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畢業(yè)設計
開題論證報告
專 業(yè) 機械設計制造及起自動化
學生姓名 徐 正 松
班 級 BD機制041
學 號 0420110126
指導教師 吳 衛(wèi) 東
完成日期 2008年4月5日
課題名稱：電風扇前罩注塑模具設計
一、課題來源、課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
1．課題來源
本課題的來源是應生產(chǎn)實際的需要，為江蘇羽佳塑業(yè)有限公司而配套設計的。本套注塑模具屬于專用模具，用于電風扇前罩的實際生產(chǎn)，具有結構簡單、操作方便的特點，適合于大批量多件生產(chǎn)，在實際生產(chǎn)中能夠很好的提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。本課題由我負責研制，最終完成電風扇前罩注塑模具的總體設計。
2．課題研究的主要內(nèi)容
（1）塑件的冷卻時間對實際生產(chǎn)的影響
在注射生產(chǎn)中,塑件的冷卻時間在一定程度上決定了生產(chǎn)的循環(huán)時間。當塑件在模具中冷卻時,如果不到開模溫度就過早開模,若塑件受到外力(如頂出力)作用,就會產(chǎn)生變形;但如果塑件冷卻時間過長,一方面模溫變得太低,另一方面也會影響生產(chǎn)效率。所以在給定的生產(chǎn)條件下,正確計算塑件的冷卻時間,則可以指導生產(chǎn)操作,做到適時開模,實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。同時,正確地確定塑件的冷卻時間也是設計注射模冷卻系統(tǒng)的關鍵。影響塑件冷卻時間的因素很多,如塑料種類、塑件厚度、熔料溫度、塑件開模溫度、模具溫度等。
（2）如何提高模具的使用壽命
模具失效前所完成的工作循環(huán)次數(shù)或成型制品的總數(shù)量稱為此模具的壽命。注塑模具一般使用壽命要求在10萬次以上。影響注塑模具壽命的因素是多方面的，提高注塑模具使用壽命要采取綜合措施。在注塑模具設計、制造和使用過程中，選用恰當?shù)乃芰显牧?，合理設計模具結構，選擇合適的模具材料和合理的熱處理工藝及模具加工方法，正確使用與維護模具都將有利于提高注塑模具的質(zhì)量和使用壽命。
（3）常見塑料成型的缺陷及解決方法
塑料的注射成型過程是一個比較復雜的過程。塑料在注射成型中,注塑機將塑料熔體以高壓注射入模具中,經(jīng)保壓一定時間后,開模取件。在成型過程中,塑料要受到溫度、壓力、時間等多方面因素的影響。這因素任何一個設置不當都將影響塑料制作的質(zhì)量,造成塑件缺陷。常見的塑料缺陷有龜裂、氣泡、充填不足、熔接痕、飛邊。避免這些缺陷的措施是將塑料熔體注射充模后,在保壓壓力作用下,以極其緩慢的冷卻速度使其固化,則聚合物高分子在模具型腔內(nèi)就能有充分的時間進行變形和重排,從而可使變形量逐漸與注射壓力和保壓壓力的作用達到平衡,脫模后制件中無殘余應力,尺寸和形狀穩(wěn)定。
（4）注塑成形模擬技術在模具設計中的應用
注塑成形模擬技術是CAE技術在注塑模具開發(fā)和塑料制品生產(chǎn)中的具體應用技術。它是根據(jù)塑料加工流變學和傳熱學的基本理論,建立熟料料熔體在模具型腔中的流動、傳熱的物理數(shù)學模型,利用數(shù)值計算理論構造其求解方法,利用計算機圖形學技術在計算機屏幕上形象、直觀地模擬出實際成形中熔體的動態(tài)充填、冷卻過程,定量地給出成形過程的狀態(tài)參數(shù)(如壓力、溫度和速度等)。利用注塑模擬成形技術可在模具制造之前,在計算機上對模具設計方案進行分析和模擬來代替實際的試模,預測設計中潛在的缺陷,突破了傳統(tǒng)的在注塑機上反復試模、修模的束縛,為設計人員修改設計提供了科學的依據(jù),它在產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)過程中的流程如圖1所示。利用CAE技術在產(chǎn)品開發(fā)的任何一個階段,都可以檢驗設計方案的可行性,防患于未然。由于計算機能在較短時間內(nèi)測試幾種甚至幾十種設計方案,較之傳統(tǒng)的修模、換模和試模,就人工、時間、經(jīng)費、材料、能源和場地而言,都具有明顯的優(yōu)勢。
3．國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述
塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的,在我國,起步較晚,但發(fā)展很快,特別是最近幾年,無論在質(zhì)量、技術和制造能力上都有很大發(fā)展,取得了很大成績。精密、復雜、大型模具的制造水平有了很大提高；模具壽命不斷提高；模具效率不斷提高；氣體輔助注射成型技術的使用更趨成熟。塑料模具的質(zhì)量、技術和制造能力近年來發(fā)展很快,有些已達到或接近國際水平,尤其是隨著改革開放政策的不斷深入,“三資”企業(yè)蓬勃發(fā)展,對我國塑料模具設計制造水平的提高起到了非常大的作用。然而,由于我國模具制造基礎薄弱,各地發(fā)展極不平衡,因此總體來看,與國際先進水平相比和與國內(nèi)外市場需求相比,差距還很大。主要表現(xiàn)在工藝裝備水平、開發(fā)能力及經(jīng)濟效益、管理及其他方面、產(chǎn)需矛盾等方面。
由于塑料工業(yè)的快速發(fā)展及上述各方面差距的存在,因此我國今后塑料模具的發(fā)展速度必將大于模具工業(yè)總體發(fā)展速度?！笆の濉逼陂g,預計每年可望達到12%以上的市場增長率。塑料模具生產(chǎn)企業(yè)在向著規(guī)?；同F(xiàn)代化發(fā)展的同時,“小而?！?、“小而精”仍舊是一個必然的發(fā)展趨勢。也就是說,為了滿足用戶對模具制造的“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求。
二、本課題擬解決的問題
1．收集整理有關成型工藝、成型設備、機械加工及特殊加工的相關資料，以備在設計本模具時使用。
2．對注塑成型件進行工藝性分析。
4．注塑模具分型面的選擇。
5．注塑模具溫控調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設計。
6．完成注塑模具的總體設計。
7．如何提高注塑成型件的質(zhì)量。
三、解決方案及預期效果
（一）．相關問題的解決方案
1．注塑成型件電風扇前罩的材料為PP,該塑料成形時易產(chǎn)生縮孔、凹痕、變形、缺陷,成形溫度高時,方向性明顯,凝固速度較快,易產(chǎn)生內(nèi)應力。因此,在成形時應注意控制成形溫度,澆注系統(tǒng)應較緩慢散熱,冷卻速度不宜過快。
2．根據(jù)分型面的選擇原則,考慮塑件在模具中的成形位置、澆注系統(tǒng)設計、塑件的結構工藝性及精度、嵌件位置形狀以及推出方法等多種因素的影響,選擇分型面時一般應遵循的原則是便于塑件順利脫模,盡量使塑件開模時留在動模一邊,便于模具加工制造和抽芯。
3．塑件在注塑成形時不要太高的模溫,因而在模具上可不設加熱系統(tǒng),設定模具平均工作溫度為60℃,成形時塑料熔體溫度要求在220℃左右。由于該塑件帶有螺紋,為了使塑件脫模時螺紋部分不變形,需設冷卻系統(tǒng)。因螺紋型芯經(jīng)常處于旋轉狀態(tài),無法直接冷卻,所以在模具設計時,螺紋型芯中心部分增加冷卻型芯,通過銅管將冷卻水引入型芯,形成環(huán)流,較好地完成了螺紋型芯的冷卻。在定模型腔也要設置冷卻水道進行冷卻。
4．絕對的服從指導老師的安排，認真的完成設計任務書規(guī)定的內(nèi)容，如期完成本套模具的總體設計。
5．優(yōu)化注塑模具的總體結構，盡可能的減少注塑成型件的一些常見缺陷，適當?shù)难娱L注塑保壓時間，并使其保持一致。
（二）預期效果
本套注塑模具的設計制造能夠很好的滿足生產(chǎn)實際的需要，能滿足注塑制件的加工要求，能夠提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品的精度，模具一次試模成功,運行靈活、可靠,澆注系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、脫模機構效果良好在工作時應運轉平穩(wěn)，工作可靠，結構簡單，裝卸方便，便于維修和調(diào)整。盡可能的降低制造成本，使其價格能為廠家所接受。
四、課題進度安排
3月10日～3月22日．畢業(yè)實習階段。
畢業(yè)實習，查閱資料，到多個公司實踐，撰寫實習報告。
3月23日～4月5日．開題階段。
提出總體設計方案及草圖，填寫開題報告。
4月6日～5月14日． 設計初稿階段。
完成總體設計圖、部件圖、零件圖。
5月15日～5月31日． 中期工作階段。
完善設計圖紙，編寫畢業(yè)設計說明書，中期檢查。
6月1日～6月4日．畢業(yè)設計預答辯。
6月5日～6月12日．畢業(yè)設計整改。
圖紙修改、設計說明書修改、定稿，材料復查。
6月13日～6月15日．畢業(yè)設計材料評閱。
6月16日～6月18日．畢業(yè)答辯。
6月19日～6月21日．材料整理裝袋。
五、指導教師意見
簽名
年 月 日
六、專業(yè)系意見
簽名
年 月 日
七、學院意見
簽名
年 月 日
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