机械带联合顶出机构的注射模的设计带CAD图纸
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机械带联合顶出机构的注射模的设计带CAD图纸,机械,联合,机构,注射,设计,cad,图纸
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南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：周峻学 号：05010155专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：带联合顶出机构的注射模设计指 导 教 师:彭斌彬2009 年 3 月 22 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1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2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。其中塑料注射模具地位显得非常重要。随着全世界的模具工业水平的迅速提高，模具注塑工艺也在不断发展。注射充模、保压冷却、脱模是注塑成型周期中的三个主要阶段。温度、压力、速度、时间等工艺参数也是获得高质量产品的关键。目前，CAD/CAM/CAE技术应用于模具的设计及制造，其应用范围广泛，效率高，使模具技术得到很大的发展，在工业生产中有着举足轻重的地位。关键词 塑料模具 注射模 CAD/CAM/CAE1 塑料注塑模技术概况 模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形1。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，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。因此，我们必须加快模具产业的发展。目前，除了少数几种塑料外，几乎所有的塑料都可以采用注塑成型。据统计，注塑制品约占整个塑料制品总产量的30%，全世界每年生产的注塑模数量约占所有塑料成型模具数量的50%2。 随着发达国家将制造业纷纷转移到我国，大批境外企业涌入，使我国模具工业的水平有了一定的提高。在技术方面，我国模具的精密度、复杂程度和寿命都有很大提高。如塑料模热流道技术日渐成熟，气体辅助注射技术开始采用。高速加工、复合加工等先进的加工技术也得到进一步推广；快速原型制造进展很快；模具的标准化程度也有一定提高。据海关统计资料显示，2002 年我国共进口模具12.72亿美元，比2001年增长14.4%，其中塑料橡胶模具进口金额6.93亿美元，占总进口量的54.5%。2002年我国共出口模2.52 亿美元，比2001年增34%，其中塑料橡胶模具出口金额1.72亿美元，占总出口量的68.3 %3。专家预测，在外资的带动下，2003年我国模具市场总体规模将增加13%左右，到2005年模具产值将达460亿元，年均增长速度为 12%左右，模具自给率将从目前的70%提高到80%左右，模具及模具标准件出口将从现在的9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右4。我国的模具正处在高速增长时期，尤其是塑料模具近年来发展相当快，2002年已猛增到140亿元左右5。当前国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，发展重点为工程塑料模具，这与工程塑料的快速发展分不开的。预计2010年塑料门窗和塑料管的普及率将达到30%50%，塑料排水管的市场占有率将超50%6。因此塑料建材件模具需求量将增长较快。虽然我国模具工业的水平有了一定的提高，但与国民经济需要和国际先进水平相比，我国模具工业主要存在如下几个问题： (l) 总量供不应求，国内模具自配率只有70%左右。其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有50%左右7。 (2) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不合理。我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间(分厂)，自产自配比例高达60%左右，而国外70%以上是商品模具8。专业模具厂也大多数是“大而全”、“小而全”的组织形式，国外大多是“小而专”、“小而精”。国内模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例不足30%，而国外在50%以上9。进出口之比2002年为5:1, 2003年为4.1:1，进出口相抵后的净进口已超过10亿美元，为净进口量最大的国家10。2 模具注塑工艺的概述 在注塑加工中，每个成型周期有三个主要阶段：注射充模、保压冷却、脱模。在充模阶段，热的高聚物熔体被注射进入模具型腔。一旦型腔充满熔体，额外的高聚物熔体会在高压下进入模腔，以补充聚合物充摸后温度下降体积收缩而出现的空间。然后进入冷却阶段，此阶段约占成型周期的3/4的时间。只有在充分的冷却固化的情况下，塑件脱模后才不会损坏变形。最后塑件脱模，得到制品。11 在注射模具中，模具冷却系统的是极其重要的，它直接影响着注塑生产率及注塑制品的内在性能和表观质量。完善的冷却系统能显著地减少冷却时间，缩短注塑循环周期，降低制品残余热应力及翘曲变形，提高制品机械性能及内部、表面质量等。模具温度的控制，原则上应定在塑料的玻璃化温度或热变形温度以下，以使塑料冷却定型，主要决定于塑料的结晶性，制品尺寸与结构，性能要求以及其他工艺条件（料筒及喷嘴温度，注射速度，压力及成型周期等）。 要获得高质量的制品，必须对温度、压力、速度、时间等关键工艺参数进行控制。时间控制包括注塑时间、保压时间、补缩时间、冷却时间等的控制；温度控制包括料筒温度、喷嘴温度、熔体温度、模具温度和油温的控制；压力控制包括注塑压力、背压、模腔内压力的控制，以及如何根据模腔内最大压力值决定从注射到保压的切换时间；速度控制包括对螺杆推进物料的速度及对螺杆推进的位置与速度进行多级切换（多级注射）。注射/保压切换点的控制有重要意义。如切换得太迟，会形成过渡充填、高残余应力、模具受损等缺陷；如果切换得太早，会形成短射、制品质量不足、熔接线结合不好、凹陷等缺陷12。 注射速率的大小除了影响注塑压力外，还直接影响制品质量和生产效率。注射速率越慢，注塑时间越长，制品易产生冷接缝，且密度不均，制品内应力大；合理缩短注塑时间，提高注射速率，可以减少熔体在模内的温差，改善压力传递效果，保持制品密度均匀，提高制品力学性能和表面光泽。注射速率还影响流率，流率影响熔体粘度，且影响充填过程的取向度和分子排列，它与冷却速率一起，决定这最后制品的取向度。3 模具 CAD 技术的发展情况二战后的日本，其发展之所以如此迅速，在短短几十年内，一跃成为世界经济强国，模具在其工业生产中的地位可以说是举足轻重的，而模具在日本也被称为是“工业之母”13 。目前，CAD/CAM/CAE技术应用于模具的设计及制造，已成为一门综合性学科。在现代化设计与生产的条件下，模具行业将面临一次新的技术革命14。国外先进工业国家由于起步早和对模具CAD/CAM的重视，先后投入了大量的人力和物力，从而使模具CAD/CAM技术得到了很快的发展，应用范围日益扩大，在冲模、锻模、挤压模、注射模和压铸模等方面都开发出了较成功的商品化软件。如法国达索(Dassault)公司开发的 CATIA，美国国家航空及宇航局(NASA)开发的 I-DEAS，美国麦道(MD)公司开发的 UG，以及美国参数技术公司开发的Pro/ENGINEER（简称 Pro/E）等15。我国CAD/CAM技术的开发始于20世纪70年代末，先后开发了精冲模、普通冲裁模、锻模和注射模等系统，但多数处于试用阶段。模具加工设备中，数控机床比例还很小，模具制造精度低、制造周期长。进入20世纪90年代后，CAD/CAM技术在模具设计和制造中应用较为活跃，许多科研单位和企业引进了成套的CAD/CAM系统，通过吸收、开发和推广工作，将其广泛应用于模具行业，取得了可喜的成绩，如南京航空航天大学的超人CAD/CAM系统，华中理工大学的 CHNC，北航海尔的CAXA等均已实现复杂曲线、曲面的造型、数控代码的自动生成和加工仿真16。参 考 文 献1 申长雨，陈静波等. 塑料型材挤初模具 CAE 技术M. 模具工业出版社，2001(7).2 易际明，彭浩哥. Pro/ENGINEER Wildfire 模具设计与数控加工M. 北京：清 华大学出版社，2004.3. 3 李迎春，杜栓丽，申开智. 聚丙烯(PP)塑料注塑模具点浇口大小的研究J. 华北工学院学报，1998 年第 19 卷第 1 期(总第 61 期)：3034. 4 汪琦. 注塑模具 CAE 的应用和模具设计J. 现代塑料加工应用(5).5 付永刚. 注塑模 CAD 系统开发的理论研究及应用J. 西安理工大学硕士论文，2000.3.6 陈志刚. 塑料模具设计M. 北京：机械工业出版社，2002.1.7 刘法谦，燕立唐，胡海青，等. CAE 在彩电后壳浇注系统中的应用，现代塑料加工应 用J，2002.6，第 14 卷第 3 期：1922.8 周振勇，顾正朝，石教英. 注塑模流道系统集成设计技术研究J. 计算机辅助设计与图形学学报，2002.7，Vol.38NO.7：2327.9 王利霞，刘春太. 注塑模充填过程动态模拟J. 中国塑料，1996年 9 月第 10 卷第 5 期：7177.10 Shen Chang-Yu, YuXiao-Rong, LiQian, ChenJing-Bo. Automated Design for the Gate Location of Injection MoldsM.In: Proceedings of the 61rd Annual Technical Conference, Nashville,2003:544549.11 刘跃军，瞿金平，等. 聚合物注射成型的过程控制J. 工程塑料应用.2001,29（9).12 益小苏. 高分子材料的制备与加工M. 浙江大学出版社，1997.13 潘利波 基于 Pro/ENGINEER 二次开发的模具 CAD 系统研究J. 武汉理工大学硕 士学位论文，2004，05：1214 李德群，肖祥芷. 模具 CAD/CAE/CAM 的发展概况及趋势J. 模具工业，2005（07).15 张祥杰. Pro/ENGINEER Wildfire模具设计M. 中国铁道出版社，2004：35188.16 田福祥. 现代模具技术的特点及其发展趋势J热加工工艺，2004（08） 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：本设计要求使用CAD，PROE等软件对机构进行零件图纸绘制，设计成型注射模具。带联合顶出机构对于注塑模的设计比较简单，使用常规的设计方法就能够设计出合理简单有效的模具。机构的材料：ABS根据要求模具要一腔两模，对于模具的基本方案是：一、对于注塑机的选择，由于机构的结构和产量以及所给的各项要求，进行综合的考虑，采用卧式注塑机；二、模具结构设计 1浇注系统设计所给设计要求是一模两腔，因此将型腔对称放置，使用圆锥型主流道，使用球型头的拉料杆的冷料井。将分流道对称设置，分流道截面采用梯形截面，浇口采用潜伏式浇口，利用分型面或配合间隙排气；2. 分型面设计根据对工件模型的观察和分型面选择的基本原则，开模时使塑件留在动模一侧，选择最大截面处为分型面；3成型零件结构设计阴模使用整体嵌入式，上下模板上均嵌入阴模。由于结构的上下结构特征，在上下模板均设计了型芯；4合模导向和定位机构设计使用导向柱四根，同时与导套配合，既能够导向，又能够定位；5脱模机构设计使用推杆进行脱模，同时在喷雾器嘴的下侧使用一推环，虽然塑件有四处筋板，可使用使用四处推杆，但使用一推环可防止在推模时对塑件造成破坏；三、零件图的绘制在对模具的结构进行了基本的设计后，首先要进行三维图以及零件图的绘制，以为后一部的加工提供必要的尺寸及一些数据参数。四、对模具进行模具的CAD设计在对模
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