镜盒式计算器底盖注塑模具设计
镜盒式计算器底盖注塑模具设计,盒式,计算器,注塑,模具设计
设计(论文)开 题 报 告 题 目 境盒式计算器底盖的注塑模具设计 指 导 教 师 院(系、部) 专 业 班 级 学 号 姓 名 日 期 教务处印制境盒式计算器底座注塑模具设计摘要:本文通过对模具的发展现状以及塑料模具的发展现状,综述了注塑模具的市场发展。用PROE软件,CAD软件境盒式计算器底座的注塑模具的设计,从而缩短产品开发周期、提高产品设计制造质量、降低成本及灵活快速响应市场的目的。介绍了塑料注塑模具的工作原理及应用、设计准则,塑料注塑模的设计计算,包括模具结构设计,注塑机的选用等方面。 关键词:注塑模具;境盒式计算器底座;PROE4.0;研究的目的、意义、现状和方法1.研究的目的及意义塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,掌握塑料产品的生产过程对提高产品质量有很大意义1。在机械制造业中,随着全球市场竞争的日益激烈,各企业都力求以最好质量、最低成本、最快速度将产品推向市场,计算机模拟技术得以充分用用。在传统模具设计制造过程中,模具制造完毕后要进行多次试模、修模。反复的修模会造成模具内部品质的变化,导致整副模具.性能降低,从而使最终塑料制品质量不能达到标准。而使用计算机辅助技术不仅可提高一次性试模的成功率,而且还可以使模具在质量、性能及成本上都有很大程度的提高2。通过本次设计掌握先进软件技术,用专业软件PROE4.0来缩短设计周期,提高一次性试模的成功率。本设计还通过球面轴套的注塑模具设计,了解注塑模具制造特点和新兴注射成型技术对模具制造的新要求,分析注塑模具制造技术中的几个关键问题。模具具有明显的效益扩大作用,用模具生产出来的最终产品价值,往往是模具自身价值的几十倍,几百倍,甚至更多。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性,高生产率和代消耗,是其他加工方法所不能比拟的。注塑模具的发展日新月异,掌握注塑模具设计,对未来的注塑模具设计市场有着不可估量的意义,对个人今后的事业有着不同寻常的意义。2、研究的现状世界工业经济和科学技术的发展,带动了模具制造业的迅速发展。在现代工业生产中,模具是最重要的工艺装备之一3。采用模具进行生产能提高生产效率,节约原材料,降低成本,并保证一定的加工质量要求。模具已经成为现代工业生产的主要成型工具。模具行业是制造业的重要组成部分,模具生产水平的高低已经成为一个国家制造水平高低的重要标志,因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力4。模具是工业生产的基础工艺装备。在电子、汽车、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成型。5塑料,橡胶,陶瓷,玻璃,皮革,耐火材料以及建材制品等大部分产品也都是采用模具成型。因此个发达工业国家都十分重视对模具品种的开发,质量的改进,加工精度的提高和制造周期的缩短。现代模具行业是技术、资金密集型的行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时,也直接为高新技术产业服务。目前,CAD/CAE/CAM等技术已被广泛应用于模具设计和生产6。由于模具生产采用一系列高新技术,如CAD/CAE/CAM/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等等,因此,模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分,有人说,现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业。在中国,人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位。我国的模具正处在高速发展时期,据不完全统计 ,目前模具生产厂点共有2 万多家,从业人员约50 万人,全年模具产值约360 亿元,总量供不应求,出口约2 亿美元,进口约10 亿美元7。许多模具企业十分重视技术发展,加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。塑料工业近20年来发展十分迅速。早在十多年前塑料的产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属的总和8。塑料制品在汽车、机电、仪表、航空航天等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到广泛应用。近年来,中国塑料工业年均增长速度达到10%以上,塑料制品年产量位居世界第二。塑料制品在农业、塑料包装、塑料管材和异型材、汽车、家电、电子、交通等领域发展迅猛,掀起了一股投资热潮。建筑业是国民经济的支柱产业,今后5-10年中国建筑业会有更大的发展,将成为中国市场新的消费热点和经济增长点,并带动化学建材业的发展。由于国家已禁止使用铸铁管道,代之以塑料管材,预计2012年全国新建住宅室内排水管的80%及城市供水管的50%将采用塑料管。同时国家正在大力发展塑料门窗,预计2012年塑料门窗的普及率将达到30%-50%。塑料模具是应用最广泛占的一类模具,在模具类中塑料模比例一般30%40%。塑料模具近年来发展相当快,2002年已经增加到140亿左右。在2006年模具进出口统计中,我国模具的出口总额为2.52亿美元,进口额则达到了12.72亿美元,在进口模具中的塑料模具占到了50%左右。塑料模具行业的产业关联度大,带动力强,外向度高,发展塑料模具工业有利于拉动其它行业的发展,推动产业结构的调整。塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下,形成了一个巨大的产业链条,从上游的材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业,塑料模具发展方兴未艾。这是整个塑料模具行业的优势所在。塑料制品成形的方法虽然很多,但最主要的方法是注塑成型。世界成形模具产量的半数以上是注塑模具。80年代以来注塑模CAD/CAE/CAM技术已经从实验室研究阶段进入了实用化阶段。在注塑模具方面,2010年,注塑模具比例进一步上升,热流道模具和气辅模具水平进一步提高,注塑模具在量和质方面都有较快的发展,我国最大的注塑模具单套重量已超过50吨,最精密的注塑模具精度已达到2微米。在CAD/CAM技术得到普及的同时,CAE技术应用越来越广,CAD/CAM/CAE一体化得到发展,模具新结构、新品种、新工艺、新材料的创新成果不断涌现,专利数量增多。实践证明,缩短注塑模具设计与制造周期,提高塑料制品制造精度与性能的正确途径之一是采用CAD/CAE/CAM技术9。 当前国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大。注射成型技术作为塑料加工成型方法中最重要的方法之一,已经得到相当广泛的应用。据统计,注塑制品约占整个塑料制品的20%30%,而在工程塑料中有80%以上的制品是采用注塑成型加工的。我国注塑模具工业起步晚,底子薄与工业发达的国家相比存在很大的差距。但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和改革及开放方针引导下,我国注塑模行业得到迅速发展。高效率,自动化,大型,微型,精密,无流道,气体辅助,高寿命模具在整个塑料模具产量所占的比重越来越大,为工业生产打下了坚实的基础,推动国民经济的快速发展。在引进的塑料模具中,以科技含量较高的模具居多,如高精度模具、大型模具、热流道模具、气辅及高压注射成型模具等。现代塑料制品对表面光洁度、成型时间都提出了更高的要求,因而也推动了塑料模的发展。在塑料模具方面,我国与国外产品还存在较大差距。要改善中国塑料模具的进出口状况,必须加速国产塑料模具的发展。为此,要尽快突破制约模具产业发展的两大瓶颈。一是模具标准化率不足,这必然导致交货期延长,同时造成用户更换零部件的困难。模具标准化程度低也直接制约着模具的专业化分工协作和商品化流通,也限制了模具的出口,2003年中国模具标准化程度和商品化程度在45%左右,与发达国家商品化程度70%-80%相比,还有较大的差距。 另一个主要原因是国内制造高精模具的能力较低。随着塑料工业的不断发展,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类国产高档模具在市场上随着发达国家模具产业和技术的对外转移以及中国产业结构的调整,与轿车、家电和电子业相关的精密模具的需求不断增加,从速度、品质、成本及服务等多方面加速了模具产业的竞争步伐,从而不断提升国内模具标准化和精密化等方面的技术水准。经过多年努力,塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等在中国越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统组件;针对市场关键零部件、微孔、精细结构组件的加工要求,追求精密模具的开发以提高产品附加值,已成为一些中小企业发展之道。专家预言,未来模具将向大型化、高精密度、多功能复合型等方向发展,热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高,并且随着塑料成型工艺的不断改进与发展,气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具也将随之发展。同时,由于近年来中国每年用10亿美元左右进口模具,其中精密、大型、复杂、长寿命模具占多数。从减少进口的角度出发,中国也应加快高档塑料模具的开发。未来的十年,中国模具工业和技术的主要发展方向包括10: 1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平; 2.在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术;3.大力发展快速制造成形和快速制造模具技术; 4.在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术;5.提高模具标准化水平和模具标准件的使用率; 6.发展优质模具材料和先进的表面处理技术; 7.逐步推广高速铣削在模具加工的应用; 8.进一步研究开发模具的抛光技术和设备; 9.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程; 10.开发新的成形工艺和模具。一般注塑模具制造都采用一模多腔,以提高生产效率,降低成本。11这也是当前注塑模具的发展现状之一。相关知识燕秀工具是PROE4.0的一个外挂软件,该软件为模具设计提供标准模架以及一些经典结构的设计,从而可大大提高产品效率13。主要研究内容1、浇注系统及排气形式的确定根据塑料熔体的流动行为和流道、型腔内各处的流动阻力,通过分析的出充模顺序同时考虑塑料熔体在模具型腔内被分流及重新熔合的问题和型腔内原有气体的导出问题,分析熔接痕的位置,决定浇口的数量和方位14。在这方面除了可用经验或解析的方法分析外,还可用模流分析软件进行分析。2、冷却形式的确定根据塑料熔体的热学性能数据、型腔形状和冷却水道的布置,分析得出保压和冷却过程中塑件温度场的变化情况,解决塑性收缩、补缩问题,尽量减少由于温度和压力不均、结晶和取向不一致而造成的残余内应力和翘曲变形。同时还要尽量提高冷却效率,缩短成型周期。3、脱模形式的确定塑件脱模和横向分型抽芯问题,通常可以通过经验和理论计算分析来解决。4、分型面及型腔数目的确定,型腔的布置的确定决定塑件的分型面,决定型腔的镶拼结合。模具的总体结构和零件形状不但要满足充模和冷却等工艺方面的要求,同时成型零件还要具有适当的精度、粗糙度、强度和刚度,易于装配和制造,制造成本低。5、注塑机的选择注塑机的选择应根据成型塑件所需的最大注射容量或质量、锁模力、模具的闭合厚度及所需的开模距离来确定16。总结注塑模具在现代工业中占有很重要的地位。注塑成型新技术的产生与发展对制造技术不断提出了新的要求,将信息技术与现代管理技术应用于制造全过程,未来注塑模制造将是以计算机辅助技术为主导技术,以信息流畅作为首要备件的有极强应变能力与竞争力的技术。球面轴套的注塑模具设计以计算机为辅助工具,从三维造型到模具设计分析用PROE4.0软件,平面图绘制用到了CAD制图软件,整个设计过程离不开电脑辅助。仅以球面轴套的注塑模具设计展望未来注塑模具市场的发展。参 考 文 献1 陈涛.塑料模具的动态仿真.现代制造工程,2009(3):90-912 钱萍,朱红建,朱理.CAE技术在柜机风栅注塑模具设计中的应用.机械制造,2010(4):17-19 3 李奇,朱江峰.模具设计与制造.北京:人民邮电出版社,20064 李大鑫,张秀棉.模具技术现状与发展趋势综述.模具制造,2005(2):60-615 刘向阳,屈平.我国模具工业发展现状.世界制造技术与装备市场,2004(2):88-906 王志峰,赵维民.中小型注塑模具企业模具设计与加工的流程.机械设计与制造,2008(2):196-1987 刘少达.我国塑料模具工业的现状及发展趋势.仲恺农业技术学院学报,2004(3):101-1038 姬正桥,谢州.塑料产品注塑模具的现代数字设计分析与制造.机械设计与制造,2008(1):209-2119 付宏生,刘京华.注塑制品与塑料模具设计.北京:化学工业出版社,200310 黄虹.塑料成型加工与模具.北京:化学工业出版社,200211 冷真龙,周丽萍.一模多用注射模具设计研究.机械设计与制造,2009(5):251-25312 李锦标,易铃棋,郭雪梅.精通PROE4.0注塑模具设计.北京:清华大学出版社,200813 孙波.机械专业毕业设计宝典.西安:西安电子科技大学出版,200814 Yang Junyi,Li Yuanyuan,Effect of cooling Sysyterm Desipn and Process parameters on cyclic variation of Mold Temperature-Simulation by DRBEM Plastics Rubber and Composistes Processing and Applications,1995,23(4),221-251 15 邓明.实用模具设计简明手册.北京:机械工业出版社,20068
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