塑料齒輪注射模具設計開題報告

1、塑料齒輪注射模具設計開題報告研究目的和意義: 畢業(yè)設計是大學里一個極為重要的環(huán)節(jié),不僅是對我們大學四年學知識的總結,并且也是對我們所學知識的運用和能力的鍛煉,所以在這次畢業(yè)設計中需要靈活的運用以前學到的專業(yè)知識,以及把自已分析問題、討論問題、獨立解決問題的能力得到提升. 為畢業(yè)以后走走上社會能正常地工作打基礎。 本課題主要研究塑料齒輪注塑模具的設計,隨著塑料制品在機械、電子、交通、國防、建筑、 農業(yè)等各個行業(yè)廣泛應用,對塑料模具的需求日益增加, 塑料模具在國民經濟中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術密集型產品,其技術水平的高低已經是一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一。 模具工業(yè)是國民

2、經濟的基礎工業(yè)，是國際上公認的關鍵工業(yè)。模具生產技術水平的高低是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產品的質量，效益和新產品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關注。、 模具工業(yè)既是高新技術產業(yè)的一個組成部分，又是高新技術產業(yè)化的重要領域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領域中6090的產品的零件，組件和部件的生產加工。 目前世界模具市場供不應求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數量極少，但中國模具鉗工技術水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數控

3、制模設備，提高模具加工質量，縮短生產周期，溝通外貿渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經濟的發(fā)展有著特別重要的意義。課題研究現狀: 模具是工業(yè)生產之母，是工業(yè)產品生產用的重要工藝裝備，它是以其自身的特殊性裝通過一定的方式使原材料成型?，F代產品生產中，模具由于其加工效率搞、互換性好、節(jié)省原材料，所以得到廣泛的應用。從某種意義上來說，模具生產技術水平的高低，已成為一個國家產品制造水平高低的重要標志之一。 隨著世界各國生產需要和塑料應用的不斷擴大，塑料已成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四大工業(yè)基礎材料。在這基礎上所產生的塑料加工手段中的塑料模具的設計和制作水

4、平，對塑料制品的成型質量有著至關重要的影響。從某種意義上來說，塑料市場的開拓、塑料制品的優(yōu)劣主要取決于模具質量。由于塑料模具的研制工作一直受到各方面的重視，故其設計和制作水平提高很快，特別是計算機輔助設計和輔助制造技術發(fā)展很快。促進其發(fā)展迅速的原因可歸結為以下幾點： （1）產品更新換代的加快，特別是家電、汽車、IT行業(yè)市場競爭的加劇，使模具制造業(yè)得到迅猛的發(fā)展。 （2）現代產品對模具的種類、精度、工作和使用壽命等提出了更高的要求。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關注，在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生產制件所

5、具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。 （3）在國外工業(yè)發(fā)達國家，模具制造業(yè)已成為一個專業(yè)的行業(yè)，其標準化、專業(yè)化、商品化程度高，模具行業(yè)已經成為一個高技術密集型產業(yè)。 （4）CAD/CAM技術已在行業(yè)中得到基本普及。 （5）CAE技 術及CAD/CAE/CAM一體化技術已在部分企業(yè)中應用等。 目前，國際模具行業(yè)競爭激烈，近兩年來德國模具整體價格已下降14左右，且全球58的模具由德國等西歐國家生產，中國等亞洲國家僅占極小的比例。但目前東歐地區(qū)的模具生產出現較大幅度增長，亞洲地區(qū)的生產規(guī)模也將增加到15左右。我國的模具行業(yè)也已步入了高速發(fā)展時期，但

6、存在的問題仍然不少。 國內發(fā)展情況：近10年來，我國模具行業(yè)一直以每年15的增長速度快速發(fā)展。十五期間，我國模具行業(yè)年增長速度達到20。2005年模具銷售額達610億元，同比增長25，排在世界第三位；模具出口大幅增長，表明模具水平和競爭力提高。據海關統(tǒng)計，2005年模具出口74億美元，同比增長50以上；模具產品結構更趨高檔，復雜、精密、長壽命的模具份額提高到30。目前，國內約有模具生產廠商3萬余家，從業(yè)人員有80多萬人，全年模具產值達534億元人民幣。涌現出一批模具行業(yè)領頭羊，如在汽車覆蓋件領域的一汽模具，輪胎領域的巨輪模具，塑料模具領域的海爾，模塊標準件領域的圣都等；不少地方出臺了扶持當地模

7、具行業(yè)發(fā)展的政策，如重慶、成都、蘇州、大連等地都在建立模具工業(yè)園區(qū)，改善發(fā)展環(huán)境，完善模具生產的配套體系。中國經濟的高速發(fā)展對模具行業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大了的動力。 中國模具行業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)。南方的發(fā)展快于北方。模具生產最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū)，其模具產值約占全國產值的三分之二以上。廣東是中國現在最主要的模具市場，而且還是中國最大的模具出口與進口省。2004年，廣東省模具業(yè)穩(wěn)居全國模具行業(yè)的頭把交椅，產值達185億元，模具制造業(yè)產值和銷售額約占全國的40以上。目前在全國排序前10名的企業(yè)中，廣東占有5家，世界最

8、大的模架供應商和亞洲最大的模具制造廠都在廣東。深圳模具業(yè)發(fā)展迅猛，已具規(guī)模優(yōu)勢，年產值超過100億元，占廣東省模具業(yè)的近60，占全國模具業(yè)的近25，已成為國內模具制造中心。 我國模具市場空間巨大。2006年國內汽車保持15的增速，銷量將達640萬輛，汽車零部件的市場比整車還大，為汽車零部件提供裝備的模具行業(yè)高速發(fā)展顯而易見。一個型號的汽車所需模具幾千副。其中鑄造模具數百套。汽車工業(yè)是我國國民經濟五大支柱產業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件、經濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產業(yè)政策中得到了肯定。2005年信息產業(yè)實現銷售收入34萬億元，同比增長27，手機、彩電、計算機等IT

9、產品增速明顯，IT模具仍將供不應求。另外，小家電、農用機械、食品機械、新型建材需求量大，因此相關模具行業(yè)也將快速發(fā)展。 目前我國模具生產總量雖然已位居世界第三，但設計制造水平在總體上要比德、美等國家落后許多，也比韓國、新加坡等國落后而且國內模具市場過早陷入了價格戰(zhàn)的誤區(qū)，還缺乏自主創(chuàng)新的能力，尤其缺乏誠信可靠的市場體系。據報道，約有65的歐洲客戶認為中國模具價格雖低但質量存在問題。我國技術含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹??；而技術含量較高的中、高檔模具還遠不能適應經濟發(fā)展的需要，精密、復雜的沖壓模具、轎車覆蓋件模具等高檔模具仍有很大發(fā)展空間。近年來，模具行業(yè)結構調整步伐加快，主要表現為大

10、型、精密、復雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠商數量及能力增加較快。中國汽車模具公司今后的發(fā)展方向，應該注重產品結構的調整和定位，進一步提升模具的制造技術水平，占領結構復雜、精密度高、技術含量高的高檔模具市場。 國外發(fā)展情況：高新技術在歐美模具企業(yè)得到廣泛應用,歐美許多模具企業(yè)的生產技術水平在國際上是一流的。將高新技術應用于模具的設計與制造，已成為快速制造優(yōu)質模具的有力保證。 國外模具行業(yè)優(yōu)勢主要體現在以下幾點： （一）CAD/CAE/CAM的廣泛應用，顯示了用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。 在歐美，CAD/CAE/CA

11、M已成為模具企業(yè)普遍應用的技術。在CAD的應用方面，已經超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前3D設計已達到了70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應用很普遍。應用這些軟件不僅可完成2D設計，同時可獲得3D模型，為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應用3D設計，還可以在設計時進行裝配干涉的檢查，保證設計和工藝的合理性。數控機床的普遍應用，保證了模具零件的加工精度和質量。3050人的模具企業(yè)，一般擁有數控機床十多臺。經過數控機床加工的零件可直接進行裝配，使裝配鉗工的人數大大減少。CAE技術在歐美已經逐漸成熟。在注射模設計中應用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷

12、卻過程，預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設計中應用CAE軟件，模擬金屬變形過程，分析應力應變的分布，預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE技術在模具設計中的作用越來越大，意大利COMAU公司應用CAE技術后，試模時間減少了50%以上。 （二）為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術。 高速切削是以高切削速度、高進給速度和高加工質量為主要特征的加工技術，其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產中廣泛應用數控高速銑，三軸聯動的比較多，也有一些是五軸聯動的，轉數一般在1.5萬3萬r/min。采用高速銑削技術，可大大縮短制模時間。經高速銑削精加工后的模

13、具型面，僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時間。歐美模具企業(yè)十分重視技術進步和設備更新。設備折舊期限一般為45年。增加數控高速銑床，是模具企業(yè)設備投資的重點之一。 （三）快速成型技術與快速制模技術獲得普遍應用。 由于市場競爭日益激烈，產品更新換代不斷加快，快速成型和快速制模技術應運而生，并迅速獲得普遍應用。在歐洲模具展上，快速成型技術和快速制模技術占據了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各種類型的快速成型設備，也有專門提供原型制造服務的機構和公司。 在所考察的模具企業(yè)中，有不少是將快速成型技術和快速制模技術結合起來應用于模具制造，即利用快速原型技術制造產品零件的原型。

14、再基于原型快速地制造出模具。許多塑料模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具，用于少量翻制塑料件，非常適合于產品的試制。 歐美模具企業(yè)的先進技術和先進管理，使其生產的大型、精密、復雜模具，對促進汽車、電子、通訊、家電等產業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經濟效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在20萬美元左右；意大利人均年銷售額也在10萬美元以上。與國內的模具企業(yè)相比，即使扣除價格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產效率也比我們高許多倍。要縮小與先進工業(yè)國家的差距，必須加快技術進步，提高CAD/CAE/CAM的應用程度，增加數控加工設備的比重，用信息技術進一步提高模具的設計制造水平。同時，要

15、學習和借鑒國外的先進管理經驗，進一步深化企業(yè)改革。目前，國內有些模具廠沖模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時要增強參與國際競爭的意識，加強國際經濟技術合作與交流，在提高模具國產化程度的同時，進一步擴大出口，走向世界。 歐美模具企業(yè)的先進技術和先進管理，使其生產的大型、精密、復雜模具，對促進汽車、電子、通訊、家電等產業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經濟效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在20萬美元左右；意大利人均年銷售額也在10萬美元以上。與國內的模具企業(yè)相比，即使扣除價格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產效率也比我們高

16、許多倍。要縮小與先進工業(yè)國家的差距，必須加快技術進步，提高CAD/CAE/CAM的應用程度，增加數控加工設備的比重，用信息技術進一步提高模具的設計制造水平。同時，要學習和借鑒國外的先進管理經驗，進一步深化企業(yè)改革。目前，國內有些模具廠沖模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時要增強參與國際競爭的意識，加強國際經濟技術合作與交流，在提高模具國產化程度的同時，進一步擴大出口，走向世界。課題研究主要內容、實施方案及創(chuàng)新點: 根據塑料齒輪的結構形式，該模具的設計不需要設置側抽芯機構，脫模的時候不能確定塑件是留在動模上還是留在定模上，這也是本次設計

17、的一個重要的難點。為了便于塑件順利脫模，動模采用脫模板推出，是為了實現迫使塑件留在動模，再利用動模上的推出機構推出。 注塑模具宜選用單型腔，設計注塑模具的核心是確定收縮率，計算型腔的工作尺寸。塑件的原料為尼龍，以其強度高、鋼度大、韌性好,低蠕變耐磨耗及化學穩(wěn)定性好而著稱。 此次設計主要內容需要完成一副注射模具設計，完成模具總裝配圖1張（2D圖）（盡量按1:1繪制，2D圖一般為0號圖），成型零件（凸模、凹模按1:1繪制）及其他必要零件的零件圖（2D）（如側抽芯機構零件、澆口套等）若干；要求繪制的模具圖樣完整，并合理確定尺寸、公差、表面粗糙度和材料與熱處理要求，符合工程制圖國家標準，同時盡量選擇模

18、具標準件和符合國家標準的緊固與定位件，以及一份設計說明書等。 實施方案： 1.緒論 （1）模具行業(yè)在工業(yè)生產中的重要地位 （2）國內外模具行業(yè)發(fā)展狀況 2.塑料齒輪的結構工藝性分析 （1）塑件尺寸和精度分析 （2）表面粗糙度分析 3塑料齒輪注射成型工藝分析 （1）塑件的原材料分析 （2）塑件的體積和質量計算 （3）塑件的工藝參數的確定 4模具設計 （1）型腔數量的確定 （2）分型面的設計 （3）澆注系統(tǒng)設計（主流道、分流道、澆口形狀、冷料穴設計） （4）頂出及抽芯機構設計 （5）排氣方式 5注射機的選擇 （1）根據理論注射量、鎖模力、模板外形尺寸、模架尺寸等參數選擇 6零部件設計 （1）凹模結

19、構設計 （2）凸模結構設計 （3）其他零部件設計 7.結論 8.參考文獻 課題進度安排:12016年11月16 日 11 月 30 日測繪塑料制品零件圖（包括3D和2D圖）212月 1 日 12 月 30 日查閱文獻、調研，初步確定模具設計方案和設計說明書大綱，完成開題報告。32017年1月 1 日 2 月 20 日確定模具設計方案，完成模具裝配草圖及零件草圖繪制。42月 21日 3月 19 日繪制模具裝配圖和零件圖3D圖，完成設計說明書初稿并打印，完成外文翻譯工作，中期檢查。53月 20 日 4 月 2 日出模具裝配圖和零件圖2D圖并打印修改64月 3 日 4 月 30 日完善圖紙和設計說明書，完成答辯