3.7侧向分型及抽芯机构的设计 ....................................... 17 3.8斜导柱的结构形式 ............................................... 18 3.9 楔紧块的设计 ................................................... 20 3.10侧滑块设计 .................................................... 20 3.11 滑块的导滑槽 .................................................. 21 3.12 定位装置设计 .................................................. 21 3.13 拉料杆和冷料穴设计 ............................................ 21 3.14推出机构 ...................................................... 22 3.15温度调节系统设计 .............................................. 22
3.15.1 加热系统 ................................................ 23 3.15.2 冷却系统 ................................................ 23
4.典型零件的制造工艺 .................................................. 26
4.1 塑料模成型零件的加工工艺及要求 ................................. 26 4.2典型零件制造工艺编制 ........................................... 26 5.模具的装配 .......................................................... 31
5.1 装配模具 ....................................................... 31 5.2 塑料模具装配过程 ............................................... 31 6.模具的网络周期 ...................................................... 33
6.1 网络周期图 ..................................................... 33 6.2 模具的生产过程 ................................................. 33 7.结论 ................................................................ 34 致 谢 .............................................................. 35 参考文献 .............................................................. 36
1.绪论
随着近代工业的发展,塑料成为一种新材料也发展起来了,它在国家经济发展的许多领域中都不同程度地替代了金属、木材及其他材料,成为现今社会使用的一大材料。如在国防、建筑、农业、汽车、电子、机械、家电等各行业中的它得到了广泛应用。如今对塑料模具的需求日益增加,塑料模在国民经济中也日益突出其的重要性。模具作为一种高附加值和技术密集型产品。其生产最终的产品价值,往往是其自身价值的几十倍,上百倍。可以说,模具既是塑料成型加工的一种重要的工艺装备,同时又是原料及设备的“效益放大器”。现金,模具生产的工艺水平与技术含量的高低,已成为衡量一个国家产品制造业技术水平高低的重要标志[1]。
注塑模具技术是一门不断改革、发展、创新的学科,不仅随着材料合成技术的进步、注塑模具设备的革新改革创新、注塑工艺的进步而不断发展,并且随着计算机技术、数值模拟技术、快速造型技术、数字化应用技术等在注塑模具领域的渗透而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法,在家用电器、仪器仪表、建筑材料、汽车工业、日用五金等众多领域等都有广泛应用,并且生产出的制件都具有精度高、复杂度高、一致性高、生产率高和消耗低的特点,有着很大的市场需求和良好的发展前景。
本次课题设计来源生产实践,其目的意是通过对三角阀的注塑模具的设计,了解注塑模具的设计步骤,ABS等材料的各项性能指标,工艺方案的选择,和斜导柱、侧向抽芯等技术的掌握。并借助自己亲自动手的机会,对大学学习的一个总结,对以后的工作、学习都有一个很大的帮助。
1.1 国内外注塑模具设计技术发展现状 1.1.1我国塑料模具工业的发展现状[2]
80年代以来,在国家产业政策及配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具产业发展迅速,1999年我国模具工业产值就达到了245亿。但从2003年模具进出口统计中可以看出,我国模具的出口总额仅为3亿美元,而进口额则是达到13亿多美元之多,并且在进口模具中的塑料模具占到50%左右。可以看出,在塑料模具方面,我国与国外产品还存在较大差距。
近几年,我国工业生产总价值仅次于日本和美国,模具生产水平也不断的得到提高。据调查,国内从事模具制造行业的人员已经超过50万人,模具生产厂家已经超
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过2万家,目前国内从事模具技术工作人员正以每年15%左右的增长速度稳步发展[3],使得无论是在数量、质量还是技术等各个方面都有很大的飞跃。
但是我国模具工业无论在技术上还是在管理上,与国外都存在较大的差距。特别在产品规格、精密程度、复杂程度以及使用寿命的模具技术上,差距尤为明显。使得近年来模具产业上的结构调整和体制变革也加大了步伐,其主要体现在以下几个方面:产品规格、精密程度、复杂程度、使用寿命、模具档次以及模具标配件件的发展速度高于一般模具产品;塑料模比例增大;专业模具厂数量及其生产能力增加等。
1.1.2国际塑料模具工业的发展现状
在美国1991年发表的“国家关键技术报告”中提到:材料领域的进展几乎可以显著改进国民经济所有部门的产品性能,提高它们的竞争能力;因此把材料列为六大关键技术的首位。这是由于先进材料与制造技术是未来国民经济与国防力量发展的基础,是各种高、新技术成果转化为实用产品与商品的关键。当前各种新材料市场规模超过4000亿美元。当前的国际和国内的先进水平和发展趋势,具体体现在如下五个方面。
1、国外对于网络的 CAD/CAE/CAM一体化的系统结构初见端倪[4] 随着计算机软、硬件的发展以及工业的需求,国外许多出名的计算机软件开发商已经能够按照实际生产需求的功能划分产品系列,在网络系统下实现了CAD/CAM的一体化。解决了传统混合型CAD/CAM系统不能应对实际生产中所需分工合作要求的难题,使得能更加对应实际应用的生产过程。例如英国达尔康公司的DUCT5软件,为应对软件跟新发展及工业实际需求,在其基础上跟新推出的CAD/CAM集成化系统Delcam's Power Solution,该系统覆盖了工程制图、数控编程、几何模型建立、逆向工程、工业设计、仿真分析、测量分析等领域。
2、微机CAD/CAM软件日益深人人心并处于越来越重要的地位
在九十年代,能够加工复杂形体与NC加工的CAD/CAM系统,它是应用了UNIX的开发和应用,例如Pro-E、UGⅡ、CATIA、EUCLID、DUCT5软件等。微机技术的迅猛发展,使得在九十年代后期,出现的新一代微机CAD/CAM软件,其中Solidworks、Solid adae等软件都开始崭露头角,深得用户们的喜爱。这些微机软件不仅在动态导航、Windows风格、面向对象等方面得到了升华,还继承了原有的CAD/CAM软件的NURBS曲面、三维参数化特征造型等有点。
3、CAD/CAM软件的智能程度在不断提高
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由于目前阶段,模具设计以及制造在较大程度上依旧倚靠着模具老工程师的经验。仅仅凭借CAD/CAM软件的有限数值分析是不能为用户提供完整和明确的设计结果,所以实现并提高软件的智能化是必然的。面向制造,对于软件的智能化功能是衡量模具设计以及制造的先进性与实用性的重要标志之一。
4、模具3D设计与3D分析的重要性更加明确
在型腔模CAD中,我国大部分企业依然使用的是二维设计(2D),即先将3D的产品图投影为若干二维视图后,再逐个对每个视图的2D结构进行设计,这种继承传统设计的方法已然不适应现今生产的要求。在模具展览会上,Ps-mold(达尔康公司)、Space-E/mold(日立造船)以及Mold expert(Cimatron公司)都将应用三维设计的专业注塑模设计软件进行了展示。它们在三维型腔与型芯的基础上设计应用了互换方法进行三维模架配置与三维经典结构设计,体现出十分明显的先进性。由于注塑模冷却水管和杆件的布置相互交错,型腔复杂、镶件多。使得用户在三维设计时由于视角点变换少、屏幕显示小、构件众多而感觉观看混乱,这些缺陷正处于攻克之中。在针对模拟注塑流动过程方面的软件中,使用的是针对中性层面流动的模拟软件。这种分析模式最大的缺点需要取出中性层面,工作量巨大,操作复杂,步骤繁多,使得软件的推广和普及受到一定程度上阻碍。我国的华中理工大学模具技术国家重点实验室展出了同类软件HSC3D4.表1-1表明了我国在这项域也达到了当今国际的先进水平。
表1-1国内外塑料模具技术比较表[5]
项目 注塑模型腔精度 型腔表面粗糙度 非淬火钢模具寿命 淬火钢模具寿命 热流道模具使用率 标准化程度 中型塑料模生产周期 在模具行业中的占
国外 0.005~0.01 mm Ra0.01~0.05μm 10~60万次 160~300万次 80%以上 70~80% 一个月左右 30~40% 3
国内 0.02~0.05 mm Ra0.20μm 10~30万次 50~100万次 总体不足10% 小于30% 2~4个月 25~30% 有量
1.2注塑模具的发展趋势
随着现代化技术的迅猛发展,注塑模具在国民经济发展过程中占据了越来越重要的地位。则对注塑模具的发展趋势总结其以下几个主要方面[6]:
(l)标准化CAD软件一般应集成在工作平台之上,并依据标准化技术解决CAD系统对跨平台的环境影响。当前,CAD系统的必备内容包括实现准化设计、工业标准外、IS标准、应用的标准零部件库以及合理化工程设计的应用。
(2)网络、协同化设计
近年来,伴随模具产业规模的扩大、工业技术的革新、公司协作的加强,实现了资源信息的网络共享,并且可同时对其进行操作和评价,使得可在多台计算机上合作完成一个项目,使得人力物力财力得到了优化使用。因此模具设计与制造发展上网络、协同化设计是必然的。
(3)开放性
在Windows和UN上已经广泛应用CAD/CAM/CAE系统,提供良好的再开发环境,甚至用户可在其开发自己内核源码、应用程序。
(4)集成化
CAD/CAM、GT.CE(Concur-rent Engineering).CAE.C APP(Computer AidedProcess Programmin)等技术都用着相关联系,它们是一个有机整体的组成部分。建立统一的一个产品数学模型是其的关键,为产品开发和模具设计中,提供全部的信息,实现信息共享、交换处理和反馈。它是集合了并行技术、计算机技术、管理技术以及系统集成技术,体现了系统化思想,直至发展为CIMS(Computer IntegratedManufacture system计算机集成制造系统)。
(5)智能化
应用人工智能技术实现产品生产周期(包括产品设计、制造、使用等各个环节)的智能化,实现生产过程(包括计划、组织、调度、控制、管理等各个环节)的智能化及模具设备的智能化,并且体现出人与系统的融合。
(6)多学科多功能综合产品设计
未来的产品其开发设计不仅仅要应用到机械学科的理论与知识,还将应用控制理论、光学、电磁学等学科知识。在产品的开发过程中要追求多性能、多目标化的设计,以达到模具产品的精度、效率、精度、动静态特性、效率、可靠性、制造周期以及制
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