畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告設(shè)計(jì)（論文）題目: 洗浴液瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì) 院 系 名 稱: 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè) 班 級: 學(xué) 生 姓 名: 導(dǎo) 師 姓 名: 開 題 時(shí) 間: 2012年3月24日 指導(dǎo)委員會(huì)審查意見： 簽字： 年 月 日1課題研究的目的和意義近年來,我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占30%左右，而在整個(gè)塑料模具市場以注塑模具需求量最大。隨著模具制造行業(yè)的發(fā)展，許多企業(yè)開始追求提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率,縮短設(shè)計(jì)周期及制造周期,降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力等目標(biāo)。新興的模具CAD技術(shù)很大程度上實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的愿望。近年來，CAD技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍和深入, 大大縮短了模具設(shè)計(jì)周期, 提高了制模質(zhì)量和復(fù)雜模具的制造能力。利用注塑模具生產(chǎn)沐浴液瓶蓋是此次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，同時(shí)通過查閱各種資料，完成包括形狀及尺寸方面的數(shù)據(jù)運(yùn)算，利用Pro/E三維作圖軟件作圖，CAD/CAE作出輔助分析，完成沐浴液瓶蓋所需注塑模具的裝配圖和零件圖，以及詳細(xì)的說明。隨著人們生活水平的不斷提高，使用沐浴液的人越來越多，沐浴液瓶蓋也隨之推廣使用，因此沐浴液瓶蓋的發(fā)展前景越來越廣闊，如何經(jīng)濟(jì)，技術(shù)地設(shè)計(jì)沐浴液瓶蓋模具是一個(gè)重要的研究課題。由于注塑件的質(zhì)量很大程度上取決于模具的設(shè)計(jì)和制造，而注塑件千變?nèi)f化，注塑模結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，所以注塑模設(shè)計(jì)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的知識密集型產(chǎn)業(yè)，同時(shí)激烈的市場競爭帶來越來越快的產(chǎn)品更新?lián)Q代，對注塑模的設(shè)計(jì)和制造提出了更高的要求。2文獻(xiàn)綜述注塑成型（Injection Molding）是指，受熱融化的材料由高壓射入模腔，經(jīng)冷卻固化后，得到成形品的方法。該方法適用于形狀復(fù)雜部件的批量生產(chǎn)，是重要的加工方法之一。注塑成型過程大致可分為以下6個(gè)階段“合模-注射-保壓-冷卻-開模-制品取出”，上述工藝反復(fù)進(jìn)行，就可連續(xù)生產(chǎn)出制品。注塑成型機(jī)可分為合模裝置與注射裝置。合模裝置主要作用是實(shí)現(xiàn)模具開閉以及頂出制品。合模裝置可分為如圖1 所示的連桿式和直接利用油壓實(shí)行合模的直壓式。 注射裝置是使樹脂材料受熱融化后射入模具內(nèi)的裝置。如圖1 所示，把樹脂擠入料筒中，通過螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)將熔體輸送到機(jī)筒的前端。在這個(gè)過程中，在加熱器的作用下加熱使機(jī)筒內(nèi)的樹脂材料受熱，在螺桿的剪切應(yīng)力作用下使樹脂成為熔融狀態(tài)，將相當(dāng)于成型品及主流道，分流道的熔融樹脂滯留于機(jī)筒的前端，螺桿的不斷向前將材料射入模腔。當(dāng)熔融樹脂在模具內(nèi)流動(dòng)時(shí)，須控制螺桿的移進(jìn)速度（射出速度），并在樹脂充滿模腔后用壓力（保壓力）進(jìn)行控制。當(dāng)螺桿位置，注射壓力達(dá)到一定值時(shí)我們可以將速度控制切換成壓力控制。 圖 1 注射機(jī)結(jié)構(gòu)2.1 注塑成型新技術(shù)的發(fā)展注塑成型技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車、家電、電子設(shè)備、辦公自動(dòng)化設(shè)備、建材等諸多領(lǐng)域。近年來，這些工業(yè)領(lǐng)域迅速發(fā)展，給注塑成型技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力，使注塑成型技術(shù)在發(fā)展速度上、水平上都得到了迅猛的發(fā)展，特別是對于注塑成型新技術(shù)的發(fā)展更是起到了強(qiáng)大的推動(dòng)作用。本文著眼于注塑成型新技術(shù)的最新發(fā)展動(dòng)向，介紹了幾種用途較為廣泛的注塑成型新技術(shù)。近幾年來，注塑成型新技術(shù)發(fā)展動(dòng)向主要集中在：新型氣輔注塑成型技術(shù)、多組分注塑成型新技術(shù)、微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)、微注塑成型技術(shù)等方面。2.1.1新型氣輔注塑成型技術(shù)氣體輔助注塑成型技術(shù)(Gas-assisted Injection Molding Technology) 是自往復(fù)式螺桿注射機(jī)問世以來，注塑成型技術(shù)最重要的發(fā)展之一。它通過高壓氣體在注塑制件內(nèi)部產(chǎn)生中空截面，利用氣體積壓，減少制品殘余內(nèi)應(yīng)力，消除制品表面縮痕，減少用料，顯示傳統(tǒng)注塑成型無法比擬的優(yōu)越性。一般氣體輔助注塑成型的過程是：先向模具型腔中注入經(jīng)過準(zhǔn)確計(jì)量的塑料熔體，再直接注入壓縮氣體；氣體在塑料熔體的包圍下沿阻力最小的方向擴(kuò)散前進(jìn)，對塑料熔體進(jìn)行穿透和排空，作為動(dòng)力推動(dòng)塑料熔體充滿模具型腔并對塑料熔體進(jìn)行保壓，待制品冷卻凝固后再開模頂出。近年來，氣體輔助注塑成型技術(shù)發(fā)展迅速，出現(xiàn)了一些創(chuàng)新性技術(shù)，如水輔助注塑成型技術(shù)、冷卻氣體氣輔技術(shù)、氣輔共注成型技術(shù)、外部氣輔注塑技術(shù)及振動(dòng)氣輔技術(shù)等。2.1.2多組分注塑成型工藝多組分注塑（Multi-Component Injection Molding） 是由至少兩種不同的材料通過注塑成型得到所需部件的加工過程，其整合各組分的優(yōu)越性能，可以生產(chǎn)普通單組分注塑過程無法實(shí)現(xiàn)的特殊性能制品。這種由兩種或更多種材料組成的產(chǎn)品，與傳統(tǒng)的由一種材料成型的注塑產(chǎn)品相比具有不同的物理特性。多組分注塑成型的獨(dú)特之處在于 ：(1)可將不同加工特性的材料復(fù)合成型；(2) 提高制品手感和外觀，集多種性能于一體；(3) 縮短了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及成型周期，降低了成本；(4) 省略了傳統(tǒng)注塑成型后二次加工、裝配的過程。2.1.3粉末注塑成型技術(shù)粉末注塑成型(Powder Injection Molding) 是將現(xiàn)代塑料注塑成型技術(shù)引入粉末冶金領(lǐng)域而形成的一門新型粉末冶金成型新技術(shù)。它是塑料成型工藝學(xué)、高分子化學(xué)、粉末冶金工藝學(xué)和金屬材料學(xué)等多學(xué)科滲透與交叉的產(chǎn)物，利用模具注塑成型坯件，并通過燒結(jié)快速制造高密度、高精度、三維復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)零件，能夠快速準(zhǔn)確地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定結(jié)構(gòu)、一定功能的制品，并可直接批量生產(chǎn)出零件，是制造技術(shù)行業(yè)一次新的變革。2.1.4微孔發(fā)泡成型技術(shù)微孔泡沫塑料(MCF) 是指微孔直徑為0.110.0m，微孔密度達(dá)1091 015 個(gè)/cm3 ，材料密度比發(fā)泡前減少5%98% 的泡沫塑料。與不發(fā)泡塑料相比，微孔泡沫塑料具有優(yōu)良的沖擊性能、高疲勞壽命、低介電常數(shù)和熱導(dǎo)率。由于微孔發(fā)泡塑料達(dá)到了既降低材料的成本又提高其性能的雙重效果，性價(jià)比更高，因此具有極大的應(yīng)用前景。利用氣體超臨界液體狀態(tài)在整個(gè)聚合體中產(chǎn)生分布均一和尺寸統(tǒng)一的微小的氣孔（根據(jù)聚合體不同的材質(zhì)及應(yīng)用，其尺寸通常為5100m）是微孔發(fā)泡注塑成型的技術(shù)特點(diǎn)。微孔發(fā)泡注塑成型技術(shù)與傳統(tǒng)塑料發(fā)泡技術(shù)比較，既不需要化學(xué)發(fā)泡劑，也不需要以烴基為原料的物理催化劑、泡沫劑及其他助劑。合理利用微孔注塑成型技術(shù)可以擴(kuò)大產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形式、提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本。按照成型過程的連續(xù)性，可將微孔發(fā)泡注塑成型工藝分為間隙式微孔發(fā)泡塑料注塑成型和連續(xù)微孔發(fā)泡塑料注塑成型。2.1.5微注塑成型技術(shù)近年來，微系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用已從微電子元件、微型光學(xué)儀器、微型醫(yī)療儀器、微型傳感器擴(kuò)展到磁盤讀寫裝置、噴墨打印等。為了能夠生產(chǎn)具有實(shí)用價(jià)值的微細(xì)組件，許多新興制造技術(shù)隨之產(chǎn)生，包括光刻，電鑄及脫模技術(shù)(LIGA)、紫外光蝕刻技術(shù)(UV)、放電加工(EDM)、微注塑成型、精密磨削和精密切削等。其中，微注塑成型技術(shù)以容易實(shí)現(xiàn)低成本大規(guī)模生產(chǎn)具有精密微細(xì)結(jié)構(gòu)零件的優(yōu)點(diǎn)，成為世界制造技術(shù)的研究熱點(diǎn)之一。2.1.6熱流道技術(shù)近年來，熱流道系統(tǒng)在中國注塑模具制造業(yè)逐漸推廣和使用，國內(nèi)一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)企業(yè)采用高難度閥式熱流道裝置，但總體上，熱流道的采用率不到10%，與國外的50%80%相比遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。所以，進(jìn)行熱流道注射模具有經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)性綜合開發(fā)和應(yīng)用，具有廣泛發(fā)展前景。熱流道技術(shù)以無可比擬的優(yōu)越性解決了冷流道中無法解決的問題，主要體現(xiàn)在改善制品的質(zhì)量、節(jié)約原材料（對熱固性塑料注射成型尤為重要）、避免采用三板式模具結(jié)構(gòu)、降低注射壓力和注射量等方面。2.2我國沐浴液瓶蓋的使用現(xiàn)狀根據(jù)2011-2015年中國沐浴露行業(yè)市場評估及發(fā)展可行性研究報(bào)告，其中的中國沐浴露瓶產(chǎn)業(yè)發(fā)展研究報(bào)告闡述了世界沐浴露瓶產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷程，分析了中國沐浴露瓶產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與差距，開創(chuàng)性地提出了“新型沐浴露瓶產(chǎn)業(yè)” 及替代品產(chǎn)業(yè)概念，在此基礎(chǔ)上，從四個(gè)維度即“以人為本”、“科技創(chuàng)新”、“環(huán)境友好”和“面向未來”準(zhǔn)確地界定了“新型沐浴露瓶產(chǎn)業(yè)” 及替代產(chǎn)品的內(nèi)涵。由于該產(chǎn)業(yè)的誕生，與之相配套沐浴液瓶蓋產(chǎn)業(yè)也應(yīng)運(yùn)而生。根據(jù)一項(xiàng)關(guān)于實(shí)用沐浴露的社會(huì)調(diào)查，在中國有85%的人在洗澡時(shí)會(huì)使用沐浴露，由此可見，沐浴露瓶產(chǎn)業(yè)和其附屬的瓶蓋產(chǎn)業(yè)具有極大的商機(jī)，為了迎合廣大的消費(fèi)者，沐浴液瓶及瓶蓋生產(chǎn)商絞盡腦汁設(shè)計(jì)出各種各樣的瓶子及瓶蓋。目前，市場上的沐浴液瓶蓋形狀主要有兩種：折蓋式和泵式。如圖2 所示，圖2 各式沐浴液瓶蓋3設(shè)計(jì)基本內(nèi)容、擬解決的主要問題3.1基本內(nèi)容(1) 分析各種塑料的性能，選擇合適的塑料生產(chǎn)沐浴液瓶蓋；(2) 利用Pro/E三維制圖軟件畫出瓶蓋的三維圖；(3) 利用Mold flow進(jìn)行瓶蓋制件的仿真分析；(4) 制定合理的工藝方案，并優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)；(5) 用三維軟件Pro/E完成模具設(shè)計(jì)，并用Auto CAD軟件完成工程圖的繪制；(6) 對模具的主要成型零件的加工進(jìn)行數(shù)控編程。3.2擬解決主要問題 沐浴液瓶蓋塑件形狀很不規(guī)則，外觀要求比較嚴(yán)格，該瓶蓋應(yīng)用于沐浴液瓶上，裝配時(shí)要求瓶蓋與瓶身鎖合，瓶蓋是采用脹形（內(nèi)肋）鎖扣在瓶口外肋上；由于小蓋和主蓋通過鉸鏈相連，打開后，小蓋固定在特定位置，合上后與主蓋成一體，所以鉸鏈成型時(shí)不宜太薄或者太厚，應(yīng)具有足夠的耐折和易折性，同時(shí)鉸鏈不應(yīng)過長，要保證小蓋扣上后表面無拱形，吻合性好；內(nèi)部結(jié)構(gòu)成型困難，瓶蓋內(nèi)部結(jié)構(gòu)整體位置將決定與沐浴液瓶身裝配后瓶蓋與瓶身的外觀；瓶蓋內(nèi)肋所在的圓壁其對稱處有開口，起瓶蓋鎖扣時(shí)圓壁彈性脹開的作用，瓶蓋內(nèi)肋在模具型芯上加工困難，同時(shí)還要保證其密封性。瓶蓋三維圖如圖3 所示， （a）瓶蓋正面 （b）瓶蓋反面圖3 沐浴液瓶蓋三維圖 4技術(shù)路線或研究方法借助Pro/E三維造型軟件建立沐浴液瓶蓋的實(shí)體模型，并借助該軟件的模具設(shè)計(jì)模塊進(jìn)行裝配和型腔排布，再進(jìn)行注塑模具型腔、型芯等成型零件的設(shè)計(jì)，最后完成二維工程圖。技術(shù)路線圖如圖4 所示，模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)初選注射機(jī)塑件工藝性分析用Pro/E畫出瓶蓋的三維 圖使用Moldflow進(jìn)行仿真塑料性能分析 模具零件和注射機(jī)的校核模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)模具分型面的設(shè)計(jì)模具成型尺寸計(jì)算繪制模具裝配圖和零件圖 圖4 技術(shù)路線圖5設(shè)計(jì)進(jìn)度安排2012年2月27日3月20日:了解任務(wù)書，認(rèn)識任務(wù)要求，調(diào)研，完成開題報(bào)告編寫；3月21日3月27日：查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料；3月28日5月1日：確立設(shè)計(jì)方案，制件設(shè)計(jì)，注射模具結(jié)構(gòu)及各工作部分設(shè)計(jì)與計(jì)算；5月2日5月15日：二維設(shè)計(jì)工程圖紙的繪制，編制制造工藝和數(shù)控程序； 5月16日6月5日：設(shè)計(jì)說明書的編寫；6月6日6月15日：完成全部設(shè)計(jì)，進(jìn)行畢業(yè)答辯準(zhǔn)備。6主要參考文獻(xiàn)1 齊曉杰.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)M.機(jī)械工業(yè)出版社，2005,(10).2 范希營.基于UG/NX的洗發(fā)水瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì)與模流分析.模具工業(yè) J.2009,(8).3 李聰.淺談注塑模具中一些先進(jìn)技術(shù).電子世界J.2001,(9).4 周永泰.我國塑料模具現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢.塑料J.2000,(6).5 劉世驤.注塑模具的新應(yīng)用.機(jī)械研究與應(yīng)用J.2002,(1).6 王建萍.洗發(fā)水瓶蓋模具設(shè)計(jì).南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)J，2009，（6).7 江健.淺析注塑模具的發(fā)展.機(jī)械與電氣J.2011,(3).8 郭新玲.瓶蓋注塑模具設(shè)計(jì).上海塑料J.2010,(4).9 談桂春.2010我國工程塑料加工技術(shù)進(jìn)展.工程塑料應(yīng)用J.2011,(5).10 盧可.基于Moldflow的注塑成型模具翹曲分析及其優(yōu)化設(shè)計(jì). 輕工機(jī)械 J.2010,02.11 周峻辰.Pro/ENGINEER wildfire中文野火版塑料模具設(shè)計(jì)專家實(shí)例精 講M.北京：中國青年電子出版社，2000,11.12 Yung K L,Liu H,Xu Y,Target tracking in micro injection molding J.Key Engineering Materials,2008,364-366,12921295.13 MA Y S,SHU B T,BRITTON G A, The development of a standard component library for plastic injection mold design using object approach J.INT J Adv Manuf Technology. 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