲得更好 的發(fā)展。 設(shè)計的研究設(shè)想及研究方法 本設(shè)計已洗發(fā)液瓶蓋為研究對象，通過對制件外型尺寸進行分析，材料選為聚丙烯，確定模具設(shè)計方案。制件的三維實體由 PRO/E 做出，根據(jù)原始塑料 零件定義參照模型，定義模具坯料，在參照模型上進行拔模檢測，設(shè)置模具模型的收縮率，定義分型面，定義體積塊，以將模具分割成單獨的元件，抽取模具體積塊，以生成模具特征。增加澆口，流道作為模具特征，填充模具型腔，以創(chuàng)建制模。創(chuàng)建澆鑄件，定義開模步驟，使用 CAE 功能模塊執(zhí)行模流分析，估計模具的初步尺寸并選取合適模座，最后完成模具工程圖的制作 。 設(shè)計的 結(jié)果及意義 本次設(shè)計的目的是：通過測量實際制件的尺寸，利用三維制圖軟件得到之間的三維模型，選擇合適的注射機，澆注系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)模架，推出機構(gòu)等等，最后利用 Proe畫出模具的三維圖紙，并在此基礎(chǔ)上畫出 模具的裝配圖和零件圖，完成設(shè)計說明書。通過這次系統(tǒng)的設(shè)計，可以將大學(xué)的知識串聯(lián)起來，完整的復(fù)習(xí)，并將其應(yīng)用到實際。 6 第 2 章 分型面位置以及型腔數(shù)量和排列方式的確定 塑件的分析 塑件的分析 ： 該塑件是一個洗發(fā)水瓶蓋，屬于小型復(fù)雜零件。 材料 選擇為聚丙烯 ，它柔韌性能好，伸縮率較高，塑件 分上下蓋兩部分；可以開合。外觀要求光滑。如圖所示，塑件壁厚為 。屬于塑料制件，生產(chǎn)批量大。其中部分尺寸在實件體零件圖里有標(biāo)注 。 該零件分為兩部分，圖 是用 Pro/e 創(chuàng)建的零件 。 圖 制件的三維立體圖 塑件材料的選擇 選擇材料的合適與否關(guān)系著這個設(shè)計的成敗與否，所以應(yīng)慎重選擇： 幾 種典型的材料進行比較選取 。 丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物 (ABS) ABS 外觀是淡黃色非晶態(tài) 樹脂，