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機(jī) 電 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計(jì)）
開 題 報(bào) 告 書
課題名稱 氣壓瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)
院 （系） 機(jī) 電 學(xué) 院
專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（CAD）
姓 名 謝華健
學(xué) 號(hào) 2006090443026
指導(dǎo)老師 王 曉 軍
廣東技術(shù)師范學(xué)院
本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告
系別
機(jī)電學(xué)院
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班級(jí)
06CAD1
姓名
謝華健
學(xué)號(hào)
2006090443026
聯(lián)系方式
13711541713
題目
氣壓瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)
一、論文選題的目的與意義：
隨著信息技術(shù)與工業(yè)的發(fā)展，在現(xiàn)代生活中，到處都有氣壓瓶蓋的存在，氣壓瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)，也隨著人們科技的進(jìn)步在不斷的發(fā)展著。而我這次畢業(yè)設(shè)計(jì)正是針對(duì)現(xiàn)代氣壓瓶蓋注塑模設(shè)計(jì)發(fā)展的狀況，對(duì)氣壓瓶蓋的外觀結(jié)構(gòu)造型，以及注射模設(shè)計(jì)。經(jīng)過這樣的設(shè)計(jì)使得我們能夠綜合性地運(yùn)用這幾年內(nèi)所學(xué)知識(shí)去分析、解決問題，在作畢業(yè)論文的過程中，所學(xué)知識(shí)得到疏理和運(yùn)用；另一方面使得我們的實(shí)踐動(dòng)手、動(dòng)筆能力得到鍛煉，增強(qiáng)了即將跨入社會(huì)去競(jìng)爭(zhēng)，也為以后的就業(yè)提供方向性的指導(dǎo)，因此寫好畢業(yè)論文，無論對(duì)國(guó)家、社會(huì)，對(duì)學(xué)校、學(xué)生，都具有重要而實(shí)際的意義。
二、論文的創(chuàng)新思路、特色與價(jià)值：
在接到這次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)時(shí)，我在網(wǎng)上找過很多相關(guān)的文章和圖書介紹，而且在市場(chǎng)上看過很多類型的氣壓瓶蓋?？傮w這產(chǎn)品逐漸走向成熟，雖然瓶蓋有很多種類，但大體上都是外型在改變。綜合以上調(diào)查資料，我會(huì)在外形結(jié)構(gòu)上和制造工藝上進(jìn)行改變和創(chuàng)新。在外形設(shè)計(jì)上利用PRO/E進(jìn)行三維建模且進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)外部曲面造型優(yōu)化和制造可行性分析，符合現(xiàn)實(shí)制造要求；在制造工藝方面，利用注射模具生產(chǎn)零件，在模具設(shè)計(jì)上會(huì)使用EMX進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和使用moldflow進(jìn)行塑件成型分析等新技術(shù)，而加工時(shí)會(huì)用MASTERCAM進(jìn)行數(shù)控編程，實(shí)現(xiàn)高速數(shù)控加工其氣壓瓶蓋注塑模模具，以減少設(shè)計(jì)模具的時(shí)間和制造成本，防止失敗設(shè)計(jì)的出現(xiàn)。設(shè)計(jì)出來的氣壓瓶蓋具有外形美觀、生產(chǎn)成本低、可生產(chǎn)批量大、質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
三、本課題在國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)：
科技不停的進(jìn)步，塑料模具在產(chǎn)品加工中占有非常重要的地位。模具生產(chǎn)技術(shù)也是衡量一個(gè)國(guó)家制造工藝水平的重要標(biāo)志之一。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視，發(fā)達(dá)國(guó)家有“模具工業(yè)是進(jìn)入富裕社會(huì)的源動(dòng)力”之說，可見其受重視之程度，當(dāng)今“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念已被越來越多的人所接受[1]。
我國(guó)模具行業(yè)近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前模具生產(chǎn)廠點(diǎn)共有2萬多家，從業(yè)人員約50萬人，全年模具產(chǎn)值約360億元，總量供不應(yīng)求，出口約2億美元，進(jìn)口約10億美元[2]。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū) ,南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快，模具生產(chǎn)最集中的省份是廣東和浙江，其模具產(chǎn)值約占全國(guó)總產(chǎn)值的60%以上[3]。我國(guó)模具總量雖然已位居世界第三，但設(shè)計(jì)制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國(guó)家，模具商品化和標(biāo)準(zhǔn)化程度也低于國(guó)際水平?，F(xiàn)就我國(guó)塑料模具工業(yè)技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行綜述[4]。
1．發(fā)展現(xiàn)狀和差距
從CAD/ CAE/ CAM應(yīng)用現(xiàn)狀找差距：[3]模具設(shè)計(jì)和加工使用的CAD/ CAE/ CAM系統(tǒng)，不要求系統(tǒng)十分龐大，但對(duì)某些方面要求較高，如曲面造型、三軸數(shù)控加工等。一些國(guó)外的CAD/ CAE/CAM系統(tǒng)，雖然具有強(qiáng)大的三維曲面造型、結(jié)構(gòu)有限元分析、計(jì)算機(jī)輔助制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理能力等，但價(jià)格昂貴，一般企業(yè)難于承受[4]。目前在國(guó)內(nèi)應(yīng)用的主要軟件有美國(guó) PTC公司的CAD/ CAE/ CAM集成化系統(tǒng)PRO/ ENGINEER[5]、美國(guó) EDS公司的 CAD/CAM軟件UG-Ⅱ、法國(guó)MATRADATAVISION公司的集成化軟件、美國(guó)SOLIDWORKS公司的 SOLIDWORKS軟件、美國(guó)CV公司的CADDS軟件、美國(guó)SDRC公司集成化CAD/ CAE/ CAM軟件、英國(guó)DELCAM公司CAD/CAM軟件DUCT、以色列 CIMATRON公司的三維CAD/ CAM軟件CIMATRON[6]、美國(guó)ACTECH公司的注塑模CAE分析軟件CMOLD[7]、澳大利亞MOLDFLOW公司的注塑模CAE分析軟件MF[8]，國(guó)內(nèi)華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的注塑模 CAD/CAE/CAM集成化系統(tǒng)HSC3、北京航空航天大學(xué)軟件工程研究所的 CAD/ CAM軟件CAXA和鄭州工業(yè)大學(xué)注塑模CAE分析軟件ZMOLD等[9]
從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀找差距：我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大的發(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，615 kg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。我國(guó)目前的情況是[9]，注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02～0.05 mm，表面粗糙度Ra 0.02μm，模具質(zhì)量、壽命明顯提高，非淬火鋼模壽命可達(dá)10～30萬次，淬火鋼模達(dá)50～1 000萬次，交貨期較以前縮短，但與國(guó)外相比仍有較大差距 (如下表1) [1]。
從產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀找差距：我國(guó)模具行業(yè)管理體制分散，目前有19個(gè)大行業(yè)部門制造、使用模具，卻沒有統(tǒng)一的管理部門?？恐袊?guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)來統(tǒng)籌規(guī)劃、集中攻關(guān)，跨行業(yè)、跨部門管理困難很多[10]。
我國(guó)模具價(jià)格長(zhǎng)期以來與其價(jià)值不協(xié)調(diào)，造成模具行業(yè)“自身經(jīng)濟(jì)效益小，社會(huì)效益大”的現(xiàn)象?！案赡＞叩牟蝗绺赡＞邩?biāo)準(zhǔn)件的，干標(biāo)準(zhǔn)件的不如模具帶件生產(chǎn)的，干帶件生產(chǎn)的不如用模具加工產(chǎn)品的”不正常現(xiàn)象嚴(yán)重存在，極大地挫傷了模具企業(yè)(包括模具車間和分廠)職工的積極性。這也是模具行業(yè)人才留不住、青年技術(shù)人員、青年工人不愿學(xué)技術(shù)的原因之一[11]。
2．主要發(fā)展方向
協(xié)同創(chuàng)新設(shè)計(jì)將成為模具設(shè)計(jì)的主要方向：制造業(yè)垂直整合的模式使得世界范圍內(nèi)產(chǎn)品銷售、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和模具制造分工更明確。為了縮短產(chǎn)品上市周期，使模具設(shè)計(jì)充分理解產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意圖，在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，模具設(shè)計(jì)即同時(shí)開始，產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師和模具設(shè)計(jì)工程師需盡早進(jìn)入?yún)f(xié)同設(shè)計(jì)狀態(tài)[12]。
模具制造信息將更加豐富，制造過程將更有效：由于制造設(shè)備的豐富，制造信息的增加，我們將看到，今后的制造信息將不僅僅是只提供數(shù)控編程加工的 G代碼，更重要的是，從設(shè)計(jì)開始，將進(jìn)行制造過程的設(shè)計(jì)，即提供模具制造的工藝流程，不僅包含工藝表格、加工參數(shù)，還包括模具加工的卡具設(shè)計(jì)、加工的裝卡過程及各工序的G代碼，并且在各部分工序過程均有仿真，還可以在網(wǎng)絡(luò)上共享[13]。
激光技術(shù)的應(yīng)用日益受到重視：激光技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用主要是在快速成形與一些特殊模具的加工兩個(gè)方面。 (1)快速成形是根據(jù)CAD的數(shù)據(jù)，不借助任何機(jī)械加工工具，通過逐層增加材料的方法(如聚合、粘結(jié)、燒結(jié)等)快速制造出零件原型或零件實(shí)物，故也稱快速原形制造(縮寫為 PRM)技術(shù)?？焖俪尚渭夹g(shù)主要有立體光固造型(SLA)，選擇性激光燒結(jié)(SLS)，分層實(shí)體制造(LOM)等[14]。如海爾、春蘭和科龍等公司已經(jīng)應(yīng)用激光快速成形于新產(chǎn)品開發(fā)等方面，并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益[15]。(2)激光技術(shù)應(yīng)用于模具制造方面主要有激光切割、打孔及打標(biāo)、刻花與刻字等方面，如用于深孔、型孔、中空體以及復(fù)雜的冷卻水道加工等[16]。
模具CAD技術(shù)應(yīng)用的ASP模式，將成為發(fā)展方向： 由于今天模具行業(yè)實(shí)際上已經(jīng)成為高技術(shù)最密集的行業(yè)，任何企業(yè)要擁有全部最新出現(xiàn)的技術(shù)，成本將非常高，而且還要培養(yǎng)并且留住掌握這些技術(shù)的人才也會(huì)非常困難.。因此，將出現(xiàn)模具CAD應(yīng)用的ASP模式，即產(chǎn)生各種專門技術(shù)的應(yīng)用服務(wù)單位，為模具企業(yè)提供技術(shù)服務(wù)，將制造資源最優(yōu)發(fā)揮，應(yīng)用服務(wù)包括如逆向設(shè)計(jì)、快速原型制造、數(shù)控加工外包、模具設(shè)計(jì)、模具成型過程分析等[17][18]。
四、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）提綱：
題目：氣壓瓶蓋注射模設(shè)計(jì)
第一章 前言
收集資料、調(diào)查市場(chǎng)情況，了解市場(chǎng)需要什么樣的氣壓瓶蓋，用什么生產(chǎn)工藝制造氣壓瓶蓋，才能提高生產(chǎn)效率、節(jié)省材料等。
第二章 緒論：
論述注塑模在工業(yè)發(fā)展的前景與在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中所占的地位。
第三章 氣壓瓶蓋的造型及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
明確塑件的設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行塑件的外型設(shè)計(jì)，明確塑件的生產(chǎn)批量，分析塑件的成型工藝資料。
第四章 模具設(shè)計(jì)：
確定分模面、型腔數(shù)量及其排列方式、澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)、排出方式，塑件側(cè)凹部分的處理方式。
型腔和型芯工作尺寸的計(jì)算，型腔側(cè)壁和動(dòng)模墊板厚度的計(jì)算。
根據(jù)鎖模力選擇成形設(shè)備，根據(jù)最大注射量、模具閉合高度、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、澆口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等校核注射機(jī)。
繪制裝配圖、模具主要零件圖等圖紙。
第五章 總結(jié)及展望:
分析這次畢業(yè)設(shè)計(jì)得與失，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，為以后實(shí)際工作。
五、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的條件、工具：
條件：圖書館藏書、期刊雜志和網(wǎng)絡(luò)資源。
工具：設(shè)計(jì)所用繪圖工具主要是PRO/E4.0、AUTOCAD2008。
六、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度安排：
（1）在圖書館、Internet網(wǎng)上查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，翻譯相關(guān)外文資料（3000-5000字）。（1-2周）
（2）整理匯總資料，進(jìn)行方案設(shè)計(jì)及其比較，擬定最佳設(shè)計(jì)方案。（1-2周）
（3）展開具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程，計(jì)算設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。（3周）
（4）運(yùn)用有關(guān)軟件工具進(jìn)行裝配圖的繪制。（1.5周）
（5）撰寫設(shè)計(jì)論文（12000-15000字）。（2-3周）
七、參考文獻(xiàn)：
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指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日
教研室或系審核意見：
教研室（系）主任簽名： 年 月 日
備注：本開題報(bào)告須與學(xué)生的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）一并裝訂存檔。