叶片注射成型模具毕业设计

- 1 -本科生毕业论文论文题目 叶片注射成型模具设计 学生姓名 吴兴涛 学号 1307050128 专 业 机械设计制造及其自动化年级 机械 131 指导教师 刘守荣 职称 教授 学 院 工学院 中国农业大学教务处制2017年 6月 10日中国农业大学学士学位论文 摘要 - 2 -摘 要在整个模具行业中，塑料模具是很重要的一部分，而在塑料模具中注射成型模具，是发展较快的种类之一，因此通过研究典型注塑件成型过程，对了解注塑件成型产品质量有很大的研究意义。本设计通过对典型塑料零件风扇和风扇支架进行注塑设计，在介绍注射成型原理基础上，应用注射模具设计的基本原则和三维 CAD/CAE 技术，对所作模具进行初步设计和模拟，在通过经典的公式计算，对模具的强度和热量冷却进行计算校核。通过典型零件设计，对注射模具有一个比较全面的认识，了解模具工作原理，参数化计算和表示，运用三维设计技术优化和简化设计过程，提高整个工作的效率。关键词： 塑料注射模具 风扇叶片 风扇支架 参数化中国农业大学学士学位论文 Abstract在此处键入 -3- 在此处键入Abstractin the mold industry, plastic mold is a very important part, and in the plastic mold injection mold is one of the types of rapid development, therefore, through the study of the forming process of typical injection molding, injection molding products to understand the quality of great significance.This design through the design of a typical injection molding plastic parts and fan fan bracket, the injection molding principle based on the basic principles of mold design and injection application of 3D CAD/CAE technology, preliminary design and Simulation of the mold, through the classic formula calculation, strength and heat of mould cooling calculation.Through the design of typical parts, have a more comprehensive understanding of the injection mold, understand the mold working principle, parameter calculation and representation, using 3D design technology to optimize and simplify the design process, improve the efficiency of the whole work.Keywords: plastic injection mould, fan blade, fan support, parameterizati中国农业大学学士学位论文 目录 - 4 -目 录中文摘要 .2英文摘要 .3目录 .4第一章 绪论 .7第二章 国内外塑料模具现状 .71 国内塑料模具现状 .71.1 产品结构现状 .71.2 CAD/CAE/CAM 应用现状 .81.3 产业结构现状 .82 国外塑料模现状 .92.1 国外塑料模标准化状况 .92.2 国外塑料模信息化现状 .103 国内与国外塑料模具差距 .103.1 模具材料和标准件 .103.2 模具精度、寿命和模具制造周期 .103.3 加工设备、模具制造工艺和测量技术 .113.4 模具企业员工素质 .11第三章 塑件的工艺分析 .111 控制柜风扇骨架 .111.1 精度 .111.2 脱模斜度 .121.3 表面粗糙度 .121.4 结构分析 .122 风扇零件 .122.1 注射成型可行性分析 .122.2 表面粗糙度 .132.3 尺寸精度 .132.4 壁厚 .132.5 圆角 .13第四章 塑件材料分析 .131 材料性能 .131.1 物理性能 .13中国农业大学学士学位论文 目录在此处键入 -5- 在此处键入1.2 力学性能 .141.3 热学性能 .141.4 电学性能 .141.5 环境性能 .141.6ABS 流变性 .141.7 吸水性 .141.8 后处理 .152 工艺性 .153 制品与模具设计 .163.1 制品壁厚 .163.2 脱膜斜度 .163.3 顶出要求 .163.4 排气 .163.5 浇道与浇口 .174 成型工艺规范 .174.1 注射温度 .174.2 模具温度 .174.3 注射压力 .174.4 注射速度 .18第五章 注射机和模架选择 .191 注射机选择 .192 模架选择 .19第六章 浇注系统和排溢系统设计 .201 塑料制件在模具中位置 .201.1 型腔数量及排列方法 .201.2 分型面的设计 .211.3 设计方案 .212 浇注系统设计 .212.1 浇注系统作用 .212.2 浇注系统设计 .223 排溢系统设计 .24第七章 成型零部件的设计与计算 .241 成型零件结构设计 .241.1 型腔结构设计 .251.2 型芯设计 .252 成型零件工作尺寸计算 .252.1 风扇支架尺寸计算 .262.2 风扇尺寸计算 .282.3 中心距尺寸 .292.4 模具型腔侧壁厚度计算 .30第八章 主要结构零件设计 .301 支撑板厚度计算 .302 导柱导套 .31中国农业大学学士学位论文 目录 - 6 -3 定位圈与浇口套 .314 拉料杆 .325 推杆 .326 复位杆 .337 推板 .338 推板导向 .349 限位钉 .34第九章 侧向分型与抽芯机构设计 .341 侧向分型抽芯机构功能 .342 侧向分型抽芯机构分类 .353 侧向分型抽芯机构设计 .353.1 抽芯距 .353.2 抽拔力 .353.3 斜导柱倾角 .363.4 斜导柱直径 .363.5 斜导柱长度 .364 导滑槽与滑块 .364.1 导滑槽 .364.2 滑块 .37第十章 冷却系统设计 .381 确定成型周期 .382 被传导进模腔总热量计算 .383 型芯冷却系统计算 .394 型腔冷却系统计算 .40第十一章 相关力及参数的计算和校核 .411 锁模力校核 .412 脱膜力计算 .433 模具行程校核 .43第十二章 模具总体结构分析 .441 总体结构 .442 模具运作介绍 .45第十三章 塑料模具用钢 .451 塑料模具用钢的必要条件 .452 选用钢材的条件 .463 塑料模具常用零件及处理 .46参考文献 .47致谢 .48中国农业大学学士学位论文 第一章绪论在此处键入 -7- 在此处键入第一章 绪论模具是工业生产的基础工艺装备，国民经济的五大支拄产业机械、电子、汽车、石化、建筑都要求模具工业发展与之相适应。 目前，模具行业的生产性服务业发展迅速，模具标准件、软件、材料供应等服务模式更为人性化，为企业一揽子解决问题的服务模式开始出现，这无疑对模具行业的发展有着很大的推动作用，另外，我国的模具品种仍然不丰富，模具行业的平衡发展亟需重视。模具是制造业的重要基础工艺装备。模具在制造业产品生产、研发和创新中所具有的重要地位，使得模具制造能力和技术水平的高低已成为衡量国家制造业水平和创新能力的重要标志。中国的模具市场十分广阔，特别是在汽车制造业和 IT 制造业发展的带动下，对模具的需求量和档次也越来越高，同时精良的模具制造装备为模具技术水平的提升提供了保障。第二章 国内外塑料模具现状1国内塑料模具现状：我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。我国模具行业近年来发展很快，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 亿美元当前，我国模具行业的发展具有如下特征：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压铸模成比例增长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方目前发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江，其模具产值约占全国总产值的60以上，我国模具总量虽然已位居世界第三。1.1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和 65kg 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；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如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星 IK 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中国农业大学学士学位论文 第二章国内外塑料模具现状 - 8 -表 2-1 国内外塑料模具对比的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求该公司还能生产厚度仅为 O08InlTl 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 002005mm，表面粗糙度 Ra02 舯，模具质量、寿命明显提高，非淬火钢模寿命可达 1030 万次，淬火钢模达 501000 万次，交货 期较以前缩短。1.2CAD/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，为此国内华中理工大学模具技术国家重点实验室的注塑模CADCAECAM 集成化系统 HSC31、北京航空航天大学软件工程研究所的 CADCAM 软件 CAXA和郑州工业大学注塑模 CAE 分析软件 ZMOLD 等。1.3产业组织结构现状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，不少模具企业技术中国农业大学学士学位论文 第二章国内外塑料模具现状在此处键入 -9- 在此处键入改造后负债累累，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2国外塑料模现状八十年代初开始,世界塑料工业的生产平均每年按 的速度递增,预计到年总产量可达14855 万吨。目前世界上塑料产量最多的国家要算是美国、日本、西德。其次为苏联、法国、意大利、英国、荷兰。论品种,产量最高的有聚乙烯（PE） 、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)、酚醛和氨基塑料。2.1国外塑料模标准化状况美国、日本、德国等工业发达国家的模具行业都已制订了较为完善的模具设计标准。塑料模标准以注射模为主,有些模架等构件与压铸模标准通用。美国的 公司是生产塑料模、压铸模标准件的最大的企业,同时还兼营制模用的各类刀具、量具、夹具和部分专用设备,甚至连砂纸、模具清洁剂等辅助材料也可提供。可以讲是塑压模制造所需物质手段最全能的企业。他们提供的典型组合标准结构及模座、导柱、导套、顶杆、反推杆、定位圈、浇口套、退拔锁紧块等各种标准结构件达 万种以上,并每年对这些标准修改一次,根据用户需要不断扩充完善。长期以来,英国一直使用美国 DME 公司及德国 Hasco 公司的塑料模标准件。目前英国有一家 Desoutter 公司生产塑料模标准件,它按欧洲标准生产塑料模标准件及典型组合 ,提供的模板尺寸从 100mm100mm 到 246mm296mm,型腔板的材料为 P20,预硬 HB300。日本金型株式会社也大量生产塑料模的典型组合。分为 2 个系列 12 种形式,15000 种规格,最小尺寸为 150150mm,最大尺寸为 450600mm。为了适应生产发展的要求,国外对塑料模的材料选用、模具等级加工工艺和工时定额都制订了各种标准。美