圓蓋的注塑模具設(shè)計-斜頂抽芯注射模含NX三維及10張CAD圖

圓蓋的注塑模具設(shè)計-斜頂抽芯注射模含NX三維及10張CAD圖,注塑,模具設(shè)計,斜頂抽芯,注射,nx,三維,10,cad XXX XX設(shè)計開題報告 學(xué)院 20XX屆 題 目 圓蓋注塑模設(shè)計 課題類型 課題來源 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專 業(yè) 級 班 指導(dǎo)教師 職 稱 填寫日期： 20XX 年3 月25日 一、本課題研究的主要內(nèi)容、目的和意義 1.1.本課題研究內(nèi)容 課題內(nèi)容：對圓蓋進行結(jié)構(gòu)分析并設(shè)計注塑模具。根據(jù)制件材料，形狀，尺寸等要求分析零件的工藝性能，制定注塑工藝方案，選定相應(yīng)的成型設(shè)備和工藝參數(shù)，完成注塑模具的設(shè)計。 工件名稱：圓蓋； 工件簡圖：如圖所示； 生產(chǎn)批量：大批量； 材 料：改性PS； 材料厚度：t=2mm。 圖1 塑件圖 本次設(shè)計內(nèi)容為圓蓋塑料模具設(shè)計，通過對塑件工藝分析和計算，畫出裝配圖、零件圖并編寫設(shè)計說明書。 具體如下：（1）調(diào)研、消化原始資料； （2）分析塑件工藝性、尺寸精度等技術(shù)要求； （3）成型設(shè)備的選用； （4）擬定模具結(jié)構(gòu)方案； （5）繪制模具裝配草圖； （6）繪制裝配圖、零件圖并撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 1.2.本課題研究目的 總結(jié)和鞏固基礎(chǔ)技術(shù)課程和專業(yè)課程中所獲得的知識，綜合應(yīng)用這些知識，并將理論知識用于解決生產(chǎn)實際問題，使學(xué)生獲得課堂講授不易掌握的沖模結(jié)構(gòu)知識；培養(yǎng)和提高獨立解決問題的能力；掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。 1對所學(xué)知識進行綜合地鞏固和運用，較為深入地理解和吸收所學(xué)知識，提高自己的創(chuàng)新能力和解決實際工程問題的能力； 2掌握UG和CAD繪圖軟件，同時還能提高機械識圖能力，為以后參加工作夯實基礎(chǔ)； 3提高自己檢索文獻和查閱工具書的能力，培養(yǎng)虛心請教和不斷學(xué)習(xí)、不斷進取的學(xué)習(xí)態(tài)度； 4提高自己撰寫設(shè)計說明書和對大量信息的整理能力，掌握辦公軟件的使用技巧； 5了解和掌握塑料模具的總體設(shè)計步驟和編制模具工作零件加工工藝卡片的方法； 6培養(yǎng)自己各方面的能力。包括嚴謹?shù)卦O(shè)計態(tài)度、科學(xué)地安排設(shè)計進度和耐心而細心的鉆研精神等。 1.3.本課題研究意義 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，機械制造業(yè)的生產(chǎn)類型正在由原來的大批量生產(chǎn)方式被小批量多品種的生產(chǎn)方式代替，為滿足客戶對產(chǎn)品多樣化的要求，一些先進制造技術(shù)應(yīng)運而生。例如DT、CAD、CAPP、CAM、CIMS、CE、AM、LP等。CAD是先進制造技術(shù)的核心與關(guān)鍵，而各種模具的計算機輔助設(shè)計與制造是目前先進制造技術(shù)的重要組成部分，也是機械制造業(yè)中很實用的部分，發(fā)展相當(dāng)迅速。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，各種塑料制品已廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域，其中大部分塑料制品皆是通過注塑成型工藝來加工的，塑料模具也因此成為被廣泛使用的一類模具。 目前，CAD在我國的應(yīng)用正處于初、中級階段，一些企業(yè)單位還只停留在二維的計算機輔助設(shè)計階段，當(dāng)然也有不少單位引入了國外大型的先進設(shè)計軟件，真正實現(xiàn)了三維計算機輔助設(shè)計，同學(xué)們畢業(yè)后將面臨著利用計算機進行三維設(shè)計的問題。因此，本設(shè)計題目具有極強的實用性與前沿性。 通過此次設(shè)計使自己掌握各種模具制造方法的基本原理和特點。學(xué)會在設(shè)計、制造模具時，根據(jù)實際情況，充分考慮它們的特點，選用最佳的工藝方案；掌握各種制造方法對模具結(jié)構(gòu)的要求，具備分析模具結(jié)構(gòu)工藝性的能力，能夠獨立設(shè)計出工藝性能良好的模具結(jié)構(gòu)。了解國內(nèi)先進的模具制造技術(shù)，盡量采用新工藝、新技術(shù)。并且鞏固和加深已經(jīng)學(xué)過的理論知識，提高自己的綜合分析和解決工程實際問題的能力，為以后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。 二、文獻綜述（國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)況和發(fā)展趨向） 2.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 模具行業(yè)是現(xiàn)代制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，其在工業(yè)發(fā)展中起著非常重要的作用。 據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2011年至2017年，中國模具行業(yè)的銷售收入呈現(xiàn)持續(xù)增長態(tài)勢。2011年在中國模具行業(yè)銷售收入已達到1639.88億元。2013年中國模具行業(yè)銷售收入突破2000億元，同比增長17.33%。之后進入緩慢增長期，截止至2017年，在中國模具行業(yè)銷售收入達到了2663.42億元，同比增長2.31%。預(yù)計2018年，中國模具行業(yè)銷售收入將達到2753億元左右。 中國模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。 然而，我國是一個發(fā)展中國家，科技實力以及工業(yè)發(fā)展與國際上的先進國家存在一定差距，注塑模具在設(shè)計制造水平等方面要比德、美、日、法等工業(yè)發(fā)達國家落后許多，主要體現(xiàn)在以下幾點： （1）供給不均勻 國內(nèi)自配率不足，其中中低檔模具供過于求。中高檔模具自配率不足60%。雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密，大型，復(fù)雜，長壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度，壽命，制造周期及生產(chǎn)能力等方面，我國與國際平均水平和發(fā)達國家仍存在較大差距，因此每年需要大量進口模具。 （2）人才不足，科技及技術(shù)投入少 模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代進步和技術(shù)發(fā)展，能掌握和運用新技術(shù)的人才異常短缺，高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視。因而總體來看，模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少，民營企業(yè)貸款困難，也影響許多企業(yè)的技術(shù)改造，致使科技進步不大。 （3）工藝裝配水平低 雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設(shè)備，但總的來看，裝配水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設(shè)備不配套、設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。設(shè)備水平低，帶來我國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 （4）標(biāo)準(zhǔn)化，商品化程度低 由于長期以來受“大而全”，“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具大多為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多，模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低。標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 （5）材料及相關(guān)技術(shù)落后，產(chǎn)業(yè)能源消耗大，產(chǎn)出率低，環(huán)境污染嚴重，對自然資源破壞力大 模具材料性、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本。國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格都有較大差距，塑料板材設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。另外，產(chǎn)業(yè)能耗大，產(chǎn)出率低，環(huán)境污染嚴重，更是我國亟待要解決的問題。 2.2 國外模具的現(xiàn)狀 近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場年交易總額為600~650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國外模具總量中大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是“大而?！?、“大而精”。隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，國外的高技術(shù)人才密集，人均產(chǎn)值高。在我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而對國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多可達15~20萬美元，有的甚至達到 25~30萬美元。除此之外，相對我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率的45％，國外先進國家已達達70%以上。 2.3 未來發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。 　　 (1) 粗加工向高速加工發(fā)展　 以高速銑削加工為代表，高速銑削加工主軸轉(zhuǎn)速可達4000-10000r/min，快速進給速度可達30-40m/min,與傳統(tǒng)銑削加工相比，工件溫升低，熱變形小，效率高，還可加工硬度達HRC60的模塊。 (2) 成形表面的加工向精密、自動化發(fā)展　 成形表面的精加工向數(shù)控、數(shù)顯方向發(fā)展，數(shù)控機床、電火花成形機床、慢走絲線切割機床等精加工廣泛運用。 (3) 光整加工向自動化發(fā)展　 目前模具的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主，不僅費工費力，而且表面質(zhì)量低。發(fā)達國家正在研制數(shù)控自動化光整加工設(shè)備。 (4) 快速成形加工模具技術(shù)將得到發(fā)展　　 快速成形制造技術(shù)是通過計算機控制逐層堆積材料來制造復(fù)雜形狀的實體樣件或模具零件，不用工裝和刀具能實現(xiàn)零件的單件生產(chǎn)。 低熔點合金模、精鑄模、層疊模、環(huán)氧樹脂模等一些快速經(jīng)濟型模具將進一步得到應(yīng)用，適合于多品種少批量生產(chǎn)用模。 高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)用于逆向工程，掃描系統(tǒng)和加工中心結(jié)合，從實物掃描到加工一步完成，可大幅縮短制模周期。適合仿造零件和模具的加工，不需要圖紙，直接用實物就能加工。 (5) 模具CAD／CAE／CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 模具設(shè)計中常用的繪圖軟件有CAD、CAXA電子圖板，常用的三維造型和加工軟件有PRO/E、UG、CATIA、CAXA機械制造工程師、MOSTERCAM。用于模具設(shè)計制造的計算機軟件日趨完善，并向智能化、集成化方向發(fā)展，能減少設(shè)計人員的重復(fù)勞動，提高效率。運用三維造型和加工軟件，可生成刀具軌跡并輸出加工程序代碼，通過仿真進行加工精度檢查和干涉檢查，從而保證設(shè)計和工藝的合理性。 (6) 模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 一模多腔、大型多工位級進模、大型復(fù)合模等高效模具的使用越來越廣泛。超精加工和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。在多工位級進模上開發(fā)多功能復(fù)合模，如將沖壓、疊片攻螺紋、鉚接等工序復(fù)合在一副模具中的電機鐵芯組件多功能復(fù)合模，一副模具就能生產(chǎn)成批的組件。 (7) 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高。估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用率已達30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右，為了適應(yīng)模具工業(yè)的發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必須加強，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必須得到發(fā)展。盡量使用模具標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模坯，將一般模具零件和粗加工等工序發(fā)外加工，通過社會化協(xié)作生產(chǎn)，可大幅度縮短制模周期，降低模具成本。 (8) 優(yōu)質(zhì)模具材料和新型材料將得到推廣 沖模常用的優(yōu)質(zhì)模具鋼有合金工具鋼 Cr12、Cr12MoV（SKD11) ;高速鋼W6Mo5Cr4V2(SKH51 ) 、粉末高速鋼SKH40、HAP40；硬質(zhì)合金YG15、YG20、V3（HIP）。 常用新型塑料模鋼材有：新型淬火、回火鋼SKD11（改進）H13+S；馬氏體時效鋼18Ni（300）、MASIC；析出硬化鋼 PMS、NSM，耐腐蝕鋼PCR、NAK101。在國外鋁合金已廣泛用作快速經(jīng)濟型模具的材料。 (9) 模具材料及表面處理技術(shù)的研究 因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的45％以上。在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20％～30％。因此，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。 (10) 壓鑄模、擠壓模及粉末鍛模比例增加，模具工業(yè)應(yīng)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進制造技術(shù) 進些年來，由于科技實力的提高以及經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國模具行業(yè)的發(fā)展水平有了極大的提高，其主要體現(xiàn)在我國所生產(chǎn)的中高檔的模具的比例有了極大的提高。隨著汽車、車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄業(yè)的技術(shù)進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝模的比例將不斷提高，對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也有迫切需求，為實現(xiàn)我國模具工業(yè)的跨越式發(fā)展，將提出越來越高的要求。同時擠壓模及粉末鍛模比例也將有不同程度的增加，而且精度要求也越來越高。 模具加工技術(shù)在工業(yè)中占據(jù)著重要的地位，我國應(yīng)當(dāng)緊跟世界發(fā)展的步伐采用更先進的方式來做好注塑模具技術(shù)的發(fā)展。 三、擬采取的研究方法（方案、技術(shù)路線等）和可行性論證 3.1 擬定基本結(jié)構(gòu)方案如下 在完成塑件的三維建模以后，結(jié)合塑件的尺寸大小，使用范圍需求，確定如下方案： 方案一： 出模數(shù)量：一模一腔 成型系統(tǒng)：型芯型腔鑲嵌式 澆注系統(tǒng)：點澆口 冷卻系統(tǒng)：常規(guī)環(huán)繞式冷卻水道 抽芯系統(tǒng)：斜頂滑塊抽芯 排氣系統(tǒng)：分型面自然排氣 脫模系統(tǒng)：頂桿頂出脫模 模架系統(tǒng)：國標(biāo)FCI型號模架，三板模 方案二： 出模數(shù)量：一模二腔 成型系統(tǒng)：型芯型腔鑲嵌式 澆注系統(tǒng)：側(cè)澆口 冷卻系統(tǒng)：常規(guī)環(huán)繞式冷卻水道 抽芯系統(tǒng)：斜頂滑塊抽芯 排氣系統(tǒng)：分型面自然排氣 脫模系統(tǒng)：斜頂桿頂出脫模 模架系統(tǒng)：國標(biāo)CI型號模架，兩板模 3.2 方案可行性論證 分析對比兩套注塑模具結(jié)構(gòu)方案可以得知，方案一結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出模量少，缺點比較多，方案二結(jié)構(gòu)更簡單，維修保養(yǎng)方便，制造成本低，所以本次采用方案二生產(chǎn)。 方案二設(shè)計結(jié)構(gòu)簡圖如下： 圖1 一模二腔側(cè)澆口結(jié)構(gòu) 圖2 斜頂抽芯機構(gòu) 3.3研究路線安排： 根據(jù)任務(wù)書的任務(wù)及查閱各文獻的結(jié)果，初步擬定實施方案： （1）產(chǎn)品成型工藝性分析；→ （2）確定注射機型號及其各項參數(shù)；→ （3）注射模澆注系統(tǒng)設(shè)計；→ （4）排氣系統(tǒng)的設(shè)計；→ （5）注射成型零件的設(shè)計；→ （6）斜滑塊側(cè)向抽芯機構(gòu)；→ （7）注射模導(dǎo)向機構(gòu)；→ （8）脫模機構(gòu)的設(shè)計；→ （9）模架的設(shè)計；→ （10）校核；→ （11）結(jié)束語；→ （12）參考文獻；→（13）致謝。 四、預(yù)期結(jié)果（或預(yù)計成果） 通過本次設(shè)計,完成圓蓋模具的設(shè)計。包括零件的工藝分析計算，注射機的選擇，型腔數(shù)量、布局的確定，澆注系統(tǒng)、成型零件的設(shè)計，抽芯機構(gòu)的確定，冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，草圖的繪制以及主要零部件的設(shè)計計算等，最后得到完整的塑料模具裝配工作圖，零件工作圖以及畢業(yè)設(shè)計計算說明書。 五、研究進度安排 日 期 設(shè)計各階段的任務(wù) 2020.3.07-2020.4.05 畢業(yè)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計課題調(diào)研、文獻閱讀及開題報告； 2020.4.06-2020.4.18 進行相關(guān)計算并進行結(jié)構(gòu)分析，確定設(shè)計方案； 2020.4.19-2020.4.28 繪制總裝配圖； 2020.4.29-2020.5.08 成形零部件及主要零件圖，完成設(shè)計說明書的草稿； 2020.5.09-2020.5.20 檢查圖紙、說明書，并進行修改、完善； 2020.5.21-2020.5.23 進行最后審核，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯。 六、主要參考文獻 [1]王紅霞. 吳燕華.模具制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：北京理工大學(xué)出版社，2011． [2]田福祥. 創(chuàng)新模具結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用實例[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2008. [3]楊永順. 材料成型工藝與模具設(shè)計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2011. [4]付建軍. 模具制造工藝[M].北京：機械工業(yè)出版社，2017. [5]翟慶洪.國內(nèi)外注塑模具發(fā)展現(xiàn)狀的調(diào)查研究[J].科技風(fēng),2018(27):21. [6]王倩儀.注塑模具技術(shù)分析與發(fā)展展望[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(18):128. [7]蘇日美.我國注塑模具存在的問題及發(fā)展方向[J].河南科技，2013（22）：62+84. [8]陳鋼鋒.我國注塑模具關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用進展[J].時代農(nóng)機，2018,45（05）:52. [9]王昌福.注塑模具設(shè)計與制造標(biāo)準(zhǔn)化體系的思考[J].南方農(nóng)機，2018,49（11）:143. [10]田園,馬學(xué)良.塑料行業(yè)的計算機網(wǎng)絡(luò)輔助工業(yè)設(shè)計應(yīng)用探討[J].塑料工業(yè),2018,46(01):58-61+127. [11]謝燕萍.試析注塑模具的結(jié)構(gòu)與優(yōu)化方法[J].橡塑技術(shù)與裝備,2016,42(08):59-60. [12]陶巖.注塑模具發(fā)展綜述[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2015(10):112. [13]趙晶.基于知識的注塑模具設(shè)計若干技術(shù)研究[J].黑龍江科學(xué),2015,6(10):141+143. [14]沈健民.精密注塑模具的設(shè)計加工及發(fā)展前景探析[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報,2012(30):38. [15]宋滿倉,趙丹陽,王敏杰,劉瑩.注塑模具的綠色制造方法研究[J].機械設(shè)計與制造工程,2002(03):15-16. 七、審核意見 指導(dǎo)教師對開題的意見： 從同學(xué)的開題報告來看，針對“圓蓋注塑模設(shè)計”課題查閱了一定量的文獻資料，對模具的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢有了一定的了解，針對要設(shè)計的模具進行了一定量的準(zhǔn)備工作，有了設(shè)計的思路，并進行了方案討論，方案可行，計劃安排合理，具備了開題條件，同意開題。 指導(dǎo)教師簽字： 2020年 4月 3 日 學(xué)院審核意見： 審核人簽字： 年 月 日 說明：1、該表每生一份，學(xué)院妥善存檔； 2、課題來源填：“國家、部、省、市科研項目”或“企、事業(yè)單位委托”或“自擬課題” 或 “其它”；課題類型填：“設(shè)計”或“論文”或 “其它”。