塑料玩具車外殼注塑模具設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題目：塑料玩具車外殼注塑模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況及研究意義）1.1題目背景我國(guó)是一個(gè)玩具生產(chǎn)大國(guó)，玩具生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量眾多，是全球玩具生產(chǎn)的主要集中地，也是世界第一大玩具出口國(guó)。玩具車做工精致、大小適中、色彩鮮艷，縮小的車模非常精致，顏值超高，而且跟馬路上跑的真車一模一樣。不要說(shuō)小孩，愛(ài)車的成年人，也會(huì)對(duì)玩具車愛(ài)不釋手。下圖1.1為一些玩具車模型。圖1.1玩具車模型圖最初的塑料制品，大多是一些普通的日常用品，像桌椅板凳,牙刷鏡架等等。這些常見(jiàn)的生活用品由于要經(jīng)常使用和更換,因此,使用塑料來(lái)制造,相對(duì)經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。后來(lái)隨著工藝的發(fā)展，塑料的性能越來(lái)越好，種類越來(lái)越多，于是它就不再只是在民用的范圍內(nèi)發(fā)揮作用，在工業(yè)范圍之內(nèi)也發(fā)揮了重要的作用?，F(xiàn)在的汽車制造工業(yè)之中，有許多零部件，使用的就是這種新型原材料。不過(guò)，它與普通的民用型塑料不同，無(wú)論是從堅(jiān)固程度，還是從化學(xué)穩(wěn)定性上來(lái)說(shuō)，這種工業(yè)用的產(chǎn)品性能都要更好一些。隨著工藝的發(fā)展，在一些軍工產(chǎn)品之中，人們也可以看到塑料的應(yīng)用[1]。模具是零件制造的工藝裝備，有著“工業(yè)之母”的美稱[2]。模具作為一種重要的工藝裝備，用其生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值是模具自身價(jià)值的幾十甚至上百倍以上。其中塑料成型加工用的注射模具由于能夠一次成型復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確的產(chǎn)品，適用于大批量的生產(chǎn)方式，使用范圍越來(lái)越廣泛，塑料注射成型成為生產(chǎn)塑料制品的主要手段[3]。市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品的創(chuàng)新，使得生產(chǎn)塑料制品的塑料模具市場(chǎng)需求量很大，而最常用的注射成型是熱塑性塑料制品生產(chǎn)的一種重要方法。實(shí)現(xiàn)注射成型工藝的裝備是注射成型模具，注射模有許多種類，可成型各種形狀的塑料制品。成型周期短，生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)是注射成型的特點(diǎn)[4]。模具在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中占有重要地位。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低不僅是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，也在很大程度上決定著這個(gè)國(guó)家的產(chǎn)品質(zhì)量、效益及新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力[5]。1.2國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究情況1.2.1國(guó)內(nèi)注塑模具相關(guān)研究情況以加工制造業(yè)為典型代表的工業(yè)是立國(guó)之本、強(qiáng)國(guó)之基。模具制造業(yè)是一個(gè)十分有條理化的產(chǎn)業(yè)，需要人員之間的相互配合，優(yōu)良工藝手段，精良的裝備以及國(guó)家的政策知識(shí)和人才支持[6]。我國(guó)經(jīng)過(guò)70多年的發(fā)展，加工制造業(yè)成功實(shí)現(xiàn)了由無(wú)到有、由小到大，由弱到強(qiáng)的歷史跨越，我國(guó)由一個(gè)貧窮落后的農(nóng)業(yè)國(guó)成為擁有完整工業(yè)體系的制造業(yè)大國(guó)[7]。中國(guó)、日本、美國(guó)、歐盟等為全球主要的模具生產(chǎn)及使用國(guó)家或地區(qū)；而我國(guó)的模具產(chǎn)銷為世界之最，占世界模具行業(yè)的三分之一[8]。隨著時(shí)代的發(fā)展，中國(guó)逐漸成為模具制造業(yè)的大國(guó)，產(chǎn)業(yè)逐漸從歐美的發(fā)達(dá)國(guó)家向中國(guó)傾斜。中國(guó)模具出口到全球絕大部分國(guó)家和地區(qū)，出口目的地主要為美、德、日、印等制造業(yè)發(fā)展較好的國(guó)家和地區(qū)，占全部出口總量的38.11%；出口貨源地區(qū)主要是珠三角、長(zhǎng)三角、環(huán)渤海灣的山東等地，占全部出口總量的八成以上[9][10]。我國(guó)模具進(jìn)口來(lái)源地前三的國(guó)家依次為日本、韓國(guó)和德國(guó)，占全部進(jìn)口總量的三分之二。隨著我國(guó)加工制造業(yè)的升級(jí)發(fā)展及歐美日主要加工制造企業(yè)轉(zhuǎn)移生產(chǎn)線，我國(guó)逐漸成為全球制造業(yè)基地，即常說(shuō)的“世界工廠”，全球制造業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈在內(nèi)地布局更集中，競(jìng)爭(zhēng)更充分[11]。2020年，在新冠疫情的影響下，國(guó)家間的貿(mào)易溝通受阻，我國(guó)提出國(guó)內(nèi)國(guó)際“雙循環(huán)”的發(fā)展思路。我國(guó)模具企業(yè)面臨的競(jìng)爭(zhēng)壓力增加，對(duì)模具品質(zhì)的要求逐步提高，但模具的價(jià)格呈現(xiàn)下跌趨勢(shì)，傳統(tǒng)模具企業(yè)依靠經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｊ郊庸どa(chǎn)已經(jīng)不能滿足需求。國(guó)內(nèi)企業(yè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)主要通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外技術(shù)及企業(yè)自主研發(fā)等多種形式，提升設(shè)備水平，提高技術(shù)，模流分析技術(shù)被越來(lái)越多的應(yīng)用到設(shè)計(jì)生產(chǎn)模具中[12][13]。同時(shí)注塑成型模具采用CAD/CAE技術(shù)，可大大提高模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化水平與效率、縮短模具的生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本，而且可以提高設(shè)計(jì)者的創(chuàng)造力。注塑模具CAD/CAE已經(jīng)成為現(xiàn)代模具制造領(lǐng)域一項(xiàng)不可缺少的新技術(shù)[14]。目前是機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存的狀態(tài)，我們必須逐步的提高中國(guó)制造工業(yè)的研發(fā)水平，才能讓中國(guó)的模具制造業(yè)有著健康穩(wěn)定的發(fā)展勢(shì)態(tài)。1.2.2國(guó)外注塑模具相關(guān)研究情況就國(guó)外而言，模具的制造以及發(fā)展已經(jīng)是工業(yè)基礎(chǔ)。美國(guó)把模具制造比作“工業(yè)之基石”，日本把模具制造作為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”，德國(guó)把模具制造看作“加工業(yè)的上帝”，歐洲國(guó)家把模具制造稱為“吸金的磁鐵”[15]。不論是日本目前的模具制造，還是德國(guó)LindnerD創(chuàng)造出錐形注入口、環(huán)形澆口的模具中注塑模具技術(shù)，都是為了降低生產(chǎn)制造成本、縮短生產(chǎn)制造周期，并且很多技術(shù)生產(chǎn)的模具可以用來(lái)制造超精密塑件[16]。國(guó)外塑料模具工業(yè)發(fā)展較快，對(duì)于頂桿的用材已逐步形成系列，淬火加中溫或低溫回火是國(guó)內(nèi)外塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件頂桿的常用熱處理工藝，它具有處理方法簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。他們認(rèn)為國(guó)家模具制造技術(shù)水平的高低是一個(gè)國(guó)家工業(yè)實(shí)力高低的集中體現(xiàn)。國(guó)外模具發(fā)展現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面[17]：（1）集成化。模具制造系統(tǒng)的集成化主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫(kù)集成和模具管理的集成。數(shù)據(jù)集成、行業(yè)集成和互聯(lián)網(wǎng)信息集成，用此共同來(lái)滿足模具制造系統(tǒng)的需要。（2）智能化。智能化包含生產(chǎn)周期智能化、模具制造設(shè)備智能化，還有人工和設(shè)備的融合。在汽車、航空航天、電子等領(lǐng)域也有著越來(lái)越廣的應(yīng)用，因此模具向大型化、微型化兩向發(fā)展也是科技發(fā)展的必然需求。（3）標(biāo)準(zhǔn)化。目前，國(guó)外注塑模具制造行業(yè)有非常明確具體的生產(chǎn)、制造以及使用標(biāo)準(zhǔn)。模具制造的專業(yè)化較強(qiáng)。1.3研究意義塑料是四大工業(yè)基礎(chǔ)材料之一，在一定的溫度和壓力條件下，塑料可以用模具形成一定形狀和尺寸，當(dāng)外力解除后，在常溫下仍能使其形狀保持不變。相對(duì)于金屬、石材、木材，塑料制品具有成本低、可塑性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用廣泛。塑料工業(yè)在當(dāng)今世界上占有極為重要的地位，多年來(lái)塑料制品的生產(chǎn)在世界各地高速度發(fā)展。我國(guó)塑料制品產(chǎn)量在世界排名中始終位于前列，其中多種塑料制品產(chǎn)量已經(jīng)位于全球首位，我國(guó)已經(jīng)成為世界塑料制品生產(chǎn)大國(guó)[18]。模具是工業(yè)的基礎(chǔ)裝備，在電訊、汽車、摩托、電機(jī)、電器、家電、建材等產(chǎn)品中，70%~90%的零件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)力和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的，所以模具又是“效益放大器”。當(dāng)前，為適應(yīng)用戶對(duì)高精度、低成本、短交貨期等嚴(yán)酷要求，無(wú)論哪一行業(yè)，無(wú)論配備何種工程裝備，都越來(lái)越需要模具生產(chǎn)技術(shù)的支持。當(dāng)然模具工業(yè)本身的發(fā)展也離不開(kāi)先進(jìn)制造技術(shù)的支持。發(fā)展先進(jìn)模具生產(chǎn)技術(shù)的關(guān)鍵在于模具的標(biāo)準(zhǔn)化，主要包括模具的設(shè)計(jì)、加工、選材、驗(yàn)收和使用等方面，模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，模具的生產(chǎn)周期越短，總體生產(chǎn)成本就越低[19]。計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)為模具工業(yè)發(fā)展提供了一條途徑，經(jīng)過(guò)多年的推廣應(yīng)用，目前在我國(guó)模具企業(yè)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)“軟件化”和模具制造“數(shù)控化”。伴隨高速發(fā)展的塑料工業(yè)，我國(guó)各產(chǎn)業(yè)對(duì)塑料制品需求越來(lái)越大，企業(yè)不光重視塑料制品的生產(chǎn)效率，更加注重塑料制品的品質(zhì)提升，成型塑料產(chǎn)品的模具精度由此需要相應(yīng)的提高，這便對(duì)模具制造業(yè)提出了高要求[20]。如今，模具行業(yè)中塑料模具占比最大，因此，發(fā)展工程塑料模具是當(dāng)前發(fā)展的重點(diǎn)。本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1本課題的研究?jī)?nèi)容（1）本次設(shè)計(jì)主要是實(shí)現(xiàn)對(duì)塑料玩具車外殼的注塑模具設(shè)計(jì)，外殼的尺寸為92㎜*60㎜*30㎜，塑料玩具車外殼的材料選用ABS，它也是玩具的主流材料。具有易于成型和機(jī)械加工、與有機(jī)玻璃的熔接性良好等優(yōu)點(diǎn)。其中丙烯晴（A）提高玩具硬度、耐磨性和耐熱性；丁二烯（B）提升玩具柔順、韌性、彈性及耐沖擊強(qiáng)度；苯乙烯（S）則保持材料的剛性及成型性。（2）小車模型如下圖2.1所示，繪制玩具車外殼的二維圖和三維圖，分別如下圖2.2和2.3所示，該塑件側(cè)面有孔。圖2.1小車模型圖圖2.2玩具車外殼二維圖圖2.3玩具車外殼三維圖（3）選擇注塑機(jī)，確定塑件的成型方法、分型面、型腔的布置和頂出方式。2.2本課題的研究方案2.2.1提出研究方案方案一：一模兩腔+柱塞式注射機(jī)+平面式分型面+直澆口+斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)+頂管頂出方案二：一模兩腔+螺桿式注射機(jī)+階梯式分型面+潛伏澆口+斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)+頂塊頂出方案三：一模兩腔+螺桿式注射機(jī)+階梯式分型面+側(cè)澆口+彎拉桿側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)+頂桿頂出2.2.2方案比較（1）型腔數(shù)目：因?yàn)樗芗某叽绮皇呛艽螅沂袌?chǎng)廣、需求量大，所以為了節(jié)省生產(chǎn)成本和提高生產(chǎn)效率，采用一模兩腔進(jìn)行加工生產(chǎn)。（2）注射機(jī)：柱塞式注射機(jī)只能靠柱塞的平行推擠來(lái)推動(dòng)塑料，幾乎沒(méi)有混合作用。塑化量較低，而螺桿式注射機(jī)靠螺桿旋轉(zhuǎn)來(lái)推動(dòng)塑料，還有物料混合、剪切、攪拌的作用，采用不同背壓和調(diào)節(jié)螺桿的轉(zhuǎn)速來(lái)提高塑化能力，且效率較高，因此選用螺桿式注射機(jī)。（3）分型面：選用階梯式分型面。分型面選擇殼體內(nèi)表面，不影響塑件外觀。（4）澆口：采用直澆口的產(chǎn)品被頂出來(lái)后，澆口與產(chǎn)品會(huì)疊在一起，會(huì)在產(chǎn)品表面留下疤痕，進(jìn)而影響產(chǎn)品外觀。對(duì)于殼形塑件，采用側(cè)澆口不易排氣，還容易產(chǎn)生熔接痕、縮孔等缺陷，玩具車外殼有缺陷會(huì)影響外形美觀，進(jìn)而降低購(gòu)買率。潛伏澆口具有點(diǎn)澆口的特性，其優(yōu)點(diǎn)是不需增加脫料板，能在脫模時(shí)自動(dòng)切斷。故選擇潛伏交口。（5）側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)：因?yàn)樗芗?cè)面有孔，所以需要側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。彎拉桿與斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯相比，彎拉桿側(cè)抽芯的矩形斜孔加工比較困難，斜導(dǎo)柱的斜孔通過(guò)鉆鏜即可完成，而彎拉桿的斜孔一般情況下還需人工修整。故選用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。（6）頂出方式：頂塊推頂整個(gè)整個(gè)塑件制品表面，頂出力均衡、頂出面積大、塑件不易變形，同時(shí)在制作上也比較便捷。故選擇頂塊頂出。2.2.3方案的確定綜上所述，選擇方案二為最終方案。本課題研究的重點(diǎn)及難點(diǎn)，前期已開(kāi)展工作3.1本課題研究的重難點(diǎn)（1）玩具車外殼側(cè)面有孔，因此對(duì)塑件的外表面有精度要求和美觀要求，不能存在注塑缺陷，否則將會(huì)影響玩具車的售賣率。（2）分型面是模具結(jié)構(gòu)中的基準(zhǔn)面，它直接影響著成型塑件的質(zhì)量和注射成型的效率等問(wèn)題。因此確定分型面的位置及分型面的種類是重難點(diǎn)。（3）塑件側(cè)面有孔，要設(shè)計(jì)合理的側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)，以保證加工塑件的成功率。3.2前期已開(kāi)展工作（1）查閱與注塑模具有關(guān)的書(shū)籍和文獻(xiàn)，對(duì)注塑模具加工工藝及整體設(shè)計(jì)思路有了一定的了解。（2）通過(guò)查閱資料與文獻(xiàn)，知曉了塑料在日常生活中的應(yīng)用、玩具市場(chǎng)的發(fā)展歷史與前景。也讓我對(duì)本次課題有了充分的了解，進(jìn)而深入探索此課題的背景、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及研究意義。（3）對(duì)塑件選材，確定分型面、一模幾腔、澆口形式和頂出機(jī)構(gòu)等內(nèi)容。繪制了玩具車外殼的二維和三維模型。完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫(xiě)）（1）1-2周：查閱資料，熟悉塑料玩具車外殼注塑模具的設(shè)計(jì)內(nèi)容。（2）3-4周：撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告，進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題答辯。（3）5-6周：結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)與選擇。（4）7-12周：裝配圖零件圖設(shè)計(jì)，不斷改進(jìn)與擴(kuò)充設(shè)計(jì)內(nèi)容，并進(jìn)行中期答辯。（5）13-14周：零件強(qiáng)度的校核。（6）15-17周：完善畢業(yè)論文。（7）18周：論文答辯。參考文獻(xiàn)[1]吳文群.對(duì)講機(jī)外殼注塑模具設(shè)計(jì)與仿真研究[D].廈門大學(xué),2017.[2]王志華.塑料注射模具澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)淺析[J].輕工科技,2017,33(05):35-36+76.[3]張國(guó)陽(yáng).探析對(duì)講機(jī)外殼注塑模具的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].決策探索(中),2020(01):90.[4]陳敬棟.大型汽車用塑件的注射成型工藝研究[D].合肥工業(yè)大學(xué),2009.[5]萬(wàn)傳偉.ABS材料零件的注塑工藝和模具設(shè)計(jì)[D].上海交通大學(xué),2008.[6]張平.淺析電源適配器外殼注塑模具設(shè)計(jì)[J].就業(yè)與保障,2018(23):24-26.[7]周寶友.中國(guó)模具制造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].模具制造,2019,19(04):1-6.[8]朱祖武.中國(guó)模具制造業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].農(nóng)家參謀,2020(17):256.[9]武兵書(shū).中國(guó)模具工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的回顧與展望[J].金屬加工(冷加工),2021(06):1-3.[10]Zhang

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