支架型槽轮注塑模设计开题报告

机械工程学院 毕业设计（论文）开题报告 毕业设计（论文）题目：支架型槽轮注塑模设计学 生 姓 名： 指导教师姓名： 专 业： 1.课题名称：支架型槽轮注塑模设计2.课题研究背景：在70年代以前随着塑料工业的迅速发展，塑料挤出机曾向大型、大的螺杆长径比方向发展。自七十年代 以后，由于挤出理论的发展和高聚物流变学理论研究工作的深入，带来了螺杆、机筒和机头设计工作上的突破，使挤出机朝向高速、高效方向前进了一大步，挤出机效率得到很大提高，其功能也不断扩大。进入80年代，世间各主要工业国对挤出机的理论研究工作继续得到高度重视和发展，但挤出设备的基本结构已无大的创新，其进展主要表现于各种新的加工工艺和采用先进的微电子控制技术。总的说，目前挤出机的发展主要向高度、高效、节能、多功能、精确和高度自动化方向发展。挤出成型在塑料制品成型加工工业中占有很重要的地位。据统计，在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量居于很高的地位。目前我国的模具的产量和质量基本可以满足国内异型材生产的需要。但在生产高质量的模具方面上，我国所生产的模具与国外还有一定的差距。无论从异型材生产速度上还是从异型材的表面光洁度上仍有差距。但从模具的价格上，国内的塑料门窗异型材挤已有近百种螺杆, 常见的有分离型、剪切型、出模具价格仅为 28 万元，仅是国外进口同等模具的 1/ 51 /10。在我国塑料加工业中，几乎1/31/2 的塑料制品是通过挤出成型来完成。作为塑机的第二大类产品，挤出成型机组的产量和销售额约占塑料机械的20%25%，其生产厂家分布在机械、轻工、化工、石化、建材、军工等行业，在地域上多集中在塑料加工业发达地区，如江浙、辽宁、山东、广东等东南沿海地区。全国124 家主要塑机企业工业总产值为38.7 亿，东南沿海就占了70%以上；全国生产挤出机的厂家超过百家，多数为民营或乡镇企业，约占塑机行业厂家的60%，挤出机的品种占塑料机械品种的30%，这个比例还有逐年上升趋势。全国每年能够生产300 台(套)以上挤出机机组的厂家仅有34 家，大部分企业只能生产低档次的老产品，难以达到经济规模，尤其在控制水平、效率、精度、可靠性和成套性等方面与发达国家相比差距较大。由于专业水平和产品技术含量低，决定了产品的附加值低，从而使企业的整体效益不高，在国际竞争中处于劣势。 单螺杆挤出成型机无论作为塑料塑化造粒机械或成型加工机械都占有重要地位。近几年来, 单螺杆挤出机有了很大的发展。目前, 德国生产的造粒用单螺杆挤出机, 其螺杆直径达到700 mm , 产量为36 t/ h。单螺杆挤出机发展的主要标志在于其关键零件螺杆的发展。近几年以来, 人们对螺杆进行了大量的理论和研究实验, 至今屏障型、分流型与波状型等。从单螺杆的发展来看, 尽管近年来单螺杆挤出机已较为完善, 但随着高分子材料和塑料制品的不断发展, 还会涌现出更有特点的新型螺杆和特殊单螺杆挤出成型机。总体而言, 单螺杆挤出成型机正向着高速、高效、专用化方向发展 。双螺杆挤出机喂料特性好, 适应于粉料加工; 且比单螺杆有更好的混炼、排气、反应和自洁功能, 是对热稳定性差的塑料和共混料更显优越性。双螺杆挤出机的大致分类为: 1) 按两螺杆轴线的相对位置, 有平行和锥形之分; 2) 按两螺杆共轭螺杆的啮合程度, 有啮合型和非啮合型之分; 3) 按两螺杆的旋转方向, 有同向和异向之分, 在异向中又有向内、向外之分; 4) 按螺杆旋转速度, 有高速和低速之分; 5) 按螺杆与机筒的结构, 有整体和组合之分。在双螺杆挤出机的基础上,为了更容易加工热稳定性差的共混塑料, 有的厂家又开发出多螺杆挤出成型机, 如行星挤出机等。挤出机及辅机类要通过以下措施增强竞争力: 1) 加大螺杆长径比(L/D30),尽管采用分离型、屏障型、波状型等新螺杆,提高转速(最高转速n 200 r/ min) , 采用不停机换过滤网装置。2) 采用变频调速, 降低能耗, 降低比功率。3) 采 用程控式微机, 实现温度、压力、速度等自动控制。4) 编织袋生产线中应提高牵伸装置加 热精度和牵伸速度, 研制新的水冷装置, 适应高速生产, 提高圆织机转速和降低能耗与噪音, 提高印刷机质量, 把成套设备的档次上一台阶。5) 吹塑薄膜机组(包括多层共挤吹膜) 应配 备自动上料, 设快速不停机换网和自动测厚装置。3课题研究的意义：目前，世界上塑料产量已达到每五年翻一番的增长速度。挤出成型是塑料加工的主要方法，其发展速度也相当快。挤出成型发展总趋势是大型化、高速化、自动化。大型化高速化的目的是提高生产量，自动化可提高劳动生产率，改善劳动条件。据统计，在塑料制品成型加工中，挤出成型制品的产量居于很高的地位与其他成型方法比较，挤出成型法具有如下的主要特点：(1)连续化生产。例如，可根据需要生产任意长度的管材、板材、薄膜、电缆、单丝等。(2)有很高的生产里边。从下表中可看到，塑料注塑机的产量远比塑料挤出机的产量要大，但据统计，各国用挤出法加工的塑料大约占该国塑料产量的40%-60%，可见其生产率方面占有绝对的优势。1983年日本、美国、西德塑料成型设备的生产构成比例成型设备分类占总成型设备销售金额或产值百分数日本美国西德注射机挤出机吹塑机压缩成型机其他 73.522.1 1.50.62.3 49.425.913.82.68.3 20.518.37.93.849.5(3)应用范围广，能加工大多数热塑性塑料和一些热固性塑料。目前，用挤出法生产的塑料制品有：管材、板材、棒材、薄膜、单丝、电缆、中空制品、异型材等。此外，还可用挤出法进行混合、塑化、造粒、脱水、喂料和着色等准备工序的工作。(4)结构较简单、操作比较容易，因此投资较少，收效快，制品的价格较低廉因此，挤出成型法已成为目前最普遍的一种塑料成型加工方法，而塑料挤出机也成为塑料成型加工机械的最重要的机种之一，它对人民生活、工农业建设、国防建设和星际航行等都具有十分重要的意义。所以，挤出成型在塑料加工工业中占有相当重要的地位。目前世界上用于挤出成型的料料占塑料制品总重量的三分之一以上。包装塑料制品 包装至今仍是塑料应用中的最大领域，其发展大大超过了其他传统包装材料。根据近几年的统计，我国塑料包装材料总产量约占包装材料总产量的13，居各种包装材料之首，1999年达350万t增长幅度较大。由于我国纸张和黄麻资源缺乏，水泥、矿产品、化工产品、合成树脂、原盐、食糖、棉花和羊毛等的包装，以塑料包装为主是必然趋势；粮食小包装在一些大城市中已经起步并取得了进展，如果这种小包装所占比例能达到国际上先进国家的水平，则至少需要各种塑料基材110万、；食品、饮料、药品、洗涤用品、化妆品、 化工产品等发展迅速，对复合膜、包装膜、容器、周转箱等色装制品有很大的需求，预测2005年需求量将达到2500万吨左右，其中50将使用聚酯瓶，即需l00亿个左右，总之，包装材料制品总的需求约为550万吨由于我国是个农业大国，对薄膜的需求也相对的比较多些。所以设计一种能生产三层复合薄膜的设备对我国的农业产量收入是很有意义的。设计这套挤出设备最关键的是就是三层复合膜吹塑挤出机头及三层共挤吹塑薄膜辅机生产工艺流程的设计。三层共挤吹塑薄膜机头的设计是挤出成型设备的一个重要组成部件。人们在长期的实践中总结出这样的一个规律：合理的挤出成型工艺、先进的挤出设备、高效先进的挤出机头和定型装置是现代挤出成型塑料制品的三要素，实际上，在某种意义上说，这三大要素中。机头的好坏往往又起着决定性的关键作用。因为挤出成型塑料制品和制品的更新换代，最后都是有机头及其定型装置所决定的。机头主要由机口模环、芯棒、内心轴、中心轴、外心轴、模体、通气孔等结构组成。机头的作用是 使熔融物料有旋转运动变为直线运动，产生必要的成型压力，使物料进一步塑化混合均匀。最后，也是最关键的是成型塑料制品。挤出机和机头的性能对产品的质量和生产率有很大的影响，然而辅机的性能对产品的质量和生产率也影响较大。甚至在某些情况下成为关键。例如辅机的冷却定型能力不足，往往使主机的较高生产能力无法发挥；冷却不均匀、定型不佳，牵引速度不稳定，都会影响到制品的质量。如冷却不均匀会使薄膜厚度不均匀，或者使结晶颗粒粗细不一使薄膜透明度差，聚乙烯软膜会因牵引速度波动而在管子表面产生波纹。 因此，正确设计挤出成型辅机，也是保证挤出成型机组性能优越的重要环节。挤出辅机的类型繁多，组成复杂，然而各种辅机一般均由五个基本环节组成：定型冷却牵引切割卷取（或堆放）。除了依据这五个环节设置相应的设备外，还按照不用制品的具体需要设置一些其他机构或装置，例如薄膜或电缆辅机的张力调整装置、涂复前的预热装置、管径或薄膜厚度的自动反馈控制装置等等。因此，可以说，挤出成型辅机的设计，就是根据不用制品挤出加工工艺的具体要求，设置各种相应机构置，给予制品一定的温度条件，使制品获得一定的张力或者一定的速度，实现一定的动作和运动轨迹等。4.文献查阅概况 1 申开智.塑料成型模具.北京:轻工业出版社此书的内容广泛,涵盖了各种类型的的塑料成型模具,甚至扩展到橡胶压模和化纤喷丝装置,它是一本内容十分广泛的高分子材料成型模具教材。2 王明珠.工程制图学及计算机绘图.国防工业出版社此书包括投影理论篇、制图基础篇、制图应用篇及计算机绘图篇四个部分，全书共分为十七章，主要内容有：正投影法基础，直线、平面的投影，几何元素的相对位置，投影变换，曲线与曲面，基本形体的投影及表面交线，集合体，轴测投影及透视投影，制图基本知识，机件的表达及形体剖视图的尺寸标注，零件图，设计制图常用结构、数据及材料，装配图，图解计算，计算机绘图基础，AutoCAD绘图软件的应用等。3 陈世煌.塑料成型机械.北京.化学工业出版社此书是一本有关“塑料成型机械”的综合性专著，主要讲述塑料成型机械的基本成型原理、结构组成、主要技术参数、主要零部件及有关的系统和辅助装置、设备的安全操作和维护保养以及主要保障的排除等内容，同时阐述这些内容之间的相互关系及影响。4 黄能会.注塑模具浇口设计简要分析.塑技料科文章编号：1005-3360（2010）02-0082-03摘要 阐述了注塑模具浇口设计的基本原则，介绍了中心浇口、侧浇口、潜浇口、扇形浇口、环形浇口等主要的浇口形式及其应用，并论述了浇口设计过程中的设计要点浇口是指从分流道到模具型腔的一段通道，是浇注系统中截面最小且最短的部分。浇口的位置、数量、形状和尺寸对塑料制品质量、产品的外观都有直接影响，因此，在设计过程中需要注意重视浇口的设计。常见的浇口有中心浇口、侧浇口、搭接式浇口、潜浇口、薄形浇口、扇形浇口、环形浇口、牛角形潜伏浇口、点浇口。 本文简要分析了各种浇口的设计原则和相关的设计技巧5 余德启，安然，王希诚. 注塑模具浇口位置的演化设计方法.计算力学学报文章编号:100724708 (2008) 0520654206 摘要 首先简要介绍了国内外浇口位置优化设计的研究现状,然后详细阐述了一种基于信息熵的离散变量演化算法的原理和程序实现步骤,将该算法与注塑模流动数值模拟程序相结合进行浇口位置优化设计,并将优化结果与Moldflow 推荐的浇口位置进行了分析比较。算例表明,所提出的方法适用于注塑模具浇口位置优化,并且有较好的计算效率和精度。 6 黄荣林4马少波4田4明4焦明华.注塑齿轮模具型腔设计方法分析!模具技术摘要4 %针对注塑齿轮模具设计精度问题$着重探讨了热变形的影响& 采用CGQ 软件对塑料齿轮热变形进行仿真$得到了注塑齿轮在临界固化温度与常温下的齿型变化$通过对比分析指出采用形状放大的方法进行注塑齿轮模具设计会产生较大误差& 提出了采用热变形分析得到的齿轮廓线作为注塑模具的最佳型腔$直接编程输入线切割机床可加工出最佳的注塑齿轮模具腔廓面&7 吴维敏.注射模滑块二次抽芯模具结构设计文章编号：1671-3508-2009-CS10-066【摘要】通过对本公司的某种零件的特点分析，设计了一种不同于普通抽芯结构的模具结构，这种模具结构主要特点是实现在滑块内抽芯。通过结构的优化实现结构复杂塑件的模具结构设计，通过模具的生产证明，此种模具抽芯机构简单实用，不仅简化了结构，而且使生产制造的成本降低，周期缩短。8 熊庆丰橡胶密封圈模具设计方法现代机械文章编号:1002 - 6886 (2008) 05 - 0077 - 02本文介绍了橡胶密封圈模具的快速设计方法,实用性强,对从事模具设计初学者有一定的指导和参考价值。9杨小军塑料注射模具辅助设计系统的研究甘肃科技第23 卷第3 期2007 年3 月摘要 根据企业的实际需求,利用Pro/ E 系统进行塑料注射模具辅助设计系统的二次开发,着重介绍了系统开发的工具选择、总体方案规划和开发的关键步骤,并提出了相应的思路和方法。10崔秀云塑料模具设计的标准化问题 攀枝花学院学报第21卷第21期 塑料制品成型模具是成型塑料制品在主要工艺装备之一。设计该模具时须通过使整体结构。常用模具零件，通用模架等的标准化，来达到一定的经济目的11张胜平模具的侧面抽芯机构和顶件机构的优化设计热加工工艺2008 年第37 卷第13 期摘要 侧面抽芯机构和顶件机构的设计是注射模具设计的难点。某模具采用弹簧式侧面抽芯机构和型芯顶件机构。实践证明, 该模具设计结构合理, 布局紧凑, 成型工件满足质量要求。12肖学仕模具设计中如何提高塑料异型材的表面质量工程塑料应用2005年,第33卷,第7期摘要通过对挤出模具口模部分预分流段、分流段、汇流段、压缩段、成型段等各段流道的分析,和对定型模中水气路排布、尺寸放量与口模的匹配程度、物料特别是对内筋在定型模中冷却定型规律的综合考虑,明确挤出模具中各主要部分对塑料异型材表面质量的影响,探讨如何在模具设计中平衡取舍,通过模具的优化设计可切实提高塑料异型材的表面质量。13Xi Chen1, Furong Gao, Guohua Chen A soft-sensor development for melt-flow-length measurement during injection mold filling Hong KongReceived 11 March 2004; received in revised form 2 June 2004AbstractFilling plays a key role in determining part quality in injection molding. On-line measurement of the melt-flow-length, a key melt-flowstatus in mold cavity, is of great importance in both the understanding and control of the process. In most cases, a hardware measurementof such a variable is not available. A soft-sensor measurement scheme is proposed taking online measurable variables as the model inputs.With the experimental data obtained from a set of purposely designed molds with basic feature geometry, a soft-sensor based on a recurrentneural network has been developed to predict the melt-flow-length. Experiments show that such a developed soft-sensor can predict well themelt-flow-length for filling of molds, which have not been used in the training, as long as the basic features of the mold geometry have beenincluded in the training mold set. 2004 Published by Elsevier B.V.14LUO Yi , WU Xiao2chun , MIN Yong2an , ZHU Zhu , WAN G Hong2bin Development of Non2Quenched Prehardened Steel for Large Section Plastic Mould. School of Material Science and Engineering , Shanghai University ,Abstract : In order to meet the demand of prehardened steel for large section plastic mould and save energy , a non2 quenched prehardened (NQP) steel is developed. The temperature field of a large block is researched by finite ele2 ment method simulation and 9 test steels are designed in the laboratory. Their microst ructures and hardness are in2 vestigated when they are air cooled and cont rol cooled at cooling rate similar to the simulation. The result shows that the hardness uniformity through section is closely correlated to bainitic hardenability for the NQP steel , and the hardness of one test steel (0127C21195Mn21104Cr20145Mo2011V) fluctuates between HRC 40 and 43 under both cooling conditions. The test steel has better machinability compared with C45 steel , and the NQP steel is produced successfully in the factory based on the laboratory results. Its microstructure is bainite , and it is distributed uniformly through the size of 460 mm 800 mm 3 200 mm.15 L.P. Zhang, J.Y.H. Fuh, A.Y.C. Nee* Tool path regeneration for mold design modificationhis paper proposes a novel mold modification tool path regeneration algorithm for three-axis CNC machining based on ball end-mills. Itutilizes the existing tool path points that have been generated for the original mold design prior to modification. With the proposed algorithm, aclosed profile of the tool path points for the boundary of the modified region is first calculated. It is proven that if the boundary of the moldmodification is interference-free, only the tool path points inside this boundary are affected by the mold modification. Thetool path points thatare outside the boundary can be reused to machine the modified mold. When the affected tool path points are detected, they are removed andreplaced by the new tool path points. The scallop height values for the modified region are then checked. If the scallop height is greater than thegiven value, more CL points are added to this region to maintain the required surface finish. The algorithm has been tested on several industrialparts, and it is proven to be efficient and robust. The generated new tool path is interference-free and meets the required surface finish5.设计（论文）的主要内容1.论述该产品的设计的必要性及应用前景2.支架型槽轮注塑模设计的材料及结构的确定。3.支架型槽轮注塑模设计生产工艺流程的设计。4.主要技术要求的确定。6.设计（论文）提交形式1.设计计算说明书（不少于2万字）。2.双色网挤出机头的装配图和零件图。3.图纸数量：折合数量不少于2张A0，手工绘图量不少于1/3。结构总装图用计 算机绘制。4.外文文献译文。7.进度安排第四周第六周 熟悉题目、进行相关资料查找和文献检索 第七周第八周 确定总体方案设计 第九周第十一周 进行相关零部件及总成设计绘图图纸（合A0）2张 第十二周第十五周 毕业设计说明书撰写，完成说明书一份； 第十六周 教师评阅；第十七周 编写设计计算说明书，形成毕业设计全部文件，准备答辩。第十八周 毕业答辩参考文献1 北京化工学院,华南工学院.塑料机械设计.北京:轻工业出版社，19952 北京化工学院.塑料机械设计.北京:轻工业出版社 ，19823 陈世煌.塑料成型机械.北京:化学工业出版社，20064 机械设计手册.北京.化学工业出版社，19875 北京化工学院,华南工学院.塑料机械液压传动设计.北京:轻工业出版，19836 曾志新，吕明主编.机械制造技术基础.武汉理工大学出版社.2001年7月 7 廖念钊，古莹芫，莫雨松，李硕根，杨兴骏编.互换兴与技术测量（第四版）.中国计量出版社.20018 王明珠主编.工程制图学及计算机绘图.国防工业出版社1998 9 山东省机械设计研究院编.机械加工应用手册.山东人民出版社，197810 邱宣怀主编.机械设计.第四版.高等教育出版社，199711 戴少度主编.材料力学.国防工业出版社，200012龚溎义主编.机械设计图册第三版.高等教育出版社， 1989年5月13 龚浏澄主编.机械成型加工实用手册 14邬国铭主编.高分子材料加工工艺学，纺织工业出版社.2001年8月 15 沈红. 橡胶塑料机械产品样本.机械工业出版社,2002年7月16 成大先主编.机械设计手册(4).化学工业出版社，2002年1月17 机械设计手册编委会.机械设计手册(5).机械工业出版社，2005年3月18 成大先主编.机械设计手册(3).化学工业出版社，2001年4月19 北京化工学院,华南工学院.塑料机械设计轻工业出版社，1988年4月