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保持架注塑模设计及加工工艺性分析方案论证报告.doc

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保持架注塑模设计及加工工艺性分析方案论证报告.doc

毕业设计(方案论证报告)1一、塑料模具概况简介1、塑料模具现状塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一,上个世纪初以来,塑料由于原料来源广泛,综合性能优良,成型方便,性能价格上占有优势,已成为原四大材料钢铁、木材、煤、水泥之后的又一大新型材料。迄今,塑料的体积产量已超过了金属材料。在短短的80多年内,走过了金属材料两千多年的发展历程。塑料广泛应用于汽车、机械、宇航、舰船、电子电气、化工、纺织、医药卫生、建筑、军工、包装、家具、文体用品以及生活用品等各个领域。特别是近年来,具有光、电、磁、生物等功能的高分子材料的出现,使得塑料的应用领域扩大到信息民、生物等新兴产业。塑料科技的高速发展,带动了塑料工业的蓬勃发展。汽车工业21世纪初许多国家汽车工业重要改革措施之一是提高汽车速度、降低能耗,其主要对策是更多地采用塑料件以减轻车体重量。为此,塑料件在汽车中的用量迅速增长。据预测,2013年各类汽车中将有一半用可回收的塑料复合材料制造。航空航天工业21世纪初,航空航天工业技术进步着眼点也是减轻机体总重量,以加快飞行速度,降低能耗。如美国洛克希德航空公司复合材料中心采用新型热塑性树脂为母体的增强复合材料制造的飞机,前体结构质量可减轻40%,紧固件减轻73%。欧洲国家在航空航天发展规划上都非常重视使用高性能新型复合材料和高级复合材料,在宇宙空间站、人造卫星和航天飞船上用于制造蜂窝式结构的外壳、机体外板及其他结构件。电子电气工业目前,电子电气产品结构正向短、小、轻、薄方向发展,对高电磁性塑料合金、超导电塑料、电磁波屏蔽材料、光学性能材料、高性能复合料等,在量和质方面都提出了更高要求。另外,高性能电线、电缆,通信用塑料,光学纤维,新型传感器用塑料以及信息处理中用的各类记录、存贮材料,CAD用静电记录膜,缩微用胶片等在信息化社会中需求量日益增大,这些又大大促进了塑料材料的发展。包装工业人们对包装材料除了在性能方面(高阻透性、高耐热性、保鲜、无菌等)有更高要求外,还要求节省原料、降低能耗。塑料包装材料与传统包装材料比较具有较多优越性。如生产同规格的制品,纸的能耗是塑料的3-5倍,生产过程中释放的二氧化碳及氮氧化物均比塑料高。21世纪初,塑料包装材料仍将成为塑料的主要应用领域。建材工业塑料在建材工业中获得广泛应用。从材料生产能耗比较,如聚氯乙烯为1,则钢材为4.5,铝材为8.8。从应用中节能效果比较,塑料管比金属管可减少输水能毕业设计(方案论证报告)2耗5%,塑料窗比铝窗节省采暖能耗约30%。由此可见,21世纪初塑料建材作为节能材料,在许多国家中的需求量将持续增长。2、塑料模具的发展趋势模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、3D化、智能化、网络化和信息化方向发展。模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全,同时各功能模块采用同一数据模型,以实现信息的综合管理与共享,从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程,达到实现最佳效益的目的。模具设计、分析及制造的3D传统的2D模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的3D化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具所采用的3D数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点,从而使模具并行工程成为可能。另外,Cimatron公司的Moldexpert,Delcam公司的Psmold及日立造船的SpaceE/mold均是3D专业注塑模设计软件,可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚Moldflow公司的3D直实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的HSC3D4.5F及郑州工业大学的Zmold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。模具软件应用的网络化、信息化趋势随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化,以及计算机软硬件技术的迅速发展,网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要,也有可能。美国在其21世纪制造企业战略中指出,到2006年实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案,使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。随着信息化时代的来临,产品需求将越来越快,同时产品订单,客户输入信息的维护必须通过网络信息化实现,模具设计数据将以产品项目文件夹进行数据库管理,产品图形及技术资料通过系统进行审批流程,快捷高速的信息化时代将带领模具进入新进代。二、方案论证及确定1、课题题目介绍本次毕业设计的题目为保持架注塑模设计及加工工艺性分析。保持架是一个带有铜毕业设计(方案论证报告)3质螺纹嵌件的固定架,是铰链结构的一部分,起到保持和固定轴的相对位置和运动形式的作用。2、制件结构形状塑料制件结构形状如图所示。制件由铜质螺纹嵌件和ABS塑料件组合而成,ABS具有刚性好,冲击强度高、耐热、耐低温、耐化学药品性、机械强度和电器性能优良,易于加工,加工尺寸稳定性和表面光泽好,容易涂装,着色,还可以进行喷涂金属、电镀、焊接和粘接等二次加工性能。图21塑件模型3、塑件工艺性分析如塑件图所示,塑件壁厚较大,生产批量为中批材料为ABS,无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,并需采取高料温、高模温来提高提高材料的流动性,因塑件壁厚较大故成型工艺性良好,可以注塑成型。4、型腔的数目和布置方式的确定4.1、型腔数目毕业设计(方案论证报告)4图41型腔排列形式如图,此次毕业设计,就型腔数目、流道和交口的位置如图。型腔数目可设计为一模两腔和一模四腔。一模二腔,一模四腔,无本质正误之分,这两种方案在模具加工时均较为简单,且塑件的形状和尺寸一致性较好,有利于降低模具加工成本,缩短模具制造时间。为保证较高的生产效率,采用一模四腔显然优于一模两腔。另外,如若考虑一模八腔的方案,则较一模四腔不合适,模具型腔数目的增多,塑件的精度会降低(一般每增加一个型腔塑件的尺寸精度便降低48),同时模具的制造成本也提高。同时,塑件质量较大,采用一模八腔时,注塑压力很大,对模具材料要求较高,同时对注塑机要求也随之提高,成本不断攀升。4.2、型腔布局采用平横式布局多型腔模具的型腔在模具分型面上的排列方式可分为平衡式布置和非平衡式布置。平衡式布置的特点是从主流道到各型腔浇口分流道的长度、截面形状与尺寸均对应相同,可以实现个型腔均匀进料和同时充满型腔的目的,从而使所成型的塑件内在质量匀一稳定,力学性能一致。见下图a)、b)。

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