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開題報告 課題名稱 分線盒注塑模具設計 院系名稱 機械工程與自動化 學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動 化 班 級 姓 名 一 課題研究的意義 當今社會 制造業(yè)已經成為衡量一個國家經濟基礎以及科技實力的重要依據(jù) 而模具技術則代表一個國家制造業(yè)水平高低的主要標準 它是現(xiàn)代工業(yè) 特別是汽 車 摩托車 航空 儀表 儀器 攻關器械 電子通訊 兵器 家用電器 五金工 具 日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備 人們越來越認識到模具在制造業(yè)中的重要 基礎地位 美國工業(yè)界認為 模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 日本把模具譽為 進入 富裕社會的原動力 德國則冠之為 加工工業(yè)中的帝王 在歐洲其他一些發(fā)達國 家模具被認為 磁力工業(yè) 由此可見模具技術在各國國民經濟中的重要地位 塑料制品在汽車 機電 儀表 航天航空等國家支柱產業(yè)及與人民日常生活相 關的各個領域中得到了廣泛的應用 塑料制品成形的方法雖然很多 但最主要的方 法是注塑成形 世界塑料模具市場中塑料成形模具產量中約半數(shù)是注塑模具 時至 今日塑料工業(yè)已經形成設計 生產 檢測 標準以及教學等一套完整的工業(yè)體系 其塑料制品也已經囊括各種行業(yè) 無所不有 可見塑料工業(yè)在國民經濟中占有越來 越重要的地位 模具行業(yè)發(fā)展與否 將直接影響到各行業(yè)的發(fā)展 因此 在塑料成 型中注塑模具是至關重要的 由于我國塑料工業(yè)歷史較短 模具設計和制造力量還比較薄弱 注塑成型模具 制造還趕不上制品生產的發(fā)展 近年來 我國塑料工業(yè)得到了蓬蓬的發(fā)展 塑料的 應用已普及到國民經濟各個部門 在國防和尖端科學技術領域中發(fā)揮著越來越重要 的作用 經過本次畢業(yè)設計可以掌握機械工藝裝備設計的一般方法及基本工序 鞏固和 加強機械零件設計 機械制造工藝與裝備 機械制圖 模具設計和模具制造工藝等 專業(yè)理論知識在實際生產中應用的能力 鞏固和加深對機械二維 三維的制圖能力 設計過程中鍛煉查閱文獻和資料自我設計的能力 培養(yǎng)和提升我們的創(chuàng)新能力 增 強我們獨立思考問題和解決問題的能力 所以認真完成本次設計非常重要 二 國內外文獻的綜述 1 國內塑料模具發(fā)展概況及趨勢 模具 是工業(yè)生產的基礎工藝裝備 在電子 汽車 電機 電器 儀表 家電 和通訊等產品中 60 80 的零部件都依靠模具成形 模具質量的高低決定著產 品質量的高低 因此 模具被稱之為 百業(yè)之母 模具又是 效益放大器 用模 具生產的最終產品的價值 往往是模具自身價值的幾十倍 上百倍 中國模具工業(yè)的技術水平近年來也取得了長足的進步 目前 國內已能生產精 度達 2 微米的精密多工級進模 工位數(shù)最多已達 160 個 壽命達 1 2 億次 在大型 塑料模具方面 現(xiàn)在已能生產 48 英寸電視塑殼模具 6 5KG 大容量洗衣機的塑料模 具 以及汽車保險杠 整體儀表板等塑料模具 在精密塑料模具方面國內已能生產 照相機塑料模具 多行腔小模數(shù)齒輪模具等 在大型精密復雜壓鑄模方面 國內已 能生產自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模 在汽車模具方面 現(xiàn)已 能制造新型轎車的部分覆蓋件模具 其他類型的模具 例如子午線輪胎活絡模具 鋁合金到了較高的水平 并可替代進口模具 雖然中國模具工業(yè)在過去的十多年中 取得了令人矚目的發(fā)展 但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大差距 例如 精 密加工設備在模具加工設備中的比重還比較底 CAD CAE CAM 的普及率不高 許多先 進的模具技術的應用還不夠廣泛等 特別在大型 精密 復雜和長壽命模具技術上 存在明顯差距 這些類型模具的生產能力不能滿足國內需求 因而需要大量從國外 進口 根據(jù)國內和國際模具市場的發(fā)展狀況 有關專家預測 未來我國的模具經過行 業(yè)結構調整后 將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢 一是模具日趨大型化 二是模具的精度將越 來越高 三是多功能復合模具將進一步發(fā)展 四是熱流道模具在塑料模具中的比重 將逐漸提高 五是氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展 六是 模具標準化和模具標準件的應用將日漸廣泛 七是快速經濟模具的前景十分廣闊 八是壓鑄模的比例將不斷提高 同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高 的要求 九是塑料模具的比例將不斷增大 十是模具技術含量將不斷提高 中高檔 模具比例將不斷增大 這也是產品結構調整所導致的模具市場未來走勢的變化 在塑料模具中注射模具是應用最廣泛 類型最多 結構最復雜的一種 在現(xiàn)代 塑料制件的生產中 合理的加工工藝 高效的設備 先進的模具是必不可少的三項 重要因素 尤其是塑料模具對實現(xiàn)塑料加工工藝要求 滿足塑料制件的使用要求 降低塑料制件的成本起著重要的作用 一副好的注塑?？沙尚蜕习偃f次 這與模具 的設計 模具材料及模具的制造有著很大的關系 2 國外塑料模具發(fā)展概況及趨勢 目前模具發(fā)達國家己經將 CAD CAM CAE 技術貫穿于模具制造的整個環(huán)節(jié) 而我 國的模具企業(yè)對 CAD CAM CAE 技術的應用僅限于大型模具企業(yè)中 而且也集中在 CAD CAM 技術上 而對于 CAE 技術的應用目前還處于起步階段 注射模 CAE 技術是一 門以 CAD CAM 技術水平的提高為發(fā)展動力 以高性能計算機及圖形顯示設備的推出 為發(fā)展條件 以計算力學中的邊界元 有限元 結構優(yōu)化設計及模態(tài)分析等方法為 理論基礎的新技術 它的發(fā)展實際上包含了計算機技術 塑料熔體流動理論 有限 元方法的完善 注塑熔體流體理論的研究始于 20 世紀 60 年代 美國 英國 加拿 大等國的學者如 J R Pearson 英 J F Stevenson 美 M R Kamal 加 K K Wang 美 等開展了一系列有關塑料熔體在模具型腔內流動與冷卻的基礎研究 隨后 許多研究者對一維流動進行了大量研究 主要是計算塑料熔體在等直徑圓管 中心 澆口的圓盤以及端部澆口的矩形型腔中的流動過程 20 世紀 70 年代完成了二維分析 程序 20 世紀 80 年代開展三維流動與冷卻分析并把研究擴展到保壓分子取向以及翹 曲預測等領域 進入 20 世紀 90 年代后開展了成型過程流動 保壓 冷卻 應力分 析及翹曲的全過程模擬 將各獨立模塊有機地結合起來 考慮它們之間的相互影響 以提高模擬軟件的分析精度和擴大適用范圍 這些卓有成效的研究成果 為開發(fā)使 用型的注塑模分析軟件奠定了基礎 隨著計算機技術與注塑成型理論的發(fā)展 在以上基礎性研究的基礎上 從事注 塑成型的工程研究人員逐步完善了注塑成型過程的計算機模擬 即將塑件在模腔中 的成型過程劃分為若干步 應用數(shù)學模型或有限元等理論分析方法 對每一步在塑 件中的應力 應變和溫度分布等進行分析計算 直到塑件最終成型為止 以檢查工 藝方案和模具結構參數(shù)是否合理 每次分析計算的結果即可以在屏幕上以圖形化形 式直觀的顯示出來 也可將全部數(shù)據(jù)打印出來 若設計者對這一方案尚不滿意 便 可修改工藝方案和模具的結構參數(shù) 重新進行分析計算 直到滿意為止 這樣 利 用計算機模擬技術 進行工藝和模具的優(yōu)化設計 從而節(jié)省試驗費用 縮短工藝和 模具設計周期 由上可以看出 將 CAE 應用于注塑過程分析具有積極的意義 三 本課題的研究內容 研究方法 研究手段和研究步驟 研究內容 本課題主要是塑料成型的工藝設計及制造 也就是對分線盒注塑模進行工藝設 計方案的分析確定及其工藝計算 研究方法 綜合運用塑料成型加工 模具設計與制造基礎 模具 CAD 機械原理 機械設 計理論 現(xiàn)代機械設計方法 工程材料學 機械加工工藝學 以及機構運動學 動 力學分析方法 熱力學分析方法 對注塑模具進行設計 研究手段 圖書館資料查詢 計算機輔助設計 計算機輔助分析 三維實體建模和分析仿 真等 研究步驟 1 運用 Pro E 進行分線盒的三維設計 2 分析并提出分線盒注塑模的設計方案及加工工藝 3 分析零件的成形工藝性及注射機選用 模具類型及結構的確定 4 運用 AutoCAD 繪制出注塑模具的裝配圖及各個零件圖 運用 Pro E 分別進行 模具分型面的設計 利用模具外掛 EMX5 1 進行模架及各個零件三維模具設計 5 在裝配圖上應清楚地表示出零件之間的裝配關系 裝配尺寸標注要正確 所 有的非標準件都應繪制出零件圖 尺寸標注要完整 并用計算機輸出所有的設 計圖稿 四 時間安排 畢業(yè)論文設計分三個階段進行 1 2010 年 12 月 1 日 2011 年 1 月 8 日為準備階段 熟悉課題 收集相關資料 擬定總體方案 2 2011 年 1 月 9 日 2011 年 5 月 15 日為實施階段 第一輪 2011 年 1 月 9 日 2011 年 1 月 19 日 整理資料 確定研究思路與 方向 撰寫開題報告 第二輪 2011 年 1 月 20 日 2011 年 2 月 9 日 塑件成型工藝性分析 注射 機選型 型腔布置 分型面選擇 第三輪 2011 年 2 月 10 日 2011 年 4 月 20 日 成型零部件及其他相關零 件的設計計算 繪制草圖 第四輪 2011 年 4 月 20 日 2011 年 4 月 27 日 選擇模架及模具裝備設計 繪圖 第五輪 2011 年 4 月 28 日 2011 年 5 月 15 日 整理說明書 英文翻譯 3 2011 年 5 月 16 日 2011 年 5 月 25 日為論文裝訂 準備答辯階段 五 參考文獻 1 黃虹 塑料成型加工與模具 化學工業(yè)出版社 2 屈華昌 伍建國 塑料模具設計 機械工業(yè)出版社 1993 3 夏巨諶 李志剛 中國模具設計大典 2003 4 張曉黎 塑料加工和模具專業(yè)英語 化學工業(yè)出版社 2005 5 模具設計手冊 6 機械設計手冊 7 齊曉杰 塑料成型工藝及模具設計 M 北京 機械工業(yè)出版社 2003 8 陳于萍 周兆元 互換性與測量技術基礎 M 北京 機械工業(yè)出版社 2006 9 馮炳堯 模具設計與制造簡明手冊 M 上海 上?？茖W技術出版社 2005 指導教師簽名 年 月 日