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畢業(yè)論文設(shè)計(jì):dvd注塑模具設(shè)計(jì)-文庫吧資料

2025-06-11 19:10本頁面
  

【正文】 V0=2 V1+ V2 = cm3; 質(zhì)量 M0=ρ根據(jù)這些參數(shù),選擇一臺(tái)和模具匹配的 注射機(jī),倘若用戶已經(jīng)提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格,設(shè)計(jì)人員必須對(duì)其進(jìn)行校核,若不能滿足要求,則必須自己調(diào)整或于用戶取得商量調(diào)整。 18 圖 45 型腔分布示意圖 四、 注射機(jī)型號(hào)的確定 注射模是安裝在注射機(jī)上使用的工藝裝備,因此設(shè)計(jì)注射模應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范,才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。側(cè)向成型方法有多種形式:斜導(dǎo)柱、斜導(dǎo)槽和彎銷驅(qū)動(dòng)側(cè)線成型滑塊成型及斜滑塊側(cè)向成型等方法。故由此初步擬定采用一模兩腔,如圖 44 所示。 圖 42 分型面正視圖 圖 43 分型面?zhèn)纫晥D 17 圖 44 分型 3D 主 體效果圖 二、 確定型腔數(shù)量及排列方式 當(dāng)分型面確定之后,就需要考慮是 采用單型腔模還是多型腔模。 該塑件在進(jìn)行塑件設(shè)計(jì)時(shí)已充分考慮了上述原則,同時(shí)從所提供的塑件圖樣可以看出該塑件兩端的彎臂,彎臂上有孔和柱形部分(如圖 41 所示),所以需要側(cè)向抽芯分型。因此,分型面的選擇是注塑模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵因素。在模具設(shè)計(jì)階段,應(yīng)首先確定分型面的位置,然后才選擇模具的結(jié)構(gòu)。 的主要性能指標(biāo) 密度ρ = g/ 3cm ; 收縮率 ~ %,取值 %. 成型塑件的主要缺陷及消除措施 主要缺陷: 溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良 ; 消除措施:增大注射壓力、提高模具溫度、加排氣槽、充分預(yù)干燥 。 ABS 尚具有良好的配混性,可與多種樹脂配混成合金 (共混物 ),如 PC/ABS、 ABS/PC、ABS/PVC、 PA/ABS、 PBT/ABS等,使之具有新的性能和新的應(yīng)用領(lǐng)域, ABS 若與 MMA摻混可制成透明 ABS,透光率可達(dá) 80%。 ABS 在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度,熱變形溫度比 PA、 PVC 高,尺寸穩(wěn)定性好,收縮率在 %~%范圍內(nèi),若經(jīng)玻纖增強(qiáng)后可以減 少到 %~ %,而且絕少出現(xiàn)塑后收縮。這些不同品質(zhì)的材料提供了不同的特性,例如從中等到高等的抗沖擊性,從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。 ABS 的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。從形態(tài)上看, ABS 是非結(jié)晶性材料。 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成。 14 ABS 為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂,無毒、無味、吸水率低,具有良好的綜合物理機(jī)械性能,如優(yōu)良的電性能、耐磨性,尺寸穩(wěn)定性、耐化學(xué)性和表面光澤等,且易于加工成型。 三 、 材料 ABS 性能 ABS 樹 脂是一種共混物,是 丙烯腈 丁二 烯 苯乙烯共聚 物,英文名Acrylonitrilebutadinestyrene(簡(jiǎn)稱 ABS),這三者的比例為 20: 30: 50(熔點(diǎn)為 175℃ )。 采用調(diào)濕處理,其熱處理?xiàng)l件查參 考文獻(xiàn) 【 1】 中的表 47 由處理溫度為 70℃;保濕時(shí)間為 2~ 4 小時(shí)。干燥條件:用烘箱以 80~85℃烘 2~ 4 小時(shí)或用干燥料斗以 80℃烘 1~ 2 小時(shí)。 13 第二節(jié)、 材料 ABS 的注射成型過程及工藝參數(shù) 一、 注射成型過程 對(duì) ABS 的色澤、細(xì)度和均勻度進(jìn)行檢驗(yàn)。由于該塑件沒有特殊狹窄細(xì)小部位,所用塑料為 ABS, 流動(dòng)性較好,而且,主要部分有較好的弧度,可順勢(shì)脫模,所以塑件外表面沒有放脫模斜度。塑件外表面 40′ ~1176。 精度等級(jí):采用一般精度 5 級(jí)。 四 、 塑件的結(jié)構(gòu)及成型工藝分析 該塑件端部帶有連接運(yùn)動(dòng)部分,兩個(gè)連接運(yùn)動(dòng)部分分別在不同的型腔內(nèi)成型,故在模具設(shè)計(jì)和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工藝,以保證轉(zhuǎn)動(dòng)的順暢和零件的使用壽命。 二、 塑料名稱 根據(jù)各材料的注塑性能及加工使用性能,綜合市場(chǎng)價(jià)格,選擇材料為 ABS。 第三章 注塑工藝分析及成型方法簡(jiǎn)介 第一節(jié)、 塑件( DVD 門)分析 一、 塑件 DVD 門 塑件 結(jié)構(gòu) 如圖 31 所示 。塑料模具 CAD 的工作主要在于理解注塑過程模擬的分析結(jié)果,判讀數(shù)據(jù)并做出合適的變更設(shè)計(jì)抉擇,熟悉 CAD 技術(shù)并有效地應(yīng)用于模具設(shè) 計(jì)也有賴于設(shè)計(jì)人員的素質(zhì)和經(jīng)驗(yàn)。由 Pro/ENGINEER產(chǎn)生的工程圖紙不規(guī)范,所以后期需要導(dǎo)入 AutoCAD2021 進(jìn)行完善。 在 DVD 門模具設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)用 Moldflow Plastic Advisers 模流分析,包括澆口位置、材料選擇、熔接痕位置、困氣、流動(dòng)時(shí)間、壓力和溫度分布分析等。 在 DVD 門模具設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)用 ,包括頂出系統(tǒng),導(dǎo)向系統(tǒng),滑塊系統(tǒng)等。 二、 在模具設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用 PTC 用于 Pro/ENGINEER的新模架 —— EMX(Expert Moldbase Extension),是一個(gè)基于知識(shí)庫的模架裝配和細(xì)化工具,它增強(qiáng)了現(xiàn)有 Pro/ENGINEER 模具工具的功能。該軟件 集產(chǎn)品設(shè)計(jì)、裝配、加工、鈑金設(shè)計(jì)等功能于一體,其模塊眾多、內(nèi)容豐富、功能強(qiáng)大,已廣泛應(yīng)用于電子、航天、汽車、家電和 玩具等行業(yè)。至此,塑料模具的 CAD 即告完成,流程如圖 21所示。 由于整個(gè)設(shè)計(jì)流程基于一個(gè)完整的數(shù)據(jù)庫,任何一次修改都被記錄,并且在更新原有設(shè)計(jì)時(shí),圖形及尺寸會(huì)自動(dòng)變更,因 此最后的零件數(shù)據(jù)庫模型提供了模具設(shè)計(jì)的全部圖形與非圖形信息。更進(jìn)一步,利用系統(tǒng)動(dòng)態(tài)分析對(duì)模具的活動(dòng)零件 (如頂桿 )進(jìn)行真實(shí)的動(dòng)態(tài)模擬,決定這些零件相對(duì)其他模具零件所需的活動(dòng)范圍,檢查機(jī)械動(dòng)作是否滿足要求的運(yùn)動(dòng)軌跡,是否與其他零件相干擾。一般 CAD 軟件均提供變量約 束、尺寸定位及取向定位等功能。對(duì)于非標(biāo)準(zhǔn)零件,可利用商用軟件的參數(shù)設(shè)計(jì)功能,方便地生成所需的零件。輸入所要求的型腔尺寸和冷卻管道布置等資料,即可選定模架尺寸,調(diào)用模架數(shù)據(jù)庫中的模架模型 ,自動(dòng)生成一個(gè)模架。上述參數(shù)作為輸入?yún)?shù)設(shè)定后,經(jīng)過注塑過程模擬,依分析結(jié)果作調(diào)整,待完成 方案評(píng)估后,即可作為優(yōu)化后的模具設(shè)計(jì)參數(shù),以文件形式輸出。 二、 模具設(shè)計(jì) 對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工藝性分析,確定生產(chǎn)批量和生產(chǎn)規(guī)模。輸入產(chǎn)品在使用環(huán)境中的載荷及邊界條件,經(jīng)有限元分析及后置處理可得應(yīng)力及變形結(jié)果。設(shè)計(jì)人員由實(shí)體造型可獲得幾何及色彩上的直觀感受。 第四節(jié)、 CAD 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 一、 產(chǎn)品設(shè)計(jì) 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和材料對(duì)注塑過程及模具設(shè)計(jì)有著直接的影響,因而模具 CAD 從產(chǎn)品設(shè)計(jì)的 CAD 開始著手。 它可定義為一種圖形 /模型數(shù)據(jù),以標(biāo)準(zhǔn)模架為例說明其表達(dá)格式 : 文件名:部件名 ; 組成:基準(zhǔn)件名 +各組成零 件名 +定位關(guān)系 +尺寸關(guān)系 +零件圖形關(guān)聯(lián)性 ; 組織:依次記錄個(gè)零件名、定位關(guān)系、主特征尺寸。根據(jù)這種分解模式,可以對(duì)總體、部件、詳細(xì)數(shù)據(jù)這三類數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理。而圖形 /模型數(shù)據(jù)又 是由基本圖形元素、圖形符號(hào)、模型部分及各級(jí)圖形 /模型數(shù)據(jù)組成。因此,數(shù)據(jù)的處理在注塑模結(jié)構(gòu) CAD 中又十分重要的作用。通常,由于注塑模結(jié)構(gòu) CAD 涉及面廣,程序規(guī)模很大,結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜,一個(gè)高效率的注塑模 CAD 系統(tǒng)不僅涉及到程序的結(jié)構(gòu)和算法,同時(shí)也涉及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和管理方法。 模具設(shè)計(jì)軟件可將理論計(jì)算和行之有效的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合,為模具設(shè)計(jì)師提供對(duì)模具零件全面的計(jì)算和校核,以驗(yàn)證模具結(jié)構(gòu)等有關(guān)參數(shù)的正確性。模具設(shè)計(jì)者在完成總裝圖時(shí),能利用光標(biāo)在屏幕上拖動(dòng)模具零 件以搭積木的方式裝配模具總圖。一般而言,用作標(biāo)準(zhǔn)模架選擇的設(shè)計(jì)軟件應(yīng)具用兩個(gè)功能,一是能引導(dǎo)模具設(shè)計(jì)者輸入本企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)模架,以建立專用的標(biāo)準(zhǔn)模架庫;二是能方便地從已建好的專用標(biāo)準(zhǔn)模架庫中,選出本次設(shè)計(jì)中所需的模架類型及全部模具標(biāo)準(zhǔn)件的圖形和數(shù)據(jù)。 采用計(jì)算機(jī)軟件來輔助計(jì)算最佳型腔的數(shù)目,引 導(dǎo)模具設(shè)計(jì)者布置型腔,構(gòu)思澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu),為選擇標(biāo)準(zhǔn)模架和設(shè)計(jì)動(dòng)模部裝圖和定模部裝圖 做準(zhǔn)備 。 在注塑模具中,行腔用來生成制品的外表面,型芯用來生成制品的內(nèi)表面,由于塑料的成型收縮率,模具磨損及加工精度的影響,制品的內(nèi)外表面尺寸并不就是模具型芯面、型腔面的尺寸,兩者之間需要比較復(fù)雜的換算??傮w來說,注塑模 CAD 的內(nèi)容有以下幾點(diǎn): 采用幾何造型系統(tǒng),如線框造型、面造型和實(shí)體造型,在計(jì)算機(jī)中生成注塑制品的幾何模型,這是注塑模結(jié)構(gòu)的 CAD 的第一步。這樣建立的 CAD 系統(tǒng)可大幅度減輕設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度、提高設(shè)計(jì)速度并可實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)的規(guī)范化及標(biāo)準(zhǔn)化。對(duì)于澆注系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、模架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算等內(nèi)容,已有一些較成熟的計(jì)算方法或經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法,可設(shè)置這些計(jì)算公式的模塊,以便設(shè)計(jì)人員進(jìn)行快速計(jì)算。 7 第二節(jié)、 注塑模 CAD 內(nèi)容 在模具設(shè)計(jì)中,模架及某些零件,如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、支撐塊、澆口套、定位圈等分別已形成廠標(biāo)、行標(biāo)或國標(biāo)。華中理工大學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室葉顯高、李德群、肖景容等研制成功了“實(shí)用化注塑模 CAD/CAE/CAM 微機(jī)系統(tǒng) HSC1. 1”;北京化工學(xué)院進(jìn)行了注塑充模過程計(jì)算機(jī)仿真;其他部分企業(yè)科研單位也做了一些探討工作,并且收到了一定的經(jīng)濟(jì)效益 【 10】 。 Plastic Mold 公司采用了 Computool公司的 CAD/CAM 系統(tǒng)后,一年內(nèi)生產(chǎn)效率提高了一倍,節(jié)省了 35%的準(zhǔn)備時(shí)間,制造周期平均縮短了 30 %,材料節(jié)省了 10%,模具成本降低了 10%~ 30%。塑料模具 CAD/CAM 的應(yīng)用帶來了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。繼 MOLDFLOW之后美國康奈爾大學(xué)、德國的亞森 (Aachen)技術(shù)大學(xué)、美國的 C. 、 MCAP 公司、日本的 CADM 公司等也相繼開發(fā)了塑料模具 CAD/CAM 系統(tǒng)。目前 MOLDFLOW 已經(jīng)發(fā)展得比較完善,實(shí)現(xiàn)了對(duì)注塑過程的模擬、設(shè)計(jì)原理的應(yīng)用和精確計(jì)算,并逐步優(yōu)化模擬過程,使設(shè)計(jì)工程師在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段可以在 計(jì)算機(jī)上“制造”塑料產(chǎn)品,并能靈活地適應(yīng)市場(chǎng)需求的變化。由于二次開發(fā)的深入,加強(qiáng)了參數(shù)化設(shè)計(jì)、智能化設(shè)計(jì)等,這樣充分發(fā)揮了計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大的搜索功能和運(yùn)算功能。 第二章 CAD 在注塑模具行業(yè)中的應(yīng)用 第一節(jié)、 CAD 發(fā)展概況 CAD 即 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的英文簡(jiǎn)稱 (Computer Aided Design)。 總之,隨著模具技術(shù)的迅速發(fā)展及機(jī)械各類產(chǎn)品的多樣化、復(fù)雜化,模具應(yīng)用的廣度和深度將不斷向縱深發(fā)展,模具需求增長(zhǎng)速度將繼續(xù)高于國民經(jīng)濟(jì)總體發(fā)展的速度,供小于求的被動(dòng)狀態(tài)將大有改變。 標(biāo)準(zhǔn)化是實(shí)現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提,能系統(tǒng)提高整個(gè)模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益,是機(jī)械制造業(yè)的深層次發(fā)展必由之路。一般一個(gè)模具專業(yè)廠只生產(chǎn) 1~ 2 種模具。 專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要特征之一,國外工業(yè)先進(jìn)的國家模具專業(yè)化生產(chǎn)已達(dá) 75%以上。高速銑削機(jī)床( HSM)一般主要用于大、中型模具加工,如汽車覆蓋件模具、變速箱體壓鑄模、大型注塑模等曲面加工,其曲面加工精度可達(dá) 。 ( 3)高速銑削技術(shù) 高速銑削是 目前切削技術(shù)中應(yīng)用最多的一種工藝技術(shù),是一種以高主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給 、較小的切削深度和間距為加工特征的高效、高精度數(shù)控加工方式。應(yīng)用 RPM/RMT 技術(shù)從模具的概念設(shè)計(jì)到制造完成,僅為傳統(tǒng)加工方法所需時(shí)間的 1/3 和成本的 1/4 左右,因而具有廣闊的發(fā)展前景。 RPM技術(shù)與 RMT 技術(shù)的結(jié)合,將是傳統(tǒng)快速制模具技術(shù)進(jìn)一步深入發(fā)展的方向。 ( 2)快速原型法和快速制模技術(shù)( RPM/RMT) 該技術(shù)被稱為自數(shù)控技術(shù)以來的又一次革命,尤其對(duì)模具工業(yè)的發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。如英國 Delcem 公司的系列化軟件就包括了曲面 /實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、塑料模設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)、復(fù)雜形體 CAM、藝術(shù)造型及雕刻自動(dòng)編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)等。 先進(jìn)設(shè)計(jì)和加工方法的日益普及,為高質(zhì)量、短周期地開發(fā)模具并且保證模具有足夠長(zhǎng)的使用壽命,提供了技術(shù)保證,為模具工業(yè)發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使設(shè)計(jì)人員擁有大量資料和信息。另外,目前對(duì)激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)也日益受到普遍重視 【 9】 。多工位精密沖模硬質(zhì)合金( YG YG25等)及鋼結(jié)硬質(zhì)合金( TLW50、 GW50 等)。因選材和用材不當(dāng),致使模具過早失效,大約占失效模具的 45%以上。例如:日本汽車、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)等產(chǎn)品的品種,數(shù)量,質(zhì)量在國際市場(chǎng)占有優(yōu)勢(shì)地位,其重要原因之一就是日本模具技術(shù)居于世界領(lǐng)先水平。目前,在參與世界產(chǎn)品市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)下,各行業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加,換型加快,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、樣式和外觀也不斷提出新要求,使模 具需求量增加,對(duì)模具質(zhì)量要求也越來越高,模具技術(shù)直接影響制造業(yè)的發(fā)展、產(chǎn)品更新?lián)Q代和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)能力。加之“十一五”期間,國家將繼續(xù)大力支持我國模具工業(yè)的發(fā)展,在多重有利條件下,我國內(nèi)模具行業(yè)的未來將展現(xiàn)出一派美好景色。二是對(duì)模具出口鼓勵(lì)不夠。 雖然近幾年模具出口增幅每年大于進(jìn)口增幅,但所增加的絕對(duì)量仍是進(jìn)口大于出口,致使模具外貿(mào)逆差一年比一年大。有的已經(jīng)是進(jìn)入無序狀態(tài),到了擾亂正常市場(chǎng)秩序的地 步。我國模
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