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线套注射模设计,注射,设计
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南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：李声超学 号：05010216专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：线套注射模设计指 导 教 师:丁武学 2009 年 3 月 22 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 中国加入WTO之后，我国工业产品参与的国际市场竞争，提高工业产品质量已成为加强竞争力的重要因素。这对模具工业发展是一个新的挑战。结合毕业设计所选课题，分析了先进制造技术对注塑模具发展的影响,阐述了模具可视化设计和标准化设计新概念,扩充了模具快速制造的内涵，并阐述了模具寿命与失效，并提出研究模具寿命对于我国模具工业的重要意义。关键词 注塑模具 先进制造技术 寿命1 模具设计方式与方法的改变11 模具设计的依据与设计方法的多样性 先进制造技术的发展使人们不再单纯地依赖产品图或产品样件来设计制作模具,逆向工程技术的应用使产品的图片、照片或影像资料,甚至产品模具本身,都可以作为模具的设计依据。逆向工程技术特别在消化、吸收国外先进模具技术方面具有突出的优势,由此还带来设计思路上的变化,有时可以先设计模具型腔,然后据此再完善产品设计图样1。12 模具可视化设计随着软件技术的发展,三维(3D) 设计的诞生使模具实现了可视化设计、面向装配的设计。模具由二维(2D) 设计到三维设计实现了模具设计技术的重大突破:(1) 模具三维设计可以立体、直观地再现尚未加工出来的模具本体,设计资料可以直接用于加工,真正实现了CAD/ CAM 一体化和少、无图纸加工;(2) 模具三维设计解决了二维设计难于解决的一系列问题,如干涉检查、模拟装配、CAE 等;(3) 模具三维设计能对模具的可制造性加以评价,大大减少了设计失误。13 模具标准化设计 标准化是为在一定的范围内获得最佳秩序,对实际的或潜在的问题制定共同的和重复使用的规则的活动。注塑模具标准化是关于注塑模具生产经营活动所制定的规则和技术文件,内容贯穿于模具制造的全过程,是模具经营管理和模具设计与制造活动的标准化。实现注塑模具标准化的目的与意义在于2:(1) 能够使生产经营中的复杂无序的状态转变为秩序井然的状态,减少零件、刀具和夹具的种类;(2) 明确各部门对生产活动的责任与权限,管理者可以通过标准化恰当、准确地进行指示和检查工作,对工作的判断实现合理化,清楚地把握工作的现状；(3) 能够使员工明确了解工作内容,使员工的培训任务简单明了；(4) 能够使具有企业特征的传统技术保留下来,进而准确地流传下去；(5) 是质量、生产、成本和设备等管理活动向前推动的基础。模具标准化主要包括以下三方面的内容: (1) 经营管理的标准化； (2) 模具设计的标准化； (3) 模具制造的标准化。三方面自成体系,又互相关联、相互制约,其核心是数据库的内容及结构形式。1.4 新型注射成型对模具设计的新要求注射成形作为塑料加工中重要的成形方法之一,已发展和运用得相当成熟, 且应用得非常普遍。但随着塑料制品应用的日益广泛,人们对其在精度、形状、功能和成本等方面提出了更高的要求,因而在传统注射成形技术的基础上,又发展出了一些新的注射成形工艺,如气体辅助注射、多点进料注射、层状注射、低压注射等,以满足不同领域的需求3。所有这些均需要注塑模具设计与制造体系做出相应的调整以满足成形要求。另外, 在微机电系统(Micro Elect ro MechanicalSystems , MEMS) 中有着巨大应用潜力的微成形技术,也促使人们开展有关微型注塑模具设计与制造技术的研究。近年来,微成形技术已成为模具技术的一个新的分支,正在得到快速的发展4。随着MEMS 产业化的进程,微成形技术有着巨大的应用潜力和发展空间。研究适合微型注塑模具和微型注塑机的成形理论和制造方法,寻找和研制适合微型塑件生产的塑料原料,开发相应的检测元件、装置和技术,扩展其应用范围,已成为目前研究的热点,即如何将现有的、常规的注塑成形技术“移植”到微成形中去,以使微成形技术得到快速发展,这是各国工程技术人员的努力方向。2 模具制造技术及工艺的发展2.1 模具的快速制造(1) 基于并行工程的模具快速制造。近些年来,为满足工期的要求,模具企业大都在自觉与不自觉中应用“并行”的概念来组织生产、销售工作。并行工程应用的明确提出是对现有模具制造生产模式的总结与提高。并行工程、分散化网络制造系统为模具快速制造提供了有效的实施平台。并行工程的基础是模具的标准化设计。标准化设计由三方面要素组成:统一数据库和文件传输格式是基础;实现信息集成和数据资源共享是关键;高速加工等先进制造工艺是必备的条件。(2) 应用快速原型技术制造快速模具( RP +RT)5。在快速原型(Rapid Prototyping , RP) 技术领域中,目前发展最迅速、产值增长最明显的就是快速模具(Rapid Tooling , RT) 技术。2000 年5 月,在法国巴黎举行的全球RP 协会联盟( GARPA) 最高峰会上,这一点得到了普遍的认同。应用快速原型技术制造快速模具(RP + RT) ,在最终生产模具之前进行新产品试制与小批量生产,可以大大提高产品开发的一次成功率,有效地缩短开发时间和降低成本。这就是RP +RT 技术产生的根本原因,也是其赖以发展的动因,目前它已成为RP 技术的一个新的研究热点,也是RP 技术最重要的应用领域之一。(3) 高速切削技术的应用。高速切削(High SpeedMachining , HSM) 在模具领域的应用主要是加工复杂曲面。其中高速铣削(也称之为硬铣削Hard Milling ,HM) 可以把复杂型面加工得非常光滑,几乎不再需要精加工,从而大大节约了电火花( EDM) 加工和抛光时间,降低了材料的消耗,极大地提高了生产效率,且不破坏型面精度。2.2 模具的精密制造目前,塑件的尺寸精度可达到IT67 ,型面的表面粗糙度可达到Ra 0. 050. 025m ,注塑模具使用寿命达100 万次以上6。相应的模具零件尺寸精度要达到IT56 ,甚至更高,而随着磨削和电加工技术的发展,这已不是问题。(1) 磨削加工由于具有精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点,在精密模具加工中得到了广泛应用,特别是成形磨削,随着夹具和砂轮修整器形状与形式的完善,几乎各种形状的型芯都可用成形磨削作为终加工或精加工,并具有较高的成形精度(3.0m) 。光学曲线磨床也可以达到同样的目的,但加工精度更高(2. 0m) 。目前精密磨削加工的表面粗糙度可达Ra 0. 04m ,基本上达到了镜面要求7。(2) 电加工的尺寸精度与表面质量越来越高。目前,慢走丝线切割和电火花放电的加工精度可以达到1. 5m ,加工表面粗糙度可达Ra 0. 10. 2m。(3) 数控雕刻机的日益普及也使模具零件的型面加工又提高了一个档次。数控雕刻机的加工可看作是一种常态的高速铣削,而又因其刀具的多样性,使其加工质量比加工中心好得多。有些数控雕刻机的制造厂商甚至提出未来加工中心将作为数控雕刻机的粗加工设备出现。2.3 模具新材料模具材料已成为提升模具质量的一个重要因素。镜面钢材的诞生使得模具的表面质量更容易保证;易切削的预硬钢、少变形的淬火钢使模具的加工更为容易、快捷,而模具精度与使用寿命又可得以充分保证。3 模具寿命与失效3.1 分析模具失效的意义模具寿命高低是衡量模具质量的重要指标之一。不仅影响产品质量，而且还影响生产率和成本。随着工业的发展，在机械、仪表、电子、轻工和国防工业中，国内、外不断涌现出告诉、高效及高精度的塑性加工工艺，因而对模具寿命提出了更高的要求。因此，世界各国不断研制出提高模具寿命的新技术。失效分析在模具设计和制造中的做用是很重要的，设计的生产信息和影响因素很多。通过失效分析结果向模具设计、制造、使用和维修等部门反馈信息，提出改进措施用于加工生产中，是防止同类失效产生的最直接和有效的途径。3.2 塑料模具的工作条件和失效形式3.2.1 塑料模具的工作条件及失效形式塑料模的主要工作零件是成型零件，如突模、凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等，构成塑料模的型腔，以成型塑料工件的各表面。它们直接与塑料接触，经受压力、温度、摩擦和腐蚀等作用。塑料模型腔承受的注射机压力一般为40至140MPa，闭模压力为80至300MPa或更高，受热温度为140至300C，其具体参数与塑料的种类有关。型腔表面承受摩擦和腐蚀的剧烈程度取决于塑件的种类及其填充物的性质。对于需要手工操作的模具，在装模和脱模时常收到手用工具的敲击和碰撞12。3.2.2 塑料模的失效形式塑料模在服役过程中，可产生磨损、腐蚀、塑性变形、断裂、疲劳及热疲劳等失效形式，这些失效形式都是和塑料模的工作条件及使用要求密切相关的。（1） 型腔表面的磨损和腐蚀（2） 塑性变形（3） 断裂（4） 疲劳和热疲劳3.3 模具失效分析的方法和步骤由于模具的失效形式不同，因此失效分析的方法和过程也有所区别。对于模具断裂失效的分析过程主要包括以下几个步骤12：（1） 现场调查、断裂件的收集和处理（2） 模具材料、制造工艺和工作情况调查（3） 模具的工作条件和断裂状况分析（4） 断口分析（5） 断裂原因综合分析和判定（6） 提出防护措施在实际生产中，模具的工作条件和工作环境往往比较复杂，因而其失效形式以及引起模具失效的原因也是多样的，对每一种模具进行失效分析的方法和步骤也不完全相同。但只要掌握了模具失效分析的一般规律，充分利用已有的技术资料和分析手段对失效模具进行综合分析，就能准确找出其失效的原因13。从模具发展的总趋势可以看出，无论是模具的大型化、复杂化还是高精度、高效率，都依赖于模具寿命的提高。还有大型和高效模具，由于受力大，易使模架、模板、复杂型腔及顶出杆等结构产生过量的变形，造成模具无法正常工作而报废，因此需要提高这些模具零件的受力性能。事实说明模具寿命的研究对于模具工业发展的意义重大。参 考 文 献1 成都科技大学，北京化工学院，天津轻工业学院合编.塑料成型模具M.北京： 中国轻工业出版社，1982.2 宋满仓,王敏杰. 基于成组技术的注塑模具标准化体系的研究J.北京：中国 机械工程,2002.3 李倩,陈静波,刘春太等. 塑料注射成型技术及其进展J. 北京：中国塑 料,2001.4 宋满仓,王敏杰. 微成形技术的现状与发展J.北京：中国机械工程,2003.5 颜永年,张人佶,单忠德. 快速模具技术的最新进展及其发展趋势J. 航空制造技术,2002.6 阮雪榆,李志刚,武兵书等. 中国模具工业和技术的发展J.北京：模具技 术,2001.7 陈德忠.我国模具先进制造技术的发展J.北京：航空制造技术,2000.8 轻工业部广州轻工业学校.塑料成型工艺学M.北京：中国轻工业出版社，1990.9 唐志玉塑料模具设计师指南M.北京：国防工业出版社，1999.10 模具设计与制造技术教育丛书编委会模具常用机构设计M.北京：机械工业出版社，2003.11 周化圆.学习国外先进管理模式，推动我国模具行业技术进步D.长春：长春理工大学，2005.12 丁毅.模具寿命与失效M.北京:化学工业出版社，2008.13 卢险峰.模具学导论M.北京:化学工业出版社，2007.14 李京平.模具现代制造技术概论M.北京：机械工业出版社，2008.15 谢建.模具概论M.北京:高等教育出版社，2007.16 郭新玲.塑料模具设计M.北京：清华大学出版社，2006. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：一、 课题研究内容塑料注射模具是成型塑料制品的主要工具，具有高效率、高质量及成型后有少加工或不加工等特点。拉线套是以圆筒为主体，且在圆筒周围有很多加强筋的塑料件。本课题是线套的注射模具设计。二、 研究途径1、 测绘线套图纸，完成CAD三维造型设计2、线套注射模方案设计 （1）注塑模类型的选择由于线套有侧凹，现拟采用斜导柱操作的哈夫式注射模（2） 分型面的选择根据对线套模型的观察和
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