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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué) 生 姓 名：
張明
學(xué) 號：
05010143
專 業(yè)：
機(jī)械工程及自動化
設(shè)計(jì)(論文)題目：
帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的注射模的設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師:
彭斌彬
2009年 3 月 22日
開題報(bào)告填寫要求
1．開題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報(bào)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(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)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(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報(bào)告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)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(dāng)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(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 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(jìn)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(yù)為“百業(yè)之首，工業(yè)之母”，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)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(dá)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(jì)，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(fù)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(shí)，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(xiǎn)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(jì)2010年全國塑料門窗和塑管普及率將達(dá)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(diǎn)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(jià)廉的塑料模具材料，獲得了顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，模具進(jìn)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(dá)國家，模具用材和熱處理不當(dāng)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(fù)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(jī)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(fù)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(shí)受熱、受壓、受磨損，且注射時(shí)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(jī)械負(fù)荷，易磨損，型腔也會受腐蝕性氣體腐蝕。塑料模具型腔復(fù)雜，尺寸精度和表面粗糙度要求高，對塑料模具鋼的機(jī)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(qiáng)度和沖擊韌度。
（3）導(dǎo)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(jī)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(bǔ)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(jī)械加工性能差，特別是對于形狀復(fù)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(jìn)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(jìn)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(jìn)口，已成為世界上進(jìn)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(jià)格比和高效的新型模具材料，取代昂貴的進(jìn)口材料，將帶來明顯的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
（2）我國研制的一些新型模具材料的性能和壽命已達(dá)到或接近國外先進(jìn)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(jì)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(jī)制，這是進(jìn)口模具鋼材的使用在中國日益擴(kuò)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(dá)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(jìn)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(jìn)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(jī)和精鍛機(jī)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(dá)到國際先進(jìn)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(jìn)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(jìn)一步開展工作。
4.4 加強(qiáng)先進(jìn)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(jìn)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(qiáng)其推廣和應(yīng)用。提高裝備和工藝材料的制造水平，加強(qiáng)熱處理專業(yè)廠的建設(shè)。
參 考 文 獻(xiàn)
[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(qiáng)，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(jī)械工業(yè)出版社,1994.
[5] 徐進(jìn)，模具材料應(yīng)用手冊[K]. 北京： 機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社,1994.
[7] 徐進(jìn)，模具材料應(yīng)用手冊[K]. 北京：機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社，2000.
[9] 程培源，模具壽命與材料[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,1999.
[10] 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會編. 模具材料與使用壽命[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2000.
[11] 王德文. 模具實(shí)用技術(shù)300 例[M]. 北京：科學(xué)出版社,1996.
[12] 曾珊琪,丁毅. 模具壽命與失效[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.
[13] 吳兆詳，模具材料及表面處理[M]. 北京：機(jī)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(xué)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(jī)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(jì)（論 文）開 題 報(bào) 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(jì)制造的社會需求日益增長，要求也越來越高，同時(shí)社會對具有三維CAD設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)注射模具的的設(shè)計(jì)，根據(jù)要求設(shè)計(jì)出合理的模具。通過此注射模設(shè)計(jì)，對學(xué)生進(jìn)行模具設(shè)計(jì)、工藝設(shè)計(jì)的基本技能訓(xùn)練與培養(yǎng)，使學(xué)生基本掌握利用三維CAD軟件進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的方法，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識進(jìn)行工程設(shè)計(jì)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(jī)構(gòu)
當(dāng)塑件帶有側(cè)凹或者側(cè)孔時(shí)，在被推出之前必須先進(jìn)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(fù)位的機(jī)構(gòu)成為側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。
帶內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)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(shí)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(jī)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(dǎo)柱內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)進(jìn)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(diǎn)。根據(jù)塑料制品結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可用用不同形式的斜滑塊內(nèi)側(cè)抽芯結(jié)構(gòu)。
（a）斜導(dǎo)柱側(cè)向機(jī)構(gòu)
斜導(dǎo)柱側(cè)向機(jī)構(gòu)抽芯機(jī)構(gòu)除了完成塑件外抽芯外，還可以對塑件進(jìn)行內(nèi)側(cè)抽芯
（b)斜滑塊抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理
斜滑塊抽芯機(jī)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(diǎn)是利用推出機(jī)構(gòu)的推力驅(qū)動斜滑塊側(cè)向運(yùn)動，在塑件被推出的同時(shí)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(dǎo)桿抽芯機(jī)構(gòu)的工作原理
斜導(dǎo)桿是斜滑塊的一種變形形式，其動作原理與斜滑塊機(jī)構(gòu)抽芯機(jī)構(gòu)相同，所不同的是斜導(dǎo)桿是矩形截面的細(xì)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(jī)構(gòu)
根據(jù)塑件的具體情況，經(jīng)過認(rèn)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(dǎo)桿內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)作為完成此次零件注射。但需要考慮的是斜導(dǎo)桿抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)：
（a）斜導(dǎo)桿的形狀：斜導(dǎo)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(jī)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(dǎo)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(dǎo)桿運(yùn)動受到干涉，所畫圓的直徑即為模板上斜導(dǎo)桿的孔徑尺寸。
（c）斜導(dǎo)桿與推桿直接按的距離L應(yīng)大于斜導(dǎo)桿側(cè)向抽芯行程S，以避免斜導(dǎo)桿推出時(shí)與推桿發(fā)生碰撞。
（d）為了提高斜導(dǎo)桿的強(qiáng)度和剛度，減少斜導(dǎo)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(dǎo)桿進(jìn)行支撐和導(dǎo)向。
（4）零件圖的繪制
在對模具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了基本的設(shè)計(jì)后，根據(jù)課題的機(jī)構(gòu)要求，選擇一個(gè)常用塑件，首先要對塑件進(jìn)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(jìn)行模具的CAD設(shè)計(jì)
在對模具進(jìn)行基本設(shè)計(jì)之后，就要進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)計(jì)算，在得到正確的數(shù)據(jù)后，利用Pro/E進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)，即可得到簡單又優(yōu)良的設(shè)計(jì)。在對模具進(jìn)行設(shè)計(jì)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(shí)生成所有零件的圖紙。再通過AutoCAD將圖紙?jiān)佼嫵鰜?，進(jìn)行必要的線型和尺寸標(biāo)注。
完成以上的工作之后，還要進(jìn)行注射模具的制造工藝設(shè)計(jì)，在完成所有的設(shè)計(jì)之后進(jìn)行設(shè)計(jì)說明書的撰寫。
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開 題 報(bào) 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)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(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日