本科畢業(yè)論文(設計)開題報告
論 文 題 目： 變徑管接頭的注塑模具設計 學 院： 專 業(yè) 、班 級： 學 生 姓 名： 指導教師（職稱）：）
年 12 月 27 日填
畢業(yè)論文（設計）開題報告要求
開題報告既是規(guī)范本科生畢業(yè)論文工作的重要環(huán)節(jié)，又是完成高質(zhì)量畢業(yè)論文（設計）的有效保證。為了使這項工作規(guī)范化和制度化，特制定本要求。
一、選題依據(jù)
1. 論文（設計）題目及研究領域；
2. 論文（設計）工作的理論意義和應用價值；
3. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢。二、論文（設計）研究的內(nèi)容1.重點解決的問題；
2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）；
3. 本論文（設計）預期取得的成果。三、論文（設計）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）；
2. 論文（設計）進度計劃。四、文獻查閱及文獻綜述
學生應根據(jù)所在學院及指導教師的要求閱讀一定量的文獻資料，并在此基礎上通過分析、研究、綜合，形成文獻綜述。必要時應在調(diào)研、實驗或?qū)嵙暤幕A上遞交相關的報告。綜述或報告作為開題報告的一部分附在后面，要求思路清晰， 文理通順，較全面地反映出本課題的研究背景或前期工作基礎。
五、其他要求
1. 開題報告應在畢業(yè)論文（設計）工作開始后的前四周內(nèi)完成；
2. 開題報告必須經(jīng)學院教學指導委員會審查通過；
3. 開題報告不合格或沒有做開題報告的學生，須重做或補做合格后，方能繼續(xù)論文（設計）工作，否則不允許參加答辯；
4. 開題報告通過后，原則上不允許更換論文題目或指導教師；
5. 開題報告的內(nèi)容，要求打印并裝訂成冊（部分專業(yè)可根據(jù)需要手寫在統(tǒng)一紙張上，但封面需按統(tǒng)一格式打印）。
一、選題依據(jù)
1. 論文（設計）題目
變徑管接頭的注塑模具設計
2. 研究領域
機械制造和模具的設計
3. 論文（設計）工作的理論意義和應用價值
理論意義：模具是工業(yè)生產(chǎn)中的主要工藝裝備，模具工業(yè)是基礎工業(yè)。
采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)省能源和原材料等一系列優(yōu)點。它已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。因此，模具工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會的發(fā)展，將會起越來越大的作用。模具工業(yè)薄弱將嚴重影響工業(yè)產(chǎn)品造型的變化和新產(chǎn)品的開發(fā)。
應用價值：1）塑料具有質(zhì)量輕、比強度大、絕緣性好、成型生產(chǎn)率高和價格 低廉等優(yōu)點。塑料已成為金屬的良好代用材料，出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢。2）由于輕量化、低能耗的發(fā)展要求，零部件的材料構成發(fā)生明顯的以塑代鋼的變化。從國內(nèi)外塑料應用的情況看，塑料的用量已成為衡量生產(chǎn)技術水平的重要標志。3）注塑成型由于可以一次成型各種結構復雜、尺寸精密和帶有金屬嵌件的制品，并且成型周期短，可以一模多腔，大批生產(chǎn)時成本低廉，易于實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，因此在塑料加工行業(yè)中占有非常重要的地位。
4. 目前研究的概況和發(fā)展趨勢
模具工業(yè)作為衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標志，已經(jīng)獲得了越來越廣泛的發(fā)展與應用。當前，隨著市場競爭的加劇、人們需求的不斷提高，為了適應市場需要， 模具行業(yè)也需要不斷發(fā)展創(chuàng)新。從分析中可以看出，我國在注塑模具的研究方面取得了重要的進展，先進制造技術的采用與新材料的應用使我國的注塑模具朝著精密、高速、節(jié)能的方向發(fā)展， 具體發(fā)展方向表現(xiàn)在以下方面:
( 1) CAD/CAM/CAE 技術將廣泛應用于注塑模具設計
( 2) 熱流道模具在注塑模具中的比重將逐漸提高
( 3) 專用和優(yōu)質(zhì)模具材料將不斷推陳出新
( 4) 智能化、自動化研磨拋光將得到應用
( 5) 模具標準化程度將不斷提高
二、論文（設計）研究的內(nèi)容
1. 重點解決的問題
變徑接頭由于直徑并不固定，導致塑件往往在精度上達不到要求，再由于結構比較復雜容易導致排氣不通暢塑件表面產(chǎn)生劃痕，氣孔的現(xiàn)象。由于本題目的塑件壁相對較薄，在開模的過程中，如何保證塑件會留在動模上。為了使塑件脫模時留在動模上，需要加一個側(cè)型芯，開模過程中側(cè)型芯如何與塑件分離以及各種參數(shù)的選擇也是一個很重要的問題。
2. 擬開展研究的幾個主要方面（論文寫作大綱或設計思路）
設計題目是變徑接頭的模具設計，該產(chǎn)品主要用于本來不能互相配合的金屬管道的連接，比如自來水管道的連接，座便器里水管的連接等等。具體內(nèi)容包括：
（1） 注射機的選擇
（2） 分型面的設計
（3） 側(cè)向抽芯的設計
（4） 型芯的設計
（5） 澆注系統(tǒng)
（6） 冷卻水道的設計
（7） 脫模結構
3. 本論文（設計）預期取得的成果
在初步準確完成所需要設計的項目并完善工程圖的情況下，使所設計的變徑管接頭能夠滿足滿足人的使用需求和功能需求，并使最終產(chǎn)品能夠得到社會廣泛認可，能夠投入市場進行批量生產(chǎn)。
三、論文（設計）工作安排
1. 擬采用的主要研究方法（技術路線或設計參數(shù)）；
搜集文獻，查閱相關設計手冊和書籍，進行市場調(diào)研并參照現(xiàn)有研究成果，在老師指導下開展設計研究工作，利用計算機輔助設計，力學計算，三維軟件等進行仿真模擬。
2. 論文（設計）進度計劃
第 1-4 周：選定畢業(yè)設計題目，明確畢業(yè)設計主要任務和內(nèi)容，查閱相關資料， 并完成畢業(yè)設計開題報告。
第 5-6 周：擬定自來水管道變徑接頭塑料模具總體結構設計方案。
第 6-8 周：外文資料翻譯傳動機構設計，完成自來水管道變徑接頭機構的設計和計算，繪制部分裝配圖。
第 9-10 周：用三維軟件做出整體的效果圖。
第 11-12 周：完成其它輔助機構設計，完成零件圖的設計。
第 13-15 周：總體機械結構設計，繪制總裝配圖。
第 16 周：參加答辯。
四、需要閱讀的參考文獻
[1] 馮剛，張朝閣，江平.我國注塑模具關鍵技術的研究與應用進展[J].塑料工業(yè)，
2014.4:16~19
[2] 唐仁奎，許艷英. 注塑模具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[D]重慶科創(chuàng)職業(yè)學院，2010.6
[3] 馮剛，張朝閣，齊繼寶等. 三種不同類型注塑模具的特點與發(fā)展現(xiàn)狀[J].工程塑料應用.2013.7.41（7）
[4] 李金剛,韓紅青,黃能會.注塑模具澆口設計簡要分析[J].塑料科技,2010.(02).
[5] 王昌，胡修鑫. 注塑模具的先進制造技術綜述[D].內(nèi)蒙古科技大學機械工程學院. 2012.14.042
[6] 冀冠一.快速熱循環(huán)注塑模具及工藝關鍵技術研究. [J].工業(yè)技術.2016.12.43
[7] 呂戰(zhàn)鵬，黃德倫，趙國珍等.富氣反應器 F316 不銹鋼變徑管接頭腐蝕破裂原因分析[J]材料研究所. 2000,21(2)
[8] 史建國，徐剛.淺談精密塑件型腔與型芯的設計[D]濟南職工科技大學，2005
[9] 聞邦椿，吳宗澤.機械設計手冊(第五版)[M].機械工業(yè)出版社.2015.
[10] 耿靜.注塑模具CAD 冷卻系統(tǒng)的研究[D]山東大學.2008
[11] 何政軍.基于實例的注塑模具 CAD/CAE/CAM 技術研究與應用[D]華北電力大學.2014
[12] 趙軍.注塑模具結構分析和優(yōu)化方法研究[D]上海交通大學.2011
[13] 于影霞，何柏林，李力.國內(nèi)外模具材料的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢熱加工工藝.2009, 38(2)
[14] 中國聚合物網(wǎng).中國塑料模具行業(yè)發(fā)展矛盾與障礙. [J].橡塑技術與裝備.2016.11.42(20)
[15] 中國模具工業(yè)協(xié)會.模具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃[J]. 模具工業(yè).2011,37(1)
[16] 許樹勤，王文平.模具設計與制造[M].北京大學出版社.2010.
[17] 趙晶.大型注塑模具設計及應用技術研究. [J]. 黑龍江科學.2016.12(7)
[18] Mouna Zaidani, Mohammad A Omar, S Kumar. Coupling of injection molding process to mechanical properties of short fiber composites: A through process modeling approach. [J] Journal of Reinforced Plastics and Composites.2015,1
[19] Wu-Lin Chen,Chin-Yin Huang,Ching-Ya Huang.Finding efficient frontier of process parameters for plastic injection molding. [J] Journal of Industrial Engineering International.2015，1
[20] N. Nayebpashaee,M. Soltanieh,Sh. Kheirandish .A Study on Formation and Growth Mechanism of Nitride Layers During Plasma Nitriding Process of Plastic Injection Mold Steel[J]. Materials and Manufacturing Processes.2016，9
附：文獻綜述或報告1 引言
塑料作為 20 世紀的一種新興材料，其使用范圍已經(jīng)深 入到社會生活與生產(chǎn)的方方面面，成為繼金屬、木材、硅酸鹽之后的現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要原材料[3]。
注塑模具是通過特定形狀復制成型塑料制品的一種工藝裝備，它使塑料成型制品的大批量生產(chǎn)成為現(xiàn)實，注塑模具作為注射成型的一種重要設備，其設計水平、技術含量的高低對塑料制品的性能有著重要的意義。同時，注塑模具在塑料制品的推廣與使用方面占有核心的地位，因此，注塑模具也有“工業(yè)之母”之稱。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，新型材料的不斷出現(xiàn)，以及人們節(jié)能環(huán)保意識的加強， 對注塑模具的要求也不斷多樣化。在此基礎上，產(chǎn)生了各種新興的注射成型技術
[6]。
2 注塑成型過程簡介
注塑成型是將顆?；蚍勰畹乃芰霞舆M注塑機料筒，塑料在熱和機械剪切力作用下塑化城具有良好流動性的塑料溶體，然后在柱塞或螺桿的推動下通過注塑機噴嘴注入溫度較低的模具型腔內(nèi)，經(jīng)過保壓，冷卻固化成與模具型腔形狀一致的塑料成品，然后打開模具取出制品，再閉合型腔，在操作上完成一個注塑周期
[12]。
3 薄壁注塑模具特點
薄壁注塑模具設計需滿足以下特點：
（1）模具結構
為承受成型時的高壓，薄壁注塑模具的剛度、強度要求較高。可以通過增加模具，嗎的動定模板及其支撐板厚度，設置更多支撐柱來提高模具剛度；另外可采用更高強度、耐磨損、耐沖蝕等的模具鋼；模具內(nèi)應盡可能要多設置內(nèi)縮緊定定位機構，保證模具的定位和支撐，防止模具型芯型腔等零件的偏移和導柱的彎曲等[12]。
（2） 澆注系統(tǒng)
薄壁塑件在注塑過程中，冷卻速度較快，因此要使用大澆口，且澆口尺寸要大于壁厚。另外為降低塑料溶體冷卻速度，可以采用熱流道技術[12]。
（3） 冷卻系統(tǒng)
如果冷卻不均，薄壁塑件在生產(chǎn)中，很容易產(chǎn)生短射，翹曲等現(xiàn)象，而且薄壁件無法承受較大的殘余應力。因此必須增強模具的冷卻，確保模腔溫度均勻， 從而控制塑件的尺寸穩(wěn)定性。加入高傳導率的金屬鑲塊，可以提高溫度傳導速度
[12]。
（4） 排氣系統(tǒng)
薄壁注塑由于注射速度快，填充時間短，且模腔間隙小，模具的排氣非常重要。除通過頂桿、分型面、導柱等處派出外，在溶體流動前沿，流道末端都應有較好的排氣設施，最好采用真空抽射[12]。
（5） 脫膜結構
薄壁塑件比較薄，容易損壞，且由于厚度方向收縮較小，很容易由于模具變形而產(chǎn)生較大的脫模力，因此，應盡量設計較大拔模斜度，頂桿應多而均，尺寸可更大。另外可使用脫模劑[12]。
4 注塑模具的先進制造技術
先進制造技術 AMT( Advanced Manufacturing Technology) 是集機械、電子、信息、網(wǎng)絡、材料、能源和管理等先進技術而發(fā)展起來的高新技術，它是發(fā)展國民經(jīng)濟的重要基礎之一[5]。許多歐美工業(yè)發(fā)達國家將模具比作“金鑰匙”、“效益放大器”、“進入富裕社會的原動力”、“印鈔機”等，可見其對模具行業(yè)的重視。注塑模具在 整個塑料模具的總量中占 50% 以上，從目前的發(fā)展趨勢可以看出，在未來模具市場中，注塑模具的發(fā)展將遠高于其他模具[1]。。新技術的應用對注塑模具的發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響，同時，注塑模具的發(fā)展也對制造技術不斷提出了新的要求[9]。
先進制造技術主要有以下四種：
（1） 高速切削技術
（2） 快速成型技術
（3） 微注射成型技術
（4） 熱流道技術[5]
5 國外注塑模具的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢
在西方先進工業(yè)國，注射模 CAD/CAE/CAM 技術的應用已非常普遍[2]。當前代表國際先進水平的注射模 CAD/CAE/CAM 的工程應用具體體現(xiàn)在如下四個方面：
（1） 基于網(wǎng)絡的模具 CAD/CAE/CAM 集成化系統(tǒng)已開始使用。系 統(tǒng)的每一個功能既可以獨立運行，又可通過數(shù)據(jù)接口作集成分析[2]。
（2） 微機軟件在模具行業(yè)中發(fā)揮著越來越重要的作用。在 90 年代后期，基 于
Windows 操作系統(tǒng)的新一代微機軟件，如 UG、PRO/E、CATTIA 等嶄露頭角[2]。
（3） 模具 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)的高智能化程度正在逐步 提高。軟件的智能化功能現(xiàn)已成為衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志[2]。
（4） 三維設計與三維分析的應用和結合是當前注射模技術發(fā)展的 必然趨勢。在注射模結構設計中，傳統(tǒng)的方法是采用二維設計，在國外已有越來越多的公司采用基于實體模型的三維模具結構設計[2]。
6 我國存在的主要問題
現(xiàn)代工業(yè)對注塑件的要求不僅要求精度高，還需有極佳的內(nèi)在質(zhì)量，為適應這種要求，必須開發(fā)利用注塑模具新技術，目前在南方沿海地區(qū)正在逐步推廣利用從國外引進的注塑模具新技術，對提高注塑件質(zhì)量起了很大的作用。在這幾十年來，國內(nèi)塑料模具行業(yè)迅猛發(fā)展，對人才的渴求和要求也越來越高。但國內(nèi)還是沒法解決這棘手問題，成了中國模具行業(yè)發(fā)展的主要障礙[14]。
安全問題是最普遍也是最重要的問題，在注塑成型技術、注塑模 CAE 技術， 或是其他各種應用技術的操作過程中，安全隱患還是隨處可見的。安全管理作為一切應用技術的前提，是大型注塑模具應用技術發(fā)展的必然趨勢[17]。
存在的主要問題大致有如下方面: (1)研發(fā)及自主創(chuàng)新能力薄弱；
(2)企業(yè)管理水平落后于技術的進步； (3)數(shù)字化、信息化水平還較低；
(4)標準和標準件生產(chǎn)供應滯后于模具生產(chǎn)的發(fā)展； (5)人才與發(fā)展不相適應；
(6)以模具為核心的產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)協(xié)同發(fā)展不夠, 尤以模具材料發(fā)展滯后最為明顯[2]。
7 結語
盡管我國已經(jīng)成為制造大國，但距離制造強國還有一定的差距。我們必須加強研發(fā)及自主創(chuàng)新能力，加大人才培養(yǎng)，著力發(fā)展高新技術，加強信息化水平， 積極響應.模具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃的號召。使我國模具行業(yè)邁入世界先進行列。