塑料齒輪注射模具設(shè)計開題報告

1、塑料齒輪注射模具設(shè)計開題報告研究目的和意義: 畢業(yè)設(shè)計是大學里一個極為重要的環(huán)節(jié),不僅是對我們大學四年學知識的總結(jié),并且也是對我們所學知識的運用和能力的鍛煉,所以在這次畢業(yè)設(shè)計中需要靈活的運用以前學到的專業(yè)知識,以及把自已分析問題、討論問題、獨立解決問題的能力得到提升. 為畢業(yè)以后走走上社會能正常地工作打基礎(chǔ)。 本課題主要研究塑料齒輪注塑模具的設(shè)計,隨著塑料制品在機械、電子、交通、國防、建筑、 農(nóng)業(yè)等各個行業(yè)廣泛應(yīng)用,對塑料模具的需求日益增加, 塑料模具在國民經(jīng)濟中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品,其技術(shù)水平的高低已經(jīng)是一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一。 模具工業(yè)是國民

2、經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。、 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔了這些工業(yè)領(lǐng)域中6090的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。 目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進的數(shù)控

3、制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的意義。課題研究現(xiàn)狀: 模具是工業(yè)生產(chǎn)之母，是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，它是以其自身的特殊性裝通過一定的方式使原材料成型?，F(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)中，模具由于其加工效率搞、互換性好、節(jié)省原材料，所以得到廣泛的應(yīng)用。從某種意義上來說，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一。 隨著世界各國生產(chǎn)需要和塑料應(yīng)用的不斷擴大，塑料已成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四大工業(yè)基礎(chǔ)材料。在這基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的塑料加工手段中的塑料模具的設(shè)計和制作水

4、平，對塑料制品的成型質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。從某種意義上來說，塑料市場的開拓、塑料制品的優(yōu)劣主要取決于模具質(zhì)量。由于塑料模具的研制工作一直受到各方面的重視，故其設(shè)計和制作水平提高很快，特別是計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)發(fā)展很快。促進其發(fā)展迅速的原因可歸結(jié)為以下幾點： （1）產(chǎn)品更新?lián)Q代的加快，特別是家電、汽車、IT行業(yè)市場競爭的加劇，使模具制造業(yè)得到迅猛的發(fā)展。 （2）現(xiàn)代產(chǎn)品對模具的種類、精度、工作和使用壽命等提出了更高的要求。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注，在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生產(chǎn)制件所

5、具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。 （3）在國外工業(yè)發(fā)達國家，模具制造業(yè)已成為一個專業(yè)的行業(yè)，其標準化、專業(yè)化、商品化程度高，模具行業(yè)已經(jīng)成為一個高技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)。 （4）CAD/CAM技術(shù)已在行業(yè)中得到基本普及。 （5）CAE技 術(shù)及CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)已在部分企業(yè)中應(yīng)用等。 目前，國際模具行業(yè)競爭激烈，近兩年來德國模具整體價格已下降14左右，且全球58的模具由德國等西歐國家生產(chǎn)，中國等亞洲國家僅占極小的比例。但目前東歐地區(qū)的模具生產(chǎn)出現(xiàn)較大幅度增長，亞洲地區(qū)的生產(chǎn)規(guī)模也將增加到15左右。我國的模具行業(yè)也已步入了高速發(fā)展時期，但

6、存在的問題仍然不少。 國內(nèi)發(fā)展情況：近10年來，我國模具行業(yè)一直以每年15的增長速度快速發(fā)展。十五期間，我國模具行業(yè)年增長速度達到20。2005年模具銷售額達610億元，同比增長25，排在世界第三位；模具出口大幅增長，表明模具水平和競爭力提高。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，2005年模具出口74億美元，同比增長50以上；模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)更趨高檔，復雜、精密、長壽命的模具份額提高到30。目前，國內(nèi)約有模具生產(chǎn)廠商3萬余家，從業(yè)人員有80多萬人，全年模具產(chǎn)值達534億元人民幣。涌現(xiàn)出一批模具行業(yè)領(lǐng)頭羊，如在汽車覆蓋件領(lǐng)域的一汽模具，輪胎領(lǐng)域的巨輪模具，塑料模具領(lǐng)域的海爾，模塊標準件領(lǐng)域的圣都等；不少地方出臺了扶持當?shù)啬?/p>

7、具行業(yè)發(fā)展的政策，如重慶、成都、蘇州、大連等地都在建立模具工業(yè)園區(qū)，改善發(fā)展環(huán)境，完善模具生產(chǎn)的配套體系。中國經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具行業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大了的動力。 中國模具行業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)。南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū)，其模具產(chǎn)值約占全國產(chǎn)值的三分之二以上。廣東是中國現(xiàn)在最主要的模具市場，而且還是中國最大的模具出口與進口省。2004年，廣東省模具業(yè)穩(wěn)居全國模具行業(yè)的頭把交椅，產(chǎn)值達185億元，模具制造業(yè)產(chǎn)值和銷售額約占全國的40以上。目前在全國排序前10名的企業(yè)中，廣東占有5家，世界最

8、大的模架供應(yīng)商和亞洲最大的模具制造廠都在廣東。深圳模具業(yè)發(fā)展迅猛，已具規(guī)模優(yōu)勢，年產(chǎn)值超過100億元，占廣東省模具業(yè)的近60，占全國模具業(yè)的近25，已成為國內(nèi)模具制造中心。 我國模具市場空間巨大。2006年國內(nèi)汽車保持15的增速，銷量將達640萬輛，汽車零部件的市場比整車還大，為汽車零部件提供裝備的模具行業(yè)高速發(fā)展顯而易見。一個型號的汽車所需模具幾千副。其中鑄造模具數(shù)百套。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件、經(jīng)濟型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了肯定。2005年信息產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)銷售收入34萬億元，同比增長27，手機、彩電、計算機等IT

9、產(chǎn)品增速明顯，IT模具仍將供不應(yīng)求。另外，小家電、農(nóng)用機械、食品機械、新型建材需求量大，因此相關(guān)模具行業(yè)也將快速發(fā)展。 目前我國模具生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計制造水平在總體上要比德、美等國家落后許多，也比韓國、新加坡等國落后而且國內(nèi)模具市場過早陷入了價格戰(zhàn)的誤區(qū)，還缺乏自主創(chuàng)新的能力，尤其缺乏誠信可靠的市場體系。據(jù)報道，約有65的歐洲客戶認為中國模具價格雖低但質(zhì)量存在問題。我國技術(shù)含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹??；而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠不能適應(yīng)經(jīng)濟發(fā)展的需要，精密、復雜的沖壓模具、轎車覆蓋件模具等高檔模具仍有很大發(fā)展空間。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大

10、型、精密、復雜、長壽命模具和模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠商數(shù)量及能力增加較快。中國汽車模具公司今后的發(fā)展方向，應(yīng)該注重產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整和定位，進一步提升模具的制造技術(shù)水平，占領(lǐng)結(jié)構(gòu)復雜、精密度高、技術(shù)含量高的高檔模具市場。 國外發(fā)展情況：高新技術(shù)在歐美模具企業(yè)得到廣泛應(yīng)用,歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平在國際上是一流的。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。 國外模具行業(yè)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾點： （一）CAD/CAE/CAM的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。 在歐美，CAD/CAE/CA

11、M已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD的應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前3D設(shè)計已達到了70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成2D設(shè)計，同時可獲得3D模型，為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應(yīng)用3D設(shè)計，還可以在設(shè)計時進行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍應(yīng)用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。3050人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機床十多臺。經(jīng)過數(shù)控機床加工的零件可直接進行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計中應(yīng)用CAE分析軟件，模擬塑料的沖模過程，分析冷

12、卻過程，預測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設(shè)計中應(yīng)用CAE軟件，模擬金屬變形過程，分析應(yīng)力應(yīng)變的分布，預測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE技術(shù)在模具設(shè)計中的作用越來越大，意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后，試模時間減少了50%以上。 （二）為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術(shù)。 高速切削是以高切削速度、高進給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)，其加工效率比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍，甚至十幾倍。目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用數(shù)控高速銑，三軸聯(lián)動的比較多，也有一些是五軸聯(lián)動的，轉(zhuǎn)數(shù)一般在1.5萬3萬r/min。采用高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時間。經(jīng)高速銑削精加工后的模

13、具型面，僅需略加拋光便可使用，節(jié)省了大量修磨、拋光的時間。歐美模具企業(yè)十分重視技術(shù)進步和設(shè)備更新。設(shè)備折舊期限一般為45年。增加數(shù)控高速銑床，是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點之一。 （三）快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用。 由于市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代不斷加快，快速成型和快速制模技術(shù)應(yīng)運而生，并迅速獲得普遍應(yīng)用。在歐洲模具展上，快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)占據(jù)了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各種類型的快速成型設(shè)備，也有專門提供原型制造服務(wù)的機構(gòu)和公司。 在所考察的模具企業(yè)中，有不少是將快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)結(jié)合起來應(yīng)用于模具制造，即利用快速原型技術(shù)制造產(chǎn)品零件的原型。

14、再基于原型快速地制造出模具。許多塑料模廠家利用快速原型澆制硅橡膠模具，用于少量翻制塑料件，非常適合于產(chǎn)品的試制。 歐美模具企業(yè)的先進技術(shù)和先進管理，使其生產(chǎn)的大型、精密、復雜模具，對促進汽車、電子、通訊、家電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在20萬美元左右；意大利人均年銷售額也在10萬美元以上。與國內(nèi)的模具企業(yè)相比，即使扣除價格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產(chǎn)效率也比我們高許多倍。要縮小與先進工業(yè)國家的差距，必須加快技術(shù)進步，提高CAD/CAE/CAM的應(yīng)用程度，增加數(shù)控加工設(shè)備的比重，用信息技術(shù)進一步提高模具的設(shè)計制造水平。同時，要

15、學習和借鑒國外的先進管理經(jīng)驗，進一步深化企業(yè)改革。目前，國內(nèi)有些模具廠沖模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時要增強參與國際競爭的意識，加強國際經(jīng)濟技術(shù)合作與交流，在提高模具國產(chǎn)化程度的同時，進一步擴大出口，走向世界。 歐美模具企業(yè)的先進技術(shù)和先進管理，使其生產(chǎn)的大型、精密、復雜模具，對促進汽車、電子、通訊、家電等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起了極其重要的作用，也給模具企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益。美國的模具企業(yè)，人均年銷售額在20萬美元左右；意大利人均年銷售額也在10萬美元以上。與國內(nèi)的模具企業(yè)相比，即使扣除價格因素的影響，歐美模具企業(yè)的生產(chǎn)效率也比我們高

16、許多倍。要縮小與先進工業(yè)國家的差距，必須加快技術(shù)進步，提高CAD/CAE/CAM的應(yīng)用程度，增加數(shù)控加工設(shè)備的比重，用信息技術(shù)進一步提高模具的設(shè)計制造水平。同時，要學習和借鑒國外的先進管理經(jīng)驗，進一步深化企業(yè)改革。目前，國內(nèi)有些模具廠沖模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，這樣很難干好，必須走小而專、小而精、小而特的道路。同時要增強參與國際競爭的意識，加強國際經(jīng)濟技術(shù)合作與交流，在提高模具國產(chǎn)化程度的同時，進一步擴大出口，走向世界。課題研究主要內(nèi)容、實施方案及創(chuàng)新點: 根據(jù)塑料齒輪的結(jié)構(gòu)形式，該模具的設(shè)計不需要設(shè)置側(cè)抽芯機構(gòu)，脫模的時候不能確定塑件是留在動模上還是留在定模上，這也是本次設(shè)計

17、的一個重要的難點。為了便于塑件順利脫模，動模采用脫模板推出，是為了實現(xiàn)迫使塑件留在動模，再利用動模上的推出機構(gòu)推出。 注塑模具宜選用單型腔，設(shè)計注塑模具的核心是確定收縮率，計算型腔的工作尺寸。塑件的原料為尼龍，以其強度高、鋼度大、韌性好,低蠕變耐磨耗及化學穩(wěn)定性好而著稱。 此次設(shè)計主要內(nèi)容需要完成一副注射模具設(shè)計，完成模具總裝配圖1張（2D圖）（盡量按1:1繪制，2D圖一般為0號圖），成型零件（凸模、凹模按1:1繪制）及其他必要零件的零件圖（2D）（如側(cè)抽芯機構(gòu)零件、澆口套等）若干；要求繪制的模具圖樣完整，并合理確定尺寸、公差、表面粗糙度和材料與熱處理要求，符合工程制圖國家標準，同時盡量選擇模

18、具標準件和符合國家標準的緊固與定位件，以及一份設(shè)計說明書等。 實施方案： 1.緒論 （1）模具行業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)中的重要地位 （2）國內(nèi)外模具行業(yè)發(fā)展狀況 2.塑料齒輪的結(jié)構(gòu)工藝性分析 （1）塑件尺寸和精度分析 （2）表面粗糙度分析 3塑料齒輪注射成型工藝分析 （1）塑件的原材料分析 （2）塑件的體積和質(zhì)量計算 （3）塑件的工藝參數(shù)的確定 4模具設(shè)計 （1）型腔數(shù)量的確定 （2）分型面的設(shè)計 （3）澆注系統(tǒng)設(shè)計（主流道、分流道、澆口形狀、冷料穴設(shè)計） （4）頂出及抽芯機構(gòu)設(shè)計 （5）排氣方式 5注射機的選擇 （1）根據(jù)理論注射量、鎖模力、模板外形尺寸、模架尺寸等參數(shù)選擇 6零部件設(shè)計 （1）凹模結(jié)

19、構(gòu)設(shè)計 （2）凸模結(jié)構(gòu)設(shè)計 （3）其他零部件設(shè)計 7.結(jié)論 8.參考文獻 課題進度安排:12016年11月16 日 11 月 30 日測繪塑料制品零件圖（包括3D和2D圖）212月 1 日 12 月 30 日查閱文獻、調(diào)研，初步確定模具設(shè)計方案和設(shè)計說明書大綱，完成開題報告。32017年1月 1 日 2 月 20 日確定模具設(shè)計方案，完成模具裝配草圖及零件草圖繪制。42月 21日 3月 19 日繪制模具裝配圖和零件圖3D圖，完成設(shè)計說明書初稿并打印，完成外文翻譯工作，中期檢查。53月 20 日 4 月 2 日出模具裝配圖和零件圖2D圖并打印修改64月 3 日 4 月 30 日完善圖紙和設(shè)計說明書，完成答辯