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南京工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 課 題 名 稱：電動(dòng)汽車快速充電器把手-A塑料模具設(shè)計(jì) 學(xué) 生 姓 名： 指 導(dǎo) 教 師： 莊衛(wèi)國(guó) 所 在 學(xué) 院： 專 業(yè) 名 稱： 材料成型及控制工程（模具設(shè)計(jì)） 南京工程學(xué)院 2014年 3月 日 說(shuō) 明 1．根據(jù)教育部對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告》，由指導(dǎo)教師簽署意見、教研室審查，系教學(xué)主任批準(zhǔn)后實(shí)施。 2．開題報(bào)告是畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學(xué)生應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，開題報(bào)告不合格者不得參加答辯。 3．畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是，逐條認(rèn)真填寫。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn)，語(yǔ)言通順，外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．本報(bào)告中，由學(xué)生本人撰寫的對(duì)課題和研究工作的分析及描述，應(yīng)不少于2000字，沒有經(jīng)過整理歸納，缺乏個(gè)人見解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊而成的開題報(bào)告按不合格論。 5．開題報(bào)告檢查原則上在第4周完成，各系完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題檢查后，應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報(bào)告。 學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 專 業(yè) 材料成型及控制工程 （模具設(shè)計(jì)） 指導(dǎo)教師 姓 名 莊衛(wèi)國(guó) 職 稱 講師 所在學(xué)院 材料工程學(xué)院 課題來(lái)源 企、事業(yè)單位委托課題 課題性質(zhì) 工程設(shè)計(jì) 課題名稱 電動(dòng)汽車快速充電器把手塑料模具設(shè)計(jì) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義 1.主要內(nèi)容 （1）收集和查閱相關(guān)資料； （2）翻譯一篇外文文獻(xiàn)； （3）根據(jù)相關(guān)參數(shù)對(duì)塑件進(jìn)行分析，初步完成該制品模具設(shè)計(jì)的基本結(jié) 構(gòu)以及工藝性分析； （4）使用CAD、PRO/E和Moldflow 等軟件，輔助完成本次模具設(shè)計(jì)； （5）撰寫詳細(xì)的模具設(shè)計(jì)過程，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書； （6）用PowerPoint制作答辯提綱一份； 2.意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教育期間的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的回顧和總結(jié)，通過實(shí)際設(shè)計(jì)過程具體的解決所遇到的問題，結(jié)合自己的問題在老師的指導(dǎo)下進(jìn)而解決問題，最后完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。這不但能培養(yǎng)學(xué)生正確的思維方法和基本技能而且能提高學(xué)生獨(dú)立思考問題的能力。通過查閱資料、分析塑件、收集素材、設(shè)計(jì)方案、工藝制作等過程將理論應(yīng)用于實(shí)踐，并通過畢業(yè)答辯來(lái)考核教學(xué)質(zhì)量和水平。 通過對(duì)電動(dòng)汽車快速充電器把手塑件模具的設(shè)計(jì)可以將我們所學(xué)的塑料模具設(shè)計(jì)的專業(yè)知識(shí)應(yīng)用于設(shè)計(jì)，培養(yǎng)了我們綜合運(yùn)用專業(yè)知識(shí)的基本技能。使用CAD、PRO/E和Moldflow 等軟件來(lái)完成模具設(shè)計(jì)的同時(shí)也提高了我們的軟件使用能力，進(jìn)一步鞏固，拓展所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，能夠讓我對(duì)一副模具的設(shè)計(jì)過程有了更深一個(gè)層次的了解，檢查我對(duì)知識(shí)的掌握能力和動(dòng)手能力。 文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述 1． 塑料模具的內(nèi)容 1.提高塑料模具壽命的對(duì)策 合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，減少剛性接觸摩擦。(1)階梯分型面設(shè)計(jì)（2）動(dòng)、定模成形垂直貼合面設(shè)計(jì)（3）滑動(dòng)件、導(dǎo)向件的配合（4）定模抽芯和二次脫模 合理的模具材料的選擇。第一，對(duì)于大多數(shù)模具鋼而言，基本上是高強(qiáng)度和低韌性，因此導(dǎo)致不易獲得有益的再現(xiàn)經(jīng)驗(yàn)，理論總結(jié)普遍不夠全面；第二，不易獲得模具各個(gè)部位的精確受力情況以及受力大小的情況。模具材料選擇的基本要素是材料品種、材質(zhì)狀況、使用性能三個(gè)方面。 合理的熱處理工藝。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)表明，有70％的模具失效是由于熱處理不當(dāng)所導(dǎo)致。應(yīng)合理地制定模具的熱處理工藝以及有效的實(shí)施，以避免和消除熱處理給模具帶來(lái)的組織和性質(zhì)的缺陷，從根本上保證模具性質(zhì)，延長(zhǎng)和提高模具壽命。 2．模具設(shè)計(jì)的原則 塑料模具的功能是雙重的，賦予塑化的塑料以期望的形狀、質(zhì)量、冷卻并推出塑件。模具決定最終塑件的性能、形狀，尺寸和精度。因此設(shè)計(jì)先進(jìn)合理的注射模具結(jié)構(gòu)，是獲得符合質(zhì)量要求，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，達(dá)到最好經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵。做好塑料模具設(shè)計(jì)，要把握如下幾個(gè)方面的原則： 1) 分型面合理選擇(1)不得位于明顯位置上及影響形狀(2)應(yīng)有利于塑件順利脫模（3）應(yīng)有利于模具的加工（4）應(yīng)有利于排氣（5）應(yīng)能保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量 2) 拔模斜度合理選?。簽槭钩尚纹吩谛颓恢忻摮鋈菀?，拔模斜度合理選取是必須的。斜度的大小視成形品形狀，塑料種類，模具結(jié)構(gòu)，表面精度，以及加工方向等有所不同。普通場(chǎng)合，適當(dāng)?shù)男倍燃s為30′ ～130′ 。有關(guān)拔模斜度尚無(wú)精確的計(jì)算公式，大多情形，完全依據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，在不妨礙生產(chǎn)的情形下，取較大的脫模斜度。 3) 壁厚的選?。核芗谋诤袷侵匾慕Y(jié)構(gòu)要素。它是由工藝要求決定的，對(duì)工藝的影響很大，因此合理選擇塑件的壁厚相當(dāng)重要。就工藝上來(lái)說(shuō)，壁厚過小，塑料在型腔中的流動(dòng)阻力大，成型困難，特別對(duì)于形狀復(fù)雜和大尺寸塑件容易出現(xiàn)充不滿的缺陷或要提高較大注射壓力；壁厚過大，不僅增加成本，還會(huì)產(chǎn)生延長(zhǎng)冷卻時(shí)間，加長(zhǎng)成型周期，降低生產(chǎn)效率，此外，還容易產(chǎn)生縮孔、氣泡等缺陷。壁厚應(yīng)以各處均一為原則，但是由于塑件的構(gòu)造或成形上的變化，并且由于經(jīng)濟(jì)原因亦需對(duì)壁厚作適當(dāng)調(diào)整。決定壁厚必須考慮以下各點(diǎn)：(1)構(gòu)造強(qiáng)度，(2)脫模強(qiáng)度，(3)能均勻分散沖擊作用，(4)嵌合金屬件部分防止開裂(成型材料與金屬材料的熱膨脹系數(shù)不同，收縮時(shí)容易產(chǎn)生裂痕)，(5)結(jié)構(gòu)對(duì)流動(dòng)的阻礙，防止充填不足。 二．塑料模具工業(yè)和技術(shù)今后的主要發(fā)展方向 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備，被稱為“工業(yè)之母”。75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50% 的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，模具涉及機(jī)械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個(gè)行業(yè)，應(yīng)用范圍十分廣泛。模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，因此模具工業(yè)的發(fā)展水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力。 由于模具在制造業(yè)中的重要作用，模具制造業(yè)一直備受世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的關(guān)注和重視，事實(shí)上，模具設(shè)計(jì)和制造本身成為制造業(yè)的一個(gè)重要領(lǐng)域。由于模具自身的特點(diǎn)，現(xiàn)代模具企業(yè)大多體現(xiàn)出技術(shù)密集、資金密集和高素質(zhì)勞動(dòng)力密集以及高社會(huì)效益的特點(diǎn)，模具制造業(yè)已成為高新技術(shù)制造產(chǎn)業(yè)的一部分。因而，模具技術(shù)水平，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志，也是保持這些國(guó)家的產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上有著優(yōu)勢(shì)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。 塑料制件及模具的3D設(shè)計(jì)與成型過程的3D分析將在我國(guó)塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。CAD/CAE/CAM 技術(shù)應(yīng)用，CAD 繪圖技術(shù)的出現(xiàn)給模具設(shè)計(jì)工作帶來(lái)極大的方便。CAD 系統(tǒng)在模具設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用，部分模具企業(yè)應(yīng)用CAD 技術(shù)已從二維設(shè)計(jì)發(fā)展到三維設(shè)計(jì)，而且三維設(shè)計(jì)已達(dá)70% 以上。CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高?，F(xiàn)階段使用最多的主要有“Pro /E、UG”等軟件，這類軟件具有易用性、高效率、實(shí)用性的特點(diǎn)。 模流分析CAE在塑料成型模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。Moldex3D可以從網(wǎng)格制作獲得分析結(jié)果，幫助用戶在極短的時(shí)間內(nèi)完成一組設(shè)計(jì)驗(yàn)證結(jié)果，簡(jiǎn)單的操作程序即可獲得各種分析結(jié)果，真實(shí)反映出塑料在模穴中的流動(dòng)性等問題。Moldex3D可幫助用戶輕易地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)上潛在性問題，迅速對(duì)于各種設(shè)計(jì)方案作可行性驗(yàn)證，提升產(chǎn)品品質(zhì)。 除了上述模具先進(jìn)制造技術(shù)，還有模具微細(xì)加工、模具納米加工、模具微型機(jī)械加工、模具的敏捷制造技術(shù)、模具柔性制造技術(shù)、模具集成制造技術(shù)、模具企業(yè)網(wǎng)絡(luò)制造聯(lián)盟技術(shù)、模具制造CAPP 技術(shù)、模具的智能制造技術(shù)等。模具制造技術(shù)種類繁多，大部分的先進(jìn)制造技術(shù)都可以應(yīng)用到模具制造中，而且在不斷發(fā)展。 三．未來(lái)模具的發(fā)展趨勢(shì)： 1. 越來(lái)越多的新技術(shù)運(yùn)用到模具生產(chǎn)中去。 2. 標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。 3. 大力開展并行工程，快速響應(yīng)市場(chǎng)需要。 4. 模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密高效和多功能方向發(fā)展。 參考文獻(xiàn) [1] 李德群,精密多腔注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng).華中理工大學(xué)學(xué)報(bào).2001.10期 [2] 陳萬(wàn)林．塑料模具設(shè)計(jì)與制作教程[M]．北京希望電子出版社.2001.1． [3] 郭新玲．塑料模具設(shè)計(jì)[M]．清華大學(xué)出版社.2008.6． [4] 劉勇．Moldflow 在注塑制品優(yōu)化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用．貴州大學(xué)機(jī)械學(xué)院，2008，37（4）：36~42． [5] 蔣易立，文勁松．塑料注塑模具CAD設(shè)計(jì)軟件對(duì)比．塑料科技，2010. [6] 袁瑩瑩. 塑料模具失效的分析與對(duì)策.中等職業(yè)教育，浙江省寧波市鄞州職教中心學(xué)校，2009，38(17):80~83. [7] 王桂萍，邱以云，塑料模具的設(shè)計(jì)與制造.機(jī)械工業(yè)出版社.2006.3 [8] 陳建麗,陳嬋娟,王春艷.塑料模具設(shè)計(jì)原則.科研生產(chǎn)，2003. [9] 宋鳴，倪亞輝．塑料模具鋼的性能和選用[J]]．塑料工業(yè).2004.32(10)：38—39． [10] 張?jiān)吞捡R氏體在模具中的應(yīng)用[J]．金屬熱處理，2004，29 (1O)：7—8． [11] 李松江. 模具制造技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)［J］; . 模具制造，2006，(7) . [12] 洪慎章. 現(xiàn)代模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)［J］. 航空制造技術(shù). 2006，（6）. [13] 李海平. 國(guó)內(nèi)模具工業(yè)的現(xiàn)狀及研發(fā)趨勢(shì)［J］. 科技資訊，2006，(6) . [14] 鄭涌模具行業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)［J］. 機(jī)械與電子，2007，(4). [15] D.Y. Yang,Y.S.Kang,Analysisanddesignofindustrialhotextrusion process through square dies for manufacturing complicated Al alloy profiles, Ann. CIRP 45 (1996) 239. [16] MOK, C. K, K. S. CHIN and JOHN K. L. HO, 2001, An interactive knowledge-based CAD system for mould design in injection moulding processes. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 17, 27-38 研究?jī)?nèi)容 研究?jī)?nèi)容 1.設(shè)計(jì)、研究思路 本次設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)出理論應(yīng)用于實(shí)踐，運(yùn)用大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)并結(jié)合多次課程設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，在老師的幫助和指導(dǎo)下完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 首先對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，結(jié)合所學(xué)的理論知識(shí)以及參考文獻(xiàn)分析塑件的注塑成型工藝性，進(jìn)而確定模具基本結(jié)構(gòu)。其次通過UG、Pro/E、Moldflow和CAD軟件對(duì)塑件進(jìn)行相應(yīng)參數(shù)的設(shè)定從而完成開模，再根據(jù)相應(yīng)參數(shù)選擇模架以及澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)工具的設(shè)計(jì)，完成本次模具設(shè)計(jì)的3D開模圖和2D的總裝圖以及若干零件圖，最后綜合撰寫設(shè)計(jì)的詳細(xì)步驟，完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。 2.課題研究的主要內(nèi)容 圖2.1 充電器把手外部塑件圖 圖2.2 充電器把手內(nèi)部塑件圖 本課題的主要研究?jī)?nèi)容是電動(dòng)汽車快速充電器把手的結(jié)構(gòu)，熟練運(yùn)用Pro/E軟件完成三維分模，此零件利用型芯與型腔直接成型，充電器把手上側(cè)部的孔和中部的凹槽需要利用側(cè)滑塊側(cè)向抽芯成型，利用Moldflow軟件進(jìn)行注塑分析確定最佳澆口位置，并分析塑件的流動(dòng)性、填充時(shí)間和壓力的分析等，進(jìn)而優(yōu)化模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。 1.塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 該塑料件為一電動(dòng)汽車快速充電器把手產(chǎn)品，根據(jù)各塑料的性能不同選用PC，它是一種性能優(yōu)良的材料，具有高強(qiáng)度、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),收縮率為0.5%-0.8%。從該塑件圖可以看出，該塑件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。塑件的上端帶有側(cè)孔，需采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)；左側(cè)還有一內(nèi)凸臺(tái)，也需要采用側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。 2.分型面的確定: 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個(gè)重要因素，它與模具的整體結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、塑件的脫模和模具的制造工藝有關(guān)，因此，分型面的選擇是注射模設(shè)計(jì)中的一個(gè)關(guān)鍵。分型面的形式主要有：平面分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面。 3.成型零件的設(shè)計(jì)： 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，主要包括定模座板、動(dòng)模座板、定模板和動(dòng)模板等。成型零件工作時(shí)，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時(shí)與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結(jié)構(gòu)合理，有較高的強(qiáng)度、剛度及較好的耐磨性能。 3．解決的關(guān)鍵問題 對(duì)塑料制品結(jié)構(gòu)工藝性和成型工藝性分析；使用三維Pro/E或UG軟件進(jìn)行三維分模；利用Moldflow軟件分析模具零件的最佳澆口位置、流動(dòng)分析、充填時(shí)間的相關(guān)參數(shù)；同時(shí)電動(dòng)汽車快速充電器把手的側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)需要設(shè)計(jì)合理，由于電動(dòng)汽車快速充電器把手是大批量生產(chǎn)，所以側(cè)型芯需要采用可更換的結(jié)構(gòu)；繪制三維分模圖，完成二維模具裝配圖和主要零件圖。 4．預(yù)期成果 1) 開題報(bào)告（含本課題任務(wù)分析、文獻(xiàn)綜述、本課題的主要研究方法及工作計(jì)劃等）； 2) 外文資料翻譯（3000字以上）； 3) 模具工程圖（折合3張A0圖紙）、模具三維圖形、產(chǎn)品三維圖； 4) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（1.5萬(wàn)字以上），須電子文檔； 5) 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容光盤一張； 研究計(jì)劃 第一周 查閱國(guó)內(nèi)外資料及閱讀文獻(xiàn) 第二周 外文翻譯及撰寫開題報(bào)告 第三周 外文翻譯及撰寫開題報(bào)告 第四周 外文翻譯及撰寫開題報(bào)告 第五周 用三維Pro/E軟件完成三維分模 第六周 用三維Pro/E軟件完成三維分模 第七周 進(jìn)行工藝分析及工藝計(jì)算 第八周 繪制模具裝配草圖 第九周 繪制模具裝配圖 第十周 繪制模具裝配圖 第十一周 模具零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第十二周 模具零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 第十三周 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第十四周 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 第十五周 答辯 特色與創(chuàng)新 電動(dòng)汽車快速充電器把手需要采用PRO/E、UG軟件進(jìn)行分模，同時(shí)由于電動(dòng)汽車快速充電器把手由于外殼外露，外觀要求較高，需要設(shè)計(jì)人員通過Moldflow進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)產(chǎn)品在成型過程中可能出現(xiàn)的問題，及時(shí)發(fā)現(xiàn)成型缺陷，從而優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)。 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)教師簽名： 2014 年 3月 日 教研室 意 見 主任簽名： 2014 年 3月 日 學(xué)院意見 教學(xué)院長(zhǎng)簽名： 2014年 3月 8日