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电熨斗储水器塑料底座注射摸毕业设计

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软件简介

   在信息社会和经济全球化不断发展的进程中,模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展,技术含量不断提高,模具生产向着信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展;模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。
   模具技术的发展趋势主要是:①CAD、CAM、CAE的广泛应用及其软件的不断先进和CAD/CAM/CAE技术的进一步集成化、一体化、智能化;②PDM(产品数据管理)、CAPP(计算机辅助工艺设计管理)、KBE(基于知识工程)、ERP(企业资源管理)、MIS(模具制造管理信息系统)及Internet平台等信息网络技术的不断发展和应用;③高速、高精加工技术的发展与应用;④超精加工、复合加工、先进表面加工和处理技术的发展与应用;⑤快速成型与快速制模(RP/RT)技术的发展与应用;⑥热流道技术、精密测量及高速扫描技术、逆向工程及并行工程的发展与应用;⑦ 模具标准化及模具标准件的发展及进一步推广应用;⑧优质模具材料的研制及正确选用;⑨模具自动加工系统的研制与应用;⑩虚拟技术和纳米技术等的逐步应用[1]。
1.1.4  注塑模具CAD发展概况及趋势
    计算机辅助设计((Computer  Aided  Design,  CAD)是当代计算机应用的一个重要领域。随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高,CAD技术及其应用一直处于日新月异的发展浪潮中。作为CAD技术应用的一个十分重要的方面,塑料模具计算机辅助设计、模拟分析与制造,即模具CAD、CAE和CAM也一直是国内外普遍关注的热点。
    三十多年来,国外注射模CAD技术发展相当迅速。70年代己开始应用计算机对熔融塑料在圆盘形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初,人们成功地采用有限元法分析三维型腔内塑料熔体的流动过程,使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验,在模具制造前对设计方案进行评价和修改,以减少试模时间,提高模具质量。近十年来,注射模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时,十分注意向实用化阶段发展,一些高水平的商品软件逐步推出,并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。比较有代表性的软件系统有:
    ·澳大利亚Moldflow PTY公司的Moldflow系统该系统具有很强的注射模分析模拟功能,包括绘制型腔图形的线框造型软件SHOD,有限元网格生成软件FMESH,流动分析软件FLOW,冷却分析软件COOLING,流动、冷却分析结果和模架应力场分布的可视化显示软件FRES以及翘曲分析模拟软件。
    ·美国CRATEK公司的注射模CAD/CAM/CAE系统该系统包括三维几何形状描述软件OPTIMOLD III,二维注射流动分析软件SIMUFLOW,三维有限元流动分析软件SLMUFLOW 3D,冷却分析软件SIMUCOOL,标准模架(美国DME标准)选择软件OPTIMOLD等部分。
    ·美国和意大利的Plastics&Computer Inc公司的TMCONCEPT专家系统,该系统包括材料选择TMC-MS、注射工艺条件和模具费用优化TMC-MCO、注射流动分析TMC-FA、型腔尺寸设计TMC-CSE和模具传热分析TMC-MTA等功能模块。
   ·德国IKV研究所的CADMOULD系统,该系统具有注射模流动分析、冷却分析和力学性能校核等功能,CAD-MOULD-MEFISTO系统则采用有限元法进行三维型腔的流动分析。
    我国在注射模CAD技术开发、应用及研究方面起步较晚。从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CAD系统。同时,某些高等学校和科研院所也开始了注塑模CAD系统的研制与开发工作。
   多年来,我国对注射模设计制造技术及其CAD的开发应用十分重视,在“八五”期间,这方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技术”、“多型腔小模数齿轮精密模具制造技术”和“实用CAD/CAM技术在精密注射模制造中的应用”等国家重点企业技术开发项目,还安排了国家“八五”重点科技攻关项目“塑料注射模CAD/CAM/CAE集成系统研究”。这些项目的成果对促进我国注射模CAD技术的迅速发展起到了重要作用,使我国注射模CAD技术的发展和应用水平得到很快提高[1]。
我国在注射模CAD技术研究与开发方面较具代表性的工作有:
      ·华中理工大学是国内较早自行开发研究注射模CAD/CAE/CAM系统的单位之自80年代中期开始,就在注塑模流动分析模拟和冷却分析模拟方面进行了较深入的研究与开发工作,并推出了塑料注射模CAD/CAE/CAM系统HSC-1。该系统包括塑料制品三维形状输入、流动模拟、冷却分析、型腔强度与刚度校核及模具图设计与绘制等功能,在一些企业单位应用取得较好效果,现已实现商品化。
    ·浙江大学基于工作站的UG II系统开发出精密注射模CAD/CAM系统。该系统采用特征造型技术构造产品模型,使形状特征表达与工艺信息描述统一,并利用特征反转映射实现了型腔模型的快速生成。
    ·上海交通大学从1983年开始,对注射模CAD进行了多方面的研究。在国内首次将人工智能技术引入注射模CAD系统中,并于1988年开发出集成化注射模智能CAD系统。现在在工作站UG II平台上进一步开发智能CAD/CAE/CAM系统。
    ·北京航空航天大学华正模具研究所开发的注射模CAD/CAE/CAM系统具有塑料产品线框造型、曲面造型、分析模拟和数控仿真与数控加工程序生成等功能,具有很高的技术水平与实用价值。
    ·合肥工业大学在注射模结构CAD技术方面进行了多年的研究与开发工作,先后研制出微机注塑模CAD系统PMCAD和微机注塑模CAD三维系统IPMCAD V3.0,取得了较好的成绩。IPMCAD3.0系统在微机上采用三维实体模型、实体造型技术,使系统在设计效率和通用性两方面都得到较好的兼顾。现在以AutoCAD 813.0和MDT作为环境,进一步采用参数化特征模型、特征建模技术和装配模型技术,研制出注射模CAD三维参数化系统IPMCAD  V4.0,在技术水平、实用性与通用性方面都达到较高水平[4]。
1.2  研究内容
     本文将对某电熨斗储水器塑料底座成型的几个关键问题:某电熨斗储水器塑料底座制品外形的设计与建模、最佳成型方法的选择,分析最佳成型工艺,模具设计并进行理论和试验研究。
1.2.1  某电熨斗储水器塑料底座制品外形设计
     本课题利用SOLIDWORKS软件对某电熨斗储水器塑料底座进行实体建模,SOLIDWORKS的图形设计是基于三维的,它与传统的二维绘图有着本质的区别。生成的模型直观,立体感强,可以在任何角度进行观察。另外系统还能计算出实体的表面积、体积、重量、惯性距、重心等。使设计者很容易、很清楚地知道零件的特性。而且可由立体图生成三视图,大大提高工作的效率和准确性。

1.2.2  最佳成型方法的选择
    比较几种可用于成型某电熨斗储水器塑料底座外壳这种薄壁单分型面制品的常用塑料加工方法,根据产品开发依据和使用要求选择合理的成型方法。
1.2.3  分析最佳成型工艺
     某电熨斗储水器塑料底座为薄壁制件,比表面积大,可能的工艺方案较多,工艺方案的优劣直接影响到产品质量、生产成本以及生产效率。本文在对塑件进行分析的基础上,确定并优化了工艺方案。具体内容如下:
(1)对塑件成型工艺性进行分析,对可能的工艺方案进行比较分析,初步得出可能的工艺方案以及其可行的条件。
(2)根据产品开发依据及成型要求,确定工艺方案。
1.2.4   模具设计
1.2.4.1 模具结构分析和确定
     针对某电熨斗储水器塑料底座尺寸小,精度高的特点,根据工艺方案和零件的形状特点、精度要求、生产批量、模具加工条件、操作方便与安全的要求,对模具进行分析,确定模具的合理结构。
1.2.4.2模具主要零部件的结构设计
     根据模具结构型式和特点,确定模具工作、导向以及固定等并确定模具主要零件的形式以及尺寸。
    本研究的主要目的是通过一个具有代表性模具的分析研究,从而达到掌握具有复杂曲面模具的设计制造以及加工的方法。
1.3  研究目的及意义
      电器产品是人们日常生活必不可少的生活用品,人们对电器产品的要求从实用性、可靠性己经提高到对舒适性、美观性、安全性、实用经济性等方面的要求,从而对电器产品也提出了许多新的要求。对电器产品的这种不断提出的新要求,促使电器产品的外形不断的改进,外形零件的生产技术也不断得到新的发展,使电器产品外壳零件成形技术在成形领域中占有越来越重要的地位。目前,电器产品的外形设计及加工技术日益受到了国内外的高度重视,德国、美国、日本等发达国家在这方面的研究已经取得相当的进展。他们的电器产品外观美观,让人赏心悦目,而且设计高效快捷,产品更新换代加快。如台湾的罗技公司,其某电熨斗储水器塑料底座产品外形美观,设计人性化,使用寿命长。
      目前,国内在电器产品外观零件设计制造方面的研究还处于初级阶段,与发达国家的差距很大。由于电器产品美观性的要求,零件外形多为复杂曲面,传统的设计方法在对零件成形过程分析以及对产品存在缺陷的处理方面显得无能为力,产品成形过程数值模拟技术跟不上的现状己经成为制约产品开发和生产的一个瓶颈。面对日益激烈的国际竞争,必须紧跟国际先进水平,不断提高电器产品外观零件的质量,降低设计和生产成本,加快生产周期。因而,某电熨斗储水器塑料底座成形技术的研究与开发具有相当重要的理论意义和实用价值。以此作为一个突破口,带动和促进相关电器产品外观零件注塑成形技术的发展和技术创新。
2.某电熨斗储水器塑料底座设计及其成型工艺分析
2.1 产品开发依据用途清单
环境:室内,使用温度范围0℃~40℃
无化学品接触
抗冲击要求:限定量从1.5m高度,0℃下摔下外壳不出现裂缝或者开裂特征,不允许内部件曝露
刚性要求:在2Kg负荷下无变形
电气性能:电绝缘性好
外观要求:部件美观,外部光洁性好
使用寿命:5年
   根据上述使用要求可归纳产品设计要求为制品材料需要具有一定的抗冲击性并且由于是电子产品的外壳要有良好的电绝缘性,随着数码产品的大量普及价格也不断下跌要求生产自动化程度高,成型周期短
生产自动化程度高、成型周期短,且要求尺寸精度高,有较好电绝缘性。
2.2  制品结构和形状的设计
   用SolidWorks软件进行某电熨斗储水器塑料底座的三维建模,三维实体模型更加直观的表现了产品造型,可以从各个角度对模型进行观察,软件可以测量并且可以根据三维模型数据使用 SolidWorks的CAE分析模块--塑性顾问进行熔体的充模仿真,可以验证模具结构的正确性,制品如图2.2
目    录
中文摘要 I
英文摘要 II
1.绪    论 1
   1.1国内外发展状况 1
1.1 1模具工业的概况 1
1.1.2  我国塑料模具工业和技术现状及地区分布 3
1.1.3  我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向 6
1.1.4  注塑模具CAD发展概况及趋势 7
   1.2  研究内容 9
1.2.1  某电熨斗储水器塑料底座制品外形设计 10
1.2.2  最佳成型方法的选择 10
1.2.3  分析最佳成型工艺 10
  1.2.4.1 模具结构分析和确定 10
  1.2.4.2模具主要零部件的结构设计 11
   1.3  研究目的及意义 11
2.某电熨斗储水器塑料底座设计及其成型工艺分析 12
   2.1  产品开发依据用途清单 12
   2.2  制品结构和形状的设计 12
   2.3  制品材料选择 13
2.3.1丙烯腈—丁二烯—苯乙烯三元共聚物(ABS) 13
2.3.2聚苯乙烯(PS) 14
2.3.3双酚A型聚碳酸酯(PC) 15
   2.4 注射工艺选择 17
     2.4.1工艺难点分析 17
     2.4.2 ABS塑料的干燥 17
     2.4.3 注射压力 18
     2.4.4 注射速度 18
     2.4.5模具温度 19
     2.4.6 料量控制 19
3.模具设计 20
   3.1概述 20
   3.2注塑机选型 20
     3.2.1注射量计算 20
3.2.2 注射压力校核 21
3.2.3 锁模力校核 21
3.2.4开模行程和模板安装尺寸校核 21
   3.3模具浇注系统设计 23
3.3.1.主流道和冷料井 23
3.3.2  分流道 23
3.3.3  浇口设计 24
   3.4注塑模成型零部件结构设计 26
3.4.1 分型面位置和形状的设计 26
3.4.2 型腔镶拼组合 27
3.4.3 排气方式 28
3.4.4 型腔成型尺寸计算 28
  3.4.4.1型腔径向尺寸计算 29
  3.4.4.2型芯外径尺寸 29
  3.4.4.3型腔深度尺寸 30
  3.4.4.4型芯高度尺寸 30
  3.4.4.5两成型杆的中心距 30
3.4.5塑料模具力学设计 30
  3.4.5.1型腔侧壁厚计算 31
  3.4.5.2型腔底板厚计算 31
   3.5合模导向和定位机构设计 31
   3.6 脱模机构设计 32
   3.7 模温调节系统 33
   3.8  模具材料 35
结    语 36
致     谢 37
参考文献 38

凹模图.dwg
侧抽芯滑块.dwg
带头导柱.dwg
导套.dwg
滑板.dwg
零件图.DWG
凸模图.dwg
型芯.dwg
型芯导套.dwg
主流道.dwg
注塑模零件图.dwg
装配图.dwg
论文.doc

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