分线盒注塑模具设计及成型流动分析Word格式文档下载.docx

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由此可见模具技术在各国国民经济中的重要地位。

塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。

塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料模具市场中塑料成形模具产量中约半数是注塑模具。

时至今日塑料工业已经形成设计，生产，检测，标准以及教学等一套完整的工业体系，其塑料制品也已经囊括各种行业，无所不有。

可见塑料工业在国民经济中占有越来越重要的地位。

模具行业发展与否，将直接影响到各行业的发展，因此，在塑料成型中注塑模具是至关重要的。

由于我国塑料工业历史较短，模具设计和制造力量还比较薄弱，注塑成型模具制造还赶不上制品生产的发展。

近年来，我国塑料工业得到了蓬蓬的发展，塑料的应用已普及到国民经济各个部门，在国防和尖端科学技术领域中发挥着越来越重要的作用。

经过本次毕业设计可以掌握机械工艺装备设计的一般方法及基本工序。

巩固和加强机械零件设计、机械制造工艺与装备、机械制图、模具设计和模具制造工艺等专业理论知识在实际生产中应用的能力。

巩固和加深对机械二维、三维的制图能力。

设计过程中锻炼查阅文献和资料自我设计的能力，培养和提升我们的创新能力，增强我们独立思考问题和解决问题的能力。

所以认真完成本次设计非常重要。

二.国内外文献的综述

1.国内塑料模具发展概况及趋势

模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。

模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。

中国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。

目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工级进模。

工位数最多已达160个，寿命达1—2亿次。

在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视塑壳模具，6.5KG大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠，整体仪表板等塑料模具。

在精密塑料模具方面国内已能生产照相机塑料模具，多行腔小模数齿轮模具等。

在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。

在汽车模具方面，现已能制造新型轿车的部分覆盖件模具。

其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具，铝合金到了较高的水平，并可替代进口模具。

虽然中国模具工业在过去的十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大差距。

例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较底，CAD/CAE/CAM的普及率不高，许多先进的模具技术的应用还不够广泛等。

特别在大型、精密，复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。

根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：

一是模具日趋大型化；

二是模具的精度将越来越高；

三是多功能复合模具将进一步发展；

四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；

五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；

六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；

七是快速经济模具的前景十分广阔；

八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；

九是塑料模具的比例将不断增大；

十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化。

在塑料模具中注射模具是应用最广泛、类型最多、结构最复杂的一种。

在现代塑料制件的生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求、满足塑料制件的使用要求、降低塑料制件的成本起着重要的作用。

一副好的注塑模可成型上百万次，这与模具的设计、模具材料及模具的制造有着很大的关系。

2．国外塑料模具发展概况及趋势

目前模具发达国家己经将CAD/CAM/CAE技术贯穿于模具制造的整个环节，而我国的模具企业对CAD/CAM/CAE技术的应用仅限于大型模具企业中，而且也集中在CAD/CAM技术上，而对于CAE技术的应用目前还处于起步阶段。

注射模CAE技术是一门以CAD/CAM技术水平的提高为发展动力，以高性能计算机及图形显示设备的推出为发展条件，以计算力学中的边界元、有限元、结构优化设计及模态分析等方法为理论基础的新技术。

它的发展实际上包含了计算机技术、塑料熔体流动理论、有限元方法的完善。

注塑熔体流体理论的研究始于20世纪60年代，美国、英国、加拿大等国的学者如J.R.Pearson（英）、J.F.Stevenson（美）M.R.Kamal（加）、K.K.Wang〔美）等开展了一系列有关塑料熔体在模具型腔内流动与冷却的基础研究。

随后，许多研究者对一维流动进行了大量研究，主要是计算塑料熔体在等直径圆管，中心浇口的圆盘以及端部浇口的矩形型腔中的流动过程。

20世纪70年代完成了二维分析程序，20世纪80年代开展三维流动与冷却分析并把研究扩展到保压分子取向以及翘曲预测等领域，进入20世纪90年代后开展了成型过程流动、保压、冷却、应力分析及翘曲的全过程模拟，将各独立模块有机地结合起来，考虑它们之间的相互影响，以提高模拟软件的分析精度和扩大适用范围。

这些卓有成效的研究成果，为开发使用型的注塑模分析软件奠定了基础。

随着计算机技术与注塑成型理论的发展，在以上基础性研究的基础上，从事注塑成型的工程研究人员逐步完善了注塑成型过程的计算机模拟，即将塑件在模腔中的成型过程划分为若干步，应用数学模型或有限元等理论分析方法，对每一步在塑件中的应力、应变和温度分布等进行分析计算，直到塑件最终成型为止，以检查工艺方案和模具结构参数是否合理。

每次分析计算的结果即可以在屏幕上以图形化形式直观的显示出来，也可将全部数据打印出来。

若设计者对这一方案尚不满意，便可修改工艺方案和模具的结构参数，重新进行分析计算，直到满意为止。

这样，利用计算机模拟技术，进行工艺和模具的优化设计，从而节省试验费用，缩短工艺和模具设计周期。

由上可以看出，将CAE应用于注塑过程分析具有积极的意义。

三.本课题的研究内容、研究方法、研究手段和研究步骤

研究内容：

本课题主要是塑料成型的工艺设计及制造，也就是对分线盒注塑模进行工艺设计方案的分析确定及其工艺计算。

研究方法：

综合运用塑料成型加工、模具设计与制造基础、模具CAD、机械原理、机械设计理论、现代机械设计方法、工程材料学、机械加工工艺学，以及机构运动学、动力学分析方法、热力学分析方法，对注塑模具进行设计。

研究手段：

图书馆资料查询、计算机辅助设计、计算机辅助分析、三维实体建模和分析仿真等。

研究步骤：

1.运用Pro/E进行分线盒的三维设计。

2.分析并提出分线盒注塑模的设计方案及加工工艺

3.分析零件的成形工艺性及注射机选用，模具类型及结构的确定。

4.运用AutoCAD绘制出注塑模具的装配图及各个零件图，运用Pro/E分别进行模具分型面的设计；

利用模具外挂EMX5.1进行模架及各个零件三维模具设计。

5.在装配图上应清楚地表示出零件之间的装配关系，装配尺寸标注要正确；

所有的非标准件都应绘制出零件图，尺寸标注要完整，并用计算机输出所有的设计图稿。

四.时间安排

毕业论文设计分三个阶段进行

1.2010年12月1日——2011年1月8日为准备阶段

熟悉课题，收集相关资料、拟定总体方案

2.2011年1月9日——2011年5月15日为实施阶段

第一轮（2011年1月9日——2011年1月19日）：

整理资料，确定研究思路与方向，撰写开题报告。

第二轮（2011年1月20日——2011年2月9日）：

塑件成型工艺性分析、注射机选型、型腔布置，分型面选择。

第三轮（2011年2月10日——2011年4月20日）：

成型零部件及其他相关零件的设计计算，绘制草图。

第四轮（2011年4月20日——2011年4月27日）：

选择模架及模具装备设计，绘图。

第五轮（2011年4月28日——2011年5月15日）：

整理说明书，英文翻译。

3.2011年5月16日——2011年5月25日为论文装订，准备答辩阶段

五.参考文献

1、黄虹，塑料成型加工与模具化学工业出版社

2、屈华昌，伍建国，塑料模具设计机械工业出版社1993

3、夏巨谌，李志刚，中国模具设计大典2003

4、张晓黎，塑料加工和模具专业英语化学工业出版社2005

5、模具设计手册

6、机械设计手册

7、齐晓杰.塑料成型工艺及模具设计[M].北京：

机械工业出版社，2003.

8、陈于萍，周兆元.互换性与测量技术基础[M].北京：

机械工业出版社，2006.

9、冯炳尧.模具设计与制造简明手册[M].上海：

上海科学技术出版社，2005.

指导教师签名：

年月日

毕业设计（论文）任务书

课题名称：

分线盒注塑模具设计及成型流动分析

完成期限：

2010年12月1日至2011年5月25日_

一、课题训练内容

a）利用CAD软件完成一套分线盒注塑模具的总装图和主要零部件图（要求上交二维图纸）；

图纸要求严格符合国家标准，并且应能清晰地表达设计的目的和意图，零件图上应标注公差及表面粗糙度要求以及必要的加工技术要求，装配图上必要的地方应标注配合要求；

b）利用CAE分析软件（如UG、Pro-E、mould-flow等）对注射充模过程进行流动分析，用以指导成型工艺的制订；

c）撰写设计说明书一份，要求比较详细地叙述模具的设计步骤、设计依据，给出主要的计算过程；

说明书要求条理清晰，逻辑性强，内容丰富，能比较详细地说明本课题的设计思路、方法和步骤，字数要求在1万字以上；

d）英文翻译一篇；

要求与本专业直接相关，最好与本课题相关，语言流场，贴近原文，字数要求在4～5千字。

二、设计（论文）任务和要求（包括说明书、论文、译文、计算程序、图纸、作品等数量和质量等具体要求）

说明书要求条理清晰，逻辑性强，内容丰富，要求比较详细地说明本课题的设计思路、设计依据、方法和步骤，给出主要的设计计算过程，字数要求在1.0万字以上；

图纸要求严格符合国家标准，并且应能清晰地表达设计的目的和意图，零件图上应标注公差及表面粗糙度要求以及必要的加工技术要求，装配图上必要的地方应标注配合要求，图幅总量不得少于3张零号图纸；

英文翻译的文章要求与本专业直接相关，最好与本课题相关，语言流场，贴近原文，字数要求在4～5千字。

要求学生学会查阅模具设计相关资料，掌握塑料注射模具设计的步骤；

会利用UG、Pro-E等软件完成一套模具的总装图和主要零部件的零件图；

态度端正、勤于探索，认真踏实，具有一定的团队协作精神。

制作电子光盘一张，要求包含本人毕业设计的所有内容，答辩前与打印版文件一起上交。

三、毕业设计（论文）主要参数及主要参考资料

主要参数：

分线盒的示意图如下，要求利用三维CAD软件完成该塑件的三维造型，并给出塑件的二维图纸（部分不详尺寸自己定义），其公差按塑件尺寸公差标准SJ1372-197