毕业设计开题报告__塑料座块盖模具设计与制造.doc

毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 徐延山 学 号：P1202110619 所在学院： 南京工业大学浦江学院 专 业： 机械工程及自动化 设计(论文)题目： 塑料座块盖模具设计与制造 指导教师： 黄星路 2015 年 4月 2日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述一塑料模具材料的种类及前景1引言 塑料在国民经济的各个部门的应用曰益广泛，具统计目前塑料产量按照体积计算已超过钢铁产量。塑料模具是塑料成形中不可缺少的的工具，在发达国家塑料模具以上升为各类模具产量的第一位，在我国其产量也逐年递增。由于模具钢的种类繁多，产量大，形状复杂，表面粗糙度值要求高，制造难度大， 因此，探讨模具钢的选材问题有助于提高模具的寿命，降低生产成本。本文着眼于此介绍了塑料模具用钢在国内外的发展现状，以期为模具的选材做出一些有益的贡献。2塑料模具材料国内外现状21塑料模具材料性能要求 塑料模具钢是专门用来制造塑料模具的，因此，必须满足塑料模具工作时性能要求。和冷作与热作模具钢相比，其使用性能并不高。具体有一下几个方面： (1)硬度符合表1，耐磨性好，心部有足够强韧性，以免脆断和塑性变形。 (2)一定的抗热性，在150250长期工作，不氧化，不变形，尺寸稳定性好。 (3)有腐蚀介质析出时，要求有一定的耐腐蚀陛。 (4)其他要求：焊接性能优良，锻造工艺性能22塑料模具材料国内现状 基于以上的要求，现阶段国内主要的塑料模具用钢主要有渗碳钢、调质钢、冷作模具刚、耐蚀钢、马氏体时效钢等几类。2. 3塑料模具材料国外现状随着塑料模具产量的日益增加，国外一些发达国家以建立起独立的塑料用钢系列，例如美国的P系列已有8个钢种，日本大冈的NAK系列也有45个钢种，还有日本HPM系列等。我国正准备建立塑料模具钢系列，目前已推出十几个钢种，与国外相比，我国模具用钢发展滞后，大量优质钢材依然进口严重，现阶段国外塑料模具用钢主要有以下发展趋势。（1） 主要发展方向是易切，抛光性好的塑料模具刚。这类钢材杂质少，组织细小均一，无纤维方向性，制模后，型面的表面质量高，抛光良好。 （2）预硬化塑料模具钢应用也较广。以预硬化处理后的钢供货，硬度达2348HRC，加工型腔后，不再热处理，无变形，可缩短制模周期。 （3）时效硬化型塑料模具钢，适合于制造精度高，超镜面、复杂、大型塑料模具。（4） 采用粉末冶金高速钢。这类产品组织均一、无方向性，并且有较好的韧性和尺寸稳定性。（5） 耐蚀钢使用较广泛。 二塑料模具设计及工艺分析摘要：模具是塑料成型加工工艺的一种重要设备，而浇注系统又是注塑模具结构设计中的关键环节，是熔融态塑料进入模具型腔的必经通道。结合注塑模具在机械、电子、航空航天和日常生活等领域的广泛应用，展望了其广阔的发展前景，通过介绍注塑模具在设备生产中的重要性，以及注塑模具浇注系统的结构与设计，综合分析了注塑模具的工艺性，包括温度变化、成型压力、成型时间以及塑件成型不良的原因。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对注塑模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。尽管国内注塑模具种类繁多，但大型、精密、复杂及长寿命模具仍不能达到自给自足，标准化模具件的缺少使得整个行业模具标准化得不到推广。因此， 从长远看来， 只有加快发展与推广标准化注塑模具，才能不断提高我国注塑模具的标准化水平，从而才能提高模具质量，缩短模具生产周期， 降低成本。如此说来，高精度、高效率、自动化、高寿命模具仍是模具行业发展的必然趋势。注塑模具是工业生产中的重要工艺装备，它被用来生产具有一定形状、尺寸和结构的工艺制品， 在材料加工工业的各种工艺设备中，95以上的塑料制品是通过模具来成型的，因此注塑模具的设计与工艺分析在塑件生产中显得尤为重要。注塑模具的设计应既满足塑件的使用功能， 又要降低模具结构的设计难度以及塑件在成型过程中的成型条件， 以达到最大化降低成本的生产要求。而注塑模具的设计优劣很大程度上取决于浇注系统的设计，浇注系统利用其引导作用将熔融态塑料从注射机喷嘴引导注入模具型腔，它具有传质、传压和传热的功能，浇注系统的几何形状及内部结构设计的合理与否直接影响了聚合物熔体在模具通道中的流变特性及填充效果，进而直接影响到最终成型后塑件的质量及成型周期1。注塑模具浇注系统可分为普通浇注系统和热流道浇注系统两大类。普通浇注系统主要由主流道、分流道、浇口和冷料井四部分组成2，相比之下， 由于热流道浇注系统具有改善产品质量、节省原料和生产效率高等优点，热流道模具被广泛采用于塑料模具行业中。在设计浇注系统时， 为满足浇注系统功能及结构要求，首先需要确保浇注系统适应塑料品种及其特性要求， 如塑料材料的温度特性、流动性能、黏度特性及可塑性等等；其次浇注系统流程应尽量短， 断面尺寸尽可能大，转弯尽量少， 以确保聚合物熔体的热量及压力损失不会过大； 除此之外，还应在满足要求的前提下，使浇注系统的容积尽量小， 以减少塑料材料的消耗及缩短成型周期；为保证多型腔模具在注射充模时能同时充满型腔，还应采用平衡方式布置浇注系统；考虑到细小型芯在熔料充模时的冲击作用下会发生变形及偏移，应尽量避免熔料的直接冲击，可采用切向式引流流道；在浇注系统中诸多结构设计中，排气结构设计的电好与否也直接影响着塑件制品的优劣。结合浇注系统的结构设计，我们需要综合考虑注塑模具的工艺性，其中影响成型工艺的主要因素包括温度变化、成型压力、成型时间等。在注塑成型加工中，系统各个部分温度的高低及其分布的均匀性是影响注塑生产效率和产品质量的重要因素之一。对于料筒来说，其温度过低，会导致塑化不充分，温度过高，会促使塑料发生分解：对于喷嘴而言， 其温度过低会出现早凝现象，进而堵塞喷嘴， 因此应尽量使其温度略低于料筒温度， 防止喷嘴出产生“流涎”：而模具的温度直接影响塑料的流动、冷却定型及塑件的内在性能和外观质量3。 注塑成型是一个具有非线性的多参数相互作用的复杂过程， 其工艺参数往往需要多次测试与校核，尤其是注射压力， 其在很大程度上影响着注塑件的最终质量4。所谓注射压力，是指柱塞或螺杆头部轴向移动时头部对塑料熔体所施加的压力， 以用来克服塑料熔体从料筒向模腔运动时的流动阻力，给与熔体一定的填充速率以及对熔体进行施压。注射压力大小的设定与塑料品种、注射机类型、模具浇注系统结构尺寸以及塑件壁厚等因素有关。 成型时间又称作成型周期，即完成一次注射模塑过程所需的时间。成型周期包括注射时间、闭模冷却时间和其他时间。其中，注射时间又包括充模时间和保压时间，两者约占整个成型周期的5、闭模冷却时间是塑料熔体冷却成型的关键时期，约占整个成型周期的80。其他时间，包括开模、合模、脱模和安放嵌件等操作，约占整个成型周期的15，成型周期的长短直接影响着生产效率和注塑机的使用率， 因此，应在保证质量的前提下尽可能缩短塑件成型时间。 塑件的成型受多重因素的影响，影响塑件成型的主要原因包括成型机的结构及工况、注塑材料的流动性以及注塑模具结构设计的合理与否，其中直接造成塑件成型不良的原因包括模具进料口位置不妥当，模具通气方法不恰当，或是由于流道太狭小， 导致冷料堵塞流道或进料口。当然，模具的温度过高或者成型塑件壁太薄也会造成塑件成型的不良。因此，为了保证塑件制品的质量，应合理化、最优化设计模具相关结构。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：模具设计实例【摘要】以座块盖模具设计为例介绍了模具设计的过程及需注意的问题。【关键词】塑料模具塑件的体积模架设计方案1） 前言注射成型是热塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形状复杂的精密塑件。座块盖塑料模具的设计，采用ABS作为塑件的材料，单分型面，根据模具的型腔数目以及最大注塑量、注射压力、锁模力、模具的安装尺寸等因素选择了注射机，选择成型零部件的尺寸；扇形浇口；利用直导柱导向，斜滑顶杆顶料，斜滑顶杆侧抽，同时完成侧抽和顶出完成脱模，如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠。2） 研究的目的与意义 以座块盖模具设计为例介绍模具设计的过程其目的在于了解聚合材料的组成、分类、物理性能、化学性能、流动特性等；掌握塑料成型的基本原理的和工艺特点，熟悉成型设备对模具的要求。正确分析成型工艺对塑料制件结构和塑料模具的要求；掌握塑件成型模具设计的工艺特点和计算方法，能够根据工艺要求进行模具设计；初步掌握现场分析成型制件缺陷产生的原因和提出解决措施的能力。3） 采用的设计方案与技术路线1、 注射机的选用 （1） 计算塑件的体积 V=4624.5388mm3（2） 计算塑件的质量 计算塑件的质量是为了选择注射机及确定模具型腔数。根据有关手册查得p=1.2kg/dm3 （3） 所以，塑件的质量为 W=pV =4624.53881.210-3 =5.549g 根据塑件形状及尺寸采用一模四件的模具结构，考虑外形尺寸、对塑件原材料的分析及注塑时所需的压力情况，参考模具设计手册初选螺杆式注射机 W总=4W=45.549 =22.198g综上所述，初选螺杆式注塑机：XS-ZY-60 图（1）XS-ZY-60型注射机的主要参数2、塑件注射成型工艺参数的确定： 根据该塑件的结构特点和聚碳酸酯的成型性能，查相关手册得到聚碳酸酯的成型工艺参数：图（2）塑件的注射成型工艺参数 3、 注射模的结构设计 注射模结构设计主要包括：分型面的选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列、浇注系统设计、型芯、型腔结构的确定、排列方式、模具结构零件等内容。1）分型面的选择 分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有如下五种：水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。根据分型面的选择原则，考虑不影响塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑件，可选塑件大端底平面做为分型面较为合适。图（3）分型面2）型腔数目的确定及型腔的排列 该塑件采用的是一模四件成型，型腔在模具中对称排列在浇注系统的四周，这样有利于浇注系统的排列和模具的平衡。图（4）型腔排列图3） 浇注系统的设计 4） 主流道设计 根据手册查得XSZY60型注塑机喷嘴的有关尺寸。 喷嘴球半径：R=12mm 喷嘴孔直径：d=4mm 根据模具主流道与喷嘴的关系：R=Ro+（12）mm，d=do+0.5mm 取主流道球面半径：R=14mm 取主流道的小端直径：d=5 为了便于将凝料从主流道中拔出，其斜度为13。经换算得主流道大端面直径D=5.5mm。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=3mm的圆弧过渡。对小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式。但在大多数情况下是将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，然后配合固定在模板上。主流道衬套与定模座板采用H7/m6过渡配合，与定位圈的配合采用H9/h9间隙配合。主流道衬套一般选用T8、T10制造，热处理强度为5256HRC。 分流道设计 分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因素有关。该塑件形状不算太复杂，且壁厚均匀，从便于加工的方面考虑，采用截面形状为半圆形的分流道，查有关手册得R=3mm 浇口设计 浇口的结构形式很多，按照浇口的形状可以分为点浇口、扇形浇口、盘形浇口、环形浇口、及薄片式浇口。综合对塑料成型性能、浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的模具采用点浇口形式。图（5）浇口设计图型芯、型腔结构的确定 型芯、型腔可采用整体式或组合式结构。 该塑件型芯形状比较复杂，因此应采用组合式形式，而型腔形状比较简单，可采用整体式结构。图（6）型腔尺寸图 推件方式的选择 根据塑件的形状特点，模具型腔在定模部分。开模后，塑件和型芯一块向后运动。其推出机构可采用推块或推杆推出。综合对塑件形状结构分析，该塑件可采用推杆推出结构。4、 成型零件的工作尺寸计算该塑件的成型零件尺寸计算时均采用平均尺寸,平均收缩率,平均制造公差和平均磨损量来进行计算。查有关模具设计手册得聚碳酸酯的收缩率为s=0.5%0.8%,故平均收缩率为Scp=（0.5%+0.8%）/2=0.65%。根据塑件尺寸公差要求，模具的制造公差取图（7）型腔和型芯工作尺寸5、 注射机有关参数的校核 1、模具闭合高度的确定和校核 模具闭合高度的确定。根据标准模架各模板尺寸及模具设计的其他零件尺寸：定模座板H定=20mm。 定模板H=30mm，型芯固定板H固=20mm，模脚H模=60mm，动模固定板H动=20mm 模具闭合高度H闭=20+30+20+60+20mm=150mm 2、模具安装部分的校核 该模具外形尺寸为150mmX150mm，XS-ZY-60型注射机模板最大安装尺寸为380mmX180mm，固满足模具安装要求。 XS-ZY-60型注射机允许模具最小厚度为Hmin=70mm，最大厚度为Hmax=200mm，所以模具闭合高度满足HminH闭Hmax的安装条件 综上所述，XS-ZY-60型注射机能满足使用要求。6、 温度调节系统的设计 1、 冷却系统设计 塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模、定型、成型周期和塑件质量。所以，我们在模具上需要设置温度调节系统以到达理想的温度要求。 2、冷却系统的结构形式。 根据塑料制品形状及其所需的冷却效果，冷却回路可分为直通式、圆周式、多级式、螺旋线式、喷射式、隔板式等，同时还可以互相配合，构成各种冷却回路。其基本形式有六种，我们这里选用的是简单流道式。 简