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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué) 生 姓 名：
學(xué) 號：
專 業(yè)：
設(shè)計(論文)題目：
掛鉤注射模設(shè)計
指 導(dǎo) 教 師:
2009年 3 月 22 日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
摘要 我國模具近年來發(fā)展迅速，特別是注塑模具，在我國的制造業(yè)中做出了一定的貢獻(xiàn)。但與發(fā)達(dá)國家仍有一定的差距，在某些方面差距還比較大。本文介紹了在工業(yè)生產(chǎn)中常用的幾種塑模，有壓縮模、壓注模、擠出模和注塑模。并著重介紹了注塑模的結(jié)構(gòu)。
關(guān)鍵詞 模具發(fā)展 注塑模具 結(jié)構(gòu)
模具是在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機(jī)和裝在壓力機(jī)上的專用工具，通過壓力把金屬或非金屬材料制出所需形狀的零件或制品，這種專用工具統(tǒng)稱為模具。我們?nèi)粘Ｉa(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼，小到一個胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。因為各種產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同，模具分為鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。
1 國內(nèi)外模具發(fā)展近況
近幾年，我國模具業(yè)發(fā)展迅速，在我國模具工業(yè)總產(chǎn)值中，沖壓模具占50%，塑料模具占33%，壓鑄模具占6%，其它模具各占11%。模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、電子通訊、兵器、家用電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛應(yīng)用，與其它加工制造業(yè)所無法比擬的。但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。低檔模具過剩，高檔模具供不應(yīng)求，甚至有的依賴進(jìn)口。
（1）原材料問題。受售價限制，國產(chǎn)模具多采用2Cr13和3Cr13作精密熱處理，而國外則采用專用模具材料DINI、2316，其綜合機(jī)械性能，耐磨、耐腐蝕性能及拋光亮度均明顯優(yōu)于國產(chǎn)材料。這從根本上影響了國產(chǎn)模具的外觀質(zhì)量和使用壽命。
（2）制造工藝水平。國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家，工藝條件參差不齊，差距很大。不少廠家由于設(shè)備不配套很多工作依賴手工完成，嚴(yán)重影響了精度和質(zhì)量[1]。
（3）模具設(shè)計體系。國內(nèi)一些生產(chǎn)廠家雖然也采用了計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)和計算機(jī)輔助制造技術(shù)(CAM)，但依舊停留在引進(jìn)、消化和吸收階段，難以形成具有成熟的理論指導(dǎo)和設(shè)計體系。因此，規(guī)范模具設(shè)計軟件系統(tǒng)的開發(fā)是當(dāng)務(wù)之急[2,3]。
（4）調(diào)試水平。模具就其本質(zhì)而言屬于工裝，生產(chǎn)出合格制品才是最終目的。因此，模具的質(zhì)量、性能依賴試模結(jié)果檢驗。國內(nèi)模具廠因交貨期短，試模設(shè)備局限，往往把質(zhì)量檢驗工作放在用戶處試模，易給用戶造成大量的損失和浪費。而且由于修模受時間，場地限制，往往難以調(diào)試出最佳狀態(tài)。而國外一些發(fā)展較好的企業(yè)都擁有自己的試模場所和設(shè)備，可以模擬用戶的工作條件試模，所以能在最短的時限達(dá)到很好的效果。
（5）配套體系。我國模具生產(chǎn)企業(yè)習(xí)慣埋頭搞生產(chǎn)科研，而忽視了與其他設(shè)備供應(yīng)商、原料供應(yīng)商合作。無形中使用戶走了許多彎路。我們的模具廠必須和其他廠家及各大科研院所共同合作，為用戶創(chuàng)造最佳的制品，創(chuàng)造更大的利潤，才有希望為自己營造廣闊的發(fā)展空間。
2 塑模
材料的性能不斷提高，各行業(yè)的零件將以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，使用塑料模具的比例將日趨增大；塑料制品在機(jī)械、電子、航空、醫(yī)藥、化工、儀器儀表以及日用品等各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高[4]。
2.1 常用塑模種類
(1)壓縮成型的塑料模具(簡稱壓縮模，又稱壓塑?；蚍Q壓膠模)它是將塑料原料直接加入敞開的塑模型腔內(nèi)，當(dāng)塑模閉合后，在加壓和熱的作用下，塑料成為流動狀態(tài)并充滿型腔，然后通過化學(xué)和物理變化使塑料硬化定型.
(2) 壓入成型的塑料模具(簡稱壓注?；驍D塑模，又稱擠膠模)它是成型熱固性塑料或封裝電器組件等用的一種塑料成型模具，這種塑模設(shè)有單獨的加料室。成型及加料前先閉模，然后將塑料放入加料室內(nèi)預(yù)熱加壓成粘流狀態(tài)時.再使塑料通過塑模的澆注系統(tǒng)，以高速擠入塑模型腔中去，繼續(xù)加熱加壓，直到完成塑料的固化而成型。
(3)擠出成型的塑料模具(簡稱擠出模)它是將放入料斗中的原料由螺旋送入加熱室，在加熱室的模具端，加熱成粘流狀態(tài)的塑料，在擠出機(jī)的高壓和高速作用下。通過具有一定斷面形狀的機(jī)頭(口模)和定型模(套)而擠出成型。它主要用于熱塑性塑料，個別也用于熱固性塑料的塑件成型。
(4)注射(塑)成型的塑料模具(簡稱注射?；蜃⑺苣?它是將塑料原料注射在注射機(jī)的加熱料筒內(nèi)，受熱成熔融狀態(tài)，在注射機(jī)的螺桿或柱塞的推動下進(jìn)入塑模型腔，使塑料在型腔內(nèi)硬化成型。
此外 ，還有發(fā)泡成型塑模、吹塑成型塑模、真空成型塑模、玻璃纖維增強塑料成型塑模等，但這些塑模的設(shè)計是建立在以上所述常用的幾種塑模設(shè)計基礎(chǔ)上，且比較簡單。隨著塑料成型方法的不斷出現(xiàn)，必然會產(chǎn)生各種新型塑料的新型的成型模具。
2.2 注塑模具的結(jié)構(gòu)簡介
通過利用計算機(jī)輔助的設(shè)計，是設(shè)計的工作量大大的減少，同時也可以通過軟件的分析，使我們得到更加適合茶品制造的模具，使其結(jié)構(gòu)更加得簡單、合理，可以減少我們以往對模具進(jìn)行的各種修改，在計算機(jī)上進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化能更節(jié)省所需的人力物力，同時使結(jié)構(gòu)更加合理。
利用UG軟件對注塑模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計是十分主流的軟件，通過模流分析可以獲得合理的模具結(jié)構(gòu)。
我們可以用MPI分析注射成型工藝，確定澆口數(shù)量。MPI是專業(yè)模流軟件，可以模擬熱塑性塑料注射成型過程中的填充，和冷卻過程，并能輸出量化的過程參數(shù)、曲線和圖表。作為分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是否合理、怎樣選擇合適的注射材料、怎樣確定合理的澆口位置、預(yù)測熔接痕的位置、最終制品質(zhì)量如何等的依據(jù)[10]。還可以進(jìn)行保壓等的優(yōu)化設(shè)計[11]。
在注塑成型工藝以及模具的設(shè)計過程中，澆口位置是一個很重要的設(shè)計變量，它與塑料性能、塑件形狀和尺寸、模具結(jié)構(gòu)及注射工藝等很多因素有關(guān)。不合理的澆口將會使塑件產(chǎn)生缺料，翹曲，熔體破碎，熔接痕、縮孔、白斑、燒焦等一系列的質(zhì)量缺陷，甚至直接產(chǎn)生廢品，因此正確選擇澆口位置是提高塑件質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。對于模具澆口位置的確定，也有了很多好的方法，如：經(jīng)驗搜索法優(yōu)化澆口位置最簡單的是窮盡法，隨機(jī)搜索法和決策法也是經(jīng)常用的。經(jīng)驗搜索法是在搜索法和決策法的基礎(chǔ)上，融入設(shè)計者的經(jīng)驗提出的。既由設(shè)計者憑經(jīng)驗和澆口設(shè)計的使用準(zhǔn)則給出可行方案，以這些方案為起點搜索出局部最優(yōu)；然后比較個局部最優(yōu)值得到全局最優(yōu)值[12]。
還有基于注射成型模擬技術(shù)的塑料件澆口位置的優(yōu)化。運用成型軟件MPI可以合理的確定出澆口的位置,運用MPI中的最佳澆口分析模塊初步找到一個最佳澆口位置,然后對不同澆口位置和不同過程參數(shù)設(shè)置環(huán)境下的塑料成型過程進(jìn)行模擬,比較其填充效果,綜合預(yù)測缺陷和工藝條件,從而達(dá)到制件澆口位置的優(yōu)化設(shè)計[13].
現(xiàn)在模具設(shè)計完后，要進(jìn)行大量的分析工作，然后對模具進(jìn)行優(yōu)化，以達(dá)到最好的效果。利用MoldFlow,可以做到很好的分析。注塑制品的殘余應(yīng)力和收縮是影響制件的主要因素，而注塑過程中的工藝參數(shù)對其有著直接的影響。通過分析，可以得出結(jié)論：在流動方向上無定型材料的收縮基本保持不變，殘余應(yīng)力沿壁厚分布的形狀也基本相同，但流動末端處的應(yīng)力值稍大于流動入口處；保壓壓力是影響制品收縮的關(guān)鍵因素，提高保壓壓力和注射溫度可以降低制品的最終收縮，而模具溫度對收縮的影響較小[11]。
當(dāng)需用注射成型結(jié)構(gòu)上難以脫模的塑件，如汽車輸油管、進(jìn)氣排氣管和水泵支座等有復(fù)雜形狀的空芯塑件時，一般是將它們兩半成型，然后通過用螺釘、鉚接、粘接或焊接方法拼合起來，致使塑件的密封性較差。為了解決這類問題可熔型芯注射模具技術(shù)是一種很有效的方法?？扇坌托咀⑸涑尚偷幕驹硎窍扔玫腿埸c合金鑄造可熔型芯，然后把可熔型芯作為嵌件放入模具中進(jìn)行注射，冷卻后把包含有型芯的制件從模腔中取出，再加熱將型芯熔化，為縮短型芯熔出時間，減少塑件變形和收縮，一般采用油和感應(yīng)線圈同時加熱的方法，感應(yīng)加熱使可熔型芯從內(nèi)向外熔化，油加熱則熔化殘存在塑件內(nèi)表面的合金表皮層[14]。
模具的冷卻也有了很多新的技術(shù)，負(fù)壓水路使得裝置即可以解決漏水問題，又可以解決制冷問題，熱管也是一種很好冷卻裝置，在日本，目前，熱管已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，商品化，在注塑模具中已逐漸推廣。
參 考 文 獻(xiàn)
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畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一、課題研究內(nèi)容
塑料件在各行各業(yè)及日常生活廣泛使用，塑料模具的設(shè)計制造的社會需要也日益增長，而且要求越來越高。掛鉤是以圓柱體為主，本課題是研究掛鉤的注射模設(shè)計。
二、研究途徑
1、測繪掛鉤圖紙，完成CAD三維造型設(shè)計。
2、掛鉤的注塑模方案設(shè)計。
（1）注塑模類型的選擇
現(xiàn)擬采用普通注射模。
（2）分型面的選擇
考慮到脫模的時候，使工件留在動模一邊，現(xiàn)擬采用以掛鉤的中間平面為分型面。
（3）澆口的設(shè)計
根據(jù)掛鉤的外觀情況，擬采用側(cè)澆口。
3、注塑模具成型零件尺寸的計算。
4、完成掛鉤的注塑模的裝配圖設(shè)計和全部零件的圖紙設(shè)計。
5、完成該注塑模具模板、成型零件等主要件的制造工藝設(shè)計。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
通過對文獻(xiàn)資料的查詢與總結(jié)，著重介紹了國內(nèi)外模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r、常用塑料模具的種類以及注塑模具的結(jié)構(gòu)。文獻(xiàn)綜述基本反映了我國模具制造業(yè)尤其是塑料模具制造的情況，通過分析完成了模具的初步設(shè)計方案，為課題的研究作了先期準(zhǔn)備。
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
課題主要根據(jù)市售掛鉤進(jìn)行測繪，按塑件成型完成模具設(shè)計與制造工藝，另外結(jié)合眾多模具企業(yè)已廣泛采用模具CAD技術(shù)的現(xiàn)狀這一社會需求，結(jié)合課題學(xué)習(xí)和運用模具制造中流行的CAD軟件，并完成一定的設(shè)計任務(wù)。
課題具有較強的工程訓(xùn)練性，塑件外形、結(jié)構(gòu)不太復(fù)雜，因此成型注射模具也不太復(fù)雜。設(shè)計要涉及模具設(shè)計、制造工藝及CAD等方面，涉及面較廣，難度適中，工作量適中，根據(jù)該學(xué)生的現(xiàn)有基礎(chǔ)，通過設(shè)計期間的努力可以較好地完成課題設(shè)計任務(wù)。
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日