1. 研究目的与意义
课题背景:模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工业等行业中,60%~80%的零件都依靠模具成形,并且随着近年来这些行业的迅速发展,对模具的要求越来越高,结构也越来越复杂。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产效率和低耗率,是其它加工制造方法所不能比拟的。随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料制品的应用范围也在不断地扩大,越来越普遍地采用塑料成型。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料,制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。
课题意义:在大学学习的机械制图,工程材料、公差配合与技术测量、塑料成型工艺与设备等技术基础课、专业课的综合应用,又需要我们学生了解大量的实践经验。通过毕业设计,会使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼:①塑料制品的设计及成型工艺的选择;②一般塑料制品成型模具的设计能力;③塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力;④了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。
2. 课题关键问题和重难点
课题是需要设计螺纹端盖塑料零件的模具,适用于大批量生产,要求是普通精度等级。
课题需要解决的关键问题:根据塑料制品的要求,了解塑件的用途,分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求,利用CAD和UG制图软件绘制二维和三维的总装图,零件图。系统地运用简要的文字,简明的示意图和和计算分析,从而作出合理的模具设计。选择合理的加工方法。模具方案确定后进行工艺分析。
课题存在的难点:为了提高产品质量和生产效率,设计过程中需采用Moldflow软件对注塑成型过程进行模拟和成型性能分析,以便得到最佳浇口位置、填充和保压时间、气穴和熔接痕的产生位置等相关参数,为模具的设计提供参考。对于Moldflow软件的使用需要进行学习。还要学习注塑模具这方面的知识才能设计出课题所需要的模具
3. 国内外研究现状(文献综述)
模具是工业生产之母,是工业产品生产用的重要工艺装备,它是以其自身的特殊性装通过一定的方式使原材料成型。现代产品生产中,模具由于其加工效率搞、互换性好、节省原材料,所以得到广泛的应用。从某种意义上来说,模具生产技术水平的高低,已成为一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。国内的塑料制品行业在近年有了明显的提高,从而也带动了注塑模的迅速发展,但是与国际水平却相差很远,主要缺陷明显的表现在精度不高,技术含量底、复杂程度底等缺点。严重的阻碍着国内塑料制品业的发展。设计出好的产品却无法做出是我模具业最大的不足。因此,注重科技含量,借鉴国外的先进理论技术则尤为重要。随着世界各国生产需要和塑料应用的不断扩大,塑料已成为在钢铁、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。在这基础上所产生的塑料加工手段中的塑料模具的设计和制作水平,对塑料制品的成型质量有着至关重要的影响。从某种意义上来说,塑料市场的开拓、塑料制品的优劣主要取决于模具质量。由于塑料模具的研制工作一直受到各方面的重视,故其设计和制作水平提高很快,特别是计算机辅助设计和辅助制造技术发展很快。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的,它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式,为用户提供一种有效的辅助工具,使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设讣和优化。模具CAD/CAM技术的迅猛发展,软件,硬什水平的进步完善,为模具工业提供了强有力的技术支持,为企业的产品设计,制造和生产水平的发展带来了质的飞跃,已经成为现代企业信息化,集成化、网络化的最优选择。我国在注塑模CA毁术开发研究与应用方面起步较晚。从20世纪80年代中期开始,国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模同时,某些高等学校和科研院所也开始了注塑模CADS统的研制与开发工作,我国注塑模CAD,CAE,CAM究始于07年代末,发展较为迅速多年来,我国对注塑模设计制造技术及其CAIM开发应用十分重视,在“八五”期间,由北京航空航天大学、华中理工大学、四川联合大学等单位联合进行了国家重点科技攻关课题“注塑模CAD/CAE/CAM集成系统”,并于1997通过鉴定,部分成果己投入实际应用,使我国的注塑模CAD/CAEICAM究和应用水平有了较大提高.目前拥有自主版权的软件有,华中理工大学开发的塑料注塑模CAD/CAE/CAM统 HscZO,郑州工业大学研制的2—MOLD析软件等.这些软件正在一些模具企业中推广和使用,有待在试用中逐步完善。这些项目的成果对促进我国注塑模CAIK术的迅速发展起了重要作用,使我国注塑模CADi术及应用水平很快提高。目前,我国经济仍处于高速发展阶段。一方面,国内模具市场将继续高速发展,另一方面,模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此,放眼未来,模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展,模具产品的技术含量不断提高,模具制造周期不断缩短,模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展,模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。
4. 研究方案
1.先通过收集和查阅各种文献资料和与同学老师的交流、指导,对目前国内外的模具(塑料模具)的发展状况和发展趋势进行深入的了解。
2.拿到工件的结构简图,对工件进行结构形状、尺寸精度、加工工艺性等方面作出详细地分析,并查阅相关资料看是否符合常规零件结构设计根据塑件的形状大小、结构特点、尺寸精度、批量大小以及模具制造的难易、成本高低等确定型腔的数量与排列方式。
3.经过对工件的结构工艺性分析,分型面的位置要有利于模具加工、排气、脱气、脱模、塑件的表面质量及工艺操作等;考虑开模、分型的方法和顺序,拉料杆、推杆等脱模零件的组合方式,合模导向与复位机构的设置选择与设计;与拟订可行的塑料工艺方案,并经过分析,研究、比较,选择一种最为合理的塑料工艺作为生产应用。
5. 工作计划
了解国内模具的现状及发展前途。学习注塑这方面的知识。学习Moldflow软件。结合毕设任务书所给出的图纸进行设计,了解塑件的用途,分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求,利用CAD和UG制图软件绘制二维和三维的总装图,零件图。根据已经给出的零件图,重新绘制出零件的二维图,确定零件的精度等级。利用三维软件对零件进行实体建模,将模型导入Moldflow软件进行模拟仿真,得到相关参数,根据仿真结果设计模具装配图和主要零件的零件图。对塑件进行实体测绘完成基本参数的采集,充分了解塑件结构,绘制零件图,并完成基本参数的计算及注射机的选用;运用模具专业知识确定模具类型及结构,运用CAD等工具软件辅助设计完成模具整体结构;对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算及其他相关的校核计算;对模具典型零件需进行选材及热处理工艺路线分析;绘制模具零件图及装配图,输出模具开合结构图;编写设计说明书。
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