模具设计与制造-毕业设计开题报告

机械工程学院毕业设计开 题 报 告学生姓名 专 业 模具设计与制造 班 级 12321 指导教师 闫玉蕾 黑龙江农业工程职业学院2014 年 9 月 2 日毕业设计题目及来源：题目：旋翼的设计与加工来源：竹蜻蜓是中国古老的玩具，其外形呈T字形，横的一片像螺旋桨，当中有一个小孔，其中插一根笔直的竹棍子，用两手搓转这一根竹棍子，竹蜻蜓便会旋转飞上天，当升力减弱时才落到地面。在制作和玩耍竹蜻蜒的过程中，可以领略中国古老儿童玩具的趣味和科学技术的奥妙。研究的意义和国内外研究现状：塑料制品在日常生活中是常常见到的，如在家用电器、仪器仪表、建筑器材、汽车工业、日用五金、通信器材以及医疗器械等众多领域，塑料制品的使用比例正迅猛增加。这主要是因为以下原因：第一，塑料与金属材料相比有许多优点：容易加工，生产效率高；节约能源，绝缘性能好；质量轻，相对密度为1.01.4，比铝轻一半，比钢轻3/4，比强度高，具有突出的耐磨、耐腐蚀性等；第二，在日用和工业产品中，一个设计合理的塑料制品往往能代替多个传统金属结构件，加上利用工程塑料特有的性质，可以一次成型非常复杂的形状，并且还能设计成卡装结构，从而减少产品中装配的各种紧固件，降低了金属材料消耗量和加工及装配工时；第三，注塑加工是塑料加工中普遍采用的方法之一。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制品数量比其他常规的金属成型方法要大得多。由于注塑成型加工不仅产量多，而且适用于多种原料，能够成批、连续的生产，并且具有稳定的尺寸，容易实现生产的自动化和高速化，具有极高的经济效益。因此目前工业产品非金属化、金属制品塑料化的趋势日益明显。获得注塑制品的过程，称之为注塑成型或者注射成型，或者简单的称之为注塑。注塑成型的基本过程是：颗粒状的高分子材料（以下简称为塑料）经过注塑机螺杆的挤压和加热，成为熔融状态的可以流动的熔体。在螺杆的推动下，塑料熔体通过注塑机的喷嘴、模具的主流道、分流道和浇口进入模具型腔，成型出具有一定形状和尺寸制品的过程。注塑的结果是生产出符合用户要求的塑料制品。要想取得合格的制品，必须要有设计合理、制造精良的模具，还需要有何该模具配套的先进的注射设备（注塑机）以及合理的加工工艺。因此人们常将，模具、注塑机以及工艺称之为注塑过程得以顺利进行的三个基本要素。作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面的恶水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，并最终决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。与其他机械行业相比，模具制造业主要有以下三个特点：第一，模具不能像其他机械产品那样可作为基本定型的商品随时都可以在市场上买到。这是因为每副模具都是针对特定的塑料制品的规格而产生的，由于塑料制品的形状、尺寸各异，差距甚大，其模具结构也是大相径庭，所以模具制造不可能形成批量生产。换句话说，模具是单件生产的。因此，模具的设计、制造成本都较高。第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的，作为产品，除质量、价格等因素之外，很重要的一点就是需要尽快地投放市场，所以对于为塑料制品而特殊订制的模具来说，其制造周期一定要短。第三，模具制造是一项技术性很强的工作，其加工过程集中了机械制造中的诸多先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧，因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产来说是非常重要的。对于采用注塑成型加工方法生产塑料制品来说，合理的成型工艺既是三个基本要素中的加工工艺。所谓成型工艺，简单来说就是将压力、温度、时间（速度）三大要素组成最合理的搭配。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要想确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素很多，除制品的形状、模具结构、注塑设备、原材料等之外，电压的波动、环境温度的变化对成型都有一定的影响。到目前为止，建立最佳的成型工艺尚无简便可靠的办法，大多需要操作者具有很丰富的实践经验与耐心，根据塑料制品在成型过程出现的具体问体认真调查，才能确立一个理想的成型工艺，高效率、高质量地生产出合格的塑料制品。随着市场竞争的激烈化，客户对于产品的质量要求越来越高，生产速度要求越来越快。这些要求推动人们不断设计技术更加先进，生产效率更加高的注塑机，同时设计结构更加合理，性能更加稳定的注塑模具，并寻求更为合理的注塑工艺，以满足这方面的要求。工业生产的塑料已有几百种，其中常用的也有60多种，常见的分类方法如下：该类塑料的特点是在一定的温度下，经过一定时间的加热或加入固化剂后即固化成型。固化后的塑料，质地坚硬，而且不溶于任何溶剂，也不能用加热的方法使其再次软化。加热温度过高就会分解。常见的热固性塑料有：胶木、电玉、装饰板及不饱和聚酯塑料等。该类塑料的特点是受热软化，冷却变硬，加工过程中一般只有物理变化而保持其化学本性。该类塑料的树脂多为加聚而成。常见的热塑性塑料有：硝酸纤维塑料、醋酸纤维塑料、聚乙烯塑料、聚丙烯塑料、聚苯乙烯塑料、聚氯乙烯塑料等。如，我们常见的矿泉水瓶、塑料袋等。该类塑料主要是指产量大、用途广、价格低的一类塑料。它们占塑料总产量的80%左右。主要品种有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、酚醛和氨基塑料等。一般是指能在工程技术中作为结构材料的塑料。该类塑料显著的特征是机械强度高，耐化学腐蚀和耐高温性能强，可代替金属或做其它特殊的用途。主要品种有：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚砜、ABS、聚苯醚、氟塑料等。该类塑料遇明火后剧烈燃烧，不易熄灭。如硝酸纤维塑料等，这类塑料被列为危险品。此类塑料遇明火燃烧，无自熄性，但燃烧速度较快。如聚乙烯、聚丙烯等。这类塑料在较强的明火中可燃烧，离火后很快熄灭。如酚醛塑料、醋酸纤维塑料、聚氯乙烯塑料等。研究的主要内容和方法，研究过程中的主要问题和解决办法：1、研究的基本内容（1）模具工艺成形方案分析；（2）塑料模具的设计；（3）模具典型零件的加工工艺分析；（4）模具的装配工艺分析；（5）注塑设备的选定。2、拟解决主要问题：（1）模具工艺方案的优化；（2）模具的整体设计方案确定；（3）冲压力的计算；（4）凹、凸模的设计计算及其优化；（5）典型模具零件加工方案的确定。三、研究步骤、方法及措施1、 前期准备工作（1）翻阅相关书籍，了解模具的设计方法及相关知识；（2）上网查找相关文献，了解国内外模具发展现状及趋势；（3）参考模具设计实例，进一步掌握模具的设计方法。（4）与模具专业相关教师进行交流探讨，充分掌握模具的加工方法。2、 中期具体设计（1）对塑料件进行工艺分析；（2）确定注塑成形工艺方案；（3）确定塑料模具整体设计方案；（4）选定模架，对凹模和凸模进行设计和计算；预期效果（包括拟取得的成果明细）：1、开题报告2、毕业设计说明书3、模具结构3D零件、装配文件4、模具装配图、零件图（纸质和电子版）课题研究所需的参考文献： 1塑料成型工艺及模具简明手册.王孝培主编.机械工业出版社.2冲压与塑料成型设备.范有发主编.机械工业出版社.3模具设计与制造.党根茂，骆志斌，李集仁编.要安电子科技大学出版社.4塑料工业手册.瞿金平，黄汉雄，吴舜英主编.化学工业出版社.5塑料成型工艺与模具设计.