活动圈注塑工艺分析及塑料模具设计开题报告

 2023-12-07 14:54:17

1. 研究目的与意义

目前,塑料制品已广泛应用到人们生产、生活的各个领域。从汽车、机电产品、家电、生活用品到儿童玩具等各个方面都使用大量的塑料件。生产塑料制品的模具称为塑料模。从生产原理上可将塑料制品生产方法分为多种,但采用注塑方法生产塑料制品的方法应用最为广泛。注塑模占整个塑料模的比例相当大。塑料模具的设计已成为目前一般企业的普遍技术问题。注塑模具设计内容主要包括零件的结构工艺分析、成型方法和模具总体方案的确定、具体结构设计、成型设备的选择等。它不仅仅运用塑料模设计本身知识,它是机械设计和制造各方面知识综合应用。

本课题通过选择活动圈为设计对象,对其从注塑工艺分析及塑料模设计的角度进行研究。运用计算机辅助设计方法,设计生产该塑件的塑料模具,使得设计人员完成设计方案的提出、数值计算、分析模拟、修改和绘图的设计全过程,从而达到优化注塑成型工艺生产过程、提高塑料模具的质量的目的,同时提高了自身整体的设计能力。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

1、明确塑件设计要求,仔细阅读塑件制品零件图,从制品的塑料品种,塑件形状,尺寸精度,表面粗糙度等各方面考虑注塑成型工艺的可行性和经济性,必要性,要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构修改的可能性。

2、运用UG及CAD软件完成模具设计。分型面应选在塑件外形最大轮廓处。满足塑件的外观质量要求:注塑时分型面处不可避免地要在塑件上留下溢料或拼合缝的痕迹,因此分型面最好不要选在塑件光亮的外表面或带圆弧的转角处,其中分模是最重要的一环。要求总体方案要合理且可实施;确定的分模面能保证塑件脱模方便型腔数量与塑件大小、生产率相匹配;抽芯机构、顶件机构、导向机构要可靠。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

随着世界经济产业结构的调整,先进的制造工艺已成为我国工业的发展方向之一。而制造业的基础模具工业也随之迅速地得到发展。中国模具潜在的市场很大,近年来中国已迅速地发展成为模具制造大国,在世界模具制造业产值中,所占的比例逐年上升,模具材料的用量也逐年增长。工业技术不断向前发展,对模具要求在更苛刻、更高速的工况条件下工作。因此,国内外都在模具材料的研究和发展上做出了巨大的努力,也在这一方面取得了不少成果。制造模具及其零件的材料有很多,如钢,铸铁,非铁合金及其合金、高温合金、硬质合金、钢结硬质合金、有机高分子材料、无机非金属材料、天然或人造金刚石等。但其中钢是用的最多,应用范围最广的材料。

近几年,我国模具工业在世界模具产值中所占比例显著提高。我国模具钢按照使用状态主要分为:塑料模具钢约占60%; 冲压模具钢约占20%;压铸模具钢占6%~8%。目前我国模具用钢广泛,除了工具钢(碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢)外,还有轴承钢、弹簧钢、调质钢、渗碳钢、不锈钢等,钢种达数十种之多,但常用的只有20余种,而用量最多的是Cr12、Cr12MoV、3Cr2W8V、5CrMnMo、5CrNiMo、45、40Cr等。其中Cr12、Cr12MoV的应用量大面广,但在冶炼、铸造、锻造、热处理等方面存在一系列问题,模具使用寿命较低,特别是产品结构和应用方面还存在一些问题。

随着模具制造业的不断发展,对模具钢从冶金质量、数量、性能上要求不断提高。在国外出现高合金、高质、优化、低级材料强化及扩充材料领域等趋向,模具材料由低级向高级发展,发展的趋向是碳素工具钢→低合金工具钢→高合金工具钢,相继出现一系列新型模具材料,模具标准钢的合金化程度也日趋提高。例如美国,15 种热作模具钢合金元素含量全部大于5%, 而合金元素含量大于10%的有10 种,用量占80%。

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4. 研究方案

本课题是活动圈注塑工艺分析及塑料膜设计,要求做出生产此塑件的模具。要完成此课题,首先要根据分析任务书及塑件外形,画出它的零件图,再把这塑件3D模型做出来,然后对其进行模流分析,最后设计出加工此塑件的模具。

在成型前原料检测与预处理(色泽、粒度、均匀性),并且注塑原料的形态、种类、塑件结构的不同,各个塑件的预处理阶段的工作也不一样,因此本副模具的生产不需要干燥。分型面的设计要点:如果在成行零件结构截面最大轮廓处分型,可以保证最后成型的塑件有较好的性能。所以在设计分型面时一般采用在最大轮廓处。分型面一般随着动模的开模过程一起运动。

排气机构浇注系统设计原则:1.首先要先了解塑料溶体的各种特性,包括温度、剪切速率等,保证塑料制品的成型质量。2. 要有优良的排气性 ,在注射塑料溶体后,塑料溶体应该充满各个型腔、浇道。 3.浇注系统在设计浇道时要简便,如果不影响塑件的注塑过程,则其长度选择可以尽可能的短。

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5. 工作计划

2023.1.2~2023.1.15:完成译文翻译,查阅文献,完成开题报告并上传毕设网。

2023.1.16~2023.2.5:指导老师审核译文和开题报告,根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6~2023.3.19:按照开题报告的方案,开始毕设课题的计算及设计。完成对塑件的模流分析,完成模流分析报告,完成模具总体方案设计,绘制出装配草图给指导老师审核。

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