005-ABS連接座塑料模具設計
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畢業(yè)設計(論文)開題報告
題目：ABS連接座塑料模具設計
1.畢業(yè)設計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)情況）：
本次的畢業(yè)設計可以使我掌握注射模的模具結(jié)構(gòu)機構(gòu)的設計，對CAD，ProE等一系列造型軟件的應用熟練，讓我們能更快適應未來的生產(chǎn)，工作。培養(yǎng)自己綜合運用所學基礎(chǔ)和專業(yè)基本理論、基本方法分析和解決測量與控制及其它相關(guān)工業(yè)實際問題的能力，在獨立思考、獨立工作能力方面獲得培養(yǎng)和提高。隨著塑料制品在機械、電子、交通、國防、建筑、農(nóng)業(yè)、等各個行業(yè)廣泛應用，對塑料模具的需求日益增加，塑料模在國民經(jīng)濟中的重要性也日益突出。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一，也成為民族工業(yè)的支柱行業(yè)之一。
塑料相對金屬，密度小，但強度比較高，絕緣性能優(yōu)良，具有非常好的抗化學腐蝕性，在機械、化工、汽車、航空航天等領(lǐng)域，塑料已經(jīng)大規(guī)模的取代了金屬。目前塑料制件在工業(yè)、日常生活各領(lǐng)域幾乎無處不在。所以掌握模具設計這一門技巧，對于未來從事相關(guān)行業(yè)的我們極其重要。在本課題的制做過程中，我們還鍛煉使用AutoCAD等CAD軟件的技巧。使我們在塑件結(jié)構(gòu)設計、塑料成型工藝分析、塑料模具零件的選材、熱處理、塑料模具零件的制造，以及資料檢索、英文翻譯等方面獲得綜合訓練，為未來工作適應期奠定堅實的基礎(chǔ)。
1.1國內(nèi)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢：
我國在注塑模技術(shù)開發(fā)研究與應用方面起步較晚。從20世紀80年代中期開始，國內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進了一些國外知名度較高的注塑模系統(tǒng)。同時，某些高等學校和科研院所也開始了注塑模系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作，我國注塑模CAD/CAE/CAM研究始于07年代末，發(fā)展較為迅速多年來,我國對注塑模設計制造技術(shù)及其開發(fā)應用十分重視，在“八五”期間,由北京航空航天大學、華中理工大學、四川聯(lián)合大學等單位聯(lián)合進行了國家重點科技攻關(guān)課題“注塑模CAD/CAE/CAM集成系統(tǒng)”，并于1996年通過鑒定，部分成果己投入實際應用，使我國的注塑模研究和應用水平有了較大提高.目前擁有自主版權(quán)的軟件有，華中理工大學開發(fā)的塑料注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)HscZ0，鄭州工業(yè)大學研制的2一MOLD分析軟件等.這些軟件正在一些模具企業(yè)中推廣和使用，有待在試用中逐步完善。這些項目的成果對促進我國注塑模技術(shù)的迅速發(fā)展起了重要作用，使我國注塑模技術(shù)及應用水平很快提高。目前，我國經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展階段。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。因此，放眼未來，模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復雜及更經(jīng)濟的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設備精良化、產(chǎn)批品牌
化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展。目前，國內(nèi)市場對中高檔模具的需求量很大，但要求國產(chǎn)模具必須在質(zhì)量、交貨期等方面滿足用戶的需求。另外，隨著近年來工業(yè)發(fā)達國家的人工費用增加，其模具生產(chǎn)正向發(fā)展中國家特別是東南亞國家轉(zhuǎn)移。因此，只要國產(chǎn)模具的質(zhì)量能夠有提高，交貨期能夠保證，模具出口的前景是十分樂觀的。
1.2國外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢：
近二十多年間，國外注塑模技術(shù)發(fā)展相當迅速。70年代許多研究者對一維流動進行了大量研究，由最初的CAD技術(shù)和CAM技術(shù)以圖紙為媒介傳遞信息向CAD/CAM一體化方向發(fā)展。80年代初開展三維流動與冷卻分析并把研究擴展到保壓分子取向以及翹曲預測等領(lǐng)域。80年代中期注塑模進入實用階段，出現(xiàn)了許
多商品化注塑模CAD/CAE軟件，比較著名的有:1.澳大利亞MOLDFLOW公司的MOLDFLOW系統(tǒng)；2.美國PTC公司的Pro/Engineer 軟件；3.美國UG公司的UGllUNIGRAPHICSl系統(tǒng)等等.這些先進軟件的熟練掌握極大地促進了國外模具行業(yè)的發(fā)展。因此，未來的一段時間內(nèi)，他們將朝著大型、精密、復雜與長壽命模具的方向發(fā)展。
1.3綜述:
參閱了多本資料書籍，注塑成型是現(xiàn)代塑料工業(yè)中的一種重要的加工方法 ,世界上注塑模的產(chǎn)量約占塑料成型模具總產(chǎn)量的50%以上。注塑成型能一次成型形狀復雜、尺寸精確的制品 ,適合高效率、大批量的生產(chǎn)方式 ,以發(fā)展成為熱塑性塑料和部分熱固性塑料最主要的成型加工方法，一般需要經(jīng)過反復調(diào)試和修模才能正式投入生產(chǎn) ,這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方式不僅使產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長 ,生產(chǎn)成本增加 ,而且難以保證產(chǎn)品的質(zhì)量。要解決這些問題,必須以科學分析的方法 ,研究各個成型過程的關(guān)鍵技術(shù),為實現(xiàn)注塑產(chǎn)品的更新?lián)Q代,提高企業(yè)的競爭能力 ,必須進行注塑模具設計與制造，及成型過程分析的CAD/CAM/CAE集成技術(shù)的研究。國外注塑模CAD/CAM/CAE 技術(shù)研究的成果有關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明:采用注塑模CAD/CAE/CAM 技術(shù)能使設計時間縮短50%,制造時間縮短30%,成本下降10%,塑料節(jié)省7% 注塑模計算機模擬技術(shù)正朝著與CAD/CAE無縫整體集成化方向發(fā)展 ,注塑模 CAE的目標是通過對塑料材料性能的研究和注射成型工藝過程的模擬和分析,為塑料制品的設計、材料選擇、模具設計、注射成型工藝的制定及注射成型工藝過程的控制提供科學依據(jù) ?，F(xiàn)時國際上占主流地位的注射模CAD軟件有Pro/E、I-DEAS、UG等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過程數(shù)值分析軟件有MoldFlow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等?？傮w說來，國內(nèi)的模具設計與制造技術(shù)與發(fā)達國家相比有很大的差距，這也是中國現(xiàn)在只是制造大國而非制造強國的主要原因之一。
2.設計的主要內(nèi)容與擬解決的關(guān)鍵問題：
2.1主要內(nèi)容包括：
合理編制模具零件的制造工藝。合理的設計塑件及模具成型零部件的結(jié)構(gòu)以及工藝。初步掌握側(cè)向分型機構(gòu)的結(jié)構(gòu)設計和工藝性分析，設計圖樣要求符合最新制圖標準，表達完整，布局合理。
課題名稱：ABS連接座模具設計
材料：ABS
生產(chǎn)批量：大批量
需要解決的問題有：
①塑件成型工藝性（原材料、結(jié)構(gòu)和尺寸，收縮率）分析；
②計算塑件的體積和重量以及塑件收縮率（包含初選注射機型號）；
③塑件注射工藝參數(shù)的確定；
④注射模的結(jié)構(gòu)設計（選擇分型面、確定型腔數(shù)量和排列方式、澆注系統(tǒng)設計、成型零件結(jié)構(gòu)設計、側(cè)向分型結(jié)構(gòu)設計等）；
⑤模具設計的有關(guān)計算（包含注射機有關(guān)參數(shù)的校核）等。
2.2設計方法:
通過市場商品調(diào)查，滿足社會需求及生產(chǎn)要求上，在合理設計方向上，進行塑料模具的設計并且熟練掌握手工和電腦制圖，達到產(chǎn)品的要求。
導柱抽芯機構(gòu)：先收集資料，剖析塑件，確定塑件用料；再擬定模具結(jié)構(gòu)方案，初選注塑機，進行模具設計計算，務必使模具結(jié)構(gòu)緊湊，安全可靠；然后繪制模具裝配草圖，校核注塑機有關(guān)工藝參數(shù)；最后繪制模具總裝配圖和零件圖。
措施：設計課題時，務必認真嚴謹。多于同學交流，勤于思考，多請教老師。力求高效率，高質(zhì)量的完成本次的課題設計。
3.課題研究的重點及難點，前期已開展工作：
模具設計和制造與塑料加工有密切關(guān)系。塑料加工的成敗，很大程度上取決于模具設計效果和模具制造質(zhì)量，而塑料模具設計又以正確的塑料制品設計為基礎(chǔ)。塑料模具設計要考慮的結(jié)構(gòu)要素有：
①分型面，即模具閉合時凹模與凸模相互配合的接觸表面。它的位置和形式的選定，受制品形狀及外觀、壁厚、成型方法、后加工工藝、模具類型與結(jié)構(gòu)、脫模方法及成型機結(jié)構(gòu)等因素的影響。
②澆注系統(tǒng)，即由注塑機噴嘴至型腔之間的進料通道，包括主流道、分流道、澆口和冷料穴。特別是澆口位置的選定應有利于熔融塑料在良好流動狀態(tài)下充滿
型腔，附在制品上的固態(tài)流道和澆口冷料在開模時易于從模具內(nèi)頂出并予以清除(熱流道模除外)。
③塑料收縮率以及影響制品尺寸精度的各項因素，如模具制造和裝配誤差、
模具磨損等。此外，設計壓塑模和注塑模時，還應考慮成型機的工藝和結(jié)構(gòu)參數(shù)的匹配。在塑料模具設計中已廣泛應用計算機輔助設計技術(shù)。
前期已開展的工作：對塑件的結(jié)構(gòu)和形狀做了分析，初步擬定了注塑模具設計思路。已使用AutoCAD，ProE進行了二維圖三維圖的繪制，查閱了有關(guān)注塑模設計的中外文資料，并完成了畢業(yè)設計開題報告的編寫。
圖3.1塑件三維結(jié)構(gòu)1 圖3.2塑件三維結(jié)構(gòu)2
圖3.4 分型面1 圖3.5 分型面2
方案設計：
方案一：如圖3.4所示，按此位置連接座中心對稱面作為分型面。型腔布局，一模做兩個零件，考慮零件體積小，一模兩腔，模具成本高，效率低。如果選用中心對稱面作為分型面，那么側(cè)抽芯的距離和面積就會太大，容易拉壞零件，損壞零件。零件結(jié)構(gòu)簡單，對于零件外表面精度要求不高，選用側(cè)澆口進料，側(cè)澆口加工容易、修整方便，可以通過改變澆口尺寸來調(diào)節(jié)熔體進入型腔時的剪切速率及澆口的凍結(jié)時間；也可以根據(jù)制品的形狀特點靈活地選擇澆口位置，且對各種塑料的成型適應性較強；去除澆口方便，且澆口痕跡不太明顯。
方案二：如圖3.5所示，以零件中間與圓弧切除的平面作為分型面。零件兩邊的孔用側(cè)抽芯機構(gòu)，模具先抽芯后成型。型腔布局，采用一膜四腔，平行對孔放，兩邊同時抽芯。這樣模具抽芯距離和面積就減少了，也使得模具空間合理利用，生產(chǎn)效率增高。
綜上所述，塑料制件的壁厚不能超過4mm，根據(jù)模具的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，一模多腔能提高生產(chǎn)效率，降低每一件產(chǎn)品的模具費用。根據(jù)一模四腔塑件的體積，可成型一模具多腔。綜合考慮，ABS連接座模具設計采用方案二的分型面，一模四腔布局，澆口形式選用側(cè)澆口。
4.研究進度安排：
4.1主要特色：運用電腦軟件設計ABS連接座塑料注塑模的模具，編制模具零件的制造工藝規(guī)程，手繪及電腦繪制模具零件圖和裝配圖，將不少于15000字的設計說明書和圖樣裝訂成冊；
4.2完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫）：
第1-2周(2014.11.25-12.10)：測繪塑件,畫出CAD，ProE圖。查閱外文資料閱讀關(guān)于塑料模具設計的相關(guān)書籍，寫好畢業(yè)設計的開題報告；
第3周：學習模具設計知識，在導師的指導下，初步掌握和理解；
第4-5周：分析塑件的材料、形狀、結(jié)構(gòu)對注塑成型的影響，提出模具設計
方案。方案著重分析斜導柱、哈佛模、點澆口及所有分型面，選出最佳分型面并敘述該模具的開、合模動作過程，確定哪些面有脫模斜度。分析澆口位置、澆口形式及所有推頂裝置設置的位置。對該設計方案各部分應作環(huán)保、經(jīng)濟技術(shù)分析；
第6-7周：畫出模具裝配的草圖（包含澆注抽芯等），并進行相關(guān)的計算；
第8周: 在導師的指導下，畫出模具的準確裝配圖；
第9-10周：畫出模具系統(tǒng)的主要部分的零件圖；
第11周：畫出所設計模具的ProE三維圖；
第12周：查閱相關(guān)書籍，翻譯外文資料；
第13-14周：編寫畢業(yè)設計說明書；
第15周：畢業(yè)答辯，上交畢業(yè)設計資料，指導老師審閱。
5.指導教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見）:
指導老師： 年 月 日
6.所在系審查意見：
系主管領(lǐng)導： 年 月 日
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