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南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學 生 姓 名：
張明
學 號：
05010143
專 業(yè)：
機械工程及自動化
設(shè)計(論文)題目：
帶內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)的注射模的設(shè)計
指 導 教 師:
彭斌彬
2009年 3 月 22日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標準格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導教師簽署意見；
3．“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫
2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
摘要 塑料制品的廣泛應(yīng)用，極大地推動了塑料成型模具的發(fā)展。行業(yè)對塑料模具材料的需求量越來越大，并對材料的質(zhì)量和性能提出了更高的要求。塑料模具的需求量急劇增加，塑料模具工業(yè)對模具鋼的需求也越來越大，對塑料模具提出了越來越高的要求，促進了塑料模具的不斷發(fā)展。
關(guān)鍵詞 塑料模具 模具鋼 性能 應(yīng)用與發(fā)展
1 模具工業(yè)的地位
模具被譽為“百業(yè)之首，工業(yè)之母”，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。近年來，中國模具工業(yè)以年均20%的速度持續(xù)快速增長。截止2006年年底，中國模具銷售額達720億元，躍居世界第三。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，塑料模具占模具總量的比例逐漸提高。據(jù)統(tǒng)計，2000年中國塑料模具產(chǎn)值約100億元人民幣，2006年已發(fā)展到300多億元人民幣，年均增長率超過21%，高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具的發(fā)展?jié)摿κ遣豢傻凸赖摹?
隨著中國汽車、電子、通訊、家電等行業(yè)的發(fā)展，對塑料模具的需求越來越大，對產(chǎn)品質(zhì)量要求越來越高。塑料模具將朝著大型化、高精密度、多功能復合型的技術(shù)方向發(fā)展。以汽車工業(yè)為例，隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長，汽車模具潛在市場十分巨大。譬如在生產(chǎn)汽車時，僅制造一款普通轎車約需200多件內(nèi)飾件模具，而制造保險杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的大中型塑料模具，從模具行業(yè)生產(chǎn)能力看，目前滿足率僅約50%。在建筑領(lǐng)域，塑料建材大量替代傳統(tǒng)材料也是大勢所趨，預(yù)計2010年全國塑料門窗和塑管普及率將達到30%～50%，塑料排水管市場占有率將超過50%，都會大大增加對模具的需求量[1]。
2 模具材料
目前，塑料模具材料仍以模具鋼為主，但根據(jù)成型工藝的不同，也可采用非鐵合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、低熔點合金等材料。
塑料制品的廣泛應(yīng)用，極大地推動了塑料成型模具的發(fā)展。行業(yè)對塑料模具材料的需求量越來越大，并對材料的質(zhì)量和性能提出了更高的要求。近年來，我國在新型塑料模具材料研制、提高材料冶金質(zhì)量、優(yōu)化熱處理工藝、提高模具壽命等方面做了大量的工作，為用戶提供了大量質(zhì)優(yōu)價廉的塑料模具材料，獲得了顯的技術(shù)經(jīng)濟效益。
我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，模具進口量逐年增加，其中塑料模具占46%。我國的模具技術(shù)及模具壽命仍落后于一些工業(yè)發(fā)達國家，模具用材和熱處理不當是影響模具失效的主要因素，約占70%[2]。塑料模具結(jié)構(gòu)復雜，尺寸精度和表面粗糙度要求很高，對塑料模具型腔材料的要求比較苛刻。某單位原采用45鋼制造電視機外殼模具，使用壽命不足20萬次，模具就已損壞，改用3Cr2Mo（P20）材料后，使復雜的型腔容易切削加工，保證了模具加工質(zhì)量，而且模具壽命成倍延長[3]。正確選用模具材料及其熱處理方法，對于提高模具質(zhì)量，延長模具使用壽命是非常重要的[4～5]。
3 塑料模具鋼的性能要求
塑料模具的工作溫度在200～300℃。注射模工作時受熱、受壓、受磨損，且注射時可能有含氯、氟及其化合物的腐蝕氣體逸出，對模具型腔有一定的腐蝕作用。壓縮模直接壓制粉料，要承受很大的機械負荷，易磨損，型腔也會受腐蝕性氣體腐蝕。塑料模具型腔復雜，尺寸精度和表面粗糙度要求高，對塑料模具鋼的機械加工性能、鏡面拋光研磨性能、熱處理變形和尺寸穩(wěn)定性等方面都提出了相應(yīng)的要求。塑料模具鋼應(yīng)具備以下一些性能[6～14]：
（1）模具型腔表面應(yīng)具有足夠厚的硬化層，有一定的硬度和耐磨性。
（2）具有足夠的強度和沖擊韌度。
（3）導熱性能好，膨脹系數(shù)小，熱處理變形小，模具工作尺寸穩(wěn)定。
（4）機械加工性能好，表面粗糙度值低。
（5）良好的鏡面拋光研磨性能和圖案蝕刻性能。
（6）耐腐蝕性能好，有較好的焊補性能。
傳統(tǒng)的塑料模具鋼包括滲碳鋼如10、20、20Cr、
12CrNi2、12CrNi3A等；調(diào)質(zhì)鋼如45、55、40Cr、
3Cr2Mo、4Cr5MoV1Si等；高碳工具鋼如Cr12、
Cr12MoV、CrWMn、Cr6WV、9Mn2V、GCr15等；耐蝕鋼
如4Cr13、9Cr18、1Cr17Ni2等。
這些傳統(tǒng)的模具鋼，有的機械加工性能差，特別是對于形狀復雜的模具難于加工；有的則是鏡面拋光性能差，難以滿足塑料模的綜合性能要求。應(yīng)合理選擇和應(yīng)用新型塑料模具鋼以適應(yīng)塑料模具朝著高效率、高精度、高壽命.
4 我國塑料模具鋼的發(fā)展進程
我國模具鋼生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展迅速，形成了我國自己的模具鋼系列，總產(chǎn)量已居世界前列[15]，建成不少先進的生產(chǎn)工藝裝備，但是模具鋼的生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量方面還存在著許多不足，很多制造大型，精密，長壽命模具的鋼材仍需從國外進口，已成為世界上進口模具最多的國家，展望未來急待開展以下工作。
（1）研制高性能、長壽命、高的性能價格比和高效的新型模具材料，取代昂貴的進口材料，將帶來明顯的技術(shù)經(jīng)濟效益。
（2）我國研制的一些新型模具材料的性能和壽命已達到或接近國外先進水平，但推廣應(yīng)用特別緩慢。因此，建議積極開展新材料的信息交流，尤其是科研人員與生產(chǎn)者的溝通。
（3）重視模具材料的深加工，加速模具材料的制品化。模具生產(chǎn)企業(yè)需要多種規(guī)格的模具材料，如圓鋼、扁鋼、厚鋼、模塊等，甚至是經(jīng)過深加工的產(chǎn)品。
（4）提高模具材料生產(chǎn)的專業(yè)化水平。建議成立專門的模具材料生產(chǎn)廠，提高設(shè)備配套水平，提高生產(chǎn)水平，創(chuàng)建知名的模具材料品牌。
（5）提高國內(nèi)模具材料供應(yīng)的專業(yè)水平。目前流通領(lǐng)域中的經(jīng)、代銷商大都為非專業(yè)的，銷售公司的經(jīng)營規(guī)模停留在較低水平上，有必要建立專業(yè)的模具材料銷售公司。
4.1 加速模具鋼生產(chǎn)的制品化、精料化和模具鋼經(jīng)銷的商品化
我國模具鋼的品種規(guī)格較少，模具鋼生產(chǎn)的制品化、精料化和經(jīng)銷的商品化程度低。80％以上的模具鋼仍以黑皮圓棒供貨[16]。越來越多的模具制造廠要求在模具設(shè)計完成后，模具鋼供應(yīng)廠商能迅速提供所需鋼材，減少庫存鋼材數(shù)量，縮短制模周期。但中國鋼材生產(chǎn)企業(yè)目前尚不適應(yīng)這一商品市場機制，這是進口模具鋼材的使用在中國日益擴大的重要原因。
4.2 大力推廣應(yīng)用性能優(yōu)良的新型模具鋼，不斷完善模具鋼鋼種系列
我國已開發(fā)出性能優(yōu)異，達到或超過國外同類水平的特色新型模具鋼，但這些新鋼的推廣數(shù)量和應(yīng)用范圍不夠大，有選擇地開發(fā)先進模具鋼，例如開發(fā)粉末冶金模具鋼，多元易切削系塑料模具鋼，開發(fā)玻璃、陶瓷，耐火磚和地磚等成形模具用鋼，完善中國的模具鋼系列。
4.3 進一步提高模具鋼的質(zhì)量
我國某些特殊鋼廠已采用爐外精煉、真空冶煉、快鍛機和精鍛機等生產(chǎn)模具鋼，模具鋼的質(zhì)量有大幅度提高，如D2、P20等，出口產(chǎn)品的質(zhì)量可以達到國際先進水平。但國外對純度要求較高的模具鋼大部分采用電渣重熔，進一步提高了鋼的純凈度、致密度、等向性和均勻性，減少偏析。我國還需要在這方面進一步開展工作。
4.4 加強先進模具熱處理技術(shù)的推廣與應(yīng)用
模具的可控氣氛熱處理與真空熱處理應(yīng)進一步得到發(fā)展，對一些行之有效的模具表面熱處理技術(shù)，應(yīng)完善其工藝，加強其推廣和應(yīng)用。提高裝備和工藝材料的制造水平，加強熱處理專業(yè)廠的建設(shè)。
參 考 文 獻
[1] 行業(yè)信息，我國塑料模具發(fā)展趨勢[J]. 模具制造，2008，3（2）.
[2] 崔昆，國內(nèi)外模具用鋼發(fā)展概況[J]. 金屬熱處理，2007,32 (1) ：1～11.
[3] 王強，肖英. 塑料外殼模具制造新材料[J]. 工具技術(shù)，2005,39 (5)：75～76.
[4] 馮曉曾，提高模具壽命指南——選材及熱處理[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,1994.
[5] 徐進，模具材料應(yīng)用手冊[K]. 北京： 機械工業(yè)出版社，2001.
[6] 馮曉曾，提高模具壽命指南——選材及熱處理[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,1994.
[7] 徐進，模具材料應(yīng)用手冊[K]. 北京：機械工業(yè)出版社,2001.
[8] 蔡美良，丁惠麟，孟滬龍. 新編工模具鋼金相熱處理[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.
[9] 程培源，模具壽命與材料[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,1999.
[10] 模具實用技術(shù)叢書編委會編. 模具材料與使用壽命[M]. 北京：機械工業(yè)出版社,2000.
[11] 王德文. 模具實用技術(shù)300 例[M]. 北京：科學出版社,1996.
[12] 曾珊琪,丁毅. 模具壽命與失效[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2005.
[13] 吳兆詳，模具材料及表面處理[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.
[14] 陳再枝，馬黨參. 塑料模具鋼應(yīng)用手冊[K]. 北京：化學工業(yè)出版社，2005.
[15] 韓海軍，塑料模具用鋼材料的種類及展望[J]．機械，2005，3（1）：4～5．
[16] 牟紅霞，模具材料的發(fā)展與動向[J]．現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2006，（4）：83～84．
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
1 課題研究內(nèi)容
塑料件在各行各業(yè)及日常生活中使用越來越多，塑料模具的設(shè)計制造的社會需求日益增長，要求也越來越高，同時社會對具有三維CAD設(shè)計能力的人才需求也日益增長。
我所研究的課題是帶內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)注射模具的的設(shè)計，根據(jù)要求設(shè)計出合理的模具。通過此注射模設(shè)計，對學生進行模具設(shè)計、工藝設(shè)計的基本技能訓練與培養(yǎng)，使學生基本掌握利用三維CAD軟件進行工程設(shè)計的方法，培養(yǎng)學生應(yīng)用所學知識進行工程設(shè)計的能力，適應(yīng)社會需求。
2 研究途徑
（1）了解一下側(cè)抽芯機構(gòu)
當塑件帶有側(cè)凹或者側(cè)孔時，在被推出之前必須先進行側(cè)向抽芯，即從塑件中抽出成型側(cè)凹或者側(cè)孔的瓣合模塊或側(cè)向型芯，然后塑件才能順利脫模，完成側(cè)向型芯或瓣合模塊的抽出與復位的機構(gòu)成為側(cè)向抽芯機構(gòu)。
帶內(nèi)側(cè)抽芯機構(gòu)注射模具，顧名思義，是制造出常用塑件內(nèi)側(cè)帶有凸臺或者凹槽，塑件上有側(cè)向孔、側(cè)向凸凹、側(cè)向的凸臺，因塑件內(nèi)側(cè)有凹槽，模具上用于成型該處的零件就必須做成可側(cè)向移動的零件，以便在脫模之前或脫模時抽出側(cè)向成型零件，否側(cè)就無法脫模，要求塑件能從模具架中順利取出。
（2）常見內(nèi)抽芯機構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式
塑料制品的內(nèi)側(cè)經(jīng)常會有凸臺和凹穴，除用斜導柱內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)進行抽芯外，也可采用斜滑塊內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。根據(jù)塑料制品結(jié)構(gòu)的特點。根據(jù)塑料制品結(jié)構(gòu)的特點，可用用不同形式的斜滑塊內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。
（a）斜導柱側(cè)向機構(gòu)
斜導柱側(cè)向機構(gòu)抽芯機構(gòu)除了完成塑件外抽芯外，還可以對塑件進行內(nèi)側(cè)抽芯
（b)斜滑塊抽芯機構(gòu)的工作原理
斜滑塊抽芯機構(gòu)適用于塑件側(cè)孔或側(cè)凹較淺但成型面積較大的場合。斜滑塊側(cè)向抽芯的特點是利用推出機構(gòu)的推力驅(qū)動斜滑塊側(cè)向運動，在塑件被推出的同時由斜滑塊完成側(cè)向抽芯動作。一般分為外側(cè)向抽芯和內(nèi)側(cè)向抽芯兩種。
（c）斜導桿抽芯機構(gòu)的工作原理
斜導桿是斜滑塊的一種變形形式，其動作原理與斜滑塊機構(gòu)抽芯機構(gòu)相同，所不同的是斜導桿是矩形截面的細長桿件，剛度較差，故適用于抽芯力較小的場合。
（3）選定內(nèi)抽芯機構(gòu)
根據(jù)塑件的具體情況，經(jīng)過認真考慮、比較、初步確定出各部分的結(jié)構(gòu)情況，最大限度地滿足塑件的技術(shù)要求和模具的合理工藝性，選擇斜導桿內(nèi)抽芯機構(gòu)作為完成此次零件注射。但需要考慮的是斜導桿抽芯機構(gòu)的設(shè)計要點：
（a）斜導桿的形狀：斜導桿上端為塑件側(cè)凹的成型部位，其結(jié)構(gòu)形狀。所顯示機構(gòu)簡單，加工方便，不易變形，但容易產(chǎn)生水平飛邊；結(jié)構(gòu)容易變形，飛邊與塑件邊緣易變形，飛邊與塑件邊緣易形成位置偏差，盡量不用。
（b）模板上斜導桿孔尺寸的確定以該矩形截面中心為圓心畫圓，該圓與矩形截面之間至少留有δ（δ≥0.5）的間隙，否則斜導桿運動受到干涉，所畫圓的直徑即為模板上斜導桿的孔徑尺寸。
（c）斜導桿與推桿直接按的距離L應(yīng)大于斜導桿側(cè)向抽芯行程S，以避免斜導桿推出時與推桿發(fā)生碰撞。
（d）為了提高斜導桿的強度和剛度，減少斜導桿與模板之間的磨損，再模板上常常鑲嵌經(jīng)淬火的墊塊，對斜導桿進行支撐和導向。
（4）零件圖的繪制
在對模具的結(jié)構(gòu)進行了基本的設(shè)計后，根據(jù)課題的機構(gòu)要求，選擇一個常用塑件，首先要對塑件進行三維圖以及零件圖的繪制，以為后一部的加工提供必要的尺寸及一些數(shù)據(jù)參數(shù)。
（5）對模具進行模具的CAD設(shè)計
在對模具進行基本設(shè)計之后，就要進行相關(guān)的設(shè)計計算，在得到正確的數(shù)據(jù)后，利用Pro/E進行相關(guān)的設(shè)計，即可得到簡單又優(yōu)良的設(shè)計。在對模具進行設(shè)計完成之后，得到了模具的三維圖。通過Pro/E可以生成模具的裝配圖，同時生成所有零件的圖紙。再通過AutoCAD將圖紙再畫出來，進行必要的線型和尺寸標注。
完成以上的工作之后，還要進行注射模具的制造工藝設(shè)計，在完成所有的設(shè)計之后進行設(shè)計說明書的撰寫。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日