手機面框的注塑模設(shè)計【含CAD圖紙+文檔】
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任 務(wù) 書院(系): 專業(yè): 班 級: 學(xué)生: 學(xué)號: 1、 畢業(yè)論文課題 手機面框的注塑模設(shè)計 2、 畢業(yè)論文工作自 20xx 年 3 月 12 日起至 20xx 年 6 月 15 日止三、畢業(yè)設(shè)計進行地點 學(xué)院 四、畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容要求 (一) 設(shè)計之原始數(shù)據(jù): 原始資料:手機面框?qū)嵨镆粋€ (二) 設(shè)計計算及說明部分內(nèi)容: 1.計算內(nèi)容與方案確定: (1)成形零件設(shè)計:動、定模型腔尺寸的計算和布置。 (2)注塑機的選擇 (3)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計計算:頂出機構(gòu)、抽芯機構(gòu)、冷卻、澆注、排氣系統(tǒng)等尺寸的計算與布置。 (4)強度設(shè)計和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計:各部件的強度校核。 2. 設(shè)計內(nèi)容: (1)Pro/E環(huán)境下進行產(chǎn)品的模具設(shè)計; (2)注射模裝配圖一張以上(0#計算機圖); (3)各組成零件的零件圖(1#或2#計算機圖); (4)Master CAM環(huán)境下動、定模的CAM設(shè)計、加工仿真及后處理NC程序; (5)編寫設(shè)計(論文)說明書(不少于2.0萬字,全部用計算機輸出); (6)綜述文獻(要求書寫一篇60008000字的與畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容相關(guān)的綜述文章) (三) 主要參考資料 1、塑料注射模具設(shè)計實用手冊,航空工業(yè)出版社。 2、模具實用技術(shù)叢書編委會塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例,機械工業(yè)出版社 2002.7 3、伍先明確、王群等,塑料模具設(shè)計指導(dǎo),國防工業(yè)出版社。2006.54、鄒繼強,塑料模具設(shè)計參考資料匯編 清華大學(xué)出版社2005.95、模具實用技術(shù)叢書編委會模具材料與使用壽命,機械工業(yè)出版社 2000.4 6、材料力學(xué),高等教育出版社。 7、顏智偉,塑料模具設(shè)計與機構(gòu)設(shè)計,國防工業(yè)出版社,2005.8 8、塑料模具設(shè)計手冊編寫組, 塑料模具設(shè)計手冊 9、阮鋒等,Pro/ENGINEER2001模具設(shè)計與制造實用教程,機械工業(yè)出版社。10、Pro/ENGINEER Wildfire模具設(shè)計實例教程精解,機械工業(yè)出版社。 11、實戰(zhàn)Pro/ENGINEER2001模具設(shè)計,中國鐵道出版社。 12、何滿才 模具設(shè)計與加工MasterCAM9.0實例詳解,人民郵電出版社。2006.0 (四)附屬專題 1、專題外文翻譯 檢索與閱讀與設(shè)計題目相關(guān)的外文資料,并書面翻譯4篇(并不少于5000字)的外文資料。 指導(dǎo)教師 接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)開始執(zhí)行日期 年 月 日學(xué)生簽名 譯文:1、注塑模和注塑機1.1注塑模盡管成型某些熱固性材料的方法取得了一定進步,但注塑模主要還是用來生產(chǎn)熱塑性塑件。這主要是因為熱固性塑料在很短的時間內(nèi)就會固化和硬化,在從料斗向模具型腔注入熱固性塑料熔體的過程中,也會出現(xiàn)這種情況,這個問題一直非常難解決。注塑成型原理和鑄造十分相似。注塑成型的工藝過程包括:首先把料斗中的粉狀或粒狀的塑料混合物依次送到計量區(qū)和熔化區(qū),然后再注射到模具自動及全自動操作。注塑模具有以下優(yōu)點:(1)較高的成型速度,使得大批量生成成為可能;(2)為成型具有不同性能的熱塑性材料提供了較寬的選擇;(3)可以成型帶有螺紋的塑件、側(cè)向凹陷的塑件、帶有側(cè)孔的塑件以及較大的薄壁零件。1.2塑料機熔融塑料注入模具中通常有幾種方式。在大型注塑機上常用往復(fù)式螺桿式餓到注入方式,如圖1-1所示。螺桿同時具有注射和塑化的功能。樹脂原料進入旋轉(zhuǎn)的螺桿時,要經(jīng)過圖示的三個區(qū)域:進料區(qū)、壓縮區(qū)和計量區(qū)。進過進料區(qū)后,為壓縮樹脂原料,螺桿螺旋部分的深度逐漸降低,同時傳遞樹脂原料間因剪切作用而產(chǎn)生的熱量,使原料呈半流動狀態(tài)。在計量區(qū),螺缸表面的加熱裝置對熔體進一步加熱。當熔體充滿螺桿前部區(qū)域時,螺桿在熔體壓力的作用下后退,觸動限位開關(guān)使液壓缸工作,在液壓力的作用下推動螺桿向前運動,將熔融塑料注射到閉合的模具型腔中。防倒流閥能夠阻止受壓熔體倒流進螺桿的螺旋區(qū)。注塑機的鎖模系統(tǒng)所提供的鎖模力由塑件在分型面的投影尺寸決定,鎖模力以噸為單位。通??拷?jīng)驗來決定塑件所需要的鎖模力總噸數(shù),一般在塑件投影面積上每平方英寸需要作用兩噸鎖模力。如果熔體流動困難或塑件較薄,鎖模力應(yīng)提高到三到四噸。許多往復(fù)螺桿式注塑機能生產(chǎn)熱固性塑料。以前熱固性塑料由擠出模具或傳遞模具生產(chǎn)。熱固性塑料熔體在模具內(nèi)固化或發(fā)生聚合反應(yīng),并在溫度375410范圍內(nèi)推出。熱塑性塑料熔體必須在模具內(nèi)冷卻成型,以保證推出時不發(fā)生變形。這種熱固性循環(huán)速度很快。當然,生產(chǎn)熱塑性塑件時,模具必須被加熱,而不是冷卻。1.王浩剛,注塑模和注塑機,模具專業(yè)英語,p46,人民郵電出版社譯文:2、閱讀材料3.1引言前面的章節(jié)討論了基本的兩板式模具,注塑成型的原理是,在壓力作用下,塑料熔體通過澆注系統(tǒng)注入模具型腔形成塑件。然而,兩塊模板本身并不構(gòu)成模具的全部設(shè)計內(nèi)容,因為塑件成形后沒有辦法取出塑件,因此(塑件成型后)必須手動脫模。此外,所有熱塑性熔體凝固時都會收縮,這意味著塑件將包緊在型芯上。收縮作用使塑件脫模(存在)困難。生產(chǎn)中,為使塑件脫離型芯,必須使用某種脫模方式。本章中將討論不同的脫模方式。注塑機為推出系統(tǒng)提供了自動推出力,起推出動力裝置安裝在注塑機移動板的后面。因此,模具的推出系統(tǒng)安裝在動模部分獲得最大效率,例如,這部分(可以)安裝在移動板上。我們在前面章節(jié)中論述了(開模時)需要從型芯上推下塑件,因此,塑件必須跟隨芯(一同移動),推出系統(tǒng)裝在動模部分最為合適。模具的推出系統(tǒng)將在以下三個標題中討論,即:()推出支架;()推板裝配機構(gòu);()推出方式。3.2推出支架 推出支架是模具的一部分,用來支撐模板,并為推板的裝配和運動提供空間。推出支架通常由動模座板和幾塊支撐組成,支撐塊安裝在動模座板上,且便于加工成型。推出支架有三種設(shè)計形式:()同軸的推出支架()框狀推出支架()圓形支架3.3推板裝配機構(gòu) 推板裝配機構(gòu)也是模具的一部分,用來安裝推出零件。推板裝配機構(gòu)安裝在推板支撐架內(nèi),直接裝在模板后面,裝配機構(gòu)由推板、推板固定板和注塑頂出桿組成。注塑機頂出桿一端帶有螺紋,通過螺紋緊固在推板上。在這種結(jié)構(gòu)中,頂出桿的作用不僅是推出零件,而且為推板裝配機構(gòu)起導(dǎo)向的作用。注意,頂出桿上直徑相等的部分通過頂出桿套筒,套筒安裝在模具座板上。在更加詳細地討論模具推出方式之前,我們了解一下推板裝配機構(gòu)時如何工作的。模具安裝在注塑機的移動臺板上,臺板左側(cè)是注塑機推動桿。推動桿的位置是可以調(diào)整的,以適應(yīng)不同的“推出力”。當移動臺板向左移動時,開模,在推動桿的作用下模具推桿運動。為使推出元件起作用,推板裝配機構(gòu)和模板之間必須存在相對運動。3.4推出方式 塑件冷卻后,其收縮狀態(tài)取決于塑料熔體的成型過程。對于內(nèi)部不帶有其他形狀的塑件,例如,實芯矩形件,塑件的收縮作用使其脫離型腔壁,因此,可以采用簡單的脫模方式(推出塑件)。然而,若塑件具有內(nèi)部形狀,冷卻收縮時塑件將包緊在型芯上,因此,有必要采用一些適當?shù)姆绞酵瞥鏊芗?。設(shè)計推出機構(gòu)時有幾種方式可供選擇,但是,總的說來,選擇哪種推出方式取決于塑件的形狀?;镜耐瞥龇绞接幸韵聨追N:(1) 推桿脫模;(2)推管脫模;(3)推件脫模;(4)氣動脫模。3.5定模部分的推出機構(gòu)盡管推出機構(gòu)通常安裝在模具的動模部分,但這種方式并不總是可行的。考慮到箱行塑件的表面質(zhì)量,澆口必須設(shè)置在塑件內(nèi)部。這種情況下,型芯和推出系統(tǒng)安裝在定模部分,模具具有一定的復(fù)雜性。首先,推出支架和推板裝配機構(gòu)安裝在定模板后面,這將極大地增加模具高度。因此,熔體從噴嘴射出后要經(jīng)過較長的距離才能進入型腔。然而,為縮短這段長度,澆口套必須較深地進入模板內(nèi),裝配結(jié)構(gòu)如圖例,這就必須使用特殊的延伸式噴嘴。其次,注塑機的定模部分并不提供任何驅(qū)動推出系統(tǒng)的動力裝置,這就意味著動力機構(gòu)必須與模具設(shè)計成一體。盡管3、4節(jié)中討論的所有推出方式都能安裝在模具的定模部分,但是在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的方式。3.6拉料桿開模時,流道凝料必然從澆口中拉出。對于單腔模具,熔體沿著主流道直接進入模具型腔,開模時,塑件脫離型腔,澆道凝料也一同脫出。對于帶有基本澆注系統(tǒng)的多腔模具,每次開模時澆道凝料很可能滯留在澆口套中,必須用手工去除熔體凝料。為避免這種情況,設(shè)計總會考慮安裝澆道凝料拉出機構(gòu)。普通的拉料方式是利用推桿頂部加工出的凹陷拉料,或者利用主流道入口處的凹陷拉料,該處與主流道的錐度方向相反。熔體進入凹陷后,冷卻凝固,開模時,這部分凝料能夠提供足夠大的阻力以拉出澆道凝料。拉料桿有兩種基本形式。一種是在冷料井底部加工出凹陷,這種方式適合在分型面下部使用。另外一種是在拉料裝置的頂部加工出適當?shù)男螤?,該方式適合在分型面上部使用。為區(qū)分兩種基本拉料方式,我們分別用方式A和方式B表示。2.王浩剛,閱讀材料,模具專業(yè)英語,p2426,人民郵電出版社譯文:3、澆口套和定位圈澆口套是指模具中形成主流道的那部分零件。實際上,澆口套是連接注塑機噴嘴和模具表面的零件,并為熔體提供適當?shù)耐ǖ?,使其注入模具型腔,或者在多腔模具中將熔體導(dǎo)入分流道系統(tǒng)。在某些應(yīng)用中澆口套承受相當大的壓力,因此應(yīng)使用含1.5%的鎳鉻合金鋼制造,并且需要硬化處理。注意:盡管噴嘴最初已經(jīng)正確安裝,但注射油缸膨脹將引起注射油缸溫度升高,進而產(chǎn)生的相當高的力施加到澆口套上引起澆口套和噴嘴錯位。澆口套的內(nèi)部錐度同常在24之間,以利于在注塑循環(huán)結(jié)束時,主流道凝料從澆口套中脫出。參見不同標準的部件(澆口套)所用的錐度。澆口套有兩種基本的形式,區(qū)別僅僅是注塑機噴嘴和澆口套之間的安裝形式不同。澆口套的兩種形式如圖(a)、(c)所示。第一種澆口套帶有球形凹陷,該凹陷用來安放球形端噴嘴(見圖(a)。第二種澆口套的頂面為平面,便于安裝相對應(yīng)的噴嘴(見圖(c)。倘若注塑機噴嘴和主流道襯套之間找正十分準確,采用球形面座套就能夠?qū)崿F(xiàn)無縫連接。需要注意是注塑機噴嘴的半徑要比澆口套球形凹陷的半徑小一些,以確保兩部分完全接觸。然而,如果噴嘴和澆口套之間安裝時稍微偏離同軸線,噴嘴和澆口套之間就會出現(xiàn)縫隙,注塑時將發(fā)生漏料現(xiàn)象(見圖(b)。而對于平面澆口套和噴嘴之間的連接(見圖(d),稍微地偏離同軸線也不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。從圖中也可以看出,如果安裝時兩個孔稍微偏移同軸線,也不會發(fā)生漏料現(xiàn)象,同時即使?jié)部谔椎目讖奖葒娮斓纳晕⒋笮?,也不會對熔體流動產(chǎn)生阻力。通常,直徑允許的偏差值為0.8mm.定位圈定位圈是安裝在模具前面的環(huán)形零件,作用使限制模具在注塑機中的正確位置。當模具安裝在注塑機的適當位置時,模具前面的定位圈正好裝進注塑機平板上精確加工的圓形凹洞中,該凹洞與注塑機氣缸噴嘴處于同軸線上。這就確保了噴嘴上的小孔徑和澆口套之間的正確配合。澆口套是注塑機噴嘴和模板面之間的連接件,噴嘴孔徑和澆口套孔的精密配合能夠保證塑料熔體從氣缸通過噴嘴和主流道不間斷地進入模具的分流道系統(tǒng)。事實上,定位圈將澆口套和注塑機平板的注塑入口直接的連接起來。(如圖5-2)3.王浩剛,澆口套和定位圈,模具專業(yè)英語,p3233,人民郵電出版社譯文:4、推出機構(gòu)塑料熔體在壓力作用下經(jīng)過澆注系統(tǒng)進入模具型腔形成塑件,因此塑件成型后必須手動取出。此外,所有熱塑性熔體凝固時都會收縮,這意味著塑件將包緊在型芯上。收縮作用使塑件脫模存在困難。注塑機為推出系統(tǒng)提供了自動推出力,其推出動力裝置安裝在注塑機移動板的后面。因此,模具的推出系統(tǒng)安裝在動模部分將獲得最大效率,例如,這部分可以安裝在移動板上。我們在前面章節(jié)論述了開模時需要從型芯上推下塑件。因此,塑件必須跟隨型芯 移動,推出系統(tǒng)裝在動模部分最為合適。模具的推出系統(tǒng)將在以下三個標題中討論,即:(1)推出支架;(2)推板裝配機構(gòu);(3)推出方式。推出支架推出支架(見圖11-1)是模具的一部分,用來支撐模板,為推板的裝配和運動提供空間。推出支架通常由動模座板和幾塊支撐塊組成,支撐塊安裝在動模座板上,且便于加工成型。推板裝配機構(gòu)推板裝配機構(gòu)也是模具的一部分,用來安裝推出零件。推板裝配機構(gòu)安裝在推板支撐架內(nèi),直接裝在模板后面。裝配機構(gòu)(見圖11-2)由推板、推板固定板和注塑機頂出桿組成。注塑機頂出桿一端帶有螺紋,通過螺紋緊固在推板上。在這種結(jié)構(gòu)中,頂出桿的作用不僅是推出零件,而且為推板裝配機構(gòu)起導(dǎo)向作用。注意,頂出桿上直徑相等的部分通過頂出桿套筒,套筒安裝在模具座板上。推出方式 塑件冷卻后,其收縮狀態(tài)取決于塑料熔體的成型過程。對于內(nèi)部不帶有其他形狀的塑件,例如:實芯矩形件,塑件的收縮作用使其脫離型腔壁,因此,可以采用簡單的脫模方式(推出塑件),然而,若塑件具有內(nèi)部形狀,冷卻收縮時塑件將包緊在型芯上,因此,有必要采用一些適當?shù)姆绞酵瞥鏊芗?。設(shè)計推出機構(gòu)時有幾種方式可供選擇,但是,總的來說,選擇哪種推出方式取決于塑件的形狀?;镜耐瞥龇绞接幸韵聨追N:()推桿脫模;()推管脫模;()推件板脫模:()氣動脫模。4.王浩剛,推出機構(gòu),模具專業(yè)英語,p6162,人民郵電出版社譯文:5、模具冷卻系統(tǒng)注塑生產(chǎn)的基本原理是把高溫熔體注入模具型腔,熔體在型腔內(nèi)迅速冷卻到固化溫度,并保持一定形狀。由于模具溫度在一定程度上控制塑件的整個成型周期,因此(在生產(chǎn)中)非常重要。熔體在高溫模具內(nèi)流動順暢,但固化塑件推出前,一定的冷卻階段是必不可少的。另一方面,熔體在溫度較低的模具中固化較快,但有可能造成塑件末端填充不滿。因此必須在這兩種極端條件中選擇一個平衡點,以獲得最佳的成型周期。模具的工作溫度與幾種因素有關(guān),包括成型材料的等級與類型、熔體在型腔內(nèi)的流動路線、塑件壁厚以及澆注系統(tǒng)長度等。使用比充模要求稍高的溫度注塑比較有利,這樣生產(chǎn)的塑件熔接痕少、留痕不明顯,其他缺陷也較少,因此,提高了塑件表面質(zhì)量。為保持模具和塑料熔體之間所需的溫差,水(或其他液體)在模具上的通道或通孔中循環(huán)。這些通道或通孔稱為流道或水道,整個水道系統(tǒng)稱為冷卻循環(huán)系統(tǒng)。在充模階段,溫度最高的熔體位于進口,即澆口附近;溫度最低的熔體位于距進入口最遠的地方。冷卻介質(zhì)在模具內(nèi)循環(huán)時,介質(zhì)溫度將升高。因此,為使塑件表面獲得均勻的冷卻速率,冷卻通道的入口應(yīng)開設(shè)在高溫塑件附近,受熱后冷卻介質(zhì)溫度升高,出口開設(shè)在低溫塑件附近。然而由下面討論可知,這種理想狀態(tài)并不總是可行的。為避免不必要的模具費用,設(shè)計者往往憑借經(jīng)驗設(shè)計冷卻通道。冷卻水(或其他冷卻介質(zhì))回路所需的部件在市場上就可以買到。這些部件通過軟管與模具直接連在一起,通過這些部件(形成的冷卻回路)模具溫度便控制在要求的范圍內(nèi)。但是,使用這種直接與冷水相連的冷卻回路是不可能精確地控制模具溫度的。為模具提供適合的冷卻系統(tǒng)是設(shè)計者的責(zé)任。通常,最簡單的冷卻系統(tǒng)是在模板上縱向鉆出通孔。然而,對于精密模具,這不是最有效的冷卻方法。然而,使用鉆孔的方式加工冷卻水道時,冷卻通道與塑件的距離一定不能太近(即距離小于16mm),如果距離太近,有可能引起整個型腔的溫度發(fā)生顯著改變,使塑件出現(xiàn)問題。由于冷卻通道不能距離同一模板上任何其他的孔道太近,這使得冷卻回路的布局通常比較復(fù)雜??梢韵氲侥0迳洗嬖诖罅康目椎阑虬枷?,用來安裝推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、澆口套以及鑲件等。冷卻通道與其他孔道之間的安全距離為多遠,很大程度上取決于所需的冷卻通道的鉆入深度。流道深度較深時,鉆頭有偏離預(yù)定(加工)路線的趨勢。常用的規(guī)則是鉆入深度達到150mm的冷卻水道與其他孔道距離不小于3mm,比這更深的流道所需的距離增加到5mm。為獲得最佳的冷卻回路,設(shè)計初期就考慮冷卻回路的位置不失為一種好辦法。其他模具零件、如推桿、導(dǎo)套等,根據(jù)需要確定安裝位置。5.王浩剛,冷卻系統(tǒng),模具專業(yè)英語,p6566,人民郵電出版社 學(xué)號: 畢業(yè)設(shè)計說明書手機面框的注塑模設(shè)計Mobile Phone face casing injection mold design學(xué)院 專業(yè) 班級 學(xué)生 指導(dǎo)教師(職稱) 完成時間 20xx 年 3 月 12 日至 20xx 年 6 月 15 日 開題報告題目 手機面框的注塑模設(shè)計Mobile Phone face casing injection mold design院 (系)專業(yè)年級學(xué)號姓名指導(dǎo)教師 20xx年 3 月 12 日畢業(yè)設(shè)計開題報告題目手機面框的注塑模設(shè)計時間本課題的目的意義(含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析)通過Pro/E、AutoCAD與MasterCAM對手機面框進行注塑模設(shè)計,對手機面框的模具結(jié)構(gòu)、熔體在模具中的流動情況、注塑過程中開模和合模等進行設(shè)計、分析、模擬、修改和優(yōu)化,更深入地了解Pro/E、AutoCAD與MasterCAM在模具設(shè)計中的應(yīng)用,把所學(xué)的知識全面地應(yīng)用在這次設(shè)計上。 通過本項目,訓(xùn)練學(xué)生熟練的運用Pro/E、AutoCAD與MasterCAM等軟件和設(shè)計資料如標準、手冊、圖冊、規(guī)范等)、掌握模具設(shè)計的基本程序,培養(yǎng)學(xué)生一種“將問題發(fā)現(xiàn)于正式生產(chǎn)之前,縮短模具生產(chǎn)周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本”的精神。從而提高模具行業(yè)的人才素質(zhì),為我國從模具生產(chǎn)大國向模具生產(chǎn)強國邁進,提供有利的條件。設(shè)計(論文)的基本條件及設(shè)計(論文)依據(jù)1、塑料注射模具設(shè)計實用手冊,航空工業(yè)出版社2、模具實用技術(shù)叢書編委會塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例,機械工業(yè)出版社 2002.73、伍先明確、王群等,塑料模具設(shè)計指導(dǎo),國防工業(yè)出版社,2006.54、鄒繼強,塑料模具設(shè)計參考資料匯編,清華大學(xué)出版社,2005.95、模具實用技術(shù)叢書編委會模具材料與實用壽命,機械工業(yè)出版社,2000.46、材料力學(xué),高等教育出版社本課題的主要內(nèi)容、重點解決的問題1、 Pro/E環(huán)境下設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)CAD即三維建模;2、 Pro/E環(huán)境下設(shè)計對象的模具設(shè)計;3、 Pro/E環(huán)境下或其它CAE軟件下進行成型分析;本課題欲達到的目的或預(yù)期研究的結(jié)果通過畢業(yè)設(shè)計,應(yīng)使得在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉:塑料制品的設(shè)計及成型工藝的選擇;一般塑料制品成型模具的設(shè)計能力;塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進、塑料模具結(jié)構(gòu)改進設(shè)計的能力。計 劃 進 度時 間工 作 內(nèi) 容備 注12/324(4周)查閱、收集國內(nèi)外與課題有關(guān)文獻資料15篇以上,并寫出60008000字的文獻綜述。2529(5周)寫出設(shè)計開題報告與導(dǎo)師進行設(shè)計思想交流。293/4(6周)檢索與閱讀與設(shè)計題目相關(guān)的外文資料,并書面翻譯30005000漢字(附外文原文及出處)的外文資料;準備與本設(shè)計所用的工具書413(7周)畫出設(shè)計零件的2D及3D圖。初步確定設(shè)計方案,畫出草圖。1419(8周)分析確定設(shè)計的最佳方案。1930(910周)繪制模具總裝配圖和主要零件圖。編寫設(shè)計(論文)說明書1/528(11-15周)294/6(16周)修改與完善、打印、裝訂、裝袋510(17周)答辯前準備,答辯指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名: 年 月 日專業(yè)教研室意見 教研室主任簽名: 年 月 日文獻綜述學(xué)院(系) 專 業(yè) 班 級 姓 名 學(xué) 號 注塑模的現(xiàn)狀和發(fā)展0、引言模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向,在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過模具進行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點,因而在汽車、機械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。1本次課題手機面框是我們?nèi)粘I钪泻艹R姷囊环N注塑件,在我們的日常生活中隨處可見,和我們的生活息息相關(guān)。1、塑料模具工業(yè)在歷史上的背景塑料工業(yè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng),尤其是注塑模具,是集原材料、制造設(shè)備、加工工藝等一系列產(chǎn)業(yè)為一體的高科技產(chǎn)業(yè)。伴隨著我國的改革開放,塑料模具的總體水平得到了前所未有的提高,也大大地縮短了與世界強國的距離。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,經(jīng)歷半個多世紀,有了很大發(fā)展,模具水平有了較大提高。2、我國塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展方向模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備。作為基礎(chǔ)工業(yè),模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要重要,在國際上被稱為“工業(yè)之母”,對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著無可置疑的關(guān)鍵作用。2模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),受到政府和企業(yè)的高度重視,發(fā)達國家有“模具工業(yè)是進入富裕社會的源動力”之說,可見其受重視之程度,當今“模具就是經(jīng)濟效益”的觀念已被越來越多的人所接受。我國模具行業(yè)近年來發(fā)展很快,據(jù)不完全統(tǒng)計,目前模具生產(chǎn)廠點共有2萬多家,從業(yè)人員約50萬人,全年模具產(chǎn)值約360億元,總量供不應(yīng)求,出口約2億美元,進口約10億美元。3近十年來,隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高,塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴大,如:家用電器、儀器儀表,建筑器材,汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域,塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個設(shè)計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。塑料模具的發(fā)展是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的,在我國,起步較晚,但發(fā)展很快,特別是最近幾年,無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大的發(fā)展,取得了很不錯的成績。480年代以來,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下,我國模具工業(yè)發(fā)展迅速,年均增速均為13%,1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億,至2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計為260-270億元,其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中,塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,歷經(jīng)半個多世紀,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)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測,模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的,在未來的模具市場中,塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具,在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展,對塑料模具提出越來越高的要求是正常的,因此,精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時,由于近年來進口模具中,精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù),所以,從減少進口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā),這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。我國塑料模具市場總體上是供不應(yīng)求的,特別是在大型、精密、復(fù)雜、長壽命塑料模產(chǎn)需矛盾十分突出,滿足率只有60%左右。尤其是為工程塑料配套的模具,目前滿足率只有40%左右。工程塑料是我國重點支持和優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè),預(yù)計每年將有25%的增長率。為解決這個矛盾,每年只好大量進口。1999年共進口橡塑模具4億美元,其中絕大部分是塑料模具。 伴隨著計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟過渡的不斷深入,我國模具工業(yè)的發(fā)展從總體上來說仍是比較快的,模具生產(chǎn)企業(yè)的結(jié)構(gòu)也在發(fā)生著巨大的變化 目前模具行業(yè)已初步形成了由專業(yè)模具廠、產(chǎn)品生產(chǎn)廠的模具分廠(或車問)、獨資、合資、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、個體私營企業(yè)股份制企業(yè)等并存的模具生產(chǎn)新格局。(國內(nèi)外)我國的模具工業(yè)的發(fā)展,也日益受到人們的重視和關(guān)注,在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成形(型)。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和代消耗,是其它加工制造方法所不能比擬的。近幾年,我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展,2003年,我國模具總產(chǎn)值超過400億元人民幣。53、本設(shè)計的目的與意義手機面框是一個較為復(fù)雜的注塑零件,是手機組成的主要零部件,直接影響著手機的可觀賞性和質(zhì)量。通過對手機面框的模具設(shè)計,可以很好的全方面的考核學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識解決實際問題的能力。通過本次設(shè)計,可以很好的把所學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能在總結(jié)提高的基礎(chǔ)上加以綜合應(yīng)用。同時也能提高我們的分析問題、全面解決問題的能力。另外,在本次的設(shè)計過程中,我們可以很好的進一步鞏固PRO/E、CAD、CAM等模具設(shè)計方面的軟件,在參照實物設(shè)計的同時也能發(fā)揮自己有創(chuàng)見的設(shè)計思想。通過本次設(shè)計,可以樹立正確的設(shè)計思想,掌握工程設(shè)計的基本方法,加強對設(shè)計規(guī)范,設(shè)計規(guī)定,技術(shù)文件的理解和應(yīng)用,提高查閱科技資料的能力,以便今后熟練的開展工作。于此同時也可以在理論聯(lián)系實際上有更好的結(jié)合。辯證地綜合有關(guān)資料,判定合理的設(shè)計方案。運用所學(xué)的知識,獨立解決設(shè)計中碰到的各種問題,通過設(shè)計、計算、繪圖、制表、技術(shù)數(shù)據(jù)處理、撰寫技術(shù)報告等專業(yè)技能的訓(xùn)練,逐步掌握解決本專業(yè)工程技術(shù)文件及技術(shù)問題的處理方法和手段。4、本課題在國內(nèi)外發(fā)展概況及存在的問題隨著人們生活水平的日益提高,對產(chǎn)品的要求不僅僅在功能上的完善,而且更注重產(chǎn)品外觀的質(zhì)量需求。由于塑料所具有的優(yōu)異成型性能使其在家電產(chǎn)品中的使用率一馬當先,但是由于飛邊及其處理不當所造成的外觀缺陷占塑料制品的缺陷比重很大,據(jù)不完全統(tǒng)計達90%以上。如何經(jīng)濟有效地解決此類問題,已經(jīng)成為如今注射模的關(guān)鍵。6 特別是精密塑件在電子領(lǐng)域中的應(yīng)用,它降低了電子元件的成本,提高了電子元件的性能。精密注射成型時塑料注射成型加工發(fā)展的必然趨勢。7手機面框的塑料注射模的設(shè)計作為一個較為精密的塑料注射模設(shè)計,在走在世界發(fā)展的趨勢的同時也面臨著同樣的高要求。精密注射成型是指成型制件的精度很高,而常規(guī)注射成型難以達到要求的一種注射成型方法。8目前世界上先進的精密注塑技術(shù)主要集中在德國、日本、美國以及其他一些西歐國家,東南亞一些國家和地區(qū)如韓國、新加坡以及我國的香港和臺灣地區(qū)發(fā)展也較為迅速。我國大陸的精密注塑技術(shù)近幾年也取得了較快的發(fā)展,但是與一些發(fā)達國家相比還有著一定的差距。但我國在精密模方面也在不斷的進步。2003年8月19日,由廣東泓利機器有限公司研制的“JPH100G高速精密塑料注射成型機”通過了廣東科技廳組織的科技成果鑒定,其注射速度和制品質(zhì)量重復(fù)精度分別達到國際先進水平的1065mm/s及0.14%,堪稱我國塑料機械蓬勃發(fā)展史上的一項重大事件。另外,廣東工業(yè)大學(xué)材料系得李江平提出了精密注塑模具設(shè)計和提高塑件精度的方法,并總結(jié)出精密注塑模的型腔尺寸設(shè)計計算公式。精密模具的的設(shè)計要注意的主要有:1、有效控制塑料制品的收縮率;2、合理確定模具的尺寸及公差;3、防止生產(chǎn)成型收縮率誤差;4、模具精度的保持。其中模具精度的保持是精密模具面臨的主要問題。塑料制品的精度包括:尺寸、形位精度、重量精度及功能的精度等。而要保證制品的精度,首先必須保證模具的精度。據(jù)統(tǒng)計,塑料制品由于模具制造誤差引起的制品尺寸誤差1/3,模具磨損誤差引起的尺寸誤差占1/6。顯然,過低的模具精度會導(dǎo)致制品報廢,但過高的精度會使模具制造成本昂貴,甚至無法制造。9要想注塑加工高精密度的塑件,必須找出影響精密塑件精度的因素,將這些影響因素加以分析,通過解決其中問題,同時在進行設(shè)計精密注塑模具。另外,精密塑料模的加工也是一個問題。在精密加工中,與銑加工相類似的是模具的雕模加工??煞譃橹苯拥窨绦颓缓托颓浑娂庸纱箢悺T诘衲W鳂I(yè)中,用銑刀切削出微細形狀制造模具。因此,在加工中,如何使用小徑道具切削出高精度光潔表面來減輕后道工序的加工負荷,提高加工效率是當前的一個課題。105、應(yīng)解決的主要問題及應(yīng)達到的技術(shù)要求在本次課題中,存在著不少得問題和技術(shù)要求,其主要如下:1)成型設(shè)備選擇:根據(jù)注塑工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)和批量大小=制件的幾)何形狀、尺寸及精度要求,以及安全操作等因素來確定;2)PRO/E環(huán)境下的產(chǎn)品設(shè)計:利用千分尺等測量工具對產(chǎn)品進行測量,盡量保證設(shè)計出來的產(chǎn)品尺寸精度。3)側(cè)抽裝置的設(shè)計:在側(cè)抽較多的情況下,應(yīng)盡可能把保證模具結(jié)構(gòu)的精簡,避免過于復(fù)雜,以致實際加工困難。同時要保證側(cè)抽機構(gòu)的精密性,保證能順利抽出和注塑出來的產(chǎn)品不會出現(xiàn)飛邊。4)澆口的設(shè)計:應(yīng)確保工件表面的光滑。5)推出機構(gòu)的設(shè)計:在保證能順利把工件推出的同時,要注意推桿位置的布置。6)型腔數(shù)的確定:在工件較為復(fù)雜,側(cè)抽較多的情況下,應(yīng)根據(jù)模具的大小和注塑機參數(shù)等條件,合理確定型腔數(shù)。6總結(jié)隨著模具技術(shù)的發(fā)展,世界各國對模具工業(yè)的發(fā)展都十分重視,但由于基礎(chǔ)和體制的不同,其發(fā)展的速度及水平狀態(tài)也有明顯的差距。當今世界模具工業(yè)的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國家作為世界模 具拄術(shù)發(fā)展的領(lǐng)頭羊,占據(jù)了世界模具市場的半壁江山,他們擁有現(xiàn)代的設(shè)計方法和先進的模具制造設(shè)備,特別是近幾年這些國家把CADCAM系統(tǒng)作為模具工 業(yè)發(fā)展的臂翼,其發(fā)展的勢頭如日中天。11目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐也日益加快,但在整個模具設(shè)計制造水平和標準化程度上,與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。當前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面:(1)總量供不應(yīng)求;(2)企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進出口結(jié)構(gòu)均不合理;(3)模具產(chǎn)品水平大大低于國際水平,生產(chǎn)周期卻高于國際水平;(4)開發(fā)能力較差,經(jīng)濟效益欠佳;(5)人才嚴重不足,科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少;(6)工藝裝備水平低,且配套性不好,利用率低等問題。隨著國民經(jīng)濟領(lǐng)域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求越來越大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越短、用戶對塑件的質(zhì)量要求越來越高,因而對模具設(shè)計與制造的周期提出了更高的要求,促使塑料模具設(shè)計和制造技術(shù)不斷發(fā)展,從而也推動了塑料工業(yè)生產(chǎn)高速發(fā)展,可以說,模具設(shè)計與制造水平標志著一個國家工業(yè)化發(fā)展的程度。12然而模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低不僅僅是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志,而且在很大程度上決定著這個國家的產(chǎn)品質(zhì)量、效益及新產(chǎn)品開發(fā)能力。我國目前的模具開發(fā)制造水平比國際先進水平至少相差10年,特別是大型、緊密、復(fù)雜、長壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出,已成為嚴重制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。在經(jīng)濟全球化的新形勢下,隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合,我國裝備制造業(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)代化制造業(yè)中,無論哪一行業(yè)的工程設(shè)備,都越來越多的采用由模具工業(yè)的產(chǎn)品。為了應(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)應(yīng)廣泛用現(xiàn)代先進制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進步。目前,我國模具工業(yè)的當務(wù)之急是加快技術(shù)進步,調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu),增加高檔模具的比重,通過求品質(zhì)來求效益,提高模具的國產(chǎn)化程度,減少對進口模具的依賴。未來我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向應(yīng)該是:1、大力普及、廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)逐步走向集成化。2、提高模具標準水平和模具標準件的使用率。3、發(fā)展快速制造成型和快速制造模具,即快速成型制造技術(shù),以便迅速制造產(chǎn)品的原型與模具,降低成本。4、積極研究與開發(fā)模具的拋光技術(shù)。設(shè)備與材料,滿足特殊產(chǎn)品的需要。5、推廣高速銑削、超精度加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝,滿足模具制造的需要。6、開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù),提高模具的可靠性。7、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程與并行工程,最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。8、開發(fā)新的成型工藝與模具,以滿足未來的多學(xué)科、多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計技術(shù)。13只有這樣才能設(shè)計出更具合理性的模具。合理的模具設(shè)計,主要體現(xiàn)在所成型的塑料制品的質(zhì)量(外觀質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定性),使用時的安全可靠和便于維修,在注射成型時有較短的成型周期和較長的使用壽命以及具有合理的模具制造工藝性。14另外還要提高設(shè)計人員開發(fā)能力和模具制造的水平,只有這樣才能滿足各行業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝設(shè)備的迫切需求,以實現(xiàn)我國模具工業(yè)的跨越式發(fā)展。參考文獻1 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并生成了爆炸圖。關(guān)鍵詞:手機面框,注射模設(shè)計,模流分析AbstractThis paper describes the injection mold design of the emergency light handle. The material of the emergency light handle is ABS. According to the processing property of ABS and the products operating requirement. The structure and manufacturability of the emergency light handle was analyzed. Through making use of MoldFlow software to flow simulate analyses an injection mould structure and its operating process was determined. Making use of UG system to set up 3D mold opening, designing the molding part, runner system cross range ejecting mechanism, reset mechanism and the cooling system, and generating the explosion map.KEY WORDS: emergency light handle, design of injection mould, moldflow analysis I目錄摘 要IAbstractII第一章 緒論11.1塑料模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢11.2塑料制件的設(shè)計原則21.3注射模設(shè)計要點3第二章 模具設(shè)計42.1手機面板塑件成型工藝性分析42.1.1塑件結(jié)構(gòu)分析42.1.2ABS塑料注射成型特性422設(shè)備與模架的選用62.2.1注塑機的確定62.2.2注塑機參數(shù)的校核82.3模具結(jié)構(gòu)形式的擬定102.3.1分型面位置的確定102.3.2確定型腔數(shù)量及排列方式112.3.3模具結(jié)構(gòu)形式的確定112.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計112.4.1主流道設(shè)計112.4.2分流道設(shè)計132.4.3澆口設(shè)計142.4.4澆注系統(tǒng)的平衡162.5成型零件的尺寸計算172.5.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計172.5.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計202.6模架的選擇292.6.1各模板尺寸的確定:292.6.2模架各尺寸的校核292.7側(cè)向抽芯與分型機構(gòu)的設(shè)計302.7.1斜導(dǎo)柱的設(shè)計302.7.2滑塊的設(shè)計312.7.3滑槽的設(shè)計322.7.4楔緊塊的設(shè)計322.7.5滑塊定位裝置的設(shè)計322.8推出與復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計322.8.1推出機構(gòu)的設(shè)計322.8.2復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計342.9結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計352.9.1支承零部件的設(shè)計352.9.2導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計362.10排氣與冷卻系統(tǒng)的設(shè)計362.10.1排氣系統(tǒng)的設(shè)計362.10.2冷卻系統(tǒng)的設(shè)計37第三章 模具的試模與修模423.1注射機選定423.2試模用注塑料423.3試模工藝423.4試模423.5修模43致 謝44參 考 文 獻45附件一 英文文獻翻譯46附件二 加工程序54第一章 緒論1.1塑料模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備,在現(xiàn)代工業(yè)中,60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具來盛型。模具加工、模具工藝也是材料成型的重要方式之一,與機械加工相比,具有工序少、材料利用率高、耗能低、生產(chǎn)性能好、生產(chǎn)效益高等眾多優(yōu)點。模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn),特別是汽車、摩托車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。塑料模具在人們的日常生活用品的生產(chǎn)中起著越來越重要的作用,汽車生產(chǎn),通訊電子產(chǎn)品,家用電器電工機械產(chǎn)品,航天器材,建材等等對塑料注射模具發(fā)展要求也日漸提高。并且,塑料工業(yè)又是一個飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域,世界塑料工業(yè)從20世紀30年代前后開始研制,到目前塑料產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)工藝自動化,連續(xù)化以及不斷開拓功能塑料新領(lǐng)域。模具設(shè)計是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質(zhì)量要求以及其成型工藝條件的變化而變化的,所以每副模具都必須進行創(chuàng)造性的設(shè)計。模具設(shè)計的內(nèi)容包括產(chǎn)品零件成型工藝優(yōu)化設(shè)計與力學(xué)計算和尺寸與尺寸精度確定與設(shè)計等,因此模具設(shè)計常分為制件工藝分析與設(shè)計、模具總體方案設(shè)計、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工圖設(shè)計四個階段。模具生產(chǎn)對工藝技術(shù)裝備要求非常嚴格,美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”。近年來我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當快,隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展和普及,注塑模具CAD/CAE/CAM技術(shù)也隨之推廣。CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用使模具設(shè)計、加工的成本大大降低,效率則成倍提高,該技術(shù)在現(xiàn)代模具制造中發(fā)揮越來越重要的作用。塑料模具在塑料成型加工中占有非常重要的地位。模具生產(chǎn)技術(shù)也是衡量一個國家制造工藝水平的重要標志之一。從總體上看,塑料注射模具的基本發(fā)展趨勢是朝高效率、高精度、高壽命方向發(fā)展。為了提高塑料制品生產(chǎn)效率,在模具結(jié)構(gòu)上將向多型腔、自動裝卸料、節(jié)能省料方向發(fā)展。為了充分發(fā)揮注塑機的潛力,發(fā)展了多層多腔模具,多工位多腔模具。熱流道模具應(yīng)用范圍正在逐漸擴大。已發(fā)展應(yīng)用于微型注射件,熱敏性材料的注射成型等等,以及多層多腔注射模,熱流道裝置已成為專門的商業(yè)產(chǎn)品。測溫控制系統(tǒng)的發(fā)展改善了注射件的尺寸精度和成型效率。冷卻系統(tǒng)不單對型腔進行冷卻,對滑塊、型芯都進行冷卻,從而構(gòu)成空間的立體冷卻系統(tǒng)。這些技術(shù)的應(yīng)用,解決了注射成型中模溫、模壓、溢料等問題,使產(chǎn)品的內(nèi)應(yīng)力分布趨于合理,減少了廢品率。在設(shè)計方法上,用計算機模擬塑料成型時的料流速度,溫度控制,流動方式以及應(yīng)力場的分布等,使模具達到最優(yōu)的參數(shù)和結(jié)構(gòu)選擇,得到最佳的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng),減少反復(fù)試模的工作量。在加工技術(shù)上,機械與電子技術(shù)日益密切結(jié)合,更多地采用數(shù)控、數(shù)顯、計算機控制,如采用數(shù)控銑床、光學(xué)曲線磨床、高精度電火花加工機床和緊密鏜床、數(shù)控雕刻機等高精度、高效率的加工設(shè)備。這使模具精度越來越多地由設(shè)備來保證,減少了對人工技巧的依賴性。新型電加工工藝已發(fā)展成為一種與其他工藝相結(jié)合的復(fù)合加工工藝。實現(xiàn)高層次的自動化是目前電火花加工的一個發(fā)展方向。噴霧電火花加工也是新近發(fā)展起來的電火花加工技術(shù)。這種新加工方法,對改變電火花加工后材料表面的金相屬性有重要意義,在實際應(yīng)用中有較大的價值。我國模具材料及應(yīng)用技術(shù)較落后。塑料模具的設(shè)計、制造水平僅相當于先進工業(yè)國家70年代中期的水平;熱處理工藝還停留在采用普通熱處理方式,真空熱處理工藝尚不完善。為使我國模具工業(yè)有較大發(fā)展,除加強加工與檢測設(shè)備的研究外,對材料及其處理工藝的研究也應(yīng)得到足夠的重視。1.2塑料制件的設(shè)計原則塑料制件主要是根據(jù)使用要求進行設(shè)計。要想獲得優(yōu)質(zhì)的塑件,塑件本身必須有良好的結(jié)構(gòu)工藝性,這樣不僅可使成型工藝得以順利進行,而且能得到最佳的經(jīng)濟效益。塑件的設(shè)計視塑料成型方法和塑料品種性能不同而有所差異。塑件的設(shè)計原則是在保證使用性能、物理性能、力學(xué)性能、電氣性能、耐化學(xué)腐蝕性能和耐熱性能等前提下,盡量選用價格低廉和成型性能較好的塑料。同時還應(yīng)力求結(jié)構(gòu)簡單、壁厚均勻、成型方便。在設(shè)計塑件時,還應(yīng)考慮其模具的總體結(jié)構(gòu),使模具型腔易于制造,模具抽芯和推出機構(gòu)簡單。塑件形狀有利于模具分型、排氣、補縮和冷卻。此外,在塑件成型后盡量不再進行機械加工。在塑料制件時,應(yīng)考慮以下幾點:a) 為了便于塑件從成型零件上順利脫出,必須在塑件外表面沿脫模方向設(shè)計足夠的斜度。一般斜度取30130。b) 在滿足制件結(jié)構(gòu)各使用要求的條件下,盡可能用較小的壁厚。并且同一塑件的壁厚應(yīng)盡可能均勻一致,否則會因冷卻和固化速度不均產(chǎn)生附加應(yīng)力。c)加強肋的布置應(yīng)考慮到其方向盡量與熔體充模流動方向一致,以避免熔體流動干擾、影響成型質(zhì)量。d)制件的兩相交平面之間盡可能以圓角過渡,避免因銳角而造成應(yīng)力集中,同時采用圓角過渡可增加塑件的美觀程度和增加塑件的強度。e)孔與孔的中心距應(yīng)大于孔徑(兩者中的小孔)的2倍,孔中心至邊緣的距離為孔徑的3倍??字苓叺谋诤褚哟?,其值比與之相裝配件的外徑大20%40%,以壁免收縮應(yīng)力所造成的不良影響。f)為增加塑件螺紋的強度,防止最外圈螺紋可能產(chǎn)生的崩裂或變形,應(yīng)使其始末端留出一定距離。當考慮螺紋螺距收縮率時,塑件與金屬螺紋的配合長度不能太長,一般不大于螺紋直徑的1.5倍(或78牙)。g)塑件上標記的凸出高度不小于0.2mm,線條寬度一般不小于0.3mm,通常以0.8mm為宜。兩條線的間距不小于0.4mm,邊框可比字高出0.3mm以上。h)鉸鏈部分厚度應(yīng)減薄一般為0.20.4mm,且其厚度必須均勻一致,壁厚的減薄處應(yīng)以圓弧過渡。1.3注射模設(shè)計要點a) 模具的結(jié)構(gòu)和基本參數(shù)是否與注射機規(guī)格相匹配。b) 模具是否具有合模導(dǎo)向機構(gòu),機構(gòu)設(shè)計是否合理。c) 分型面選擇是否合理,有無產(chǎn)生飛邊的可能,制品能否滯留在設(shè)有推出脫模機構(gòu)的動模(或定模)一側(cè)。d) 模腔的布置與澆注系統(tǒng)設(shè)計是否合理。澆口是否與塑料原料相適應(yīng),澆口位置是否恰當,澆口與流道的幾何形狀尺寸是否合適,流動比數(shù)值是否合理。e) 成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理。f) 推出脫模機構(gòu)與側(cè)向分型或抽芯機構(gòu)是否合理、安全和可靠。它們之間或它們與其它模具零部件之間有無干涉或碰撞的可能,脫模板(推板)是否會與型芯咬合。g) 是否需要排氣結(jié)構(gòu),如果需要,其設(shè)置情況是合理h) 是否需要溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng),如果需要,其熱源和冷卻方式是否合理。溫控元件是否足夠,精度等級如何,壽命長短如何,加熱和冷卻介質(zhì)的循環(huán)回路是否合理。i) 支承零部件裝配關(guān)系是否合理。j) 外形尺寸能否保證安裝,緊固方式選擇得是否合理可靠,安裝用的螺栓孔是否與注射動、定模固定板上的螺孔位置一致,壓板槽附近的固定板上是否有緊固用的螺釘。第二章 模具設(shè)計2.1手機面板塑件成型工藝性分析2.1.1塑件結(jié)構(gòu)分析手機面板屬于小型塑件,如圖2-1所示,其壁厚為1mm,其外形尺寸為 114mm55 mm5mm。要求塑件表面美觀、光潔、無明顯熔接痕、銀絲和流痕,同時不產(chǎn)生明顯的翹曲變形。塑件三側(cè)均帶有側(cè)孔,塑件的側(cè)孔都需采用側(cè)抽芯機構(gòu);可設(shè)置三個側(cè)型芯,利用滑塊和斜導(dǎo)柱驅(qū)動,塑件底部朝里的凸起采用斜頂抽芯,這樣便于分型。 圖2-1 手機面板2.1.2ABS塑料注射成型特性(1) ABS塑料特性a) 物理性能:ABS外觀為不透明呈象牙色粒料,其制品可著成五顏六色,并具有高光澤度。ABS相對密度為1.05左右,吸水率低。ABS同其他材料的結(jié)合性好,易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為1820,屬易燃聚合物,火焰呈黃色,有黑煙,并發(fā)出特殊的肉桂味。b) 力學(xué)性能:ABS有優(yōu)良的力學(xué)性能,其沖擊強度極好,可以在極低的溫度下使用;ABS的耐磨性優(yōu)良,尺寸穩(wěn)定性好,又具有耐油性,可用于中等載荷和轉(zhuǎn)速下的軸承。ABS的耐蠕變性比PSF及PC大,但比PA及POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學(xué)性能受溫度的影響較大。c) 熱學(xué)性能:ABS的熱變形溫度為93118,制品經(jīng)退火處理后還可提高10左右。ABS在-40時仍能表現(xiàn)出一定的韌性,可在-40100的溫度范圍內(nèi)使用。(2) ABS塑料成型性能a) ABS的熔體流動性比PVC和PC好,但比PE、PA及PS差,與POM和HIPS類似;ABS的流動特性屬非牛頓流體;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。b) ABS的熱穩(wěn)定性好,不易出現(xiàn)降解現(xiàn)象。c) ABS的吸水率較高,加工前應(yīng)進行干燥處理。一般制品的干燥條件為溫度8085,時間24h;對特殊要求的制品(如電鍍)的干燥條件為溫度7080,時間1818h。d) ABS制品在加工中易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,內(nèi)應(yīng)力的大小可通過浸入冰乙酸中檢驗;如應(yīng)力太大和制品對應(yīng)力開裂絕對禁止,應(yīng)進行退火處理,具體條件為放于7080的熱風(fēng)循環(huán)干燥箱內(nèi)24h,再冷卻至室溫即可。(3) ABS塑料注射成型工藝參數(shù)ABS塑料注射成型工藝參數(shù)如表2-1所示。表 2-1 ABS塑料注射成型工藝參數(shù)項目名稱參數(shù)工藝參數(shù)溫度壓力時間螺桿轉(zhuǎn)速(R/min)收縮率(%)后處理備注塑料名稱注射機料筒溫度/噴嘴溫度/模具溫度/注射壓力/Mpa注塑時間/s保壓時間/s冷卻時間/s總周期/s方法溫度/時間/SABS螺桿式150-210180-19050-7060-1002-55-105-1515-3030-600.5-0.8紅外線烘箱700.3-1原料應(yīng)預(yù)干燥0.5h以上22設(shè)備與模架的選用2.2.1注塑機的確定對于模具設(shè)計,必須首先選則合適的注塑機型號,以確定額定注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具的安裝尺寸及開模行程等技術(shù)規(guī)范后,才能進行下面真正的模具設(shè)計。根據(jù)塑件的形狀及尺寸,計算其在分型面上的投影面積和塑件以及澆注系統(tǒng)的質(zhì)量,計算所需鎖模力、總注射物料量,然后初選設(shè)備。由于制品的由許多曲面構(gòu)成,形狀復(fù)雜,首先利用proe軟件的分析工具中的投影面積功能對制品在分型面上的投影面積進行計算與測量。在proe軟件里打開三維模型,利用分析測量功能對制品的表面積、體積、質(zhì)量進行分析與計算。根據(jù)軟件計算得出結(jié)果如下(參考文獻1): 塑件在分型面上的投影面積: 塑件體積:塑件密度:所以有塑件的質(zhì)量為: 式(2.1)澆注系統(tǒng)的凝料在設(shè)計之前是不能確定準確的數(shù)值,但是可以根據(jù)經(jīng)驗按照塑件體積的倍來估算。由于本次設(shè)計采用的流道較為簡單并且較短,因此澆注系統(tǒng)的凝料按塑料體積的倍來估算,故一次注入模具型腔塑料熔體的總體積(即澆注系統(tǒng)的凝料和2個塑件體積之和)為:根據(jù)計算得出的一次注入模具型腔的塑料總質(zhì)量,有: 式(2.2)再從生產(chǎn)批量上考慮,該塑件的年產(chǎn)量應(yīng)為較大,以約每年30萬件,一周六個工作日來計算,一年的工作日約為3656/7=312.9天。假設(shè)采用一模兩件生產(chǎn)方式,則每天需要完成的產(chǎn)量為:(件) 若每天的生產(chǎn)時間為10小時,則產(chǎn)品所需要的成型周期為:秒/件。同時根據(jù)產(chǎn)品本身的結(jié)構(gòu),所以本設(shè)計采用一模二腔的模具,并考慮塑件的收縮率為0.6%,實際所需ABS材料體積為 加上澆注系統(tǒng)及冷凝料材料體積約為 式(2.3)所以初選設(shè)備為海天注塑機HTF110X/1(A)型 其主要技術(shù)規(guī)格如下表2-2所示(參考文獻2)。表2-2 設(shè)備主要技術(shù)規(guī)格名稱參數(shù)額定注射量螺桿直徑/注射壓力/注塑速率/鎖模力/頂出行程/移動模板行程/噴嘴圓弧半徑/模具最大厚度/模具最小厚度/頂出力/拉桿空間/噴嘴直徑/1473420681.21100120345104301503332.2.2注塑機參數(shù)的校核(1) 注射量的校核 要求注射量不超過注射機的最大注射量,注塑生產(chǎn)中,注塑機每一個成型周期向模具腔內(nèi)注入的塑料熔體體積或質(zhì)量稱為塑件的注射量,其中包括澆注系統(tǒng)內(nèi)所存留的塑料熔體體積,選擇注塑機時,必須保證塑件的注射量小于注塑機的最大注射量的80%,最小注射量不小于注塑機注射量的50%,根據(jù)式 式(2.4) 其中式中: 注塑機最大注射量(cm3);澆注系統(tǒng)凝料的質(zhì)量或體積(cm3)單個制件質(zhì)量或體積(cm3);型腔數(shù)目(個);注射機最大注射量利用系數(shù),一般取0.8與比較,明顯的注射機注射量滿足要求。(2) 注射壓力的校核塑料成型所需要的注射壓力是由塑料品種、注射機類型、噴嘴形式、塑件形狀以及澆注系統(tǒng)的壓力損失等因素決定的。注射壓力的校核是檢驗注射機的最大注射壓力能否滿足制品的成型要求。所選的塑料原料為ABS,制件結(jié)構(gòu)合理,流體流動性能好,其注射壓力在之間,其值在所選的注射機成型范圍之內(nèi),滿足要求。這里取,該注塑機的公稱注射壓力,注射壓力安全系數(shù),這里取,則:,所以,注塑機注射壓力合格。(3) 鎖模力的校核注射時塑料熔體充滿型腔的時候,仍然存在較大的壓力,它會使模具從分型面漲開,該壓力等于塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上不重合的投影面積之和乘以型腔的壓力,它應(yīng)小于注射機的最大鎖模力,才能使注射時不發(fā)生溢料和漲?,F(xiàn)象。塑件在分型面上的投影面積為: 式(2.5)澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積,即流道凝料(包括澆口)在分型面上的投影面積數(shù)值,可以按照多型腔模的統(tǒng)計分析確定。是每個塑件在分型面上的投影面積的倍。由于本設(shè)計的的流道較為簡單,分流道相對較短,因此流道凝料投影面積可以取小些。這里取。塑件和澆注系統(tǒng)的在分型面上的總投影面積為: 式(2.6)模具型腔的脹型力 式(2.7)式中,是型腔的平均計算壓力值。是模具型腔內(nèi)的壓力,通常取注射壓力的,大致范圍為。對于粘度較大的精度較高的塑料制品應(yīng)取較大值。ABS屬于中等粘度塑料及有精度要求的塑件,故取。根據(jù)表2-2可得該注塑機的公稱鎖模力,鎖模力安全系數(shù)為,這里取,則有:,所以,注射機鎖模力合格。2.3模具結(jié)構(gòu)形式的擬定2.3.1分型面位置的確定(1) 分型面的選擇原則由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度、鑲件位置形狀以及推出方式、模具制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響,因此在分型面的選擇時應(yīng)綜合分析比較,從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案。選擇分型面時,應(yīng)遵循以下幾項基本原則:a)分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處塑件在動、定模的方位確定后,其分型面應(yīng)選在塑件外形的最大輪廓處,否則塑件會無法從型腔中脫出,這是最基本的選擇原則。b)分型機的選擇應(yīng)有利于塑件順利脫模 由于注射機的頂出裝置在動模一側(cè),所以分型號的選擇應(yīng)盡可能使塑件在開模后留在動模一側(cè),這樣有助于在動模部分設(shè)置的推出機構(gòu)工作,若在定模內(nèi)設(shè)置推出機構(gòu)就會增加模具的復(fù)雜程度。c)分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量 同軸度要求較高的塑件,選擇分型面時最好把有同軸度要求的部分放置在模具的同一側(cè)。d)分型面的選擇應(yīng)有利于模具的加工 通常在模具設(shè)計中,選擇平直分型面居多。便于模具的制造,應(yīng)根據(jù)模具的實際情況選擇合理的分型面。e)分型面的選擇應(yīng)有利于排氣 分型面的選擇與澆注系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)同時考慮,分型面應(yīng)盡量設(shè)置在塑料融體流動方向的末端。(2) 手機面板分型面的確定分型面選在手機面板外形最大輪廓處。如圖2-3所示。圖2-3 手機面板A分型面2.3.2確定型腔數(shù)量及排列方式為了提高生產(chǎn)率和經(jīng)濟性,平衡澆注系統(tǒng)并保證塑件的精度,設(shè)計時要合理確定型腔數(shù)目和排列方式。分析塑件的結(jié)構(gòu)特點并考慮所選注射機的型號, 將模具設(shè)計為一模二腔。側(cè)孔向外排列以實現(xiàn)側(cè)抽芯順利進行,其型腔排列方式如圖2-4所示。圖2-4 型腔排列方式2.3.3模具結(jié)構(gòu)形式的確定根通過塑件分析得知其外觀質(zhì)量要求不高,尺寸精度要求一般,結(jié)構(gòu)不是太復(fù)雜。因此根據(jù)手機面板的結(jié)構(gòu),設(shè)計時采用單分型面模具即兩板模。一模二腔,型腔做成哈夫塊的形式,同時側(cè)抽成型兩個側(cè)孔,塑件底部用作滑腳的凸起采用斜頂成型。2.4澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)的作用是,將來自注塑機噴嘴的熔融塑料輸送到各型腔中。澆注系統(tǒng)的形狀和尺寸將對熔融塑料的充填產(chǎn)生很大的影響。澆注系統(tǒng)設(shè)計得好,熔融塑料就能順利地充滿型腔;澆注系統(tǒng)設(shè)計不合理,則會出現(xiàn)型腔充填不滿或塑件外觀質(zhì)量差、尺寸精度低等缺陷。澆注系統(tǒng)一般都由四部分組成:主流道、分流道、澆口、冷料穴。對澆注系統(tǒng)設(shè)計的具體要求是:對模腔的填充迅速有序,可同時充滿各個型腔;對熱量和壓力損失較小,盡可能消耗較少的塑料;能夠使型腔順利排氣;澆注系統(tǒng)凝料容易與塑料分離或切除;不會使冷料進入型腔,澆口痕跡對塑件外觀影響很小。2.4.1主流道設(shè)計主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具澆口套接觸處開始到分流道為止的塑料熔體的流動通道,是熔體最先流進模具的部分,它的形狀與尺寸對塑料熔體的流動速度和充模時間有較大的影響,因此,必須使熔體的溫度降和壓力損失最小。a) 主流道尺寸主流道的長度:因為本設(shè)計中為一模兩腔,采用的模具相對較為大,故取約根據(jù)所選注射機,則有:主流道小端尺寸為: 式(2.8)主流道球面半徑為: 式(2.9)主流道錐角取為:主流道大端尺寸為: 式(2.10)球面配合高度:。主流道的凝料體積 式(2.11)主流道當量半徑: 式(2.12)b) 主流道配合形式主流道襯套為標準件可選購。主流道小端入口處與注射機噴嘴反復(fù)接觸,易磨損。對材料的要求較嚴格,因而盡管小型注射模可以將主流道澆口套與定位圈設(shè)計成一體,但考慮上述因素通常仍然將其分開來設(shè)計,以便于拆卸更換。同時也便于選用優(yōu)質(zhì)鋼材進行單獨加工和熱處理。設(shè)計中常采用碳素工具鋼(T8A或者T10A),熱處理淬火表面硬度為5055HRC。本設(shè)計的主流道襯套與定模板采用采用碳素工具鋼T8A,過渡配合,如圖2-5所示:圖2-5主流道配合形式圖2-6 主流道襯套c) 澆口套形式選用A型結(jié)構(gòu)如圖2-6所示。d) 澆口套球面尺寸設(shè)計的模具時,澆口套內(nèi)主流道始端的球面必須比注射機球面半徑略大一些,即R比r大12mm;主流道的小端直徑要比噴嘴直徑略大,即D比d大0.51mm。設(shè)計中R取12mm(r=10mm),D取3.5mm(d=3mm)。e) 定位環(huán)尺寸為了使模具在注射機上安裝準確、可靠,定位環(huán)的設(shè)計非常關(guān)鍵。定位環(huán)的外徑尺寸必須與注射機的定位孔尺寸相匹配,為了使模具主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線重合,通常采用間隙配合。定位環(huán)的基本直徑為100mm,一部分用于壓緊主流道襯套,一部分與注射機上的定位孔配合,模具定模板上的定位環(huán)與注射機的定位環(huán)孔要有松動的間隙配合為H11/h11,定位圈裝配高度為7mm,總高為12mm。2.4.2分流道設(shè)計在多型腔或單型腔多澆口(塑件尺寸大)時應(yīng)設(shè)置分流道,分流道是指主流道末端與澆口之間這一段塑料熔體的流動通道。它是澆注系統(tǒng)中熔融狀態(tài)的塑料由主流道流入型腔前,通過截面積的變化及流向變換以獲得平穩(wěn)流態(tài)的過渡段。因此分流道設(shè)計應(yīng)滿足良好的壓力傳遞和保持理想的充填狀態(tài),并在流動過程中壓力損失盡可能小,能將塑料熔體均衡地分配到各個型腔。(1) 分流道布置形式分流道應(yīng)能滿足良好的壓力傳遞和保持理想的填充狀態(tài),使塑料熔體盡快地經(jīng)分流道均衡的分配到各個型腔,因此,采用平衡式分流道。(2)分流道長度(3)分流道形狀、截面尺寸及剪切速率校核a)形狀及截面尺寸 本設(shè)計的分流道設(shè)置在分型面上定模一側(cè),截面形狀采用加工工藝性比較好且熱量損失和阻力損失均不太大的半圓形截面。b)分流道的當量直徑 因為該塑件的質(zhì)量,則有分流道的當量直徑為: 式(2.13)c)分流道的截面尺寸 根據(jù)當量面積相等可得,故有,在本設(shè)計中取為,即。d)凝料體積分流道的長度分流道截面積。 式(2.14)凝料體積。 式(2.15)e)校核剪切速率查表可得注射時間:。流道體積流量: 式(2.16)由公式可得剪切速率為: 式(2.17)該分流道的剪切速率處于澆口主流道和分流道的最佳剪切速率,故該分流道內(nèi)的熔體剪切速率是合格的。(4) 分流道的表面粗糙度由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻,只有內(nèi)部塑料熔體的流動狀態(tài)較為理想,因面分流道的內(nèi)表面粗糙度Ra不宜太小,以防將冷料帶入型腔,一般取1.6m左右即可,這樣表面稍不光滑,可增大外層塑料熔體的流動阻力,有助于塑料熔體的外層冷卻皮層固定,減小流速,從而與中心部位的熔體之間產(chǎn)生一定的速度差,以保證熔體流動時具有適宜的剪切速率和剪切熱。此外,為了有利于塑料的流動和填充,防止產(chǎn)生反壓力,消耗動能,分流道與澆口的連接處既在澆口進料口端導(dǎo)圓過渡。2.4.3澆口設(shè)計澆口是模具澆注流道的最后一部分,它一端與澆注流道中的其他流道相連接,熔融材料就是從這端流入澆口的;它的另外一端直接與模具型腔相連接,這一端非常重要,如果與模具的型腔接觸面積過大,將直接導(dǎo)致生成的零件與設(shè)計的零件條件不相符;但是如果與模具型腔接觸太小,可能導(dǎo)致熔融材料無法及時補充進入模具型腔,前面的已經(jīng)冷卻凝固,而后面的熔融材料還沒有補充進來,造成產(chǎn)品充填不足,導(dǎo)致零件產(chǎn)品出現(xiàn)缺陷。(1) 選擇澆口類型 澆口的形式有很多種,直澆口、側(cè)澆口、扇形澆口、點澆口等,每種澆口都有其自己實用的情況。綜合分析,本設(shè)計采用側(cè)澆口,與其它澆口相比,它有許多優(yōu)點,如便于機械加工,易保證加工精度,而且試模時澆口的尺寸容易修整,適于各種塑料品種,容易調(diào)整到最佳的工藝狀態(tài)。(2) 澆口的位置澆口的位置選擇是非常重要的,最好能夠保證材料能夠同時均勻的填滿整個模具型腔,澆口與模具型腔的接觸位置也需要注意,最好是平面接觸。初步試模后還需進一步修改澆口尺寸,無論采用何種澆口,其開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響很大,因此合理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié),同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)。總之要使塑件具有良好的性能與外表,一定要認真考慮澆口位置的選擇,通常要考慮以下幾項原則:a)盡量縮短流動距離;b)澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處;c)必須盡量減少熔接痕;d)應(yīng)有利于型腔中氣體排出;e)考慮分子定向影響;f)避免產(chǎn)生噴射和蠕動;g)澆口處避免彎曲和受沖擊載荷;h)對外觀質(zhì)量的影響; (3) 澆口結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)尺寸的確定根據(jù)參考文獻1及參考文獻7取得側(cè)澆口尺寸:計算側(cè)澆口的深度:式中,是塑件壁厚,這里;是塑料成型系數(shù),對于ABS,其成型系數(shù)。在工廠進行設(shè)計時,澆口深度常常先取小值,以便在今后試模時發(fā)現(xiàn)問題進行修模處理,故此處澆口的深度取,即。計算側(cè)澆口的寬度: 式(2.19)式中,是塑料成型系數(shù),對于ABS其;是凹模的內(nèi)表面積(約等于塑件的外表面面積)。計算側(cè)澆口的長度:側(cè)澆口的長度一般選用,這里取。(4)側(cè)澆口的剪切速率校核計算澆口的當量半徑。由面積相等可得,由此矩形澆口的當量半徑。確定注射時間:查表可取t=1.6s;計算澆口的體積流量: 式(2.20)計算澆口的剪切速率: 式(2.21)該側(cè)澆口的剪切速率處于澆口與分流道的最佳剪切速率之間,所以,澆口的剪切速率校核合格。(5) 冷料穴的設(shè)計冷料穴主要是用來儲藏在注射間隔時期內(nèi)由于噴嘴端部溫度低而構(gòu)成的所謂冷料渣,以及用它來拉出凝固在澆口的塑料。前鋒冷料接觸冷模而使料溫下降,如果讓這部分溫度已經(jīng)下降的塑料流入型腔,則無論從物理性能或外觀質(zhì)量來看均不甚好,所以需要設(shè)置一個冷料穴。冷料穴應(yīng)設(shè)置在澆道中塑料流動方向的轉(zhuǎn)折處,以便將冷料導(dǎo)入穴中存留起來。通常可按裝配圖中實線所示的形式在塑料前進的方向延長線處設(shè)置冷料穴。如果按虛線所示的方向設(shè)置冷料穴,則起不到存留冷料的作用。冷料穴的長度通常是澆道直徑的1.52倍。如果冷料穴長度過短,則部分冷料將流入到型腔,會在成型件上出現(xiàn)冷料斑或其它表面缺陷。對進料口也一樣要在進料口或直澆口的延長線處設(shè)置冷料穴,讓冷料留入穴中。分析了主流道、分流道形狀尺寸位置以及分型面的形式,現(xiàn)采用以下冷料穴和拉料桿形式,尺寸部分詳細見裝配圖和零件圖。2.4.4澆注系統(tǒng)的平衡對于一模多腔的中小型塑件的注射模具,設(shè)計時應(yīng)盡量保證所有的型腔同時得到均一的充填和成型。一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下,應(yīng)力求主流道到各個型腔的分流道設(shè)計成長度相等、形狀及截面尺寸相同,否則需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件達到一致,這就是澆注系統(tǒng)的平衡。本套模具采用平衡式澆注系統(tǒng),即從主流道到各個型腔的分流道的長度相等,形狀及截面尺寸都相同。2.5成型零件的尺寸計算模具的成型零件是塑料模具設(shè)計的核心部分,由型腔、型芯、成型滑塊、螺紋型芯、型環(huán)、成型頂桿以及可以活動的型芯鑲件滑塊等組成。模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件,成型零件工作時,直接與塑料接觸,塑料熔體的高壓、料流的沖刷,脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此,成型零件要求有正確的幾何形狀,較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度,較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。此外,設(shè)計時成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理,制造簡單、易于保證精度、模具制造成本低。設(shè)計成型零件時,應(yīng)根據(jù)塑料的特性和塑件的結(jié)構(gòu)及使用要求,確定型腔的總體結(jié)構(gòu),選擇分型面和澆口位置,確定脫模方式、排氣部位等,然后根據(jù)成型零件的加工、熱處理、裝配等要求進行成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計,計算成型零件的工作尺寸,對關(guān)鍵的成型零件進行強度和剛度校核。2.5.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)凹模徑向尺寸的計算1) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.22)2) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.23)3) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.24)4) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.25)5) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.26)6) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.27)7) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.28)8) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.29)9) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.30)10) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.32)11) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.33)12) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.34)13) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.35)(2)凹模深度尺寸的計算1) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.36)2) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.37)2.5.2凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(1)凸模徑向尺寸的計1) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.40)2) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.41)3) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.42)4) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.43)5) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.44)6) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.45)7) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.46)8) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.47)9) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式 (2.48)10) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.49)11) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.50)12) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.51)13) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.52)14) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.53)15) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.54)16) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.55)17) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.56)18) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.57)19) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.58)20) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.59)21) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.60)22) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.61)23) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.62)24) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.63)25) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.64)26) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.65)27) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.66)28) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.67)29) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.68)30) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.69)31) 因為在的范圍內(nèi),所以有 式(2.70)(2)凸模深度尺寸的計算(1) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.71)(2) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.72)(3) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.73)(4) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.74)(5) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.75)(6) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.76)(7) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.77)(8) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.78)(9) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.79)(10) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.80)(11) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.81)(12) 因為是在的范圍內(nèi),所以有 式(2.82)2.6模架的選擇根據(jù)型腔的布局可看出,型腔嵌件分布尺寸為27018065,又根據(jù)型腔側(cè)壁最小厚度,再考慮到導(dǎo)柱、導(dǎo)套及連接螺釘布置應(yīng)占的位置和采用推桿推出等各方面問題,確定選用模架為龍記模胚序號為3040,模架結(jié)構(gòu)為AI的形式,如圖2-7所示(參考文獻3)。圖2-72.6.1各模板尺寸的確定:1) A板尺寸。A板是定模型腔板,塑件高度為,考慮到要在模板上還要開設(shè)冷卻水道,還需要留出足夠的距離,故A板厚度取。2) B板尺寸。B板是型芯固定板,初步取其尺寸為。3) C板尺寸。墊塊=推出行程+2.6.2模架各尺寸的校核根據(jù)所選注射機來校核模具設(shè)計的尺寸。1) 模具平面尺寸(拉桿間距),校核合格。2) 模具高度尺寸,(模具的最大厚度和最小厚度),校核合格。3) 模具開模行程。注射機的開模行程是受合模機構(gòu)限制的,注射機的最大開模行程必須大于脫模距離,否則塑件無法從模具中取出。對于單分型面注射模具,校核公式為:注塑機開模行程與模厚無關(guān)時的校核: 式(2.83) 注射機最大開模行程();推出距離();塑件高度,包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)();注射機最大開合模行程為,實際合模行程為,所以模具所需要的開模距離與注射機的最大開合模行程相適應(yīng)。綜上分析,本副模具與所選的注射機完全相互適應(yīng),模具的最大注射量、最大注射壓力、最大鎖模力、模具安裝尺寸及開模行程都在所選的注射機技術(shù)規(guī)格之內(nèi)。因此,所選的海天注塑機完全能夠符合本次模具設(shè)計要求。2.7側(cè)向抽芯與分型機構(gòu)的設(shè)計當在注射成型的塑件上與開合模的方向不同的內(nèi)側(cè)或外側(cè)具有孔、凹穴或凸臺時,塑件就不能直接由推桿等推出機構(gòu)推出脫模,此時,模具上成型該處的零件必須制成可側(cè)向移動的活動型芯,以便在塑件脫模推出之前,先將側(cè)向成型零件抽出,然后再把塑件從模內(nèi)推出,否則就無法脫模。根據(jù)本塑件的結(jié)構(gòu),塑件側(cè)孔的成型采用滑塊抽芯機構(gòu)需要利用斜導(dǎo)柱提供側(cè)抽力該結(jié)構(gòu)多用于有局部側(cè)孔或側(cè)凹不能直接隨主分型面脫模成型的部位。2.7.1斜導(dǎo)柱的設(shè)計(1)斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式斜導(dǎo)柱的結(jié)構(gòu)形式如圖2-13所示。斜導(dǎo)柱末端做成凸肩形,固定于楔緊塊內(nèi),與楔緊塊內(nèi)的安裝孔采取H7/k7的過盈配合,右邊為完成抽芯所需工作部分長度,斜導(dǎo)柱的傾斜角為15,滑塊與斜導(dǎo)柱工作部分采用H8/f7動配合。(2)斜導(dǎo)柱長度計算a) 抽芯距的確定根據(jù)塑件上的側(cè)孔的深度為則抽芯距 ,實際取 。b) 斜導(dǎo)柱直徑的確定根據(jù)抽芯力 式(2.84)式中脫模斜度(度); 摩擦系數(shù); 塑件單位面積上對型芯的包緊力(N);單個塑件包絡(luò)型芯的面積(mm2);則有抽芯力為:兩個側(cè)型芯的抽芯力根據(jù)參考文獻【2】得最大彎曲力是,斜導(dǎo)柱的直徑為,實際取斜導(dǎo)柱直徑 。斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑 。c)斜導(dǎo)柱長度的確定斜導(dǎo)柱的總長為 式(2.85)式中 斜導(dǎo)柱長度();斜導(dǎo)柱固定部分大端直徑();斜導(dǎo)柱固定板厚度(); 斜導(dǎo)柱工作部分的直徑();側(cè)向抽芯距();代入數(shù)據(jù)計算得: 實際取圖2-8 斜導(dǎo)柱d)斜頂板的確定 類似于斜導(dǎo)柱的分析方法,在此不再贅述,取斜角為,總長為。2.7.2滑塊的設(shè)計滑塊是斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)中的一重要零部件,一般情況下,它與側(cè)向型芯組合成滑塊型芯;本設(shè)計采用整體式滑塊。在側(cè)向分型與抽芯過程中,塑件的尺寸精度和滑塊移動的可靠性都要靠其運動的精度來保證。滑塊的底部T形來定位,與導(dǎo)滑槽的配合為H8/f7,這樣側(cè)型芯的中心與T形導(dǎo)滑面較近,抽芯時滑塊穩(wěn)定性較好。2.7.3滑槽的設(shè)計對導(dǎo)滑槽與滑塊的配合要求是運動平穩(wěn),不宜過分松動,亦不宜過緊。采用T型導(dǎo)滑槽,做成整體式直接在動模板上銑T型槽。導(dǎo)滑槽與滑塊的配合為動配合H8/f7。導(dǎo)滑表面應(yīng)有足夠的硬度(HRC52-56)。2.7.4楔緊塊的設(shè)計注射成型時,型腔內(nèi)的熔融塑料以很高的壓力作用在側(cè)型芯上,從而使滑塊后退產(chǎn)生位移,滑塊的后移將作用到斜導(dǎo)柱上,導(dǎo)致斜導(dǎo)柱產(chǎn)生彎曲變形;另一方面,由于斜導(dǎo)柱與滑塊上的斜導(dǎo)孔用較大的間隙配合,滑塊的后移也會影響塑件的尺寸精度,所以,合模注射時,必須要設(shè)置鎖緊裝置鎖緊滑塊,常用的鎖緊裝置為楔緊塊。楔緊塊的斜角為18,楔緊塊用銷釘定位,用螺釘固定于模板的外側(cè)面上的形式,制造裝配簡單。2.7.5滑塊定位裝置的設(shè)計滑塊與斜導(dǎo)柱的分別工作在模具動、定模兩側(cè)的側(cè)抽芯機構(gòu)開模后,滑塊必須停留在剛脫離的斜導(dǎo)柱的位置上,以便合模時斜導(dǎo)柱準確插入滑塊的斜導(dǎo)孔中,因此,必須設(shè)計滑塊的定位裝置,以保證滑塊脫離斜銷后,可靠地停留在正確的位置上。因為本模具不大,為了使結(jié)構(gòu)比較緊湊,采用彈簧鋼球定位,如圖2-15。圖2-15 滑塊定位裝置結(jié)構(gòu)2.8推出與復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計2.8.1推出機構(gòu)的設(shè)計注射成型每一循環(huán)中,塑件必須準確無誤地從模具的型腔或型芯上脫出,完成脫出塑件的裝置稱為脫模機構(gòu)。推出機構(gòu)設(shè)計的合理性與可可靠性直接影響到塑料制件的質(zhì)量,因此,推出機構(gòu)的設(shè)計是注射模設(shè)計的一個十分重要的環(huán)節(jié)。(1) 推出脫模機構(gòu)的設(shè)計原則塑件推出是注射成型過程中的最后一個環(huán)節(jié),根據(jù)制品的形狀,復(fù)雜程度和注射機推出結(jié)構(gòu)形式設(shè)計合適的推出機構(gòu),其選用原則如下:a)塑件滯留于動模 模具開啟后應(yīng)使塑件及澆口凝料滯留于帶有脫模裝置的動模上,以便脫模裝置在注塑機推桿的驅(qū)動下完成脫模動作。b)保證塑件不變形損壞 這是脫模機構(gòu)應(yīng)達到的基本要求。首先要正確分析塑件對凹?;蛘咝托镜母街Φ拇笮∫约八诘牟课唬嗅槍π缘剡x擇合適的脫模方法和脫模位置,使推出重心與脫模阻力中心相重合。型芯由于塑件收縮時對其包緊力最大,因此推出的作用點應(yīng)該盡可能地靠近型芯,推出力應(yīng)該作用于塑件剛度、強度最大的部位,作用面應(yīng)盡可能大一些。影響脫模力大小的因素很多,當材料的收縮率大,塑件壁厚大,模具的型芯形狀復(fù)雜,脫模斜度小以及凹模(型芯)表面粗糙度值高時,脫模阻力就會增大,反之則小。c)機構(gòu)簡單、動作可靠。d)力求良好的塑件外觀 推出塑件的位置應(yīng)該盡量設(shè)在塑件內(nèi)部或?qū)ν庥^影響不大的部位,在采用推桿脫模時尤其要注意這個問題。e)合模時的準確復(fù)位。(2) 塑件推出的基本方式a)推桿推出推桿推出是一種基本的、也是一常用的塑件推出方式。常用的推桿形式有圓形、矩形、階梯形。b)推件板推出對于輪廓封閉且周長較長的塑件,采用推件板推出機構(gòu)。推件板推出部分的形狀根據(jù)塑件形狀而定。c)氣壓推出對于大型深型腔塑件,經(jīng)常采用或輔助采用氣壓推出方式。本套模具的推出機構(gòu)形式較為復(fù)雜,除了采用推桿推出外,還有斜頂板。在分型時,斜導(dǎo)柱與滑塊一起完成側(cè)向抽芯與分型之后,受到注射機頂桿的作用,使得推板帶動推件桿向前運動推出塑件使塑件脫離型芯。(3) 塑件的推出機構(gòu)a)帶肩的直通式推桿,如圖2-9所示。每個塑件由1根推桿推出,共有2根。b)推桿直徑與模板上的推桿孔采用間隙配合。c)通常推桿裝入模具后,其端面應(yīng)與型腔底面平齊或高出開腔底面。d)推桿與推桿固定板,通常采用單邊的間隙,這樣可以降低加工要求,又能在多推桿的的情況下,不因各板上的推桿孔加工誤差引起的軸線不一致而發(fā)生卡死現(xiàn)象。e)推桿直徑為,材料選用T8A,推桿頭部需進行淬火處理,硬度在,表面粗糙度在以下。圖2-9 推桿(4)脫模力的計算本次設(shè)計的塑件為類矩形形塑件,其尺寸約為:,根據(jù)薄壁塑件脫模力的計算方法,所以一此處可視為薄壁塑件。根據(jù)矩形塑件的脫模力計算公式: 式(2.86)式中,F(xiàn)是脫模力(N);是塑料的彈性模量(MPa);S是塑料成型的平均收縮率(%);t是塑件的壁厚(mm);L是塑料與鋼材之間的摩擦因數(shù);r是型芯的平均半徑;a是矩形型芯短邊長度(mm);b是矩形型芯邊長度(mm);b是矩形型芯長邊長度(mm);A是塑件在與開模方向垂直的平面上的投影面積,當塑件底部有通孔時,A項視為零;是由和決定的無因次數(shù),其中的值與塑件的橫截面積形狀和相關(guān)尺寸有關(guān);是由和決定的無因次數(shù),。其中,。 式(2.87)可得, 式(2.88)故可得在本設(shè)計中,該塑件的脫模力。2.8.2復(fù)位機構(gòu)的設(shè)計復(fù)位機構(gòu)就是在模具閉合時頂出系統(tǒng)的各頂出元件恢復(fù)到原來設(shè)定的位置,如頂桿、頂管頂塊等。他們的端部一般并不直接接觸到定模的分型面上,所以模具閉合時并不能驅(qū)動他們復(fù)位必須靠復(fù)位機構(gòu)使其復(fù)位。(1) 復(fù)位機構(gòu)基本形式a) 復(fù)位桿復(fù)位復(fù)位桿復(fù)位最常用, 制造簡單,易于安裝和調(diào)節(jié),復(fù)位動作穩(wěn)定可靠,得到了廣泛應(yīng)用。與頂出元件可同時安裝在固定板上,合模時定模分型面推動復(fù)位桿并帶動頂出系統(tǒng)同時復(fù)位。 b) 復(fù)位桿與彈簧同時復(fù)位在推桿多并且復(fù)位力要求大時,彈簧常與復(fù)位桿配合使用,以防止復(fù)位過程中發(fā)生卡滯或推出機構(gòu)不能準確復(fù)位的情況。本套模
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