1、 本科毕业论文 （ 20 届） 透明罩盖注塑模具设计 所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 本科生毕业论文 I 摘要 塑料模具的技术发展日新月异，在现代工业、餐具、玩具等行业中 也 应用很广泛，模具是生产各种产品的重要工艺装备。 在查阅相关文献的基础上，综述了 注塑模具在 国内外研究现状及发展趋势，以及本课题的研究意义。 本课题为透明罩盖模具的设计与制造 ，本设计主要通过对其结构形式及 材料的注射成型工艺进行正确的分析 ,设计了一模两腔的塑料注射成型方案。 根据塑件的尺寸，先对模具塑件的材料进行了分析选取，对模具分型面进行了选择，型腔布局进
2、行了设计，对重要成型零件比如型芯和型腔的工艺参数进行了设计计算。其次，对浇注系统结构的选择，冷却系统的设计与布局，脱模机构的设计都做了相关的研究。最后，对模具的组成零部件和总体装配图进行了绘制，加工工艺也进行了安排。在设计中参考了许多相关资 料 , 运用 PRO-E、 Auto CAD 制图软件 , 利用已有的条件来完成设计。 本次设计通过认真思考，反复核算，力求做到设计合理。 关键词 ： 注塑模具；罩盖；设计； Pro-e； CAD 本科生毕业论文 II Abstract Technological development of the mould of plastics changes r
3、apidly day by day and applied very widespread in modern industry, dishware, toy and so on. The mould is the important tooling used for producing various lines. Based on consulting related literature, I summarize the actuality and development tendency of the research on injection mould in the domesti
4、c and abroad as well as the sense of studying this task. This topic is about transparent cap moulds design and manufacture, after analysis on its structural style and the material injection molding craft, I designed two cavities in one mould plastic injection molding plan. According to the plastic p
5、arts size, firstly I analyze and select the material to make the mould, choose the mould by the different parts of molding surface, design the cavity layout, and calculate the technological parameter of the important molding accessories such as core and cavity. Secondly, make the related research on
6、 the gating system structures choice, cooling systems design and the layout, mold unloading design. Finally, protract the moulds composed accessories and general assembly drawing, also arrange the processing craft. This design refer to a lot of related documents, using pro-e, Auto CAD drawing softwa
7、re, utilizing existed condition to complete the design. This design is based on the seriously consider and repeatedly calculation to strive to the reasonable design. Keywords: injection mold; covers; design; Pro-e; CAD 本科生毕业论文 III 目录 第一章 绪论 . 1 1.1 模具工业概述 . 1 1.2 注塑模具的发展现状 . 1 1.2.1 产品结构现状 . 1 1.2.2
8、 CAD/CAE/CAM 应用现状 . 2 1.2.3 产业组织结构 现状 . 2 1.3 注塑模具的国内外的研究现状及发展趋势 . 3 1.3.1 国内研究现状及发展趋势 . 3 1.3.2 国外研究现状及发展趋势 . 3 1.4 本课题的研究意义 . 3 第二章 透明罩盖的工艺性分析及成型设备选择 . 5 2 1透明罩盖的具体结构和尺寸 . 5 2.2 透明罩盖的 PRO-E 图 . 6 2.3 透明罩盖的材料选择 . 6 2.4 透明罩盖结构、尺寸精度和表面质量分析 . 7 2.4.1 塑件结构分析 . 7 2.4.2 塑件尺寸精度分析 . 7 2.4.3 塑件表面质量分析 . 7 2.
9、5 成型设备初步选择 . 8 2.5.1 初选注射机 . 8 2.6 透明罩盖的模具材料的选取 . 8 2.6.1 模具材料的选用原 则 . 8 2.6.2 模具材料的的确定 . 9 第三章 模具的结构设计 . 10 3.1 注塑成型原理 . 10 3.2 分型面的选择 . 10 本科生毕业论文 IV 3.3 注射模排气槽的设计 .11 3.4 确定型腔数目及型腔的排列 .11 3.5 型芯、型腔的结构和尺寸的确定 . 12 3.5.1 型芯、型腔的结构 . 12 3.5.2 型芯、型腔工作尺寸的计算 . 12 3.5.3 型腔壁厚的确定 . 14 3.6 浇注系统的设计 . 14 3.6.1
10、 主流道的设计和定位圈的选择 . 14 3.6.2 分流道设计 . 15 3.6.3 冷料穴设计 . 16 3.6.4 浇口的设计 . 16 3.7 推出机构的确定与设计 . 16 3.7.1 脱模机构的设计原则 . 16 3.7.2 确定顶出方式及顶杆位置 . 17 3.8 导柱、导套的选择 . 18 3.9 冷却系统的设计 . 18 3.10 模架的选择 . 20 3.11 校核注射机 . 21 第四章 模具结构及其工作过程 . 22 4.1 透明罩盖模具装配图 . 22 4.2 模具工作过程 . 22 第五章 总结 . 24 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 26 本科生毕业
11、论文 1 第一章 绪论 1.1 模具工业概述 随着现代材料技术与模具加工技术的飞速发展，塑料以其优异的加工性和品种功能的多样性，已成为当前人类使用的四大材料（木材、水泥、钢铁、塑 料）中发展最快的一类，在国民经济的各个领域得到广泛的应用。模具设计是整个产业链中最基础的一环，模具制造技术已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，而模具制造技术和模具设计的关系密切相关，没有设计合理的模具，将对制造带来诸多问题。随着塑料制品在日常生活中的广泛应用，对塑料模具的需求日益增加。目前，模具设计制造技术已成为一个国家制造业水平的重要标志之一。模具制造也对国民经济的发展起到了重要作用。 模具行业在今后的发展
12、中，要更加关注其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具 行业要紧紧的跟着市场的需求发展。没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步。 1.2 注塑模具的发展现状 1.2.1 产品结构现状 我国塑料模具工业从起步到现在 ,历经半个多世纪 ,有了很大的发展 ,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、 6.5 kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具 3；精密塑料模具方面 ,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具 3。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星 I.K
13、 模具有限公司制造的多腔 VCD和 DVD 齿轮模具 ,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平 ,而且还采用最新的齿轮设计软件 ,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差 ,达到了标准渐开线齿形要求。该公司还能生产厚度仅为 0.08 mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达 0.02 0.05 mm,表面粗糙度 Ra 0.2 m,模具质量、寿命明显提高 ,非淬火钢模寿命可达 10 30 万次 ,淬火钢模达 50 1 000 万次 2。 成型工艺方面 ,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结 构和抽芯脱模机构的创新设计
14、方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟 ,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 29 34 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术 ,一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件 ,取得较好的效果 4。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。现在 ,热流道模具已逐渐开始推广 ,有的厂采用率达 20%以上 ,一般采用内热式或外热式热流道装置 ,以及具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置 ,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%,与国外的 50% 80%相比 ,差距较大。 本科生毕业
15、论文 2 1.2.2 CAD/CAE/CAM 应用现状 随着轻工业及汽车制造业的迅速发展 ,模具设计制造日益受到人们的广泛关注 ,已形成一个行业 .但我国模具行业缺少技术人员 ,存在品种少、精度低、制造周期短、寿命短、供不应求的现状 .一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造 ,每年需要花几百万、上千万美元从国外进口 ,制约了模具工业的发展 ,所以大力发展模具工业势在必行。 为了提高模具企业的设计水平和加工能力 .中国模具协会向全国模具行业推荐适合模具企业使用的 CAD/CAE/CAM 系统。模具设计和加工使用的 CAD/CAE/CAM 系统 ,不要求系统十分庞大 ,但对某些方面要求较高 ,如
16、曲面造型、三轴数控加工等。一些国外的 CAD/CAE/CAM系统 ,虽然具有强大的三维曲面造型、结构有限元分析、计算机辅助制造和产品数据管理能力等 ,但价格昂贵 ,一般企业难于承受。目前在国内应用的主要软件有美国 PTC 公司的CAD/CAE/CAM 集成化系、 PRO/ENGINEER、美国 EDS 公司的 CAD/CAM 软件 UG- 5、法国MATRA-DATAVISION 公司的集成化软件 6、美国 SOLIDWORKS 公司的 SOLID-WORKS 软件 7、美国 CV 公司的 CADDS5 软件、美国 SDRC 公司集成化 CAD/CAE/CAM 软件 8、英国 DELCAM 公
17、司CAD/CAM 软件 DUCT、以色列 CIMATRON 公司的三维 CAD/CAM 软件 CIMA-TRON9、美国 AC-TECH公司的注塑模 CAE 分析软件 C-MOLD、澳大利亚 MOLDFLOW 公司的注塑模 CAE 分析软件 MF,国内华中理工大学模具技术国家重点实验室的注塑模 CAD/CAE/CAM 集成化系统 HSC3。 1、北京航空航天大学软件工程研究所的 CAD/CAM 软件 CAXA 和郑州工业大学注塑模 CAE 分析软件Z-MOLD 等 10。 对于国内一些大型模具企业 ,它们的 CAD/CAM 应用状况多停留在购买国外先进的CAD/CAM 系统和设备上 ,但在其上
18、进行的二次开发较少 ,资源利用率低。对于国内一些中小型模具企业 ,则很少应用 CAD/CAM,有些仅停留在以计算机代替固板绘图。所以有必要改善国内模具企业的 CAD/CAM 应用状况 ,使它们真正做到快速、准确地对市场做出反映 ,使制造出的模具产品质量高、成本低 ,即达到敏捷制造的目的。 1.2.3 产业组织结构现状 目前我国的模具生产 企业可划分为四大类 ,即专业模具厂 ,专门生产模具外供；产品厂的模具分厂或车间 ,以供给本产品厂所需的模具为主要任务；三资企业的模具分厂 ,其组织模式与专业模具厂相类似 ,以小而专为主；乡镇模具企业 ,与专业模具厂相类似。其中以第二类数量最多 ,模具产量约占总
19、产量的 70%以上 3。 我国模具行业管理体制分散 ,目前有 19 个大行业部门制造、使用模具 ,却没有统一的管理部门。靠中国模具工业协会来统筹规划、集中攻关 ,跨行业、跨部门管理困难很多 4。 模具适宜于中小型企业组织生产 ,而我国技术改造投资向大中型企业倾斜时 ,中小型模具 企业的投资得不到保证。包括产品厂的模具车间、分厂在内 ,技术改造后不能很快收回其投资 ,不少模具企业技术改造后负债累累 ,影响其发展。虽然大多数产品厂的模具车间、分厂技术力量较强 ,设备条件较好 ,生产的模具水平也较高 ,但设备利用率低。 我国模具价格长期以来与其价值不协调 ,造成模具行业“自身经济效益小 ,社会效益大
20、”的现象。“干模具的不如干模具标准件的 ,干标准件的不如模具带件生产的 ,干带件生产的不本科生毕业论文 3 如用模具加工产品的”不正常现象严重存在 ,极大地挫伤了模具企业 (包括模具车间和分厂 )职工的积极性 4。这也是模具行业人才留不 住、青年技术人员、青年工人不愿学技术的原因之一。 1.3 注塑模具的国内外的研究现状及发展趋势 1.3.1 国内研究现状及发展趋势 我国在注塑模 CAD技术开发研究与应用方面起步较晚。从 20世纪 80年代中期开始，国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模 CAD系统。同时，某些高等学校和科研院所也开始了注塑模 CAD系统的研制与开发工作，我国注
21、塑模 CAD/CAE/CAM 研究始于 70年代末，发展较为迅速。多年来，我国对注塑模设计制造技术及其 CAD的开发应用十分重视，在“八五”期间，由北京航空航天大学、 华中理工大学、四川联合大学等单位联合进行了国家重点科技攻关课题“注塑模 CAD/CAE/CAM集成系统”，并于 1996年通过鉴定，部分成果己投入实际应用，使我国的注塑模 CAD/CAE/CAM研究和应用水平有了较大提高 .目前拥有自主版权的软件有，华中理工大学开发的塑料注塑模 CAD/CAE/CAM系统 HscZ0，郑州工业大学研制的 2一 MOLD分析软件等 .这些软件正在一些模具企业中推广和使用，有待在试用中逐步完善。这些
22、项目的成果对促进我国注塑模 CAD技术的迅速发展起了重要作用，使我国注塑模 CAD技术及应用水平很快提 高。 目前，我国经济仍处于高速发展阶段 。 一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来 ， 模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产 品 品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。 1.3.2 国外研究现状及发展趋势 近二十多年
23、间，国外注塑模 CAD/CAE 技 术发展相当迅速。 70 年代许多研究者对一维流动进行了大量研究，由最初的 CAD 技术和 CAM技术以图纸为媒介传递信息向 CAD/CAM一体化方向发展。 80 年代初开展三维流动与冷却分析并把研究扩展到保压分子取向以及翘曲预测等领域。 80 年代中期注塑模 CAD/CAE 进入实用阶段，出现许多商品化注塑模CAD/CAE 软件，比较著名的有 :1.澳大利亚 MOLDFLOW 公司的 MOLDFLOW 系统； 2.美国 PTC 公司的 Pro/Engineer 软件； 3.美国 UG 公司 UG11UNIGRAPHICS1 系统等，这些先进软件的熟练掌握极大
24、地 促进了国外模具行业的发展。因此，未来的一段时间内，他们将朝着 大型、精密、复杂与长寿命模具 的方向发展。 1.4 本课题的研究意义 本课题为透明罩盖注塑模具设计，其研究意义是通过这次设计培养学生综合运用已修课程所学的理论知识，结合教学掌握一定的设计技能，并通过实际设计训练巩固和提高所学的本科生毕业论文 4 理论知识。通过实际设计训练，使学生掌握设计的一般方法和步骤，树立正确的设计思想，建立工程概念，培养学生 独立分析问题、考虑问题和解决问题的能力。为后续从事技术工作与进一步学习奠定基础。通过设计计算，培养学生运用设计资料、手册与国家技 术标准、规范的能力，进行一次全面的机械设计基本技能训练，提高综合素质。 本科生毕业论文 5 第二章 透明罩盖的工艺性分析及成型设备选择 2 1 透明罩盖的具体结构和尺寸 塑件的结构和尺寸如图 2.1所示 ： 图 2.1 透明罩盖的零件图
