塑料模具设计开题报告

毕业设计（论文）学生开题报告

课题名称基于UG/MOLDFLOW的玻璃清洁器手柄塑料模具设计

课题来源课题类型指导教师

学生姓名学号专业班级

本课题的研究现状、研究目的及意义

现状：20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。

中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48"（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具

CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。

尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。

目的：模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。

意义：高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展，对整个人类社会的进步是非常重要的。

课题类型：

（1）A—工程实践型；B—理论研究型；C—科研装置研制型；D—计算机软件型；

E—综合应用型

（2）X—真实课题；Y—模拟课题；

（1）、（2）均要填，如AY、BX等。

本课题的研究内容

本课题主要是针对玻璃清洁器手柄的模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。

首先是对材料的选择，塑件的材料为ABS，工艺难点为柄分为两半的抽芯。从模具结构考虑，把手部位锥形空间的形成，如将该处型芯做成整体，则无法抽出型芯，所以将该处形芯做成两半。因塑件本身结构，其壁厚不均匀，故必须在模具相应部位设置冷却系统来保证注塑质量。在注射时应注意温度、压力和时间的选择，还有分型面的选择，在注射完成后，应冷却一段时间再脱模用推出机构推出模具，注射的时候应注意成型零部件和浇注系统的选择，还有导向和定位机构。

通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是手柄注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产塑件产品，以实现自动化提高产量。针对手柄的具体结构，该模具是点浇口的注射模具，因此，需要设置斜导柱，同时采用活动镶件的结构形式。其优点在于提高稳定性，使模具精度更高，不易偏移。通过模具设计表明该模具能达到手柄的质量和加工工艺要求。

通过市场商品调查，满足社会需求及生产要求上，在合理设计方向上，进行塑料模具的设计并且熟练掌握手工和电脑制图，达到产品的要求。合理编制模具零件的制造工艺。设计图样要求符合最新制图标准，表达完整，布局合理。

此次设计是用CAD/MOLDFLOW/UG软件完成一套注射模具的设计及制造。要求完成模具说明书一份、塑件图、模具装配图、模具3D爆炸图、模具主要零件图、模具工作过程动画演示。

本课题研究的实施方案、进度安排

该手柄模具设计包括成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、排气系统、模温调节系统的设计,其中有：

1.产品技术要求和工艺分析

1.1产品技术要求：塑料零件的材料为ABS。在模具设计和制造过程中要严格保证精度要求，手柄属于外部配件，表面精度要求较高，尺寸精度要求不高。

1.2塑件的工艺分析：（1）该塑件尺寸较大且要求塑件尺寸精度等级较高。采用侧抽芯型腔注射模可以保证其尺寸精度。（2）该塑件为中小批量生产，且塑件的形状较复杂，因此采用一模两腔。为了加工和热处理，提高稳定性，该塑件采用滑块加斜导柱的结构。

1.3 塑件材质工艺性：此手柄是用ABS注塑成型的。查相关手册可知，ABS树脂是五大合成树脂之一，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，容易涂装、着色，还可以进行表面喷镀金属、电镀、焊接、热压和粘接等二次加工，广泛应用于机械、汽车、电子电器、仪器仪表、纺织和建筑等工业领域，是一种用途极广的热塑性工程塑料。

1.4成型工艺性：查《模具设计与制造简明手册》P.280表2-31 可得到常用塑料注射成型工艺参数：预热和干燥温度、、料筒温度、模具温度、注射压力、成型时间、注射时间、保压时间、冷却时间、总周期、螺杆转速等。不需后处理。

2.拟定成型方案

2.1分型面位置的确定：

方案一：

方案二：

选择注射模分型面影响的因素很多，要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容易。由此确定采用方案二。

2.2浇注系统的设计：

方案一：点浇口，①熔融塑料流通过浇口时流速增高,加上摩擦力的作用，塑料流的温度升高。这样，能获得外形清晰，表面光泽的塑件。②开模后点浇口可自动拉断，有利于自动化操作。去除浇口以后，塑件上留下的痕迹不明显，不影响塑件表面的美观。③确定浇口的位置很灵活。

方案二：侧浇口，①截面形状简单，加工方便，能对浇口尺寸进行精细加工，表面粗糙度值小。②可根据塑件的形状特点和充模需要，灵活地选择浇口位置，如框形或环形塑件，其浇口可设在外侧，也可设在内侧。③由于截面尺寸小，因此去除浇口容易，痕迹小，制品无熔合线，质量好。

由于点浇口注射压力损失较大，对塑件成型不利且模具结构较复杂，一般采用双分型面模具(三开模)才便于脱出浇道凝料。浇口附近的流速过高，造成分子高度定向，增加局部应力，易发生开裂现象。鉴于清洁器手柄的具体结构，选择侧浇口。

根据moldflow分析浇口位置如图：

由于考虑到产品的设计特征以及注塑的方便，浇口位置设置到如下图所示的地方：

2.3 顶出机构的设计：

方案一:顶板顶出。推件板推出的特点是顶出力均匀，运动平稳，表面没有推出痕迹。

方案二：圆顶针顶出。顶针作为标准件，易于加工，可简化模具设计。

从手柄的具体形状和结构来看，其尺寸较大，对壳体内部表面精度无要求，故采用圆顶针顶出，根据制品的结构特点，确定在盖上设置普通的圆顶针。考虑到脱模阻力的影响，顶针需均匀分布，且数量不能太少，以便于顺利顶出，因此可做如图所示的设计：

2.4 冷却系统的设计:

由于制品尺寸较大,确定水孔的直径为6mm。由于冷却水道的位置、结构形式、表面状况、水的流速、模具的材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水传递，精确计算比较困难。实际

生产中，通常都是根据模具的结构来确定冷水水路，通过调节水温、水速来满足要求。由于动模中由型芯和固定板和件组成，受结构限制，冷却水路布置如下图

进度安排

第一周--第四周实习

第五周查阅文献资料、翻译外文，分析塑件，确定成型方案，开题报告

第六周--第七周绘制方案草图、校验所选注射机

第八周成型尺寸的计算及壁厚强度、刚度的校验

第九周--第十周绘制模具设计装配工作图（外型尺寸，特征尺寸—定位圈直径，配合尺寸，装配尺寸，极限尺寸）

第十一周绘制零件图（检查，校正）

第十二周完成设计说明书

第十三周准备答辩

已查阅的主要参考文献

[1] 《模具制造手册》编写组，模具制造手册(第二版)[M]，北京：机械工业出版社， 2003

[2] 王树勋，吴裕农，典型模具结构图册 [M]，广州：华南理工大学出版社，2005.4

[3]张耀宸，马占永. 机械加工工艺设计实用手册[M]，北京：国防工业出版社，2002.3

[4]《塑料模具设计手册》编写组，塑料模具设计手册，北京：机械工业出版社，1994

[5]张中元，塑料成型工艺与模具设计，北京：航空工业出版社，1995

[6] 陈万林等编著。实用塑料注射模设计与制造[M].机械工业出版社，2004

[7] 伍先明等编著。塑料模具设计指导[M].国防工业出版社，2006

[8] 张学文、郑午编著。注塑模设计，化学工业出版社，2007

[9] 黄锐编著。塑料成型工艺学，中国轻工业出版社，2005

[10] 齐晓杰主编。塑料成型工艺与模具设计，机械工业出版社，2005

[11] 邹强主编。塑料模具设计参考资料汇编,清华大学出版社，2005

[12] 屈华昌主编.塑料成型工艺及模具设计，高等教育出版社,2001

[13] 唐志玉主编. 注塑模具设计师指南[M]. 北京: 国防工业出版社, 1996

[14] 华希俊, 张培耘. 模具工业先进制造技术特点及发展概况[J]. 金属成形工艺,2001, 18(2): 3-5.

[15]Suhas Kulkarni, President, FIMMTECH,The Injection Molding Screw

指导教师意见

指导教师签名：

年月日

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