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附錄三：浙江理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 班 級 09機制（4）班 姓 名 程賽 課題名稱 SD2106鼻毛修剪器上下蓋的三維造型及模具設(shè)計 開題報告（包括選題意義、研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題、總體研究思路與可行性分析，預(yù)期研究成果、研究工作計劃等內(nèi)容，非藝術(shù)類不少于3000字） 1 選題的背景 1.1 模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 1.2 塑料制件的發(fā)展現(xiàn)狀 1.3 鼻毛修剪器簡介 2 研究的意義、基本內(nèi)容與待解決的主要問題 2.1 選題的意義 2.2 研究的基本內(nèi)容 2.3 有待解決的主要問題 3 研究方案、可行性分析及預(yù)期研究成果 3.1 研究思路方案 3.2 本課題的可行性分析 3.3 預(yù)期研究成果 4．研究工作計劃表 參考文獻 （開題報告全文附后） 成績： 答 辯 意 見 （從選題、任務(wù)工作量、質(zhì)量預(yù)期、可行性等幾個方面） 答辯組長簽名： 年 月 日 系 主 任 審 核 意 見 簽名： 年 月 日 11 SD2106鼻毛修剪器上下蓋的三維造型及模具設(shè)計 程 賽 (機械設(shè)計制造及其自動化09(4)班 B09300401 ) 1 選題的背景 塑料制品的應(yīng)用日益廣泛, 為塑料模具提供了一個廣闊的市場 。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測,模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的,在未來的模具市場中, 塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具 , 在模具行業(yè)中的比例將逐步提高[1]。 近年來模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、制品的質(zhì)量水平、新技術(shù)研發(fā)應(yīng)用水平都有了很大的進步。主要表現(xiàn)出兩個重要特點:一是“聚焦推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以模具創(chuàng)新支持產(chǎn)品創(chuàng)新”。二是“高效、綠色環(huán)保、節(jié)能減排模具已成為模具技術(shù)創(chuàng)新的主要方向”，充分體現(xiàn)出模具對制造業(yè)發(fā)展的推動作用[2]。 鼻毛修剪器是近年來新興的一個產(chǎn)品，市場上使用還不是很普及，目前大多用在醫(yī)學(xué)鼻科手術(shù)上。相對而言，國外對此產(chǎn)品的創(chuàng)新和發(fā)展較國內(nèi)早而快，市場開拓也比較廣闊。對于這個新興的產(chǎn)品的發(fā)展，我國各方面研究都還需要不斷改善，才能夠使之更加方便、普及的運用到我們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中。 1.1模具工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 我國塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國，起步較晚，但發(fā)展很快，特別是最近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大發(fā)展，取得了很大成績[3]。然而，由于我國模具制造基礎(chǔ)薄弱，各地發(fā)展極不平衡，因此總體來看，與國際先進水平相比和與國內(nèi)外市場需求相比，差距還很大。 目前，歐美模具企業(yè)在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用數(shù)控高速銑、三軸聯(lián)動的比較多，也有五軸聯(lián)動的。采用高速銑削技術(shù)，可大大縮短制模時間，提高模具精度。更新和增加數(shù)控高速銑床，是模具企業(yè)設(shè)備投資的重點之一。標準件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標準化及標準件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。 大力開展并行工程，快速響應(yīng)市場需要，縮短模具設(shè)計制造周期。 模具檢測、加工設(shè)備向精密高效和多功能方向發(fā)展。模具向著精密、復(fù)雜、大型的方向發(fā)展，對檢測設(shè)備的要求越來越高。如高精度三坐標測量機具有數(shù)字化掃描功能。加工設(shè)備也向著數(shù)字化、自動化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展[4]。 1.2 塑料制件的發(fā)展現(xiàn)狀 由于塑料具有質(zhì)量輕、強度高、韌性好、耐腐蝕、絕緣性好、易著色、可成型任意形狀、成本低等優(yōu)點。因此塑料紙制品得到了廣泛的應(yīng)用，塑件已深入到國民經(jīng)濟的各個部門中，零件塑料化的趨勢不斷加強，并且陸續(xù)出現(xiàn)全塑產(chǎn)品[5]。但當(dāng)前，塑料制品技術(shù)含量不高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)老化將制約行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。加工企業(yè)利潤下滑虧損面加大，經(jīng)營潛在風(fēng)險加大。勞動力價格上升、勞動力短缺將繼續(xù)影響加工業(yè)產(chǎn)出和利潤增長。中小企業(yè)缺乏流動資金的局面仍難在短期內(nèi)解決。出口型企業(yè)面對國際市場萎縮和貨幣匯率等多因素制約的壓力持續(xù)加大。塑料制品出口市場相對萎縮，加工成本是制約企業(yè)盈利的主要因素[6]。 針對以上狀況，我國塑料加工業(yè)必須重視技術(shù)創(chuàng)新，重視產(chǎn)品內(nèi)在品質(zhì)的增長，創(chuàng)造條件迎接挑戰(zhàn)。培育塑料加工業(yè)集群式發(fā)展應(yīng)成為行業(yè)協(xié)會和政府的工作重點，繼續(xù)深化產(chǎn)業(yè)集群服務(wù)功能，推動生產(chǎn)、技術(shù)集約化發(fā)展，倡導(dǎo)綠色低碳、創(chuàng)新發(fā)展模式，走資源節(jié)約型、環(huán)保低碳型發(fā)展之路，加快產(chǎn)業(yè)由速度增長型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。塑料制品作為配套產(chǎn)品將緊隨國家經(jīng)濟健康發(fā)展而穩(wěn)步增長，從長遠來看，塑料因其優(yōu)異性能在許多領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)獲得擴大應(yīng)用[6]。 1.3 鼻毛修剪器簡介 鼻毛修剪器使用立體拱形刀頭，它的開放式狹縫網(wǎng)罩能捕捉任何方向的長鼻毛，也可修剪耳毛，毛屑儲藏在鼻毛器內(nèi)，干凈衛(wèi)生，干電式使用壹節(jié)五號電池驅(qū)動。 圖1 鼻毛修剪器 鼻毛修剪器的優(yōu)點:①電動鼻毛剪具有立體拱形刀頭，開放式狹縫網(wǎng)罩能捕捉任何方向的鼻毛，不損傷鼻茹膜。②有照明燈設(shè)計，可以更加清晰地看到鼻毛，即使在光線不足的情況下亦可順利完成。③剪斷的鼻毛儲存在鼻毛修剪器內(nèi)，不會落在鼻腔引起鼻癢、打噴嚏等不適。④適用于任何鼻腔能容納鼻毛修剪器前端的使用者者，操作方便方便，安全可靠[7] [8]。 2 研究的意義、基本內(nèi)容與待解決的主要問題 2.1 選題的意義 在日常生活中鼻毛長出鼻孔是很正常。但是鼻毛過長會影響美觀，有不講衛(wèi)生或不禮貌之嫌。鼻毛是一種特殊的毛發(fā)。鼻腔是呼吸道的大門，是人體與外界進行氣體交換的通道。鼻毛長在鼻腔中，對人體有很重要的防衛(wèi)作用。如果將鼻毛拔掉，不僅失去了保護功能，還會因為拔掉了鼻毛而破壞了毛囊，導(dǎo)致細菌侵入。因此，拔鼻毛、挖鼻孔是有害的。不應(yīng)拔除，如過長超出鼻孔外，可用鼻毛修剪器適當(dāng)將其剪短。 圖2 鼻毛修剪器使用方法 在醫(yī)學(xué)上鼻毛修剪器也有著很大的影響：鼻科手術(shù)常規(guī)備皮除以鼻皮膚外，鼻前庭多毛區(qū)是重點解剖區(qū)之一，以往護士均采用頭帶額鏡，手持眼科拆線剪，往往會因病人，體位的變化，造成鼻毛修剪不徹底或粘膜表皮擦傷，給手術(shù)過程中造成難以窺清，會影響手術(shù)視野。經(jīng)醫(yī)學(xué)研究使用鼻毛修剪器后，改進了以往原始的操作方法.取得了較滿意的臨床效果。術(shù)前手術(shù)區(qū)域的良好準備是保證手術(shù)成功的重要環(huán)節(jié)。之前醫(yī)學(xué)上一直采用眼科小手術(shù)剪去除鼻毛，此方法雖成本低，但費時費力，又無法確保去除鼻毛效果，有時還損傷患者鼻腔茹膜延誤手術(shù)，給患者帶來損傷。鼻毛修剪器頭園鈍，絕不會擦傷鼻前庭皮膚及鼻腔粘膜。備皮速度快，它不會拔鼻毛造成病人不適，病人沒有任何痛苦。修剪鼻毛非常干凈、徹底，在鼻前庭不留任何鼻毛殘根，為手術(shù)提供了最為充分的手術(shù)視野[9]。 2.2 研究的基本內(nèi)容 本課題研究的對象為鼻毛修剪器上下蓋的模具設(shè)計，針對所給塑料件，按照公司的要求，對已有零件的設(shè)計做合理的變動，設(shè)計新型系列的產(chǎn)品，迎合產(chǎn)品的更新與市場的需求。其中在對已有零件產(chǎn)品做合理變動的時候，需要進行大量資料查詢和調(diào)查研究，例如在不同國家一般人的鼻孔大小、鼻毛修剪器在鼻孔內(nèi)修剪鼻毛時震動不高于多少能達到人體舒適度等。 圖3 塑件正面三維圖 同時在外觀上要站在美學(xué)角度和人體手握舒適度來設(shè)計。在結(jié)構(gòu)上下蓋要緊密配合，這需要內(nèi)部卡扣的尺寸控制和計算。上下蓋內(nèi)部空間大小也是一個需要控制的量，它需要能夠安裝下實現(xiàn)功能的一些零部件，還要設(shè)計凹凸件為安裝這些零部件提供卡位和定位方便。 圖4塑件反面三維圖 接下來是模具結(jié)構(gòu)設(shè)計： 型腔分布：為防止縮水率等一些工藝參數(shù)影響上下蓋配合問題，所以選擇1+1形式，既上下蓋在同一個模具中成型； 分模面選擇：考慮外表面的美觀和分模的難易程度，將分模面放在最大投影面積處； 圖5 模具圖 澆口選擇和選擇模架：考慮外表面的美觀和塑件大小尺寸，澆口選擇潛伏式澆口。同時根據(jù)已有的結(jié)構(gòu)選用兩板模的模架； 選擇頂出方式：頂桿頂出 抽芯方式：側(cè)抽芯機構(gòu)，因為有卡口和一些復(fù)雜的外形，此模具有六個抽芯機構(gòu)； 還有冷卻系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等的結(jié)構(gòu)設(shè)計。 圖6 模具設(shè)計流程圖 最后要進行模具零件設(shè)計、裝配設(shè)計、加工設(shè)計等。其中使用了moldflow對澆口進行分析[10] [11]，CAM開模仿真，Pro/e中的NC功能進行模具型腔的數(shù)控編程，生成數(shù)控代碼。 2.3 有待解決的主要問題 本課題選擇的一個模型結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所涉及的知識面比較廣泛，基于自己本身并未較好掌握制圖軟件和模具設(shè)計知識。所以在設(shè)計過程中面臨著以下困難： 1、對PROE軟件掌握不夠熟練，尤其是零件的外觀曲面的設(shè)計，不僅因為缺乏實際的操作能力，還因為零件需要滿足模具加工技術(shù)和鼻毛修剪器各個零件之間的配合精度要求。需要考慮的方面也比較全面。 2、分模面的選擇和制作掌握不夠，分型面不僅有主分型面，還有側(cè)抽輔助分型面?，F(xiàn)有知識只能對簡單模具進行分模，對于相對比較復(fù)雜的零件分模目前還是感覺比較困難。 3、對于數(shù)控加工自動編程軟件幾乎從未接觸過，所以進行模具型腔的數(shù)控編程，生成數(shù)控代碼這一整個過程需要從頭開始學(xué)習(xí)。 3 研究方案及預(yù)期研究成果 3.1 研究思路方案 1）仔細分析現(xiàn)有塑件，了解其特性，并結(jié)合需要改進要點，對要求設(shè)計的新產(chǎn)品塑件進行分析，尺寸、公差、粗糙度、技術(shù)要求等參數(shù)的初步確定； 2） 鼻毛修剪器上下蓋三維造型和出二維圖； 3）選擇分型面； 4）確定模具結(jié)構(gòu)類型（型腔布置、澆注系統(tǒng)、頂出機構(gòu)、冷卻機構(gòu)、定位導(dǎo)向機構(gòu)、分模機構(gòu)）等； 5）確定設(shè)備型號（計算出注射容量、鎖模壓力、注射壓力、模具安裝尺寸、頂出裝置及尺寸、噴嘴孔直徑及噴嘴球面半徑）[13] [14] [17] [18]； 應(yīng)用CAE 分析軟件對注塑件進行填充 、流動、冷卻、翹曲等模擬分析[15] [16]； 6） 繪制模仁； 7） 選擇合理的模架[20]，將模仁及模架兩大部分組合在一起； 8） 出模具二維零件圖； 9） 對模具進行虛擬開模[19]； 10）進行模具型腔的數(shù)控編程，生成數(shù)控代碼； 11）復(fù)核圖紙。 3.2 可行性分析 鼻毛修剪器上下蓋的三維造型和模具的設(shè)計，從產(chǎn)品造型到模具設(shè)計，已經(jīng)形成了完整的系統(tǒng)體系。借鑒原有的鼻毛修剪器上下蓋模型，利用逆向?qū)崿F(xiàn)二次開發(fā)，具有一定的可操作性。再次結(jié)合所學(xué)的模具設(shè)計理論知識，按照模具設(shè)計的一般步驟，完成此類設(shè)計還是不會很難的。 在此次設(shè)計的過程中涉及的知識主要為模具設(shè)計、機械制圖方面的，以及Pro/ E、MoldFlow等設(shè)計工具，本人已學(xué)習(xí)了其中一些相關(guān)課程，取得了較好的成績。也積極參加了一些機械設(shè)計大賽、三維創(chuàng)新設(shè)計大賽，對于設(shè)計的理念和軟件繪圖有一定的基礎(chǔ)。對于未曾接觸過的軟件，也在積極學(xué)習(xí)但中。因此也算是基本具備了本設(shè)計所需的相關(guān)知識和技術(shù)要求。 并且指導(dǎo)老師在的相關(guān)研究領(lǐng)域具有豐富的知識和指導(dǎo)經(jīng)驗，我相信在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)和指導(dǎo)下，一定能夠?qū)厴I(yè)設(shè)計的順利完成并取得預(yù)期的研究成果。 3.3 預(yù)期研究成果 （1）將書本知識運用到整個模具設(shè)計當(dāng)中，并熟悉注塑模具設(shè)計的流程，掌握注塑模具設(shè)計的基本原理和方法，能合理運用所學(xué)的二維和三維軟件進行模具設(shè)計繪圖，鍛煉獨立設(shè)計產(chǎn)品的能力； （2）對塑件進行模流分析，并完成塑料模具開模仿真動畫。 （3）完成塑件和模具二維,三維圖的繪制，生成模具型腔的加工代碼，提交畢業(yè)設(shè)計論文。 4．完成本課題的工作計劃及進度安排 起止時間 內(nèi)容 2012.12.01~2012.12.14 調(diào)研、信息匯總，文獻查閱分析，并熟悉畢業(yè)設(shè)計中的所需的相關(guān)知識 2012.12.15~2012.12.25 外文翻譯、文獻綜述 2012.12.26~2012.01.10 外文翻譯、開題報告 2012.01.11~2012.01.15 提交開題報告、文獻綜述及外文翻譯 2012.01.16~2013.01.20 開題答辯 2013.01.21~2013.02.05 塑料件模型建模、塑件的模流分析 2013.02.06~2013.02.20 模具三維圖繪制 2013.02.21~2013.03.09 數(shù)控加工、開模仿真 2013.03.10~2013.04.01 二維零件圖、裝配圖的繪制 2013.04.02~2013.04.20 結(jié)構(gòu)改進設(shè)計及畢業(yè)論文撰寫 2013.04.21~2013.05.09 完成并提交畢業(yè)論文 2013.05.10~2013.05.15 整理材料準備答辯 2013.05.16~2013.05.22 論文答辯 參考文獻 [1] 趙蓓蓓.初探塑料模具材料現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].科技資訊，2009,1. 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