1、微型齿轮注塑成型的模拟分析和模具设计微型齿轮注塑成型的模拟分析和模具设计摘要摘要 模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分，特别是模具的CAD/CAM 技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术。本次毕业设计主要对微型齿轮注塑成型进行模拟分析和模具设计。首先对塑件微型齿轮进行了测绘设计以及工艺分析，其次对微型齿轮注塑成型进行了模拟分析，最后对注塑模具进行了总体结构设计，包括分型面的选择、型腔数目确定、浇注系统设计、成型零部件设计、导向机构设计、推出机构设计、冷却系统设计以及模具排气槽设计，并对注射机有关工艺参数进行了校核。关键词：关键词：微型齿轮；注射
2、模具；设计Simulation analysis and die design of micro gear injection moldingAbstract The rapid development of mold manufacturing technology has become an important part of modern manufacturing technology,especially the CAD/CAM technology of mould,laser rapid prototyping technology,precision molding techn
3、ology,and ultra-precision machining technology.This graduation design mainly simulates and analyzes the injection molding of micro gear.First,the mapping design and process analysis of plastic parts of micro gear,then simulates the micro gear injection molding,the injection mold for the overall stru
4、ctural design,including the selection of parting surface,cavity number determination,design,gating system design,molding parts design of steering mechanism,launch mechanism design,cooling system design and mold exhaust slot design and the process parameters of injection molding machine was checked.K
5、ey words：Micro gear;injection mold;design目录目录第一章 绪 论.-1-1.1 模具工业在国民经济中的重要地位.-1-1.2 我国模具工业的现状和发展.-2-1.3 模具技术的国内外现状及发展趋势.-2-1.4 微型注射模具的现状与发展前景.-3-1.5 毕业设计的目的和意义.-3-第二章 塑料制件设计.-5-2.1 微型齿轮的测绘与设计.-5-2.2 微型齿轮工艺分析.-5-2.3 微型齿轮塑件材料选用及特性.-6-第三章 微型齿轮注射成型的模拟分析.-8-3.1 流动模拟分析.-8-3.2 模具温度的模拟分析.-9-3.7 结论.-12-第四章 注射
6、模具总体结构设计.-14-4.1 塑件体积的计算.-14-4.2 计算塑件的质量.-14-4.3 按注射机的最大注射量确定型腔数目.-14-4.3 计算浇注系统的体积.-15-4.4 注射机的选择.-15-第五章 模具的设计.-17-5.1 分型面的选择设计原则.-17-5.2 型腔数目的确定.-17-5.3 浇注系统设计.-18-5.4 成型零部件设计.-22-5.5 导向机构的设计.-24-5.6 推出机构的设计.-25-5.7 冷却系统的设计.-27-5.8 模具排气槽的设计.-27-5.9 校核.-28-总 结.-29-参考文献.-30-致 谢.-31-1第 1 章 绪 论第 1 章
7、绪 论1.1 模具工业在国民经济中的重要地位1.1 模具工业在国民经济中的重要地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，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。模具工业是高新技术产业
8、的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如：形状误差小于 0.10.3 的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是
9、推动模具工业技术进步的关键环节。CADCAECAM 技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。模具工业是装备工业的一个组成部分。在 1998 年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998 年 11 月召开的中央经济工作会议，首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地
10、位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。21.2 我国模具工业的现状和发展1.2 我国模具工业的现状和发展模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇(个体)模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、
11、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产
12、能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。1.3 模具技术的国内外现状及发展趋势1.3 模具技术的国内外现状及发展趋势 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
13、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。我国模具行业今后仍需提高的共性技术有：(1)建立在 CAD/CAE 平台上的先进模具设计技术，提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平。3(2)建立在 CAM/CAPP 基础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平与生产效率。(3)模具生产企业的信息化管理技术。例如 PDM(产品数据管理)、ERP(企业资源管理)、MIS(模
14、具制造管理信息系统)及 INTERMET 平台等信息网络技术的应用、推广及发展。(4)高速、高精、复合模具加工技术的研究与应用。例如超精冲压模具制造技术、精密塑料和压铸模具制造技术等。(5)提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。1.4 微型注射模具的现状与发展前景1.4 微型注射模具的现状与发展前景随着微纳米科学技术的蓬勃发展，微型塑件在各种微型机械系统产品中的应用需求越来越大。微注塑成型技术作为一种经济地快速地大批量制造微型塑件的方法，对于满足日益增长的微型机械系统产品的需求，具有广阔的应用前景。目前，关于微注塑成型技术的研究还处于起步阶段。由于微型塑件其结
15、构尺寸与体积极其微小，并且微注塑成型技术的研究涉及到许多相关技术领域，如微流变学、微传热学、微流体力学、聚合物的微观形态学等，加之各相关技术领域的理论与技术本身的研究也不够成熟，因此还没有形成能够指导微注塑成型的理论与方法，更不能简单地将传统的、宏观上的注塑成型理论与方法应用到微注塑成型中去。而随着微机械技术的迅猛发展，又迫切需要微型塑件或微注塑封装技术能在微机械系统中发挥重要作用，因此对微注塑成型技术的研究至关重要。1.5 毕业设计的目的和意义1.5 毕业设计的目的和意义此次选题能全面反映培养目标，与本专业密切相关，能结合社会生产实际或科研实践，工程性强，现实意义明显，具有相当的先进性、深度
16、和难度。在本次手机模具设计毕业设计中，我采取将模具设计内容同 CAD/CAM/CAE 紧密结合在一起，通过先进的软件仿真，可以随时发现自己在每一步设计中的不合理处，会找出各种解决方案让设计趋于合理，同时掌握了最先进的设计，加工及分析技术，提高了学生的学习兴趣和创新能力，使毕业设计真正成为了学生实际工作前的一次全过程模拟。通过本次设计，应使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼：1塑料制品的设计及成型工艺的选择；2一般塑料制品成型模具的设计能力；3塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力4了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。4第 2 章 塑料制件设计第 2 章 塑料制件设计2.1 微型齿轮的测绘与设计2.1 微型齿轮的测绘与设计本次毕业设计的产品为：微型齿轮，具体结构如图 2-1 所示。图 2-1 微型齿轮结构图2.2 微型齿轮工艺分析2.2 微型齿轮工艺分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用点浇口。该浇口的分流道位于模具的水口板上，而浇口却纵向开设在模具的型腔处，塑件外表面因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果程度较小。(1)尺寸和精度这里的尺寸是
