排水管头的塑料模具设计.docx
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排水管头的塑料模具设计
优秀设计
毕业设计论文
论文题目：
排水管头塑料模具设计与制造
系部
专业
班级
学生姓名
学号
指导教师
20**年06月01日
毕业设计（论文）开题报告
学生姓名：
学号：
专业：
模具设计与制造
设计（论文）题目：
排水管头塑料模具设计与制造
指导教师：
20**年4月8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教务处统一设计的电子文档标准格式（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（或打印）在本开题报告第一栏目内，本科学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（专科生不少于10篇，不包括辞典、手册）；
4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写1500字左右（本科生200字左右）的文献综述（包括目前该课题在国内外的研究状况、发展趋势以及对本人研究课题的启发）：
文献综述
在进行毕业设计之前，必须做好一切准备工作，而收集有关设计课题研究方面的资料、文献是最为重要的。
在设计工作开始时，只有对课题研究的内容有了，充分地了解，才会有设计目的和方向；所以收集、查阅有关文献资料是必要的。
在设计之前首先应该对国内外的模具发展现状和发展趋势有所了解，以便在设计过程中能够正确、合理地设计出一套模具。
下面就先分析一下国内外的模具发展现状与发展趋势以及我国的模具发展现状。
1.随着工业产品质量的不断提高，塑料产品的生产正呈现出多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快等变化特点，塑料模具也正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。
为适应市场的变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，塑料模具设计与制造技术正在由手工设计、依靠工人的经验和常规的机械加工技术向计算机辅助设计（CAD）、数控加工中心进行切削加工、数控线切割、数控电火花等为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术方面转变。
模具的发展现状及发展趋势如下详述：
1）.CAD/CAM技术的应用：
CAD/CAM是一项高科技、高效益的系统工种，是模具设计与制造行业的有效辅助工具；通过它能够对产品、模具结构、成型工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。
现在已经广泛地应用与模具的设计与制造加工的过程中，并还在不断地发展和创新。
2）.模具标准件：
模具的标准化对缩短模具制造周期、提高质量、降低成本起到很大的作用。
我国的模具标准化程度达到30%以下，而国外先进国家达到70%—80%左右。
这样，不仅有利于国内的模具制造的发展，也有利于模具的国际化发展。
3）.模具的制造精度：
国外的制造水平能够是制造公差达到0.003—0.005mm，表面的粗糙度达到Ra0.0002mm以下（Δ10以上）；我国的制造水平可以是制造公差达到0.01—0.02mm,模具表面的粗糙度达到Ra0.00160.0008mm（Δ7—8）。
由此可见，如今模具技术的发展水平还是很高的，但也可以看出我国在这方面的技术与国外先进国家还有很大的差距。
4）.模具的使用寿命：
国外的塑料模具的使用寿命，模具的使用寿命的加长就意味着模具的制造成本降低，从而提高了生产效益。
5）.模具的加工制造设备：
国外已经广泛地使用了数控加工中心，线切割，电火花，化学腐蚀等先进的设备，大大地提高了模具的制造周期。
2.我国的模具业的发展现状：
进入21世纪，随着科学技术的发展，我国的工业化程度也有了很大地提高，特别是在模具行业有了很大地发展。
如：
在模具设计与制造上，不但自己可以制造一些大型，精密，复杂，高效，长寿命的模具，并且能够出口到国外，打开国外的市场。
但是，目前我国的塑料技术与工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在塑料基础理论及成型工艺，模具标准化，模具设计，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国的模具在寿命，效率，加工精度，生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。
因此这就需要我们努力去研究，推动我国模具业的发展。
3.在查阅、收集有关资料的时候，不仅使我对模具业的发展现状及发展趋势、模具的设计与制造技术等有了更多，更全面地了解；而且收集到了许多有关本课题的研究，与本课题相关、相似的东西，查找各种有关模具设计与制造方面的经验公式，和经验数据；通过查阅资料和文献能够将课堂上所学习到的理论知识，与实际生产当中的实例相结合去更好地成设计任务；并且使我在课程设计上有了更多的设计思路，也有了更多的考虑空间，同时也使我在设计的过程中能够从多方面地去考虑问题——模具设计的合理性及对设计好的模具在工作过程中可能会出现的问题及解决办法。
毕业设计（论文）开题报告
２．本课题的研究思路（包括要研究或解决的问题和拟采用的研究方法、手段（途径）及进度安排等）：
1.先通过收集和查阅各种文献资料和与同学老师的交流、指导，对目前国内外的模具（塑料模具）的发展状况和发展趋势进行深入的了解，预计用时间三天；
2.拿到工件的结构简图，对工件进行结构形状、尺寸精度、加工工艺性等方面作出详细地分析，并查阅相关资料看是否符合常规零件结构设计，预计用时两天；
3.经过对工件的结构工艺性分析，拟订可行的模具设计方案，并经过分析，研究、比较，选择一种最为合理，估计用时间两天；
4.进行主要的设计计算，利用各种经验公式或者经验数据，查阅文献，预计需用时间四天；
5.根据工件的结构，材料，生产批量来进行模具的总体设计，包括模具的类型，抽芯方式，卸件方式，导向方式等方面的设计；在设计中，应该综合考虑模具的安装，维修，生产效率等，预计用时间两天；
6.对模具的主要零部件进行设计，主要有凸模、凹模、模架和导柱导套等零件，根据工作需要来设计尺寸，包括各零件的图纸，预计需用时间五天；
7.模具的总装图和工作原理（有装配简图）需要用时间两天；
8.模具主要零部件的加工工艺过程（型腔，型芯，）分析与设计，预计用时间两天；
9.模具的装配与调试，预计用时两天；
参考文献：
【1】杨占尧教学实践环节指导书新乡河南机电高等专科学校2004.5
【2】瞿金平塑料工业手册北京化学工业出版社1999.1
【3】冯炳尧模具设计与制造简明手册上海上海科学技术出版社1985.6
【4】张克惠注塑模设计西安西北工业大学出版社2001.6
【5】肖祥芷模具设计大典（三）南昌江西科学技术出版社2002.10
【6】杨占尧塑料注塑模结构与设计北京清华大学出版社2004.9
【7】翟德梅模具制造技术新乡河南机电高等专科学校2001.7
【8】阎亚林塑料模具图册北京高等教育出版社2002.11
【9】黄虹塑料成型加工与模具北京化学工业出版社2003.01
【10】薛严成公差配合与测量技术 北京机械工业出版社 1992.10
【11】ThomaspetersTolerancefittingandtechnologyofmeasuringPublishinghouseofthemechanicalindustry1999.10
毕业设计（论文）开题报告
指导教师意见：
1．对“文献综述”的评语：
2．对本课题的研究思路、深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
指导教师：
年月日
所在专业审查意见：
负责人：
年月日
排水管头造型与模具设计
摘要
我所学习的专业是模具设计与制造专业，这次的毕业设计是排水管头造型与塑料模具设计。
该设计结合大学三年来所学习的专业知识和CAD软件所设计出的一套塑料模。
本文首先简要的概述了塑料模在社会领域中的作用及其以后的发展方向，点明模具设计的重要意义。
然后依据工件图进行工艺性分析，进而确定了设计方案，计算出模具工作部分的尺寸，设计出工作零部件；然后依据设计要求选择出各个标准零部件，然后设计出模具的总装配图。
在设计中，最重要的就是设计方案的确定、坯料的计算和选取以及工作零部件的设计，这是设计的关键，这些设计的正确与否直接关系到成本的高低和设计模具能否正常工作；在设计的最后，总结了自己的心得和体会，并对我的指导老师表示感谢。
为了我的设计更加简明易懂，在设计中，我用了十几张零件图来说明我的设计意图，安插在设计任务书中。
最后画出一幅排水管头塑料模装配图和主要工作零部件零件图若干张。
通过本次毕业设计使我不仅掌握了塑料模具设计的一般流程，更学习到了好多课本上没有学习到的知识，使我受益匪浅。
关键词：
模具设计与制造、CAD软件、工艺性分析。
Headmodellingandmolddesignofdrainpipe
Summary
Thespecialityofstudyofourinstituteisthemolddesignandspecialityofmaking,thegraduationprojectthistimeisheadmodellingofthedrainpipeandplasticmolddesign.It'stimetodesignandcombinetheprofessionalknowledgeofstudyandasetofplasticmouldsthatCADsoftwaredesignedoverthepastthreeyearsofuniversity.
Thistextthebriefplasticroleinsocialfieldofmouldofsummaryanddevelopingdirectionafterwardsatfirst,pointoutintheimportantmeaningofmolddesign.Thencarryonthecrafttoanalyseaccordingtotheworkpiecepicture,andthenhasconfirmedthedesignplan,calculateoutmouldworksomesize,designthejobsparepart;Thenchooseeachstandardsparepartaccordingtothedesigningrequirement,thendesignthetotalinstallationdiagramofthemould.Inthedesign,theimportantoneissurenessofthedesignplan,calculationandchoosingandworkingthedesignofthesparepartoftheblankthemost,thisisthekeytodesigning,whethertheseonesthataredesignedinvolvedirectlyornotcorrectlywhetherthelevelofthecostanddesignmouldcouldworknormally;Attheendthatisdesigned,havesummarizedone'sowngainsandexperience,andexpressthanksformycounselor.
Moreconcislyandeasyformydesignunderstands,inthedesign,Istatemydesignintentionwithadozenpartspicture,assignintodesignspecifications.Drawadrainpipeandseveralplasticmouldinstallationdiagramsofverybeginningandsparepartpicturesofthegroundworkfinally.
Makemenotmerelygraspthegeneralprocedureofplasticmolddesignthroughgraduationprojectonce,studytotheknowledgenotlearningtogetonmanytextbooksevenmore,benefitmeagreatdeal.
Keyword:
Molddesignandmaking,CADsoftware,craftanalysis.
绪论………………………………………………………………1
1.本课题的意义、目的及应达到的要求……………………1
2本课题的国内外现状………………………………………1
3国外塑料模具的发展现状……………………………………4
4．本设计所要解决的问题……………………………………5
1工艺性分析……………………………………………………6
1.1：
塑料的原材料分析………………………………………6
1.2：
塑件的结构和尺寸精度等级及表面质量分析…………6
1.3：
计算塑料制件的体积和质量……………………………7
1.4：
ABS塑料注射成型的工艺参数……………………………7
1.5：
塑料成型设备的选取………………………………………8
2注塑模具结构的设计……………………………………………9
2.1模腔数量的确定…………………………………………9
2.2分型面的选择以及型腔的排列方式的确定……………10
2.3浇注系统的设计……………………………………………11
2.4模具侧向分型机构…………………………………………12
2.5抽芯距的确定………………………………………………13
3模具工作零件的设计……………………………………………15
3.1凹模的设计…………………………………………………15
3.2排水管头注塑模具的工作尺寸……………………………15
3.3型芯结构的确定……………………………………………16
4模具加热和冷却系统的设计………………………………………18
4.1求塑件在硬化时每小时释放的热量…………………………18
4.2求冷却水的体积流量…………………………………………18
4.3确定模具的冷却系统………………………………………18
5模具闭和高度的确定………………………………………………19
6注塑机有关参数的校核……………………………………………20
7模具的装配…………………………………………………………21
8试模过程中出现的问题及解决办法……………………………23
结论……………………………………………………………………24
致谢……………………………………………………………………25
参考文献………………………………………………………………26
绪论
1.本课题的意义、目的及应达到的要求
本设计主要意义是在我们学习完模具设计与制造的所有专业课之后，总结条理以前我们所学的知识，使之成为一个系统的理论体系，以便于我们在以后的工作中使用。
同时也让我们对模具的设计与制造有了初步的了解，掌握了查阅资料和使用工具书以及手册的能力。
【1】
本设计的目的是在学生毕业前夕，将通过毕业实习和毕业设计的实践性环节，对医学知识进行全面的总结和应用，提高综合能力的培训以及扩大模具领域的新知识。
具体的要求是：
1．系统总结，巩固过去所学的基础课和专业课知识。
2．运用所学的知识解决模具技术领域内的实际工程问题，以此进行综合知识的训练。
3．通过某项具体工程设计和实验研究，达到多种综合能力的培养，掌握设计和科研的基本过程和基本方法。
4．提高和运用与工程技术有关的人文科学，价值工程和技术经济的综合知识。
2本课题的国内外现状
2.1我国塑料模具工业的发展现状
我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，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英寸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，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。
注塑模型腔制造精度可达0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距，
（1）成型工艺方面：
多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。
气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。
但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50%～80%相比，差距较大。
（2）在制造技术方面：
CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，美国EDS的UGⅡ、美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer、美国CV公司的CADS5、以及一些塑模分析软件等等。
这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如对充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。
近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。
（3）模具材料方面：
近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：
P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。
塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。
但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%～80%相比，仍有差距。
2.2我国塑料模具工业的发展趋势
2..2.1我国塑料模具工业今后的主要发展趋势
据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。
随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。
同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。
建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网络机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。
2.2.2我国塑料模具工业和今后的主要发展方向
（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。
这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。
（2）.在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。
CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。
（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。
采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。
制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。
气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。
目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。
气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。
另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。
（4）.开发新的成型工艺和快速经济模具。
以适应多品种、少批量的生产方式。
（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。
我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。
为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。
（6）.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。
（7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。
采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。
研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。
3国外塑料模具的发展现状
（1）模具生产效率高，工期短，人均产值高。
各企业共同之处是厂房设备密集，显得十分拥挤，即使在这样的条件下，车间管理还是有条不紊，生产效率高。
一般模具企业，人均年产值为5～14万美元。
（2）专业分工细，技术精益求精，客户相对稳定。
模具企业专业分工较细，生产协作紧密。
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