壁挂式电动牙刷架主体注塑模具设计开题报告

1. 研究目的与意义

牙刷现在越来越成为都市人浴室用品，如何更轻更便捷外形更好看成为了满足用户的需求首要考虑的因素.电动牙刷利用电池驱动电动机芯快速旋转或振动，带动刷头产生高频振动，将牙膏分解成细微泡沫，可以深入牙缝进行清洁，此外刷毛的颤动能促进口腔的血液循环，对牙龈组织有按摩效果。与传统的手动牙刷相比，可以在更短时间内，有效清除牙菌斑，减轻牙龈炎，控制牙石形成，减少牙龈萎缩等，故而电动牙刷受到了人们的广泛欢迎和使用。当使用完电动牙刷后，处理和放置牙刷不当会带来一些问题，如产生霉点、损坏电池等，同时正确放置电动牙刷可以保持环境整体的视觉效果，让人有一种美的享受。具有大胆艺术创新设计和结构设计的电动牙刷架，可以快速干燥电动牙刷底部、保护充电孔和底部不发生霉变。除了良好的设计之外，完美的电动牙刷架还取决于良好的产品加工。注塑成型是现代塑料工业中的一种极为重要的加工技术，适用于塑料制品的大批量生产。模具作为一种高效率的工艺装备，具有节约原材料制件成本低廉等优点。因此、产品还取决于完美的注塑成型工艺参数设计和模具设计。

在本次毕业设计中我将能够更好地了解到此类制件，改制品在机械中的作用和意义.综合运用所学的专业理论和知识分析能力学会解决实际生产问题.这其中要用大量的CAD技术，能够让我对模具的设计过程有了更深一个层次的了解.增加了自己在设计，计算与绘图方面的能力，掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工过程。加深了自己的逻辑思维与形象思维相结合的文字及口头表达能力，养成严谨，认真，细致地从事技术工作的优良作风.

2. 课题关键问题和重难点

1.明确壁挂式电动牙刷主体的塑料品种，abs塑料兼有三种组元的共同性能，a使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，b使其具有高弹性和韧性，s使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。因此abs塑料是一种原料易得、综合性能良好、价格便宜、用途广泛的“坚韧、质硬、刚性”材料。因为塑件对硬度有一定的要求，abs塑料又具有价格优势，所以在材料选择方面选择abs材料。

2.运用ug完成模具设计

3.模具结构设计

3. 国内外研究现状（文献综述）

塑料作为一种工业制品在现代社会已经不可或缺,生活中随处可见塑料制品的影子。主要原因便是它成本低、硬度可控、造型灵活、可靠性高等显而易见的优点,为人们的生产生活提供了很多便利。随着应用频率的大幅增加,人们对塑料制品的要求也越来越高,无论是材料参数还是模具的造型设计或者是实用性都面临着越来越大的挑战。在科学技术的飞速发展下,要紧跟时代的脚步,争取从设计到产品制造的全过程都合理利用计算机技术进行机械化控制,高效地完成塑料模具的创新制造。陶怡等人^[1]以镶块作为基准进行加工，电极设计采用固定板组合式,以固定板为基准加工，设计出了微电机转子端盖。微电机转子端盖是pa66 gf20%做成一个壁厚0.5 mm,并且不易成型满足,对称性好的产品。能较好地解决不易成型满足,对称性好,厚薄均匀的产品,被用户接受。发生器座塑件具有较高的尺寸精度、刚度和耐油性要求，易容喜等人^[2]经过研究得出塑件较佳的工艺参数，以料筒温度为240℃,模具工作温度70℃,注塑压力80bar,保压时间20s,模内冷却时间50s的参数制作出了发生器塑件. 注射模具在注射制品成型中起着极其重要的作用,除了塑料制品的表面质量、成型精度完全由模具决定之外,塑料制品的内在质量、成型效率也受模具左右,所以如何高质量、简明、快捷、规范化地设计注塑模具,成为发挥注射成型工艺的优越性、扩大注射制品产量的首要问题。注塑成型是现代塑料工业中一项非常重要的加工技术，适用于塑料制品的大批量生产。模具作为一种高效的加工工具，具有节省原材料和部件成本低的优点。在当今的模具行业，注塑成型是主要的加工方式之一。猛献等人^[3]运用注塑成型的方法将塑料聚合物成分的粒料或粉料放入注塑，将塑料原料经注射机熔融塑化后注入模具中,在模具中固化后脱模成为手机保护壳。20世纪80年代初，微蜂窝技术在麻省理工学院（mit）降低材料消耗和减少零件重量[1]。此后，聚合物泡沫发现了在汽车领域的各种应用，航空航天、商业设备、建筑、工业以及电气、医疗、包装等。在20世纪90年代末，trexel，inc.制造了第一台微孔注射成型（mim）机器，并为mucell1申请了专利过程^[4]。

在目前的模具设计中，有着一些常用的app，比如：法国达索公司的catia软件，澳大利亚公司的moldflow，美国西门子公司的ug，美国solidworks公司的solid-works软件记忆美国的fie公司的pro/e软件等。ug软件可以很好地实现各种复杂实体及造型的建构；ug软件与moldflow软件联合应用可以实现更复杂模具的精确设计；moldflow软件既可单独进行模流分析，也可与abaqus软件联合，还可以与abaqus软件及digimat软件三者联合进行模流分析和结构分析；pro/e软件可以用于复杂塑料产品模具的设计。ug软件与molodflow软件的联合逐渐成为塑料模具设计的主流和发展方向。魏朝晖^[5]借助moldflow软件确定了天线外壳塑料件的最佳浇口位置。根据塑件的结构的具体特点及工艺要求,利用ug软件设计了塑料3d模具。模具采用动模进料,进胶口采用加长喷嘴,抽芯采用司筒顶针结构形式,成型件就采用整体嵌入式的成型方案,塑件脱模力由定模上液压缸提供，最后成功制作了天线外壳。我国弯角盖塑料模具设计也在进行不断的优化,使得弯角盖塑料模具结构更加合理,加工过程更简便,加工工艺更良好,并将其有效地运用到实际生产生活中。袁小会等人^[6]就利用pro/e软件对弯角盖塑料进行了模具设计。

4. 研究方案

四、方案（设计方案、研制方案、研究方案）设计及论证（不少于900字） 1. 分型面确定：分型面的选取不仅关系到塑件的成型和脱模，而且涉及模具结构和制造成本，因此必须重视选择分型面。一般来说，分型面的选择总体原则主要有三： 1）保证塑件质量。这是最基本的一条，必须使塑件质量符合预定要求。 2）便于塑件脱模。易于脱模，可使生产率提高，塑件不易变形，提高正品率。 3）简化模具结构。同样一个塑件，因为分型面选择的不同，使结构的复杂程度有很大不同，合理地选择，即可简化模具结构。 分型面是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。分型面选择时要便于脱模及加工型腔，便于留在顶出侧，便于顶出。所以根据这些选择原则，选择曲面分型面而不选择其他分型面。 2、浇注系统的设计：[1]直浇口，又叫中心浇口。一般处于塑件中心。 优点:⑴熔体从喷嘴直接通过浇口进入型腔，流程最短，进料速度快，成型效率好； (2)直浇口的截面一般较大，压力与热量损失都较小，保压补缩作用强。 缺点:(1)直浇口的截面积大，浇口去除困难，切除浇口后痕迹明显，影响制品美观； (2)浇口部位熔体多，热量集中，冷却后内应力大，易产生气孔及缩孔等缺陷； (3)对于扁平、薄壁塑件的成型，直浇口易产生翘曲变形 。 [2]点浇口，是一种截面尺寸特别小的圆形截面浇口。 优点: (1）点浇口的位置选择可根据工艺要求而定，对制品外观质量影响较小； (2）熔体通过截面积很小的浇口时流速增高，流动性增加，这样能获得外形清晰、表面光泽的塑件； (3）由于浇口截面积小，开模时浇口可自动拉断，有利于自动化操作。 缺点: (1)压力损失大，对塑件的成型不利，也要求提供较大的注射压力； (2）模具结构复杂。 [3]侧浇口，开设在分型面上，塑料熔体从型腔的侧面冲模，其截面形状多为矩形狭缝，也可为半圆形。调整其截面的厚度和宽度，可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口的封闭时间。 优点 (1）加工容易，修整方便； (2）可以根据制品的形状灵活的选择浇口位置； 缺点:(1）浇口痕迹较大； (2）对深型腔塑件的排气不便； 因为主体是一个又有矩形又有半圆形的塑件，同时呢又对塑件的美观性有一定的要求，点浇口压力损失大，对塑件成型不利，直浇口又影响塑件的美观，所以我选择侧浇口。 3、顶出机构的设计；由于主体的构件比较复杂，所以在这个位置，因为其尺寸较大，对其内部无较大的精度要求，顶针作为标准件，易于加工，可简化模具设计，故采用圆顶针顶出。 在这个位置，顶板推出的特点是顶出力均匀，运动平稳，表面没有推出痕迹，故采用顶板顶出。

5. 工作计划

2023.1.2到2023.1.15完成译文翻译，查阅文献，完成开题报告并上传至毕设网。

2023.1.16到2023.2.5指导老师审核译文和开题报告，根据指导老师意见完成修改。

2023.2.6到2023.3.19根据开题报告的方案，利用三维软件ug开始挂壁式电动牙刷主体注塑模具进行三维造型以及并且进行相关尺寸的计算。