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開題報告
_________系 __專業(yè)
設(shè)計（論文）題目 ___微型電視機(jī)后蓋注塑模具設(shè)計
學(xué)生姓名 __ 學(xué)號 _______
報告提交日期 ______________________
設(shè)計地點 ____ _____
指導(dǎo)教師 _____________________
年 月 日
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
1.文獻(xiàn)綜述
1.1選題背景
目前，電視機(jī)等電器已經(jīng)成為人們生活中不可缺少的一部分。本課題以實際產(chǎn)品電視機(jī)殼體為研究本體，通過應(yīng)用消費者的習(xí)慣與學(xué)好結(jié)合UG 、PRO/E、AUTOCAD等軟件，研發(fā)一款微型電視機(jī)殼體，，本課題主要講述微型電視機(jī)后蓋的設(shè)計建模并設(shè)計一套能夠生產(chǎn)所給塑件的塑料模具。液晶顯示器作為近幾年才突然新興起的新產(chǎn)品，已經(jīng)全面取代笨重的CRT顯示器成為主流的顯示設(shè)備。21世紀(jì)大部分消費者都追求完美，輕便的電器和消費品等，，設(shè)計一款新型微小的電視機(jī)是必然的需求.必須拋棄上世紀(jì)電視機(jī)的設(shè)計舊思想，開拓創(chuàng)新的思維結(jié)合現(xiàn)代消費的觀念與方向。等等一系列，此款電視機(jī)性能和防電、防雷，防著火、防摔耐用等等.都有了很大的提升，當(dāng)然，我們以輕便為重點深入研究，都要求微形電視機(jī)后蓋在材料的選擇，生產(chǎn)方法及成型工藝上精益求精。塑料外殼的制造都是通過模具完成，目前最普遍使用的是注塑成型。最后對設(shè)計好的注塑模具的成型零件的成型工藝進(jìn)行研究，并設(shè)計重要零件的工程圖。通過這一系列的工作，復(fù)習(xí)、總結(jié)課本上所學(xué)的知識，并學(xué)會利用課外相關(guān)的書籍，理論聯(lián)系實際，讓學(xué)生熟練掌握注塑模具相關(guān)的知識，培養(yǎng)學(xué)生獨立進(jìn)行設(shè)計、繪圖，編制工藝的能力，從而讓學(xué)生能夠更加接近實際工作內(nèi)容
此液晶微形電視機(jī)后蓋屬于顯示器的重要保護(hù)部分，所使用的材料為ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）。ABS無味，無毒呈微黃色，成形的塑件有較好的光澤。密度為1.02～1.05g/cm3，屬于熱塑性材料，具有良好的表面硬度及耐化學(xué)腐蝕性，成型性能好（收縮率為0.4%～0.6%），流動性中等，流動性隨著溫度的升高而增大，適合注塑成型。
生產(chǎn)此外殼使用的注塑成型工藝技術(shù)具有以下優(yōu)點：
1. 注射成型又稱為注射模塑或注塑成型，是熱塑性塑料制品成型的一種重要方法。除極少數(shù)幾種熱塑性外，幾乎所有熱塑性塑料均可用此法成型塑件。注塑成型可成型各種形狀、滿足眾多要求的塑件。
2. 注塑成型的生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)率高，采用注塑成型可以生產(chǎn)形狀復(fù)雜，尺寸要求高及帶有各種嵌件的塑件，這是其他塑料成型方法都難以達(dá)到的；其次，注塑成型在生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動化，如注射、脫模、切除澆口等操作過程都可實現(xiàn)自動化，因而注塑成型得到了廣泛的應(yīng)用。
3. 液晶微形電視機(jī)后蓋材料是ABS塑料。塑料ABS也可以說是聚苯乙烯的改性，比HIPS有較高的抗沖擊強(qiáng)度和更好的機(jī)械強(qiáng)度，是一種加工性能優(yōu)良的熱塑性塑料，可用通用的加工方法加工。綜合考慮，選用注塑成型工藝制造產(chǎn)品。
1.2課題意義
本次設(shè)計主要內(nèi)容為微型電視機(jī)后蓋的注射工藝分析及塑料注射模具設(shè)計。利用模具及注塑裝置注射成型所需制品，獲得理想的塑件。塑料模具是成型塑料制件的重要工藝途徑。通過塑料模具設(shè)計能實現(xiàn)塑件的精度尺寸、物理性能、力學(xué)性能等方面的要求。根據(jù)塑料成型工藝方法的不同，塑料模具可分為注射模具,壓縮模具，傳遞模具，擠出模具，中空吹塑模具，熱成型模具等。
生產(chǎn)符合制造工藝的塑件需要合理的加工工藝，高效的設(shè)備和先進(jìn)的模具這三大重要因素。因為塑料模具對實現(xiàn)塑料成型工藝要求，保證塑料制件質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本起著重要的作用，所以一副質(zhì)量優(yōu)良的塑料模具可成型幾十萬次，甚至上百萬次，在模具設(shè)計、選材、制造和使用維護(hù)中起至關(guān)重要的作用。
1.3注塑成型工藝國內(nèi)外現(xiàn)狀
模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,因其較高的生產(chǎn)率、較高的材料利用率、較好的質(zhì)量和較好的工藝適應(yīng)性被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。我國模具行業(yè)近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前模具生產(chǎn)廠點共有2 萬多家，從業(yè)人員約50 萬人，全年模具產(chǎn)值約360 億元，出口約2 億美元，進(jìn)口約10 億美元。當(dāng)前，我國模具行業(yè)的發(fā)展具有下特征：發(fā)展大型、精密、復(fù)雜、長壽命的中高檔模具的速度普遍快于行業(yè)總體發(fā)展水平；塑料模和壓鑄模成比例增長；專業(yè)模具廠家數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加較快；外商投資企業(yè)及私營企業(yè)發(fā)展迅速等。發(fā)展到目前為止，已僅次于日本、美國而位列世界第三，但是總量供不應(yīng)求，難以滿足國內(nèi)需要，總體說來，我們的塑料模具制造水平與世界先進(jìn)水平的差距還是很大的[1]。
1.4我國注塑模具工業(yè)概況：
1） 注塑成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在29～34 英寸電視機(jī)外殼以及一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C2MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用戶提供氣輔成型設(shè)備及技術(shù)?，F(xiàn)在，熱流道模具已逐漸開始推廣，有的廠采用率達(dá)20 %以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，以及具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10 % ，與國外的50 %～80 %相比，差距較大 [2]。
2） 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，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。如天津津榮天和機(jī)電有限公司和煙臺北極星Ⅰ.K模具有限公司制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達(dá)到了國外同類產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。
3） 我在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價格低等特點。
2. 設(shè)計內(nèi)容
2.1制件分析、
1）UG三維造型，畫出液晶微形電視機(jī)后蓋三維立體圖。利用UG測量功能測出零件體積，計算出其質(zhì)量，選擇注塑機(jī)。分析尺寸精度和表面質(zhì)量
（1）微型電視機(jī)后蓋內(nèi)部
（1） 微形電視機(jī)后蓋外部
2）零件結(jié)構(gòu)分析
此外殼尺寸180mm*160mm，中間挖空長方形尺寸114mm*90mm， V（制件）=38502.00 mm3。制件薄，主體厚度2.8mm，內(nèi)表面各有3組柱子孔位，每組四個不同高度的凸臺。外表面光滑且沒有任何缺陷，設(shè)計模具時應(yīng)重點考慮。結(jié)合以上特點，生產(chǎn)該零件的模具應(yīng)采用一模一腔。該微形電視機(jī)后蓋形狀對稱，壁厚不均。如圖（1）（2）。在內(nèi)表面上，四周對稱分布有高6mm圓柱孔，外圓4mm內(nèi)圓2mm。圖（3）。
圖（3） 圖（4）
1) 零件成型材料（ABS）分析
①. ABS的吸濕性較強(qiáng)，含水量高的原料制得的塑件光澤度不強(qiáng)，內(nèi)在質(zhì)量也不好，因此應(yīng)進(jìn)行干燥處理，使含水量不大于0.3%。
②. ABS熔體有較明顯的非牛頓性，提高成型壓力可以使熔體粘度明顯減小， 粘度隨溫度升高也會明顯下降。
③. ABS具有較小的成型收縮率，收縮率變化的范圍為0.3%~0.8%，因此塑件精度較高
④. ABS的成型加工性能良好，對注塑機(jī)并無特殊要求，通用的螺桿式和柱塞式注塑機(jī)均可使用，但多用螺桿式注塑機(jī)，產(chǎn)品質(zhì)量較好。
⑤. ABS熔料的粘度中等，比PC、PVC好，但比PS要差，以采用直通式噴嘴較好。
⑥. ABS模具的主流道以圓錐形為好，主流道應(yīng)以短為宜，一般為50mm左右，最長也不要超過100mm。
⑦. ABS的頂出機(jī)構(gòu)的頂出力不宜過大，否則塑件表面易產(chǎn)生白化現(xiàn)象。雖然ABS的成型收縮率較小，但它易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，因此塑件一般要進(jìn)行熱處理，可將塑件置于70℃的熱空氣中處理2~4h。
2) 設(shè)計模具
①. 考慮零件的形狀、外觀、精度等，選擇分型面在零件外形最大輪廓處。
②. 根據(jù)零件結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)性考慮，確定型腔數(shù)量，采用一模一件。
③. 設(shè)計模具的澆注系統(tǒng)，盡可能保證高溫塑料平穩(wěn)的進(jìn)入型腔，使之充滿型腔各個角落。
④. 設(shè)計成型零件，根據(jù)成型材料的特性和零件結(jié)構(gòu)特征及使用要求，選擇脫模方式及脫模斜度，設(shè)計排氣系統(tǒng)、模架等，確定型腔型芯的整體結(jié)構(gòu)。
⑤. 設(shè)計和選擇其他零部件：導(dǎo)柱、導(dǎo)套、緊固螺釘、銷釘、密封圈等。
⑥. 完成模具裝配圖及零件圖，提出相關(guān)的技術(shù)要求。
⑦. 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文。
本次設(shè)計要求綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技術(shù)和專業(yè)知識，獨立完成一套微型電視機(jī)后蓋零部件注射工藝的分析及模具的設(shè)計工作，并形成設(shè)計文件。畢業(yè)設(shè)計任務(wù)應(yīng)目標(biāo)明確，重點突出，具體工作內(nèi)容及要求如下：
根據(jù)零件樣本進(jìn)行自由曲面建模，通過觀察發(fā)現(xiàn)在完成該零件三維圖的過程，其內(nèi)表面不算復(fù)雜，比較易建模。零件的尺寸厚度小投影面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜有較多的小孔需成型。在設(shè)計澆注系統(tǒng)及脫模機(jī)構(gòu)有很大的難度，加工難度大不易脫模。對注塑工藝及注塑機(jī)精度要求高。這些技術(shù)難點具體包括：
1) 微形電視機(jī)后蓋結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，零件進(jìn)行建模時曲面難以構(gòu)造。
2) 該外殼零件薄厚不統(tǒng)一，尺寸在2~3mm左右。且分布有較多的通孔，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，難度大。
3) 該外殼零件有較多的通孔與盲孔，對型芯產(chǎn)生較大的包緊力。鑲針頂出設(shè)計困難。
4) 零件為微形電視機(jī)后蓋，表面光滑不允許出現(xiàn)脫模痕跡，壁厚小。脫模難，容易產(chǎn)生白熱化，氣紋、水紋等問題。
2.3技術(shù)難點解決方案
根據(jù)以上的技術(shù)難點，擬定的解決方法如下所示：
1) 針對微形電視機(jī)后蓋的實物仔細(xì)觀察，考慮在建模時先從大平面結(jié)構(gòu)開始構(gòu)造，再向兩邊造型。進(jìn)而構(gòu)造圓柱四周。新建多個基準(zhǔn)面繪圖，獲得零件外輪廓。
2) 根據(jù)零件的設(shè)計要求，零件表面需光滑沒有成型痕跡，兼顧經(jīng)濟(jì)性的要求。分流道斷面結(jié)構(gòu)設(shè)計為圓形橫截面，效率最高，即具有最小的壓力降和熱損失。將澆口設(shè)計在背部，采用側(cè)澆口進(jìn)澆，側(cè)澆口截面比較小，產(chǎn)品表面質(zhì)量好。
3) 對成型孔以及脫模問題，在設(shè)計脫模機(jī)構(gòu)時，選用多根頂桿脫模。重點在通孔及肓孔附近設(shè)計頂桿，保證脫模的完成。
2.4注射工藝條件
ABS的主要注塑成型條件
①. 料筒溫度。ABS屬無定形塑料，無明顯熔點，熔融流動溫度不太高，160℃以上即有充分的流動性，但溫度過高并不會使流動性增加。ABS的品種較多，不同品種的料筒溫度有所不同，通用ABS的料筒溫度為180~230℃;耐熱ABS為190~240℃；阻燃ABS為170~220℃。噴嘴溫度較料筒溫度前部溫度低20~30℃ 。
②. 模具溫度。模溫的高低對塑件質(zhì)量影響甚大，在成型加工時應(yīng)將模溫控制在允許的范圍內(nèi)，一般模溫控制在50-70℃。
③. 注射壓力。注射壓力的大小主要取決于塑件的結(jié)構(gòu)及壁厚。通常，通用ABS的注射壓力為50-70MPa;耐熱ABS的注射壓力為60~85MPa;阻燃ABS的注射壓力為60-100MPa。如充模時的流動阻力大，則選用較高的注射壓力；反之，選用較低的注射壓力。
2.5預(yù)期結(jié)果
1) 熟悉注塑模具設(shè)計的流程，掌握注塑模具設(shè)計的基本原理和設(shè)計方法，分析成型零件的合理性；
2) 使用UG軟件完成微形電視機(jī)后蓋的三維模型的建模，完成三維圖。
3) 合理分析ABS塑料成型工藝，進(jìn)行顯示器外殼的注塑模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且應(yīng)用AutoCAD畫出二維的裝配圖與成型零件圖。
4) 了解國內(nèi)外顯示器外殼注塑模具行業(yè)現(xiàn)狀，閱讀注塑模最新研究資料并翻譯一篇英文資料。
5) 結(jié)合顯示器外殼注塑模具設(shè)計的設(shè)計過程，完成一篇畢業(yè)論文。
3.進(jìn)度安排
起 迄 日 期
工 作 內(nèi) 容
備 注
2014.02.28~2014.03.15
完成開題報告
2014.03.16~2014.04.22
完成塑件產(chǎn)品的工藝分析及模具結(jié)構(gòu)方案的確定以及二維圖及三維圖的繪制
2014.04.23~2014.05.5
對所確定的工藝進(jìn)行分析，檢查是否合理
2014.05.6~2014.05.13
畫出模具裝配圖草圖
2014.05.14~2014.05.31
完成模具裝配圖及零件圖
2014.06.1~2014.06.10
撰寫畢業(yè)設(shè)計論文
2014.06.11~2014.06.15
準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯
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指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見和對畢業(yè)設(shè)計（論文）結(jié)果的
預(yù)測）：
指導(dǎo)教師___________
年 月 日
系意見：
分管領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
說明：開題報告作為畢業(yè)設(shè)計（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，
此報告應(yīng)在導(dǎo)師指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，經(jīng)導(dǎo)師簽署意見及系審查后生效。