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1、毕业设计（论文）开题报告题 目三通接头的注塑模具设计系：机械工程系专 业：材料成型及控制工程学生姓名：XX学号：XXXXXXXXXXX指导教师：XXXXX2010年3月25日开题报告填写要求1. 开题报告（含“文献综述”作为毕业设计（论文）答辩委 员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指 导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签 署意见及所在专业审查后生效。2. 开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标 准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪 贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3. “文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写
2、（或打印） 在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10 篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重 要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4. 统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说 明书等资料装入文件袋中。毕 业设计（论 文）开 题报告1.文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料， 每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述1塑料模具的意义1.1塑料工业在国民经济中的地位塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从1927年聚氯乙烯塑料问世 以来，随着现代高新科学技术的发展，
3、越来越多具有优异性能的高分子材料不断涌现, 从而促使塑料工业飞跃发展。新型塑料品种的增加以及塑料的性能的不断提高，现在塑料制品已经开始取代了 部分或全部金属材料。就全世界而言，塑料的消耗量已经超过了钢材，由此可见，塑 料已经成为我们生产生活不可或缺的一部分，发挥着越来越主要的作用1。据有关专家 的报告指出，我国塑料工业在“十一五”期间将有较大的发展，不断实施“以塑代钢” 的方针，因此塑料已被广泛用于汽车、家用电器、电子及通讯、国防、机械、医疗器 械、建筑以及人们日常生活等各个领域。1.2塑料模具在塑料工业中的重要性塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状，通过一定的方式来成型塑料制品的工 艺装备
4、或工具，属于型腔模的范畴。一般情况下，塑件质量的优劣以及生产效率的高 低，其模具的要素占了大概80%。然而模具的好坏又直接与模具的设计制造有很大的关 系。随着社会的发展，我们对塑料产品的质量提出了更高的要求，产品更新换代的周 期越来越短，因而对模具设计制造的标准自然而然更加严格了。可以说，模具技术， 特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，已经成为了衡量一个国家机械制 造水平的重要标志。2模具发展的状况2.1国外模具的发展随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展 已经成为动世界经济增长的重要因素。注塑模的历史不过三十余年，但发展速度很快。 美国塑料消耗量早已
5、超过钢、铜、铝的总和3,美国和日本的塑料模具专业厂家已超 过一万家，日本塑料模年产值1986年已达到一兆3千亿日元、美国达到60亿美元、 德国达到50亿马克。目前，葡萄牙模具生产量位居世界第十位，其中，塑料模具的生产居世界第九位。 而且葡萄牙模具制造多家企业联合起来共同发展。因为注射成型技术发展，日本注塑 机产量达1.35万台以上，其中至少有9700台出口讥注塑模CAD/CAE/CAM技术的发展为塑料模具设计注入了强大的活力。英国的 J.R.Pearson、美国的 J.F.Stevenson 和 K.K.Wang、加拿大的 M.R.Kamal 的一系列卓有 成效的研究成果为注塑模分析软件奠定了
6、基础门。现在注塑模CAD/CAE/CAM技术被广泛 用于注塑模具设计的各个方面。在塑料成型模具的设计和制造中广泛采用CAD/CAE技 术，使成型模具的技术水平提高显著，而在塑料成型模具的CAD中又引入CAE技术，将 塑料成型模具技术的合理性、短期化提高到一个新的高水平。CAE作为计算机在塑料 模具行业中的一项新型应用技术，他的兴起预示着计算机技术在塑料模具的应用上将 朝着集成化方向发展。2.2国内模具的发展自20世纪80年代起经过多年的发展，中国已进入模具生产大国之列，但还不是模 具强国。现在国内可以生产单套重量达60吨的大型模具、型腔精度达0.5m的精密模 具、一模7800腔的多腔模具及4
7、m/min以上挤出速度的高速模具。我国政府非常支持模具工业的发展，相关国家政策也向模具行业倾斜。目前国内 模具生产企业共有20000多家，从业人员150万人，年产值45亿元。国内模具生产水 平低，模具的价格只有发达国家的1/5到1/3,这种相对比较低的价格成为国内模具进 入国际市场并与国外模具竞争的主要优势。2005年我国塑料模具近年来我国塑料模具业发展相当快，目前塑料模具在整个模 具行业中约占30%左右。当前，国内塑料模具市场以注射模需求量最大，其中发展重 点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅 汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年
8、产量均超过1000 万台；彩电的年产量已超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门 窗的普及率为30%，塑料管的普及率将达到50%，这些都会大大增加对模具的需求量11。当前，我国模具行业的发展具有下特征:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及 模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压铸模成比例增长；专业模具 厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐 加快等。3三通接头选材塑料材料和其他材料相比有密度小、质量轻，比强度和比刚度高，化学稳定性好, 减摩、耐磨性好，成型和着色性能好等许多优点。目前全世界公认的塑料品种有：聚 乙烯、聚丙烯、
9、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料。现在常见的塑料管道一般为PE、PP、PVC、PET、EPS、ABS、PA管等，这里三通接 头米用的材料为硬质聚氯乙烯（PVCU）。硬质聚氯乙烯具有较好的力学性能，电气性能优良，耐酸碱性极强，化学稳定性 好，有优异的户外稳定性，以其制得的管什制品具有密度小、便于搬运、输水能力强、 长期使用不结垢、安装方便、无须油漆、美观、生产技术成熟、产品规格配套齐全、施 工简单、造价较低、维护量少、管理方便等优点。现在，国内生产的PVCU管材 的直径已达到800mmi2i3。4三通接头塑料注射成型现状及发展趋势三通管和三通接头因为其抽芯机构设、脱模机构较复杂，脱螺纹机构
10、设计和制造 麻烦等，有一批人专门对其进行了研究。文献14中南林学院工业学院的王江涛，胡 泽豪，彭波等人的塑料三通接头注射模的优化设计讨论了一种常见的塑料三通接 头注射模抽芯结构和脱螺纹结构的优化设计方案及其工作过程。简化了传统的复杂抽 芯和脱螺纹结构，优化了制造过程并节约了材料。文献15广东轻工职业技术学院的 吴茂昶在三通接头的设计中采用液压驱动螺纹脱模机构解决了内螺纹成型问题。文献 16太原理工大学的高颜萌，池成忠，屈繁敏针对三通直管接头脱模需要较大径向尺 寸的侧型芯的特点，改进了传统的斜导柱侧抽芯机构，巧妙利用导滑槽的作用.提高 了侧型芯在较大距离抽芯时的稳定性。由以上材料我们可以知道三通
11、管接头注射模设 计，一方面是改进抽芯机构，使其结构紧凑，获取较大抽拔角度，满足较长的抽拔距 离；一方面是改进脱螺纹机构，简化其过程，便于连续加工；还有就是尽量优化模具 结构，便于模具的加工制造和产品质量的提高等。5三通接头注塑模具设计5.1分型面的选择塑料注射模制造中分型面的确定问题是一个很复杂的间题，受到许多因素的制约。 有些塑件的分型面的选择简单明确并且唯一；有些塑件则有许多方案可供选择。根经 验，确定分型面的原则有：保证塑料制品能够脱模，使型腔深度最浅，使塑件外形美 观，容易清理，尽量避免侧向抽芯，使分型面容易加工，使侧向抽芯尽量短，保证塑 件制品精度，有利于排气，使塑件留在动模内，使型
12、腔内总压力较大的方向与分型面 垂直17。选择注射模分型面总的要求是顺利脱模，保证塑件技术要求，模具结构简单制造容 易。当选定一个分型面方案以后，可能会存在某些缺点，再针对存在的问题采取其他 措施弥补，以选择接近理想的分型面。5.2型腔数目的确定和排列形式为了使模具与注射机相匹配以提高生产率和经济性，并保证塑件精度，模具设计 时应合理确定型腔数目。生产经验认为，增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低4%。 为了满足塑件尺寸精度要求，应该合理布置型腔，型腔尽可能采用平衡式排列，使型 腔布置和浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象，尽量使 型腔排列得紧凑一些，以便减小模具的外形尺寸等
13、。5.3浇注系统的设计塑料注射模的浇注系统分为主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。通常浇 口尺寸的设置要比型腔部分小得多，以便保压过程完成后，浇口能迅速冷却封闭，防 止熔料倒流，也便于浇口凝料与塑件主体之间的分割18。塑料注射模的浇口是浇注系统中的关键组成部分，它的位置与数量对制品的质量 影响很大19。注塑模的浇口位置决定了聚合物的流动方向和流动的平衡性，产品质量 可以通过浇口位置的优化得到显著提高。如果浇口位置不合理，常常会造成熔体充填 不均匀，从而引起过保压、高剪切应力、明显的熔接线和较大的翘曲变形等一系列形 状缺陷；如果浇口数目过多，熔体在型腔中的流动流程较短，虽然所需注射压力较低,
14、 但会导致熔接线的数目增多，成为制品的质量缺陷；如果浇口数目过少，尽管可减少 熔接线的数目，但由于流程较长，所需的注射压力较高，制品内残余应力也相应增高, 引起塑料分子定向不均匀，导致浇口附近的残余应力大、强度差等问题，使浇口位置 成为不能承受弯曲荷载和冲击力的部位20。因此，合理的选择浇口的位置和数量对复 杂的塑料注射模的结构设计有着很重要的意义。在注塑成型工艺及模具设计中，浇口位置是一个重要的设计变量，它与材料性能、 塑件形状和尺寸、模具结构及注射工艺等因素有关。不合理的浇口位置将会导致制件 产生缺料、通体破脆、熔接痕、缩孔、白斑、烧焦、翘曲等一系列质量缺陷，甚至直 接产生废品，因此正确选
15、择浇口位置是提高塑料制件质量的重要环节21。随着模具CAD 技术的发展，模具设计的质量和效率有了明显的提高，如模具标准件的选择、模拟分 析等模块已在模具设计的实际应用中发挥了比较重要的作用。浇注系统是注塑模具结 构设计中的一个重要组成部分，CAD技术也有很大程度的应用22。5.4排气系统的设计在注射模试模过程中，调整好注塑工艺参数后，制品还常会出现填充不足、内应 力高、表面流线等现象，这主要原因是模具的排气有问题。在注射成形时，模具内产 生的气体主要有以下几个来源:型腔和浇注系统中存在的空气；塑料原料中含有的水分 在注射温度下蒸发而成的水蒸气；高温下塑料分解所产生的气体;塑料中某些添加剂挥 发
16、或热固性塑料成形过程中交联反应所生成的气体。要保证注射成形过程的顺利进 行，减少制品的成形缺陷，在考虑注射成形工艺的同时，必须重视模具排气系统的设 计23。注射模的排气方式一般是利用模具分型面或配合间隙自然排气，只有在特殊情况下 采用开设排气槽进行排气。排气槽应开设在型腔最后充填的部位，而且最好开设在凹 模一侧，以便所产生的飞边随塑件脱出%5.5注射模温度调节系统塑件的质量与模具的温度有密切关系悶，为减少塑件收缩率，降低塑件变形，提 高塑件尺寸精度，要求模具的温度宜低；为提高塑件表面质量，避免塑件收缩产生凹 陷，模具温度也应低。但对于结晶型塑件，为使尺寸稳定，使结晶在模内充分达到平 衡，又必须提高模温，否则塑件在存放及使用过程中，由于后结晶会造成尺寸和力学 性能的
