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一、設(shè)計(jì)任務(wù)： 零件名稱：汽車鎖扣注塑模具設(shè)計(jì) 材料：ABS 生產(chǎn)批次；大批量 二、選題目的和意義 塑料制品在日常社會(huì)中得到廣泛利用，模具技術(shù)己成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。國內(nèi)注塑模在質(zhì)與量上都有了較快的發(fā)展。但是與國外的先進(jìn)技術(shù)相比，我國還有大部分企業(yè)仍然處于需要技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新、提高產(chǎn)品質(zhì)量、加強(qiáng)現(xiàn)代化管理以及體制轉(zhuǎn)軌的關(guān)鍵時(shí)期。 塑料件在汽車上的應(yīng)用已經(jīng)越來越廣泛，而制件的表面質(zhì)量、成型精度完全由模具決定之外，它的內(nèi)在質(zhì)量、成型效率也受模具的控制，但許多模具行業(yè)設(shè)計(jì)加工過程中出現(xiàn)大量的失誤，造成成本的增加，工期的延誤，所以在汽車產(chǎn)品更新?lián)Q代極快的今天，當(dāng)務(wù)之急是如何高效、快速、高質(zhì)量和規(guī)范化地設(shè)計(jì)注塑模具[1] 。 三、論文綜述 3.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。 3.2 塑料模具的占有量 近年來，中國塑料模具發(fā)展速度相當(dāng)快。目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中所占比重約為30%。隨著中國汽車、家電、電子通訊、各種建材迅速發(fā)展，預(yù)計(jì)在未來模具市場中，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。 3.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀 20世紀(jì)80年代以來，國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時(shí)為模具的發(fā)展提供了巨大的動(dòng)力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識。目前，中國有17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48in（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料[1]等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。 進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，這是各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。 3.4 注塑模具設(shè)計(jì)的國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國雖然很早就開始制造和使用模具，但長期為行程高技術(shù)含量的產(chǎn)業(yè)。直到10世紀(jì)年代后期，注塑模具在量和質(zhì)方面才有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量己超過50噸，最精密的注塑模具精度己達(dá)到2m。整體來看我國塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大進(jìn)步，但與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。 國外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。國外發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到70％~80％，最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力以滿足用戶需求。模具企業(yè)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越來越多的采用以設(shè)計(jì)為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對模具工人技術(shù)全面性的要求，強(qiáng)調(diào)專業(yè)化。 國外注塑成型技術(shù)在也向多工位、高效率、自動(dòng)化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此，模具向高精度、復(fù)雜、多功能的方向發(fā)展。 3.5 模具設(shè)計(jì)國內(nèi)外發(fā)展趨勢 目前，國外的注塑機(jī)發(fā)展主要通過以下幾個(gè)方面： 1、化與大型化 微型化是各類產(chǎn)品今后的重要發(fā)展方向，有越來越多的市場需求。 2、個(gè)性化 長期以來塑料機(jī)械的機(jī)型、功能、規(guī)格的劃一和固定不變性已不能滿足市場需求。 3、節(jié)能化 節(jié)能降耗目前已經(jīng)成為注塑機(jī)最主要的發(fā)展趨勢，全電動(dòng)、兩板式注塑機(jī)將 成為未來國際市場的主流。 四、模具設(shè)計(jì)方案 4.1 三維零件圖 4.2 材料性能 1．使用性能： ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料）。ABS樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學(xué)藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點(diǎn)，容易涂裝、著色，還可以進(jìn)行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。 2．加工特性： ①．ABS同其它材料的結(jié)合性好。 ②．ABS的流動(dòng)特性屬非牛頓流體，其熔體粘度與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對剪切速率更為敏感。 ③．在比較寬廣的溫度范圍內(nèi)具有較高的沖擊強(qiáng)度和表面硬度，熱變形溫度比PA、PVC高，尺寸穩(wěn)定性好。 ④．沖擊強(qiáng)度極好，可以在極低的溫度下使用。 ⑤．耐磨性能優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，具有良好的耐油性。 ⑥．屬于無定形聚合物，無明顯熔點(diǎn) ⑦．熔體粘度較高，流動(dòng)性差 ⑧．熱穩(wěn)定不太好，耐候性較差，紫外線可使變色 ⑨．電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟取穸群皖l率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。 ⑩吸水性較高，加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理。一般制品的干燥條件為80℃～85℃，2～4小時(shí)；對特殊要求的制品（如電鍍），則需70℃～80℃，10～18小時(shí)。 3．ABS成型條件： 相對密度: 1.05克/立方厘米 成型收縮率: 0.4%～0.7% 吸水率: 0.2%～0.45% 成型溫度： 200～240℃ 干燥條件： 80～90℃ 2小時(shí) 熱變形溫度為: 70～107℃ 使用溫度范圍: -40℃～80℃ 硬度: R65～ R115 4.3 塑件工藝分析 圖1 所示為汽車鎖扣塑件，材料為ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)，注射成型。從圖1 可以看出， 塑件結(jié)構(gòu)主要有以下特點(diǎn)： 圖1和圖2分別為汽車內(nèi)飾件鎖扣蓋的示意圖及產(chǎn)品圖。該塑料件是汽車儀表產(chǎn)品中的一個(gè)零部件，下部為4 mm底板，上部有兩個(gè)突出三角形板，其上分別有兩個(gè)直徑6 mm和一個(gè)直徑4 mm圓柱側(cè)向伸出，兩個(gè)直徑6 mm圓柱上有兩凹槽。塑料件的成型材料為ABS，它具有強(qiáng)度高、熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性好、注塑時(shí)流動(dòng)性好、易于成型的特點(diǎn)，其成型收縮率小，理論計(jì)算收縮率為0．6％ ，溢料值為0．04mm；比熱容較低，在模具中凝固速度快，模塑周期短；塑料件尺寸穩(wěn)定，表面質(zhì)量高 。 4.4 模具總體方案設(shè)計(jì)及可行性分析 1．總體方案設(shè)計(jì)： 模具采用單分型面設(shè)計(jì)，分型面位于圖1下模板中間，然后在兩個(gè)凸起部位做局部剖。 當(dāng)塑料件上具有與開模方向不一致的孔或側(cè)壁有凹凸形狀時(shí)，必須首先將成型部分的型芯或型腔脫離塑料件才能使整個(gè)塑料件從模具中脫出。除了使用斜導(dǎo)柱滑塊抽芯外，斜頂是為解決平行于分型面的凹槽而發(fā)展的另一種側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，其基本原理與前者相似，它是將模具開閉的垂直運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化成水平運(yùn)動(dòng)。斜頂與滑塊最大的不同在于其動(dòng)作的驅(qū)動(dòng)力來自于推板的動(dòng)作。 本設(shè)計(jì)中型腔的分布為一模4腔，且塑料件同時(shí)存在兩個(gè)平行的凹槽，因此在模具的中間存在雙內(nèi)抽芯。采用單一的斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)不能完全實(shí)現(xiàn)側(cè)抽芯動(dòng)作，所以在設(shè)計(jì)中采用斜頂和斜導(dǎo)柱滑塊相結(jié)合的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，對模具內(nèi)側(cè)的塑料件凹槽采用斜頂側(cè)抽芯，靠近模具外側(cè)的凹槽采用斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)抽芯。這樣既解決了單獨(dú)使用斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)難以完成內(nèi)側(cè)抽芯的問題，又避免了使用雙斜頂機(jī)構(gòu)所產(chǎn)生的裝配空間不夠的難題。對于斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)(圖6a)的設(shè)計(jì)，考慮到塑料件形狀及模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用兩個(gè)滑塊機(jī)構(gòu)且分布于模具兩側(cè)，其中每個(gè)滑塊在開模時(shí)由固定在定模上的斜導(dǎo)柱驅(qū)動(dòng)完成位于同一側(cè)兩個(gè)塑料件外側(cè)凹槽的抽芯動(dòng)作。該側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低廉、便于加工裝配的特點(diǎn)。 五、進(jìn)度安排 （1） 10月13日—10月24日 查閱文獻(xiàn)資料，書寫開題報(bào)告； （2） 10月27日—10月30日 總體方案設(shè)計(jì)與模具結(jié)構(gòu)布局； （3） 10月31日—11月21日 完成總裝圖設(shè)計(jì)； （4） 11月24日—12月12日 完成部裝圖及零件圖設(shè)計(jì)； （5） 12月15日—12月26日 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文； （6） 12月29日—2009年1月3日 自我檢查、總結(jié)和準(zhǔn)備答辯； （7） 2009年1月4—8日 畢業(yè)答辯。 參 考 文 獻(xiàn) 1．塑料成型與模具設(shè)計(jì)（講義）．哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用講術(shù)學(xué)院．汽車與機(jī)電技術(shù)系．2005年5月 2．塑料模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 3.塑料模具設(shè)計(jì)理論教材 4.塑料模具設(shè)計(jì)手冊 5.機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制圖（教材） 6.簡明塑料大全等