三通接头的注塑模具设计

系：机械工程系

专业：材料成型及控制工程

学生姓名： XX 学号： XXXXXXXXXXX 指导教师： XXXXX

2010年3 月25 日

开题报告填写要求

1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。

2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。

3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。

4．统一用A4纸，并装订单独成册，随《毕业设计（论文）说明书》等资料装入文件袋中。

毕业设计（论文）开题报告

1．文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。

文献综述

1 塑料模具的意义

1.1塑料工业在国民经济中的地位

塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一。自从1927年聚氯乙烯塑料问世以来，随着现代高新科学技术的发展，越来越多具有优异性能的高分子材料不断涌现，从而促使塑料工业飞跃发展。

新型塑料品种的增加以及塑料的性能的不断提高，现在塑料制品已经开始取代了部分或全部金属材料。就全世界而言，塑料的消耗量已经超过了钢材，由此可见，塑料已经成为我们生产生活不可或缺的一部分，发挥着越来越主要的作用[1]。据有关专家的报告指出，我国塑料工业在“十一五”期间将有较大的发展，不断实施“以塑代钢”的方针，因此塑料已被广泛用于汽车、家用电器、电子及通讯、国防、机械、医疗器械、建筑以及人们日常生活等各个领域[2]。

1.2塑料模具在塑料工业中的重要性

塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状，通过一定的方式来成型塑料制品的工艺装备或工具，属于型腔模的范畴。一般情况下，塑件质量的优劣以及生产效率的高低，其模具的要素占了大概80%。然而模具的好坏又直接与模具的设计制造有很大的关系。随着社会的发展，我们对塑料产品的质量提出了更高的要求，产品更新换代的周期越来越短，因而对模具设计制造的标准自然而然更加严格了。可以说，模具技术，特别是设计与制造大型、精密、长寿命的模具技术，已经成为了衡量一个国家机械制造水平的重要标志[1]。

2 模具发展的状况

2.1国外模具的发展

随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已经成为动世界经济增长的重要因素。注塑模的历史不过三十余年，但发展速度很快。

美国塑料消耗量早已超过钢、铜、铝的总和[3]，美国和日本的塑料模具专业厂家已超过一万家，日本塑料模年产值1986年已达到一兆3千亿日元、美国达到60亿美元、德国达到50亿马克[4][5]。

目前，葡萄牙模具生产量位居世界第十位，其中，塑料模具的生产居世界第九位。而且葡萄牙模具制造多家企业联合起来共同发展。因为注射成型技术发展，日本注塑机产量达1.35万台以上，其中至少有9700台出口[6]。

注塑模CAD/CAE/CAM技术的发展为塑料模具设计注入了强大的活力。英国的J.R.Pearson、美国的J.F.Stevenson和K.K.Wang、加拿大的M.R.Kamal的一系列卓有成效的研究成果为注塑模分析软件奠定了基础[7]。现在注塑模CAD/CAE/CAM技术被广泛用于注塑模具设计的各个方面。在塑料成型模具的设计和制造中广泛采用CAD/CAE技术,使成型模具的技术水平提高显著,而在塑料成型模具的CAD中又引入CAE技术 ,将塑料成型模具技术的合理性、短期化提高到一个新的高水平[8]。CAE作为计算机在塑料模具行业中的一项新型应用技术，他的兴起预示着计算机技术在塑料模具的应用上将朝着集成化方向发展[9]。

2.2国内模具的发展

自2O世纪80年代起经过多年的发展,中国已进入模具生产大国之列，但还不是模具强国。现在国内可以生产单套重量达60吨的大型模具、型腔精度达0.5m的精密模具、一模7800腔的多腔模具及4 m／min以上挤出速度的高速模具[10]。

我国政府非常支持模具工业的发展，相关国家政策也向模具行业倾斜。目前国内模具生产企业共有 20000多家，从业人员150万人，年产值45亿元。国内模具生产水平低，模具的价格只有发达国家的1/5到1/3，这种相对比较低的价格成为国内模具进入国际市场并与国外模具竞争的主要优势。

2005年我国塑料模具近年来我国塑料模具业发展相当快，目前塑料模具在整个模具行业中约占30％左右。当前，国内塑料模具市场以注射模需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。我国国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，仅汽车行业将需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30％，塑料管的普及率将达到50％，这些都会大大增加对模具的需求量[11]。

当前,我国模具行业的发展具有下特征:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压铸模成比例增长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。

3 三通接头选材

塑料材料和其他材料相比有密度小、质量轻，比强度和比刚度高，化学稳定性好，减摩、耐磨性好，成型和着色性能好等许多优点。目前全世界公认的塑料品种有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料[1]。

现在常见的塑料管道一般为PE、PP、PVC、PET、EPS、ABS、PA管等，这里三通接头采用的材料为硬质聚氯乙烯（PVC—U）。

硬质聚氯乙烯具有较好的力学性能，电气性能优良，耐酸碱性极强，化学稳定性好，有优异的户外稳定性，以其制得的管什制品具有密度小、便于搬运、输水能力强、长期使用不结垢、安装方便、无须油漆、美观、生产技术成熟、产品规格配套齐全、施工简单、造价较低、维护量少、管理方便等优点。现在，国内生产的PVC—U管材的直径已达到800mm[12][13]。

4 三通接头塑料注射成型现状及发展趋势

三通管和三通接头因为其抽芯机构设、脱模机构较复杂，脱螺纹机构设计和制造麻烦等，有一批人专门对其进行了研究。文献[14]中南林学院工业学院的王江涛，胡泽豪，彭波等人的《塑料三通接头注射模的优化设计》讨论了一种常见的塑料三通接头注射模抽芯结构和脱螺纹结构的优化设计方案及其工作过程。简化了传统的复杂抽芯和脱螺纹结构，优化了制造过程并节约了材料。文献[15]广东轻工职业技术学院的吴茂昶在三通接头的设计中采用液压驱动螺纹脱模机构解决了内螺纹成型问题。文献[16]太原理工大学的高颜萌，池成忠，屈繁敏针对三通直管接头脱模需要较大径向尺寸的侧型芯的特点，改进了传统的斜导柱侧抽芯机构，巧妙利用导滑槽的作用．提高了侧型芯在较大距离抽芯时的稳定性。由以上材料我们可以知道三通管接头注射模设计，一方面是改进抽芯机构，使其结构紧凑，获取较大抽拔角度，满足较长的抽拔距离；一方面是改进脱螺纹机构，简化其过程，便于连续加工；还有就是尽量优化模具结构，便于模具的加工制造和产品质量的提高等。