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1、本课题的研究现状、研究目的及意义1我国塑料成型工业的发展情况及趋势： 近几年来我国的塑料行业发展迅猛，到目前为止，我国在塑料模的制造精度、模具标准化程 度、制造周期、模具寿命以及塑料成型设备的自动化程度和精度方面有了长足的进步，但与 国外发达国家相比，仍有一定的差距，特别在精密制造技术的领域，生产能力还比较薄弱。 我国注塑模得到迅速发展,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.从模具设计和制造技术方面来看,注塑成型模具的发 展趋势可归纳为以下几方面.(1) 加深理论研究 在模具设计中,对工艺原理的研究越来越深入,模具设计已由经验设计
2、阶段 逐渐向理论计算设计方面发展.,尤其是注塑时熔体流动引起的取向,这使塑件的质量得到很 大的提高.(2) 高效率,自动化 大量采用各种高效率,自动化的模具结构,如高效冷却以缩短成型周期;气 体辅助注射成型以提高注塑件质量;热流道注塑系统以提高塑件的生产率和质量;各种能源 可靠的自动脱出产品和流道凝料的脱模机构以增加产量等.告诉自动化的注塑成型机械配以 先进的模具,对改善制件质量,提高生产效率,降低产品的成本起了很大的作用.(3) 大型,超小型及高精度 由于塑料具有异常的特性,应用范围十分广阔.塑料件已应用到建 筑,交通运输,家用电器,仪器仪表等各个工业领域,于是出现了各种大型,竟谬和高寿命的
3、注塑 成型模具.为了满足这些要求,研制了各种高强度高硬度高耐磨性能且易加工,人处理变形小, 导热性优异的模具材料.(4) 标准化 模具标准化及模具标准件的应用将极大的影响模具制造周期.且还能提高模具的 质量及降低模具的制造成本.开展模具标准化工作,使模板,导柱,推杆等通用零件标准化,系列 化,商品化,以适应大规模成批地生产注塑成型模具.2CAD/CAE/CAM 技术在注射模设计中的应用:采用CAD技术是模具生产的一次革命，是模具技术发展的一个显著特点。引用模具CAD 系统后，图纸不再是设计与制造环节的分界线，也不再是制造、生产过程中的唯一依据，图 纸将被简化，甚至最终消失。模具CAD技术在近几
4、年的发展过程中日趋成熟，基于此项技 术的二维、三维制图软件得到了广泛的应用，如美国的Pro/E、UG、CADDS5软件等。基于网络化的CAD/CAE/CAM 一体化系统结构也得到了迅猛发展，在网络系统下实现了 CAD/CAM的一体化，解决了传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作的 要求，更能符合实际应用的自然过程。它的智能化程度也正在逐渐提高，模具CAD的ASP 模式应运而生，它可用于逆项设计、快速原型制造、数控加工外包、模具设计和模具成型过 程分析等，这样使得许多用于模具加工的数控机床统一化、一体化，使整个社会的模具制造 企业按照价值链和制造流程分工，使得制造资源得到最优发
5、挥。在今后一段时期内，国内的模具企业要提高CAD/CAE/CAM技术在塑料模设计与制造中的 应用层次。3. Moldflow软件在注射模具设计中的应用：Moldflow软件在注塑模设计中的作用主要体现在以下几方面。a、优化塑料制品运用MoldFlow软件，可以得到制品的实际最小壁厚，优化制品结构，降低材料成本，缩短 生产周期，保证制品能全部充满。b、优化模具结构运用Moldflow软件，可以确定最佳浇口位置，建立较合适的浇注系统与冷却系统，并且对 型芯、型腔、浇口、流道等尺寸进行优化，使得模具的结构趋于简单化，合理化，提高了模 具质量，减少了修模次数。C、优化注塑工艺参数运用Moldflow软
6、件，可以确定最佳的注射压力、保压压力、锁模力、模具温度、熔体温度、 注射时间、保压时间和冷却时间，以注塑出最佳的塑料制品。4. 基于塑料产品快速开发的逆向工程：a、逆向工程的概念逆向工程是指应用计算机技术由实物零件反求其设计概念和数据并复制出零件的整个过程， 也称为反向工程、反求工程。逆项工程把实物零件经过高效准确的测量，借助计算机将模拟 量转换成数字量，从而建立起数学模型，并进行必要的改进，通过数学模型生成图样和NC 信息，最终获得零件，实现从产品再设计产品（批量）的过程。b、逆向工程在模具制造中的应用逆向工程技术在模具制造中的应用主要包括以下两方面：1）以样本模具为对象进行复制，即对原有的
7、模具进行复制。2）以实物零件为对象，设计制造模具并通过模具进行复制，即对用户提供的实物进行检 测，然后通过制造模具复制零件。模具在制造过程中，运用逆向工程技术不仅能够得到精确的复制品，而且可以为产品的更新 及数控加工带来方便，对提高模具质量，缩短模具制造周期具有特别重要的意义。毕业设计的目的和意义：1）通过本次毕业设计，使同学们能够真正的巩固所学的专业知识。2）在这次毕业设计中，我们将会运用到许多绘图和分析软件，我们可以在此基础上掌握 运用专业软件解决实际问题的能力。3）通过本课题的研究，培养我们综合运用所学基础理论知识、基本技能和专业知识，联系 生产实际以及自我分析和解决问题的能力。本课题的
8、研究内容1主要内容： 红塔小卡车门内饰板结构具有一定的典型性，本课题主要是将对零件的三维模型进行 科学的分析，并在此基础上给出合理的成型方法，通过Pro/E对其进行模具型芯、型腔的设 计及分模工作，并在Moldflow软件中对其进行模流分析，然后在Mastcam中进行型心、型 腔的加工，之后就开始进行模具设计，设计出完成该零件生产的塑料模总体结构，最后绘制 二维及三维模具的总装图及零件图，并撰写毕业论文。2需完成的技术文件：1）开题报告一份（文献综述、调研报告、方案论证、完成课题的基本思路及进程计划等）；2）外文翻译2000 字以上；3）毕业论文一份（1.5 万字以上）及光盘;4）毕业设计图纸
9、不少于A0 3张（3D开模图一份,2D装配图一份和零件图若干份） 3注塑模具设计步骤：注塑模具的设计须按照以下几个步骤进行：（1）塑件分析a 明确塑件设计要求 仔细阅读塑件制品零件图，从制品的塑料品种，塑件形状，尺寸精度，表面粗糙度等各方面 考虑注塑成型工艺的可行性和经济性，必要时，要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构 修改的可能性。b 明确塑件的生产批量 小批量生产时，为降低成本，模具尽可能简单；在大批量生产时，应保证塑件质量前提条件 下，尽量采用一模多腔或高速自动化生产，以缩短生产周期，提高生产率，因此对模具的推 出机构，塑件和流道凝料的自动脱模机构提出严格要求。c 计算塑件的体积和质量
10、 计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机，提高设备利用率，确定模具型腔数。（2）注塑机选用 根据塑件的体积或重量大致确定模具的结构，初步确定注塑机型号，了解所使用的注塑机与 设计模具有关的技术参数，如：注塑机定位圈的直径，喷嘴前端孔径及球面半径，注塑机最 大注塑量，锁模力，注塑压力，固定模板和移动模板面积大小及安装螺孔位置，注塑机拉杆 的间距，闭合厚度，开模行程，顶出行程等。（3）模具设计的有关计算a 凹，凸模零件工作尺寸的计算；b 型腔壁厚，底板厚度的确定；c 模具加热，冷却系统的确定。（4）模具结构设计a 塑件成型位置及分型面选择；b 模具型腔数的确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置；
11、c 模具工作零件的结构设计；d 侧分型与抽芯机构的设计；e 顶出机构设计；f 拉料杆的形式选择；g 排气方式设计。（5）模具总体尺寸的确定，选购模架 模架已逐渐标准化，根据生产厂家提供的模架图册，选定模架，在以上模具零部件设计基础 上初步绘出模具的完整结构图。（6）注塑机参数的校核1 最大注塑量的校核；2 注塑压力的校核；3 锁模力的校核；4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核，包括闭合高度，开模行程，模座安装尺寸等几 方面的相关尺寸校核。（7）模具结构总装图和零件工作图的绘制 模具总图绘制必须符合机械制图国家标准，其画法与一般机械图画法原则上没有区别，只是 为了更清楚地表达模具中成型制品的形状
12、，浇口位置的设置，在模具总图的俯视图上，可将 定模拿掉，而只画动模部分的俯视图。模具总装图应该包括必要尺寸，如模具闭合尺寸，外形尺寸，特征尺寸（与注塑机配合的定 位环尺寸），装配尺寸，极限尺寸（活动零件移动起止点）及技术条件，编写零件明细表等。 通常主要工作零件加工周期较长，加工精度较高，因此应首先认真绘制，而其余零部件应尽 量采用标准件。（8）全面审核投产制造 模具设计员一般应参与加工，组装，试模，投产的全过程。4.注塑模具三维分模设计研究 模具的三维设计是依据模具工艺和制品的毛坯三维模型，通过型、拆模，获得模具的型 腔、型芯、滑块、镶块等，并与模架和其他零件进行装配，最后通过制造获得模具。
13、在注塑 模具三维设计中，其技术关键是分模成型特征表面的形成，而其他特征较简单，容易解决。 本课题研究的实施方案、进度安排 一研究方法与思路 本次塑料模具设计主要采用理论与实践相结合的方式，运用所学理论知识，结合校外实习参 观中所看到的，以及课程设计的经验，在老师的指导和帮助下完成本次毕业设计。 在开始设计阶段，收集和查阅有关本次设计的相关资料；分析设计制品的结构，初步完成该 制品模具设计的基本结构；学习和熟练掌握计算机的CAD和Pro/E软件，完成本次模具设 计的 3D 开模图和 2D 的总装图以及若干零件图；对前面所有的设计过程进行小结，完成毕 业设计说明书的写作。二研究对象调研及思路分析
14、塑件结构特点：总体结构较简单，但曲面较多，造型较困难，需要采用逆向工程技术。塑件中的倒沟较多，需采用内侧向抽芯机构。三.研究中可能遇到的困难1) 运用Pro/E软件进行3D分模，需要采用逆向工程技术；2) 运用Moldflow进行成型过程的模拟分析，需要学习该软件的使用方法，需要比较长的时 间。3) 该塑件曲面较多，且不规则，造型较困难。4) 该塑件中倒沟较多，需采用内侧向抽芯机构，且抽芯的方向各不相同，在脱模时需考虑 如何避免侧滑块与动模的干涉。5) 该塑件孔较多，小型芯不可以做成整体形式，需采用镶块。如果做成整体形式，小型芯 一旦磨损，就会造成模具的浪费。6) 该塑件体积较大，软件处理起来
15、很困难，很容易产生缺陷。 研究计划(1) 1-2 周 完成开题报告及外文翻译(2) 5 周 熟悉相关成型软件的应用，查找相关资料(3) 6-10 周 完成零件分析，给出模具结构总体方案查找相关资料并完成主要的工艺计算(4) 11-14周 绘制模具草图，电脑绘制模具总装及零件图形(5) 15-17周:撰写毕业设计说明书(8)18 周：答辩特色与创新 近年来，许多新技术在模具行业中得到越来越广泛的应用，如CAD/CAE/CAM 技术以及 Pro/E、UG 等三维造型软件的应用，都使得模具的设计变得越来越方便，越来越 简单。在本次毕业设计中，我们将全部用计算机辅助绘图来完成。其中，将使用Pro/E软件对模具 型腔和型芯进行3D分模，这是本次设计的难点，也是重点。平面图许多与成型零部件有关 的结构也都需要在3D开模的基础上绘出来的。运用Moldflow对塑件进行模拟分析，从而 使模具设计更具有理论依据，从而打破以往只依靠经验的传统，引入定量分析。文献综述 6.参考文献1 屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计.北京:高等教育出版社， 2005.52 张荣清主编.模具制造工艺.北京:高等教育出版社， 2006.13 单岩王蓓王刚编著.Moldflow模具分析技术基础北京:清华大学出版社，2004.94 贾润礼主编.实用塑料模设计手册.北
