畢業設計（方案論證報告）1一、塑料模具概況簡介1、塑料模具現狀塑料工業是當今世界上增長最快的工業門類之一，上個世紀初以來，塑料由于原料來源廣泛，綜合性能優良，成型方便，性能價格上占有優勢，已成為原四大材料(鋼鐵、木材、煤、水泥)之后的又一大新型材料。迄今，塑料的體積產量已超過了金屬材料。在短短的80多年內，走過了金屬材料兩千多年的發展歷程。塑料廣泛應用于汽車、機械、宇航、艦船、電子電氣、化工、紡織、醫藥衛生、建筑、軍工、包裝、家具、文體用品以及生活用品等各個領域。特別是近年來，具有光、電、磁、生物等功能的高分子材料的出現，使得塑料的應用領域擴大到信息民、生物等新興產業。塑料科技的高速發展，帶動了塑料工業的蓬勃發展。汽車工業：世紀初許多國家汽車工業重要改革措施之一是提高汽車速度、降低能耗，其主要對策是更多地采用塑料件以減輕車體重量。為此，塑料件在汽車中的用量迅速增長。據預測，年各類汽車中將有一半用可回收的塑料復合材料制造。航空航天工業：世紀初，航空航天工業技術進步著眼點也是減輕機體總重量，以加快飛行速度，降低能耗。如美國洛克希德航空公司復合材料中心采用新型熱塑性樹脂為母體的增強復合材料制造的飛機，前體結構質量可減輕，緊固件減輕。歐洲國家在航空航天發展規劃上都非常重視使用高性能新型復合材料和高級復合材料，在宇宙空間站、人造衛星和航天飛船上用于制造蜂窩式結構的外殼、機體外板及其他結構件。電子電氣工業：目前，電子電氣產品結構正向短、小、輕、薄方向發展，對高電磁性塑料合金、超導電塑料、電磁波屏蔽材料、光學性能材料、高性能復合料等，在量和質方面都提出了更高要求。另外，高性能電線、電纜，通信用塑料，光學纖維，新型傳感器用塑料以及信息處理中用的各類記錄、存貯材料，用靜電記錄膜，縮微用膠片等在信息化社會中需求量日益增大，這些又大大促進了塑料材料的發展。包裝工業：人們對包裝材料除了在性能方面（高阻透性、高耐熱性、保鮮、無菌等）有更高要求外，還要求節省原料、降低能耗。塑料包裝材料與傳統包裝材料比較具有較多優越性。如生產同規格的制品，紙的能耗是塑料的倍，生產過程中釋放的二氧化碳及氮氧化物均比塑料高。世紀初，塑料包裝材料仍將成為塑料的主要應用領域。建材工業：塑料在建材工業中獲得廣泛應用。從材料生產能耗比較，如聚氯乙烯為，則鋼材為，鋁材為。從應用中節能效果比較，塑料管比金屬管可減少輸水能畢業設計（方案論證報告）2耗，塑料窗比鋁窗節省采暖能耗約。由此可見，世紀初塑料建材作為節能材料，在許多國家中的需求量將持續增長。2、塑料模具的發展趨勢模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、3D化、智能化、網絡化和信息化方向發展。模具軟件功能集成化模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時各功能模塊采用同一數據模型，以實現信息的綜合管理與共享，從而支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試及生產管理的全過程，達到實現最佳效益的目的。模具設計、分析及制造的3D傳統的2D模具結構設計已越來越不適應現代化生產和集成化技術要求。模具設計、分析、制造的3D化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設計模具所采用的3D數字化模型能方便地用于產品結構的CAE分析、模具可制造性評價和數控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等軟件具備參數化、基于特征、全相關等特點，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimatron公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D專業注塑模設計軟件，可進行交互式3D型腔、型芯設計、模架配置及典型結構設計。澳大利亞Moldflow公司的3D直實感流動模擬軟件MoldflowAdvisers已經受到用戶廣泛的好評和應用。國內有華中理工大學研制的HSC3D4.5F及鄭州工業大學的Z-mold軟件。面向制造、基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志之一。模具軟件應用的網絡化、信息化趨勢隨著模具在企業競爭、合作、生產和管理等方面的全球化、國際化，以及計算機軟硬件技術的迅速發展，網絡使得在模具行業應用虛擬設計、敏捷制造技術既有必要，也有可能。美國在其21世紀制造企業戰略中指出，到2006年實現汽車工業敏捷生產/虛擬工程方案，使汽車開發周期從40個月縮短到4個月。隨著信息化時代的來臨，產品需求將越來越快，同時產品訂單，客戶輸入信息的維護必須通過網絡信息化實現，模具設計數據將以產品項目文件夾進行數據庫管理，產品圖形及技術資料通過系統進行審批流程，快捷高速的信息化時代將帶領模具進入新進代。二、方案論證及確定1、課題題目介紹本次畢業設計的題目為：保持架注塑模設計及加工工藝性分析。保持架是一個帶有銅畢業設計（方案論證報告）3質螺紋嵌件的固定架，是鉸鏈結構的一部分，起到保持和固定軸的相對位置和運動形式的作用。2、制件結構形狀塑料制件結構形狀如圖所示。制件由銅質螺紋嵌件和ABS塑料件組合而成，ABS具有剛性好，沖擊強度高、耐熱、耐低溫、耐化學藥品性、機械強度和電器性能優良，易于加工，加工尺寸穩定性和表面光澤好，容易涂裝，著色，還可以進行噴涂金屬、電鍍、焊接和粘接等二次加工性能。圖2-1塑件模型3、塑件工藝性分析如塑件圖所示，塑件壁厚較大，生產批量為：中批；材料為ABS，無定形料，流動性中等，吸濕大，必須充分干燥，并需采取高料溫、高模溫來提高提高材料的流動性，因塑件壁厚較大故成型工藝性良好，可以注塑成型。4、型腔的數目和布置方式的確定4.1、型腔數目畢業設計（方案論證報告）4圖4-1型腔排列形式如圖，此次畢業設計，就型腔數目、流道和交口的位置如圖。型腔數目：可設計為一模兩腔和一模四腔。一模二腔，一模四腔，無本質正誤之分，這兩種方案在模具加工時均較為簡單，且塑件的形狀和尺寸一致性較好，有利于降低模具加工成本，縮短模具制造時間。為保證較高的生產效率，采用一模四腔顯然優于一模兩腔。另外，如若考慮一模八腔的方案，則較一模四腔不合適，模具型腔數目的增多，塑件的精度會降低（一般每增加一個型腔塑件的尺寸精度便降低4%-8%），同時模具的制造成本也提高。同時，塑件質量較大，采用一模八腔時，注塑壓力很大，對模具材料要求較高，同時對注塑機要求也隨之提高，成本不斷攀升。4.2、型腔布局采