模具开题报告ppt

1 / 7 模具开题报告 ppt 硕士研究生学位论文选题报告 报告题目 注塑模随形冷却优化设计及分型制造方法 学 号 研 究 生 入学年月 所在学院 专 业 导 师 选题时间： 2016 年 10 月 8 日 一、立论依据 1.课题来源 待定 2.选题依据和背景情况 在现代化工业生产中， 60 90的工业产品是通过模具加工生产的，模具工业已经成为制造业中的一项基础产业，是工业生产中的重要工艺装备，被称为“工业之母”，模具的设计、研发、制造，直接决定了产品的质量和性能。 随着机械工业、电子工业、航空工业、仪器仪表工业和日常用品工业的发展，塑料制品的需求也越来越多，最主要的塑件成形方法就是注射模成型。注射成型的产量占塑料制品总量的 30以上，注塑模具占塑料成形模具的 502 / 7 以上，几乎所有的热塑性塑料、热固性塑料和弹性体都能用这种方法加工。 注射成形的过程是塑料原料从注射机的料斗进入加热筒，经加热，成黏流态熔体，然后由柱塞或螺杆的推动在一定压力下通过 喷嘴注入模具型腔，经一定时间的保压、冷却、定型后，开模分型取出塑件。其流程如图 1 所示： 图 1 注塑成形流程图 其中冷却阶段是一个很关键的阶段，直接影响产品质量和生产效率。 由于注射入模具中的熔融树脂必须在型腔内冷却固化才能成为塑件，因此成形过程中模具温度必须低于模具型腔内塑料熔融体的温度。通常注入模内的塑料熔体温度为200 300，而注塑制品出模时的温度为 60 80。熔融体传递到模具的热量大约 80 95是通过金属传递到冷却水道的表面，然后由冷却介质带走。 由此可见，良好的冷却系统能够有效地控制模具型腔表面温度，保证稳定、合理的模具温度并实现对模内塑料熔体的均匀冷却。均衡的调温系统可以减少甚至消除因传热不均而产生的残余应力， 1 使模具温度均匀、缩短冷却时间，从而减小塑件的翘曲变形，保证注塑制品的尺寸精度和稳定性，提高表面质量和熔接强度，改善产品力学性能，减少废品率，增加经济效3 / 7 益。 在塑料的成型过程中，时时刻刻伴随着温度的变化。温度是塑料成型加工中一个非常关键的工艺参数。模具温度的高低直接影响着成型过程能否顺利进行；不同时刻的 温度场分布情况也直接关系到最终制品表面质量的好坏；不同时刻的温度场变化又是产生制品热应力分布，进而影响制品物理机械性能的主要原因。另外，温度变化的快慢又影响着塑料制品成型过程中的能量消耗多少和产品成型周期的长短，进而直接影响产品的生产效率和企业的经济效益。因此，及时了解塑料成型过程中的温度场分布是工程中非常关心的问题。注塑模温度调解系统的设计是注塑模设计的核心内容之一。 通常调节模具温度的方法是在模内开设冷却水道，通过调节输入冷却水道中冷却液的温度来实现对模具温度的调节。传统的冷却水道由于受加工 手段的限制，常为直线形，利用钻孔完成其加工，或者利用铣床在型腔附近加工出水槽，再加以堵头构成冷却通道。该技术具有结构简单，设计、加工过程容易实现等优点。但由于传统冷却水道距型腔表面的距离不一致，因而容易造成冷却的不均匀性，导致注塑件出现翘曲变形、开裂等缺陷，对型腔表面温度的控制力较弱，冷却均匀度及冷却效率较低。同时由于冷却的不均匀，导致制品内应力，直接影响其质量。对于复杂型腔的大型注4 / 7 射模具而言，冷却的不一致导致 模具的温度场不均匀，模具上各部分的热变形量也就随着该区域温度的不同而不同。不同的热变形量除了引起模具零件上的热应力外，在外形尺寸上也会引起不同的变化，从而造成了模具零件之间配合关系的变化。配合关系的变化对于固定不动的零件之间的影响还不太明显，但对于有相对运动的模具零件而言，会产生明显的配合障碍。从而造成侧向抽芯机构和导向机构在实际的生产过程中存在卡滞现象，且模具结构越大卡滞现象越严重，甚至会出现斜导柱变形折断、开合模导向结构“咬死” 的现象，既增加了修模费用又延误了生产周期，对企业造成了很大的损失。 随着注塑成型工艺不断向精密化方向发展，传统冷却技术已经越来越不能满足实际需要。九十年代中后期以来，脉冲冷却、随形冷却、 CO2 气体冷却等一些新型的冷却技术相继被开发出来，为注塑成型的研究开创了新领域。其中随形冷却技术具有冷却效果好、成本低、适用面广等优点，有广泛的应用前景。 随形冷却水道是指冷却水道随注射模型腔形状的变化而变化，与模具型腔表面的距离始终保持一致。 随形冷却水道可自由分布，设计时按一定的距离附着并均匀覆盖整个模腔表面。其冷却均匀度能大幅度提高，易实现同时冷却，大大缩 短了冷却时间。因而随形冷却注塑5 / 7 模具有制品质量好，成形效率高等特点。在随形冷却条件下，冷却水道均匀地以较近的距离附着在型腔表面，形成了热包络区，热量被完全封锁在其内部，局部热传导也被限制在两个相邻冷却水道之间的小区域内，因而 2 3 模具的冷却系统对模腔表面温度具有较强的控制力。 研究表明，在随形冷却条件下的注塑模在一个成形周期内即可达到稳定的工作状态，而传统冷却注塑模则需要经过大约 20 个成形周期才能够达到稳定的工作状态。因而在随形冷却注塑模中，通过调整冷却液的温度即可快速准确地实 现对模腔表面温度的调节。 以图 2 所示的塑件产品为例，比较传统冷却水道以及随形冷却水道的不同。该塑件长度大约 160mm，宽度 90mm，壁厚 3mm。 图 2 塑件产品示意图 图 3 传统冷却水道形式 3 图 4 随形冷却水道形式 用注射成型 CAE 软件模拟两种水道形式下的注塑成形过程并进行冷却分析、翘曲分析，比较传统冷却水道和随形冷却水道的冷却效果以及对注塑成形的影响。作出对比如表 1 所示： 表 1 传统冷却水道与随形冷却水道的比较 6 / 7 4 附件 9: 长江师范学院 本科毕业设计开题报告 姓 名： 学 号： 专业年级： 指导教师： 高陆君 201614261204 2016 级机械设计制造及其自动化 田美 子教务处制 - 2 - 注：本表装