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机械模具类毕业设计论文

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摘要

杯盖塑料注塑模模具设计 摘 要:使用数控技术、数控机床的高效率、高精度进行模具设计和加工已经成 为当今社会的主流。本文是关于注塑模的设计,设计的制品是杯盖。首先对制品 进行尺寸的选择和性能形状的分析,然后根据分析选择注塑材料和注射机。接着 利用 PRO/E 进行大口杯盖的实体设计,并进行模具设计,也就是对模具的型腔、 型芯和浇注系统进行设计,再利用 AutoCAD 画出整个模具的装配图。最后是型腔 的 CAM 加工设计。

1.1 模具制造中数控技术的重要性

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术, 数控装备是 以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一 体化产品, 其技术范围覆盖很多领域: (1)模具制造技术; (1)机械加工技术; (2) 信息处理、加工、传输技术;(3)自动控制技术;(4)伺服驱动技术;(5)传感器 技术;(6)软件技术等。

1.2 塑料模具工业的发展现状

进几年来, 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,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 2002 年我国模具总产值约为 360 亿元,其中塑料模约 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。

表 1 国内外塑料模具技术比较表 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

Ra0.01~ 国外 0.005~0.01mm 0.05μm 10~60 万次 160~300 万次

国内

0.02~0.05mm 热流道模具

Ra0.20μm

10~30 万次 中型塑料模

50~100 万次 在模具行业中的 占有量 30~40% 25~30%

项目 使用率 国外 国内 80%以上 总体不足 10%

标准化程度 生产周期 70~80% 小于 30% 一个月左右 2~4 个月

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在制造技术方面,CADCAMCAE 技术的应用水平上了一个新台阶,陆续引进了 相当数量的 CADCAM 系统,如美国 UGⅡ、美国 Parametric Technology 公司的 ProEmgineer、 美国 CV 公司的 CADS5 塑模分析软件等等。 这些系统和软件的引进, 促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术的发展。

1.3 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平

由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求,以及高生产率要 求,必须提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计和制造水平。

1.4 在塑料模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。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;开 发新的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。

2 零件材料选择及性能

2.1 零件结构分析

图 1 制品零件图

2.1.1 技术参数:无塌陷,杂质,划痕,变形。表面光滑,平整。 2.1.2 注塑制品大口杯盖其特点如下: (1) 要求材料强度不大,刚度一般。 (2)如图(1)及表(1)分析得,该制品精度不高,表面粗糙度要求一般。 在注塑制品中,杯盖一般采用聚丙烯(PP)注塑而成。

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2.2 塑料性能

查《中国模具设计大典》表 8.3-7 得材料 PP 的特如下: 2.2.1 使用性能 乳白色、无臭、无味、无毒的热塑性塑料。密度为 0.91g/cm3,熔点 1650C,燃点 5900C,弹性模量 3500Mpa,不吸水,导热性低,耐酸碱盐腐蚀,有良好的绝缘性能, 化学稳定性和良好的物理机械性能及加工性能.

2.2.2 加工性能 1 耐强酸或氧化性酸。 2 流动性好。 3 结晶度高。收缩率不大。 4 不吸水。一般可不用干燥处理。 5 磨擦系数低,弹性高。 6 宜用螺杆式注塑机成型。 7 模具浇注系统以料流阻力要小,进料口小。 2.2.3、物理热性能如下表-2:

表 2 物理热性能表 参数 数值 密度(g/cm3) 0.91

0 熔点( C )

收缩率 0.6%-2%

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注射机的选择

3.1 制品的几何属性

利用 PRO/ENGNEER2001 按图纸的尺寸要求画出零件实体图形, 接着利用该软 件“分析----模具分析——模型质量属性”可以查到该制品的几何属性为: 体积 = 3.6110586e+04 毫米^3 毫米^2

曲面面积 = 密度 = 质量 =

1.6286860e+04

9.1000000e-10 公吨 / 毫米^3 3.2860634e-05 公吨

3.2 注射机的选用

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3.2.1 射量的计算

G  Gmax

G≤ nG1+G2 n 为型腔中的型腔数,这里 n=1。 G1 每个制品的体积量。 G2 浇注系统的体积量,初步设浇注系统的体积量为 30 cm3 Gmax 为注塑机的最大浇注体积量 G  80%Gmax =(3.6110586+30)/0.8 =42.01382325 cm3 3.2.2 由 PP 的加工性能得,注塑机选螺杆式。

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