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編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題 目： 圓形篩蓋注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師單位：
姓 名：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
年3月1日
1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)等
1.選題背景
近年來(lái)，塑料模具的產(chǎn)量和水平發(fā)展十分迅速，高效率、自動(dòng)化、大型、長(zhǎng)壽命、精密模具在模具產(chǎn)量中所戰(zhàn)比例越來(lái)越大。注塑成型模具就是將塑料先加在注塑機(jī)的加熱料筒內(nèi)，塑料受熱熔化后，在注塑機(jī)的螺桿或活塞的推動(dòng)下，經(jīng)過(guò)噴嘴和模具的澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔內(nèi)，塑料在其中固化成型。
與其他機(jī)械行業(yè)相比，模具制造業(yè)主要有以下三個(gè)特點(diǎn)：?
? （1）模具不能像其他機(jī)械產(chǎn)品那樣可作為基本定型的商品隨時(shí)都可以在市場(chǎng)上買到。這是因?yàn)槊扛蹦＞叨际轻槍?duì)特定的塑料制品的規(guī)格而產(chǎn)生的，由于塑料制品的形狀、尺寸各異，差距甚大，其模具結(jié)構(gòu)也是大相徑庭，所以模具制造不可能形成批量生產(chǎn)。換句話說(shuō)，模具是單件生產(chǎn)的。因此，模具的設(shè)計(jì)、制造成本都較高。?
（2）因?yàn)樽⑺苣＞呤菫楫a(chǎn)品中的塑料制品而訂制的，作為產(chǎn)品，除質(zhì)量、價(jià)格等因素之外，很重要的一點(diǎn)就是需要盡快地投放市場(chǎng)，所以對(duì)于為塑料制品而特殊訂制的模具來(lái)說(shuō)，其制造周期一定要短。?
（3）模具制造是一項(xiàng)技術(shù)性很強(qiáng)的工作，其加工過(guò)程集中了機(jī)械制造中的諸多先進(jìn)技術(shù)的部分精華與鉗工技術(shù)的手工技巧，因此要求模具工人具有較高的文化技術(shù)水平，這種技術(shù)工人對(duì)模具單件生產(chǎn)方式組織均衡生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是非常重要的。
2.主要內(nèi)容
此次題目設(shè)計(jì)為圓形篩蓋注塑模設(shè)計(jì)。主要設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：
（1）熟練掌握模具設(shè)計(jì)的相關(guān)軟件和理論知識(shí)，利用掌握的相關(guān)軟件和模具設(shè)計(jì)的理論知識(shí)進(jìn)行課題的調(diào)研。
（2）根據(jù)所設(shè)計(jì)的題目搜集相關(guān)資料并消化，了解圓形篩蓋零件注塑模設(shè)計(jì)的基本思路與方法。
（3）設(shè)計(jì)一套合格的模具包括確定合理的型腔分布和分型面以及合理的塑件澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)。
（4）設(shè)計(jì)選擇成型零部件凸凹模結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、抽芯機(jī) 構(gòu)、 冷卻系統(tǒng)、模架的選擇、注塑成型的基本參數(shù)以及注塑機(jī)的設(shè)計(jì)選用和校荷。
（5）熟練掌握一門三維軟件并對(duì)零件實(shí)體造型；運(yùn)用MoldFlow軟件對(duì)塑料一些參數(shù)進(jìn)行模流分析。
（6）通過(guò)模擬分析的結(jié)果優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)，并驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性；繪制模具整體裝配結(jié)構(gòu)圖。
（7）合理選擇尺寸、公差、表面粗糙度和制件材料，繪制的產(chǎn)品圖樣完整，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的性能分析，完成相關(guān)的模具結(jié)構(gòu)與零件設(shè)計(jì)。
3.重點(diǎn)與難點(diǎn)
（1）對(duì)模具型腔數(shù)的確定以及模具結(jié)構(gòu)、分型面和澆注口形式的選擇；
（2）分析塑件的合理性設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)工藝性；
（3）圓形篩蓋內(nèi)表面有螺紋，上表面有79個(gè)小孔，外表面質(zhì)量要求較高；
（4）模具主要尺寸設(shè)計(jì)、強(qiáng)度及剛度的計(jì)算分析；
（5）模具調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的確定、脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；
（6）保證塑件成型時(shí)無(wú)變形，注出的制件表面光滑，無(wú)氣泡和其它缺陷，無(wú)飛邊或少飛邊。
2． 準(zhǔn)備情況（查閱過(guò)的文獻(xiàn)資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件等）
1.注塑模技術(shù)現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)模具現(xiàn)狀，近年來(lái)我國(guó)通過(guò)引進(jìn)國(guó)際的先進(jìn)技術(shù)和加工設(shè)備，使塑料模具的制造水平比十年前前進(jìn)了一大步，然而由于基礎(chǔ)薄弱，對(duì)引進(jìn)技術(shù)的吸收，掌握，尚有一段距離，而且發(fā)展也不十分平衡。因而，我國(guó)塑料模具總體水平也世界先進(jìn)技術(shù)尚有一定差距。目前存在的主要問(wèn)題是：產(chǎn)品設(shè)計(jì)不夠科學(xué)，模具機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠精致，模具材料單一，加工工藝簡(jiǎn)單，模具價(jià)格偏高，具體表現(xiàn)在：
1） 目前我國(guó)從事塑料模具設(shè)計(jì)的人雖然不少，但大多數(shù)專業(yè)知識(shí)不夠豐富，沒有受過(guò)專門系統(tǒng)的訓(xùn)練，所以高水平的設(shè)計(jì)人員不多；專業(yè)書籍缺乏，沒有一套我國(guó)自己的設(shè)計(jì)理論與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，大多數(shù)模具設(shè)計(jì)者都是依靠自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)類設(shè)計(jì)新的模具，知識(shí)更新很慢。
2）從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上看，我們的設(shè)計(jì)不夠細(xì)致，許多細(xì)節(jié)考慮欠周到，以至于模具壽命不長(zhǎng)，特別是冷卻系統(tǒng)和熱流道技術(shù)，在這方面與國(guó)外差距更大。
3）從模具材料看，我國(guó)的塑料模具鋼起步的時(shí)間還不長(zhǎng)，而國(guó)際上的塑料模具鋼的品種則有很多可供選擇。目前，我國(guó)雖然也有個(gè)別品種諸如預(yù)硬質(zhì)化鋼具有較好的質(zhì)量就，但是應(yīng)用較少，主要是國(guó)產(chǎn)鉆頭，端銑刀等切削工件難以切削諸如HRC40等很硬的鋼。
4）從加工工藝水平看，主要是設(shè)備水平不高，專門的設(shè)備使用少，加工出來(lái)的模具表面精度很難達(dá)到國(guó)外水平，檢測(cè)手段落后，模具裝配水平不高，導(dǎo)致容易出現(xiàn)溢料或錯(cuò)位現(xiàn)象。
目前國(guó)內(nèi)外模具的發(fā)展現(xiàn)狀，在電子，汽車，點(diǎn)擊，電器，儀器，儀表，家電和通訊等產(chǎn)品中，60%—70%的零部件都要依靠模具成型，目前全世界模具年產(chǎn)值為600億美元，日本，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)。
2.已查閱的文獻(xiàn)資料
[1] 傅建等．模具制造工藝學(xué)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004．
[2] 張國(guó)強(qiáng)．注塑模設(shè)計(jì)與生產(chǎn)應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005．
[3] 杰克·埃弗里．塑料成型方案選擇—設(shè)計(jì)和制品工程師指南[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004．
[4] 高為國(guó)．模具材料[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004．
[5] 郭廣思．注塑成型技術(shù) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002．
[6] 許鶴峰, 陳言秋．注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999．
[7] 洪慎章．實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)與制造[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010．
[8] Yan? L．An Intelligent Knowledge-based Plastic Injection Mold Design System[J]． Annual Technical Conference - ANTEC, Conference Proceedings, 2003.
[9] 吳宗澤． 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002．
[10] 孫錫紅．我國(guó)塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展建議［J］．電加工與模具， 2010.
[11] 蘇娟華,趙一靜等.飲料瓶坯注射模具的熱流道設(shè)計(jì)[J].成都：塑料工業(yè) ,2000．
3.現(xiàn)有設(shè)備與實(shí)驗(yàn)條件
因?yàn)榇舜蝺H需要設(shè)計(jì)所選的題目，不用加工出成品，故所需的設(shè)備有：
（1）計(jì)算機(jī)一臺(tái)；
（2）設(shè)計(jì)軟件（CAXA、Solidworks、Moldflow）
3、實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料
1.實(shí)施方案
根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)，進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制模具的裝配圖和一系列零件圖，根據(jù)已繪制的模具零件圖，利用三維軟件對(duì)零件進(jìn)行三維造型。完成零件的三維造型之后，再對(duì)零件進(jìn)行三維裝配，形成完整的模具三維裝配圖。具體實(shí)施方案如下：
（1） 塑件的成型工藝性分析；
（2） 塑件的成型工藝參數(shù)確定；
（3） 確定成型方法、型腔布置及分型面的選擇；
（4） 模架的選擇、選擇澆注系統(tǒng)以及選擇成型設(shè)備和注射機(jī)的校核；
（5） 模具結(jié)構(gòu)、尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算；
（6） 模具的總體設(shè)計(jì)，模具的裝配示意圖及工作原理。
2.進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃
(1)2015年12月至2016年1月接受任務(wù)書、理解消化畢設(shè)任務(wù)書要求并收集、分析、消化資料文獻(xiàn)，根據(jù)畢設(shè)內(nèi)容完成并交開題報(bào)告；
(2)2016年1月至3月徹底消化資料、初步確定成型方案并完成部分外文翻譯；
(3)2016年3月至4月設(shè)計(jì)初稿階段，擬定模具的方案設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)及主要零件設(shè)計(jì)并完成總體設(shè)計(jì)圖、部件及零件圖；
(4)2016年4月初至4月末中期工作階段，完善設(shè)計(jì)圖紙、編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書；
(5)2016年5月至5月中旬終極工作階段，圖紙說(shuō)明書修改定稿，整理資料準(zhǔn)備答辯。
3．預(yù)期提交資料
(1)兩萬(wàn)字左右的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書；
(2)不少于四萬(wàn)字符的指定英文資料翻譯；
(3)二維工程圖：模具裝配圖、非標(biāo)準(zhǔn)零件圖（折合3張以上A0圖紙）。
指導(dǎo)教師意見
指導(dǎo)教師（簽字）：
2016年3月 日
開題小組意見
開題小組組長(zhǎng)（簽字）：
2016年3 月 日
院（系、部）意見
主管院長(zhǎng)（系、部主任）簽字：
2016年3月 日
- 5 -
編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書
題 目： 圓形篩蓋注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師單位：
姓 名：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
年12月28日
注：1、本任務(wù)書一式一份，院辦留存，發(fā)給學(xué)生電子稿，任務(wù)完成后附在
說(shuō)明書內(nèi)。
2、任務(wù)書均要求打印，打印字體和字號(hào)按照《本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）統(tǒng)一格式的規(guī)定》執(zhí)行。
3、以下標(biāo)題為四號(hào)仿宋體、加粗，正文中文用小四宋體，英文用小四Times New Roman，日期采用阿拉伯?dāng)?shù)字。
4、“一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容、要求”位于頁(yè)面最頂端，“任務(wù)下達(dá)時(shí)間”位于新頁(yè)面最頂端。
5、請(qǐng)不要修改最后一頁(yè)（即“任務(wù)下達(dá)時(shí)間”所在頁(yè)的內(nèi)容）
一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容
隨著各種家用器具、視聽設(shè)備、辦公器械、玩具以及汽車零件等大量采用塑料產(chǎn)品, 并向小型化、精密化、形狀復(fù)雜化(三維曲面) 的方向發(fā)展, 對(duì)塑料模具的技術(shù)要求也越來(lái)越高, 設(shè)計(jì)、制造周期也越來(lái)越短。因此, 模具CAD/ CAM 軟件得到了廣泛應(yīng)用。利用一些三維軟件可方便地進(jìn)行注塑模具的設(shè)計(jì)、分析和制造。
畢業(yè)設(shè)計(jì)工作內(nèi)容------------------------------裝 ---------------- 訂 ----------------- 線----------------------------------
：
在熟練掌握軟件和模具設(shè)計(jì)基本理論的基礎(chǔ)上，對(duì)圓形篩蓋進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)。整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括課題的調(diào)研；資料的搜集與消化；了解圓形篩蓋零件注塑模設(shè)計(jì)的基本思路與方法；設(shè)計(jì)一套合格的模具包括確定合理的型腔分布和分型面、設(shè)計(jì)合理的塑件澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)、成型零部件凸凹模結(jié)構(gòu)、導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、抽芯機(jī)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)、模架的選擇、注塑成型的基本參數(shù)以及注塑機(jī)的設(shè)計(jì)選用和校荷；熟練掌握一門三維軟件并對(duì)零件實(shí)體造型；運(yùn)用MoldFlow軟件對(duì)塑料一些參數(shù)進(jìn)行模流分析，通過(guò)模擬分析的結(jié)果優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)，并驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性；繪制模具整體裝配結(jié)構(gòu)圖。
二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù)
1、圓形篩蓋內(nèi)表面有螺紋，上表面有79個(gè)小孔，外表面質(zhì)量要求較高，表面不允許有澆口痕跡，表面粗糙度為Ra0.8。塑件尺寸精度為MT5級(jí)。
2、詳細(xì)設(shè)計(jì)出模具各大組成部分，包括：澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)、脫模機(jī)構(gòu)、抽芯機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)等。
3、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書包括：工件結(jié)構(gòu)分析、工藝分析；模具方案的論證、進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；設(shè)計(jì)出各大組成系統(tǒng)，必須含有理論依據(jù)和結(jié)構(gòu)計(jì)算過(guò)程等。
三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作
1、完成二萬(wàn)字左右的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）；在畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文）中必須包括詳細(xì)的300-500個(gè)單詞的英文摘要。論文中的中、英文摘要要對(duì)應(yīng)一致。模具各個(gè)組成部分嚴(yán)格按照注塑模具標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇和設(shè)計(jì)。論文中各個(gè)組成部分的零件設(shè)計(jì)或選擇必需有理論依據(jù)和計(jì)算過(guò)程；運(yùn)用MoldFlow軟件對(duì)塑料一些參數(shù)進(jìn)行模流分析，通過(guò)模擬分析的結(jié)果優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)及相關(guān)參數(shù)。嚴(yán)格按照桂林電子科技大學(xué)論文格式要求撰寫論文。
2、獨(dú)立完成與課題相關(guān)，不少于四萬(wàn)字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）；要求翻譯準(zhǔn)確、通順、文字流暢。
3、繪圖工作量折合A0圖紙3張以上，其中必須包含兩張A3以上的計(jì)算機(jī)繪圖圖紙。嚴(yán)格按照工程制圖國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)來(lái)繪制圖紙。采用新標(biāo)標(biāo)注尺寸和精度。
四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn)
[1] 傅建等．模具制造工藝學(xué)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004．
[2] 張國(guó)強(qiáng)．注塑模設(shè)計(jì)與生產(chǎn)應(yīng)用[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2005．
[3] 杰克·埃弗里．塑料成型方案選擇—設(shè)計(jì)和制品工程師指南[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2004．
[4] 高為國(guó)．模具材料[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2004．
[5] 郭廣思．注塑成型技術(shù) [M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002．
[6] 許鶴峰, 陳言秋．注塑模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例[M]．北京：化學(xué)工業(yè)出版社,1999．
[7] 洪慎章．實(shí)用注塑模設(shè)計(jì)與制造[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010．
[8] Yan? L．An Intelligent Knowledge-based Plastic Injection Mold Design System[J]． Annual Technical Conference - ANTEC, Conference Proceedings, 2003, 3：3514-3518．
[9] 吳宗澤． 機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2002．
[10]孫錫紅．我國(guó)塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展建議［J］．電加工與模具， 2010(11):31－33．
[11] 蘇娟華,趙一靜等.飲料瓶坯注射模具的熱流道設(shè)計(jì)[J].成都：塑料工業(yè) ,2000．
五、試驗(yàn)、測(cè)試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件
計(jì)算機(jī)一臺(tái)
CAD設(shè)計(jì)軟件（Pro/E或SolidWorks等）
任務(wù)下達(dá)時(shí)間：
2015年12月28日
畢業(yè)設(shè)計(jì)開始與完成時(shí)間：
2015年12月28日至 2016年05 月22日
組織實(shí)施單位：
機(jī)械電子工程系
教研室主任意見：
簽字： 2015年12月30日
院領(lǐng)導(dǎo)小組意見：
簽字： 2015年12月31日
編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
題 目： 圓形篩蓋注塑模具設(shè)計(jì)
學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
職 稱：
題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā)
年 6 月 3 日
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙
摘 要
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是設(shè)計(jì)一個(gè)圓形篩蓋塑件的注塑模具,成型的材料為PA1010，該材料粘度較低，流動(dòng)性較好。設(shè)計(jì)時(shí)先分析塑件的工藝結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗芗w為圓形，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，注塑模具設(shè)計(jì)采用大水口模架，所以可以采用單分型面一次脫模。模具為一模兩腔，這樣可以滿足大批量生產(chǎn)的需求，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。型腔和型芯都采用整體式組合結(jié)構(gòu)，方便模具的制造加工。分流道和澆口的設(shè)計(jì)則分別選用半圓截面與側(cè)澆口，采用側(cè)澆口可以得到較為光滑的表面，澆口的位置選擇在零件底下的凸緣一側(cè)，澆口凝料去除比較容易且不影響塑件的外觀，排氣設(shè)計(jì)是利用分型面排氣。對(duì)于塑件的內(nèi)螺紋部分的脫模則采用旋轉(zhuǎn)抽芯的齒輪組結(jié)構(gòu)，進(jìn)行一邊脫螺紋一邊脫模。塑件的冷卻采用雙層U形環(huán)繞的冷卻管進(jìn)行冷卻。
除此之外，還使用Moldflow軟件進(jìn)行模流分析，這樣可以發(fā)現(xiàn)并修改設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些不足之處。本次模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和難點(diǎn)是澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零件的設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、脫螺紋機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)等問(wèn)題，通過(guò)解決這些設(shè)計(jì)問(wèn)題，使得所設(shè)計(jì)的注塑模具能夠滿足使用要求。
關(guān)鍵詞：圓形篩蓋；分型面；模流分析；脫螺紋機(jī)構(gòu)
Abstract
The graduation project is going to design a circular screen cover plastic injection mold, the molding of the material is PA1010 which have low viscosity better fluidity.The plastic parts of the process structure should be analysised in design, because the plastic pieces of the overall circular, has the advantages of simple structure, injection mold design using the sidegate frame, so it can be using single parting surface a demoulding.The mold has two cavity, which can satisfy with the demand of mass production, and can simplify the structure of the mold.In order to facilitate the manufacture and processing of the mould, cavity and core are combined with the integral structure.Design of runner and gate were selected semi-circular section and side gate and relatively smooth surface can be obtained by the side gate, gate location selection at the bottom of the parts of the flange side, gate congeals the material removal is easy and the does not affect the appearance of plastic and exhaust design is using the parting surface exhaust.As for the plastic part of the internal screw thread part of the rotation of the core pulling gear group structure,which can stripping and release of the thread at the same time.The cooling of the plastic part is cooled by a double layer U shaped cooling pipe.
In addition, the Moldflow software is used to carry out the model flow analysis, which can find and modify some deficiencies in the design process.It is the key and difficult point of the mold design to design of gating system, forming part of the design, cooling system design and off thread mechanism design, by solving the design problems, making the design of injection mould to satisfy the use requirement.
Keywords: circular screen cover; parting surface; moldflow analysis; thread off mechanism
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙
目 錄
1 概述 1
1.1 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用 1
1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀 1
1.3 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 2
2 塑件成型工藝的分析 3
2.1 塑件的材料特性 3
2.2 塑件的工藝結(jié)構(gòu)分析 4
3 成型設(shè)備的選擇 5
3.1 注射機(jī)的選擇 5
3.2 模架的選擇 6
3.3 模具相關(guān)參數(shù)的校核 6
4 成型部分的設(shè)計(jì) 9
4.1 分型面的選擇 9
4.1.1基本形式 9
4.1.2分型面的選擇原則 9
4.1.3塑件分型面的選擇 10
4.2 型腔的設(shè)計(jì)計(jì)算 10
4.2.1型腔的結(jié)構(gòu)形式選擇 10
4.2.2型腔的壁厚和底板計(jì)算 11
4.2.3型腔的尺寸計(jì)算 12
4.3 型芯的設(shè)計(jì)計(jì)算 13
4.3.1型芯結(jié)構(gòu)形式的選擇 14
4.3.2型芯的尺寸計(jì)算 14
5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15
5.1 主流道的設(shè)計(jì) 15
5.2 分流道的設(shè)計(jì) 16
5.3 澆口的設(shè)計(jì) 18
6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 20
6.1 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 20
6.2 排氣的位置和形式 20
7 導(dǎo)向定位和脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 21
7.1 導(dǎo)向定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21
7.2 脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 22
7.3 脫模力的計(jì)算 24
8 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24
8.1 冷卻系統(tǒng)的尺寸 25
8.2 冷卻系統(tǒng)的布置 26
9 脫模零部件的設(shè)計(jì) 27
9.1 脫螺紋電機(jī)的選用 27
9.2 脫螺紋齒輪和鏈輪的設(shè)計(jì) 28
9.2.1脫螺紋齒輪的設(shè)計(jì) 28
9.2.2脫螺紋鏈輪的設(shè)計(jì) 30
9.3 主軸與型芯軸的設(shè)計(jì) 31
9.3.1主軸的設(shè)計(jì) 31
9.3.2型芯軸的設(shè)計(jì) 32
9.4 軸承的選用及校核 33
9.5 鍵的選用及校核 34
10 其他說(shuō)明 35
10.1 部分零部件的選用情況 35
10.2 模具的總體結(jié)構(gòu)及工作原理 35
11 結(jié)論 38
謝辭 39
參考文獻(xiàn) 40
附錄 41
第 43 頁(yè) 共 42頁(yè)
桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙
1 概述
注射模具是目前制造業(yè)的一種很重要的成型裝備，它是把熔融狀態(tài)下的塑料注入事先設(shè)計(jì)好的模具中，然后進(jìn)行冷卻成型。用注射模具生產(chǎn)零件的效率很高，且產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，所以它被應(yīng)用于制造業(yè)中。模具工業(yè)目前是我國(guó)的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)工業(yè)之一，同時(shí)也是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國(guó)的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。
塑料制品在日常社會(huì)中都可以看到，模具技術(shù)在目前已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，它承擔(dān)了機(jī)械、電子、航空、航天等工業(yè)領(lǐng)域中大半部分以上
的生產(chǎn)零件、組件和部件的加工生產(chǎn)。目前模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，其主要出口國(guó)是美國(guó)、日本等國(guó)家，中國(guó)的模具出口數(shù)量很少，但是中國(guó)在模具的鉗工技術(shù)方面水平很高，而且勞動(dòng)力的成本低，所以研究和提高模具的技術(shù)水平為當(dāng)務(wù)之急。
模具行業(yè)的運(yùn)用隨著我國(guó)科技水平的不斷發(fā)展而變得越來(lái)越廣泛，其是我國(guó)非常重要的一門行業(yè)。在大學(xué)即將結(jié)束之余，我按照要求完成了學(xué)校所規(guī)定的課程內(nèi)容，且成績(jī)良好，還熟練地掌握了一些相關(guān)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，比如力學(xué)、機(jī)械制圖、電工與電子技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)、塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)、CAXA繪圖軟件等，對(duì)模具行業(yè)主要應(yīng)用在什么地方，模具的各種復(fù)雜、簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)是如何設(shè)計(jì)，在制造模具模架、型腔、型芯零件是選用什么材料、各個(gè)零件之間公差配合，型腔、型芯加工的精度要求有了一定的了解，基本上達(dá)到了入門模具行業(yè)的基本要求。
1.1 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用
目前，模具的技術(shù)水平高低，在日常的產(chǎn)品中也可以直接體現(xiàn)出來(lái)，其生產(chǎn)與制造技術(shù)水平的高低已經(jīng)是衡量一個(gè)國(guó)家在制造業(yè)方面水平好壞的其中一個(gè)標(biāo)志。為滿足不同企業(yè)的需要，模具可以進(jìn)行不同產(chǎn)量的生產(chǎn)，而且在生產(chǎn)過(guò)程中可以降低生產(chǎn)成本，提高了企業(yè)的收益，所以它深受各行業(yè)的青睞。在發(fā)展中的國(guó)家因?yàn)樽陨淼募夹g(shù)較為落后所以模具的制造水平也相對(duì)較低，而發(fā)達(dá)的國(guó)家，他們的模具制造水平已經(jīng)發(fā)展得相當(dāng)高。模具工業(yè)是提高我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個(gè)重要工業(yè)。比如機(jī)械、電子、汽車、建筑這些行業(yè)的發(fā)展與運(yùn)行都離不開模具工業(yè)。為了滿足不同行業(yè)的需要，它們?cè)谥圃炷承┝慵r(shí)都需要用到模具大批量快速的生產(chǎn)，特別平時(shí)看到的汽車、還有所用的電器、家電（電視、電腦、吹風(fēng)筒、風(fēng)扇等）和通信類產(chǎn)品中大半部分的零部件都是用模具來(lái)制造出來(lái)的。
1.2 塑料模具工業(yè)的現(xiàn)狀
隨著塑料模具發(fā)展日益加快，其應(yīng)用種類也分成了好幾部分，在模子中進(jìn)行注塑、吹塑、壓鑄還有沖壓成型等來(lái)生產(chǎn)出制品。塑料成型模具在目前應(yīng)用十分的廣泛，其中應(yīng)用的領(lǐng)域包括機(jī)械制造行業(yè)、電子工程行業(yè)、航空制造行業(yè)和日常生活用品行業(yè)。模具生產(chǎn)水平的高低和發(fā)展的快慢也反映了現(xiàn)代機(jī)械制造水平的高低。這些年來(lái)我國(guó)一直在研究模具方面的內(nèi)容，這使得我國(guó)的模具制造技術(shù)水平比之前有了很大的提高，在某些方面的技術(shù)已經(jīng)接近或達(dá)到國(guó)際的水平，不斷地增強(qiáng)了我國(guó)在模具工業(yè)方面的實(shí)力。國(guó)外模具技術(shù)現(xiàn)狀：
（1）在切削加工技術(shù)方面大都是采用高強(qiáng)度刀具進(jìn)行高速切削，以各種高速技術(shù)來(lái)提高加工效率，比如切削的速度、進(jìn)給的速度；這樣的技術(shù)比傳統(tǒng)的切削速度要快幾倍，甚至十幾倍。
（2）廣泛推廣以及應(yīng)用CAD等繪圖軟件先進(jìn)的技術(shù)，優(yōu)化落后的制造技術(shù)。運(yùn)用3D設(shè)計(jì)的模具行業(yè)已達(dá)到了70～80%； PRO/E、UG等軟件普遍應(yīng)用； 采用多軸連動(dòng)的數(shù)控機(jī)床的研發(fā)與應(yīng)用，以提高產(chǎn)品的加工精度和質(zhì)量；并且CAE技術(shù)的應(yīng)用已逐漸成熟。
（3）快速成型技術(shù)的推廣以及快速制模技術(shù)的發(fā)展，形成一種新型的生產(chǎn)方式，開始出現(xiàn)專門的服務(wù)公司，使得不同規(guī)格的模具能夠更快、更有效的制造出來(lái)，從而為企業(yè)減少成本帶來(lái)更多的效益。
1.3 塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)
塑料注塑成型模具技術(shù)水平的不斷提高和發(fā)展，使得塑料模具制造的精度要求和生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量變得越來(lái)越高。所以，我國(guó)未來(lái)的塑料成型模具有以下幾個(gè)發(fā)展的趨勢(shì)：
（1）首先要提高制造水平為大型模具的設(shè)計(jì)，還有能生產(chǎn)更精密、更復(fù)雜的塑件，制造出擁有更長(zhǎng)壽命模具。因?yàn)樯钏降牟粩嗵岣?，社?huì)需求的制品大型化、復(fù)雜化、高精度等等,還要保證生產(chǎn)效率。
（2）把CAD/CAM/CAE的先進(jìn)制造技術(shù)廣泛地應(yīng)用到模具設(shè)計(jì)中。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成為共性技術(shù)，它能提高模具制造的速度，并且能一體化的制造出一套模具，解決很多傳統(tǒng)生產(chǎn)無(wú)法分工協(xié)作的問(wèn)題。更加智能的設(shè)計(jì)模具，3D的技術(shù)越來(lái)越發(fā)揮更重要的作用。
（3）由于各種成型技術(shù)的發(fā)展和研發(fā)，熱流道模具由于比傳統(tǒng)的模具成形的周期短，更能節(jié)省材料，所以要推廣此項(xiàng)技術(shù),像冷注塑模具一樣制定國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)的模具、標(biāo)準(zhǔn)的零件等等，這樣有利于此技術(shù)的發(fā)展。氣體輔助注射成型能大幅度降低生產(chǎn)模具成本，它能成型更復(fù)雜、更特殊的零件，解決一些注塑成型不能完成的零件生產(chǎn)，所以要研發(fā)相關(guān)的軟件，為設(shè)計(jì)帶來(lái)更快速、更高效率。擔(dān)是也要繼續(xù)對(duì)注塑模具的持續(xù)研發(fā)，跟上國(guó)際水平。
（4）提高塑料模具的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化水平，并且要加強(qiáng)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件的使用，減少不標(biāo)準(zhǔn)件的流動(dòng)，有利于與國(guó)際接軌。模具標(biāo)準(zhǔn)件的廣泛應(yīng)用，第一可以提高模具的質(zhì)量，第二可以降低模具制造成本，且更換使用更加方便。
（5）可以選擇優(yōu)質(zhì)的材料并且對(duì)其表面采取先進(jìn)的表面處理技術(shù)進(jìn)行處理來(lái)提高模具的使用壽命和質(zhì)量，這對(duì)于提高模具水平顯得十分重要。
（6）應(yīng)用逆向工程能更有效、更快的制造出零件。主要運(yùn)用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量塑件的尺寸或者用三坐標(biāo)掃描儀來(lái)獲取塑件數(shù)據(jù)，進(jìn)而通過(guò)軟件來(lái)對(duì)塑件進(jìn)行逆向工程設(shè)計(jì)。所以要加大對(duì)多樣性、操作簡(jiǎn)單又廉價(jià)的測(cè)量設(shè)備，以方便實(shí)現(xiàn)逆向工程。
（7）由于當(dāng)前對(duì)塑件的成型速度過(guò)慢，滿足不了社會(huì)的需要，因此要加強(qiáng)快速成形技術(shù)的發(fā)展和能夠快速地把模具制造出來(lái)的技術(shù)。
（8）國(guó)內(nèi)的銑削加工速度還達(dá)不到國(guó)際先進(jìn)水平,所以要加大高速銑削的推廣，使其在模具行業(yè)中廣泛應(yīng)用。
2 塑件成型工藝的分析
2.1 塑件的材料特性
1）基本特性
此次設(shè)計(jì)的塑件原材料選擇的是聚酰胺（PA1010），又稱為尼龍，其是工程所常用的一種塑料之一。PA1010在色澤方面呈半透明白色，為固體材料，具有工程塑料聚酰胺的一般共性，對(duì)一些霉菌的作用非常穩(wěn)定，以及對(duì)光作用也很穩(wěn)定。它具有一定的獨(dú)特力學(xué)性能，而且還有很強(qiáng)的耐熱、耐低溫、耐腐蝕以及耐磨等良好的特性。但其吸水性不強(qiáng)，收縮率相對(duì)較大，一般在溫度為80～100以下使用，所以加工前干燥要充分，加工后要經(jīng)過(guò)調(diào)濕處理。
2） 主要用途
因?yàn)槟猃埶芰嫌兄鞣N良好的性能，所以其在很多行業(yè)都很常用，可以用來(lái)制造各種機(jī)械、化學(xué)以及電氣等零部件，比如軸承、齒輪、蝸輪蝸桿、輸油管、儲(chǔ)油容器及電池箱和電器線圈等零件。
3） 成型的特點(diǎn)
尼龍?jiān)谌廴跔顟B(tài)下的粘度低，流動(dòng)性很好，但注射過(guò)程容易產(chǎn)生飛邊，所以加工前必須進(jìn)行干燥處理；由于吸水性強(qiáng)使得塑件的尺寸變化較大；塑件的壁厚對(duì)成型的收縮率有很大的影響，所以塑件的設(shè)計(jì)要盡可能均勻，以防止縮孔的產(chǎn)生；因?yàn)槿廴跔顟B(tài)下的PA1010熱穩(wěn)定性較差，所以不能在高溫料筒內(nèi)停留過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間。PA1010的主要技術(shù)性能指標(biāo)如表2-1所示：
表2-1 PA1010的主要技術(shù)性能指標(biāo)
物理性能
密度/
1.04
力學(xué)性能
拉伸強(qiáng)度/Mpa
55
熔點(diǎn)/
210
壓縮強(qiáng)度/Mpa
65
熱變形溫度/
——
彎曲強(qiáng)度/Mpa
80
透明性
半透明
缺口沖擊強(qiáng)度/
5
成型收縮率（%）
1.0～2.3
彎曲模量Kpa
89
吸水性（%）
0.2～0.4
4）注射成型的工藝條件
PA1010是一種半透明的結(jié)晶型聚酰胺，它在性能方面都具有一般尼龍的共性，其最大的特點(diǎn)就是擁有較高的延展性和不可逆拉的能力，成型的工藝條件如表2-2所示：
表2-2 PA1010的注射成型工藝條件
工藝條件
PA1010
機(jī)筒溫度/
輸入段
壓縮段
均化段
190～210
200～225
210～230
噴嘴溫度/
模具溫度/
注射壓力/MPa
保壓壓力/MPa
成型周期/s
200～210
40～80
70～100
20～40
30～100
2. 2 塑件的工藝結(jié)構(gòu)分析
根據(jù)所設(shè)計(jì)出來(lái)的塑件尺寸，然后用Solidworks三維軟件畫出其三維造型圖，再用里面“工具”中的“質(zhì)量屬性”來(lái)分析它的體積大小為V=18cm,故可以算出其質(zhì)量為m==1.04x18=18.72g。
此次圓形篩蓋內(nèi)表面有螺紋，在上表面有79個(gè)小孔，其中內(nèi)圈35個(gè)小孔直徑為2mm，外圈44個(gè)小孔直徑為3mm，外表面方面有較高的要求，表面上不能有澆口痕跡，表面粗糙度為Ra0.8。塑件尺寸精度為MT5級(jí)。如圖2-1實(shí)物圖所示：
圖2-1 圓形篩蓋三維實(shí)物圖
圖2-2為圓形篩蓋設(shè)計(jì)的二維圖：
圖2-2 圓形篩蓋二維圖
3 成型設(shè)備的選擇
3.1 注射機(jī)的選擇
目前的注射機(jī)主要按照其外形特征可分為四類：臥式注射機(jī)、立式注射機(jī)、角式注射機(jī)以及多模注射機(jī)，其中以臥式注射機(jī)應(yīng)用較為廣泛。盡管各種注射機(jī)在外形方面各有不同，但它們基本上都是由合模鎖模系統(tǒng)與注射系統(tǒng)組成。所以此次設(shè)計(jì)選擇的注射機(jī)為臥式注射機(jī)。
在本次設(shè)計(jì)模具采用一模兩腔的形式，故可由此計(jì)算出塑件的總質(zhì)量=18.72x2=37.44g；澆注系統(tǒng)的體積=5cm,則=1.04x5=5.2g兩者質(zhì)量之和為M=+=37.44+5.2=42.64g。根據(jù)所計(jì)算出的體積或者質(zhì)量以及模架的相關(guān)尺寸可以選擇注射機(jī)的型號(hào)為XS-ZY-500。其主要的技術(shù)規(guī)格如表3-1所示：
表3-1 XS-ZY-500注射機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格
額定注射量/cm
500
最大開合模行程/mm
500
螺桿直徑/mm
65
模具允許的最大厚度/mm
450
注射壓力/MPa
145
模具允許的最小厚度/mm
300
注射行程/mm
200
噴嘴的圓弧半徑/mm
18
鎖模力/kN
3500
噴嘴孔的直徑/mm
3、5、6、8
注射方式
螺桿式
頂出形式/mm
中心液壓頂出，兩側(cè)機(jī)械機(jī)械頂出
最大的成型面積/cm
1000
合模方式
液壓-機(jī)械
3.2 模架的選擇
對(duì)于注塑成型生產(chǎn)，設(shè)計(jì)及制造模架是注射模具一個(gè)重要的工作環(huán)節(jié)，所以為了提高模具的質(zhì)量與減少其制造周期，目前我國(guó)注射模架已經(jīng)走向標(biāo)準(zhǔn)化，其中包括中小型模架標(biāo)準(zhǔn)與大型模架標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上又可以分為基本模架和派生模架。根據(jù)塑件的尺寸及形狀，此次設(shè)計(jì)所用模架為龍記大水口AI模架其主要尺寸為400x280x335mm,如圖3-1所示：
圖3-1 龍記大水口AI模架
模架由上到下各模板的尺寸如表3-2所示：
表3-2 模架各板的尺寸
定模座板/mm
定模板/mm
動(dòng)模板1/mm
動(dòng)模板2/mm
墊板/mm
推桿固定板/mm
推板/mm
動(dòng)模座板/mm
25
60
60
68
97
15
20
25
故模具的總厚度為B=25+60+60+68+97+25=335mm，滿足所選注射機(jī)的安裝行程。
3.3 模具相關(guān)參數(shù)的校核
（1） 型腔數(shù)量的確定及校核
型腔的數(shù)量能否跟注射機(jī)的規(guī)格相匹配，這個(gè)需要對(duì)了其進(jìn)行校核后才能確定，故可以按注射機(jī)的額定鎖模力來(lái)進(jìn)行對(duì)型腔數(shù)量的校核，則有：
（3-1）
式中：Fp——注射機(jī)的額定鎖模力，N；
A——單個(gè)塑件在分型面上投影的面積，mm；
A1——澆注系統(tǒng)在分型面上投影的面積，mm；
P——塑料對(duì)型腔的成型壓力，大小為注射壓力的0.8，MPa。
由公式（3-1）代入已知數(shù)據(jù)得：
=579.38kN
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