物流储物箱注塑模设计本科毕设论文Word文档下载推荐.docx
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第1章绪论
1.1模具工业的地位
模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料的流动，使之形成所需要的形体。
用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。
模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。
模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。
振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。
早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。
模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。
模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。
模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。
汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。
汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。
汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。
一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。
为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80％的模具需要更换。
中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。
单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。
一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。
其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。
目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。
中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。
研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要
的意义。
1.2各种模具的种类
模具主要类型有：
冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。
除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的
模具形腔是材料成型。
（1）冲模：
冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。
冲模占模具总数
的50％以上。
按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，
卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。
按组合工序不同，
冲模分为单工序模，复合模，连续模。
（2）锻模：
锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。
按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。
按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。
（3）塑料模：
塑料模是塑料成型的工艺装备。
塑料模约占模具总数的35％，而且有继续上升的趋势。
塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。
（4）压铸模：
压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。
压铸模约占模具总数的6％。
（5）粉末冶金模：
粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：
压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。
模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。
1.3我国模具工业的现状
自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。
20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260~270亿元人民币。
今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。
目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。
除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。
其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。
例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。
在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。
例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。
中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。
在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。
其中，冲压模具约占50℅（中国台湾：
40℅），塑料模具约占33℅（中国台湾：
48℅），压铸模具约占6℅（中国台湾：
5℅），其他各类模具约占11（中国台湾：
7℅）。
中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（1961——1981），成长期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三个阶段。
萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。
由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。
在此阶段的模具包括：
一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。
1981年——1991年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。
有鉴于模具产业对工业发展的重要性日益彰显，自1982年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力发展整体经济。
随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。
从1985年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等CAD/CAM技术，所以台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CAT技术的时间相当早。
成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994年，1998年，由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。
1997年11月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会（ISTMA）认同获准入会，正式成为世界模具协会会员。
整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。
1.4国外模具工业的现状
据报道，高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。
将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。
在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。
在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%～89%。
PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。
应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。
应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。
数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。
30～50人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。
经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。
CAE技术在欧美已经逐渐成熟。
在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。
在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。
CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。
高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。
目前，欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在1.5万～3万r/min。
采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。
经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。
欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。
设备折旧期限一般为4～5年。
增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。
由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。
在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。
在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。
再基于原型快速地制造出模具。
许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。
欧美模具企业大多数规模不大，员工人数超过百人的较少，所考察的模具企业人数一般都在20～50人。
企业各类人员的配置十分精简，一专多能，一人多职，企业内部看不到闲人。
精益生产、“瘦”型管理的思想得到了较好的体现。
所考察的模具企业，大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求，确定自己的产品定位和市场定位。
为了在市场竞争中求生存、求发展，每个模具厂家都有自己的优势技术和产品，并都采取专业化的生产方式。
欧美大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户，在大型模具公司周围又有一批模具生产协作厂家。
这种互惠、互利、共赢、共存的合作伙伴关系，有的已持续了30～40年。
欧美的模具企业，特别是规模较大的模具企业，基本上实现了计算机管理。
从生产计划、工艺制定，到质检、库存、统计等，普遍使用了计算机，公司内各部门可通过计算机网络共享信息。
与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同，欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。
每副模具均有详细的设计图，包括每个零件的详细设计，并且都制定了详细的加工工艺。
我国模具要走向世界，必须深化改革、扩大出口。
欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用，也给模具企业带来了良好的经济效益。
美国的模具企业，人均年销售额在20万美元左右；
意大利人均年销售额也在10万美元以上。
与国内的模具企业相比，即使扣除价格因素的影响，欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。
要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高CAD/CAE/CAM的应用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。
同时，要学习和借鉴国外的先进管理经验，进一步深化企业改革。
目前，国内有些模具厂冲模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，这样很难干好，必须走小而专、小而精、小而特的道路。
同时要增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。
1.5我国模具技术的现状及发展趋势
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。
改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。
近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。
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。
此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。
模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。
今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。
中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。
在大型模具方面已能生产48"
（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。
经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；
在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。
尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。
与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。
今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。
（1）注重开发大型，精密，复杂模具；
随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。
（2）加强模具标准件的应用；
使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。
因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。
（3）推广CAD/CAM/CAE技术；
模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。
实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。
（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；
随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。
第2章产品及模具的三维造型
如图2-1所示塑料制件,材料为ABS,收缩率0.3%-0.8%。
大批量生产。
图2—1物流储物箱
本模具采用UG7.5进行模具分型，各步骤如下：
（1）载入产品同时设定收缩率
（2）设定模具工作坐标系，以制件主分型面中心为模具工作坐标且Z指向制件顶出方向
（3）设定工件大小
（4）自动补孔
（5）在各抽芯与插破处创建箱体
（6）在箱体处补实体
（7）创建分型面
（8）创建型腔
（9）创建型芯
第3章塑件材料分析和工艺性分析
3.1材料分析
塑件材料选用乳白色的ABS，即苯乙烯－丁二烯－丙烯腈共聚物。
它有三种组合物的各自特性，综合性能较好。
它无毒、无味，成型的塑件有较好的光泽。
密度为1.02～1.05g/cm。
ABS塑件的冲击强度较高，且在低温下也不迅速下降，化学稳定性与电性能良好。
其制品有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。
经过调色可配成任何颜色。
但它的耐热性不高，耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。
ABS的成型特性是升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜较大。
ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；
易产生熔接痕，因此，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力。
在正常成型条件下，壁厚熔料温度及收缩率影响极小。
3.2工艺分析
（1）该塑件尺寸比较大，一般精度等级。
属于中等难度的塑料模具。
包括了模具的基本结构，其中外围均需外侧抽芯。
（2）为满足制品表面质量要求与提高成型效率采用点浇口。
（3）为了节约成本和方便加工与热处理，型腔和型芯均采用整体镶嵌式结构。
（4）ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大，要有足够的脱模斜度，防止顶角；
ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；
ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力，要注意浇口位置防止和减少熔接痕；
在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。
模具温度应控制在60～80°
。
第4章成型工艺的拟定
4.1制件的成型方法
热塑性塑料指定采用注射成型，本设计选用热塑性塑料ABS，可用注射成型。
4.2制件的成型参数
根据制品结构特点及选定的原料ABS，可拟定如下工艺参数。
（1）塑料名称：
ABS密度（g/cm³
）：
1.02～1.05；
计算收缩率（%）：
0.6
模具温度（℃）：
50～60；
注射压力（MPa）：
60～100
（2）成型时间（s）：
注射时间15～60；
加压时间0～3；
冷却时间20～90；
总周期50～160；
适应注射机类型：
柱塞式
4.3确定型腔数目
（1）计算制品的体积和重量通过三维制图UG软件测量得:
单件塑件面积S=174124.12㎜2;
单件塑件体积V=238024.62㎜3查有关资料可知ABS的密度为1.02～1.05g/cm3则单件塑件重量m=246.33g
（2）型腔数目的确定主要参考以下几点来确定：
①根据经济性确定型腔数目和总成型加工费用最小的原则,并略准备时间试生产原材料费用,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。
②根据注射机的额定锁模力确定型腔数目,当成型大型平板制件时常用这种方法。
③根据注射机的最大注射量确定型腔数目,根据经验,每加一个型腔制品尺寸精度要降低4%,对于高精度制品，由于多型腔模具难以保证各型腔的成型条件一致,故推荐型腔数目不超过4个。
（3）根据本产品的生产批量及产品复杂程度等综合可虑采用一模一腔。
由于一模一腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性比较好，成型工艺条件易控制，模具结构简单紧凑、模具制造成本低等特点，所以采用一模一腔模具。
第5章成型零部件的设计
5.1成型零部件的结构设计
所谓成型零件是模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。
成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生磨擦。
因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。
设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。
以下是成型零件的结构设计。
（1）型腔设计：
型腔是成型塑件外表面的成型零件。
分析产品，其外部结构并不复杂，考虑各方面因素，采用整体嵌入式型腔，它能节约优质模具钢，嵌入模板后有足够的强度与刚度，使用可靠且置换方便。
其结构图如图6-1所示。
具体尺寸详见3D图；
图5-1型腔
（2）型芯，镶件及
升级会员 