壳体零件塑料模具设计开题报告

1. 研究目的与意义

背景：现状：20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。

许多模具企业十分重视技术发展。

加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。

2. 课题关键问题和重难点

解决的关键问题及难点：

1． 明确塑件设计要求

仔细阅读塑件制品零件图，从制品的塑料品种，塑件形状，尺寸精度，表面粗糙度等各方面考虑注塑成型工艺的可行性和经济性，必要时，要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构修改的可能性。2、运用UG及CAD软件完成模具设计。分型面应选在塑件外形最大轮廓处。满足塑件的外观质量要求:注塑时分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料或拼合缝的痕迹，因此分型面最好不要选在塑件光亮的外表面或带圆弧的转角处。其中分模是最重要的一环。3、模具结构设计1）． 塑件成型位置及分型面选择；2）． 模具型腔数的确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置；3）． 模具工作零件的结构设计；4）． 顶出机构设计；5）． 拉料杆的形式选择；6）． 排气方式设计。4、 模具总体尺寸的确定，选购模架模架已逐渐标准化，根据生产厂家提供的模架图册，选定模架，在以上模具零部件设计基础上初步绘出模具的完整结构图。5、 模具结构总装图和零件工作图的绘制模具总图绘制必须符合机械制图国家标准，其画法与一般机械图画法原则上没有区别，只是为了更清楚地表达模具中成型制品的形状，浇口位置的设置，在模具总图的俯视图上，可将定模拿掉，而只画动模部分的俯视图。模具总装图应该包括必要尺寸，如模具闭合尺寸，外形尺寸，特征尺寸（与注塑机配合的定位环尺寸），装配尺寸，极限尺寸（活动零件移动起止点）及技术条件，编写零件明细表等。通常主要工作零件加工周期较长，加工精度较高，因此应首先认真绘制，而其余零部件应尽量采用标准件。

3. 国内外研究现状（文献综述）

国内方面：近年来我国塑料模具业发展相当快，目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨：电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30%,塑料管的普及率将达到50%，这些都会大大增加对模具的需求量。筑、建材业塑料建材可大量代钢、代木、替代传统建材，将在今后得到越来越多的应用。预测2005年建筑用塑料制品占总产量16%，约400万吨，因此塑料建材模具需求量将增长较快。由于国家已明令禁止使用铸铁管道，代之以塑料管材，预计2010年全国新建住宅室内排水管80％及城市供水50％将采用塑料管。同时，国家正在大力发展塑料门窗，到2010年塑料门窗和塑料管的普及率将达到30%~50%，塑料排水管的市场占有率将超过50%家电行业近期家电业所需模具量年增长率约为10%。一台电冰箱约需模具350副，价值约400万元；一台全自动洗衣机约需模具200副，价值3000万元；一台空调器仅塑料模具就有20副，价值150万元；单台彩电大约共需模具约140副，价值约700万元。则仅彩电模具每年就有约28亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化，外壳设计成为重要的一环，对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为，大型、精密、设计合理（主要针对薄壁制品）的注塑模具将得到市场的欢迎。摩托车业，汽车工业是中国国民经济五大支柱产业之一，增长速度惊人，因此汽车模具潜在市场巨大。每一种型号的汽车都需要几千副模具，价值上亿元：每一型号的摩托车将近千副模具，价值1000多万元。据估计汽车、摩托车行业每年需要100多亿元的模具，而我国大型精密模具的制造能力不足。据介绍，目前我国中高档轿车的覆盖件模几乎全部为进口产品。因此，发展自己的科技含量高的大型精密汽车覆盖件模具是今后的重要工作。因此，有专家预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。

国外方面：我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70％属商品模具。专业模具厂大多是'大而全'、'小而全'的组织形式，而国外大多是'小而专'、'小而精'。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50％以上。2004年，模具进出口之比为3.7:1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。

参阅了多本资料书籍，注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法，世界上注塑模的产量约占塑料成型模具总产量的50％以上。注塑成型能一次成型形状复杂、尺寸精确的制品，适合高效率、大批量的生产方式，以发展成为热塑性塑料和部分热固性塑料最主要的成型加工方法，一般需要经过反复调试和修模才能正式投入生产，这种传统的生产方式不仅使产品的生产周期延长，生产成本增加，而且难以保证产品的质量。要解决这些问题，必须以科学分析的方法，研究各个成型过程的关键技术，为实现注塑产品的更新换代，提高企业的竞争能力，必须进行注塑模具设计与制造，及成型过程分析的 cad/cam/cae 集成技术的研究。国外注塑模 cad/cam/cae 技术研究的成果有关统计数据表明：采用注塑模 cad/cae/cam 技术能使设计时间缩短50%，制造时间缩短30%，成本下降10%，塑料节省7％注塑模计算机模拟技术正朝着与 cad/cae 无缝整体集成化方向发展，注塑 cad 所构造的几何模型为实现注塑模cae技术提供了基本的几何拓扑信息和特征信息，注塑模 cae 的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟和分析，为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成型工艺过程的控制提供科学依据。现时国际上占主流地位的注射模cad 软件有 pro/e ，i-deas 、ug 等；结构分析软件有 msc ，analysis 等；注射过程数值分析软件有mold flow等；数控加工软件有 master cam 、cimatron 等。总体说来，国内的模具设计与制造技术与发达国家相比有很大的差距，这也是中国现在只是制造大国而非制造强国的主要原因之一。主要参考文献

[1］任仲贵。《 cad / cam 原理》。清华大学出版社。1992.11

4. 研究方案

本课题主要是针对壳体零件的塑料模具设计，通过对塑件进行工艺的分析和比较，最终设计出一副注塑模。

该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、项出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。

首先是对材料的选择，塑件的材料为a8s工艺难点为板分为两半的抽芯。

5. 工作计划

1接受任务书，收集资料2确定注射法为成型方法3选择成型设备3.1确定模具类型3.2确定模具类型的主要结构型腔布置。根据塑件的几何结构特点、尺寸精度要求、批量大小、模具制造难易、模具成本等确定型腔数量及其排列方式。

确定分型面。分型面的位置要有利于模具加工，排气、脱模及成型操作，塑料制件的表面质量等。

确定浇注系统（主浇道、分浇道及浇口的形状、位置、大小）和排气系统（排气的方槽位置、大小法、排气）。采用一模一腔，模具制造成本不高，能够适当生产的需要，轮辅式侧浇口，塑件流程短，塑件质量好，浇口容易去除。选择顶出方式（顶杆、顶管、推板、组合式顶出），根据模具开模后，塑件包紧动模型芯的力并不大，适当的考虑脱模斜度，且模具结构简单。决定冷却方式及冷却元件的安装部位。根据模具材料、强度计算或者经验数据，确定模具零件厚度及外形尺寸，外形结构及所有连接、定位、导向件位置。确定主要成型零件，结构件的结构形式。

3.3考虑模具各部分的强度，确定成型零件形状、尺寸。