毕业设计(论文)开题报告
题目：水管接头的塑料模具设计
1. 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 1.1 题目背景、研究意义 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，磨具水平有了较大的提高。模具市场的总体趋势是平稳上升的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其他模具，在模具行业中的比例将逐渐提高。注塑模具是通过特定形状复制成型塑料制品的一种工艺装备，它使塑料成型制品的大批量生产成为现实，注塑模具作为注射成型的一种重要设备，其设计水平、技术含量的高低对塑料制品的性能有着重要的意义。同时，注塑模具在塑料制品的推广与使用方面占有核心的地位，因此，注塑模具也有“工业之母”之称[1]。随着现代工业的不断发展，新型材料的不断出现，以及人们节能环保意识的加强，对注塑模具的要求也不断多样化。在此基础上，产生了各种新兴的注射成型技术。 塑料的应用已遍及国民经济各个部门, 在国防和尖端科学技术领域发挥着越来越重要的作用。塑料原料生产的发展和应用领域的扩大,促进了塑料成型加工机械和工艺的不断发展,对塑料模具和机头提出了更高的要求。并且在模具和机头的设计和制造上进行了许多新的探讨, 取得了一些新的进展。 本题目设计目标均为工程实际零件，通过对塑件的实际测绘，完成基本参数的采集，然后运用《塑料模具设计》《塑料成型工艺》等知识，利用Pro/E、CAD等软件完成模具结构的设计，并进行相关的核计算，完成包括选材、热处理、制造工艺规格、可行性的分析等工作。本设计的宗旨是在锻炼自己的专业技术应用能力上学以致用的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面的提升，并受到模具设计工程师的基本训练。 1.2 国内外相关研究情况 1.2.1国际模具发展状况 随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已经成为动世界经济增长的重要因素。注塑模的历史不过三十余年，但发展速度很快。美国塑料消耗量早已超过钢、铜、铝的总和，美国和日本的塑料模具专业厂家已超过一万家，日本塑料模年产值1986年已达到1兆3千7百亿日元、美国达到60亿美元、德国达到50亿马克[4][5]。目前，葡萄牙模具生产量位居世界第十位，其中，塑料模具的生产居世界第九位。而且葡萄牙模具制造多家企业联合起来共同发展。因为注射成型技术发展，日本注塑机产量达1.35万台以上，其中至少有9700台出口[6]。注塑模CAD/CAE/CAM技术的发展为塑料模具设计注入了强大的活力。英国J.R.Pearson、美国的J.F.Stevenson和K.K.Wang、加拿大的M.R.Kamal的一系列卓有成效的研究成果为注塑模分析软件奠定了基础。现在注塑CAD/CAE/CAM技术被广泛用于注塑模具设计的各个方面。在塑料成型模具的设计和制造中广泛采用CAD/CAE技术,使成型模具的技术水平提高显著,而在塑料成型模具的CAD中又引入CAE技术,将塑料成型模具技术的合理性、短期化提高到一个新的高水平[8]。CAE作为计算机在塑料模具行业中的一项新型应用技术，他的兴起预示着计算机技术在塑料模具的应用上将朝着集成化方向发展[9]。目前, 塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%, 在模具进出口中的比重高达50% ~ 70%。而近年来我国塑料模具发展迅速。塑料制品的应用日渐广泛, 为塑料模具提供了非常广阔的市场。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。与此同时, 建筑、家电、汽车等行业对塑料的需求量都很大。模具市场的总体趋热是平稳向上的, 在未来的模具市场中, 塑料模具的发展速度将高于其它模具, 在模具行业中的比例将逐步提高。 随着生产和科学技术的迅速发展, 产品更新加快, 变型增多, 模具睁更新也越来越频繁。因此, 模具制造供应问题越来越突出。工业先进国家的模具制造能力和水平虽然比我国高, 但国外厂商为了竞争, 使产品对用户产生“ 魅力” 而使产品多样化, 亦即产品转向了多品种、中小批量生产的方式, 这就要求在短时间内制造出生产用的模具。国外生产厂也感到模具的压力很大, 为此, 许多国家在模具的生产组织管理、科学技术、规划协调等方面都采取措施, 以满足新形势发展的需要。 1.2.2 国内模具的发展状况 自20世纪80年代起经过多年的发展,中国已进入模具生产大国之列，但还不是模具强国。现在国内可以生产单套重量达60吨的大型模具、型腔精度达0.5m的精密模具、一模7800腔的多腔模具及4 m／min以上挤出速度的高速模具[12]。我国政府非常支持模具工业的发展，相关国家政策也向模具行业倾斜。目前国内模具生产企业共有20000多家，从业人员150万人，年产值45亿元。国内模具生产水平低，模具的价格只有发达国家的1/5到1/3，这种相对比较低的价格成为国内模具进入国际市场并与国外模具竞争的主要优势。2005年我国塑料模具近年来我国塑料模具业发展相当快，目前塑料模具在整个模具行业中约占30％左右。当前，国内塑料模具市场以注射模需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30％，塑料管的普及率将达到50％这些都会大大增加对模具的需求量。 2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施 2.1本课题研究的主要内容 模具设计内容包括塑料制品工艺分析，成型方法及工艺流程制定，模具类型和结构形式的确定，成型工艺条件确定，工艺计算（即注射量、注射压力、锁模力、成型零件工作尺寸、冷却参数、注射温度和注射时间等）、浇注系统设计、分型面设计、成型零件设计、导向与定位机构设计、脱模机构设计、加热与冷却系统设计，绘制模具装配图和成型零件图，编写设计说明书、填写模塑成型工艺卡片和成型零件机械加工工艺卡片过程卡。 主要内容有： （1）对塑件进行实体测绘，并完成基本参数的计算及注射机的选用； （2）确定模具类型及结构，完成模具的结构草图的绘制； （3）运用Pro/E、CAD等工具软件辅助设计完成模具整体结构； （4）对模具工作尺寸及公差进行设计计算； （5）对模具典型零件需进行选材及热处理工艺路线分析； （6）对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析； （7）绘制模具模具零件图及装配图； （8）对模具结构进行三维剖析，输出模具开合结构图； （9）选2个典型零件编制加工工艺规程； （10）编写设计说明书。1）试验实数或实习天数：2周 2）论文字数：15000字以上； 3）图纸幅面和张数：不少于3张0#图； 4) 外文翻译字数：不少于3000英文单词； 5）参考文献篇数：不少于18篇数。 2.2 研究方案 塑料注射模制造中分型面的确定问题是一个很复杂的间题，受到许多因素的制约。有些塑件的分型面的选择简单明确并且唯一；有些塑件则有许多方案可供选择。根经验，确定分型面的原则有：保证塑料制品能够脱模，使型腔深度最浅，使塑件外形美观，容易清理，尽量避免侧向抽芯，使分型面容易加工，使侧向抽芯尽量短，保证塑件制品精度，有利于排气，使塑件留在动模内，使型腔内总压力较大的方向与分型面垂直[15]。选择注射模分型面总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。当选定一个分型面方案以后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他措施弥补，以选择接近理想的分型面。 2.2.1分型面的选择 分型面的选择很重要，它对塑件的质量，操作难易，模具结构及制造影响很大。在选择分型面的时候应遵循以下基本原则： 分型面应选在塑件外形最大轮廓处；闰土机械外文翻译成品某宝dian 1) 2) 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模； 3) 保证塑件的精度要求； 4) 满足塑件的外观质量要求； 5) 考虑成型面积和锁模力； 6) 便于模具加工； 7) 对侧抽芯的影响； 8) 考虑排气效果。 因此，在设计中，分型面的选择很重要，它对塑件的质量操作难易，模具结构及制造影响很大。分型面要求设计在塑件的最大截面积处，而且不宜设在曲面或圆弧面上，由于该塑件为三通管，在设计时，也应该充分考虑该塑件的塑性。因此设计了两种分型面。 图2.1 分型面1 图2.2 分型面2 2.2.2方案设计： 方案一：如图1所示，如果按此位置作为分型面，模具考虑用一个方向侧抽芯机构即可。型腔布局，一模做两个零件，一模两腔。考虑到PVC三通外观要求不是很高，选用矩形浇口。而模具分析，如果按照图1其前后模则需要增加滑块才能脱模，使得大大增加了模具的加工难度。 方案二：按照图2作为分型面，按此位置作为分型面，模具考虑用三个侧抽芯机构。虽然图1的分型面可减少彻抽芯数目，模具加工简单，但对工件成型影响较大，三通管直孔位置排气相对图2相差很大，容易造成气纹，使得三通管内部精度不足，成型难，而图2选用这个位置作为分型面，三个孔位排气良好，虽要三个侧抽芯数目，但是能够使得工件成性优良，精度准确。 综上所述，通过以上两种分型面综合考虑，最后选择以图2所示位置为分型面。根据模具的生产批量为大批量生产，一模多腔能提高生产效率，降低每一件产品的模具费用。根据一模两腔塑件的体积，可成型一模具多腔。分型面应选择在外形最大轮
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