1、毕业论文开题报告 机械设计制造及其自动化 手提包注射模具设计 一、 选题的背景和意义 80 年代以来, 中国模具 工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出了高的要求,也为其发展提供了巨大的动力。这些年来,中国模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展。目前,中国 17000 多个模具生产厂点,从业人数约 50 多万。 1999年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中, 冲压 模具约占 50%, 塑料模具 约占 33%, 压铸 模具约占 6%,其它各 类模具约占 11%。 改革开放以来,中国
2、模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有 专业模具厂外,其他所有制形式的模具厂家,包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业,都得到了快速发展,集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如,浙江宁波和黄岩地区,从事模具 制造 的集体企业和私营企业多达数千家,成为国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东,一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,为了提高其产品的市场竞争能力,纷纷加入了对模具制造的投入,例如科龙、美的、康佳和威力等集团都建立了自己的 模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业多集中于沿海工业发达地区,现已有几千家。例如,江苏无锡的微研有限公司为一 日
3、本 独资企业,员工有 200 余人,拥有精密 数控 模具 加工 设备 60 余台, 1998 年其模具产值超过 2 亿元。 中国模具工业的 技术 水平近年来也取得了长足的进步。 目前,国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位 级进模 ,工位数最多已达 160 个,寿命 1 2 亿次。在大型 塑料 模具方面,现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、 6.5K大容量洗衣机的塑料模具,以及 汽车 保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面,国内已能生产照 相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面,国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方
4、面,现已能制造新轿车的部分 覆盖件 模具。其他类型的模具,例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等,也都达到了较高的水平,并可替代进口模具。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达1 国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低,CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高,许多先进的模具技术 应用 还不够广 泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距,这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求,因而需要大量从国外进口。 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型
5、化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多控所致。 有分析认为,我国塑料工业的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求, 2004年,塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到 30左右,在未来几年中还将保持较高速度发展。 国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大,其中发展重点为工程塑 料模具。有关数据表明,目前仅汽车行业就需要各种塑料制品 36 万吨;电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000 万台;彩电的年产量已超过 3000 万台;到 2010 年,在建材行业,塑料门窗的普及率为 30,塑料管的普及率将达到 50。这些都会导致对模具的需求量大幅度增长。家电行业所需模具量年增长率约为
6、 10。一台电冰箱约需模具 350 副,价值约 4000 万元;一台全自动洗衣机约需模具 200 副,价值 3000 万元;一台空调器仅塑料模具就有 20 副,价值 150 万元;单台彩电大约共需模具约 140 副,价值约 700 万元,仅彩电模具每年 就有约 28 亿元的市场。随着家电市场竞争的白热化,外壳设计成为重要的一环,对家电外壳的色彩、手感、精度、壁厚等都提出新要求。业内人士普遍认为,大型、精密、设计合理(主要针对薄壁制品)的注塑模具将得到市场的欢迎。汽车工业近年来增长速度惊人,因此汽车模具潜在市场巨大。每一种型号的汽车都需要几千副模具,价值上亿元,而我国大型精密模具的制造能力不足。
7、据介绍,目前我国高档轿车的覆盖件模具几乎全部为进口产品。有专家预测,在未来的模具市场中,塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高,其发展速度将高于其他模具 . 在塑料模设计 制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。 CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,为其进一步普及创造了良好的条件;基于网络的 CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪,其将解决传统混合型 CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题; CAD/CAM 软件的智能化程度将逐步提高;塑料制件及模具的 3D
8、 设计与成型过程的 3D 分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 推广应用热流道技术、气辅注射成 型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以2 广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高质量的元器件,是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下,大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制,而且其常用于较复杂的大型制品,模具设计和控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软
9、件,显得十分重要。另一方 面为了确保塑料件精度,继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低,与国外差距甚大,在一定程度上制约着我国模具工业的发展,为提高模具质量和降低模具制造成本,模具标准件的应用要大力推广。为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步 增加标准件规格品种。 二、研究目标、原则与主要内容 研究目标和原则 : 本课题主
10、要研究注射模具的设计。如制件材料的分析,塑件的工艺性能分析,所用注塑件的选择,动、定模的设计,根据制件的结构特点,确定模具的结构和尺寸大小。注射模塑是成型塑料的一种重要方法,是粒状塑料经注射机料斗送进料筒,经加热至熔融,由柱塞或螺杆的推动,通过喷嘴注入闭合模具,受压、冷却、脱模、取件的过程。 主要内容 (含论文提纲): 第一章 、绪论 设计背景和设计的意义 第二章 、塑料的工艺分析 2.1 零件图 2.2 ABS 材料分析 2.3 塑料成型工艺性能分析 2.4 塑件的表面质量分析 2.5 塑件的结构工艺性能分析 第三章 、注塑机的选择 3.1 模具所需塑料熔体的注射量 3 3.2 选择注塑机的
11、型号 3.3 注塑机技术参数的校核 第四章、 分型面的选择 4.1 分型面的选择原则 4.2 分型面的确定 第五章、 浇注系统的设计 5.1 主流道的设计 5.2 主流道衬套的设计 5.3 浇口的设计 第六章、成型零件的设计 6.1 成型零件的结构及尺寸 6.2 凸模、型芯、凹模 6.3 排气系统设计 第七章、结构零件的设计 7.1 导向与定位设计 7.2 推出机构设计 第八章、冷却系统的设计 三、拟采取的研究方法、研究手段及技术路线、实验方案等 研究方法、研究手段: 1、研究设计任务,查阅文献资料,学习,做好设计准备,撰写文献综述和开题报告; 2、研究模具:了解模具结构工艺性,材质特性。进一
12、步根据工艺分析,选定模具种类, 确定模具结构形式; 3、构思模具结构总体方案, 拟定 模具注射 方案、画出工序图、画出待设计模具的排样图 4、设计计算,修改、完善设计方案。 5、 确定待设计模具的有关结构要素 。 6、绘制模具装配图,分型面设计图形。 4 四、参考文献 1 张荣清 模具设计与制造 北京 高等教育出版社 2008 2 单小根 塑料成型模具设计 西安 西安电子科技大学出版社 2007 3 杜志俊 现代模具综述 湖北省十堰职业技术学院 1999 4 宋满仓等 .注射模具设计与制造 实战 .北京:机械工业出版社, 2003.4 5 刘少达 仲恺 .我国塑料模具工业的现状及发展趋势 ,2
13、004 6 黄荣学 ,范洪远国模具工业发展概述及展望, 机械工业出版社 2007 7 Liu Shengguo.The Current Situation and Development of Stamping Die Technology in China.J Vo.l 23 No. 1Feb 2007 8 Jae Yeo Lee and Kwangsoo Kim.A feature-based approach to extracting machining featuresJ.Computer-Aided Design, Vol.30,No.13, 1998 五、研究的整体方案与工作进度
14、安排 整体设计方案: 由于本工件的形状较简单,外表面结构,可直接设计模具的动模和定模,工件的内部有特定结构需要用镶件进行固定和填充,工件的脱模过程要做到方便和简洁。 工作进度安排: 2010.11.10 2010.11.20 查找 外文献资料完成 外文翻译 2010.11.21 2010.11.30 完成文献 综述 2010.11.31 2010.12.10 编写 开题报告 2010.12.11 2010.12.20 熟习注塑模理论知识,了解模具设计的基本知识 2010.12.20 2010,12,30 方案设计 2011.2.20 2011.3.10 期中设计 2011.3.11 2011.4.10 模具设计,绘制图样 2011.4.11 2011.4.30 编写毕业论文 2011.5.1 2011.5.10 论文答辩 准备工作 六、研究的预期目标及主要特点及创新点 预期目标:根据制件的结构,设计与之对应模具的结构的设计。绘制设计图纸,编写设计说明书。 特点及创新点:本制件结构内部不规则,需根据型腔设计相应的镶件结构,通过5 镶件的固定和填充作用,完成内部结构设计。注射成型的一个成型周期短,可大大提高生产效率,实现批量化、自动化生产。