开题报告+文献综述+毕业论文-U型管件结构及其模具设计.Doc

PAGE 1 本科毕业论文系列 开题报告 机械设计制造及其自动化 U型管件结构及其模具设计 一、选题的背景和意义 在现代化城市或者是工厂企业中，敷设有各种各样的管道，错综复杂，种类繁多，但是它们的共同目的都是将介质从A点送到B点，这类系统工程称为管道工程，随着新型材料的发展与应用水平的提高，管道工程中的塑料管材和管件的应用也得到了很快的发展。随着塑料管道系统的迅速发展以及管材连接的结构形式多样化发展,对连接管材之间的管件产品提出了更高的要求，尤其对于一些比较特殊的管件产品设计及管件注塑模具的设计研究工作显得就很迫切。 随着节能与环保意识的增强,各种新技术研究及应用也都围绕着这一话题。新能源的研究也很迅速，包括太阳能、风能、水能、地能等。作为太阳能最好，最广泛的接收器，大地中蕴藏了大量的能量。地源热泵是电力驱动的提取这种可再生的地下能量的系统。利用地下相对恒定的温度，地源热泵能高效地提供供暖、空调和生活热水。能源部（DOE）和环境保护处（EPA）均认为地源热泵系统是最节能环保的供热，制冷，提供热水的系统。在1993年的一个报告中，能源部（DOE）断定地热技术为降低能源消耗，减少环境污染提供了主要途径，同时它还舒适，可靠和节能。 塑料管道正在稳步发展，PE管、PP-R管、UPVC管都占有一席之地，其中PE管强劲的发展势头最为令人瞩目。PE管的使用领域广泛。其中给水管和燃气管是其两个最大的应用市场。PE化学中文名为，聚乙烯，PE材料由于其强度高、耐高温、抗腐蚀、无毒等特点，被广泛应用于给水管制造领域。因为它不会生锈，所以，是替代普通铁给水管的理想管材。 PE管件U型弯主要应用于地源热泵系统中，主要是为了在铺设管道过程中起到管道的折回铺设接头连接作用，呈U型结构。注塑产品形状结构的特殊性决定模具设计内孔抽芯过程中模芯须有一定角度的旋转,为简化模具结构,传统方法是在模芯与滑块连接处用简单的活络节，抽进芯过程动作机械，脱模阻力大，容易造成活络接抽芯芯子损坏、模具寿命短、产品质量不稳定、生产效率不高且产品内孔偏小。 本课题主要研究地源热泵系统中的管件产品,具体是以U型管件产品为例展开论述。通过对U型管件产品的造型设计，注塑工艺分析，给出合理的模具设计方案并且完成U型管件的模具设计，同时借助模流分析软件确定合理的参考注塑工艺，结合生产调试并确定合适的注塑工艺，从而保证产品达到设计意图。 为了确保塑料管件高效高质量的成型,必须要有设计合理、制造精良的模具，还需要有何该模具配套的先进的注射设备（注塑机）以及合理的加工工艺。因此人们常将，模具、注塑机以及工艺称之为注塑过程得以顺利进行的三个基本要素。 作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面的水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，并最终决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率很高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点。现代模具是技术、资金密集型的行业。它在汽车、拖拉机、飞机、家用电器、工业机械、动力机械、机床、兵器，仪器仪表、轻工、 日用五金等制造业中起着极为重要的作用。在美国，模具工业被认为是“美国工业的基石”；在日本，模具工业更是被推崇到“进入富裕社会的原动力”这样高的地位。 与其他机械行业相比，模具制造业主要有以下三个特点： 第一，模具不能像其他机械产品那样可作为基本定型的商品随时都可以在市场上买到。这是因为每副模具都是针对特定的塑料制品的规格而产生的，由于塑料制品的形状、尺寸各异，差距甚大，其模具结构也是大相径庭，所以模具制造不可能形成批量生产。换句话说，模具是单件生产的。因此，模具的设计、制造成本都较高。 第二，因为注塑模具是为产品中的塑料制品而订制的，作为产品，除质量、价格等因素之外，很重要的一点就是需要尽快地投放市场，所以对于为塑料制品而特殊订制的模具来说，其制造周期一定要短。 第三，模具制造是一项技术性很强的工作，其加工过程集中了机械制造中的诸多先进技术的部分精华与钳工技术的手工技巧，因此要求模具工人具有较高的文化技术水平，这种技术工人对模具单件生产方式组织均衡生产来说是非常重要的。 对于采用注塑成型加工方法生产塑料制品来说，合理的成型工艺既是三个基本要素中的加工工艺。所谓成型工艺，简单来说就是将压力、温度、时间（速度）三大要素组成最合理的搭配。在成型过程中，尤其是精密制品的成型，要想确立一组最佳的成型条件决非易事，因为影响成型条件的因素很多，除制品的形状、模具结构、注塑设备、原材料等之外，电压的波动、环境温度的变化对成型都有一定的影响。到目前为止，建立最佳的成型工艺尚无简便可靠的办法，大多需要操作者具有很丰富的实践经验与耐心，根