毕业设计储液器外壳塑料模具设计.docx
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毕业设计储液器外壳塑料模具设计.docx
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毕业设计储液器外壳塑料模具设计
毕业设计(论文)
题目名称
储液器外壳塑料模具设计
题目类型
毕业设计
系部
机械系
专业班级
学生姓名
学号/序号
指导教师
辅导教师
时间
年11月至年6月
毕业设计任务书
系机械系专业材料成型与控制班级
学生姓名指导教师/职称
1.毕业设计题目:
储液器外壳塑料模具设计
2.毕业设计起止时间:
年11月8日~年6月1日
3.毕业设计所需资料及原始数据
产品图
生产批量:
中批量
参考资料:
[1]石世铫.注射模具设计与制造300问[M].机械工业出版社,2010
[2]田福祥.先进注塑模具330例设计评注[M].机械工业出版社,2008
[3]伍先明.塑料模具设计指导[M].国防工业出版社,2010
[4]王鹏驹.塑料模具设计师手册[M].机械工业出版社,2008
[5]张维合.注塑模具设计适用手册[M].化学工业出版社,2011
[6]陈建荣.塑料成形工艺及模具设计[M].科学出版社,2010
[7]孙玲.塑料成型工艺与模具设计[M].清华大学出版社,2008
[8]杨占尧.塑料模具典型结构设计实例[M].化学工业出版社,2007
[9]李丽华.UGNX6.0模具设计基础与进阶[M].机械工业出版社,2009
[10]杨永顺.塑料成型工艺与模具设计[M].机械工业出版社,2011
4.毕业设计应完成的主要内容
(1)选题背景(题目来源,研究的目的及意义,国内外研究现状及发展趋势)。
(2)塑件工艺性分析
(3)塑件成型工艺方案的拟订
(4)设计计算
(5)机床的选择
(6)模具类型及结构形式的选择
(7)模具零件的选用、设计以及必要的计算
(8)主要工作零件及装配图的绘制。
5.毕业设计的目标及具体要求
(1)外文翻译1份(英译汉,不少于3000字)
(2)开题报告1份
(3)设计说明书1份(不少于10000字)
(4)总装配图1张,零件图至少3张
6、完成毕业设计所需的条件及上机时数要求
具备塑料工艺及模具设计基础知识,能利用AutoCAD、UG软件绘制二维图。
上机时数:
100学时;初步掌握模具设计思路和设计方法。
任务书批准日期
教研室主任(签字)
任务书下达日期
指导教师(签字)
完成任务日期
学生(签名)
毕业设计开题报告
题目名称
储液器外壳塑料模具设计
系部
机械系
专业班级
学生姓名
指导教师
辅导教师
开题报告时间
年11月至年12月
储液器外壳塑料模具设计
一、题目来源
教学实践
二、研究目的和意义
(1)模具设计的目的
模具工业的发展的关^键是模具技术的进步,模具技术又涉及到多学科的交叉。
模具作为一种高附加值和技术密集型产品,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。
世界上许多国家,特别是一些工业发达国家都十分重视模具技术的开发,大力发展模具行业,积极采用先进技术和设备,提高模具制造水平,已经取得了显著的经济效益。
通过本次注塑模具的设计是我们对CAD,UG等制图软件有了进一步的了解和学习,对模具结构也有了进一步的认识,对即将踏入社会的我们积累了一定的设计经验,为以后的工作很有帮助,我认为这次的毕业设计很有实际意义。
(2)本课题的意义
这次我的课题是储液器外壳塑料模具设计。
我感觉所需的知识已超出了课本的知识,但正是这样,才更有锻炼的价值。
这其中要用大量的CAD/CAM/CAE技术,Pro/E造型。
能够让我对一副模具的设计过程有了更深一个层次的了解,检查我对知识的掌握能力和动手能力,我想我在这次的设计中一定会尽全力做好的!
三、阅读的主要参考文献及资料名称
[1]陈志刚.塑料模具设计[M].北京机械工业出版社2002
[2]郭新玲.塑料模具设计[M].清华大学出版社2006
[3]武兵书.我国的模具材料及其应用技术[J].机械工人冷加工2002
[4]吴兆祥.模具材料及表面处理[M].北京机械工业出版社2003
[5]屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京机械工业出版社.2003
[6]李德群,唐志玉.中国模具设计大典.江西科学技术出版社.2003
[7]塑料模设计手册编写组.塑料模设计手册.北京机械工业出版社.1982
[8]徐佩弘.塑料制品与模具设计.北京中国轻工业出版社.2001
[9]姜勇.AutoCAD2006基础培训教程.人民邮电出版社.2006
四.塑料模具工业和技术今后的主要发展方向
(1)设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。
CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
(2)推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。
采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。
制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。
气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。
目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。
气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。
另一方面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。
(3)开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。
以适应多品种、少批量的生产方式。
(4)应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。
(5)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。
采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。
研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。
(6)智能化、专家系统技术也是一个热门研究方向,如何在CAD系统中应用人工智能和知识库,以提高系统的智能水平并加强人机之间的密切协作。
(7)以可视化技术和虚拟技术为核心的集成化和交互式CAD系统也是一个热门研究方向。
(8)在模具CAD/CAM领域,20世纪80年代人们提出了柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS、并行工程CE等新技术;20世纪80年代末90年代初又提出了敏捷制造AM、精良生产LP、分布式制造DM、虚拟制造VM技术;而今,面对市场更加激烈的竞争,模具CAD/CAM又提出新的理念,如高速加工技术、逆向工程技术、快速成型技术和虚拟制造技术等。
五.塑料模具的内容及模具设计的程序
1.模具的CAD设计、分析,包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、充填过程分析等几个方面。
利用先进的特征造型软件如PRO/E、UGII等很容易地确定分型面,生成上、下模腔和模芯,再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。
确定了这些设计数据以后,再利用模具分析软件,如CFLOW、MOLDFLOW进行塑料的成形过程分析。
根据MOLDFLOW软件和它的丰富的材料、工艺数据库,通过输入成形工艺参数,可动态仿真分析其在注塑模腔内的注射过程流动情况(含多浇口注射时的塑料汇流纹分析)、分析温度、压力变化情况、分析注塑件残余应力等,根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量问题等。
模具通过CAD设计和分析,就可以将错误消除在设计阶段,提高一次试模成功率。
在塑料注射模制造过程中,总会遇到分型面的确定问题,它是一个很复杂的问题,受到许多因素的制约,常常是顾此失彼。
所以在选择分型面时应抓住主要矛盾,放弃次要因素。
我近期查阅了不少资料表明它可以按以下原则来确定:
(1)保证塑料制品能够脱模;
(2)使型腔深度最浅;
(3)使塑件外形美观,容易清理;
(4)尽量避免侧向抽芯;
(5)使分型面容易加工;
(6)使侧向抽芯尽量短;
(7)保证塑件制品精度;
(8)有利于排气;
(9)使型腔内总压力较大的方向与分型面垂直。
2.塑料模具的设计牵涉到方方面面,设计塑料模具应按一定的设计程序进行,并对几个设计要点必须予以足够重视,这样才能保证模具的设计制造质量,塑料模具设计不仅仅是结构设计还包括模具材料及其热处理选择,选择正确与否对模具的使用性能及其寿命将产生重大影响模具设计与模具失效紧密相关,为了尽量避免模具失效应充分研究分析塑料模具的失效机制,在模具设计上采取相应的防范措施。
(1)塑料模具的设计程序
从工程思维的角度对塑料模具设计的内涵与方法进行研究分析,首先就是要制定出科学合理的设计程序,科学的设计程序是设计制造出高水平,高质量模具的有力保障,无论是简单模具还是复杂模具都应该按照这种设计程序进行设计制造
(2)塑料模具的设计要点
一副塑料模具能否顺利用于生产取决于很多因素,除了模具本身的原因外还与塑件用料,成型设备和成型工艺有关,并且这些因素相互关联。
因此,在设计塑料模具时,必须充分考虑各方面因素,用工程综合性思维拟定模具设计方案。
(3)塑料模具的选材与热处理
针对塑料模具工作条件,使用寿命和制造成本选择适当的模具材料,提出合理的热处理要求是塑料模具设计的重要内容之一。
国内外许多研究机构已开展模具材料数据库的建立和模具材料选用专家系统的研究工作。
(4)塑料模具的失效形式与防护
塑料模具在工作时要承受塑料中的硬质颗粒对模具表面的冲刷磨损,以及由塑料分解出来的腐蚀性气体对模具的腐蚀,同时要承受较强大的成型压力和高温的作用因此塑料模具的失效形式主要有以下三种,对它们的失效机制进行分析研究有利于在设计上采取相应的防范措施。
六、完成毕业设计(论文)所必须具备的工作条件(如工具书、计算机辅助设计、某类市场调研、实验设备和实验条件等)及解决的办法
塑料模具设计的内容牵涉到很多方面,在设计模具的过程中必须根据具体情况综合考虑,突出重点,只有按科学合理的模具设计程序与设计方法进行设计,才能设计制造出高水平,高质量的模具。
总之,随着模具技术的迅速发展及机械各类产品的多样化、复杂化,模具应用的广度和深度将不断向纵深发展,模具需求增长速度将继续高于国民经济总体发展的速度,供小于求的被动状态将大有改变。
因些,在模具设计及制造中,采用新技术、新工艺、新设备可持续发展模具工业,更将成为所有企业得以占据市场制高点的必由之路。
完成毕业设计所必须具备的工作条件:
各种工具书(如:
冲压模具设计手册,各种参考文献以及专业期刊)、计算机辅助设计、图书馆的资料库以及学校计算机房的网络资料。
解决问题的办法:
首先通过自己的单独思考、查阅各种可以利用的资料尝试着解决所遇到的问题,或是与同学之间进行讨论,当问题还是不能得到解决的时候应该及时主动的向指导老师商讨解决的办法。
七、工作的主要阶段、进度与时间安排
任务书阶段:
年11月3日~8日
开题报告阶段:
年11月9日~19日
外文翻译阶段:
年11月10日~20日
正文撰写阶段:
年11月~2012年6月
图纸打印阶段:
年5月15日~5月25日
指导教师审查:
年5月28日~5月30日
评阅教师评阅:
年6月1日~6月3日
本科答辩阶段:
年6月5日~6月8日
八、指导教师审查意见
毕业设计指导教师审查意见
专业班级
学生姓名
毕业设计题目
储液器外壳塑料模具设计
指导教师
职称
审查日期
审查参考内容:
毕业设计(论文)的研究内容、研究方法及研究结果,难度及工作量,质量和水平,存在的主要问题与不足。
学生的学习态度和组织纪律,学生掌握基础和专业知识的情况,解决实际问题的能力,毕业设计(论文)是否完成规定任务,达到了学士学位论文的水平,是否同意参加答辩。
审查意见:
指导教师签名:
评定成绩(百分制):
_______分
毕业设计评阅教师评语
专业班级
学生姓名
毕业设计题目
储液器外壳塑料模具设计
评阅教师
职称
评阅日期
评阅参考内容:
毕业设计(论文)的研究内容、研究方法及研究结果,难度及工作量,质量和水平,存在的主要问题与不足。
学生掌握基础和专业知识的情况,解决实际问题的能力,毕业设计(论文)是否完成规定任务,达到了学士学位论文的水平,是否同意参加答辩。
评语:
评阅教师签名:
评定成绩(百分制):
_______分
毕业设计答辩记录及成绩评定
专业班级
学生姓名
毕业设计题目
储液器外壳塑料模具设计
答辩时间
年6月日~时
答辩地点
一、答辩小组组成
答辩小组组长:
成员(签名):
二、答辩记录摘要
答辩小组提问(分条摘要列举)
学生回答情况评判
三、答辩小组对学生答辩成绩的评定(百分制):
_______分
毕业设计(论文)最终成绩评定(依据指导教师评分、评阅教师评分、答辩小组评分和学校关于毕业设计(论文)评分的相关规定)
等级(五级制):
_______
答辩小组组长(签名):
秘书(签名):
年月日
系答辩委员会主任(签名):
系(盖章)
储液器外壳塑料模具设计
【摘要】本课题研究的是储液器外壳塑料模具,阐述了注射模设计的一般流程,即注射成型的分析、注射机的选择及相关参数的校核、模具的结构设计、注射模具设计的有关计算、模具总体尺寸的确定与结构草图的绘制、模具结构总装图和零件工作图的绘制等。
其中模具结构的设计既是重点又是难点,主要包括成型位置的及分型面的选择,模具型腔数的确定及型腔的排列和流道布局和浇口位置的选择,模具工作零件的结构设计,推出机构的设计。
【关键词】注射模;分型面;型腔;设计
Thereservoirshellplasticmolddesign
Student:
HuPengYangtze University College Of Technology & Engineering
Instructor:
GengJiayuanYangtze University College Of Technology & Engineering
[Abstract]Thestudyofthesubjectisthereservoirshellplasticmoldinjectionmolddesign,expoundsthegeneralprocess,namelytheanalysisofinjectionmolding,thechoiceofinjectionmachineandrelatedparametersofthecheck,diedesign,injectionmolddesignofthecalculation,diesizedeterminationandstructuresketchdrawingassemblydrawing,diestructureworkandpartsdrawing.Thediestructuredesignarebothimportantanddifficult,mainlyincludesthemoldingpositionandchoiceofpartingsurfaceofthemold,todeterminethenumberofcavityandcavityarrangementandportlayoutandtheselectionofthegatelocation,mouldpartsofthestructuredesign,mechanismdesign.
[Keywords]Injectionmoldpartingsurface;cavity;design
储液器外壳塑料模具设计
1前言
模具工业是国民经济的基础工业,被称为“工业之母”。
21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化智能化、柔性化、和网络化,追求的目标是提高产品质量及生产效率,缩短设计及制造周期,降低生产成本,最大限度地提高模具制造业的应变能力,满足用户需求。
近年来我国的模具事业也在不断地飞速向前发展。
1.1注射模具基本简介
注射成型也称为注塑成型,其基本原理就是利用塑料的可挤压性与可模塑性,首先将松散的粒状或粉状成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热熔融塑化,使之成为粘流态熔体,然后在柱塞或螺杆的高压推动下,以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具中,经过一段保压冷却定型时间后,开启模具便可以从模腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制品。
它与挤出和压延成型方法相比,注射成型可以用来生产空间几何形状非常复杂的塑料制品,而挤出和压延则主要用来成型截面尺寸一定长度连续的二维塑料制品。
将注射成型与压缩和压注成型相比,它又具有应用面大、成型周期短、生产效率高、模具工作条件可以得到改善,以及制品精度高和生产条件比较好、生产操作容易实现机械化等多方面的优势。
在中空吹塑成型中,注射成型还常常被用来生产吹塑所用的型坯。
1.2注射成型的地位
注射成型在整个塑料制品生产行业占有非常重要的地位,目前,除少数几种塑料外,几乎所有的塑料品种都可以采用注射成形。
据统计,注射制品约占所有塑料制品总产量的30%,全世界每年生产的注射模数量约占所有塑料成型模具数量的50%。
早期的注射成型方法主要用于生产热塑性塑料制品,随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品的应用范围不断扩大,目前的注射成形方法已经推广应用到热固性塑料制品和一些塑料复合材料制品的生产中。
例如,日本的酚醛(热固性塑料)制品生产过去基本上依靠压缩和压注方法生产,但目前已经有70%被注射成型所取代。
注射成型方法不仅广泛应用于通用塑料制品生产,而且就工程塑料而言,它也是一种最为重要的成型方法。
据统计,在当前的工程塑料制品中,80%以上都要采用注射成型的方法生
1.3国内模具的现状及发展趋势情况
我国塑料模具的发展随着塑料工业的发展而发展,在我国,起步较晚,但发展很快,特别是近几年,无论在质量、技术和制造能力上都有很大的发展,取得了很大成绩。
现在CAD/CAM/CAE技术在塑料模的设计制造上应用已越来越普遍,特别是CAD/CAM技术的应用较为普遍,取得了很大成绩。
目前,使用计算机进行产品零件造型分析、模具主要结构及零件的设计、数控机床加工的编程已成为精密、大型塑料模具设计生产的主要手段。
应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。
这不仅缩短了生产前的准备时间,而且还为扩大模具出口创造了良好的条件,也相应缩短了模具的设计和制造周期。
此外,气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,热流道技术的应用更加广泛,精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高,模具寿命及效率不断提高,同时还采用了先进的模具加工技术和设备。
塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时,“小而专”、“小而精”仍然是一个必然的发展趋势。
从技术上来说CAD/CAM/CAE技术将全面推广,快速原型制造(RPM)及相关技术将得到更好的发展,高铣削加工、热流道技术、气体辅助注射技术及高压注射成型将进一步发展。
设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。
CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题;CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
1.4国外模具的发展状况
总体来说,西方国家的模具事业发展较早,也比我国更先进一些。
国外的模
具发展状况具体表现为以下三个特征:
1.4.1集成化技术
现代模具设计制造系统不仅应强调信息的集成,更应该强调技术人员和管理方式的集成。
在开发模式制造系统时强调“多集成”的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作机制集成及人员集成,这更适合未来制造系统的需要。
1.4.2智能化技术
应用人工智能技术实现产品生命周期各个环节的智能化,以及模具设备的智能化,也要实现人与系统的融合及人在其中智能的充分发挥。
2塑件的工艺分析
2.1塑件的成型工艺性分析
图1储液器塑件
储液器塑件形状及尺寸如图1所示,材料为ABS。
ABS具有较高的力学性能,流动性好,易于成型;成性收缩率小,理论计算收缩率为0.5%;溢料值为0.04mm;比热容较低,在模具中凝固较快,模塑周期短;塑件尺寸稳定,表面光亮,该塑件如碗形,高38mm。
端部外侧直径Φ84mm,2个直径为Φ5.8mm的锥形向外凸台顶部外侧有外径径Φ14mm,内径为Φ5mm,高为10mm凸起的接水嘴,厚度为2mm。
塑件要求内外表面光滑,无顶出痕迹及明显的浇口痕迹。
塑件材料ABS的使用性能:
(1)干燥处理:
ABS材料具有吸湿性,在注射成型烘之前要进行干。
80至90℃下最少干燥2小时,且材料温度波动应保证小于0.1%;
(2)熔化温度:
210至280℃;
(3)模具温度:
25至70℃,模具温度将影响塑件光洁度,模具温度较低则会导致成型制品的光度较低;
(4)注射压力:
50至150MPa;
(5)注射速度:
中高速度;
(6)化学和物理性能:
ABS是由丙烯腈,丁二烯和苯乙烯三种单体合成。
每种单体都具有不同的性能:
丙烯腈具有高强度,热稳定性及化学稳定性;丁二烯具有坚韧性。
抗冲击特性;苯乙烯具有易加工,高光洁度,高强度的特性。
从形态上看,ABS是非结晶型材料。
ABS材料具有超强的易加工性,外观特性,低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及和高的抗冲击强度。
图2零件立体图
2.2塑件的成型工艺参数确定
适用注射机类型螺杆式
密度1.01~1.07g/cm3;
收缩率0.3~0.8%;
预热温度80C°~85C°,预热时间2~3h;
料筒温度后段150C°~170C,中段165C°~180C,前段180C°~200C;喷嘴温度170C°~180C°;
模具温度50C°~80C°;
注射压力60~100MPa;
成型时间注射时间20~90s,保压时间0~5s,冷却时间20~120s。
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