玩具四驱车底座的成型工艺与模具设计【含全套CAD图纸】
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玩具四驱车底座的成型工艺与模具设计【含全套CAD图纸】,玩具,驱车,底座,成型,工艺,模具设计,全套,cad,图纸
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毕业 实习报告 系： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师姓名： 实习日期： 毕业实 习报告 实习地点： 公司地址： 实习时间： 一 实习内容 1 接受培训（由各部门经理授课）。 我们刚开始接受的培训主要由公司协理、副总经理、生产管理部经理、品保部经理、生产线经理、工程师为我们授课。介绍公司的发展历程和机构设置及规章制度，讲述一些管理理念： 5S、 2 下车间熟悉作业环境了解工艺流程 高尔夫球头分为三种类型：大头（ M/W）（制一部）铁头（ 制二部）推杆（ 制三部）每一种球头有专门的生产制造部门和作业车间。我刚开始主要到制二部了 解铁头的工艺流程，并熟悉线上的管理人员和操作人员。 3 人员分组解决专案 公司给新招的 9 个人成立了专门的部门 :生产技术部。 9 个人分成三组，每个小组负责不同的生产线。生产技术部的主要职责是协助生产单位解决生产过程中遇到的问题，改进工艺降低成本。公司把目前生产线上遇到的问题列成专案分给我们让我们自己去跟进解决。我被分到了（ T）组，主要负责铁头和大头生产线。 我负责的专案简介 40630 钻孔用 刀损耗严重追踪 问题 ： 钻孔用 刀损耗严重。 原因分析 ： 毛坯铸造时杆孔内的壳模砂没有清理干净， 壳模砂的存在加剧了铰刀磨损。 解决方法 ： 建议毛坯部门清理干净壳模砂，用过的铰刀修复后重复实用。 美工刀损耗严重追踪 问题：喷漆前贴胶使用的美工刀片损耗严重。 原因分析 ： 美工刀质量差，贴胶工作台不合理 解决方法 ： 更换刀片，更换贴胶工作台。 铁头 40630 浇口缩孔改善 问题 ： 浇口缩孔率严重，缩孔回修率高达 250%。后来工程部做了改善，我负责统计改善后的缩孔率。 结论 ： 改善有显著成效，但品保部门统计的数据没有什么变化，品保部门的数据存在误差。 铁头 40630 电镀退回修率改善 铁头经过磨光后要送电镀，由 于一些细微的磨痕品检人员用肉眼很难发现但电镀之后就会显现出来，届时整个球头都要报废只能回炉。 原因分析：模检人员私自放宽模检标准讲一些不合格的球头送去电镀。球头摆放不合理，相互碰撞碰伤。运输过程中的碰伤。 解决方法：加强管理，严格按照在手量摆放和运输。 二 实习心得 近两个月的实习很快结束了，给我的感触很多，首先谈谈对公司的印象。公司的规模属于中等，生产车间使用的设备比较先进，而且基本上我在大学课堂里接触到的加工方法它全都用到。机构设置较为完备。企业的效益非常好，它主要是给 订单，而且球头的 成本和最终出产的差价很大。公司没有自主研发能力，当接到客户发来的图纸时，自己消化吸收试制样品，然后开始批量生产。台资企业还有一种现象就是各部门的负责人基本都是台湾人。公司对我们这一批新人非常重视，为我们成立了专门的部门而且花大力气为我们购置很多设备。我们部门的职责就是协助生产单位解决生产线遇到的问题，改进工艺降低成本。 对于我自己而言实际接触到了很多加工方法。如铁头的毛坯采用了失蜡铸造。这种铸造方法生产效率高、铸造精度高 .前在课堂上只是轻描淡写现在对它有了深入的了解。还有大型的 工中心。所用的加工中心都比较先进，全部是进口。我负责的专案全部在铁头生产线完成。铁头加工最为重要的工序是磨光。车间采用砂袋、海绵轮、布轮进行打磨抛光，达到镜面然后进行电镀。磨光生产车间的工作环境糟糕，高噪音而且空气中有大量的粉尘所以在进入车间时有严格的要求，必须佩戴好相应的劳保设备而且严禁我们去操作设备。这也是从事任何 生产技术的第一法则：安全第一。 从自己的思维观念来讲，公司很注重培养我们的观念，刚开始的培训主要是给我们灌输一些先进的管理理念，过去从来没有接触过，这一次可以起到知识拓展的作用。公司努力把我们从学生的思维向员工，向工程师的思维转变。因为公司注重的是实际利益，它不要那些夸夸其谈的说辞只要求我们把问题解决掉然后告诉老板我这样的处理方式可以产生多少经济效益或节约多少成本。我们的工作证上写我们的职务是工程师，所以在解决实际问题的时候就需要用工程师的思维去解决问题。我感触最深的理念是：没有数据那只是你的观点异想天 开并非没有价值没有工程师解决不了的问题。这些思维的灌输要得益于分别带我们的经理。他们都是工作很长时间的工程师，所以经常会给我们一些指导和提示。我们组的刘益全经理他一直是工程师，从他那里我学到了很多东西，尤其是工作思维和工作态度。他从来不盲目相信别人随意讲出来的数据，也从不盲信生产线报告的检验参数，而是根据自己的判断运用自己的方法去权衡让后作出结论。我印象比较深刻的一件事是刚开的那一周让我们下生产线去熟悉工作环境。其实我也不太清楚自己到底该看什么，想什么。我向 一位工程师请教，他随手拿起球头的一 个组件问我这个组件是怎么加工出来的，我能不能说出制造它的大体流程。当时我回答的不够完备，而且在回答的时候并没有考虑到不同的加工方法成本会怎样。以前在学校总觉得外语和从事生产技术的关联不是很大，也用不了多少。可这次去钜东我改变了这种看法。台资企业比较重视外语，而且各部门的台湾经理英语都很好，因为公司的产品 100全部出口，要经常和客户接洽。我们刚去给我们的图纸全部是英文，给我们的报表和资料也都是英语，并且每次有客户过来洽谈技术方面的问题时我们要在场旁听。还有一个感触就是人际关系。我想不论做什么这个都很重要。如 何和上司及同事处理好关系，如何确立自己的目标，怎样和生产线的人员交流，通过在公司实习我想了很多。在一个公司工作，工作热情非常重要。这种热情可以提高办事的效率而且可以让自己战胜怯懦选择主动。 总之整个实习过程，我可以说进行了一次走出校门开始工作的预演。增长了见识，拓宽了视野而且结识了很多非常优秀的同事，从他们身上我学到了优点发现了自己的不足而且增强了自己的自信心。还有很多点我需要仔细的思考慢慢的回味。 感谢张老师在我实习期间对我的指教，更感谢学校和钜东给了我这次实习的机会。 毕业设计开题报告 题 目： 玩具四驱车底座的成型工艺与模具设计 系： 机械工程系 专 业： 学生姓名： 学 号： 指导教师： 200 年 月 日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写 2500 字 以上 的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。 文献综述 1 引言 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，所以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。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达到 13000 亿日元，远远超过日本机床总产值 9000 亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 2 我国模具工业发展现状 改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。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。近年来，我国模具工业每年都以 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。据统计，我国现有模具生产厂近 2 万家，从业人员约 50 万人，“九五”期间的年增长率为 13%. 2000 年总产值为 270 亿元，占世界总量的 5%。但从总体上看，自产自用占主导地位，商品化模 具仅为 1/3 左右，国内模具生产仍供不应求，特别是精密、大型、复杂、长寿命模具，仍主要依赖进口。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量的 20%左右，其中，中高档模具进口比例达 40%以上。因此，近年来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上，并取得了可喜的成绩，模具进口逐渐下降，模具技术和水平也有长足的进步。近年来，模具行业结构 调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加较快，其能力提高 显著；“三资”及私营企业发展迅速，尤其是“三资”企业目前已成为行 业的主力军；股份制改造步伐加快，等等。从地区分布来说，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、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，这 2 个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏、上海、山东、安徽等地目前发展态势也很好。我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多，其差距主要表现在下列六方面： (1) 国内自配率不足 80，中低档模具供过于求 ，中高档模具自配率不足 60。 (2) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。 (3) 模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低 许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。 (4) 开发能力弱，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低，不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。 (5) 模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。 (6) 与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。 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。 我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。 为了成为模具制造强国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 术；模具 术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 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， 以及自动研磨技术在模具制造中获得更为广泛的应用。 3 我国塑料模具的概况和发展趋势 随着世界 五金、电子、仪表、电器和机械塑料工业高速发展 ,我国塑料工业异军突起，而塑料工业的高速发展又对塑料模具工业的发展起到了推动作用同时也对它提出了越来越高的要求。塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。目前我国塑料模具约占模具工业总产值 30 35。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，因为注塑成型可以对形状复杂的塑料产品实现一次成型，是一种高效率、大批量的生产方式。仅汽车行业就需要各种塑料制品 36 万吨其中 80以上的产品通过注塑生产。电子电器如电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000 万台；彩电的年产量已超过 3000 万台。到 2010 年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为 30，塑料管的普及率将达到 5O，这些都会大大增加对塑料模具的需求量。 注塑模具的优劣直接影响注塑成型的质量。注塑模具行业，欲要加工出高精度、高质量、复杂型 面的注塑模具必须借助先进的计算机辅助设计和制造软件、编制合理的加工工艺规程、选择合适的加工设备和刀具、设定最佳切削用量，这是保证加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度的有效途径。为了能够为注塑加工商生产出可节约投资成本和时间成本，以及提高注塑生产效率的模具，模具制造商们不断使用新材料和新技术，而这些新材料和新技术则在一定程度上代表了注塑模具制造的新趋势。 (1) 新材料促进模具嵌件的发展 有一种新材料能够降低注射模具制造商的投资成本和时间成本。这种新合金名为钴铬 为在快速成型 (备上采用金属 激光直接烧结 (艺而开发。该种钴铬合金被证明具有高强度、耐高温性能和抗腐蚀性能。该合金的洛式硬度在 3040 之间，能够生产小型复杂的模具产品，而这些产品目前通常需要采用电火花加工或者机加工方法来制造。 (2) 使用潜入式浇口嵌件消除可见的浇口痕迹 这种潜入式浇口嵌件来自干德国的 司，其注射点被设计在制品的末端 ，而流道从前端开放从而使浇口表面定位在制品上不显眼的地方。例如，在制品外沿肋筋底部的侧浇口，人们是不能看到明显的浇口痕迹的。 (3)少用抛光，多用涂层 美国 具服 务公司是一家为注射模具提供抛光和电镀服务的公司。出于为客户降低成本的考虑，该公司现在已很少 采用特级 光技术，取而代之的是采用电镀技术在模具表面形成涂层。众所周知，填料会缩短注塑模具的寿命。随着注射成型中填料的用量越来越大，填料对模具造成的腐蚀和磨损的问题日益突显。而为模具增加镀层，如 种镍一 层 )和 硼氮化物 )则能起到很好的保护作用。同时与价格昂贵的塑料润滑添加剂相比，这些镀层又非常便宜。 (4)高速加工 在现代模具生产中，对塑件的美观度及功能要求的越来越高 ，塑件内部结构设计也越来越复杂，模具的外形设计也日趋复杂，自由曲面所占比例不断增加 ，相应的模具结构也设计得越来越复杂。这些都对模具加工技术提出了更高要求，不仅应保证高的制造精度和表面质量，而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术研究的不断深入，尤其在加工机床 、数控系统、刀具系统、 件等相关技术推动下，高速加工技术已越来越多地应用于模具型腔的加工与制造中。数控高速切削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技术，是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术。高速加工技术对模具加工工艺产生了巨 大影响 ，改变了传统模具加工采用的 “退火一铣削加工一热处理一磨削”或“电火花加 工一手工打磨 、抛光”等复杂冗 长的工艺流程，甚至可用高速切削加工替代原来的全部工序。 (5)逆向工程 利用三坐标测量仪，结合三位软件，快速造型缩短模具设计周期。 这段时间我在网上看了一些模具行业的新闻报告，关注了一些文献资料了解到，我国的模具企业面临着巨大的压力和挑战。中高端模具产品面临着国外或外资企业的压力日益增大，低端产品国内企业的竞争日趋激烈，技术设备水平落后，管理滞后的企业的生存空间越来越小，最后被淘 汰。了解到这些信息之后我开始思考自己到底要在 哪个方向发展，究竟该如何选择企业。因为细细想来这些状况和即将毕业的我们息息相关，如果自己在选择企业的时候不好好考虑、高瞻远瞩可能对自己的发展不利。记得老师在讲课时也反复给我们讲过我国模具产业的发展状况，并且告诉我们选择技术这一行要做好吃苦的准备，自己在参加应聘的时候企业的负责人也讲过这些。但通过四年的学习和自己出去实习的所见所闻，我反而对模具行业发展前景感到乐观，同时觉得如果能够坚持在这一行发展，将会有很好的收效。其实不仅仅是模具行业，我国整个的工业体系的发展现状 基本都是这样，模具行业只是一个缩影：低端产品国内竞争白热化，高端产品大多依赖进口。但是我想这种状况是一把双刃剑，只有竞争才能拉动发展，那些落后的企业被淘汰那是必然的，目前的状况只是一个过程，一个阶段。 过去在自己的思维意识当中总是特别强调设备的作用，好的设备固然重要，但设备终究是要人去操作，去保养，我看到一些报道上说目前我国的好多企业存在的现象是：我们的厂房是一流的，设备也都是先进的但就是造不出有竞争力的产品，企业没有好的效益。我突然又想起了自己这次去实习的那家台资企业。这家企业是第一次招聘这么多应 届毕业生，总共招 10 个人，其中工业工程有 4 人，后来我们去实习做的基本都是工业工程的事情。原先这个企业的效益非常之好，但随着竞争的越来越激烈他们就必须要想办法压低成本才能赢得客户。所以他们需要大量的 程师去优化生产降低成本。过去我不了解工业工程这个专业，更不了解他们的作用，这次我有了深刻的体会，觉得这门学科很重要。我之所以这么觉得是因为他们的很多理念和方法我们做模具的也可以借鉴和采用。尤其是有关质量管理学的知识，比如我们有时去比较分析一副模具采用不同的结构和设计方法时的效益和成本就可以应用那些统计方法。所以建议学校在往后我们这个专业的课程设置上适当的加一些这方面的课程，讲述一些统计方法和先进的管理理念，起到知识拓展的作用，也利于我们的发展。本次我毕业设计的课题是玩具四驱车底座的成型工艺与模具设计。当我拿到塑件之后分析了一下觉得它最主要的是三维造型，因为其结构复杂，腔体、斜面、圆弧面等很多，那么做这个设计既可以熟悉塑料模具设计的过程，又可以很好的巩固一下 知识，达到双赢的目的。 纵观整个模具行业，发展潜力巨大 ,还有很多新的方法有待我们去认识，很多新的技术将被采用。 参考文献 1 钟佩思 ,沈友 徽 ,马静敏等 J2005， 3 2 张正修 J2005， 8 3 康鹏工作室 M北京：机械工业出版社， 2005 4 . . 2001,7 5 李德群，唐志玉 M2003， 3 6 李建军 ，李德群主编 模具设计基础及模具 M机械工业出版社， 2005 7 崔 岜中国模具钢现状及发展 (I )J机械工程材料。 8 黄锐 M2005， 1 9 A ， 2001 10 M 11周永泰 J2007， 25 12 叶久新，王群主编塑料制品成型及模具设计 M湖南科学技术出版社， 2005 13 塑料模具设计手册编写组 M机械工业出版社， 2002 14 李德群，肖祥芷 发展概况及趋势 J2005， 7 15 ， 16 韩海军，塑料模具用钢材料的种类及展望，机械， 2005，（ 1） 17 石其年 J006,22(4) 18 . 2000,(6) 19 张克惠 M2000， 5： 70 20 申开智 M2005， 7 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 开题报告：一、课题的目的与意义； 二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、 研究方法、步骤和措施 开 题 报 告 一、课 题的目的与意义 图 1（制件三维图） 图 2（制件三维图） 根据测绘塑件如上图所示，设计一副结构合理的模具，能保证塑件的结构特征、表面质量。 使用 制平面图， 制三维图熟练掌握这些软件的使用。 通过该课题可以理清注塑模具的设计思路，加深对该行业的认识，把过去学过的机械制图、机械 设计、机械原理、互换性与测量技术 .熟练的掌握制图软件的使用。 二、课题发展现状和前景展望 方面 美国塑料 (原料 )的产量多年来一直雄居各国之首。早在 80 年代前期，美国塑料产量就已达2000 万吨之多， 1986 年增至 23吨，占全球总产量 8100 吨的 此后美国塑料产量继续呈现稳定增长之势， 1988 年、 1990 年、 1992 年、 1994 年、 1996 年和 1998 年分别增加到2710 万吨、 2810 万吨、 3010 万吨、 3410 万吨、 4000 万吨和 4360 万吨，占世界总产量的比例从 1996 年起提高到 30以上。 2001 年美国塑料产量为 4170 万吨，其中以聚乙烯为最多，达1500 多万吨。其次分别是氯乙烯 650 万吨、聚丙烯 720 万吨、聚苯乙烯对酞酸脂 320 万吨、聚苯乙烯 280 万吨。国内塑料消费量 (产量 +进口量一出口量 )，美国也是全球最多的。美国的全部塑料消费量 2001 年为 4280 万吨。美国人均塑料消费量也是很高的， 2000 年为 159 公斤， 2001年略减为 155 公斤 ，居全球第 3 位。美国现有各种大小塑料企事业单位 1 万多家，其中职工人数少于 50 人的占总数的 53， 50 的占 21， 100 500 人的占 23，超过 500 人的占近 4，职工总数近 90 万人。在美国塑料制品加工业的就职人数达 110 万， 2001 年的出货金额为 2150 亿美元，人均出货金额为 195 美元。 德国是世界最大的塑料 (原料 )生产国之一，上世纪 90 年代初的 1991 年、 1992 年和 1993年，德国塑料产量都为 990 多万吨， 1994 年增达超过 1000 万吨的 1110 万吨 1998 年达近 1300万吨， 1999 年为近 1400 万吨， 2000 年增至 1550 万吨，超过日本为世界第 2 大塑料生产国， 2001年上升为 1580 万吨， 2002 年已过 1600 万吨。 2001 年德国生产的种种塑料原料中，聚乙烯为285 万吨 (低密度聚乙烯 160 万吨，高密度聚乙烯 125 万吨 )，氯乙烯 175 万吨，聚丙烯 160 万吨。德国 2001 年的国内塑料消费量为 1280 万吨，其中聚乙烯 265 万吨，聚丙烯 155 万吨氯乙烯 152 万吨。德国人均塑料消费量 2001 年为 160 公斤，在世界上仅少于比利时的 172 公斤，高于美国的 155 公斤，排在世界第 2 位。德国塑料制品加工业的职工总计有近 30 万人， 2001年的出货金额为 360 亿美元，人均 126 美元。德国塑料制品加工企业中职工少于 50 人的 占 44，50 100 人的占 28， 100 500 人的占 25， 500 人以上的占 4。 面 中国塑料工业多年持续高速增长， 1991 年产量仅为 250 万吨， 1995 年增为 350 万吨， 1998年超过 700 万吨，到 2002 年已增达约 1400 万吨，超过日本而成为世界第 3 大塑料原料生产国。中国今年塑料制品市场将持续走强，在包装、工程、建材、农用和日用塑料制品等各个领域都将有较大幅度的增长，需求量将超过 2500 万吨。其中包装塑料制品今年需求量将超过 850 万吨，工程塑料制品需求量将达 400 万吨左右，建材塑 料制品需求量将达 300 万吨以上，农用塑料制品需求量将在 500 万吨左右，日用塑料制品需求量约为 80 万吨左右。 日本在很长的时期内都是仅次于美国的世界第 2 大塑料生产国。一直到 1997 年，日本塑料产量曾经连续多年增长，年产量在 70 年代中期就已达 500 多万吨， 1987 年突破 1000 万吨， 1991 年达约 1300 万吨， 1992年和 1993 年因受日本经济下滑的影响，产量略有减少，分别降至 1258 和 1225 万吨。从 1994年起产量再度增长， 1994 年、 1995 年和 1996 年分别回升到 1300 万吨、 1400 万吨和 1470 万吨，1997 年的产量又比上年增长 达到 1521 万吨，首次超过 1500 万吨。但这种增势在 1998年受到遏制，产量大幅度减少。 1998 年，日本塑料产量为 1390 万吨，比上年减少了 1999年和 2000 年日本塑料产量分别回升到 1432 万吨和 1445 万吨，但仍远未恢复到 1997 年的水平。2001 年和 2002 年日本塑料产量再度下降至 1400 万吨以下的 1364 万吨和 1361 万吨。 2002 年日本塑料 (原料 )产量减为 1361 万吨。而中国则增为 1366 万吨，日本又退居第 4 位。 韩国塑料产量增长十分迅 速， 1986 年超过 200 万吨， 1990 年增达 300 万吨， 1992 年突破 500 万吨，1994 年、 1996 年和 1997 年分别上升到 600 多万吨、 700 多万吨和 800 多万吨， 1998 年产量增至 850 万吨， 1999 年突破 900 万吨， 2001 年达 1200 万吨，跻身于世界 5 大塑料生产国之列。韩国塑料原料产品中以聚乙烯居首， 2001 年产量为 340 万吨 (低密度聚乙烯 160 万吨，高密度聚乙烯 180 万吨 )，聚丙烯以 238 万吨排在第 2 位，其次分别是聚酯 161 万吨、氯乙烯 124 万吨、S 树脂 86 万吨、聚苯乙烯 77 万吨。韩国 国内塑料消费量 2001 年 420 万吨，只相当于产量的 1/3 略高。人均塑料消费量 2001 年为 106 公斤，韩国塑料制品加工业的职工总数 2001 年为 人，出货金额为 85 亿美元，人均 276 美元。 塑料产量位居世界前 10 名的国家和地区还有法国 660 万吨、比利时 600 万吨、中国台湾598 万吨、加拿大 432 万吨和意大利 385 万吨 (均为 2001 年产量 )。 国内方面 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 122屏幕彩电塑壳注射模具， 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 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。 三、课题主要内容和要求 （ 1） 测绘玩具四驱车底座、并绘制零件的二维图和三维造型图，给出合适的技术要求。 （ 2）查阅与设计过程的相关中、外文献资料，对国内外塑料制品的成型工艺与方法进行分析、探讨，对玩具四驱车底座的成型方案进行论证，并写出文献综述、开题报告各一份、要求翻译内容准确，汉语表达清晰。 （ 3）对制件进行成形工艺性分 析，确定最佳成形工艺方案，并进行必要的计算。 （ 4）根据所确定的成形方案设计模具，并绘制模具总装配图、零部件图。要求用电脑绘出所有图纸、图纸规整、图面清晰。 （ 5）对设计过程进行总结、对所设计的模具进行可行性分析并撰写毕业设计说明书。 （ 6）所有的文档资料符合要求，基本五错别字和语句不通的现象。 2. 要求 （ 1）模具整体结构合理、成形零件的形状和尺寸正确、质量稳定可靠、制 造维护方便、造价便宜；模具使用安全可靠、操作方便、生产效率高、模具使用寿命厂；用该模具所冲出的零件能够满足产品质量要求； （ 2）模具所有活动部分应保证定位起止正确，动作灵活平稳可靠，互相协调，不得有歪斜和卡滞现象。个固定部分零件不得相互窜动，保证稳定正常工作； （ 3）脱模良好，塑件留落方向符合设计要求； （ 4）嵌件安装方便，可靠，正确； （ 5）流道转接处为光滑圆弧连接，镶拼处密合； （ 6）合模后分型面紧密结合，如有局部间隙，气间隙应小于 （ 7）冷却系统畅通，五泄漏 现象； （ 8）模具安装平稳性好，调整方便，工作安全； （ 9）加料，取塑件方便安全； （ 10）消耗塑料少； （ 11）配件及附件的使用性能良好； 四、研究方法、步骤和措施 分析塑件， 使用 产品进行 3将设计完成的塑料制品调入到模具设计模组 当中，进行装配和型腔排布，再进行注射塑料模具、型腔、型芯滑块等成型零件的设计，最 后完成二维 维工程 三视图。 （ 1）收集资料 （ 2）分析成型材料的成型工艺性和塑料制品的结构工艺性。 该塑件成型材料为 常用的工程材料。 观上是淡黄色非晶态树脂，不透明，密度与聚苯乙烯基本相同。 有良好的综合物理力学性能，耐热，耐腐，耐油，耐磨、尺寸稳定，加工性能优良，它具有三种单体所赋予的优点。其中丙烯腈赋予材料良好的刚性、硬度、耐油耐腐、良好的着色性和电镀性；丁二烯赋予材料良好的韧性、耐寒性；苯乙烯赋予材料刚性、硬度、光泽性和良好的加工流动性。改变三组分的比例，可以调节材料性能。 无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在160190 范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于 285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。 体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。 湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在 间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在 8090下干燥 23h,可以满足各种成型要求。 有较小的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为 在多数情况下，其变化小于该范 围。注塑是料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更长采用螺杆式注塑机，后者更适于 形状复杂制品、大型制品成型。 零件尺寸公差等级为 ，零件外表面粗糙度为 表面粗糙度为 模斜度 机械上用做齿轮，凸轮，蜗轮，滑轮等，电机电子产品零件，光学零件。成型前需要干燥，易产生残余应力，甚至裂纹；质硬，易损模具，使用 性能好。在成型过程中尽可能使用直接浇口，减少流动阻力。具有较好的成型工艺性。该零件结构较复杂，成型工艺性不好。制品的脱模斜度取 2，测边要使用到测向抽芯 机构，因此模具的结构会比较复杂。 （ 3）确定成型方法和成型参数 （ 4）选择合适的模具结构 （ 5）合理地选择成型设备 （ 6）设计模具成型零件 （ 7）校核成型设备的参及各成型零件的强度和刚度 （ 8）绘制模具装配图 （ 9）对模具进行可行性分析 （ 10）编写设计说明书 3. 成型和制造过程可能出现的问题和采取的措施 （ 1）成型过程中产生的缩痕影响塑件的外观质量，产生的原因是在冷却过程中，因热量收缩造成。可以通过修改零件的造型设计，避免厚实的部分，以及减少和主要表面相交 的所有特征的厚度，或者将浇口迁移到有问题的区域附近。 （ 2）成型过程中产生的熔接线是在填充期间，流经两个或更多流道的流体会合后，所生成的可见的缺陷。熔接线对塑件的外观也有影响，我们可以把熔接线移动到力量集中较少，且不起眼的区域。 （ 3）制品中有气泡，主要原因可能是塑料干燥不良，含有水分、单体、溶剂和挥发性气体塑料有分解、注射速度太快、注射压力太小、模具温度太低、充模不完全、模具排气不良可以通过改变浇口的位置和在气泡的位置开透气孔来解决。 （ 4）制品表面有银线和波纹，主要原因：原料含有水分及会发物、料温太高或 太低、注射压力太低、浇道浇口尺寸太大、嵌件未预热或温度太低、制品内应力太大。银线主要是由于材料的吸湿性引起的。因此，一般应在比树脂热变形温度低 10 15C 的 条件下烘干。对要求较高的 腊系列，需要在 75t）左右的条件下烘干 4 6h。特别是在使用自动烘干料斗时，需要根据成型周期（成型量）及干燥时间选用合理的容量，还应在注射开始前数小时先行开机烘 料。另外，料筒内材料滞流时间过长也会产生银线。不同种类的材料混合时，例如聚苯乙烯和 脂、 脂，聚丙烯和聚苯乙烯等都不宜混合。 （ 5）制品翘曲、变形 ，主要原因：模具温度太高，冷却时间不够、制品厚薄相差悬殊、冷却不均衡或冷却时间太短、顶出位置不当，受力不均匀、塑料大分子定向作用力太大。 （ 6）白化 ，现象最主要发生在 脂制品的推出部分。脱模效果不佳是其主要原因。可采用降低注射压力，加大脱模斜度，增加推杆的数量或面积，减小模具表面粗糙度值等方法改善，当然，喷脱模剂也是一种方法，但应注意不要对后续工序，如烫印、涂装等产生不良影响。 （ 7）喷流纹，是从浇口沿着流动方向，弯曲如蛇行一样的痕迹。它是由于树脂由浇口开始的注射速度过高所导致。因此，扩大烧四横截面 或调低注射速度都是可选择的措施。另外，提高模具温度，也能减缓与型腔表面接触的树脂的冷却速率，这对防止在充填初期形成表面硬化皮，也具有良好的效果。 （ 8）缩坑，原因也与充填不足相同，原则上可通过过剩充填加以解决，但却会有产生应力的危险，应在设计上注意壁厚均匀，应尽可能地减少加强肋、凸柱等地方的壁厚。 （ 9）皱褶及麻面，产生这种缺陷的原因在本质上与充填不足相同，只是程度不同。因此，解决方法也与上述方法基本相同。特别是对流动性较差的树脂（如聚甲醛、 脂、聚碳酸酯及 脂等）更需要注意适当增大浇口和 适当的注射时间。 （ 10）由于模具的型腔的内表面表面涉及到三维曲面常规的加工方法不能达到其形状精度，为了保证型腔的加工精度，应采用高速数控铣。 （ 11）型芯的形状比较复杂，而且体积又很小采用整体式不容易加工，故采用镶拼式，加工时要注意精度，保证组合后可以达到要求。 （ 12）为提高模具寿命，应对模具进行表面强化处理，可以渗碳或者是渗氮。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 指导教师意见： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结 果的预测： 指导教师： 年 月 日 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 玩具四驱车底座的成型工艺与模具设计 摘要 ： 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，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。 本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单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； 通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对 学习，可以建 立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。 关键词 ： 塑料模具；参数化；镶件；分型面 is in of is to to is to of to to of in to in AM s to to on to to a in of to 1 玩具四驱车底座的成型工艺与模具设计 摘要 ： 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，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。 本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是单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； 通过本设计，可以对注塑模具有一个初步的认识，注意到设计中的某些细节问题，了解模具结构及工作原理；通过对 以建 立较简单零件的零件库，从而有效的提高工作效率。 关键词 ： 塑料模具；参数化；镶件；分型面 2 is in of is to to is to of to to of in to in AM s to to on to to a in of to 3 第 1 章 绪 论 . 1 引言 . 1 课题研发背景及意义 . 3 玩具四驱车底座注塑模设计基本设计思路 . 4 第 2 章 工艺分析 . 5 品三维造型 . 5 件使用材料的分析 . 7 件结构工艺性分析 . 8 第 3 章 模具设计 . 8 述 . 9 定型腔数目 . 错误 !未定义书签。 射机型号确定 . 9 射机及型腔数目的校核 . 错误 !未定义书签。 口设计 . 12 料井的设计 . 14 型面的设计 . 14 向抽芯机构的设计 . 15 第四章 和模导向机构设计 . 16 构的作用 . 16 向机构的作用 . 16 位机构的作用 . 16 向机构的总体设计 . 16 柱的设计 . 16 套的设计 . 17 柱与导套的配合形式 . 17 模 阻力的计算 . 17 第五章模架的确定和标准件的选用 . 错误 !未定义书签。 架的选用 . 错误 !未定义书签。 模部分的结构设计 . 错误 !未定义书签。 式 20 寸的计算 .模部分的结构设计 .4 结束语 . 26 参 考 文 献 . 27 致 谢 . 29 附录 .1 第 1 章 绪 论 引言 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，所以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。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达到 13000 亿日元，远远超过日本机床 总产值 9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。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。近年来，我国模具工业每年都以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。据统计，我国现有模具生产厂近 2万家，从业人员约 50万人，“九五”期间的年增长率为 13%. 2000 年总产值为 270亿元，占世界总量的 5%。但从总体上看，自产自用占主导地位，商品化模具仅为 1/3左右，国内模具生产仍供不应求，特别是精密、大型、复杂、长寿命模具，仍主要依赖进口。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量的 20%左右，其中，中高档模具进口比例达 40%以上。因此，近年 来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上，并取得了可喜的成绩，模具进口逐渐下降，模具技术和水平也有长足的进步。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加较快，其能力提高显著；“三资”及私营企业发展迅速，尤其是“三资”企业目前已成为行业的主力军；股份制改造步伐加快，等等。从地区分布来说，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、模具生产最为集中的 2 省份是广东和浙江，这 2个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏、上海、山东、安徽等地目前发展态势也很好。 随着世界五金、电子、仪表、电器和机械塑料工业高速发展 ,我国塑料工业异军突起，而塑料工业的高速发展又对塑料模具工业的发展起到了推动作用同时也对它提出了越来越高的要求。塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的 经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。目前我国塑料模具约占模具工业总产值 3035。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，因为注塑成型可以对形状复杂的塑料产品实现一次成型，是一种高效率、大批量的生产方式。仅汽车行业就需要各种塑料制品 36万吨其中 80以上的产品通过注塑生产。电子电器如电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000万台；彩电的年产量已超过 3000 万台。到 2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为 30，塑料管的普及率将达到 5O，这些都会大大增加对塑料模具的需求量。 注塑模具的优劣直接影响注塑成型的质量。注塑模具行业，欲要加工出高精度、高质量、复杂型面的注塑模具必须借助先进的计算机辅助设计和制造软件、编制合理的加工工艺规程、选择合适的加工设备和刀具、设定最佳切削用量，这是保证加工质量、提高生产效率、减轻劳动强度的有效途径。为了能够为注塑加工商生产出可节约投资成本和时间成本，以及提高注塑生产效率的模具，模具制造商们不断使用新材料和新技术，而这些新材料和新技术则在一定程度上代表了注塑模具制造的新趋势。有 一种新材料能够降低注射模具制造商的投资成本和时间成本。这种新合金名为钴铬 为在快速成型 (备上采用金属激光直接烧结 (艺而开发。该种钴铬合金被证明具有高强度、耐高温性能和抗腐蚀性能。该合金的洛式硬度在 30 40之间，能够生产小型复杂的模具产品，而这些产品目前通常需要采用电火花加工或者机加工方法来制造。 使用潜入式浇口嵌件消除可见的浇口痕迹这种潜入式浇口嵌件来自干德国的 注射点被设计在制品的末端 ，而流道从前端开放从而使浇口表面定位在制品上不显眼的地方。例如，在 制品外沿肋筋底部的侧浇口，人们是不能看到明显的浇口痕迹的。少用抛光，多用涂层。美国 于为客户降低成本的考虑，该公司现在已很少 采用特级 而代之的是采用电镀技术在模具表面形成涂层。众所周知，填料会缩短注塑模具的寿命。随着注射成型中填料的用量越来越大，填料对模具造成的腐蚀和磨损的问题日益突 3 显。而为模具增加镀层，如 种镍一 和 硼氮化物 )则能起到很好的保护作用。同时与价格昂贵的塑料润滑添加剂 相比，这些镀层又非常便宜。 在现代模具生产中，对塑件的美观度及功能要求的越来越高，塑件内部结构设计也越来越复杂，模具的外形设计也日趋复杂，自由曲面所占比例不断增加 ，相应的模具结构也设计得越来越复杂。这些都对模具加工技术提出了更高要求，不仅应保证高的制造精度和表面质量，而且要追求加工表面的美观。随着对高速加工技术研究的不断深入，尤其在加工机床 、数控系统、刀具系统、 件等相关技术推动下，高速加工技术已越来越多地应用于模具型腔的加工与制造中。数控高速切削加工作为模具制造中最为重要的一项先进制造技 术，是集高效、优质、低耗于一身的先进制造技术。高速加工技术对模具加工工艺产生了巨大影响 ，改变了传统模具加工采用的 “退火一铣削加工一热处理一磨削”或“电火花加 工一手工打磨 、抛光”等复杂冗 长的工艺流程，甚至可用高速切削加工替代原来的全部工序。同时还可以利用三坐标测量仪，结合三位软件，快速造型缩短模具设计周期。 课题研发背景及意义 随着世界五金、电子、仪表、电器和机械塑料工业高速发展 ,我国塑料工业异军突起，而塑料工业的高速发展又对塑料模具工业的发展起到了推动作用同时也对它提出了越来越高 的要求。塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。目前我国塑料模具约占模具工业总产值 3035。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，因为注塑成型可以对形状复杂的塑料产品实现一次成型，是一种高效率、大批量的生产方式。仅汽车行业就 需要各种塑料制品 36万吨其中 80以上的产品通过注塑生产。电子电器如电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000万台；彩电的年产量已超过 3000 万台。到 2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为 30，塑料管的普及率将达到 5O，这些都会大大增加对塑料模具的需求量。 注塑模具的优劣直接影响注塑成型的质量。注塑模具行业，欲要加工出高精度、高质量、复杂型面的注塑模具必须借助先进的计算机辅助设计和制造软件、编制合理的加工工艺规程、选择合适的加工设备和刀具、设定最佳切削用量，这是保证加工质量、提高生产效率 、减轻劳动强度的有效途径。为了能够为注塑加工商生产出可节约投资成本和时间成本，以及提高注塑生产效率的模具，模具制造商们不断使 4 用新材料和新技术，而这些新材料和新技术则在一定程度上代表了注塑模具制造的新趋势。 因而，玩具四驱车底座成型技术的研究与开发具有相当重要的理论意义和实用价值。以此作为一个突破口，带动和促进相关塑件产品外观零件注塑成形技术的发展和技术创新，将会产生显著的经济价值。 玩具四驱车底座注塑模设计基本设计思路 该制件的的结构复杂，材料为 件的最大尺寸如下图所示。在选择分型面的时候要 特别注意。零件侧编的孔采用侧向抽芯成型。模具采用侧向抽芯时结构会比较复杂，各个机构制件不可以发生干涉。 初步确定模具步骤为：塑件的工艺分析、确定型腔数目、注射机的选择、浇注系统的设计、确定主要零件结构、选择模架、成型零件的设计、侧向抽芯机构的设计、导向机构的设计、冷却系统的设计、模具排气槽的设计、校核。通过 零件进行三维造型，并使用 的模具设计模块进行型芯型腔的分模，便于模具整体的设计和零件图的绘制。 图 件三维造型图 5 第 2 章 工艺分析 品三维造型 图 件三维图 图 件三维图 件使用材料的分析 丙烯腈 苯乙烯共聚物 丙烯腈 苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此 时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。 无定 形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高，随所含三种单体比例不同，在 160190 范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于 285时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。 体具有明显的非牛顿性，提高成型压力可以使熔体粘度明显减小，粘度随温度升高也会明显下降。 湿性稍大于聚苯乙烯，吸水率约在 间，但由于熔体粘度不太高，故对于要求不高的制品，可以不经干燥，但干燥可使制品具有更好的表面光泽并可改善内在质量。在 8090下干燥 23h,可以满足各种成型要求。 有较小 的成型收缩率，收缩率变化最大范围约为 在多数情况下，其变化小于该范围。注塑是 料最重要的成型方法，可以采用柱塞式注塑机，但更长采用螺杆式注塑机，后者更适于形状复杂制品、大型制品成型。 使用性能： 综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降。 耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。 水、无机盐、碱、酸对 尺寸稳定，易于成型和机械加工，与 372 有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬。 成型性能： 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，应按品种确定成型方法及成型条件。 吸湿性强，含水量应小于 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。 流动性中等，溢边料 动性比聚苯乙烯、 比聚碳酸酯、聚氯乙烯好）。 比聚苯乙烯加工困难，宜取高料温、模温（对耐热、高抗冲击和中抗冲击型树脂，料温更宜取高）。料温对物性影响较大、料温过高易分解（分解温度为 250 对要求精度较高的塑件，模温宜取 50 60 C，要求 光泽及耐热型料宜取 60 80 C。注射压力应比加工聚苯乙烯稍高，一般用柱塞式注塑机时料温为 180 230 C，注射压力为 100 140 杆式注塑机则取 160 220 C， 70 100 易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。摧出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。 料上的脱模斜度宜稍大，宜取 1 以上。 在正常的成型条件下，壁厚、 熔料温度及收缩率影响极小。 要技术指标： 脂保持了苯乙烯的优良电性能和易加工成型性，又增加了弹性、强度（、耐热和耐腐蚀性，且表面硬度高、耐化学性好，同时通过改变上述三种组分的比例，可改变 各种性能，故 程塑 料具有广泛用途，主要用于机械、电气、纺织、汽车和造船等工业。 允许使用温度范围 80。 7 表 物理性能 表 学性能 屈服强度（ 50 抗拉强度 (38 断裂伸长率 ( ) 35 拉伸弹性模量 (弯强度 (80 弯曲弹性模量 (压强度 (53 抗剪强度 (24 冲击韧度 (简支梁式 ) 无缺口 261 布氏硬度 口 11 表 气性能 表面电阻率（ ） 1013 体积 电阻率（ m） 1014 击穿电压（ KV/ 介电常数（ 106 电损耗角正切（ 106 电弧性 (s) 50 85 四、 主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为 703 C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。 消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力、提高模具预热温度。 密度 (g/ 1 05 比热容 (J 1255 1674 导热系数 (W 10膨胀系数 (10流温度 ( C) 130 8 件结构工艺性分析 图 件侧边 该塑件的尺寸并不大，但是结构非常复杂。侧边的孔需要采用侧向抽芯成型。同时 零件作为玩具四驱车上的主要结构件需要具有一定的抗冲击性并且要保证一定的精度，并且考虑设计出来的零件其加工制造的可行性。 材料最终选定为 综合性能优异， 具有较高的力学性能，流动性好，易于成型；成型收缩率小，理论计算收缩率为 0 5 ；溢料值为 0 04 热容较低，在模具中凝固较快，模塑周期短。制件尺寸稳定，表面光亮 图 件工程图 9 第 3 章 模具设计 述 在对玩具四驱车底座零件工艺性分析的基础上，通过经验设计与数值模拟相结合的方法，最终确定了零件成形的最佳工艺方案。再根据该工艺方案，确定成形最终零件形状，因此，成形模具的设计是本课题的一个比较关键的问题 定型腔数量 一 般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。型腔的数目可根据模型的大小情况而定 。 型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。 考虑到四驱车底座结构复杂，需要侧向抽芯机构和大量的推杆，采用一模一腔结构。 塑机型号的确定 除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模 具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。 有关塑件的计算 体积 = （ 曲面面积 = （ 密度 = (g/ 质量 = (g) 注射机型号的确定 根据塑件的体积初步选定用 式）型注塑机。 0（卧式）型注塑机的主要技术规格如下表： 10 表 注塑机的主要参数 理论注射容积 ( 60 螺杆直径 (30 注射压力 (180 注射速率 (g/s) 70 塑化能力 (g/s) 35 螺杆转速 (r/0 200 锁模力 (400 拉杆有较距离 (220 300 移模行程 (250 模具最大厚度 (250 模具最小厚度 (150 锁模形式 双曲肘 模具定位孔直径 ( 80 喷嘴球半径 (嘴口孔径 ( 3 模板尺寸 (200 315 图 选注射机喷嘴及模板参数 射机及型腔数量的校核 、注射量的校核 注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的80%以内。 11 在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即 V = M = 中 V（ m） 一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量 ( g）； n 型腔数目 单个塑件的容量或质量 ( g）。 浇注系 统凝料和飞边所需塑料的容量或质量 ( g）。 故应使 中 注射机额定注射量 ( g）。 根据容积计算 见注射机的注射量符合要求 、塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核 注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机 允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。因此，设计注射模时必须满足下面关系： A 式中 A 注射机允许使用的最大成型面积 ( 其他符号意义同前。 注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即： ( A2)p F 式中符号意义同前。 所以需要 2 40 95+9 80=83200 A 查得 0（ （ 2 4 8） 30=30=F 12 符合要求 、最大注射压力校核 注射机的额定注射压力即为它的最高压力 该大于注射机成型时所调用的注射压力，即： 明显，上式成立，符合要求。 、模具与注射机安装部份的校核 喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应。 模具厚度 模具厚度 H（又称闭合高度）必须满足： H 中 注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； 注射机允许的最大模厚。 注射机允许厚度 150 H 250 符合要求。 、开模行程校核 开模行程 s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的最大开模行程与模具厚度无关，对于单分型面注射模： s = 5 10中 摧出距离（脱模距离）（ 包括浇注系统凝料在内的塑件高度（ 开模距离取 20 包括浇注系统凝料在内的 塑件高度取 40 余量取 8 则有： s = 20+20+28 =68 符合要求。 口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细流道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、数量、尺寸和位置对塑件质量影响很大。 13 浇口的主要作用是： 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流； 易于切除浇口凝料； 对于多型腔的模具，用以平衡进料； 浇口的面积通常为分流道面积的 口的截面有矩形和圆形两种。浇口长度约为 2 口的尺寸一般根据经验公式 确定，取其下限值，然后在试模时逐步修正。 浇口的形式及特点 综合点浇口呼侧浇口两种浇口形式的优缺点，采用 点浇口 。这种浇口形式主要有以下优点：一是塑件表面无浇口痕迹，并且外表面无明显的熔接痕，所以外观质量较好。二是浇口的位置和数量可视塑件的质量而增加、减少或改变浇口的位置、模具修改也比较方便。三是在塑件顶出的同时，浇口剪断并脱落，可节省去毛刺工序，并有得于机床自动化。 浇口尺寸的确定 浇口结构尺寸可由经验公式，并由塑料模具技术手册之轻工模具手册之一中图 3得，浇口深度 h = 2.0 h = n t = h = 1 （ 式中 h 浇口深度（ ; n 塑料系数，由塑料性质决定； t 塑件壁厚（ . 浇口位置的选择 浇口位置的选择对塑件质量的影响极大。选择浇口位置时应遵循如下原则： 避免塑件上产生缺陷； 浇口应开设在塑件截面最厚处； 有利于塑料熔体的流动； 的利于型腔的排气； 考虑塑件受力情况； 增加熔接痕牢度； 流动定向方位对塑件性能的影响； 浇口位置和数目对塑件变形的影响； 校核流动比； 防止型芯或嵌件挤压位移或变 形。 14 此外，在选择浇口位置和形式时，还应考虑到浇口容易切除，痕迹不明显，不影响塑件外观质量，流动凝料少等因素。 图 口套 料井的设计 在完成一次注射循环的间隔，考虑到注射机喷嘴和主流道入口这一段熔体因辐射散热而低于所要求的塑料熔体的温度，从喷嘴端部到注射机料筒以内约 10 25时才达到正常的塑料熔体温度。位于这一区域内的塑料的流动性能及成型性能不佳，如果这里相对 较低的冷料进入型腔，便会产生次品。为克服这一现象的影响，用一个井穴将主流道延长以接收冷料，防止冷料进入浇注系统的流道和型腔，把这一用来容纳注射间隔所产生的冷料的井穴称为冷料井（冷料穴）。 图 料井 型面的设计 分型面是决定模具结构形式的重要因素，它与模具的整体结构和模具的制造艺有密切关系，并且直接影响着塑料熔体的流动特性及塑料的脱模。 分型面的形式 为了拉断和拉出冷料，取出塑件，设计两个分型 面。 分型面的设计原则 15 由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析。 选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则： 分型面应选在塑件外形最大轮廓处 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模 保证塑件的精度 满足塑件的外观质量要求 便于模具制造加工 注意对在型面积的影响 对排气效果 对侧抽芯的影响 在实际设计中，不可能全部满足上述原则，一般应抓住主要矛 盾，在此前提下确定合理的分型面。 分型面的确定 根据以上原则，可确定该模具的分型面如下图： 图 具分型面 向抽芯机构的设计 侧型芯具体尺寸的确定 1、 侧抽芯的基本尺寸 根据模具的整体结构尺寸和抽芯机构抽芯距及抽芯力的计算，可确定抽芯机构型芯部分侧型芯的具体尺寸如下图： 2、 侧抽芯的导滑形式 采用圆形导滑孔，侧抽芯与导滑孔之间是间隙 配合，配合精度可选 H8/8/滑孔硬度应达到 56。 3、为了开之前，侧抽芯机构能够顺利地实现抽芯动作，需在型芯固定板上装 4个对称布置的弹簧顶销。 16 （ 1）顶销为圆头销：材料 35钢、热处理 43 48 2）弹簧的规格及尺寸： 圆柱螺旋压缩弹簧：材料 65号为 12 24 7类 此弹簧受变负荷作用，次数在 106次 以上，最大工作负荷为 3、 该模具在开模时同由于弹簧顶销差距的作用，使得开模过程是先实现侧抽芯动作后再开模，因此不会造成塑件纵向开模时损坏的情况。 17 第四章 合模导向机构的设计 注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面导向机构用于动、定模之间的精密对中定位。 构的 作用 用 定位作用； 导向作用； 承载作用； 保持运动平稳作用。 用 对
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