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1、#学院毕业设计开题报告课 题 名 称： #塑料件注射模设计 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 所 在 学 院： 材 料 工 程 学 院 专 业 名 称： 材料成型及控制工程（模具设计） #学院#年 3月 20日说 明1根据教育部对毕业设计（论文）的评估标准，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用
2、原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第4周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。学士学位毕业设计(论文)开题报告学生姓名学 号专 业材料成型及控制工程（模具设计）指导教师姓 名 职 称所在学院材料工程学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称按钮塑料件注射模设计毕业设计的内容和意义1.主要内容（毕业设计任务书中下达的内容并贴上产品图）（1）在开始设计阶段，收集和查阅有关本次设计的相关资
3、料；（2）测绘塑料件的产品图；（3）进行塑件的特点分析和成型该塑件模具的结构分析，初步完成该制品模具设计的基本结构；（4）学习和熟练掌握计算机的CAD和PRO/E 等软件，完成本次模具设计所需的技术报告； （5）对前面所有的设计过程进行小结，完成毕业设计说明书。2.意义(1) 毕业设计在四年中的意义毕业设计是教学计划中最后一个综合性实践教学环节，是学生在教师的指导下，独立从事设计工作的初步尝试，是对即将步入社会的毕业设计能力的一次全面考核，其基本目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识、基本技能研究和处理问题的能力。是学生对前三年所学知识和技能进行系统化、综合化运用、总结和深化的过程。通
4、过考察、立题、收集素材、设计方案、工艺制作等过程，检查学生的思维能力、动手能力和掌握技艺的深度，并通过毕业答辩、毕业设计和实习工作，来考核教学水平，对深化教学改革，提高教学质量具有重要的意义。（2)本课题的意义这次我的课题是按钮测绘建模与模具设计和制造。我感觉所需的知识已超出了课本的知识，但正是这样，才更有锻炼的价值。这其中要用大量的CAD/CAM/CAE技术，Pro/E造型。能够让我对一副模具的设计过程有了更深一个层次的了解，检查我对知识的掌握能力和动手能力，我想我在这次的设计中一定会尽全力做好的！文献综述文献综述文献综述一塑料模具的内容模具的CAD 设计、分析，包括根据产品模型进行模具分型
5、面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、充填过程分析等几个方面。利用先进的特征造型软件如PRO/ E、UGII 等很容易地确定分型面，生成上、下模腔和模芯，再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。确定了这些设计数据以后，再利用模具分析软件，如MOLDFLOW、CFLOW进行塑料的成形过程分析。根据MOLDFLOW 软件和它的丰富的材料、工艺数据库，通过输入成形工艺参数，可动态仿真分析其在注塑模腔内的注射过程流动情况（含多浇口注射时的塑料汇流纹分析）、分析温度、压力变化情况、分析注塑件残余应力等，根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量问题等。模具通过CAD设计和分析
6、，就可以将错误消除在设计阶段，提高一次试模成功率。在塑料注射模制造过程中，总会遇到分型面的确定问题，它是一个很复杂的问题，受到许多因素的制约，常常是顾此失彼。所以在选择分型面时应抓住主要矛盾，放弃次要因素。我近期查阅了不少资料表明它可以按以下原则来确定：1）保证塑料制品能够脱模 2）使型腔深度最浅 3）使塑件外形美观，容易清理 4）尽量避免侧向抽芯 5）使分型面容易加工 6）使侧向抽芯尽量短 7）保证塑件制品精度 8）有利于排气 9）使型腔内总压力较大的方向与分型面垂直。二. 塑料模具工业和技术今后的主要发展方向（1）设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成
7、为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（2）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流
8、道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。（3）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。（4）应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。（5）
9、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。三模具设计的程序塑料模具的设计牵涉到方方面面, 设计塑料模具应按一定的设计程序进行, 并对几个设计要点必须予以足够重视, 这样才能保证模具的设计制造质量, 塑料模具设计不仅仅是结构设计还包括模具材料及其热处理选择, 选择正确与否对模具的使用性能及其寿命将产生重大影响模具设计与模具失效紧密相关, 为了尽量避免模具失效 应充分研究分析塑料模具的失效机制, 并在模具设计上采取相应的防范措施。（1）塑料模具的设计程序从工程
10、思维的角度对塑料模具设计的内涵与方法进行研究分析，首先就是要制定出科学合理的设计程序，科学的设计程序是设计制造出高水平，高质量模具的有力保障，无论是简单模具还是复杂模具都应该按照这种设计程序进行设计制造（2）塑料模具的设计要点一副塑料模具能否顺利用于生产取决于很多因素，除了模具本身的原因外还与塑件用料，成型设备和成型工艺有关，并且这些因素相互关联。 因此，在设计塑料模具时，必须充分考虑各方面因素，用工程综合性思维拟定模具设计方案。 （3）塑料模具的选材与热处理针对塑料模具工作条件，使用寿命和制造成本选择适当的模具材料，提出合理的热处理要求是塑料模具设计的重要内容之一。 国内外许多研究机构已开展
11、模具材料数据库的建立和模具材料选用专家系统的研究工作。（4）塑料模具的失效形式与防护塑料模具在工作时要承受塑料中的硬质颗粒对模具表面的冲刷磨损，以及由塑料分解出来的腐蚀性气体对模具的腐蚀，同时要承受较强大的成型压力和高温的作用 因此 塑料模具的失效形式主要有以下三种，对它们的失效机制进行分析研究有利于在设计上采取相应的防范措施。四结语塑料模具设计的内容牵涉到很多方面，在设计模具的过程中必须根据具体情况综合考虑，突出重点，只有按科学合理的模具设计程序与设计方法进行设计，才能设计制造出高水平，高质量的模具。总之，随着模具技术的迅速发展及机械各类产品的多样化、复杂化，模具应用的广度和深度将不断向纵深
12、发展，模具需求增长速度将继续高于国民经济总体发展的速度，供小于求的被动状态将大有改变。因些，在模具设计及制造中，采用新技术、新工艺、新设备可持续发展模具工业，更将成为所有企业得以占据市场制高点的必由之路。参考文献1.张鲁阳.以工程思维为主线组织教学内容.再谈模具专业材料学课程改革J.机械工业高教研究 4851.2.蒋美丽.合理选用塑料模具的材料与热处理.提高模具使用寿命J.机床与液压 20041 142143.3.陈志刚.塑料模具设计M.北京 机械工业出版社 2002.4.武兵书.我国的模具材料及其应用技术J.机械工人 冷加工 2002（4 ）16-19.5.吴兆祥.模具材料及表面处理M.北京
13、 机械工业出版社 2003.6.屈华昌塑料成型工艺与模具设计北京机械工业出版社20037.李德群，唐志玉中国模具设计大典江西科学技术出版社200318.塑料模设计手册编写组塑料模设计手册北京机械工业出版社19821239.徐佩弘塑料制品与模具设计北京中国轻工业出版社2001710.姜勇AutoCAD2006基础培训教程人民邮电出版社2006311.D.Y. Yang,Y.S.Kang,Analysisanddesignofindustrialhotextrusionprocess through square dies for manufacturing complicated Al allo
14、y profiles, Ann. CIRP 45 (1996) 239.12.T. Altan, S.I. Oh, H.L. Gegel, Metal Forming Fundamentals andApplications, American Society of Metals, Cleveland, OH, 1983.研究内容研究内容1设计、研究思路本次塑料模具设计主要采用理论与实践相结合的方式，运用所学理论知识，以及几次课程设计的经验，在辅导老师的指导和帮助下完成本次毕业设计。在开始设计阶段，收集和查阅有关本次设计的相关资料；分析设计制品的结构，初步完成该制品模具设计的基本结；学习和熟练
15、掌握AUTOCAD和PRO/E软件，完成本次模具设计的3D开模图和2D的总装图以及若干零件图；对前面所有的设计过程进行小结，完成毕业论文的写作。2课题研究的主要内容1.塑件结构特点：该塑料件为一按钮产品，所给的材料为PP,收缩率为1.016。从该塑件图可以看出，该塑件的结构较为复杂。塑件的下端带有侧翼，需采用侧抽芯机构；下部还有一根肋，可以制造一根小型芯成型皆带推出零件功能；按钮的尾部有一凹陷，需做一镶件以使塑件成型。模具工艺分析： 2.分型面的确定:模具上用以取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，是动定模的分界面。分型面受塑件在模具中的成型位置，浇注系统设计，塑件结构工艺性及尺
16、寸精度的位置，塑件的推出，排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，以选出较为合理的方案。3.成型零件的设计:模具采用1模腔的布置形式，采用整体嵌入式，这种结构效率高，装拆方便，容易保证形状和尺寸精度。为了加工上的方便和模具的维护，采用型芯与型芯固定板分别加工。4.浇注系统设计:零件采用轮辐式浇口，这种浇口多用于底部有大孔的圆筒形或壳型塑件。将主浇道设计成圆锥形，锥度为4度。5.温控系统设计:对于中小型塑件的注射模具己广泛使用一模多腔的形式，设计应尽量保证所有的型腔同时得到均一的充填和成型。一般在塑件形状及模具结构允许的情况下，应将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等、形状及
17、截面尺寸相同（型腔布局为平衡式）的形式，否则就需要通过调节浇口尺寸使各浇口的流量及成型工艺条件达到一致，这就是浇注系统的平衡。显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等，形状及截面尺寸都相同。6.脱模机构设计:塑件要顺利而不影响质量地从型芯口脱模，必须设置合适的脱模机构。本模具采用推杆推出机构，用推杆定距，首先由弹簧使定模板随动模部分一起移动，以便拿出浇注凝料。为了使顶出机构顺畅，设有导向装置，导柱同时也作支柱用，提高支承板的刚度。7.初选工字模架，模具高度 ： 所选注射机的模具最大厚度Hmax为350mm，最小模具厚度Hmin为200mm。本套模具的实际模具厚度H
18、m为291mm，根据模具的最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸及开模行程等都在所选注射机的技术规格之内。因此，所选注射机XS-ZY-250能够满足本套模具设计的使用要求。8.通过MOLDFLOW对塑件的浇口开设位置分析，分型面位置选择在塑件的底面，具体设计由PRO/E拆模获得侧向分型采用斜导柱，模具顶出系统由推杆推出。应用 Moldflow进行注射阶段流动分析：首先在PRO/E中创建实体模型，保存为 IGS格式,再导入到MPI(Moldflow Plastics Insight) 中。网格划分，得到三角单元和相应适合的纵横比。Moldflow软件可以根据模型几何形状以及相关材料参
19、数、工艺参数分析出浇口的最佳位置。用户可以在设置浇口位置之前进行浇口位置分析，根据这个分析结果设置浇口位置，从而避免由于浇口位置设置不当可能引起的制件缺陷。3解决的关键问题 本塑件主要有曲面结构，一个加强筋，及侧圆柱组成。且相应部位有倒角。有可能遇到的主要问题有(1)确定型腔的数目(2)确定浇注系统(3)型腔的布置(4)选择分型面(5)侧孔的成型(6)确定脱模方式(7)确定排气形式 (8)塑料充模的流动分析。4预期成果1外文翻译2000字以上；2开题报告一份（文献综述、调研报告、方案论证、完成课题的基本思路及进程计划等）；3毕业设计说明书一份（1.5万字以上）及光盘；4毕业设计图纸不少于A0
20、3张研究计划第一周 调研、图书馆查找与毕业设计有关资料；第二周 上网查找论文资料；第三周 撰写开题报告；第四周 英文文献资料的翻译；第五周 熟悉CAD及PRO/E软件的使用；第六周 模具结构方案的确定和设计；第七周 开模3D图完成；第八周 模具技术要求、订料表的完成； 第九周 2D总装图的绘制及修改；第十周 若干零件图的绘制及修改；第十一周 完成熔体模拟流动分析，优化模具设计结构；第十二周 毕业论文的撰写；第十三周 毕业论文的撰写；第十四周 修改论文； 第十五周 制作论文PPT，准备答辩；第十六周 毕业答辩。特色与创新近年来，许多新技术和新软件在塑料模具中的应用逐步增多，在塑料模设计制造中全面
21、推广应用CAD/CAM/CAE技术，在模具设计造型方面，PRO/E和UG等软件得到了大量的应用和发展，塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。在本次毕业设计，我们将全部用计算机辅助绘图来完成。其中，将使用PRO/E软件对模具型腔和型芯进行3D分模，这是本次设计的难点，也是重点。平面图许多与成型零部件有关的结构也都需要在3D开模的基础上绘出来的。另外，我采用了一模四腔的设计，尽量使四件制品有相同的成型条件。在选材上，选用了PP。这将使生产出的制品精度更高，模具寿命更长，适合大批量生产，从长远的观点看，能节约成本，带来很高的经济效益。指导教师意 见 指导教师签名： 2008 年 3月 21日教研室意 见 主任签名： 2008 年 3月 21日学院意见 教学院长签名： 2008年 3月 21日