水管接头的塑料模具设计开题报告

　　水管接头的塑料模具设计开题报告_纺织/轻工业_工程科技_专业资料。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

　　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、 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 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 2 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、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 3 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线）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：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：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， 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，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) 4 2) 确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模； 3) 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 5 廓处，有利于塑件的顺利脱模。综合考虑，水管接头的塑料模具设计采用方案二的分 型面，浇口选用矩形浇口形式，一模两腔布局，直通方向平行放，螺纹方向对反，侧 抽芯沿四个方向抽芯。 3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作 本课题的重点是：根据塑件，测量三通管接头的基本尺寸，使用 CAD 软件绘制 三通管接头塑件图，并使用 Pro/E 绘制出实体图。 图 3.1 塑件二维图 图 3.2 塑件三维图 难点是：三通管接头通常用于对液体或气体的分流或集流，在使用时会有较大 的压力，因此，对注塑管接头的要求很高，在制造过程中对分型面的选择，型腔数 目的确定和排列形式，浇口系统的设计、排气系统的设计、脱模抽芯机构的设计都 6 有较为严格的计算选型。 前期已开展工作：查阅三通管接头注塑模具设计的相关资料，了解管接头在生 活中被用作连接件时的装配情况及关系；使用 Pro/E 软件绘制实体图，CAD 软件绘 制二维视图；并为后期的设计做好准备。 4. 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写） 第 1-2 周(2014.11.25.-12.10)： 测绘塑件,画出 CAD，Pro/E 图。查阅外文资 料阅读关于塑料模具设计的相关书籍，写好毕业设计的开题报告； 第 3 周： 学习模具设计知识，在导师的指导下，初步掌握和理解； 第 4-5 周：分析塑件的材料、形状、结构对注塑成型的影响，提出模具设计的 方案。方案着重分析斜导柱、哈佛模、点浇口及所有分型面，选出最佳分型面并叙 述该模具的开、合模动作过程，确定哪些面有脱模斜度。分析浇口、浇口形式 及所有推顶装置设置的。对该设计方案各部分应作环保、经济技术分析； 第 6-7 周： 第 8 周: 第 11 周： 第 12 周： 画出模具装配的草图（包含浇注抽芯等） ，并进行相关的计算； 在导师的指导下，画出模具的准确装配图； 画出所设计模具的 Pro/E 三维图； 查阅相关书籍，翻译外文资料； 第 9-10 周： 画出模具系统的主要部分的零件图； 第 13-14 周：编写毕业设计说明书； 第 15 周： 毕业答辩，毕业设计资料，指导老师审阅。 5. 指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 6. 所在系审查意见： 年 月 日 系主管领导： 年 月 日 7 参考文献 [1] 冯刚,张朝阁,齐继宝,张亚,赵加伟等.三种不同类型注塑模具的特点与发展现状 [J]. 工 程塑料应用,2013,41 ,(7):110-112. 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