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大連交通大學(xué)2013屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）調(diào)研報(bào)告
調(diào)研報(bào)告
課題來(lái)源及意義：本課題要求對(duì)外螺紋接頭注塑模具設(shè)計(jì)進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)零件進(jìn)行詳細(xì)的分析對(duì)哈呋機(jī)構(gòu)脫模裝置等進(jìn)行設(shè)計(jì)并確定零件的注塑工藝方案，如：凸模、凹模、凸模固定板、定模板、動(dòng)模板、托板、導(dǎo)柱、定位銷等。本設(shè)計(jì)是非常典型又特殊，主要特點(diǎn)是采用哈呋彎銷分型機(jī)構(gòu)其次對(duì)注射成型原理及結(jié)構(gòu)、工藝特性、常用注射模結(jié)構(gòu)與注射機(jī)、塑料制品（外螺紋接頭）在模具中的位置與澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、成型零件設(shè)計(jì)及分析、結(jié)構(gòu)零部件的計(jì)算校核、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)及排氣系統(tǒng)等方面的介紹理解運(yùn)用，全方面透徹理解。[1]通過(guò)該課題能夠讓學(xué)生掌握中等復(fù)雜程度零件注塑模具設(shè)計(jì)與制造的一般方法，對(duì)零件注塑工藝方案的制定、工藝計(jì)算及模具設(shè)計(jì)有了更深層次的認(rèn)識(shí)，并學(xué)會(huì)對(duì)模具設(shè)計(jì)資料的整合并結(jié)合制圖軟件繪制以及對(duì)已有資料的充分合理的使用，該實(shí)踐性課題是對(duì)學(xué)生理論學(xué)習(xí)水平的實(shí)踐和檢驗(yàn)，可對(duì)以后從事類似的工作有一定的指導(dǎo)性與實(shí)踐性意義。
國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r：
（1） 我國(guó)模具工業(yè)的產(chǎn)值在國(guó)際上排名位居第三位，僅次于日本和美國(guó)。國(guó)內(nèi)的模具生產(chǎn)廠已超過(guò)17000家，從業(yè)人員達(dá)50萬(wàn)。近年來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)一直以每年13％左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展我國(guó)模具行業(yè)在“十五”期間的增長(zhǎng)速度達(dá)到13％~15％。 近年來(lái)我國(guó)的模具技術(shù)有了很大的發(fā)展，在大型模具方面，已能生產(chǎn)大屏彩電注塑模具、大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具。機(jī)密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。
在成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成行模、高效多色注塑模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新業(yè)取得了較大進(jìn)展。氣體輔助注射成形技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具開(kāi)始推廣，有些單位還采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具?，F(xiàn)代模具發(fā)展趨勢(shì)：（1）粗加工向高速加工發(fā)展以高速銑削加工為代表，高速銑削加工主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)4000~10000r/min，快速進(jìn)給速度可達(dá)30~40m/min,與傳統(tǒng)銑削加工相比，工件溫升低，熱變形小，效率高，還可加工硬度達(dá)HRC60的模塊。 （2）成形表面的加工向精密發(fā)展（成形表面的精加工向數(shù)控、數(shù)顯方向發(fā)展，數(shù)控機(jī)床、電火花成形機(jī)床、慢走絲線切割機(jī)床等精加工廣泛運(yùn)用。） （3）光整加工向自動(dòng)化發(fā)展（目前模具的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主，不僅費(fèi)工費(fèi)力，而且表面質(zhì)量低。發(fā)達(dá)國(guó)家正在研制數(shù)控自動(dòng)化光整加工設(shè)備。）[3]
未來(lái)5～20年注塑模具生產(chǎn)技術(shù)的總體發(fā)展趨勢(shì)，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
提高大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的設(shè)計(jì)水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。
2.在塑料模設(shè)計(jì)制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過(guò)程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。
3.推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。
4.開(kāi)發(fā)新的成型工藝和快速經(jīng)濟(jì)模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。
5.提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高商品化程度、提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格品種。
6.應(yīng)用優(yōu)質(zhì)材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)對(duì)于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外用于注塑模具方面的先進(jìn)技術(shù)主要有以下幾種：
a.熱流道技術(shù) 它是通過(guò)加熱的辦法來(lái)保證流道和澆口的塑料保持熔融狀態(tài)。由于在流道附近或中心設(shè)有加熱棒和加熱圈，從注塑機(jī)噴出口到澆口的整個(gè)流道都處于高溫狀態(tài)，使流道中的塑料保持熔融，停機(jī)后一般不需要打開(kāi)流道取出凝料，再開(kāi)機(jī)時(shí)只需加熱流道到所需溫度即可。
b.氣體輔助注射成形技術(shù) 它是向模腔中注入經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的塑料熔體，在通過(guò)特殊的噴嘴向熔體中注入壓縮氣體，氣體在熔體內(nèi)沿阻力最小的方向前進(jìn)，推動(dòng)熔體充滿型腔并對(duì)熔體進(jìn)行保壓，當(dāng)氣體的壓力、注射時(shí)間合適的時(shí)候，則塑料會(huì)被壓力氣體壓在型腔壁上，形成一個(gè)中空、完整的塑件，待塑料熔體冷卻凝固后排去熔體內(nèi)的氣體，開(kāi)模退出制品。
c.共注射成形技術(shù) 它是使用兩個(gè)或者兩個(gè)以上注射系統(tǒng)的注塑機(jī)，將不同品種或者不同色澤的塑料同時(shí)或者先后注射進(jìn)入同一模具內(nèi)的成形方法。采用共注射成形方法生產(chǎn)塑料制品時(shí)，最重要的工藝參數(shù)是注射量、注射速度和模具溫度。
d.反應(yīng)注射成形技術(shù) 它是將兩種或者兩種以上既有化學(xué)反應(yīng)活性的液態(tài)塑料（單體）同時(shí)以一定壓力輸入到混合器內(nèi)進(jìn)行混合，在將均勻混合的液體迅速注入閉合的模具中，使其在型腔內(nèi)發(fā)生聚合反應(yīng)而固化，成為具有一定形狀和尺寸的塑料制品通常這種成形過(guò)程稱之為RIM。[2]
（2） 國(guó)外注塑模具制造行業(yè)的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡(luò)化。追求的目標(biāo)是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)到70%～80%，實(shí)現(xiàn)部分資源共享，大大縮短設(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 滿足用戶需求。模具企業(yè)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)了專業(yè)化，在模具企業(yè)的生產(chǎn)管理方面，也有越來(lái)越多的采用以設(shè)計(jì)為龍頭、按工藝流程安排加工的專業(yè)化生產(chǎn)方式，降低了對(duì)模具工人技術(shù)全面性的要求，強(qiáng)調(diào)專業(yè)化。?
國(guó)外注塑成型技術(shù)在也向多工位、高效率、自動(dòng)化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。因此，模具向高精度復(fù)雜、多功能的方向發(fā)展。例如：組合模、即鈑金和注塑一體注塑鉸鏈一體注塑、活動(dòng)周轉(zhuǎn)箱一體注塑；多色注塑等；向高效率、高自動(dòng)化和節(jié)約能源，降低成本的方向發(fā)展。例如：疊模的大量制造和應(yīng)用，水路設(shè)計(jì)的復(fù)雜化、裝夾的自動(dòng)化、取件全自動(dòng)化。
模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的重要基礎(chǔ)，世界上工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家無(wú)不把發(fā)展模具工業(yè)放在優(yōu)先地位。據(jù)國(guó)際生產(chǎn)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)工業(yè)品零件粗加工的70%、精加工的50%是由模具成型來(lái)完成的。在洗衣機(jī)、照相機(jī)、電視、電話、電腦等，以及儀器儀表、通信工具中，約有90%以上的零件需要用模具進(jìn)行生產(chǎn)。模具工業(yè)的設(shè)計(jì)水平、加工質(zhì)量、技術(shù)含量、模具材料等的狀況將直接影響著許多相關(guān)行業(yè)或產(chǎn)業(yè)的發(fā)展；影響著行業(yè)企業(yè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和更新?lián)Q代；影響著產(chǎn)品質(zhì)量和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益；影響著行業(yè)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與創(chuàng)新發(fā)展。因此，模具工業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)工業(yè)，具有重要地位?，F(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，新型塑料的產(chǎn)生和對(duì)塑料制件多樣化的要求，促進(jìn)了塑料成型技術(shù)的不斷發(fā)展與創(chuàng)新。注塑模具是成型塑料制件的工藝裝備或工具。根據(jù)塑料成型工藝方法的不同，通常將塑料模具分為注塑模具、壓縮模具、傳遞模具、擠出模具、中空吹塑模具等。合理的加工工藝、高效的設(shè)備、先進(jìn)的模具是實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代塑料制品生產(chǎn)必不可少的三大重要因素。尤其是塑料模具對(duì)實(shí)現(xiàn)塑料成型工藝要求、保證塑料制件質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本起著重要作用。我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展起步較晚，特別是塑料模具。20世紀(jì)80年代前，模具工業(yè)基礎(chǔ)差，技術(shù)設(shè)備落后，管理水平低。隨著我國(guó)改革開(kāi)放的不斷深入，經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，1989年國(guó)務(wù)院頒布了《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》，模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的首位，成為重點(diǎn)支持發(fā)展的產(chǎn)業(yè)；1997年以來(lái)，又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入《當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》，從而極大的促進(jìn)了我國(guó)模具工業(yè)的快速發(fā)展。模具產(chǎn)品不斷向著復(fù)雜、精密、高效、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展，模具工業(yè)逐漸成為技術(shù)密集，設(shè)備先進(jìn)，管理科學(xué)的行業(yè)。隨著現(xiàn)代制造技術(shù)的迅速發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中，模具已成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝裝備。特別是在塑料產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中，塑料模具的應(yīng)用極其廣泛，在各類模具中的地位也越來(lái)越突出，成為各類模具設(shè)計(jì)、制造與研究中最具有代表意義的模具之一。[3]
研究目標(biāo)：外螺紋接頭注塑模具
研究?jī)?nèi)容：通過(guò)對(duì)外螺紋接頭注塑模具的工藝分析，確定工作的重點(diǎn)主要集中在模具工作部分零件的設(shè)計(jì)（比如：凸模、凹模、凸凹模），各種固定板的設(shè)計(jì)和相關(guān)尺寸計(jì)算和校核以及哈夫機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（方便制品脫螺紋和外六角的考慮）。[6]
研究方法及手段：針對(duì)此次模具設(shè)計(jì)工作量大，工作難度大的特點(diǎn)，擬采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)AutoCAD、Proe等相關(guān)專業(yè)軟件來(lái)完成模具的設(shè)計(jì)；在百度文庫(kù)和校內(nèi)圖書(shū)館等收集相關(guān)文獻(xiàn)、期刊論文來(lái)加以輔助設(shè)計(jì)；針對(duì)自身方面的不足，將更多地向指導(dǎo)老師請(qǐng)教學(xué)習(xí)；當(dāng)然，在具體的設(shè)計(jì)中也要不斷地去實(shí)踐設(shè)計(jì)的模具的實(shí)用性與經(jīng)濟(jì)性，使設(shè)計(jì)更趨于精確化，規(guī)范化，系統(tǒng)化。??
進(jìn)度安排：
1. 外文翻譯
2. 調(diào)研報(bào)告
3. 塑件成型工藝分析（塑件特性及其工藝性）[7]
4. 分型面以及注射機(jī)的選擇[8]
5. 澆注系統(tǒng)的選擇[7]
6. 成型零件設(shè)計(jì)[7]
7. 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、彎銷側(cè)向分型機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)[1]
8. 三維圖繪制[9]
9. 二維圖的繪制[10]
實(shí)驗(yàn)方案的可行性：對(duì)于設(shè)計(jì)前后模具的關(guān)聯(lián)性，應(yīng)盡量使模具的結(jié)構(gòu)更緊密。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還要考慮到所設(shè)計(jì)零件的可加工性，盡可能多的選用標(biāo)準(zhǔn)零件，達(dá)到規(guī)范化設(shè)計(jì)的要求。設(shè)計(jì)中的脫模機(jī)構(gòu)，從方便制品脫螺紋和外六角考慮，采用哈夫機(jī)構(gòu)，以彎銷分型，使哈呋在抽芯后分型，而不需要其他脫模裝置。實(shí)際情況是型芯抽出后的脫模，制品常?！罢场痹谄渲幸贿叺墓簧?，要人為拔下，為此講型芯（2）增加了一個(gè)延長(zhǎng)段，使哈呋分離時(shí)，干擾制品附于哈呋上，又不至于在開(kāi)模后掛住制品。工作過(guò)程中，啟模開(kāi)始時(shí)，哈呋因處于彎銷直段部分，型芯定型段從制品中抽出，澆口套與主流道分離，當(dāng)彎銷拔動(dòng)哈呋與制品分離后，型芯延長(zhǎng)段也接著脫離制品，最后制品與料頭一同落下。[1]
已具備條件：前兩周通過(guò)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)，對(duì)模具的研究及設(shè)計(jì)有一個(gè)初步的了解和思路，本次對(duì)外螺紋接頭注塑模具的設(shè)計(jì)屬于注塑模具，和上次的堵頭注塑模有相似之處，方便了本次研究和設(shè)計(jì)，在圖書(shū)館找到有對(duì)哈呋機(jī)構(gòu)講解的圖書(shū)，同樣對(duì)于脫模機(jī)構(gòu)有一個(gè)簡(jiǎn)單了解，
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