題目：RPVC三通接頭塑膠模
1. 畢業設計(論文)綜述(題目背景、研究意義及國內外相關研究情況)
一、題目背景及意義：
美國工業界認為“模具工業是美國工業的基石";日本稱模具工業為“進入富裕社會的原動力”;德國給模具工業冠以“金屬加工業中的帝王”稱號;歐盟一些國家稱“模具就是黃金”;中國模具稱“模具是印鈔機”。可見模具工業在世界各國經濟發展中所具有的重要地位，模具技術已成為衡量一個國家產品製造水平的重要指標之一。
從19世紀中葉到現在，擠出加工曾用於古塔波膠、橡膠、硝酸纖維素和酪蛋白的加工。大約在1925年，人們擠出了各種聚氯乙烯，這成為現代擠塑加工技術開始的標誌。我國的聚合物擠出工業近幾十年得到迅猛發展，油漆是改革開放以來，聚合物加工機械及模具工業取得了舉世矚目的成就，其年平均增長速度高於國民經濟總的增長速度，達到兩位數以上。1996年以來我國聚合物製品的產量一直位居世界第二。現代生產、生活中越來越多的產品是塑膠製品，其產品形狀結構比較複雜，這就要求模具設計製造者必須充分掌握產品的各種資料，包括產品的形狀、尺寸、原料的特性、精度要求、特殊表面效果等。
本課題的主要設計意義在於增強我們的專業技術套用能力，培養我們獨立思考、解決實際問題的能力，掌握塑膠模具設計的相關知識，完成模具方案的設計，運用所學知識獨立設計一套完整的注射模具，並能將其運動於實際生產。
二、國內外相關發展狀況：
1、國內發展狀況
模具工業是國民經濟發展的重要基礎工業，也是一個國家加工工業發展的重要標誌。近年來，我國模具工業的技術水平取得了長足的發展。當前，國內已經能生產精度達2微米的的精密多工位級進模，工位數最多已達160個，使用壽命1-2億次，大型模具、精密塑膠模具和部分汽車覆蓋模具都已經達到了很高的水平。[5]
現在，我國模具生產廠點約有3萬多家，從業人數80多萬人。“十五”期間，模具年平均增長速度達到20%左右，20xx年模具銷售額達650億元，同比增長25%;模具出口7.4億美元，比20xx年的4.9億美元增長約50%，均居世界前列。在模具工業的總產值中，衝壓模具約占50%，塑膠模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。但是，由於創新能力弱，行業關鍵技術難以突破，使得我國模具行業長期以來面臨著“低端競爭、高端進口”的尷尬局面。
為了適應市場對模具製造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求，模具越來越向著大型化、高精度化、多功能複合模具化等方向發展。熱流道模具、氣輔模具等先進的模具加工技術也將在塑膠模具中得到更廣泛的套用。標準件的廣泛套用，將極大的影響模具製造周期，提高模具的質量，並降低模具的製造成本。模具技術含量的不斷提高，將使中高檔模具比例不斷增大，產品的機構調整將引發模具市場走勢不斷變化。[5]
2、國外發展狀況
高新技術在歐美模具企業得到廣泛套用，歐美許多模具企業的生產技術水平，在國際上是一流的。將高新技術套用於模具的設計與製造，已成為快速製造優質模具的有力保證。
(1) CAD/CAE/CAM的廣泛套用，顯示了用信息技術帶動和提升模具工業的優越性。在歐美，CAD/CAE/CAM已成為模具企業普通套用的技術。
(2) 為了縮短制模周期、提高市場競爭力，普遍採用高速切削加工技術。
(3) 快速成型技術與快速制模技術獲得普遍套用。
目前，國外注射成型技術的發展迅速，精密注射成型、注射成型中的計算機技術的廣泛套用，以及全電動注射劑、兩板式注射機、無拉桿注射機、電磁動態化注射機、低壓注射成型、高速注射成型、複合注射成型、超級小精密注射成型等技術的研發及套用，都大大提高了國外模具的生產和製造水平。[7]
3、中國與國外先進技術的差距
中國模具生產總量雖然已位居世界第三，但設計製造水平在總體上要比德、美、日、法、意等工業已開發國家落後許多，也比英國、加拿大、西班牙、葡萄牙、韓國、新加坡等國落後、其差距主要表現在下列幾方面。國內自配率不足80%，其中中低檔模具供過於求，中高檔模具自配率不足60%。模具是製造業的重要工藝基礎，在我國，模具製造屬於專用設備製造業。中國雖然很早就開始製造模具和使用模具，但長期未形成產業。企業組織結構、產品結構、技術結構和進出口結構都不夠合理。中國模具生產廠中多數是自產自配的工模具車間(分廠)，專業模具廠也大多數是“大而全”、“小而全”的組織形式。國外模具企業大多是“小而專”、“小而精”。模具產品水平和生產工藝水平總體上比國際先進水平低許多，而模具生產周期卻要比國際先進水平長許多。模具標準化水平和模具標準件使用覆蓋率低。與國際先進水平相比，模具企業的管理落後更甚於技術。[6]
2. 本課題研究的主要內容和擬採用的研究方案、研究方法或措施
一、主要內容:
本次設計的主要內容是設計RPVC三通接頭塑膠模的模具，並完成不少於3000字的文獻綜述;對模具工作部分尺寸及公差進行設計計算，運用Pro/E軟體輔助設計完成模具整體結構;編制模具中典型零件的製造工藝規程卡片;繪製模具零件圖及裝配圖;對模具結構進行三維剖析，輸出模具開合結構圖;編寫設計說明書(所有3D圖插入說明書中恰當位置)等等相關內容。該產品的材料為聚碳酸酯 ( PC )，PC具高強度及彈性係數、高衝擊強度、高度透明性及自由染色性、H.D.T.高、耐疲勞性佳、耐候性佳、電氣特性優、無味無臭對人體無害符合衛生安全、成形收縮率低、尺寸安定性良好。本次設計塑件特點為：端蓋外表面必須光滑，且無明顯澆口痕跡;端蓋內壁有呈圓周均布的三個凸台。在結構設計時需考慮型芯在三個凸台處的脫模，及模具總體結構的合理性。
二、研究方案：
方案一：採用強制脫模，其澆口套和澆口設在定模固定板上。
採用直接澆口，這種澆口流動阻力小，進料快。
方案二：採用彈簧抽芯，型芯將由大小不同的三對鑲塊組成，由鑲塊組成的型芯結構內部是空心的，空心部分加一頂桿。在鎖模力解除後，頂桿抽出，在彈簧力的作用下，型芯鑲塊向里運動，從而實現脫模。
澆口採用點澆口，點澆口尺寸小，冷凝快，成型周期快，點澆口塑件一般不需要修正工序，因而省去了修正工序，生產率高。而且點澆口在塑件上留下的痕跡小，使塑件表面質量得到了提高。
方案三：採用一模四腔結構，其澆口設在定模板上，用推板推動型芯底座實現脫模。
採用點澆口，表面質量高，效率高。
方案一採用強制脫模,雖然模具設計結構比較簡單，但是塑件容易產生變形或者破壞。同時採用直接澆口，需要專門去除澆注系統產生的凝料。方案二採用彈簧抽芯機構，由於彈簧存在一定的預緊力，使鑲塊中間的頂桿運動受阻。方案三採用一模四腔結構，效率高。採用點澆口，模具需設計成雙分型面，以便取出澆注系統的凝料，這使得模具結構比單分型面要複雜。
經過以上三種方案綜合比較，決定採用第三種方案，其模具結構草圖如圖2所示。
三、研究方法、手段：
本設計題目是工程實際零件，通過運用《塑膠模具設計》、《塑膠成型工藝》等知識，利用Pro/E軟體完成模具結構的設計，並進行相關的校核計算，完成包括注塑機的選擇、選材熱處理、製造工藝規程、可行性分析等工作。本設計旨在鍛鍊我們在專業技術套用能力上達到培養目標的基本要求，在塑膠成型工藝與塑膠模具設計技術方面得到全面提高，並受到模具設計工程師的基本訓練。
3. 本課題研究的重點及難點，前期已開展工作
一、重點及難點:
本課題研究的重點是模具總體結構的設計最佳化選擇,實現內側抽芯動作及脫模過程，以及對模具結構進行三維剖析輸出開合模具結構圖。難點在於型芯機構的設計、脫模過程和總體方案的最佳化選擇,以及模具三維結構剖析和開合模具圖輸出。
二、前期工作：
(1)蒐集並查閱了相關專業資料為後期的畢業設計做好充分的準備;
(2)完成了塑膠模具設計的文獻綜述;
(3)完成了塑件的二維、三維圖的繪製;
(4)對塑件結構進行了分析及其工藝性分析;
(5)進行了模具結構的分析，擬訂了三套備選結構方案，並繪製了方案草圖。
4. 完成本課題的工作方案及進度計畫(按周次填寫)
1～2周：熟悉課題，工廠參觀注塑生產過程，繪製塑件3D圖，翻譯外文資料;
3～4周：確定模具類型及結構，繪製模具結構草圖，準備開題答辯;
5～10周：對模具工作部分尺寸及公差進行設計計算，並運用Pro/E輔助設計完成部分模具零件，準備中期答辯;
11～14周：運用Pro/E完成模具整體結構3D圖，完成模具零件的選材、工藝規程的編制、裝配圖及零件圖的 繪製等工作;
15～18周：對所有圖紙進行校核，編寫設計說明書，所有資料提請指導教師檢查，準備畢業答辯。
註：1、正文：微軟雅黑小四號字，行距22磅。
2、開題報告裝訂入畢業設計(論文)附屬檔案冊。
參考文獻
[1] 李秦蕊主編.塑膠模具設計.西安：西北工業大學出版社，1997
[2] 葛正浩編著. Pro/ENGINEER Wildfire塑膠模具設計入門與實踐.北京：化學工業出版社，20xx
[3] 楊攀,常旭睿,吳光順編著. Pro/ENGINEER Wildfire 2.0中文版模具設計經典作品解析. 北京：中國電力出版社，20xx
[4] 王永平編著. 注塑模具設計經驗點評. 北京：機械工業出版社，20xx
[5] 王守鵬. 簡述模具在我國的套用和發展趨勢.考試周刊，20xx，36：175
[6] 鄭涌. 模具行業現狀及其發展趨勢. 科技信息，20xx，4：64～65
[7] 申長雨，李海梅，高峰.注射成型技術發展概況.工程塑膠套用，20xx，31(3)：53～57
[8] 王文廣，田寶善，田雁晨主編.塑膠注射模具設計技巧與實例.北京：化學工業出版社，20xx
[9] 李光耀. 淺談現代塑膠模具的設計與製造. 橡塑技術與裝備，20xx，32(3)：24～28
[10] 高占華，曹巨江，張利平等. Pro/E在注射模設計中的套用. 模具製造，20xx，7：4～6
[11] (德)E.林納(Edmund Linder), (德)P.恩格編著(Peter Unger). 注射模具130例. 北京：化學工業出版社，20xx
[12] 任義磊. 具有複雜抽芯結構的注塑模設計.塑膠科技，20xx，37(8)：69～71
[13] 烈任鴻. 國外注射成型技術發展新方向.輕工機械，1999，1：1～5
[14] 高濟.塑膠模具設計.北京：機械工業出版社，1993
[15] 張孝民.塑膠模具技術.北京：機械工業出版社，20xx
[16] 鄒繼強.塑膠製品及其成型模具設計. 北京：清華大學出版社，20xx
[17] 陸寧. 實用注塑模具設計. 北京：中國輕工業出版社，1997
[18] S.H.Tang, Y.M.Kong,S.M.Sapuan,R.Samin and S.Sulaiman. Design and thermal analysis of plastic injection mould. Journal of Materials Processing Technology，20xx，171(2)：259～267
[19] C.G. Lia and C.L. Li. Plastic injection mould cooling system design by the configuration space method. Computer-Aided Design，20xx，40(3)：334～349
[20] Sadegh Rahmati，Phill Dickens. Rapid tooling analysis of Stereolithography injection mould tooling. International Journal of Machine Tools and Manufacture，20xx，47(5)：740～747