塑胶模具毕业论文

天津科技大学2005届本科生毕业设计1目录第一章前言―――――――――――――――――――――――――――――2第一节注塑行业基本现状及存在的主要问题2第二节塑料模具工业现状及发展方向第三节注塑模具的发展展望第四节DELTA拉出式龙头简介第五节选题依据及研究意义第二章产品材料和设计选择―――――――――――――――――――――2第一节塑件的精度和表面粗糙度――――――――――――――――第二节塑件的形状和结构设计―――――――――――――――――10第三节塑件分析―――――――――――――――――――――――11第四节聚甲醛物理化学特性及成型特性―――――――――――――11第三章零件模具设计―――――――――――――――――――15第一节设计题目―――――――――――――――――――――――15第二节设计任务―――――――――――――――――――――――15第三节选择成型设备―――――――――――――――――――――16第四节注塑机有关参数的校核―――――――――――――――――16第五节浇注系统设计――――――――――――――――――――—19第六节分型面设计――――――――――――――――――――――23第七节塑料模成型零部件设计―――――—―――――――――――－31第八节合模导向机构的设计―――――――――――――――――――31第九节塑件侧向分型与斜销抽芯机构的设计计算――――――――――39第十节注塑温度调节系统的设计计算―――――――――――――――41第四章模具动作过程及结构特点―――――――――――――46第一节模具结构特点――――――――――――――――――――――47第二节模具动作过程――――――――――――――――――――――――48第五章设计总结及课题展望参考文献致谢摘要本篇的主要内容是介绍一种拉出式龙头的模具设计及模具制造方案。此龙头为DELTA公司的一款新产品。通过对拉出式龙头在构造及性能方面的了解，应市场需求，在选材和制造方法上做出一系列的的改进。注塑成型的制品即满足外观上的审美又满足性能方面的要求，考虑到计算过程中参数的相互影响，优化选择如下步骤：天津科技大学2005届本科生毕业设计21．审查制品的要求，选择合适的成型工艺及注塑机工艺成型参数，以利于制品质量质量及外观，是设计中最重要的步骤之一。2．模具流道的设计，选择S型流道，长度以具体情况而定。3．分型面的设计计算是对数据要求最严格的部分。4．推出及复位结构的设计。5．设计总结概述。１.前言当今，现代科学技术日新月异的发展，在现代经济全球化形成的技术进步中，制造业技术特别是增长最快的电子机械和信息技术的发展。对已加入WTO的我国来说，塑料加工机械面临前所未有的机遇和挑战。已步入世界塑料大国的塑料机械制造技术有显著提高，作为塑料加工中具有竞争力和影响力的精密注塑成型技术越来越呈现出蓬勃生机和巨大市场需求。1.1注塑行业基本现状及存在的主要问题1.1.1注塑行业基本现状[1]注塑成型是高分子材料成型加工中一种重要的方法，热塑性塑料注塑占注塑成型工艺主导地位，热固性塑料和结构泡沫塑料注塑也占有一定份额。特别是为适合特殊性能要求的塑料注塑，在传统热塑性塑料注塑成型技术的基础上开发了专用注塑成型技术，如气体辅助注塑成型（GAIM）、反应注塑成型（RIM）、增强反应注塑成型（RRIM）、结构发泡注塑成型、电磁动态注塑成型和精密注塑成型等，通过各种注塑成型可以获得各种结构形状复杂的塑料制品。如今各种复杂塑料注塑成型的结构件、功能件以及特殊用途的精密件已广泛的应用到交通、运输、包装、储运、邮电、通讯、建筑、家电、汽车、计算机、航空航天、国防尖端等国民经济的所有领域，已成为不可缺少的重要的生产资料和消费资料。进入90年代，我国国民经济的持速增长，带动了塑料工业的快速增长。塑料机械产业明显的跃升，促使注塑产品的应用领域从一般日用、民用行业向国民经济几乎所有的部门拓展，而且具有较高技术含量和高附加值的注塑产品开发应用不断增天津科技大学2005届本科生毕业设计3多，提高了我国注塑行业的整体水平。企业技术装备、市场开发能力、产品应用范围和参与市场竞争的能力等方面与以往相比均有了较大提高，沿海工业发达地区的注塑产品档次接近港台同类产品的水平。到2000年全国注塑产品耗用量约287万吨；其中农用注塑品2.65万吨、包装储运注塑品6.5万吨、建筑注塑管件22.6万吨、工业配套注塑件127万吨、日用注塑制品128.2万吨。注塑行业主要生产加工配套产品，服务于国民经济各行各业，市场需求量大，2000年家电行业洗衣机、冰箱、小家电产品等约需50万吨；电子电器、电视机、电脑等产品需塑料配件产品约50万吨；250万辆汽车需注塑配件约30万吨；包装储运物流产品约6.5万吨。沿海经济发达地区，由于经济高速增长，急需注塑产品的配套服务，给注塑行业发展带来机遇。目前国内经济发达地区广东、浙江、上海、江苏和山东等省市注塑产品产量约占全国总产量65%，且从过去劳动密集型逐渐转向技术、资本密集型发展，生产力布局日趋合理。目前注塑行业年加工能力350万吨以上，单机注塑加工容量可从4克--5万克，甚至将有6万克注塑机问世。1.1.2注塑行业存在的主要问题[2]1、我国注塑行业专业化生产企业，大多数是原国家轻工业部管辖下五、六十年代建的塑料制品厂，其特点生产规模小、分散广、科技力量不强、市场开发应变能力薄弱、中低档产品偏多、企业老负担重、资金缺乏。而国内一些原料生产基地和大型家电集团、汽车制造厂、建材厂自己投资搞注塑配件、其生产规模、科学技术水平和产品市场拥有率大大超过原有企业水平，市场竞争的地理化和本土化，这种上游产品往下发展，而下游产品往上发展，使我国处于中间状态的注塑企业发展空间越来越小，注塑产品单一，企业生存和发展越来越难，濒临破产倒闭。2、我国注塑行业市场存在混乱状况。个别乡镇私人企业，由于其负担轻、税赋低、劳动成本低、偷工减料以低档次、低价格倾销产品冲击市场，阻碍我国注塑行业的健康有序发展。3、注塑行业重复建设、产能过剩、产品互相削价，致使经济效益大幅度滑坡。4、国内多数注塑产品企业整体技术、装备、水平与发达国家比还处于较落后状态、产品开发能力差，创新少、深度加工跟不上市场需求。5、注塑制品加工离不开注塑设备和模具，而目前国内能制造的最大注塑机锁模力只有3600吨左右，注塑量未超过5万克。同时全国模具厂缺乏龙头企业，模具开发能力尚不及先进发达国家。6、原材料供应方面。国内自己生产原料品种牌号少，选择余地小，不能满足加工厂需求，每年还需大量进口原材料。国内原材料供需矛盾突出。天津科技大学2005届本科生毕业设计41.2塑料模具工业现状及发展方向1.2.180年代以来,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,年均增速均为13%,1999年我国模具工业产值为245亿,至2004年我国模具总产值为450亿元,其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,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英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大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;精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求[3]。能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.02～0.05mm,表面粗糙度Ra0.2μm,模具质量、寿命明显提高了,非淬火钢模寿命可达10～30万次,淬火钢模达50～1000万次,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在29～34英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件,取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广,有的厂采用率达20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的50～80%相比,差距较大。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶,以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UGⅡ、美国ParametricTechnology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,天津科技大学2005届本科生毕业设计5虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了CAD/CAM的集成,并能支持CAE技术对成型过程,如充模合冷却等进行计算机模拟,取得了一定的技术经济效益,促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点,为进一步普及模具CAD/CAM近年来,国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢,如:P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等,对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响,但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用,并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下,和国外先进工业国家已达到70%-80%相比,仍有很大差距。表1-1国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0.005～0.01mm0.02～0.05mm型腔表面粗糙度Ra0.01～0.05μmRa0.20μm非淬火钢模具寿命10～60万次10～30万次淬火钢模具寿命160～300万次50～100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度70～80%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右2～4个月在模具行业中的占有量30～40%25～30%据有关方面预测,模具市场的总体趋热是平稳向上的,在未来的模具市场中,塑料模具的发展速度将高于其它模具,在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展,对塑料模具提出越来越高的要求是正常的,因此,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC天津科技大学2005届本科生毕业设计6塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提出了更高要求,因此子午线橡胶轮胎模具,特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平;以塑代木,以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大;家用电器行业在“十一五”期间将有较大发展,特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大;而电子及通讯产品方面,除了彩电等音像产品外,笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展,这些都是塑料模具市场的增长点。1