导向圈注塑成型工艺及模具开题报告.doc

湖南工业大学本科毕业设计（论文）湖 南 工 业 大 学本科毕业设计（论文）开题报告 （2015届）学 院（部）： 机械工程学院 专 业： 材料成型与控制工程 学 生 姓 名： xxx 班 级：材料1103 学号 11405700227 指导教师姓名： 付云稀 职称 副教授 2014年 12 月 25 日题目：导向圈注塑成型工艺及模具1. 结合课题任务情况，查阅文献资料，撰写15002000字左右的文献综述在现代工业生产中，成型模具由于具有具有优质、高产、省料和低成本等特点，现已在汽车、拖拉机、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到了广泛的应用，是重要的工艺装备之一。据统计，利用模具制造的零件，在飞机、汽车、电机电器、仪器仪表等机电产品中占60%70%，在电视、计算机等电子产品中占80%以上。模具作为一种高附加值和技术密集性产品，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。1塑料作为四大工程材料之一，与其他材料相比，塑料具有重量轻、耐腐蚀、强度高、电性能优异、绝热、阻燃以及成型容易等特点。当前塑料已成为材料工业中不可缺少的重要组成部分。2塑料的成型方法主要有挤出成型、注塑成型、吹塑成型、压延成型、压制成型等。其中注塑成型因可以生产和制造形状形状较为复杂的制品、易于与计算机技术结合、易于实现自动化等生产优点，在高分子材料的成型中占有极其重要的位置。注塑成型技术广泛应用于汽车、家电、电子设备、办公自动化设备、建材等诸多领域。近年来这些工业领域迅速发展，给注塑成型技术在发展速度上、水平上都得到了迅猛的发展，特别对于注塑成型新技术的发展更是起到了强大的推动作用。31.1注塑模具的发展前景许多欧美工业发达的国家把模具比作“金钥匙”、“效益放大器”、“进入富裕社会的原动力”、“印钞机”等，4可见对模具行业的重视。注塑模具在整个塑料模具的总量中占50%以上，从目前的法展趋势可以看出，在未来市场中，注塑模具的发展将远高于其他模具。随着热流道、逆向工程、高速铣削等新技术在塑料成型中的应用，注塑模具逐渐向标准化、复杂化、自动化、精密化方向发展，有着广阔的发展前景。51.2先进技术在注塑模具中的应用（1） 高速切削技术 高速切削（High Speed Machining，HSM）的概念最早是由德国的Salomon博士提出的，高速切削技术是一种通过特定的方法和生产设备进行高效、高精度的数控加工方式。使用高速切削的注塑模具具有加工平稳、精度高、效率高等优点,因而，随着注塑模具对精度越来越高的需求以及微电子、计算机数字控制机床(CNC)等技术的发展，高速切削技术被广泛应用于注塑模具的加工。如德国、日本等85%左右的模具采用高速加工代替电火花加工成型技术。我国20世纪90年代开始高速切削技术的研究与应用。6 （2）快速成型技术 快速成型（Rapid Prototyping Molding，RPM）技术产生于20世纪90年代.它是集数控、激光、新材料、分层制造等现代先进制造技术与一体的科技成果，被称为自数控技术以来的又一次技术革命。快速成型技术通过CAD数据，将一层层的材料叠加形成三维实体。目前，使用比较广泛的快速成型技术有：激光立体光刻技术、熔丝沉积成型技术、叠层成型技术、激光诱发热应用成型技术等。快速成型技术对于低成本、高精度、快速的模具制造具有重要的意义，目前已被广泛应用于汽车、家电、航空等领域。7 （3）微注射成型技术 微注射成型（Micro Injection Molding，MIM）通过螺杆将高聚物塑化，然后将熔体注入计量室，利用计量室对熔体进行精确的计算后，将其射入模具。随着高技术和精密技术的迅速发展，微注射成型被广泛应用于尺寸小，形状特殊，功能复杂的塑件生产当中。随着电子通讯、精密机械等产业的发展，微注射成型技术也得到了越来越广泛的应用，每年大约以20%的速度增长。8 （4）热流道技术 热流道技术在注塑模具中的广泛应用是制造业的一大变革。热流道模具是最早由美国Incoe公司开发出来，在工业发达国家已有几十年的应用历史。它具有生产成本低、成型周期短、工作效率高等优点，热流道模具在工业发达国家的应用发展较快，很多国家的应用率达到70%以上。同时，热流道模具的制作成本、技术要求、维护费用都比普通模具要高，因此，需要进一步的研究与改进，使其更广泛的应用于注塑模具生产中。91.3我国注塑模具发展趋势 （1）CAD/CAM/CAE技术将广泛应用于注塑模具设计 模具从设计到检验是一个复杂的过程，随着模具行业的发展，在注塑模具设计方面也需要越来越多的新技术的投入。近些年来，随着电子信息技术的发展，计算机辅助设计（CAD）/计算机辅助制造（CAM）/计算机辅助工程（CAE）技术在注塑制造业的应用越来越广泛，其技术也越来越成熟。近些年来的实践表明，在注塑模具设计方面普及推广CAD/CAM/CAE技术，可以大大提升注塑模具设计的标准化、集成化。10（2）热流道模具在注塑模具中的比重将逐渐提高 由于在模具制造中采用热流道技术可以大幅度提高塑件质量，同时还可以减少能源浪费，提高生产效率，因此，近些年来，热流道技术在注塑模具中的比例重达50%80%。我国也有很多厂家将热流道技术应用于注塑模具生产，热流道技术在注塑模具中的使用率将不断升高。（3） 专用和优质模具材料将不断推陈出新 随着模具行业的不断发展，模具材料的选用也不断得到重视。模具材料一般在整个模具价格中占10%30%，优质的材料可以提高塑件的成型率、延长模具寿命。模具材料的选用一般要满足耐磨性好、强韧度高等要求，目前采用较多的是钢模。11(4)模具标准化程度将不断提高 随着新的技术在模具生产中的不断应用，很多发达国家模具标准件的使用覆盖率已经达到80%。为了适应市场需求，标准化的生产将成为我国模具行业的发展方向。同时，从目前模具行业的发展来看，模具还将对加工精度的要求不断提高；中高档模具在总数中的比例不断增大；模具的使用寿命不断增长；快速成型技术在模具中的应用越来越广泛；绿色制造技术将得到发展；微成型技术将成为模具技术的一个新分支。总之，模具制造会朝着快速、高效、环保、经济的大方向发展。121.4国内外注塑模具的发展现状对比（1）注塑模具的精度在塑料成型方面，注塑模具具有其他模具无法比拟的优势，随着人们需求的不断提高，对塑件的精度要求也越来越高，高精度的模具是生产出高精度塑件的保证。模具的精度通常包括尺寸精度、形状精度、位置精度、表面精度等四个方面。目前很多工业发达国家注塑模型腔的精度达到了0.0050.001，型腔表面粗糙度（Ra）为0.100.05m。随着零件微型化的发展，我国注塑模型腔的精度一般为0.05，现在以达到0.02-0.03。型腔表面粗糙度（Ra）达到0.20m。注塑模具的这些发展对于提高手机、数码相机等塑件的精确度具有重要意义。13(2) 热流道模具使用率 由于热流道模具具有生产周期短、节省原材料、提高生产率等优点，成为注塑模具的发展热点之一。当前，俄欧美发达工业国家和地区的热流道模具使用率占塑料模具总量的比例的60%-70%及以上。我国模具制造业中，传统的冷流道技术任然处于主导地位。热流道模具生产的技术难度大、价格昂贵等因素，在我国的发展非常缓慢，使用率不足10%。其中拥有自主产权的热流道技术比较少，尚处于逐步应用和自我开发阶段，很多设备依赖进口。14 (3)标准化程度 模具标准化主要包括模具塑件的便准化生产、模具技术的标准化执行等。可以降低成本，给制造工业带来效率和效益。因此其代表未来注塑模具的一个重要发展方向。目前发达国家模具标准化程度达到70%-80%，其专业模具制造厂具有分工明细、人员少、采用计算机管理、产值高等特点。 我国也与1983年10月在长沙成立了全国模具标准化委员会。近年来随着国外先进技术的引进，我国注塑模具标准化程度也在不断提高，从目前来看，我国模具标准化市场有很大潜力。15总之，我国在注塑模具先进技术研发与应用方面还与发达国家存在一定的差距，注塑模的精度、热流道模具的使用率、模具的标准化程度等都有待进一步提高。所以，我国应加大技术投入，重视技术创新，使我国注塑模具得到快速高效发展。参考文献1颜伟.我国塑料模具工业现状及进一步发展的对策J.机械工程师，2011,4（8）：37.2董晨空.塑料新型加工助剂应用技术M.北京：中国石化出版社，1999.3刘方辉，钱心远，张杰.注塑成型新技术的发展状况J.塑料科技，2009,3（37）:83.4洪慎章.现代模具的现状及发展趋势J.航空制造技术，2006（6）：30-32.5冯刚，张朝阁，江平.我国注塑模具关键技术的研究与应用进展J.塑料工业，2014,4（4）:16-17.6杨守滨.浅谈注塑模具先进制造关键技术的发展J.科技创新导报，2008（2） :78.7王昌，胡修鑫.注塑模具的先进制造技术综述J.机床与液压，2012,40（14）:123-125.8姜爱菊，吴宏武.微注射成型的最新进展J.塑料工业，2008,31（8）：1-49文泊.热流道技术是塑料注塑成型工艺的一大变革，国外塑料，2012（1）：55-56.10李菲，方沂.CAD/CAE技术在现代注塑模具中的应用J.价值工程，2012,33（31） ：36-37.11孙锡红.我国塑料模具发展现状及发展建议J.电加工与模具，2010（4）：31-33.12宋满仓，赵丹阳.注塑模具的绿色制造方法研究J.机械设计与制造工程，2002,31(3):15-16.13江健.浅析注塑模具的发展J.广西轻工业，2011（3）：51-52.14WILDER R V. Hot RunnersJ.Plast Technol,2003,49(9):23.15宋满仓.注塑模具设计与制造标准化体系的研究D.大连理工大学，2004:1-14.2.选题依据、主要研究内容、研究思路及方案2.1选题依据1）导向圈为ABS塑料材料，符合设计要求，具有实际意义；2）该模具一模两腔，侧浇口进料，四板式结构，三次分型，同时带有侧抽芯，具有一定的设计技巧，满足毕业设计的难度要求；3）模具设计过程中能检验和巩固大学四年的学习情况，同时还能对CAD及PRO/ENGINEER等电脑制图软件有更进一步的了解；4）能很好的运用所学专业知识对大学学习进行总结。2.2、主要研究内容 导向圈的注塑成型工艺及模具设计 塑件导向圈采用热塑性塑料ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）注塑成型。ABS塑料密度1.051.18g/cm3，收缩率为0.4%0.9%，弹性模量2Gpa，泊松比0.394。是一种具有良好综合性能的塑料。 塑件表面要求光滑平整，不得有溢边、扭曲、飞边、气泡、银丝及明显的浇口痕迹等注塑成型缺陷，要求注塑成型钱对塑料进行干燥处理。具体要求及结构见附图。塑件上的内外侧凸凹，须在侧向分型抽芯后，才能进行定、动模分型。侧抽芯为斜销侧抽芯，浇口为侧浇口。模具一模两腔，四板式结构，三次分型。主分型面位置设在小圆弧的平分（中心）线上（见产品图），斜销内外四面侧向分型抽芯(即内、外侧抽芯)，以保证塑件顺利脱模。完成本课题具体措施：（1） 采用Pro/E软件进行导向圈三维实体造型，并采用流动软件MPI分析塑件成型性能；（2） 采用Pro/E软件进行模具结构三维设计工作；（3） 采用Auto CAD完成模具工程图和装配图。2.3研究思路及方案1）确定型腔的数目 确定型腔数目的条件有：最大注射量、锁模力、产品的精度要求、经济性等。2）选择分型面 分型面的选择应该以模具结构简单、分型容易，同时不破坏已经成型的塑件作为原则确定。3）型腔的布置 型腔的布置应采用平衡式排列，保证各腔平衡进料。同时还要注意冷却水道、推杆布置的协调问题。4）浇注系的确定 包括主流道、分流道、浇口和冷料穴。应该根据模具的类型、型腔的数目及布置、塑件的材料尺寸来确定。5）脱模机构的设计 开模时应该保证塑件留在模具的动模部分，推出机构的设计应根据塑件的不同结构设计出不同的形式，有推杆、推管、和推板结构。6）温度调节系统的确定 塑件的种类是决定调温系统设计的主要因素。模具的大小、塑件的性能及外观和尺寸精度对模具的调温系统都有影响。7）确定凹模和型芯的固定方式 当凹模或者型芯采用镶块结构时，应合理的划分镶块并且同时考虑镶块的强度、加工性和安装固定性。8）确定排气系统 注塑模具可以利用模具分型面和推杆与模具之间的间隙进行排气，但是对于高速成型的注射模具，必须设计有相应的排气装置。9)成型零件的尺寸计算 根据相应的公式，确定模具型腔的侧壁厚度、动模板的厚度、注射模的闭合高度等。10)选用标准模架 根据设计及计算的模具主要尺寸，选用注射模具的标准模架，并尽量选用标准模具零件。11)绘制模具结构图 在以上工作基础上，绘制注射模具完整的结构草图。12)绘制零件图 由模具装配图拆绘零件图的顺序：先内后外、先复杂后简单，先成型零件后结构零件。13)审核设计图样 3.工作进度及具体安排 2014.11.202014.12.20 开题报告 2015.02.252015.02.28 毕业实习、查阅相关资料 2015.03.022015.03