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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目 手機(jī)上蓋注塑模具設(shè)計(jì)與仿真加工
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化
班 級 學(xué) 號 0781053 12
學(xué) 生 姓 名 劉 健
指 導(dǎo) 教 師 高 延 峰
填 表 日 期 2011 年 03 月 01 日
說 明
開題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個(gè)專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。
1、 選題的依據(jù)及意義：
隨著科學(xué)的發(fā)展，各種產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度越來越快，而產(chǎn)品的更新是以新產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)和模具的設(shè)計(jì)、制造與更新為前提的。模具的設(shè)計(jì)是模具更新的基礎(chǔ)，模具設(shè)計(jì)工作與產(chǎn)品的更新信息相關(guān)。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)模式已經(jīng)不能很好地適應(yīng)時(shí)代的需要，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造已成為許多大型CAD/CAM/CAE軟件追求的目標(biāo)。而在眾多輔助設(shè)計(jì)制造軟件中，Unigraphics 軟件是當(dāng)今世界較先進(jìn)、面向制造業(yè)的綜合軟件。
該軟件的功能覆蓋了整個(gè)產(chǎn)品的開發(fā)過程，即覆蓋了從概念設(shè)計(jì)、功能工程、工程分析、加工制造到產(chǎn)品發(fā)布的全過程，在模具、航空、汽車、機(jī)械、電器電子等各工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛。UG軟件在產(chǎn)品造型、注塑模設(shè)計(jì)和沖壓級進(jìn)模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，將體現(xiàn)該軟件在產(chǎn)品造型和模具設(shè)計(jì)中的強(qiáng)大功能，展現(xiàn)它的靈活性和工程設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)性的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢：
模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備之一，模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)中重要的基礎(chǔ)工業(yè)，模具設(shè)計(jì)與制造水平的高低是衡量一個(gè)國家綜合制造能力的重要標(biāo)志。工業(yè)發(fā)達(dá)國家對模具工業(yè)都極為重視，早在 50年代開始就己使模具擺脫了產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要工藝裝備，模具對工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。從工業(yè)產(chǎn)值對比來看，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家的模具總產(chǎn)值早己超過了機(jī)床的總產(chǎn)值。如日本，1987年模具總產(chǎn)值為124億美元，而其機(jī)床總產(chǎn)值為102億美元;1991年前者為131億美元，后者為120億美元151。在各種模具產(chǎn)品中，塑料模和沖壓模是用量最大涉及領(lǐng)域最廣的兩種。據(jù)統(tǒng)計(jì)，日本一萬多家模具企業(yè)中，生產(chǎn)塑料模和沖壓模的各占40%左右;韓國模具專業(yè)廠中生產(chǎn)塑料模的占43.9%，生產(chǎn)沖壓模的占44.8%。在塑料模具中，由于注塑模具能夠一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確的制品，適用于高效率、大批量的自動化生產(chǎn)方式，使其在塑料模中的占用量超過了5%。
我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。
成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國外的50～80%相比，差距較大。
在制造技術(shù)方面，CAD/CAM/CAE技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個(gè)新臺階，以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，如美國EDS的UGⅡ、美國Parametric Technology公司的Pro/Engineer、美國CV公司的CADS5、英國Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美國AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亞Moldflow公司的MPA塑模分析軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進(jìn)，雖花費(fèi)了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技術(shù)對成型過程，如充模和冷卻等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動了我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展。近年來，我國自主開發(fā)的塑料模CAD/CAM系統(tǒng)有了很大發(fā)展，主要有北航華正軟件工程研究所開發(fā)的CAXA系統(tǒng)、華中理工大學(xué)開發(fā)的注塑模HSC5.0系統(tǒng)及CAE軟件等，這些軟件具有適應(yīng)國內(nèi)模具的具體情況、能在微機(jī)上應(yīng)用且價(jià)格較低等特點(diǎn)，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。?
據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(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。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時(shí)，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。建筑業(yè)的快速發(fā)展，使各種異型材擠出模具、PVC塑料管材管接頭模具成為模具市場新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，高速公路的迅速發(fā)展，對汽車輪胎也提出了更高要求，因此子午線橡膠輪胎模具，特別是活絡(luò)模的發(fā)展速度也將高于總平均水平；以塑代木，以塑代金屬使塑料模具在汽車、摩托車工業(yè)中的需求量巨大；家用電器行業(yè)在“十一五”期間將有較大、空調(diào)器和微波爐發(fā)展，特別是電冰箱等的零配件的塑料模需求很大；而電子及通訊產(chǎn)品方面，除了彩電等音像產(chǎn)品外，筆記本電腦和網(wǎng)機(jī)頂盒將有較大發(fā)展，這些都是塑料模具市場的增長點(diǎn)。
3、 研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：
3.1 畢業(yè)設(shè)計(jì)的研究內(nèi)容：
（1）使用的原始資料可以是實(shí)物或自行設(shè)計(jì)。
（2）根據(jù)零件實(shí)物或模型在CAD/CAM/UG軟件中進(jìn)行數(shù)字化三維設(shè)計(jì)，完成鼠標(biāo)上蓋的建模。
（3） 進(jìn)行手機(jī)上蓋凸凹模型面設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)模架、定位環(huán)、推桿、澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等，完成模具的設(shè)計(jì)。
（4）生成手機(jī)上蓋零件的NC加工程序，進(jìn)行仿真加工。
（5）繪制手機(jī)上蓋的注塑模具凸凹模的工程圖和模具總裝配圖；
（6）繪制圖紙，撰寫畢業(yè)論文。
3.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案:
手機(jī)上蓋及其模具設(shè)計(jì)的步驟：
（1）參照手機(jī)的實(shí)物，以人機(jī)工程學(xué)、注塑模具的制造和工藝性為原則，自行設(shè)計(jì)出一款手機(jī)上蓋。
（2）手機(jī)產(chǎn)品開發(fā)過程中要全面貫徹?cái)?shù)字化設(shè)計(jì)和制造的理論，進(jìn)行無紙化設(shè)計(jì)制造：
A、CAD建模過程中運(yùn)用UG NX 5.0軟件為基礎(chǔ)進(jìn)行數(shù)字化三維設(shè)計(jì)，完成手機(jī)的建模；
B、模型設(shè)計(jì)完成后利用UG NX 5.0的Mold?Wizard模塊進(jìn)行手機(jī)上蓋模具的凸凹模型面設(shè)計(jì)，選擇材料和注塑機(jī)，進(jìn)行模架、定位環(huán)、推桿等模具標(biāo)準(zhǔn)件的加載和澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
C、手機(jī)上蓋的模具設(shè)計(jì)完成后利用Solid Edge軟件進(jìn)行數(shù)字預(yù)裝配。
D、利用UG NX 5.0軟件進(jìn)行手機(jī)上蓋上下模型芯和型腔的CAM編程，生成NC加工程序，并在計(jì)算機(jī)中模擬加工過程。如果可能，在數(shù)控機(jī)床上加工出手機(jī)上蓋上下模型芯和型腔的實(shí)物。
（3）利用前面已建立的手機(jī)模型和模具設(shè)計(jì)中加載和設(shè)計(jì)的數(shù)字模型生成工程圖數(shù)據(jù)，完成模具的總裝配圖，進(jìn)行工程圖的輸出和打印。
（4）設(shè)計(jì)完成過程中，進(jìn)行畢業(yè)論文的編寫。
模具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)所用到的軟件和工具：
UG NX 5.0、Solid Edge、AUTOCAD 2006等軟件和測量工具等。
4、 目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
4.1 通過手機(jī)上蓋的模具設(shè)計(jì)所要達(dá)到的目標(biāo)：
（1）較深入的了解注塑模具的數(shù)字化設(shè)計(jì)和生產(chǎn)工程中的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢；
（2）通過這次設(shè)計(jì)，深入學(xué)習(xí)UG NX 5.0（包括建模模塊、CAM模塊、工程圖模塊、Mold?Wizard（模塊）、Solid Edge（包括建模模塊、工程圖模塊）、AUTOCAD 2006等軟件的高級命令；
（3）深入學(xué)習(xí)注塑模具設(shè)計(jì)和制造過程中所用的理論知識，掌握模具設(shè)計(jì)師應(yīng)該具備的知識。查閱資料，詢問老師，爭取使模具產(chǎn)品最優(yōu)化；
（4）通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會學(xué)習(xí)新知識和網(wǎng)上檢索信息的能力；
（5）通過與老師、同學(xué)的溝通和交流，掌握團(tuán)隊(duì)合作的能力；
4.2 手機(jī)上蓋的模具畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要特色：
(1)結(jié)合現(xiàn)代制造業(yè)已成為主流的數(shù)字化技術(shù)，在純數(shù)字化技術(shù)支持下自行設(shè)計(jì)一款鼠標(biāo)上蓋的注塑模具。設(shè)計(jì)過程中，用到UG NX 5.0、Solid Edge、AUTOCAD 2006等國際流行的機(jī)械專業(yè)軟件，進(jìn)行無紙化設(shè)計(jì)制造，以縮短研發(fā)周期，降低成本。
(2)在模型設(shè)計(jì)過程中利用人機(jī)工程學(xué)理論，如上蓋的曲率偏小，使人對鼠標(biāo)的感覺最好，減輕操作人員長時(shí)間工作帶來的疲憊感。
4.3 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：
1．查閱資料，英文資料翻譯，撰寫開題報(bào)告。 第1周～第2周
2. 手機(jī)上蓋的三維建模。 第3周～第5周
3. 凸凹模型面設(shè)計(jì)。 第6周～第8周
4. 注塑模具設(shè)計(jì)，繪制圖紙。 第9周～第11周
5. 生成手機(jī)上蓋零件的數(shù)控加工程序。 第12周～第14周
6. 撰寫畢業(yè)論文。 第15周～第16周
7. 答辯準(zhǔn)備及畢業(yè)答辯 第17周
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