基于ProE的液晶显示器底座注射模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 图书分类号 ： 密 级： 摘要 塑料工业飞速发展，塑料制品在日常生活中占据着非常重要的地位。而塑料模具已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量，公司的效益。 所以主要依靠经验的传统注塑模具设计方法已经无法满足市场的要求。模具术已经成为一种解决设计和制造中各种难题的手段，必将代替传统的模具设计方法。 本次设计过程中， 在参考国内外大量文献的基础上基于三维工程软件 和模流分析软件 行了 液晶显示器底座 的模型重构以及整套 模具设计 ， 并进行了相关的模流分析。本文主要在以下几个方面进行了较为详细的研究 ： 1) 利用 进行液晶显示器底座造型设计； 2) 运用 进行分型面设计，并生成成型零件； 3) 运用 外挂工具 行标准模架设计包括浇注系统、冷却系统等一系列设 计； 4) 运用 模型进行冷却分析、流动分析、翘曲分析，并根据分析结果对设 计进行优化，最终获得比较合理的设计结果 ； 5) 在相关计算和分析的基础上完成了 液晶显示器底座 整幅模具设计。 关键词 ；模具设计； 液晶显示器底座 ；模流分析 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 of in a an of of s of s on AE a to in of in to at on of in of a 1) to 2) to to 3) MX a of 4) on of to a 5) on is 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 目 录 1 绪论 . 1 具工业的地位 . 1 外塑料模具发展概况 . 1 国塑料模具发展概况 . 1 文研究内容 . 2 2 塑件结构及成型工艺分析 . 3 件结构分析 . 3 品成型工艺性分析 . 3 件的分析 . 3 料性能分析 . 3 注射成型过程 . 4 3 分型面选择及型腔数目确定 . 5 腔数目的确 定 . 5 型面位置的确定 . 5 4 注射机的选择和校核 . 7 射机的主要参数 . 7 件体积和浇注系统凝料体积的初步估算 . 7 择注塑机 . 7 塑机的相关参数的校核 . 8 射压力校核 . 8 模力校核 . 8 5 成型零件设计及模架选取 . 9 型零件钢材的选用 . 9 型零件的结构设计 . 9 型零件工作尺寸的计算 . 9 模径向尺寸的计算 . 10 模深度尺寸的计算 . 10 模上芯子径向尺寸的计算 . 10 模上芯子高度尺寸的计算 . 11 模径向尺寸的计算 . 11 模高度尺寸的计算 . 11 型零件尺寸的计算 . 11 模板尺寸的选择 . 12 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 架各尺寸的校核 . 13 6 浇注系统及冷却系统设计 . 14 流道的设计和计算 . 14 流道的设计和计算 . 14 口的设计和计算 . 16 核主流道的剪切速率 . 17 料穴的设计 . 17 却系统的设计和计算 . 18 却系统的简单计算 . 18 却系统的设计 . 18 7 脱模机构及排气系统设计 . 20 出方式确定 . 20 模力的计算 . 20 杆直径的计算和校核 . 21 气槽的设计 . 22 8 注射工艺参数的确定及模流分析 . 23 介 . 23 型的网格划分 . 23 定注射工艺参数 . 24 却分析 . 24 件表面温度分布 . 24 诺数分布 . 24 却介质温度变化 . 25 动分析 . 25 充结束时制品的总体温度 . 25 射位置处压力 . 26 模力 . 26 穴 . 27 接痕 . 27 曲分析 . 28 轴收缩不均引起的变形量 . 28 轴冷却不均引起的变形量 . 28 轴取向因素引起的变形量 . 29 9 模具总装及模具动作过程 . 30 具总装 . 30 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 具动作过程 . 30 结论 . 32 致谢 . 33 参考文献 . 34 附录 . 35 附录 1 . 35 附录 2 . 44 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 1 绪论 具工业的地位 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。 使 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。 模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础， 同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为 “ 点铁成金 ” 的 “ 磁力工业 ” 。美国工业界认为 “ 模具工业是美国工业的基石 ” ；德国则认为是所有工业中的 “ 关键工业 ” ；日本模具协会也认为 “ 模具是促进社会繁荣富裕的动力 ” ，同时也是 “ 整个工业发展的秘密 ” ，是 “ 进入富裕社会的原动力 ” 。日本模具产业年产值远远超过日本机床总产值。如今，世界模具工业的发展甚至已超过了新兴的电子工业。 外塑料 模具发展 概况 注塑成型是最大量生产塑料制品的一种成型方法，二十多年来，国外的注塑模 70 年代已 开始应用计算机对熔融塑料在圆形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。 80 年代初，人们成功采用有限元法分析三维型腔的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十多年来，注塑 模 术在不断进行理论和试验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些商品软件逐步推出，并在推广和实际应用中不断改进、提高和改善。 国塑料模具 发展 概况 我国塑料模具发展迅速。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为 30%，在模具进出口中的比重 高达 50 70%。随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展，这一比例还将持续提高。 据介绍，在生产汽车时，各种功能性零部件都要靠模具成型，仅制造一款普通轿车约需 200 多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具，从模具行业生产能力看，目前满足率仅约 50%。 塑料建材大量替代传统材料也是大势所趋 ，目前 全国塑料门窗和塑管普及率将达到 30% 50%，塑料排水管市场占有率将超过 50%，大大增加对模具的需求。据专家预测，模具市场的总体趋热是平稳向上的，在未来的 模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。 近年来，我国塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下，形成了一个巨大的产业链条，从上游的原辅材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业，塑料模具发展一片生机。 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 目前，我国模具工业地域特点明显，主要表现为：东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，约占全国模具产值的 2/3 以上。塑料模具与模具整个行业的地域分布相似，浙江、江苏 、广东塑料模具位于全国前列，其产值在全国模具总产值中的比例达到 70%。 文研究内容 当今世界，随着互联网的发展，电脑已经是日常生活中的必需品，而液晶显示器已经是现在的主流显示器，由于电脑的大量需求，液晶显示器也同样需要大批量生产，而且现在很多消费者都注重电脑的美观性，底座作为显示器的一部分，它的美观性也是很重要的。本设计正是基于 的液晶显示器底座的注塑模具设计，利用 术在较短模具开发周期，较低模具生产成本，使整个产品更具市场竞争力。 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 2 塑件结构及成型工艺分析 件结构分析 如图 22 示是利用 对底座进行造型及结构设计的三维图， 并且对其进行了渲染。 该产品为不规则形体，其最大轮廓尺寸为 280607于底座的设计要求首先是强度的要求，所以底座内部设有很多加强筋并且在加强筋相交处用空心圆柱连接，起到进一步加固作用 (如图 2示 )。底座上有 4 个倒扣要与液晶显示器进行配合，所以要保证其一定的精度 (如图 2示 )。图 2示的是底座的外观面，所以要求其表面光滑美观，无磨损、无脱模痕迹、无熔接痕、无气泡、等影响外观的缺陷。 图 2座外观 图 2座内部结构 图 2座 上 四个扣位 品成型工艺性分析 件的分析 该塑件平均壁厚 2形尺寸比较大，所以塑料熔体流程比较大，所需的注射压力会比较大。该塑件的精度等级比较低，属于一般精度等级。 料性能分析 (1) 使用性能 综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 性能良好，易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般的机械零件、减摩零件、传动零件和结构零件。 (2) 成型性能 1) 无定型塑料。其品种很多，各品种的机电性能及成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。 2) 吸湿性极 强 。含水量 应 小于 质量），所以 必须充分 干燥 ，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热干燥。 3) 流动性中等。溢边料 右。 4) 模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。 (3) 主要性能指标 见下表 2 2性能指标 密度 /g服强度 /0 比体积 / 伸强度 /8 吸水性 /% 伸弹性模量 /03 熔点 / 130160 抗弯强度 /0 计算收缩率 (%) 压强度 /3 比热容 / 1470 弯曲弹性模量 /03 注射成型过程 1) 成型前的准备。对 色泽、粒度和均匀度等进行检测，由于 水性较大，成型前需进行充分的干燥 ； 2) 注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流 动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段 ； 3) 塑件的后处理。处理的介质为空气和水 ， 处理温度为 6075 ，处理时间为 1620s。 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 3 分型面选择及型腔数目确定 腔数目的确定 利用 件对塑件进行最佳浇口位置的模拟分析，如图 3示（工艺参数采用默认），最佳浇口位置位于塑件上表面的中间，但是把浇口设在此位置显然会破坏塑件的美观性，观察发现塑件的尾部虽然不是最好的浇口位置，但是在最佳浇口区域范围之内，所以这是可以接受的。考虑到塑件尺 寸和模具结构尺寸的大小关系，又考虑到型腔的平衡布置和浇口开设部位的对称，所以采用一模两腔布置。 图 3佳浇口位置 型面位置的确定 模具取出塑料件或浇注系统凝料的面为分型面，它的确定是否合理将直接影响模具设计的成功与否。 分型面选择的原则重要有以下几点 1： 1) 分型面的选择应便于塑件脱模并简化模具结构，因此，应尽可能使塑件留在动模一侧； 2) 分型面的选择应考虑塑件的技术要求 ， 当塑件表面有同轴度、平行度等要求时，应尽可能将其置于同一半模内，否则，将会由于合模误差影响塑件精度； 3) 分型面应尽量选择 在不影响塑件外观的位置，并使其产生的飞边易于清理和修整； 4) 分型面的选择应有利于排气，为此应尽量使分型面与充模时型腔料流末端重合，以利于排气； 5) 分型面的选择应便于模具零件的加工； 6) 分型面的选择应考虑注射机的技术参数，注塑成型时所需要的锁模力 与塑件在合模方向的投影面积成正比，所以选择分型面时，应尽量选择塑件在垂直合模方向上投影面积较小的表面，以减少锁模力。 此塑件的分型面不是很难确定，主分型面位置如图 3线框所示。底座上的插孔的分型面还未确定，起初的想法是做一个 芯子 ，但是做抽心势必会增加模架的复杂程度， 所以 最终 方案 是把 芯子 和定模 做成一体 ，缺点是增加了模具的加工难度。 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 如图 3示的是通过一系列的操作最终完成的分型面。 图 3型面位置 图 3型面 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 4 注射机的选择和校核 射机 的主要 参数 注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机的有关 参数进行必要的了解 ，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要 参数 有：公称注射量、公称注射压力、 注射 速率 、塑化能力、锁模力、合模装置的基本尺寸、开合 模速度、空循环时间 等 2。 以下简介几个参数 ： 1) 公称注塑量 指 注射机 对空注射的情况下 ， 螺杆 一次最大行程所注射的塑料体积 ，它在一定程度上反映 注塑机的 注射 能力 ，标志着注射机能成型最大体积的塑料制品。 2) 注射压力 为了克服熔料流经喷嘴 ， 流 道和型腔时的流动阻力 ， 螺杆 (或柱塞 )对熔料必须施加足够的压力 ， 我们将这种压力称为注射压力 。 3) 注射速率 为了使熔料及时充满型腔 ， 除了必须有足够的注射压力外 ， 熔料还必须有一定的流动速率 ， 描述这一参数的为注射速率或注射时间或注射速度 。 件体积和浇注系统凝料体积的初步估算 通过 建模设计分析计算得塑件体积： V 塑 =02注系统凝料体积在没有设计浇注系统的情况下是无法确定的，所以需借住经验公式来估算，在这里浇注系统的凝料按塑件体积的 来计算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积 ： V 总 =2V 塑 +V 浇 =2V 塑 + =202+02=462 式 (择注塑机 注射机的最大注射量应大于制品的重量或体积 (包括流道及浇口凝料飞边 )，通常注射机的实际注射量最好是注射机的最大 注射量的 80 ， V 总 ，所以 V 机 V 总 /62/77.5 据以上的计算结果，查找国产注射成型机，初选注射机型号为 式注射机，其主要技术参数见下表 4 4射机主要技术参数 理论注射容量 / 000 拉杆空间 /50550 螺杆柱塞直径 /5 最大模具厚度 /00 V 注射压力 /21 最小模具厚度 /00 注射行程 /60 合模方式 两次液压动作 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 注射方式 螺杆式 定位圈直径 /50 合模力 /N 45105 喷嘴球半径 /2 模板最大行程 /00 喷嘴口孔径 / 塑机的相关参数的校核 射压力校核 查 表 4可知 ，对于材料是 厚壁制件所需要的注射压力为 80110里取 0注塑机的公称注射压力 P 公 =1000射压力安全系数 里取 ： 0=117 P 公 式 (所 以，注塑机注射压力合格。 模力校核 锁模力是注射机锁模装置施加于模具的最大夹紧力 。 锁模力的作用在于 平衡和克服模腔压力产生的使模具沿分型面张开的力，保持模具紧密锁 合 ，防止溢料。 1) 塑件在分型面上的投影面积 A 塑 。通过 软件测量得 A 塑 = 2) 浇注系统在分型面上的投影面积 A 浇 。因为浇注系统还未设计，所以采用经验公式进行估算 ，在这里取 A 浇 = 。 3) 塑件和浇注系统在分型面上的总的投影面积 A 总 。则 ： A 总 = 2A 塑 + A 浇 =2A 塑 + =2 式 (4) 模具型腔内的膨胀力 F 胀 。则 ： F 胀 =A 总 P 模 =531105N 式 (式中 P 模 P 模 是模具型腔内的压力，通常取注射压力的 20%40%，大致范围为 2540于粘度较大的精度较高的塑料制品应取较大值。 于中等粘度塑料及有精度要求的塑件，故 P 模 取 35 由表 4得该注塑机的公称合模力 F 锁 =45105N，合模力的安全系数为 ： = =1105=05N F 锁 式 (所以该注射机合模力合格。 对于其他安装尺寸的校核要等到模架选定，结构尺寸确定后方可进行。 买文档就送您 01339828或 11970985 机械模具毕业设计（论文），优质质量，通过答辩，毕业无忧 5 成型零件设计及模架选取 型零件钢材的选用 成型零件材料选用的要求如下 2： 1) 材料高度纯洁 ； 2) 良好的冷、热加工性能 ； 3) 抛光性能优良 ； 4) 淬透性高 ； 5) 耐磨性和抗疲劳性能好 ； 6) 具有耐腐蚀性和一定的耐热性 。 在这里采用广泛用于制造