开题报告(注塑模).doc

科学技术学院本科生毕业设计开题报告 题 目: 盲人电子助听器注塑模具CAD设计 学 院： 南昌大学科学技术学院 系 机电系 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 材料092班 学 号： 7013309048 姓 名： 宁北京 指导教师： 辛 勇 教授 填表日期： 2012 年 12 月 20 日题目：盲人电子助听器注塑模具CAD设计 一 . 选题的依据及意义1选题依据 模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度，当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受。随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用，在玩具产业中模具已经成为生产各种玩具不可缺少的重要工艺装备。特别是在塑料产品的生产过程中，塑料模具的应用及其广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。而注塑模具已经成为制造塑料制造品的主要手段之一，且发展成为最有前景的模具之一。塑料制品的成型方法很多。其主要用于是注射，挤出，压制，压铸和气压成型等和气压成型等。而注射模，挤出约占成型总数的60%以上。注射成型分为加料，熔融塑料，注射制件冷却和制件脱模等五个步骤。注射成型是当今市场上最常用、最具前景的塑料成型方法之一，因此注塑模具作为塑料模的一种，就具有很大的市场需求量。所以我选盲人电子助听器模具CAD设计作为我毕业设计的课题。2论文选题意义 模具工业是国民经济的基础工业，被称为“工业之母”。模具是一种高附加值和技术密集型产品，其生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。随着工业的发展，特别是CAD/CAM/CAE技术的飞速发展，极大地推动了模具的发展。目前，CAD/CAM/CAE技术以计算机及周边设备和系统软件为基础，它包括二维绘图设计、三维几何造型设计、有限元分析(FEA)及优化设计、数控加工编程(NCP)、仿真模拟及产品数据管理(PDM)等内容。其特点是将人的创造能力和计算机的高速运算能力、巨大存储能力有机地结合起来。CAD/CAM/CAE技术成为设计人员的得力助手。CAD/CAM/CAE技术随着Internet网络和并行高性能计算机的普及，使协同、虚拟设计及实时仿真技术在CAD/CAM/CAE中得到广泛应用。墓于CAD/CAM/CAE的重要性，有必要对其现状加以综述，并对其发展趋势加以展望 本课题应用性强，涉及的知识面与知识点较多，如注塑成型、模具设计、三维造型及二维三维软件的应用。通过本课题的设计，将会在下述基本能力上得到培养和锻炼（1）塑料件制品涉及及成型工艺的选择（2）一般塑料件制品成型模具的设计能力（3）塑料制品质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力（4）掌握模具设计常用的UG软件及同实际设计的结合的能力（5）掌握写论文的一般步骤及格式方法，同时提高自己的学习、思考、解决问题的能力二 国内外研究现状及发展趋势 近年来我国的模具技术有了很大的发展，在大型模具方面，已能生产大屏彩电注塑模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。机密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。 在制造方面，CAD/CAM/CAE技术的应用上了一个新台阶，一些企业引进CAD/CAM系统，并能支持CAE技术对成形过程进行分析。近年来我国自主开发的塑料膜CAD/CAM系统有了很大发展，如北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等。 优化模具系统结构设计和型件的CAD/CAE/CAM，并使之趋于智能化，提高型件成形加工工艺和模具标准化水平，提高模具制造精度与质量，降低型件表面研磨、抛光作业量和缩短制造周期；研究、应用针对各类模具型件所采用的高性能、易切削的专用材料，以提高模具使用性能；为适应市场多样化和个性化，应用快速原型制造技术和快速制模技术，以快速制造成塑料注塑模，缩短新产品试制周期。这些是未来520年注塑模具生产技术的总体发展趋势，具体表现在以下几个方面：1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、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腔所致。2.在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D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。 3.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。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件，显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。4.开发新的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。5.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的规格品种。 6.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 在成型工艺方面，多材质塑料成行模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新业取得了较大进展。气体辅助注射成形技术的使用更趋成熟。热流道模具开始推广，有些单位还采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。当前国内外用于注塑模具方面的先进技术主要有以下几种： （1）气体辅助注射成形技术 它是向模腔中注入经准确计量的塑料熔体，在通过特殊的喷嘴向熔体中注入压缩气体，气体在熔体内沿阻力最小的方向前进，推动熔体充满型腔并对熔体进行保压，当气体的压力、注射时间合适的时候，则塑料会被压力气体压在型腔壁上，形成一个中空、完整的塑件，待塑料熔体冷却凝固后排去熔体内的气体，开模退出制品。气体辅助注射成形技术的关键就是怎么合理的把握注入熔融的塑料的时间与充人气体的时间的配合。气体辅助注射可以应用在除特别柔软的塑料以外的任何热塑性塑料和部分热固性塑料。应用气体辅助注塑成型技术，可以提高产品强度、刚度、精度，消除缩影，提高制品表面质量；降低注射成型压力以减小产品成型应力和翘曲，解决大尺寸和壁厚差别较大产品的变形问题；简化浇注系统和模具设计，减少模具的重量减少塑件产品的重量，减少成型时间以降低成本和提高成型效率等。气体辅助成形周期可分为如下六个阶段：塑料熔体填充阶段、切换延迟时间、气体注射阶段、保压阶段、气体释放阶段、推出阶段。 （2）热流道技术 它是通过加热的办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈，从注塑机喷出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，停机后一般不需要打开流道取出凝料，再开机时只需加热流道到所需温度即可。这一技术在大批量生产塑件、原材料较贵和产品质量要求较高的情况下尤为适用。热流道注塑成型技术应用范围很广，基本上，适用于冷流道模具加工的塑料材料都可以使用热流道模具加工，许多产品如手机壳、按键、面板、尺寸要求精密的机芯部件等都是采用热流道技术成型。一个典型的热流道系统一般由如下几大部分组成：（1）热流道板（MANIFOLD）；（2）喷嘴（NOZZLE） ；（3）温度控制器；（4）辅助零件。 （3）反应注射成形技术 它是将两种或者两种以上既有化学反应活性的液态塑料（单体）同时以一定压力输入到混合器内进行混合，在将均匀混合的液体迅速注入闭合的模具中，使其在型腔内发生聚合反应而固化，成为具有一定形状和尺寸的塑料制品通常这种成形过程称之为RIM。 （4）共注射成形技术 它是使用两个或者两个以上注射系统的注塑机，将不同品种或者不同色泽的塑料同时或者先后注射进入同一模具内的成形方法。国内使用的多为双色注塑机。采用共注射成形方法生产塑料制品时，最重要的工艺参数是注射量、注射速度和模具温度1。 总的来说注塑模在未来的的制造产业中将越来越占有重要的地位，而且也将会对冷冲压模行业产生影响。三、课题研究内容 本设计实例为盲人电子助听器，塑件的质量要求是不允许有裂纹和变形缺陷。塑件材料为PC1. 塑料的工艺分析2. 注射机型号和规格选择及校核3. 分型面的选择4. 型腔数目的确定与排列形式5. 注射模具浇注系统设计6. 排气和引气系统设计7. 模具的结构设计与计算8. 注射模具成型零件设计9. 推出机构与抽芯机构的设计10. 模架的选着11. 模具的装配设计 附零件图： 零件名称:盲人电子助听器 材料：ps 生产批量:大批量 四、本课题研究方案 1. 查阅相关文献，撰写详细的开题报告。 2. 通过参观实习，熟悉注塑模的总体构造及塑件的生产过程。 3. 塑件成型工艺性分析 1）塑件的分析 2）PC的性能分析 a 使用性能 b 成型性能 3）PC的注射成型过程及工艺参数 a 注射成型过程 b 注射工艺参数 4. 拟定模具的结构形式 1）分型面位置的确定 2）型腔数量和排列方式的确定 a 型腔数量的确定 b 型腔排列形式的确定 c 模具结构形式的确定 3）注射机型号的确定 a 注射量的计算 b 浇注系统凝料体积的初步计算 c 选着注射机 d 注射机的相关参数的校核 5. 浇注系统的设计 1）主流道的设计 2）分流道的设计 3）浇口的设计 4）校核主流道的剪切速率 5）冷料穴的设计及计算 6. 成型零件的结构设计及计算 1）成型零件的结构设计 2）成型零件钢材的选用 3）成型零件工作尺寸的计算 4）成型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 7. 模架的确定 1）各模板尺寸的确定 2) 模架各尺寸的校核 8. 排气槽的设计 9. 脱模推出机构的设计 1）推出方式的确定 2）脱模力的计算 10. 冷却系统的设计 11. 导向与定位结构的设计 12. 总装图和零件图的绘制五、研究目标、主要特色及工作进度研究目标：通过毕业设计,熟悉注塑模的总体设计过程，设计并绘制出一套完整的注塑模具图和模具非标准零件图。主要特色：用UG6.0对盲人助听器进行三维建模和三维装配，来验证模具设计的正确性，它与传统的二维绘图有着本质的区别。可用UG6.0对实体计算体积、表面积、重量等，还可用胡波外挂来进行选模架、零件设计等。这样可以使设计者容易、清楚的知道零件的特性。 工作进度：1第1周 查阅技术文献资料，了解课题相关领域的最新发展动态，翻译外文相关技术资料2000字以上。 2第2-3 周 编写开题报告。 3第4-5周 进行工艺分析，制定成型方案。4.第 6-7周 熟悉对UG6.0、CAD2008的实际操作和有关功能，完成标准零件的造型及关 系式的建立。5第8-10周 用UG进行总体装配，绘制模具装备图出图，绘制模具所有非标准零件图。6第11周 整理文档，编写毕业论文。7第12 周 论文答辩。六、参考文献1唐志玉 李德群 主编.中国模具工程大典第3卷.北京：电子工业出版社,2007.032叶久新 王群 主编.塑料成型工艺及模具设计.北京：机械工业出版社,2007.113塑料模具设计手册编写组编.塑料模具设计手册.北京：机械工业出版社,19824杨櫂 陈国香 主编.机械制造与模具制造工艺学.北京：清华大学出版社,2006.055崔晓利 杨海茹 贾丽红主 编.中文版AutoCAD工程制图（2008版）.北京：清华大学出版社,2007.096.游步东 余桂英主编.AutoCAD2008中文版实用教程.北京：北京邮电大学出版社,2010.077.李丽华等编著.UG NX6.0模具设计基础与进阶.北京：机械工业出版社,2009.078.张学文 郑午 编著.注塑模具设计.北京：化学工业出版社,2007.019.王伯平 主编 互换性与测量技术基础：机械工业出版社2008.1210.荣建刚 荣立峰 赵秉龙 李绍勇编著.UG NX6.0中文版入门与提高：清华大学出版社