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1、塑料仪表盖注塑成型工艺及模具设计第 1 页 共 53 页摘 要:注射成形是将粉状塑料从注射机料斗送入已加热的料筒，经加热熔融后，受柱塞或螺杆的推动，熔融塑料通过料筒前端的喷嘴快速注入闭合塑模中，经冷却（热塑性塑料）定型或加热（热固性塑料）定型后，开启模具取出制品。阅读设计任务书，明确设计任务，准备设计资料。塑件在模具中的成型位置，分型面和型腔数量的确定，浇注系统形式和浇口的设计，成型零件的设计，脱模推出机构的设计，排出系统和温度调节系统的设计和模架选择。协调好各个零件之间的装配关系，用 CAD 绘制装配图及各零件图。整理和编写课程设计说明书。关键词：注射机；模具；注射成型；目 录引 言 1第一
2、章 绪 论 21.1 我国古代模具技术已达到较为先进的水平 21.2 中国模具行业现状分析及发展预测 21.2.1 模具行业现状 21.2.2 未来冲压模具制造技术发展趋势 31.3 中国模具行业十一五发展目标和重点 51.3.1.未来发展目标 51.3.2.主要发展重点： 61.4 本设计的研究工作和意义 7第二章 制品工艺分析 9第三章 工艺方案分析及成型工艺参数的确定 123.1 工艺方案分析比较及选择 123.2 成型工艺参数的确定 13第四章 设备的初步选择 144.1 注塑所需体积计算 144.2 锁模力的计算 154.3 型腔数目的确定 154.4 设备的选择 16第五章 模具结
3、构设计 175.1 分型面、排气方式的确定 175.1.1.分型面的选择 175.1.2.排气方式的确定 175.2 浇注系统设计 185.3 成形零件结构设计 195.4 导向和定位机构设计 195.5 脱模机构设计 205.6 温度调节系统设计 20第六章 成型零件的尺寸计算和强度、刚度校核 216.1 成形零件的工作尺寸计算 216.1.1.型腔的工作尺寸计算: 226.1.2.型芯的工作尺寸计算: 226.2 刚度和强度的校核 23第七章 注塑机有关参数的校核 247.1 开模行程的校核 24塑料仪表盖注塑成型工艺及模具设计第 2 页 共 53 页7.2 安装参数的校核 247.2.1
4、定位圈尺寸 247.2.2最大与最小模厚 247.2.3喷嘴尺寸 25第八章 模具选材和加工制造 26第九章 试 模 27参考文献 29谢 辞 29附件:（英译汉） 31塑料仪表盖注塑成型工艺及模具设计第 1 页 共 53 页引 言塑料是 20 世纪才发展起来的新材料，也是一门新兴工业。目前，世界上塑料的体积产量已经大大超过了钢铁，成为当前社会使用的一大类材料。只有迅速地发展塑料加工业，才能把各种性能优良的高分子材料变成功能各异的塑件产品，在国明经济各领域充分地发挥作用。随着塑料制品日益广泛的应用，在注塑成型过程中起着重要作用的模具越来越受到重视。除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定
5、之外，塑料制品的内在质量、成型效率也受模具的控制，所以如何高质量，简明、快捷和规范化地设计注塑模具，成为发挥注塑成型工艺优越性、扩大注塑制品应用的首要问题。在本章中将介绍注塑模具的组成、类型和设计程序等方面的内容。随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。注塑成型工艺及其模具设计是一门不断发展的综合学科，不仅随着高分子材料合成技术的提高、注塑成型设备的革新、成型工艺的成熟而改进，而且随着计算机技术、快速造型技术、数值模拟、数字化
6、应用技术等在注塑成型加工领域的渗透而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法，我们不难发现，在机械、化工、汽车、邮电通信、仪器仪表、文体医卫、军事国防、家电等都具有广泛应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产率高和消耗低的特点，有很大的市场需求和广阔的发展前景。塑料仪表盖注塑成型工艺及模具设计第 2 页 共 53 页塑料仪表盖注塑成型工艺及模具设计第一章 绪 论1.1 我国古代模具技术已达到较为先进的水平据文选记载模具技术起源于远古中国，从对铸陶技术到青铜器的考古，充分说明了我国古代采用模型塑造产品的技术已经达到较先进的水平。1986 年在四川广汉三星堆发掘出两个大型商代祭祀坑，
7、出土了近千件精美绝纶的珍贵文物。大小各异的青铜人头，神秘怪诞的青铜面具表明：商代的我国已开始使用模具来成型青铜雕像。特别是到春秋战国时期，各种农作器具、战争武器的制作，使模具技术的运用渐趋成熟。1998 年底，教研工作者经过科学勘探，发现了秦陵地下宫城军备库陪葬坑：从出土的秦剑、铍、矛、戈、戟、车马器构件、锛箭头及其它军用装备显示，秦国青铜兵器的铸制技术、铸制规模及铸后的机械加工技术已达到较为先进的水平，铸模为秦始皇叱咤风云，一统中国立下了汉马功劳。1.2 中国模具行业现状分析及发展预测1.2.1 模具行业现状改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一
8、直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡” ；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条塑料仪表盖注塑成型工艺及模具设计第 3 页 共 53 页中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志和发展程度的标志之一。近年许
9、多模具企业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。一些国内模具企业已普及了二维 CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等国际通用软件。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，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。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 KMAS 软
10、件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模 CAD/CAE/CAM 软件，上海交通大学模具 CAD 国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 CAD 软件等在国内模具行业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。1.2.2 未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”
11、、 “精度高” 、 “质量好” 、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工塑料仪表盖注塑成型工艺及模具设计第 4 页 共 53 页国外近年来发展的高速
12、铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，
13、相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具
14、热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。塑料仪表盖注塑成型工艺及模具设计第 5 页 共 53 页(8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测
15、控制系统。1.3 中国模具行业十一五发展目标和重点在信息社会和经济全球化不断发展的进程中，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展。伴随着产品技术含量的不断提高，模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展；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、经营国际化方向发展。1.3.1.未来发展目标以 2005 年全国模具产值 600 亿元为基础，按“十一五”期间年均增速12%15%及 20102020 年期间年均增速 10%左右测算，总量目标为：按年均增速 12% 推算，2010 年约 1000 亿元，2020 年约 2600 亿
16、元。按年均增速 15% 推算，2010 年约 1200 亿元，2020 年约 3100 亿元。 经过“十一五”努力，使我国模具水平到 2010 年时进入亚洲先进水平的行列，再经过 10 年的努力，2020 年时基本达到国际水平，使我国不但成为模具生产大国，而且进入世界模具生产制造强国之列。2010 年时的几项具体目标：1)模具精度达到0.001mm；模具生产周期比现在缩短 30%左右。2)机床数控化率和 CAD/CAM 技术应用率比现在提高 1 倍。3)骨干企业基本实现信息化管理，通过 ISO9000 等质量管理体系认证。4)高水平模具比例要有较大提高。大型、精密、复杂等技术含量高的中高档模具的比例从目前的约 30%提高到 2010 年的 40%和 2020 年的 50%以上。 5)国产模具国内市场占有率从目前不足 80%，2010 年要达到 85%以上，2020 年要达到 90%以上。6)模具出口以 2010 年模具出口 10 亿美元，2020 年模具出口 2530 亿美元
