医疗输液袋吊环注塑模具设计与制造.docx

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1、摘要注射成型在整个制造业的生产中占有十分重要的地位。据估计，注射成型的制品约占所有模具塑料制品总产量的三分之一，注射模约占塑料成型模具数量的二分之一以上。注塑模具在模具工业中的重要性显而易见。现在，注塑模具设计和制造中的传统方法早已满足不了现代生产发展的需要“为了嬴得竞争、占有市场、可持续发展，模具生产必须变革传统的生产方法，引进新技术、新思维。在计算机技术日前发达的今天，将计算机运川于注泉模具以及制造业中已迫在眉睫。本文主要研究工作及成果如下：1）本文具体地阐述了模具CAD，CAE的技术特点以及先进制造模式在模具行业中的应用，住分析了国际、国内模具CAD,CAE的研究现状和发展趋势的基础匕提

2、出以计算机应用技术为手段的辅助模具设计的新方法。2）主要针对注塑模具常见的成型方式进行了分析研究，以达到将注塑模设计过程智能化。3）在熟悉注塑模具设计基本知识的基础上，对系统进行分析并设计出系统的总体框架，了解系统需要实现的功能，选择UG作为设计工具。分析论述了应用UG和Mok1.WiZard模块设计注塑模具的关键技术。4）通过对系统体系结构和功能模块具体分析，对系统进行了功能设计，划分了系统功能模块。分析了设计过程中所涉及到的具体内容，建立了系统的设计框架模型。5）运用注塑模设计模块，包括排气系统的设计、脱模机构的设计、温度调节系统的设计、成型零部件设计等：6）运用UG软件Mo1.dWiZa

3、rd模块中的自动分型、修补开口及孔洞和自动生成型芯和型腔的方法。把握好镶块、抽芯及脱模方向几个关键问题，即能实现较笑杂塑料模具的快速设计。7）用户利用本系统进行注塑模设计时.可以方便、准确、快速地查询和计算出所有设计参数。在模具设计过程中还可以修改或增加新的内容来完善参数表中的内容，使软件具有成长性，极大限度的利用已有的知识和以往设计经验，避免重见劳动，进一步加快了对新模具进行设计。它是模具设计智能化、快速化的重要技术手段。关键词：医疗输液袋：UG;注塑模：热流道：两次顶出第1章绪论1.1 课题背景及意义本课题为医疗输液袋吊环的注塑辅助工艺分析及注溺模设计.图1.1.医疗输液袋吊环随着塑料等非

4、金属材料在工业产品中的广泛应用，模具工业在国民经济中的作用也越来越大。在机械、电子等行业中，有一半以上的产品是采用模具制造的方法。利用模具成型的生产方法很多，其中注塑成型具有制成品精度高、生产效率高和可以用来生产几何形状非常更杂的产品等特点，在整个塑料制品生产行业中具有非常重要的地位。模具是塑料成型加工的重要装备，其设计周期、生产效率和质量直接影响产品的进度、成本和效率。故很有必要利用现有软件技术对其制造前期进行模拟分析及设计.1.2 我国塑料模具现状及发展方向1.21 我国塑料横具的发展现状模具工业是国民经济的基酬工业，受到国家和企业界的高度重视，发达国家就有“模具工业是进入富裕社会的源动力

5、”之说。当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认可。我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计，目前模具生产厂点共行2万多家，从业人员约50万人，全年模具产值约360亿元，总盘供不应求，出口约2亿美元。进口约10亿美元。当前，我国模具行业的发展具有如下特征：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平：塑料模和压铸模成比例增长：专业模具厂家数量及其生产能力增加较快：“三资”企业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、模具生产最集中的省份是广东

6、和浙江，其模具产值约占全国总产值的60%以上。我国模具总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、1.1.法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。(1)成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如吉岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运川气辅技术，一些厂家还使用了CMo1.D气辅软件，取得较好的效果。如上海新普宙斯等公司就能为用户提供气辅成哒设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般

7、采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置.少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热：流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10与国外的5080%相比，差距较大。(2)产品结构方面，我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展。模具水平有了较大提高，但与发达国家尤其是欧美日相比仍有较大差距(表1.1)。表11国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.O1.mn0.020.05E型腔表面粗糙度RaO.010.05mRaO.20Um非淬火钢模具寿命1060万次I030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热

8、流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右23个月(3)制造技术方面，CAD/C.AM/CAE技术的应川水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD.，CAM系统，如美国EDS的UGIn、美国ParamCtriCTCChnoIogy公司的Pro/Engineer及澳大利亚Mok1.f1.oW公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD,，CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如填充和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模

9、具CADcAM技术的发展。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P2()、3Cr2Mo.4Cr1.3等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件，但仍然大部份模具标准件还是在采用U本或台湾的品牌。目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。1.2.2我国塑料模具的发展方向(1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。由于塑料模成型的制品1.I渐大型化、笑杂化和高精度要求以及高生产率的要

10、求.在塑料模模具设计制造中全面推广应川CADCAM,CAE技术。CADCAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CADCAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件：基于网络的CA1.xAMCAE一体化系统结构初见端倪，火将解决传统混合型CADCAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题：CADeAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。(3)推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节

11、省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是鳖料模具的一大变革。制订热流道元耀件的国家标准，积极生产价廉高质症:的元器件，是发展热流道模具的关键.气体辅助注射成型可在保证产品质珏的前提下，大幅度降低成本。F1.前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较发杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要.另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发屣高压注射成型，艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。(4)开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式

12、。(5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产：其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本：再次是要进一步增加标准件规格品种。(6)应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要，但高性能的模具钢材大部份还是用I本和瑞典进口材料.(7)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD，CAM的关键技

13、术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实孑见逆向工程的必要前提。第2章塑件工艺分析2. 1塑件的工艺分析该塑件为小型产品且壁厚均匀，塑件的尺寸不大但结构也较为笑杂，需要强行脱模以及两次顶出产品。在塑件下方有倒扣需要强行脱模，这给塑件的脱模及顶出造成较大的难度。通过对塑件的结构分析，设计出合理的工艺方案是模具设计的前提。3. 1.1分型面的选择为了能够方便顺利的脱模.定要设计出合理的分型面，其选择原理必须满足脱模方便、符合外观、制造成本等几个要求。通过对塑件结构分析，设置如图21所示分型面。图2.1分型面取产品最大轮廓处有利于脱模4. 2塑件的材料分析和机械加工一样要考虑到加工工艺问题，

14、模具成型也要考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差无几的情况下，好的成型特性是选择材料的主要标准，以下是三种材料的性能和成型特性比较，如表2.I所示。表21材料的性能和成型特性比较塑料品种性能特点成型特点模具设计注意使用温主要用事项度途聚苯乙烯透明性好，成型性能因流动装饰制(PS)电性能好，抗好，成型前可不性好，适宜用品，仪表壳，拉强度高，耐干燥，但注射时点浇口，但因绝缘零件，容磨性好，质脆，应防止溢料,制热膨胀大，塑30器，泡沫塑料，抗冲击强度品易产生内应件中不宜有C-80TH用品等差，化学稳定力，易开裂嵌件性教好聚炳烯聚炳烯是流动性极合理设计(PP)塑料中最轻好，易产生流浇注系统，便品，防腐

15、朽产品，日用品及电器外壳的，强度、刚痕，缩孔，易产于充型，脱模度、硬度、耐生收缩，冷却速斜度0.5、1.5热性都优广度快，浇注系统度，严格控制PE,可在100及冷却系统应料温与模温，OC左右使用。具散热缓慢。料温以防分解O,2拍气槽不能太深会溢料有优良的耐腐160-220度，模收缩率取蚀性，良好的温80-90度。绝缘性，不受湿度的影响聚碳酸透光率耐寒性好，尽可能使在机械上酯较高，介电性熔融温度高，黏用直接浇口，做齿轮，凸轮,(PC)能好，吸水性性大，成型前需减小流动阻蜗轮，滑轮等,小，力学性能干燥，易产生残力，塑料要干(130C电机电子产品好，抗冲击，余应力，甚至裂燥，不宜采用脆化温度零件，光学零抗蠕变性能突纹，质硬，易损金属嵌件，脱为件等出，但耐磨性模具，使用性能模斜度2-100-C差，不耐碱好本产品是PP材料，以便于倒扣的强行脱模.PP是一种半结晶性材料.它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度低于OC以下时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物.共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100C）、低透明度、低相单度、低刚性，f魄有有更强端?喻虽%PP的强度随若乙烯含量的增加而增大。PP的维k软化温度为15（C,由