1. 研究目的与意义
随着我国生产制造业的高速发展,塑料制品的应用也日渐广泛,为塑料模具提供了非常广阔的市场,使塑料模具发展迅速,成为现代制造行业不可缺少的组成部分。中国塑料模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下,形成了一个巨大的产业链条,从上游的原辅材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业,塑料模具发展一片生机。
本课题通过选择摩托车尾灯罩塑件为设计对象,对其从注塑工艺分析及塑料模设计的角度进行研究。运用计算机辅助设计方法,设计生产该塑件的塑料模具,使得设计人员完成设计方案的提出、数值计算、分析模拟、修改和绘图的设计全过程,从而达到优化注塑成型工艺生产过程、提高塑料模具的质量的目的,同时提高了自身整体的设计能力。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:
1、利用计算机软件,进行理论分析和辅助设计。包括分型面的确定;选择浇口形式,设计浇注系统;进行浇注温度、充填压力、保压、保温、冷却的参数验证;进行翘曲分析。
2、保证所设计的参数符合要求。进行具体结构设计。包括确定具体结构方案,绘制二维装配图和6个主要零件的零件图和创建三维模型。
3. 国内外研究现状(文献综述)
近年来,塑料行业以及各项与其有关产业得到了大规模的迅速发展,塑料模具已成为塑料行业发展过程的重中之重,因此,塑料制品与以往相比也变得更加细致多样,生产规模逐渐扩大,产品性能逐渐提高。目前,注塑模具约占整个塑料模具一半以上,其具有生产适应性强、生产效率高和容易实现自动化等特点,在塑件生产中起着至关重要的作用。注塑模具又与它的零件材料息息相关,其组成零件按用途可以分为成型零件和结构零件两大类,它们性能要求不同,对材料的要求也不同。本文将围绕这一内容,对模具中零件材料的选用进行探讨。
成型零件是直接与塑料接触且决定塑料制品形状和精度的零件。它是注塑模具的关键零件,如凹模、凸模、型芯、螺纹型芯、螺纹型环、镶件等。成型零件材料的选用主要根据零件性能要求及塑料类别来确定。凹模、型芯等的性能要求有强度大、表面耐磨,有时还需耐腐蚀,淬火变形小。45钢可用作简单的凹模、型芯,但因其热处理变形大,不宜制作复杂凹模和型芯。合金结构钢,如40Cr、12CrMo、 38CrMo等,这类钢热处理前性质较软,可加工性良好,热处理时变形量小,常用于制造形状复杂的凹模和型芯。合金工具钢,如CrWMn、9CrWMn、5CrMnMo、3Cr2W8V、5CrNiMo等,由于耐热、耐磨和热处理变形小等特点,也可用于制造复杂的凹模和型芯,但缺点是硬度高不易加工。在成型过程中,考虑到成型零件受到高压塑料熔体冲刷,脱模时会与塑件间发生摩擦,因此,在选用成型零件材料时,要求材料耐磨性和抗疲劳性能好,应选用X13T6W、ELMAX等类型的高耐磨性可氮化高强度钢。对有些塑料品种,如聚氯乙烯和阻燃型塑料,必须考虑选用有耐蚀性的不锈钢PCR或X13T6W、STAVAXS136等耐蚀钢。注塑模成型零件工作表面大多需要抛光达到镜面,材料抛光性能应优良,主要选用镜面钢PMS、SM2等时效硬化钢。另外,选用的成型零件还应具备高淬透性能,良好的冷、热加工性能等。
结构零件指在注塑模具中起安装、定位、导向、装配等作用的零件,一般包括浇注系统零件、导向零件、侧向分型与抽芯机构零件、推出机构零件、加热与冷却装置,还有装配、定位以及模具安装用的支承零件等。对此,应尽可能选用标准件,有利于缩短制造周期、降低制造成本。标准件包括通用标准件及模具专用标准件两大类。其中一般零件可选用45钢。普通碳素钢质量较差,价格低廉,仅用来制作模具中受力不大的紧固件,如螺钉、固定板、垫板等。优质碳素钢在模具中用途较广,选用10~20钢经渗碳和淬火处理后,可以制造导柱、导套、推板等,25钢可用作浇口套上的定位圈、限位螺钉等。碳素工具钢经热处理后具有很高的硬度和耐磨性,常用的T7A、T8A、T10A、T12等钢材,也可用来制造简单的导柱、导套、推杆等,但由于热处理后变形大,需要在淬火后磨削加工。
4. 研究方案
本课题是摩托车尾灯罩注塑工艺分析及塑料模设计,要求做出生产此塑件的模具。要完成此课题,首先要根据分析任务书及塑件外形,画出它的零件图,再把这塑件3D模型做出来,然后对其进行模流分析,最后设计出加工此塑件的模具。
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响。分型面应选在塑件外形最大轮廓处;确定有利的留模方式,便于塑件顺利脱模;保证塑件的精度要求;满足塑件的外观质量要求;便于模具加工制造;考虑对成型面积的影响;要考虑排气效果;考虑对侧向抽芯的影响。因此在选择分型面时应综合分析比较。
由于塑件总体尺寸比较小,结构简单,加工方便。综合考虑,确定型腔的数目为一模两腔。
5. 工作计划
2023.1.2~2023.1.15:完成译文翻译,查阅文献,完成开题报告并上传毕设网。
2023.1.16~2023.2.5:指导老师审核译文和开题报告,根据指导老师意见完成修改。
2023.2.6~2023.3.19:按照开题报告的方案,开始毕设课题的计算及设计。完成对塑件的模流分析,完成模流分析报告,完成模具总体方案设计,绘制出装配草图给指导老师审核。
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