保持架注塑模設(shè)計(jì)及加工工藝性分析方案論證報(bào)告.doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)（方案論證報(bào)告）1一、塑料模具概況簡(jiǎn)介1、塑料模具現(xiàn)狀塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門(mén)類(lèi)之一，上個(gè)世紀(jì)初以來(lái)，塑料由于原料來(lái)源廣泛，綜合性能優(yōu)良，成型方便，性能價(jià)格上占有優(yōu)勢(shì)，已成為原四大材料(鋼鐵、木材、煤、水泥)之后的又一大新型材料。迄今，塑料的體積產(chǎn)量已超過(guò)了金屬材料。在短短的80多年內(nèi)，走過(guò)了金屬材料兩千多年的發(fā)展歷程。塑料廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)械、宇航、艦船、電子電氣、化工、紡織、醫(yī)藥衛(wèi)生、建筑、軍工、包裝、家具、文體用品以及生活用品等各個(gè)領(lǐng)域。特別是近年來(lái)，具有光、電、磁、生物等功能的高分子材料的出現(xiàn)，使得塑料的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大到信息民、生物等新興產(chǎn)業(yè)。塑料科技的高速發(fā)展，帶動(dòng)了塑料工業(yè)的蓬勃發(fā)展。汽車(chē)工業(yè)：世紀(jì)初許多國(guó)家汽車(chē)工業(yè)重要改革措施之一是提高汽車(chē)速度、降低能耗，其主要對(duì)策是更多地采用塑料件以減輕車(chē)體重量。為此，塑料件在汽車(chē)中的用量迅速增長(zhǎng)。據(jù)預(yù)測(cè)，年各類(lèi)汽車(chē)中將有一半用可回收的塑料復(fù)合材料制造。航空航天工業(yè)：世紀(jì)初，航空航天工業(yè)技術(shù)進(jìn)步著眼點(diǎn)也是減輕機(jī)體總重量，以加快飛行速度，降低能耗。如美國(guó)洛克希德航空公司復(fù)合材料中心采用新型熱塑性樹(shù)脂為母體的增強(qiáng)復(fù)合材料制造的飛機(jī)，前體結(jié)構(gòu)質(zhì)量可減輕，緊固件減輕。歐洲國(guó)家在航空航天發(fā)展規(guī)劃上都非常重視使用高性能新型復(fù)合材料和高級(jí)復(fù)合材料，在宇宙空間站、人造衛(wèi)星和航天飛船上用于制造蜂窩式結(jié)構(gòu)的外殼、機(jī)體外板及其他結(jié)構(gòu)件。電子電氣工業(yè)：目前，電子電氣產(chǎn)品結(jié)構(gòu)正向短、小、輕、薄方向發(fā)展，對(duì)高電磁性塑料合金、超導(dǎo)電塑料、電磁波屏蔽材料、光學(xué)性能材料、高性能復(fù)合料等，在量和質(zhì)方面都提出了更高要求。另外，高性能電線(xiàn)、電纜，通信用塑料，光學(xué)纖維，新型傳感器用塑料以及信息處理中用的各類(lèi)記錄、存貯材料，用靜電記錄膜，縮微用膠片等在信息化社會(huì)中需求量日益增大，這些又大大促進(jìn)了塑料材料的發(fā)展。包裝工業(yè)：人們對(duì)包裝材料除了在性能方面（高阻透性、高耐熱性、保鮮、無(wú)菌等）有更高要求外，還要求節(jié)省原料、降低能耗。塑料包裝材料與傳統(tǒng)包裝材料比較具有較多優(yōu)越性。如生產(chǎn)同規(guī)格的制品，紙的能耗是塑料的倍，生產(chǎn)過(guò)程中釋放的二氧化碳及氮氧化物均比塑料高。世紀(jì)初，塑料包裝材料仍將成為塑料的主要應(yīng)用領(lǐng)域。建材工業(yè)：塑料在建材工業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。從材料生產(chǎn)能耗比較，如聚氯乙烯為，則鋼材為，鋁材為。從應(yīng)用中節(jié)能效果比較，塑料管比金屬管可減少輸水能畢業(yè)設(shè)計(jì)（方案論證報(bào)告）2耗，塑料窗比鋁窗節(jié)省采暖能耗約。由此可見(jiàn)，世紀(jì)初塑料建材作為節(jié)能材料，在許多國(guó)家中的需求量將持續(xù)增長(zhǎng)。2、塑料模具的發(fā)展趨勢(shì)模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、3D化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化方向發(fā)展。模具軟件功能集成化模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過(guò)程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。模具設(shè)計(jì)、分析及制造的3D傳統(tǒng)的2D模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)、分析、制造的3D化、無(wú)紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)模具所采用的3D數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過(guò)程模擬及信息的管理與共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等特點(diǎn)，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimatron公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D專(zhuān)業(yè)注塑模設(shè)計(jì)軟件，可進(jìn)行交互式3D型腔、型芯設(shè)計(jì)、模架配置及典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。澳大利亞Moldflow公司的3D直實(shí)感流動(dòng)模擬軟件MoldflowAdvisers已經(jīng)受到用戶(hù)廣泛的好評(píng)和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)有華中理工大學(xué)研制的HSC3D4.5F及鄭州工業(yè)大學(xué)的Z-mold軟件。面向制造、基于知識(shí)的智能化功能是衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化、信息化趨勢(shì)隨著模具在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國(guó)際化，以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)使得在模具行業(yè)應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)既有必要，也有可能。美國(guó)在其21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略中指出，到2006年實(shí)現(xiàn)汽車(chē)工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案，使汽車(chē)開(kāi)發(fā)周期從40個(gè)月縮短到4個(gè)月。隨著信息化時(shí)代的來(lái)臨，產(chǎn)品需求將越來(lái)越快，同時(shí)產(chǎn)品訂單，客戶(hù)輸入信息的維護(hù)必須通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息化實(shí)現(xiàn)，模具設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)將以產(chǎn)品項(xiàng)目文件夾進(jìn)行數(shù)據(jù)庫(kù)管理，產(chǎn)品圖形及技術(shù)資料通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行審批流程，快捷高速的信息化時(shí)代將帶領(lǐng)模具進(jìn)入新進(jìn)代。二、方案論證及確定1、課題題目介紹本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為：保持架注塑模設(shè)計(jì)及加工工藝性分析。保持架是一個(gè)帶有銅畢業(yè)設(shè)計(jì)（方案論證報(bào)告）3質(zhì)螺紋嵌件的固定架，是鉸鏈結(jié)構(gòu)的一部分，起到保持和固定軸的相對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)形式的作用。2、制件結(jié)構(gòu)形狀塑料制件結(jié)構(gòu)形狀如圖所示。制件由銅質(zhì)螺紋嵌件和ABS塑料件組合而成，ABS具有剛性好，沖擊強(qiáng)度高、耐熱、耐低溫、耐化學(xué)藥品性、機(jī)械強(qiáng)度和電器性能優(yōu)良，易于加工，加工尺寸穩(wěn)定性和表面光澤好，容易涂裝，著色，還可以進(jìn)行噴涂金屬、電鍍、焊接和粘接等二次加工性能。圖2-1塑件模型3、塑件工藝性分析如塑件圖所示，塑件壁厚較大，生產(chǎn)批量為：中批；材料為ABS，無(wú)定形料，流動(dòng)性中等，吸濕大，必須充分干燥，并需采取高料溫、高模溫來(lái)提高提高材料的流動(dòng)性，因塑件壁厚較大故成型工藝性良好，可以注塑成型。4、型腔的數(shù)目和布置方式的確定4.1、型腔數(shù)目畢業(yè)設(shè)計(jì)（方案論證報(bào)告）4圖4-1型腔排列形式如圖，此次畢業(yè)設(shè)計(jì)，就型腔數(shù)目、流道和交口的位置如圖。型腔數(shù)目：可設(shè)計(jì)為一模兩腔和一模四腔。一模二腔，一模四腔，無(wú)本質(zhì)正誤之分，這兩種方案在模具加工時(shí)均較為簡(jiǎn)單，且塑件的形狀和尺寸一致性較好，有利于降低模具加工成本，縮短模具制造時(shí)間。為保證較高的生產(chǎn)效率，采用一模四腔顯然優(yōu)于一模兩腔。另外，如若考慮一模八腔的方案，則較一模四腔不合適，模具型腔數(shù)目的增多，塑件的精度會(huì)降低（一般每增加一個(gè)型腔塑件的尺寸精度便降低4%-8%），同時(shí)模具的制造成本也提高。同時(shí)，塑件質(zhì)量較大，采用一模八腔時(shí)，注塑壓力很大，對(duì)模具材料要求較高，同時(shí)對(duì)注塑機(jī)要求也隨之提高，成本不斷攀升。4.2、型腔布局采