开题报告-酒瓶大官帽上盖注塑工艺分析与模具设计.doc

武汉轻工大学毕业设计开题报告2015届毕业设计题目 酒瓶大官帽上盖注塑工艺分析与模具设计 院（系） 机械工程学院 专业名称 材料成型及控制工程 学生姓名 学生学号 指导教师 武汉工业学院毕业论文学生开题报告课题名称酒瓶大官帽上盖注塑工艺分析与模具设计课题类型论文课题来源自拟课题导师谈芬芳学生姓名专业材料成型及控制工程一、课题的目的和意义 该课题是酒瓶上盖为酒瓶包装的一部分, 市场需求量大,其外观往往代表了企业的形象,要求较高。在注塑过程中, 由于各种原因导致的缺陷主要有飞边、熔接痕、银丝、翘曲、欠注、裂纹等。其中与外观质量有关的缺陷主要有飞边、银丝、翘曲、裂纹等1。研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。在课题的研究过程中,锻炼我们的绘图技巧以及对塑料模具制作的了解与贯通,为将来的工作适应奠定坚实的基础。二、国内外塑料模具设计及制造的研究现状及发展趋势 塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的,在我国,起步较晚,但发展很快,特别是最近几年,无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展,取得了很大成绩2。有以下几点:1. CAD/CAM技术的应用较为普遍,取得了很大成绩;2. 应用电子信息工程技术进一步提高了塑料模的设计制造水平。3. 开始应用的气体辅助注射成型技术近年来发展很快,更趋成熟;4. 热流道技术发展很快,热流道模具比例不断提高;5. 国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。 综上所述,我国塑料模具的质量、技术和制造能力近年来确实发展很快,有些已达到或接近国际水平,尤其是随着改革开放政策的不断深入,“三资”企业蓬勃发展,对我国塑料模具设计制造水平的提高起到了非常大的作用。然而,由于我国模具制造基础薄弱,各地发展极不平衡,因此总体来看,与国际先进水平相比和与国内外市场需求相比,差距还很大。马斌、郭志英等人在国内外模具发展的行情上作出了鲜明的分析对比3。在国内外存在的差距有五个方面。(1) 总量供不应求, 国内的模具自配率只有70 %左右。其中中低档模具供过于求, 中高档模具自配率只有50 %左右。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不合理。我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间(分厂), 自产自配比例高达60 %左右, 而国外70 %以上是商品模具。国内专业模具厂大多数是“大而全” 、“小而全”的组织形式, 而国外大多是“小而专” 、“小而精” 。国内模具总量中, 属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例不足30 %, 而国外在50 %以上。进出口之比2004 年为3 .71 , 进出口相抵后的净进口达13 .2 亿美元, 为净进口量最大的国家。(3) 模具产品水平要比国际水平低许多, 而许多模具的生产周期却要比国际水平长。产品水平低主要表现在模具的精度、型腔表面粗糙度、寿命及结构等方面。(4) 开发能力较差, 经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例低, 水平也较低, 不重视产品开发, 在市场经济中常处于被动地位。我国模具企业每个职工平均每年创造模具产值约合1 万美元左右, 国外模具工业发达国家大多15 20 万美元,有的达到25 30 万美元, 随之而来的是我国模具企业经济效益差, 大都微利, 缺乏后劲。(5)与国际水平相比, 模具企业的管理落后更甚于技术落后。技术落后易被发现, 管理落后易被忽视。国内许多模具企业还沿用过去作坊式管理模式, 真正实现现代化企业管理的还不多。 国外, 随着模具制造业的不断发展， 对模具钢从冶金质量、数量、性能上要求不断提高。在国外出现高合金、高质、优化、低级材料强化及扩充材料领域等趋向，模具材料由低级向高级发展，发展的趋向是碳素工具钢低合金工具钢高合金工具钢4，相继出现一系列新型模具材料，模具标准钢的合金化程度也日趋提高。然而,国外注塑成型技术在向多工位,商效率,自动化,连续化,低成本方向发展.因此,模具向高精度复杂,多功能方向发展。 专家认为，目前中国与国外水平相比还存在较大差距，眼前需尽快突破制约模具产业发展的三大瓶颈：一是加大塑料材料与注塑工艺的研发力度；二是塑模企业应向园区发展，加快资源整合；三是模具试模结果检验等工装水平必须尽快跟上，否则塑料模具发展将受到制约。三、课题资料及相关知识的准备 通过老师指导我们学习了相关书籍的注塑工艺与塑料模具知识。在图书馆搜集并查阅了塑料成型工艺及模具设计等书籍系统地学习塑料模具的成型原理5，学习设计上盖的成型方案。 在实习期间参观洛阳一拖集团，了解到模具生产在当今工业中的比重和发展前景我们还在网上进行了大量的搜集工作，搜集到关于注塑工艺、模具设计、模具在工业中的应用等知识。我们又结合各自的课题，在借鉴了大量的蓝图和大量的相关文献，对自已课题的构思有了进一步的要求。 四、课题的目的和要求 上盖注塑、成型的模具设计，诠释了塑料模具工艺的过程，属于工程设计类型题目。可以巩固平时所学的知识，学生通过该模具的设计，可使所学机械学、力学、材料学、成型学等知识得到综合应用。通过毕业设计，我开始通过分析题目，查找相关的文献资料，拟出相应的文献综述，设想出成型思路，并通过方案选择确立实施步骤根据所学的模具知识，设计相应的结构，通过计算画出结构，得到完整的模具设计。培养了我们独立思考、独立设计方案、独立构思的解决问题方法。5、 设计的思路与预期效果1.零件的产品结构及材料分析工件名称：大官帽上盖生产批量：大批量材料：ABS大官帽上盖零件图如图1,大官帽上盖三维图如图2： 主视图 俯视图 左视图 图1大官帽上盖的零件图 选用5级精度 粗糙度选用3.20 图2大官帽上盖的三维图材料分析 该零件采用的材料为ABS，是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构。它具有高强度、低重量的特点。且不透明，外观呈浅象牙色、无毒、无味，兼有韧、硬、刚的特性，最主要ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂。大部分ABS是无毒的，不透水，但略透水蒸气，吸水率低，室温浸水一年吸水率不超过1%而物理性能不起变化。ABS树脂制品表面可以抛光，能得到高度光泽的制品。ABS具有优良的综合物理和机械性能，极好的低温抗冲击性能。尺寸稳定性、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。2. 大官帽上盖设计方案的确定(1) .成型工艺方案方案对比（1）注塑成型 （2）挤出成型 (3）压注成型 （4）压缩成型成型方案成型对象成型设备成型模具成型优缺点注塑成型热塑性塑料盒一部分热固性塑料注射机外形复杂，尺寸精确的塑料制件成型周期；生产效率高；易于自动化挤出成型热塑性塑料和部分热固性塑料挤出机组管、棒、丝、板等成型质量、精度高；连续成型；生产量打；设备简单；成本低压注成型热固性塑料普通压力机和双动压机模具结构复杂成型周期短；效率高；成型形状复杂；带有细小金属嵌件的制品压缩成型热固性塑料普通液压机和压力机无浇注系统，模具结构简单生产周期长；效率低；劳动强度大；塑件精度难控制；不易实现自动化生产 表 1 四种成型方案的对比 ABS一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料结构，且瓶盖结构复杂，高强度、低重量，根据表中所述，选择注塑成型13。注塑成型的特点(1) 模具能一次成型形状复杂、尺寸精确、带有嵌件的塑件；(2) 模具成型周期短、生产率高、易实现自动化生产；(3) 模具除氟塑料以外，几乎所有的热塑性塑料都可以注塑成型，一些流动性好的热固性塑料也可以注塑成型9；(4) 适合批量生产。(2) .模具设计方案由于成型件的需求量与大小，我采用一腔四模的型腔。根据塑件的形状将分型面选择分为两个方案。方案一：在瓶盖底部最大圆形回转处瓶盖的下半部分；方案二：在瓶盖底部最大圆形回转处瓶盖的上半部分。由于塑件的上半部分有一个细小凹的部分，但是特别细小对于塑件来说可忽略不计，下半部分便于脱模，便利，原件成型更均匀。故选择方案一，选下半部分型面易选泽，且不影响模具外观，易脱模。在浇注系统方面，将主流道分布在模具中心线，设计成适当大小，而分流道则平衡分布。根据塑件的材料为塑料，且塑件尺寸为大批量小件，采用点浇口连接流道。然而尺寸根据塑件大小及性能决定。(3) .型腔确定与分布由于注塑型腔数目需要考虑几个因素：塑件的尺寸精度；模具制造成本和难度；注塑成型的生产效益。根据瓶盖的尺寸精度与生产要求，我采用一腔四模。型腔采用对称式分布。3. 设计思路 （1）查阅模具设计手册，参照其余模具设计的例子，确定上盖设计参数； （2）根据上盖的设计参数，进行注塑工艺性分析及确定工艺方案和模具结构6； （3）明确使用注塑机的型号规格； （4）注塑工艺计算：最大注射量、注射力、锁模力等计算；注塑机压力与行程；注塑机主要技术参数等计算 （5）模具的总体结构设计：瓶盖制件在模具中的成型位置；分型面和型腔数量的确定；浇注系统形式和浇口的设计；成型零件的设计；脱模推出结构的设计；上下分型结构设计：合模导向机构的设计；排气系统和温度调节系统的设计及模架的选择等 （6）装配图的设计：绘制模具装配草图，各部分的结构设计，协调好各零部件之间的装配关系，完成装配工作图 （7）上盖工作图的设计：绘制指定的成型零件工作图 （8）整理和撰写设计说明书 （9）进行毕业设计总结，完成答辩准备工作4.设计的预期效果希望通过本次设计工作，加强自己在设计方面的技巧与思路，提高分析和解决实际问题的能力，培养自己严肃认真的科学态度和严谨求实的工作作风。将自己在课堂所学的知识加以巩固而达到进一步的认识。5. 毕业设计说明书纲领毕业设计说明书大纲1. 前言 2.塑件的工艺分析 3.注塑成型方案的选择 4.模具的设计 5.模具的试模与修模主要内容：1.我国塑料模具发展现状与趋势； 2.上盖的材质选择与技术要求的分析； 3.注塑成型方案的比较与选择； 4.模架与注塑机的选取，以及各机构的选择； 5.检验模具修补不足之处，并提出改进方法。六、设计时间安排第六周：完成外文翻译、方案论证第七周：撰写开题报告、文献综述第八周：进行工艺计算并确定合理的工艺方案第九周：设计模具结构简图第十十四周：模具结构制图与CAD制图、注塑的加工工艺第十五十六周：编写设计说明书第十七周：毕业答辩七、参考文献1 游剑文.注射成型塑料制品常见缺陷及其解决方案J.科技经济市场.2010,(6)：6-7. 2 齐卫东.塑料模具设计与制造M.北京:高等教育出版社,20043 马斌，郭志英，周华民.Development of a plastic injection molding training system using Petri nets and virtual realityJ.浙江大学学报（英文版）,2006,（3）:302-3084 黄虹.塑料成型加工与模具M.北京:化学工业出版社,2004 .5 高军.李熹平.高田玉.褚兴荣.注塑成型工艺分析及模具设计指导M.北京：化学工业出版社.2009:1.6 叶久新.王群.塑料成型工艺及模具设计M.机械工业出版社.2007:11.7 任还东.熊毅.酒瓶顶盖注塑模具设计J.现代塑料加工应用，2011.8 毛金明.陈罡.瓶盖二次顶出模具设计J.模具技术,2009.(3):21-23.9 齐卫东.塑料模具设计与制造M.北京;高等教育出版社,2005:7.10 申开智.塑料成型模具M.北京:中国轻工业出版社,2006；9.11 屈华智.塑料成型工艺与模具设计M.北京:高等教育出版社,2010:9.12 李德群,肖景容.塑料成型模具设计M.武汉:华中理工大学出版社,1990.13 塑料模具技术手册编委会.塑料模具技术手册M.北京:机械工业出版社,1997.14 何修旭，黄瑶，王雷刚. 基于Pro/E和Master CAM的注塑模设计与加工J.模具技术. 2010,（1）: 40-43，63.15 石艳，黄亚纯，黄文权.注塑模具的CAD/CAMJ. 重庆工学院学报.2005,（1）:31-33，43.16 1. Zhou H