毕业设计（论文）学生开题报告
课题名称 课题来源 学生姓名 教师课题 杨俊 塑料管堵注射模具设计 课题类型 学 号 AY 0610111105 指导教师 专业班级 周细枝 06模具 本课题的研究现状、研究目的及意义 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，而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展，许多企业开始追求提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。新兴的模具CAD技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来，CAD技术的应用越来越普遍和深入, 大大缩短了模具设计周期, 提高了制模质量和复杂模具的制造能力。 是计算机重要的文字、图形图象输出设备，是中国计算机外部设备市场上最普及、最活跃，也是竞争最为剧烈的计算机产品之一。近年，由于在SOHO（小型办公和家庭办公）应用领域的不断扩大；同时，自身也在技术上的集成化、网络化，以及打印速度、质量的不断提高和发展使其拥有稳定增长且又不断扩大的市场。 作为重要组成部分之一—壳体，它的结构设计及质量也式非常重要的。目前，主要采用注射成型的方法得到壳体，用这种方法生产的优点是：成型周期短，能一次成型外形复杂的结构，对各种塑料的适应性强，生产效率高。壳体采用的材料主要有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等。由于ABS综合性能好，冲击韧性好，机械强度高，易于成型和机械加工等优点，常采用其作为壳体材料。 壳体注射模CAD主要研究的是注射模具的结构设计及分析(CAD)、模具结构分析与优化设计(CAE)、辅助制造(CAM)。塑料模具CAD集成技术, 就是把塑料模具制造过程所涉及的各项单元技术集成起来, 统一数据库和文件传输格式, 实现信息集成和数据资源共享, 从而大大缩短模具的设计制造周期, 提高制模质量。 模具的CAD设计、分析, 包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。利用先进的特征造型软件如PRO/E、UGII等很容易地确定分型面, 生成上下模腔和模芯, 再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。确定了这些设计数据以后, 再利用模具分析软件(CAE), 如Plastic Advisor、CFLOW进行塑料的成形过程分析。根据Plastic Advisor软件和它的丰富的材料、工艺数据库, 通过输入成形工艺参数, 可动态仿真分析塑料在注塑模腔内的注射过程流动情况(含多浇口注射时的塑料汇流纹分析)、分析温度压力变化情况、分析注塑件残余应力等, 根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量问题等。比如是否存在浇注系统不合理, 出现流道和浇口位置尺寸不当, 无法平衡充满型腔; 是否存在注塑工艺不对, 出现产品的翘曲变形等。模具通过CAD设计和分析, 就可以将错误消除在设计阶段, 提高一次试模成功率。 模具的计算机辅助制造(CAM)技术主要应用在数控铣削加工、线切割加工、电火花加工等方面。CAM技术尤其是在复杂模具的型腔、型芯及电极的铣削加工中起着更加重要的作用。利用模具 ＣＡＭ技术在电脑上模仿机床的加工过程, 能直观反映加工的结果, 能直接评估加工后零件的质量, 能检查出加工的错误。在检查加工后零件的质量时, 可在电脑上对加工后的实体模型进行任意的剖切, 直接测量其尺寸和精度。因此, 它能把错误消除在加工工艺编程设计阶段, 减少加工后的修补和返工, 大大提高模具的制造效率和质量。 综上所述, 模具CAD集成技术就是应用于模具制造各个环节的计算机辅助技术和实现各环节信息集成的技术。研究壳体注射模CAD是顺应当前模具制造行业发展需要的，具有重大的意义。 课题类型：
（1）A—工程实践型；B—理论研究型；C—科研装置研制型；D—计算机软件型；
E—综合应用型
（2）X—真实课题；Y—模拟课题； （1）、（2）均要填，如AY、BX等。 2
本课题的研究内容 该零件外形如下图 该零件是一个塑料管堵，材料为PE。 该零件为回转体，外表面具有一定的斜度，并且有用于连接的外螺纹。 管堵中心上半部为一个内六角，下半部则是一个底部不通的圆孔 设计注塑模具时，既要考虑良好的塑料成型，冷却等问题，又要考虑模具制造、装配、加工等方面的问题。设计的主要内容有以下几个方面： 1决定塑件的分型面。 2螺纹成型方式。 3根据塑料制件的结构，分析确定浇口的位置和注塑方式。 4决定型腔的模块组合。模具的总体结构和零件形状不单要满足注塑充模和冷却等工艺及设计方面的要求，同时成型零件还要具有适当的精度，粗糙度，刚度和强度，易于装配和制造，尽量降低制造成本。 实施方案: 【一】浇口的设计 方案一:直浇口，又叫中心浇口。一般处于塑件中心。 优点： (1) 熔体从喷嘴直接通过浇口进入型腔，流程最短，进料速度快，成型效率好。 (2) 直浇口的截面一般较大，压力与热量损失都较小，保压补缩作用强。 模具结构简单，易于制造，成本较低。 缺点：（1）直浇口的截面积大，浇口去除困难，切除浇口后痕迹明显，影响制品美观。 （2）浇口部位熔体多，热量集中，冷却后内应力大，易产生气孔及缩孔等缺陷。 (3) 对于扁平、薄壁塑件的成型，直浇口易产生翘曲变形。 方案二：点浇口，又叫橄榄形浇口，是一种截面尺寸特别小的圆形截面浇口。 优点：（1）点浇口的位置选择可根据工艺要求而定，对制品外观质量影响较小。 （2）熔体通过截面积很小的浇口时流速增高，摩擦加剧，熔体温度升高，流动性增加，这样能获得外形清晰、表面光泽的塑件。 （3）由于浇口截面积小，开模时浇口可自动拉断，有利于自动化操作。 （4）由于浇口在拉断时用力较小，因此，制品在浇口处的残余应力较小。 （5）浇口处熔体凝固较快，可减少模内剩余应力，又利于制品脱模。 缺点：（1）压力损失大，对塑件的成型不利，也要求提供较大的注射压力。 （2）模具结构复杂，一般要采用三板式模具（双分型面模具）. （3）对于大型塑件，采用一个点浇口易产生翘曲变形，可采用多个浇口同时送料 方案三：侧浇口，又叫边缘浇口。一般开设在分型面上，塑料熔体从型腔的侧面冲模，其截面形状多为矩形狭缝，也可为半圆形。调整其截面的厚度和宽度，可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口的封闭时间。 优点 （1）加工容易，修整方便 （2）可以根据制品的形状灵活的选择浇口位置 （3）对各种成型的适应性较强 缺点：（1）浇口痕迹较大 （2）会形成熔接痕，缩孔，气孔等塑件缺陷 （3）注射压力损失大 （4）对深型腔塑件的排气不便 综合考虑对制品外观，成型质量，成型难易程度的考虑浇口使用方案三，使用侧浇口
【二】螺纹成型机构的设计 带螺纹塑件的脱模方式 对带螺纹塑件的脱模方式主要有以下几种。 方案一 手动脱螺纹，这是在塑件成型、开模后，用手工或简单工具将型芯或型环从塑件上旋出。这类模具的结构简单，易于制造，但劳动强度大，生产效率低。 方案二 强制脱螺纹，这是利用塑件的弹性或型芯的弹性，使塑件或型芯与螺纹产生轴向移动，强行将型芯或塑件拉离螺纹而脱模。这类模具结构也较简单，主要用于螺纹精度要求不高，螺紋形状比较容易脱出的塑件。 方案三 机动脱螺纹，这是利用开模时的直线运动，通过齿条齿轮或丝杠的传动， 带动螺纹型芯作旋转运动而使螺纹脱模。这种模具结构较复杂，但省力、效率咼、质量好。 方案四 瓣合模脱螺纹，这是采用瓣合型芯或瓣合型环来脱螺纹。这种脱模方式， 制造简单，但在螺纹部分有分型线，且容易产生飞边，清除较难，螺纹精度不高。 该制品螺纹为外螺纹，经过对机构的复杂程度，可行性，外观，成型要求等诸多因素的考虑，采用方案四说所说的瓣合模脱螺纹 已查阅的主要参考文献： （1） 徐炜炯.模具结构设计.北京：化学工业出版社.2007 （2） 王永平.注塑模具设计经验点评.北京：机械工业出版社.2004 （3） 陈嘉真. 塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社.2004 （4） 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京：高等教育出版社.2007 （5） 张国强.注塑模设计与生产应用.北京：化学工业出版社.2005 （6） 詹友刚 洪亮.Pro/ENGINEER中文野火版2.0产品设计通用教程.北京：清华大学出版社.2005 本课题研究的实施方案、进度安排 1、 实习（1—4）； 2、 查阅文献资料、翻译外文，分析塑件，确定成型方案，开题报告（5—6）； 3、 绘制方案草图，校验所选注射机（7）； 4、 成型尺寸的计算及壁厚强度、刚度的校验；（8）； 5、 绘制模具设计装配工作图（外型尺寸，特征尺寸—定位圈直径，配合尺寸，装配尺寸，极限尺寸）（9-10）； 6、 绘制零件图（11）；（检查，校正） 7、 完成设计说明书(12)； 8 .准备答辩（13周）。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日