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編號(hào)： 　畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 題 目： 時(shí)尚藝術(shù)塑料板凳注塑模具設(shè)計(jì) 院 （系）： 國(guó)防生學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 陳玉成 學(xué) 號(hào)： 1000110101 指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名： 曹泰山 職 稱： 講 師 題目類型：¨理論研究 ¨實(shí)驗(yàn)研究 t工程設(shè)計(jì) ¨工程技術(shù)研究 ¨軟件開發(fā) 2013年12月23日 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)等 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為時(shí)尚藝術(shù)塑料板凳注塑模具設(shè)計(jì)。近幾年，我國(guó)塑料模具工業(yè)有了很大的發(fā)展，塑料制品在我們的日常生活中扮演著越來越重要的角色，其種類也越來越多，制造加工也越來越精致美觀。在未來的模具市場(chǎng)中，塑料模具發(fā)展的速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。并且隨著注塑模具技術(shù)的發(fā)展，在工程機(jī)械和工業(yè)機(jī)械、電子、汽車、家電、玩具等產(chǎn)品中，60%以上的零部件，可以依靠模具成型。? 隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，居民生活水平的提高，塑料板凳已經(jīng)成為日常生活中常備的用品。塑料板凳也出現(xiàn)了多種樣式，其中更多的板凳以其精美的外觀，低廉的價(jià)格，以及耐用的特點(diǎn)而受到企業(yè)和廣大消費(fèi)者的歡迎。塑料板凳雖然看似簡(jiǎn)單，但是其注塑模具的設(shè)計(jì)制造所涉及的知識(shí)面和知識(shí)點(diǎn)比較多，能比較全面的反應(yīng)一些注塑模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。本課題應(yīng)用性強(qiáng)，知識(shí)面覆蓋較廣，并且來自生活，所以容易激發(fā)我學(xué)習(xí)研究的興趣，所以選擇了這個(gè)課題,其主要內(nèi)容如下： 1、參觀調(diào)研，查閱資料。到模具制造相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解模具設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造及加工情況。結(jié)合本次畢設(shè)課題，查閱模具相關(guān)資料； 2、 撰寫開題報(bào)告； 3、通過對(duì)產(chǎn)品的性能分析，完成相關(guān)的模具結(jié)構(gòu)與零件設(shè)計(jì)； 4、設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)要求完整、合理； 5、合理選擇尺寸、公差、表面粗糙度和制件材料，繪制的產(chǎn)品圖樣完整； 6、認(rèn)真分析制件圖，確定模具型腔、模具結(jié)構(gòu)、分型面和進(jìn)料口形式，計(jì)算含收縮率的相關(guān)尺寸和模具的強(qiáng)度和剛度； 7、 翻譯專業(yè)外語文獻(xiàn)。 8、 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書； 9、 繪制模具總裝圖、零件圖； 畢業(yè)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)難點(diǎn)： 1、脫模推出機(jī)構(gòu)和側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 2、塑件的合理性設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)工藝性分析； 3、材料選擇，收縮率計(jì)算。模具強(qiáng)度及剛度分析； 4、塑件壁厚成型工藝考慮及保證塑件的外觀要求； 5、模具型腔數(shù)的確定，模具結(jié)構(gòu)、分型面和進(jìn)料口形式的選擇； 6、保證塑件成型時(shí)無變形，注出的制件表面光滑，無氣泡和其它缺陷，無飛邊或少飛邊。 7、繪制模具總裝圖、零件圖及尺寸標(biāo)注。 2．準(zhǔn)備情況（查閱的文獻(xiàn)資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件等） 1、模具技術(shù)的現(xiàn)狀 模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)部門極其重要的工藝裝備。沒有模具、就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具不是一般的工藝裝備，而是技術(shù)密集型的產(chǎn)品，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家把模具作為機(jī)械制造方面的高科技產(chǎn)品來對(duì)待。他們認(rèn)為：“模具是發(fā)展工業(yè)的一把鑰匙；模具是一個(gè)企業(yè)的心臟；模具是富裕社會(huì)的一種動(dòng)力”。? 近年來,我國(guó)塑料模具業(yè)發(fā)展相當(dāng)快，目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占30%左右，而在整個(gè)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需求量最大。隨著模具制造行業(yè)的發(fā)展，許多企業(yè)開始追求提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率,縮短設(shè)計(jì)周期及制造周期,降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具制造業(yè)的應(yīng)變能力等目標(biāo)。新興的模具CAD技術(shù)很大程度上實(shí)現(xiàn)了企業(yè)的愿望。近年來，CAD技術(shù)的應(yīng)用越來越普遍和深入,?大大縮短了模具設(shè)計(jì)周期,?提高了制模質(zhì)量和復(fù)雜模具的制造能力。? 目前，?美國(guó)、日本、德國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具工業(yè)的產(chǎn)值均已超過機(jī)床工業(yè)總產(chǎn)值。美國(guó)模具年產(chǎn)值已超過1O0億美元；日本從1957年到1984年二十七年間，?模具工業(yè)增長(zhǎng)100倍；1987年臺(tái)灣地區(qū)模具出口達(dá)一億二千萬美元。香港的模具年產(chǎn)值為30億港幣，我國(guó)的模具年產(chǎn)值為人民幣3O億元。? 從整體來看，中國(guó)塑料模具無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很多進(jìn)步，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求、世界先進(jìn)水平相比，差距仍然很大。主要缺陷明顯的表現(xiàn)在精度不高，技術(shù)含量低、復(fù)雜程度低等缺點(diǎn)。嚴(yán)重的阻礙著國(guó)內(nèi)模具業(yè)的發(fā)展。一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍需大量進(jìn)口。在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢(shì)。因此中國(guó)塑料模具行業(yè)和國(guó)外先進(jìn)水平相比，主要存在一下問題：發(fā)展不平衡，產(chǎn)品總體水平較低；工藝裝備落后，組織協(xié)調(diào)能力差；大多數(shù)企業(yè)開發(fā)能力弱，創(chuàng)新能力明顯不足；供需矛盾短期難以緩解；體制和人才問題的解決尚需時(shí)日。這些都嚴(yán)重的阻礙著國(guó)內(nèi)模具業(yè)的發(fā)展。設(shè)計(jì)出好的產(chǎn)品卻無法做出是我模具業(yè)的最大不足。因此，注重科技含量，借助了國(guó)外的先進(jìn)理論技術(shù)則尤為重要。? 大型化、高精密度、節(jié)能復(fù)合型模具將是未來注塑模具的發(fā)展方向。隨著國(guó)際化，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，短周期、高質(zhì)量、長(zhǎng)壽命的高檔塑料模具也會(huì)加大研制與開發(fā)。同時(shí)，注塑模具將與并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造等多種生產(chǎn)模式密切結(jié)合，最終使塑料模具行業(yè)發(fā)生重大變革。 2、注塑模簡(jiǎn)介 注塑成型又稱注塑模具，是熱塑性塑料制件的一種主要成型方法，并且能夠成功地將某些熱固性塑料注塑成型。注塑成型可成型各種形狀的塑料制品，其優(yōu)點(diǎn)包括成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的制品，且生產(chǎn)效率高易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因而廣泛應(yīng)用在塑料制品生產(chǎn)當(dāng)中。 3、注塑成型原理及特點(diǎn) 塑料的注塑成型過程，就是借助螺桿或柱塞的推力，將已塑化的塑料熔體以一定的壓力和速度注入模具型腔內(nèi)，經(jīng)過冷卻固化定型后開模而獲得制品。因此，可以說注塑成型在塑料裝配生產(chǎn)中具有重要地位。 4、注塑成型原理 注塑成型所用的模具即為注塑模（也稱為注射模），注塑成型的原理（以螺桿式注射機(jī)為例）。首先將顆?；蚍蹱畹乃芰霞尤肓隙?，然后輸送到側(cè)裝有電加熱的料筒中塑化。螺桿在料筒前端原地轉(zhuǎn)動(dòng)，使被加熱預(yù)塑的塑料在螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)作用下通過螺旋槽輸送至料筒前端的噴嘴附近。螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)使塑料進(jìn)一步化，料溫在剪切摩擦熱的作用下進(jìn)一步提高并得以均勻化。當(dāng)料筒前端堆積的體對(duì)螺桿產(chǎn)生一定的壓力時(shí)（稱為螺桿的背壓），螺桿將轉(zhuǎn)動(dòng)后退，直至整好的行程開關(guān)接觸，從而使螺母與螺桿鎖緊。具有模具一次注射量的塑料預(yù)塑和儲(chǔ)過程結(jié)束。 這時(shí)，馬達(dá)帶動(dòng)氣缸前進(jìn)，與液壓缸活塞相連接的螺桿以一定的速度和壓力將熔料通過料筒前端的噴嘴注入溫度較低的閉合模具型腔中。熔體通過噴嘴注入閉合模具腔后，必須經(jīng)過一定時(shí)間的保壓，熔融塑料才能冷卻固化，保持模具型腔所賦予形狀和尺寸。當(dāng)合模機(jī)構(gòu)打開時(shí)，在推出機(jī)構(gòu)的作用下，即可頂出注塑成型的塑料制品。 5、時(shí)尚藝術(shù)注塑板凳的注塑模設(shè)計(jì)的流程： (1)思考與創(chuàng)新：繪制草圖，確定塑料板凳的外觀形式； (2)實(shí)踐操作：通過Pro-e軟件畫出板凳的三維模型； (3)用Pro-e做出內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)外觀要求； (4)將Pro-e做的圖導(dǎo)入AutoCAD中； (5)修改結(jié)構(gòu)圖。 6、注射模具的設(shè)計(jì)過程 (1)對(duì)塑料零件的材料、形狀和功能進(jìn)行分析 (2)確定型腔的數(shù)目 確定型腔的數(shù)目條件有：最大注射量、鎖模力、產(chǎn)品的精度要求和經(jīng)濟(jì)性等。 (3)選擇分型面 分型面的選擇應(yīng)以模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分型容易，且不破壞已成型的塑件為原則。 (4)型腔的布置方案 型腔的布置應(yīng)采用平衡式排列，以保證各型腔平衡進(jìn)料。型腔的布置還要注意與冷卻管道、推桿布置的協(xié)調(diào)問題。 (5)確定澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)包括主流道、分流道、澆口和冷料穴。澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)模具的類型、型腔的數(shù)目及布置方式、塑件的原料及尺寸等確定。 (6)確定脫模方式 脫模方式的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)塑件留在模具的部分而同。由于注射機(jī)的推出頂桿在動(dòng)模部分，所以，脫模推出機(jī)構(gòu)一般都設(shè)計(jì)在模具的動(dòng)模部分。因此，應(yīng)設(shè)計(jì)成使塑件能留在動(dòng)模部分。設(shè)計(jì)中，除了將較長(zhǎng)的型芯安排在動(dòng)模部分以外，還常設(shè)計(jì)拉料桿，強(qiáng)制塑件留在動(dòng)模部分。但也有些塑件的結(jié)構(gòu)要求塑件在分型時(shí)，留在定模部分，在定模一側(cè)設(shè)計(jì)出推出裝置。推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)也應(yīng)根據(jù)塑件的不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出不同的形式，有推桿、推管和推板等結(jié)構(gòu)。 (7)確定調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 模具的調(diào)溫系統(tǒng)主要由塑料種類決定。模具的大小、塑件的物理性能、外觀和尺寸精度都對(duì)模具的調(diào)溫系統(tǒng)有影響。 (8)確定凹模和型心的固定方式 當(dāng)凹?；蛐托牟捎描倝K結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)合理地劃分鐵塊并同時(shí)考慮鑲塊的強(qiáng)度、可加工性及安裝固定。 (9)確定排氣尺寸 一般注射模的排氣可以利用模具分型面和推桿與模具的間隙；而對(duì)于大型和高速成型的注射模，必須設(shè)計(jì)相應(yīng)的排氣裝置。 (10)確定注射模的主要尺寸 根據(jù)相應(yīng)的公式，計(jì)算成型零件的工作尺寸，以及決定模具型腔的側(cè)壁厚度、動(dòng)模板的厚度、拼塊式型腔的型腔板的厚度及注射模的閉合高度。 (11)選用標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)設(shè)計(jì)、計(jì)算的注射模的主要尺寸，來選用注視模的標(biāo)準(zhǔn)模架，并盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)模具零件。 (12)繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖 在以上工作的基礎(chǔ)上，繪制注射模的完整的結(jié)構(gòu)草圖，繪制模具結(jié)構(gòu)圖是模具設(shè)計(jì)十分重要的工作，其步驟為先畫俯視圖（順序?yàn)椋寒嬆＜?、型腔、冷卻管道、支撐柱、推出機(jī)構(gòu)），再畫出主視圖。 (13)校核模具與注射機(jī)有關(guān)尺寸 對(duì)所使用的注射機(jī)的參數(shù)進(jìn)行校核：包括最大注射量、注射壓力、鎖模力及模具的安裝部分的尺寸、開模行程和推出機(jī)構(gòu)的校核。 (14)注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的審查 對(duì)根據(jù)上述有關(guān)注視模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的各項(xiàng)要求設(shè)計(jì)出來的注射模，應(yīng)進(jìn)行注射模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的初步審查，同時(shí)，也有必要對(duì)提出的要求加以確認(rèn)和修改。 (15)繪制模具的裝配圖 裝配圖是模具裝配的主要依據(jù)，因此應(yīng)清楚地表明注視模的各個(gè)零件的裝配關(guān)系、必要的尺寸（如外形尺寸、定位圈直徑、安裝尺寸、活動(dòng)零件的極限尺寸等）、序號(hào)、明細(xì)表、標(biāo)題欄及技術(shù)要求。 (16)繪制模具的零件圖 由模具裝配圖拆繪零件圖的順序?yàn)椋合葍?nèi)后外，先復(fù)雜后簡(jiǎn)單，先成型零件后結(jié)構(gòu)零件。 (17)復(fù)核設(shè)計(jì)圖樣 注射模具設(shè)計(jì)的最后是審核所設(shè)計(jì)的注射模，應(yīng)多關(guān)注零件的加工、性能。 已查閱的文獻(xiàn)資料 [1] 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].北京：高等教育出版社.2007. [2] 宋長(zhǎng)發(fā).工程制圖[M].北京：國(guó)防工業(yè)出版社，20011. [3] 任仲貴. CAD/CAM原理[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，1991. [4] 王明強(qiáng).計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)[M]. 北京:科學(xué)出版社，2002. [5] 許鶴峰.注射模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圖例[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，1999. [6] 李名堯.模具CAD/CAM[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [7] 潘寶權(quán).模具制造工藝[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004. [8].張維合.注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用教程.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2007. [9] 李學(xué)鋒. 塑料模設(shè)計(jì)及制造[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2002. [10].Y. Zhang, W. Hu and Y. Rong et al. Graph-based set-up planning and tolerance decomposition for computer-aided fixture design. International Journal of Production Research [J], 2001, 39(14): 3109-3126. 現(xiàn)有設(shè)備及實(shí)驗(yàn)條件：計(jì)算機(jī)一臺(tái)，使用軟件為Pro/Engineer5.0及Auto CAD2008、Moldflow insight，以上實(shí)驗(yàn)條件可滿足本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求。 3、實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 一、2013年12月9日至2013年12月22日，理解消化畢設(shè)任務(wù)書要求并收集、分析、消化資料文獻(xiàn)，根據(jù)畢設(shè)內(nèi)容完成并交開題報(bào)告； 二、2014年1月6日至2014年1月13日，開展調(diào)研，了解塑件結(jié)構(gòu)，對(duì)原材料進(jìn)行分析，考慮塑件的成型工藝性、模具的總體結(jié)構(gòu)的形式，并完成部分英文摘要翻譯。 三、2014年3月4日至2013年3月31日，查閱資料，熟悉注射模的結(jié)構(gòu)及有關(guān)計(jì)算，擬定模具的方案設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)及主要零件設(shè)計(jì)，擬定成型工藝過程，查閱有關(guān)手冊(cè)確定適宜的工藝參數(shù)，注射機(jī)的選擇及確定注射設(shè)備及型號(hào)規(guī)格； 四、2014年4月1日至2014年4月6日，完成設(shè)計(jì)計(jì)算任務(wù)，總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和完成總裝配圖及零件圖的設(shè)計(jì)； 五、2014年4月7日至2014年4月21日，完成設(shè)計(jì)，圖紙繪制任務(wù)，工藝規(guī)程說明書的編寫； 六、2014年4月22日至2014年5月4日，完善設(shè)計(jì)并完成論文的撰寫； 七、2014年5月5日至2014年5月9日，修改并打印畢業(yè)論文及整理相關(guān)資料，交指導(dǎo)老師評(píng)閱，準(zhǔn)備論文答辯。 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師（簽字）： 2013年12月　　日 開題小組意見 開題小組組長(zhǎng)（簽字）： 2014年1 月　　日 院（系、部）意見 主管院長(zhǎng)（系、部主任）簽字： 2014年1月　　日