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骨架
塑料
模具设计
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- 0 -毕业设计(论文)开题报告题目：绕线骨架塑料模具设计1 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）1.1 题目背景、研究意义模具技术是制造业是实现自动化，高效率，高利用率生产的基础:模具技术的应用是提高制造业的产品质量和劳动生产率必不可少的重要手段，由于模具生产要采用一系列的高新技术，如 CAD/CAE/CAM/CAPP 等技术、计算机技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成形技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等。因此，模具设备是国防工业现代化的重要战略装备，是关系到国家战略地位和国家综合国力水平的重要标记。塑料工业是现代新兴工业之一，它包括塑料原料（树脂和助剂）生产和塑料制品成型加工两部分。由于塑料具有质量轻、强度高、韧性好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、可成型任意形状、成本低等优点。因此塑料制品获得了广泛的应用，塑件已深入到国民经济的各个部门中，零件塑料化的趋势不断加强，并且陆续出现全塑产品 1。现代生产、生活中越来越多的产品是塑料制品，其产品形状结构比较复杂，这就要求模具设计制造者必须充分掌握产品的各种资料，包括产品的形状、尺寸、原料的特性、精度要求、特殊表面效果等 9。本课题的主要设计意义在于增强我们的专业技术应用能力，培养我们独立- 1 -思考、解决实际问题的能力，掌握塑料模具设计的相关知识，完成模具方案的设计，运用所学知识独立设计一套完整的注射模具，并能将其运动于实际生产。1.2 国内外相关研究情况改革开放 20 多年来，我国的模具工业获得了飞速的发展，设计、制造加工能力和水平、都有了很大的提高。据中国模具工业协 会统计，1995 年中国模具总产值为 145 亿元， 而 2003 年已达 450 亿元左右，年均增长 14%。 另据统计2004 年中国（不包括台湾、香港、澳 门地区）共有有模具专业生产厂、产品厂配套 的模具车间(分厂)近 20000 家，约 60 万从业人 员，年模具总产值达 1 亿元人民币以上的有十 多家。但是，我国模具工业现有能力只能满足 需求量的60左右，还不能适应国民经济发 展的需要。据有关部门统计，1997 年进口模 具价值 6-3 亿美元，这还不包括随设备一起 进口的模具；1997 年出口模具仅为 7800 万美 元。目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制 约经济持续发展的瓶颈。国内已经认识到了 模具在制造业中的重要基础地位，许多模具 企业十分重视技术发展，增大了用于模具技 术进步的投资 7。现在，我国模具生产厂点约有 3 万多家，从业人数 80 多万人。 “十五”期间，模具年平均增长速度达到 20左右，2005 年模具销售额达 650 亿元，同比增长 25；模具出口 7.4 亿美元，比 2004 年的 4.9 亿美元增长约 50，均居世界前列。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50，塑料模具约占 33，压铸模具约占 6，其它各类模具约占 11。但是，由于创新能力弱，行业关键技术难以突破，使得我国模具行业长期以来面临着“低端竞争、高端进口”的尴尬局面。为了适应市场对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求，模具越来越向着大型化、高精度化、多功能复合模具化等方向发展。热流道模具、气辅模具等先进的模具加工技术也将在塑料模具中得到更广泛的应用。标准件的广泛应用，将极大的影响模具制造周期，提高模具的质量，并降低模具的制造成本。模具技术含量的不断提高，将使中高档模具比例不断增大，产品的机构调整将引发模具市场走势不断变化 5。高新技术在欧美模具企业得到广泛应用，欧美许多模具企业的生产技术水平，在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。CAD/CAE/CAM 的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在欧美，CAD/CAE/CAM 已成为模具企业普通应用的技术。在欧美，CAD/CAE/CAM- 2 -已成为模具企业普遍应用的技术。在 CAD 的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前 3D 设计已达到了 70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。目前，国外注射成型技术的发展迅速，精密注射成型、注射成型中的计算机技术的广泛应用，以及全电动注射剂、两板式注射机、无拉杆注射机、电磁动态化注射机、低压注射成型、高速注射成型、复合注射成型、超级小精密注射成型等技术的研发及应用，都大大提高了国外模具的生产和制造水平 6。中国模具生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后、其差距主要表现在下列几方面。国内自配率不足80，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足 60。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。中国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂） ，专业模具厂也大多数是“大而全” 、 “小而全”的组织形式。国外模具企业大多是“小而专” 、 “小而精” 。模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术 6。2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1 本课题研究的主要内容本次设计的主要内容是设计绕线骨架塑料模具，并完成不少于 1500 字的文献综述；对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算，运用 Pro/E 软件辅助设计完成模具整体结构；编制模具中典型零件的制造工艺规程卡片；绘制模具零件图及装配图；对模具结构进行三维剖析，输出模具开合结构图；编写设计说明书（所有 3D 图插入说明书中恰当位置）等等相关内容。该产品的材料是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS )，是由丙烯腈( A)、丁二烯(B)和苯乙烯(S)组成的三元共聚物，英文名称：Acrylonitrile-butadiene-styrene(简称 ABS)。苯乙烯赋予 ABS 树脂刚性、电性能、易加工性及表面光泽性，丁二烯赋予 ABS 树脂韧性及低温抗冲性；丙烯腈则赋予 ABS 树脂耐化学性、耐候性、耐热性及抗张强- 3 -度。由于它们优势互补，使得 ABS 树脂具有耐热、表面硬度高、尺寸稳定、耐化学性及电性能良好、易于成形加工和机械加工等优异的综合性能，在电子电器、仪器仪表、汽车、建材工业和日用制品等领域获得广泛的应用 13。 本次设计塑件特点为：可以采用各种形式的浇口，浇口与塑料连接处应该光滑过度；塑料厚度均匀不宜有嵌件缺口尖角。图 2.1.1 绕线骨架二维图图 2.1.2 绕线骨架三维图2.2 研究方案方案一：采用单分型面注塑模具，其浇口套和浇口设在定模固定板上。采用直接浇口，这种浇口流动阻力小，进料快。通常用于一模一穴，浇口用在不影响产品外观且成型深腔的大型制品，不易用于成型平薄的型件且易变性的产品。方案二：采用推杆脱模，优点是模具简单，缺点是在推杆推出结构简单，推出平稳可靠，推出时会在塑件上留下顶出痕迹。方案三：采用一模两腔双分型面结构，其浇口设在定模板上，用斜滑块侧芯机构。脱模采用推杆推动的推板。浇口采用点浇口，点浇口尺寸小，冷凝快，成型周期快，点浇口塑件一般不需要修正工序，因而省去了修正工序，生产率高。而且点浇口在塑件上留下的痕迹小，使塑件表面质量得到了提高。方案一,虽然模具设计结构比较简单，但是塑件容易产生变形或者破坏。同时采用直接浇口，需要专门去除浇注系统产生的凝料。方案二是采用推杆脱模，影响塑件外观。方案三采用一模两腔结构，效率高。应用斜滑块侧抽芯机构，- 4 -在开模时，拉出主浇道凝料，斜滑块在动模带动下向外移动，退出斜导柱，推杆推动推板将塑件顶出。综上，选择方案三最合理。2.3 研究方法或措施本设计题目是工程实际零件，通过运用塑料模具设计 、 塑料成型工艺等知识，利用 Pro/E 软件完成模具结构的设计，并进行相关的校核计算，完成包括注塑机的选择、选材热处理、制造工艺规程、可行性分析等工作。本设计旨在锻炼我们在专业技术应用能力上达到培养目标的基本要求，在塑料成型工艺与塑料模具设计技术方面得到全面提高，并受到模具设计工程师的基本训练。3 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作本课题研究的重点是：模具总体结构的设计优化选择,实现内侧抽芯动作及脱模过程，以及对模具结构进行三维剖析输出开合模具结构图。难点是：于型芯机构的设计、脱模过程和总体方案的优化选择,以及模具三维结构剖析和开合模具图输出。前期已开展工作：（1）搜集并查阅了相关专业资料为后期的毕业设计做好充分的准备；（2）完成了塑料模具设计的文献综述；（3）完成了塑件的二维、三维图的绘制；（4）对塑件结构进行了分析及其工艺性分析；（5）进行了模具结构的分析，拟订了三套备选结构方案，并绘制了方案草图。4 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）1-2 周：熟悉课题，工厂参观注塑生产过程，绘制塑件 3D 图，翻译外文资料；34 周：确定模具类型及结构，绘制模具结构草图，准备开题答辩； 510 周：对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算，并运用 Pro/E 辅助设计完成部分模具零件，准备中期答辩； 1112 周：完成模具零件的选材、工艺规程的编制、装配图及零件图的 绘制等工作； 1315 周：对所有图纸进行校核，编写设计说明书，所有资料提请指导教师检查，准备毕业答辩。 - 5 -注：1）正文：宋体小四号字，行距 20 磅，单面打印；其他格式与毕业论文要求相同。2）开题报告由各系集中归档保存。3）开题报告引用参考文献注释格式可参照附录 E“毕业设计（论文）参考文献样式”执行。不进入正文，可以作为附件放在开题报告后面。参考文献1 杨俊秋.浅谈塑料模具毕业设计J. 模具制造.2005(7):38-41.指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见）指导教师： 年 月 日 所在系审查意见：系主管领导： 年 月 日- 6 -2 王东辉.孙海洋.Pro/E 在塑料模具设计中的应用J.哈尔滨轴承,2008,(1):84-86.3 杨攀,常旭睿,吴光顺编著.Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 中文版模具设计经典作品解析.北京:中国电力出版社,2005.4 王永平编著.注塑模具设计经验点评.北京:机械工业出版社 ,2004.5 王守鹏.简述模具在我国的应用和发展趋势J. 考试周刊 ,2009,36:175.6 郑涌.模具行业现状及其发展趋势J. 科技信息,2007,4:64-65.7 李海平.国内模具工业的现状及研发趋势J .科技资讯 .2006(26):28-29.8 王文广,田宝善,田雁晨主编.塑料注射模具设计技巧与实例 .北京:化学工业出版社,2004.9 李光耀. 浅谈现代塑料模具的设计与制造J.橡塑技术与装备 2005,32(3):24-28.10 (德)E. 林纳(Edmund Linder), (德)P.恩格编著(Peter Unger). 注射模具 130 例.北京:化学工业出版社,2005.11 任义磊.具有复杂抽芯结构的注塑模设计J. 塑料科技 ,2009,37(8):69-71.12 孟繁博.ABS 材料的市场需求和竞争力J. 天津商学院学报 .2007,27(6):71-74.13 S.H.Tang, Y.M.Kong,S.M.Sapuan,R.Samin and S.Sulaiman. 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