1. 研究目的与意义（文献综述）

本次毕业设计的内容是“90°弯头注塑成型工艺分析与模具设计”，本次毕业设计的目的意义有以下几点：

（1） 了解塑料工艺特性与成型机理，掌握塑料弯头的相关工艺性，查找相关标准进行标准设计，使设计出来的产品符合实用性，能够满足相关要求。

（2） 在塑料设计方面，在掌握正确分析塑件工艺性的基础上，根据塑料成型的特点进行90°弯头的三维设计，并利用相关软件对模具结构进行建模。例如：UG，CAD。

（3） 在模具设计方面，要求学生掌握各种成型模具的结构特点及设计的计算方法，全面的掌握塑料的特性和成型的工艺性能、成型特点、模具零件的加工工艺性，标准件的选用等基础上，进行三维/二维模具设计。

（4）熟练注塑模的设计，在设计过程中遇到的问题能够通过查阅相关资料得到解决，综合所学课程，学以致用。

模具工业在世界各国经济发展中具有重要的地位，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。它是现代工业，特别是汽车、摩托车、航空、仪表、仪器、医疗器械、电子通信、兵器、家用电器、五金工具、日用品等工业必不可少的工艺装备。塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及人类日常生活相关的各个领域中得到了广泛应用。塑料制品成型的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成型，在世界塑料模具市场中塑料成型模具产量约半数是注塑模具。

注塑模的设计制造和加工精度均比其他塑料模具高、难度大，其设计以制造水平代表塑料模具的最高水平。

近年来，我国塑料模具水平已有较大提高，已能生产重达50t以上的注塑模；精密塑料模的精度已达到3μm，并已能生产精度为0.5μm的小模数齿轮模具及高光学要求的车灯模具等；多腔塑料模已能生产7800腔的塑封模；挤出模已能生产4m/min以上挤出速度的塑料异型材高速挤出模及主型材双腔共挤、双色共挤、硬软共挤、后共挤、再生料共挤和低发泡钢塑共挤等各种模具。在生产手段上，模具企业设备数控化已有较大程度提高，ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技术的应用面甚为扩大，高速加工及ＲＰ／ＲＴ等先进技术的采用已越来越多。模具标准件使用覆盖率及模具商品化率都已有较大幅度的提高，热流道模具的比例也有较大提高。三资企业的蓬勃发展进一步促进了模具设计制造水平和企业管理水平的提高。

整体上来看我国塑料模具无论是在数量上，还是质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。

国内外注塑模部分性能指标对比如下表。

所以，我国必须高度重视起塑料模具，尤其是注塑模具的发展。

塑料模具发展趋势：（1）发展模具新结构、新材料和新工艺 重点开发精密、复杂、大型、微型、高效、长寿民模具，以满足塑料制品的精密化、微型化和大型化的要求；发展多腔、多层、多工位模具及多功能模具、组合模具。

随着注射机注射速度与压力的提高，以及增强塑料的广泛应用和添加剂的不断增多，模具寿命已成为一个突出的问题，必须从模具材料及表面处理技术入手发展长寿命模具。

为了提高模具制造精度缩短制造周期，在模具型腔加工中广泛应用高精度、高效率、自动化机床，如仿形、数控、电加工机床和三坐标测量仪等精密测量设备。此外，对精密铸造、冷挤压、超塑成形、电铸等型腔加工工艺应大力研究和推广应用，还应发展光能、声能和超声波等加工方法，如快速制造技术等，为现代模具制造提供新的工艺方法和加工途径。

（2）加强电子计算机在模具设计制造中的应用 塑料流变学、几何造型技术、数控加工以及计算机技术突飞猛进，为塑料模具CAD/CAE/CAM系统的开发创造了条件。目前，国内外已陆续推出一些相应的软件系统并已在生产中获得应用，其内容设计注射产品造型、模具设计、绘图到数控加工数据的生成，并预测成型工艺及模具结构等相关参数的正确性。例如，采用熔体流动模拟软件考查塑料熔体在模具型腔内的流动过程，以此改进流道系统的设计，提高一次试模的成功率；采用应力分析软件预测塑件出模后的变形或翘曲程度。

模具CAD/CAE/CAM/PDM正向集成化、3D化、智能化、网络化和信息化方向发展。

模具软件功能集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到最佳效益的目的。

传统的2D模具结构设计已越来越不适应现代化和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的3D化、无纸化，要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的3D数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工，成型过程模拟及信息的管理与共享。基于知识、面向制造的只能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。

随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络化技术发展使得虚拟设计、敏捷制造技术在模具行业应用既有必要，也有可能。

随着信息化时代的来临，产品更新的速度将越来越快，同时产品订单、客户输入信息的维护必须通过网络信息化实现，模具设计数据将以产品的项目文件夹的形式进行管理，产品图形及技术资料通过系统进行审批流程，快捷高速的信息化时代将带领模具进入新时代。

（3）加速模具零部件标准化和专业化 模具标准件是模具的重要组成部分，是模具制造的基础，它对缩短模具的制造周期，降低模具生产成本，提高模具质量都具有十分重要的技术经济意义。模具标准件的专业化生产和商品化供应，极大的促进了模具工业的发展。据国外资料介绍，广泛应用标准件可缩短设计制造周期达25%-40%；可节约社会工时，减少原材料及能源的浪费；可为模具CAD/CAM等现代技术的应用奠定基础；可显著提高模具的制造精度和使用性能，通常采用专业化生产的标准件比自制的标准件其配合精度和位置精度至少能提高一个数量级，并可保证互换性，延长模具的使用寿命，进而促进行业内部的经济体制、经营体制以及产业结构和生产管理方面的改革，实现专业化和规模化生产，并带动模具标准件商品市场的形成与发展。可以说没有模具标准件的专业化和商品化，就没有模具工业的现代化。

目前美国和日本模具标准化程度和应用水平已达70%-90%，而我国不足30%，因此，必须加速进行这方面的工作。

2. 研究的基本内容与方案

90° 弯头是水暖安装中常用的一种连接用管件,用于管道拐弯处的连接，用来改变管道的方向，通过查阅参考文献对90°弯头进行工艺分析和模具结构设计。

（1）工艺性分析

由于该零件是弯管接头，是由一个标准的圆弧弯管部分和直线部分组成，在模具结构上必须使用圆弧抽芯机构，由于直线部分台阶的缘故，直身台阶只能用直线抽芯，不能参与圆弧抽芯，而圆弧一段必须进行圆弧抽芯。为此使用了同一块滑块先进行直线抽芯，然后进行圆弧抽芯的特殊滑块机构。

3. 研究计划与安排

第1-2周：查阅相关文献资料，完成英文翻译；明确研究内容，确定技术方案，并完成开题报告。

第3-4周：制定零件成型加工工艺，确定模具设计方案。

第5-6周： 模具总体结构设计及相关工艺计算。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]楼云光.90°顺水弯头注塑模设计.模具工业[j]，1994（6）：28-29.

[2]阎亚林 ，彭志平.90°塑料弯管接头注塑模的抽芯机构设计.模具技术[j].2001.1(1):24-26.

[3]王金龙，陈俊龙.基于ansys的90°管道弯头有限元分析.潍坊学院学报[j]，2016(6).