塑料成型工艺及模具软件设计(接线盒)

科学技术学院毕业设计（论文）开题报告题目：塑料成型工艺及模具软件设计（接线盒）学科部：理工专业：材料成型及控制工程班级：模具班学号：姓名：指导教师：填表日期：2011年12月20日一、选题的依据及意义：选题的依据，通过本次设计可以使我掌握注射模的模具结构的设CAD,PRO/E,UG等一系列软件的应用熟练，让我们能更快的适应生产和工作。培养自己的综合运用所学基础和专业理论，基本方法分析和解决测量与控制及其它相关工程实际问题的能力，在独立思考、独立工作能力方面获得培养和提高。随着塑料制品在机械、电子、交通、国防建筑农业医药等个行业广泛应用，对塑料模具制品的需求日益增加，塑料模具在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和级数密集型产品，其级数水品的高低已经是一个国家制造业水平的重要标志之一。高质量注塑制品的获得,是以优秀的制品设计、模具设计和注塑成型工艺为前提。注塑制品的许多缺陷(如熔接痕、短射、制品变形等)皆与熔体在模具中的流动方式有关,因而对熔体流动方式的控制成为优化注塑成型工艺的关键。随着CAE技术的迅速发展,特别是Moldflow软件的推出,可实现对注塑成型过程的计算机模拟分析;在试模前预测出熔体在填充、保压、冷却等过程中可能出现的缺陷,以帮助工艺人员进行分析和改进,提高一次试模的成功率,从而降低制造成本并缩短开发周期[1]。本研究采用Moldflow软件对一种薄壁注塑制品的充模、冷却、翘曲等行为进行了动态模拟,为该制品的模具设计及注塑工艺参数的确定提供了理论依据,从而改善制品的成型质量。------------(1)浇口是浇注系统的关键部位,起着调节控制料流速度、补料时间及防止倒流等作用[1],也影响产品的熔接线位置、充填压力、变形量等。随着产品的尺寸和结构复杂程度增大,在模具设计期间如何快速确定浇口个数及其具体位置成为困扰模具设计工程师一个重要因素。通过Moldflow软件能在短时间内给出一个量化的浇口个数及浇口位置,可减少模具设计工程师的工作量,也能降低调机工艺师的调机难度,进而提高产品质量。---------------------（2）注射成形是塑料加工工业中使用最为广泛的一种方法,其成形过程相当复杂。在市场竞争的不断加剧,模具的结构越来越复杂、精度要求越来越高,新产品的研发周期要求也越来越短的形势下,运用塑料注射成形模拟CAE技术,对模具设计进行模拟和分析,以代替实际的试模,预测设计中潜在的缺陷并进行修改,可使设计人员设计中避免盲目性,有针对性地优化设计方案、模具结构和工艺参数。注塑CAE技术是一种利用高分子材料学、流变学、传热学、计算力学和计算机图形学等基本理论,建立塑料成形过程的数学和物理模型,利用诸如边界单元法(BEM)、有限单元法(FEM)、有限差分法(FDM)等有效的数值计算方法,实现成形过程的动态仿真技术。---------------------（3）众所周知,塑料注射成型周期主要取决于冷却时间。据统计,在注射成型周期中,5%的时间用于注射成型,15%的时间用于推出塑件,而80%的时间用于冷却[1]。而注塑模冷却系统的设计不仅决定着塑件质量,还直接影响着注塑生产效率和制件的成本。在出现计算机模拟手段之前,注塑模型腔的冷却是一项复杂的工作,而且设计师往往把注意力集中在流道系统和推出系统上,事先对冷却系统的重视不够,往往在模具设计的最后阶段才对其进行考虑,导致冷却管道只能沿模具空余空间布置,使得许多模具生产效率低下,产品质量较差。因此,借助现代计算机模拟技术,运用注塑模冷却模拟软件,可以使得对拟定冷却方案的评价先于模具制造进行,这样模具设计者可以全面衡量设计的质量,通过改进设计使冷却系统能最大限度地在全副模具上处处均匀的吸走模具型腔内熔料的产效率,改善产品质。-------------------（4）传统的注塑方法是在正式生产前,由设计人员凭经验与直觉设计模具,模具装配完毕后,通常要几次试模,发现问题后不仅要重新设置工艺参数,甚至还要修改塑料制品设计和模具设计,增加生产成本,延长产品开发周期。随着CAE技术的迅速发展,特别是Moldflow软件的推出与应用,突破了传统思维的限制,避免了设计中的盲目性,有目的地修正设计方案;使工程技术人员在模具加工前即可在计算机里完成“试模”工作,预测成型工艺参数对制品外观和性能的影响,从而找出最佳成型参数。借助CAE系统后,就可以比较正确地设计注塑模具,避免反复试模和修模,大大地节约模具制造费用、提高模具与产品的品质和缩短模具制造周期等。-----------------------（5）选题的意义，1、塑料具有性能优异、价格低廉、加工成型方便等特点，必将大量取代传统材料，在医疗领域有更广泛的应用，因此，新型的治疗、诊断、预防、保健用塑料制品的市场发展前景十分看好。在本次的毕业设计中我将能够更好地了解到接线盒在医疗机械中的作用和意义。2、调查研究中外文献检索和阅读的能力，增长自己的见识，能够有力的掌握先进的，前沿的理论和实际应用。3、综合运用所学的专业理论和知识分析能力学会解决实际生产问题。4、增加自己在设计，计算与绘图方面的能力，掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工过程。5、加深自己的逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力，养成严谨，认真，细致地从事技术工作的优良作风。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）：1、国内研究现状：我国在注塑模CAD技术的开发研究与应用方面起步较晚。从20世纪80年代中期开始，国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模CAD系统。同时一些高等学校和科研所也开始了注塑模CAD系统的研制与开发工作。我国注塑模近年来发展迅速，对注塑模设计制造技术的应用开发十分重视。目前，我国经济处于高速发展阶段。一方面，我国模具市场继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移乙级跨国集团到我国进行模具采购趋向十分明显。我国模具工业的产值已经成为世界上最具影响力的国家之一。但是我国模具加工还存在着问题。精密加工设备还很少，大型，精密，复杂和长寿命的模具产需矛盾十分不突出。许多先进的技术如CAD/CAE/CAM技术的普及率还不高。2、国外研究现状：1)广泛应用CAD/CAE/CAM技术已经超越了甩掉图板，二维绘图初级阶段，3D设计已经达到了70-80%。pro/e，UG等软件的普及应用。数控机床的普及应用保证了零件的加工精度和质量。CAE技术已经逐渐成熟，试模时间减少了50%以上。2)普遍采用高速切削加工技术比传统的切削工艺要快几倍甚至十几倍，大大缩短制模时间。3)普遍应用快速成型技术与快速制模技术，塑料模具有专门提供原型制造服务的机构和公司塑料模具厂家利用快速原型浇制硅胶模具，用于少量翻制塑料件。3、模具发展的趋势21世纪模具制造行业将是以高度集成化、智能化、柔性化和网化，的国际标准提高自己的技术能力和经济实力。企业将向着更好地提高产品质量及生产效率，缩短设计周期及制造周期短，降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求的方向发展。三、本课题研究内容通过对于本产品的调查和社会对于商品的生产需求，和生产应用硬件的条件，进行合理的塑料模具设计并且熟练掌握电脑CAD制图和三维UG制图的能力，达到产品的要求。合理编制模具零件的制造工艺。设计图样要求符合新制图标准，表达完整，布局合理。内容主要包括：材料：ABS生产批量：大批量1、查找相关资料，进行接线盒塑件成型工艺性（原材料，结构和尺寸）分析；2、计算塑件接线盒的体积和质量（包括初选注射机型号）；3、对塑件接线盒材料（ABS）注射工艺参数的确定；4、拟定模具的结构形式：（1）分型面的确定；（2）型腔数量和排列方式的确定，画出接线盒草图；5、注射机的确定（包括校核）；6、注射模的结构设计（浇注系统设计，成型零件结构设计等），绘制模具结构草图；7、模具设计的有关计算（包括注射机有关参数的校核）等；8、运用CAD绘制总装图和个成型零件的二维图形。四、本课题研究方案塑料接线盒：先收集资料，剖析塑件，确定塑料性能；再拟定结构方案，初选注塑机，进行模具设计的计算，使模具结构紧凑安全可靠。绘制模具装配草图，校核注射机有关工艺参数；最后绘制磨具总装配图和零件图。五、研究目标、主要特色及工作进度：1、研究目标：塑料接线盒的注塑模具设计；2、主要特色：运用电脑软件设计此塑料接线盒的模具图，编制模具的零件制造工艺过程，电脑绘制所有的模具零件图和装配图，运用UG进行理论试模校正。3、工作进度：六参考文献：1、《塑料科技》2008年第10期作者刘细芬张帆1查找相关资料，进行接线盒塑件成型工艺性（原材料，结构和尺寸）分析。2.20-2.24第1-2周2计算塑件接线盒的体积和质量（包括初选注射机型号）。2.27-3.02第3周33、对塑件接线盒材料（ABS）注射工艺参数的确定。3.05-3.09第4周4拟定模具的结构形式：（1）分型面的确定；（2）型腔数量和排列方式的确定，画出接线盒草图；（3）注射机的确定（包括校核）。3.12-3.16第4周3.19-3.23第5周5模具计算与校核：成型尺寸的计算；主要零部件的强度、刚度校核；标准模架选择；模具与成型设备之间相关尺寸的校核；冷却系统的计算。3.26-3.304.02-4.06第6、7周6绘制模具装配总图。4.09-4.134.16-4.20第8、9周7绘制模具所有非标准零件图。4.23-4.274.30-5.04第10、11周8编写毕业设计论文，制作PPt文件。5.07-5.11第12周9准备毕业答辩各项工作。5.14-5.18第13周2、《模具技术》2011年第02期作者曾喜生林启权3、《电加工与模具》2009年第04期作者李雯雯卢军刘洋4、《机械设计与制造》2007年第12期作者李耀辉许春龙韩阳飞5、《机械制造与自动化》2008年第06期作者陈敬栋王晓枫6、《塑料成型工艺及模具设计》叶久新王群主编机械工业出版社；7、《注塑模具图集齐卫东主编》北京理工大学出版社；8、《注塑加工速查手册》洪慎章主编机械工业出版社；9、《模具CAD/CAM(UG)》清华大学出版社；10、《中国模具工程大典第三卷塑料与橡胶模具设计》李德群唐志主编电子工业出版社。11、《塑料模具设计参考资料汇编》邹继强主编清华大学出版社2005年9月