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基于UG的冰箱接水盒产品造型与注塑模具设计[三维UG]【2张CAD图纸和说明书】

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基于 ug 冰箱 接水盒 产品 造型 注塑 模具设计 三维 cad 图纸 以及 说明书 仿单
资源描述:

摘 要


 研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义,这是我选择本设计的出发点。本设计是以塑料制品冰箱接水盒通过基于逆向工程的3D激光扫瞄测试技术,采集塑件的曲面数据,使用三维软件Unigraphics NX 4.0进行曲面造型,再根据Unigraphics NX 4.0软件的MOLDWIZARD模块设计了冰箱接水盒注塑模具;本设计介绍了注射成型的基本原理,特别是双分型面注射模具的结构与工作原理,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程,并对模具强度要求做了说明;该设计从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。最终完成对冰箱接水盒的注塑模设计。

关键词:冰箱接水盒;造型;注塑模具


Abstract


    Study injection mold plastic products to the understanding of the production process and improve product quality have great significance, this is my choice of the design point of departure. This design is the water receiver in Refrigerator through reverse engineering on the 3D laser scanning technology testing, the collection of plastic parts surface data, the use of three-dimensional software Unigraphics NX 4.0 to surface modeling, and in accordance with MOLDWIZARD of Unigraphics NX 4.0 software modules designed the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle ; This design introduced the injection takes shape the basic principle,specially double is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work,to cast the product to propose the basic principle of design;Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system,the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request;his design came from the technology capability of product,the structure of the mold embarks, the pours system,the injection molding system and the related parameter examination,the mold took shape the partial structures,the against system, the cooling system all had the detailed design. Final completion of designning aboat the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle.

Keyword: The water refrigerator box; Modeling; Injection mold





目 录

摘   要 i

Abstract ii

1  绪论 1

1.1  模具工业在国民经济中的地位 1

1.2  我国模具技术的现状及发展趋势 2

1.3  逆向工程技术的内容及其应用范围 2

2  3D激光扫瞄测量数据处理技术 4

2.1  三维扫描技术简介(3D Scan) 4

2.2  点云数据的处理 4

2.3  点云数据生成曲面的三维造型技术 5

3  注塑件的设计 6

3.1  塑件材料的选择及其结构分析 6

3.2  塑件的结构与工艺性分析 6

3.3  ABS的注射成型工艺 7

4  模具结构形式的拟定 9

4.1  确定型腔数量及排列方式 9

4.2  模具结构形式的确定 9

5  注塑机型号的确定 11

5.1  塑件的计算和注射机型号的确定 11

5.2  注射机型号的确定 11

5.2  注射机及部分尺寸的校核 12

6  分型面位置的确定 15

6.1  分型面的形式 15

6.2  分型面的设计 15

7  浇注系统的形式和浇口的设计 16

7.1  浇注系统确定 16

7.2  主流道的设计 16

7.3  分流道的设计 18

7.4  浇口的设计 20

7.5  浇注系统的平衡 22

7.6  浇注系统断面尺寸计算 23

8  模架的确定和标准件的选用 24

8.1  模架和标准件的确定 24

9  合模导向机构的设计 26

9.1  定位机构的选择 26

9.2  导向结构的总体设计 26

10  脱模推出机构的设计 28

10.1  脱模推出机构的选择 28

10.2  脱模阻力计算 28

11  侧向分型与抽芯机构的设计 30

11.1  侧向分型与抽芯机构的确定 30

11.2  侧型芯具体尺寸的确定 30

12  成型零件的设计 33

12.1  部分成型零件的结构设计选择 33

12.2  部分成型零件的尺寸设计 34

13  冷却系统的设计 39

13.1  冷却系统的确定 39

13.2  排气系统的设计 40

14  结论 41

参考文献 42

致    谢 43




1  绪论


1.1  模具工业在国民经济中的地位

模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动,使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高,产品质量好,材料消耗低,生产成本低而广泛应用于制造业中。

模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,它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。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。

模具工业既是高新技术产业的一个组成部分,又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织,航空,航天等工业领域里,日益成为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中60%~90%的产品的零件,组件和部件的生产加工。

模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一,汽车工业重点是发展零部件,经济型轿车和重型汽车,汽车模具作为发展重点,已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加,2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元。为了适应市场的需求,汽车将不断换型,汽车换型时约有80%的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一,据统计,中国摩托车共有14种排量80多个车型,1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种,共计5000多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具,总价值为1000多万元。其他行业,如电子及通讯,家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。

目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动成本低,只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。


内容简介:
摘 要研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义,这是我选择本设计的出发点。本设计是以塑料制品冰箱接水盒通过基于逆向工程的 3D 激光扫瞄测试技术,采集塑件的曲面数据,使用三维软件 Unigraphics NX 4.0 进行曲面造型,再根据Unigraphics NX 4.0 软件的 MOLDWIZARD 模块设计了冰箱接水盒注塑模具;本设计介绍了注射成型的基本原理,特别是双分型面注射模具的结构与工作原理,对注塑产品提出了基本的设计原则;详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程,并对模具强度要求做了说明;该设计从产品结构工艺性,具体模具结构出发,对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。最终完成对冰箱接水盒的注塑模设计。关键词:冰箱接水盒;造型;注塑模具iAbstractStudy injection mold plastic products to the understanding of the production process and improve product quality have great significance, this is my choice of the design point of departure. This design is the water receiver in Refrigerator through reverse engineering on the 3D laser scanning technology testing, the collection of plastic parts surface data, the use of three-dimensional software Unigraphics NX 4.0 to surface modeling, and in accordance with MOLDWIZARD of Unigraphics NX 4.0 software modules designed the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle ; This design introduced the injection takes shape the basic principle,specially double is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work,to cast the product to propose the basic principle of design;Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system,the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request;his design came from the technology capability of product,the structure of the mold embarks, the pours system,the injection molding system and the related parameter examination,the mold took shape the partial structures,the against system, the cooling system all had the detailed design. Final completion of designning aboat the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle.Keyword: The water refrigerator box; Modeling; Injection moldii目 录摘 要 .iAbstract .ii1 绪 论 .11.1 模具工业在国民经济中的地位 .11.2 我国模具技术的现状及发展趋势 .21.3 逆向工程技术的内容及其应用范围 .22 3D 激光扫瞄测量数据处理技术 .42.1 三维扫描技术简介(3D Scan) .42.2 点云数据的处理 .42.3 点云数据生成曲面的三维造型技术 .53 注塑件的设计 .63.1 塑件材料的选择及其结构分析 .63.2 塑件的结构与工艺性分析 .63.3 ABS 的注射成型工艺 .74 模具结构形式的拟定 .94.1 确定型腔数量及排列方式 .94.2 模具结构形式的确定 .95 注塑机型号的确定 .115.1 塑件的计算和注射机型号的确定 .115.2 注射机型号的确定 .115.2 注射机及部分尺寸的校核 .126 分型面位置的确定 .156.1 分型面的形式 .156.2 分型面的设计 .157 浇注系统的形式和浇口的设计 .167.1 浇注系统确定 .167.2 主流道的设计 .167.3 分流道的设计 .18iii7.4 浇口的设计 .207.5 浇注系统的平衡 .227.6 浇注系统断面尺寸计算 .238 模架的确定和标 准件的选用 .248.1 模架和标准件 的确定 .249 合模导向 机构的设计 .269.1 定位机构的选择 .269.2 导向结构的总体设计 .2610 脱模推出机构 的设计 .2810.1 脱模推出机构的选择 .2810.2 脱模阻力计算 .2811 侧向分型与抽芯机 构的设计 .3011.1 侧向分型与抽芯机构的确定 .3011.2 侧型芯具体尺寸的确定 .3012 成型 零件的设计 .3312.1 部分成型零件的结构设计选择 .3312.2 部分成型零件的尺寸设计 .3413 冷却系统的设计 .3913.1 冷却系统的确定 .3913.2 排气系 统的设计 .4014 结论 .41参考文献 .42致 谢 .4301 绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备,它的作用是控制和限制材料(固态或液态)的流动,使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高,产品质量好,材料消耗低,生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业,是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志,它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。振兴和发展我国的模具工业,正日益受到人们的关注。早在1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中,将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分,又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械,电子,轻工,汽车,纺织,航空,航天等工业领域里,日益成为使用最广泛的主要工艺装备,它承担了这些工业领域中 6090的产品的零件,组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上,仅以汽车,摩托车行业的模具市场为例。汽车,摩托车行业是模具最大的市场,在工业发达的国家,这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一,汽车工业重点是发展零部件,经济型轿车和重型汽车,汽车模具作为发展重点,已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加,2005 年将达到 170 种。一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元。为了适应市场的需求,汽车将不断换型,汽车换型时约有 80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一,据统计,中国摩托车共有 14 种排量 80 多个车型,1000 多个型号。单辆摩托车约有零件 2000 种,共计 5000 多个,其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需 1000 副模具,总价值为 1000 多万元。其他行业,如电子及通讯,家电,建筑等,也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求,模具的主要出口国是美国,日本,法国,瑞士等国家。中国模具出口数量极少,但中国模具钳工技术水平高,劳动成本低,只要配备一些先进的数控制模设备,提高模具加工质量,缩短生产周期,沟通外贸渠道,模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术,提高模具技术水平,对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。11.2 我国模具技术的现状及发展趋势20 世纪 80 年代开始,发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来,并发展成为独立的工业部门,其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来,我国的模具工业发展也十分迅速。近年来,每年都以 15的增长速度快速发展。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入力度,将技术进步作为企业发展的重要动力。此外,许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后,我国要发展成为世界制造强国,仍将依赖于模具工业的快速发展,成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在,历经了半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48“(约 122CM)大屏幕彩电塑壳注射模具,6.5KG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,精密塑料模方面,以能生产照相机塑料件模具,多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。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作出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步,部分模具已达到国际先进水平,但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要,每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型,精密,复杂模具。与发达国家的模具工业相比,在模具技术上仍有不小的差距。今后,我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新,以缩小与国际先进水平的距离。(1)注重开发大型,精密,复杂模具;随着我国轿车,家电等工业的快速发展,成型零件的大型化和精密化要求越来越高,模具也将日趋大型化和精密化。(2)加强模具标准件的应用;使用模具标准件不但能缩短模具制造周期,降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此,模具标准件的应用必将日渐广泛。(3)推广 CAD/CAM/CAE 技术;模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明,模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向,可显著地提高模具设计制造水平。(4)重视快速模具制造技术,缩短模具制造周期;随着先进制造技术的不断出现,模具的制造水平也在不断地提高,基于快速成形的快速制模技术,高速铣削加工技术,以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。1.3 逆向工程技术的内容及其应用范围随着计算机技术的发展,CAD 技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具,其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。在实际开发制造过程中,设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型,但很多时候,却是从上游厂家得到产品的实物模型。设计人员需要通过一定的途径,将这些实物信息转化为 CAD 模型,这就应用到了逆向工程技术2(Reverse Engineering)。所谓逆向工程技术,是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的 CAD 模型的过程。逆向工程技术与传统的正向设计存在很大差别。而逆向工程则是从产品原型出发,进而获取产品的三维数字模型,使得能够进一步利用 CAD/ACE/CAM 以及 CIMS 等先进技术对其进行处理。它的设计流程不同之处在于设计的起点不同,相应的设计自由度和设计要求也不相同。一般来说,产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面,在工业领域的实际应用中,主要包括以下几个内容:(1)新零件的设计,主要用于产品的改型或彷型设计。(2)已有零件的复制,再现原产品的设计意图。(3)损坏或磨损零件的还原。(4)数字化模型的检测,例如检验产品的变形分析、焊接质量等,以及进行模型的比较。(5)逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持,它已经成为制造业信息传递的重要而简洁途径之一。32 3D 激光扫瞄测量数据处理技术2.1 三维扫描技术简介(3D Scan) 三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术,主要用于对物体空间外形和结构进行扫描,以获得物体表面的空间坐标。三维扫描技术能实现非接触测量,且具有速度快、精度高的优点。而且其测量结果能直接与多种软件接口,这使它在CAD、CAM、CIMS 等技术应用日益普及的今天很受欢迎。在发达国家的制造业中,三维扫描仪作为一种快速的立体测量设备,因其测量速度快、精度高,非接触,使用方便等优点而得到越来越多的应用。用三维扫描仪对手板,样品、模型进行扫描,可以得到其立体尺寸数据,这些数据能直接与 CAD/CAM 软件接口,在 CAD 系统中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造,可以极大的缩短产品制造周期。三维扫描设备是以三次元测量系统为主。基本上以接触式探针式和非接触式(激光、照相、X 光等式)两大类。在早期是以探针式为主,虽然价格较便宜,但速度较慢,而且以探针与物体接处会有盲点并且使软件物体容易变形,影响扫描精度,但以一般除以上缺点,它可以具有很高测量精度,适合做相对尺寸的测量与质量管理;激光扫描速度快、精确度适当,并且可以扫描立体的物品获得大量点云数据,以利曲面重建,扫描完后在计算机读出数据,通常这部份称为反求工程前处理。得到产品的数据数据后,以反求工程软件进行点数据处理,经过分门别类、族群区隔、点线面与实体误差的比对后,再重新建构曲面模型、产生 CAD 数据,进而可以制作RP Part,以确认机构与几何外型,或 NC 加工与模具制造,这些是属于后处理部份。通常扫描后得到的测量数据是由大量的三维坐标点所组成,根据扫描仪的性质、扫描参数和被测物体的大小,由几百点到几百万点不等,这些大量的三维数据点称为点云(Point Cloud)。2.2 点云数据的处理 扫描得到的产品外型数据会不可避免的引入数据误差,尤其是尖锐边和边界附近的测量数据,测量数据中的坏点,可能使该点及其周围的曲面片偏离原曲面,所以要对原始点云数据应进行预处理,通常要经过以下步骤:(1)去掉噪音点;(2)数据插补;(3)数据平滑;(4)数据光顺;4(5)点云的重定位整合。经过如上步骤,可得如图 2-1 所示样式:2.3 点云数据生成曲面的三维造型技术 曲面重建可以说是反求工程的另一个核心及主要的目的,是以所扫描得到的点云数据为输入数据来重新建构曲面模型。得到产品的数据后,以反求工程软件进行点数据的处理,经过分门别类、群组分隔、点线面与实体误差的比对后,再重新建构曲面模型,产生 CAD 数据、制造或 NC 加工或 RP 制作,这部分即为后处理。目前在点云生成曲面的过程中,主要有三种曲面构造的方案:其一是以 B-Spline 或 NURBS 曲面为基础的曲面构造方案;其二是以三角 Bezier 曲面为基础的曲面构造方案;其三是以多面体方式来描述曲面物体。在反求工程的技术发展中
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