相機(jī)殼的注塑模具設(shè)計(jì)開題報(bào)告

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開題報(bào)告學(xué)生姓名 專 業(yè)指導(dǎo)教師姓名職 稱 所在系部課題來源 自擬課題 課題性質(zhì) 工程設(shè)計(jì)課題名稱 基于 UG 的相機(jī)殼注塑模設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義1．主要內(nèi)容： （1）編寫模具技術(shù)要求、訂料表；（2）使用 UG 軟件進(jìn)行模具型芯和型腔的分模，完成模具的 2D 總裝圖和若干零件圖的繪制。掌握流道平衡設(shè)計(jì)。（3）掌握塑料的使用性能和用途。完成與模具相關(guān)資料的外文翻譯。（4）掌握模具鋼的使用情況，了解企業(yè)的模具設(shè)計(jì)流程和制造情況。掌握新軟件使用和模具加工的新工藝。（5）利用模具分析進(jìn)行熔體模擬流動(dòng)分析，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)。2．畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義：畢業(yè)設(shè)計(jì)是在教師的指導(dǎo)下，運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)、獨(dú)立進(jìn)行科學(xué)研究活動(dòng)，學(xué)會(huì)分析和解決學(xué)術(shù)問題的方法，鍛煉解決某一學(xué)術(shù)問題的能力。是對(duì)我們的知識(shí)能力進(jìn)行一次全面的考核，同時(shí)也是對(duì)我們進(jìn)行科學(xué)研究基本功的訓(xùn)練，培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)獨(dú)立地分析問題和解決問題的能力，為以后工作打下良好的基礎(chǔ)。進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們進(jìn)行最后一次知識(shí)的全面檢驗(yàn)，是對(duì)我們基本知識(shí)、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測(cè)試，這是進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的第一個(gè)目的。我們?cè)趯W(xué)習(xí)期間，已經(jīng)按照學(xué)校的規(guī)定，學(xué)完了公共課、基礎(chǔ)課、專業(yè)課以及選修課等，每門課程也都經(jīng)過了考試或考查。學(xué)習(xí)期間的這種考核是單科進(jìn)行，主要是考查我們對(duì)本門學(xué)科所學(xué)知識(shí)的記憶程度和理解程度。但畢業(yè)設(shè)計(jì)則不同，它不是單一地對(duì)我們進(jìn)行某一學(xué)科已學(xué)知識(shí)的考核，而是著重考查我們運(yùn)用所學(xué)知識(shí)對(duì)某一問題進(jìn)行探討和研究的能力，是培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)、基本技能，研究和解決問題的能力。是讓我們對(duì)四年所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行系統(tǒng)化、綜合化運(yùn)用、總結(jié)和深化的過程。通過這個(gè)過程，鍛煉了我們的思維能力、動(dòng)手能力，并加深了我們掌握知識(shí)的深度。在大學(xué)期間，我努力學(xué)習(xí)本專業(yè)知識(shí)，打下良好的理論基礎(chǔ)，并能堅(jiān)持很好地全部閱讀指導(dǎo)教師指定的參考資料、文獻(xiàn)，并閱讀了較多的自選資料和較多的外文資料，積極開展調(diào)研論證,此外，還充分利用課余時(shí)間，系統(tǒng)學(xué)習(xí)過 moldflow，Mastercam，UG等軟件，但這些還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。沒有經(jīng)過實(shí)踐的檢驗(yàn)，一切都是紙上談兵。只有通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義畢業(yè)設(shè)計(jì)，才能更深切的理解，更靈活的運(yùn)用這些專業(yè)知識(shí)。至于那些軟件，也只有通過設(shè)計(jì)過程中的反復(fù)運(yùn)用，才能熟練運(yùn)用。通過本次設(shè)計(jì)，應(yīng)使我在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：① 塑料制品的設(shè)計(jì)及成型工藝的選擇；② 一般塑料制品成型模具的設(shè)計(jì)能力；③ 塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)的能力；④ 了解模具設(shè)計(jì)的常用商業(yè)軟件以及同實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合。在本次相機(jī)殼模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我可以隨時(shí)發(fā)現(xiàn)自己在每一步設(shè)計(jì)中的不合理處，會(huì)找出各種解決方案讓設(shè)計(jì)趨于合理，同時(shí)掌握了最先進(jìn)的設(shè)計(jì)，加工及分析技術(shù)，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)新能力，使畢業(yè)設(shè)計(jì)真正成為了實(shí)際工作前的一次全過程模擬。由于模具成型方式具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可節(jié)約材料及生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，發(fā)展模具工業(yè)已成為當(dāng)代促進(jìn)塑料制品及機(jī)電產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)廉價(jià)生產(chǎn)的重要手段。隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和模具使用的日益廣泛，模具工業(yè)己成為現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)，被稱為“工業(yè)之母” 。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國家對(duì)模具工業(yè)極為重視，早在 50 年代就已使模具擺脫了依附和從屬的地位，使之成為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)部門。從工業(yè)產(chǎn)值對(duì)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。我 國模 具 設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達(dá)國家落后許多。 其主要原因是:一方面我國塑料模具設(shè)計(jì)與制造大多數(shù)仍依賴于設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)和工藝人員的技巧，先進(jìn)的模具 CAD/CAE/CAM 軟件的應(yīng)用不夠廣泛，技術(shù)不成熟;而在歐美，模具 CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍采用的技術(shù)，該技術(shù)已較成熟 ;另一方面，我國塑料模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度和應(yīng)用水平與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比存在著較大差距，塑料模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化程度和商品化水平亦較低。文獻(xiàn)綜述塑料制品的使用越來越泛，在很多方面，它己成為金屬制品的替代物。塑料模具作為成型方式中的一種，是家用電器、汽車和航空航天等領(lǐng)域中塑料制品的重要生產(chǎn)工具。并且隨著 塑 料 工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對(duì)塑料制品的質(zhì)量要求越來越高，外形在滿足性能要求的同時(shí)也變得越來越復(fù)雜，而且產(chǎn)品品種多、更新快、價(jià)格低，市場競爭劇烈。據(jù)統(tǒng)計(jì)， 日本一萬多家模具企業(yè)中，生產(chǎn)塑料模具的就占 40%;韓國模具專業(yè)廠中生產(chǎn)塑料模的占 43%。 。塑料模具是塑料產(chǎn)品開發(fā)中至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，也是批量產(chǎn)品得以投放市場的先決條件。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(dòng)化生產(chǎn)方式，使其在塑料模中的占用量超過了 50%以上，是塑料制品成型的主要方法。因此，為了適應(yīng)市場競爭對(duì)塑料模具的交貨期短、質(zhì)量好、價(jià)格低的要求，模具制造行業(yè)就必須以最快的速度、最低的成本、最高的質(zhì)量生產(chǎn)出塑料模具來。在今天這樣激烈競爭的環(huán)境中，客戶對(duì)縮短注塑模具設(shè)計(jì)和制造周期的要求日益迫切?？s短模具設(shè)計(jì)和制造周期，成了模具企業(yè)間競爭取勝的重要因素之一。與模具成型零件變化多樣相比，模具基本結(jié)構(gòu)和常用零部件的變化要少得多。設(shè)計(jì)中相當(dāng)一部分時(shí)間花在結(jié)構(gòu)類似的零部件設(shè)計(jì)和繪圖上。可見，縮短這些常用零部件的設(shè)計(jì)時(shí)間，能極大地提高模具設(shè)計(jì)的效率和縮短模具的交貨期。因此，對(duì)引進(jìn) CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)，進(jìn)行本地化、用戶化的二次開發(fā)具有重要的實(shí)際意義。通過建立必要的標(biāo)準(zhǔn)模架庫，充分地發(fā)揮計(jì)算機(jī)和 CAD 軟件的功能，才能達(dá)到縮短模具設(shè)計(jì)周期，提高模具設(shè)計(jì)水平的目的，使科學(xué)技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的生產(chǎn)力。模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。塑料模 CAD/CAE/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，塑料模 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的重要性正逐漸被模具界所認(rèn)識(shí)，其中注塑模具應(yīng)用軟件的發(fā)展引人注目。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在國外，注射模采用 CAD 技術(shù)的比例約占所有不同模具 CAD 技術(shù)的 75% ，在我國，注射模 CAD 技術(shù)也在不斷地應(yīng)用和推廣中。國外注射模 CAD 技術(shù)發(fā)展很快，從 70 年代起，注射模 CAD/CAE/CAM 技術(shù)就成為熱門的研究課題，注塑流動(dòng)模擬和冷卻分析軟件中比較突出的有美國 AC-Tech 公司的 C-MOLD 軟件、澳大利亞 Moldflow 公司的 MOLDFLOW 軟件:三維模具CAD/CAE/CAM 集成軟件中比較突出的有美國 PTC 公司的 Pro/E 軟件、美國 UGS 公司的 UG 軟件、法國達(dá)索公司的 CATA 軟件等等。我國在開發(fā)注射模 CAD 技術(shù)上起步較晚，但經(jīng)過不斷的努力，一些 大學(xué)和研究所已有長足的進(jìn)步，并取得了一批科研成果。通過引入國外先進(jìn)的 CAD/CAE/CAM 軟件，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行消化吸收與進(jìn)一步的二次開發(fā)，實(shí)踐證明是提高我國制造業(yè)水平的有效途徑之一。利用CAD/CAE/CAM 技術(shù)來改造注塑模傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造方法，可以明顯提高模具設(shè)計(jì)效率文獻(xiàn)綜述研究內(nèi)容率和質(zhì)量，縮短模具制造周期，能盡快縮小國內(nèi)模具水平與國外的差距。據(jù)統(tǒng)計(jì)一，采用模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)、制造，設(shè)計(jì)時(shí)間縮短了 50%，制造時(shí)間縮短了 30%，模具成本下降了 10%。由于模具設(shè)計(jì)質(zhì)量提高，可靠性增強(qiáng)，零件加工精度得到保證，模具裝配與返修時(shí)間能大幅度地縮短參考文獻(xiàn)[1] 王剛，單巖.MOLDFLOW 模具分析應(yīng)用實(shí)例[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2005[2] 陳立亮.材料加工 CAD/CAE/CAM 技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2007[3]王剛，單巖.MOLDFLOW 模具分析應(yīng)用基礎(chǔ)[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2005[4]屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M].第 2 版.北京：高等教育出版社， 2007[5]馬文琦，孫紅鐿.塑料成型模擬軟件技術(shù)基礎(chǔ)與應(yīng)用[M].北京：中國鐵道出版社，2006[6]黃虹.塑料成型加工與模具[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004[7]李志剛.中國模具設(shè)計(jì)大典（第一卷）[M].南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社， 2003[8]B.H.Lee，B.H.Kim.Optimization of part wall thicknesses to reduce warpage of injection一 molded parts based on the modified complex method[J].Polymor-plastics technology engineering，1995，34(5):793[9]B.H.Lee，B.H.Kim.Automated design for the runner systerm of injection molds based on packing simulation [J].Polymer-plastics technology engineering，1996，35(l):147[10]B.H.Lee，B.H.Kim.Automated selection of gate location based on desired quality of injection-molded part[J].Polymer-plastics technology engineering，1996，35(2):253[11]B.H.Lee，B.H.Kim.Variation of part wal1 thicknesses to reduce warpage of injection-molded part:robust design against process variability[J].Polymer-plastics technology engineering，1997，36(5):7911．設(shè)計(jì)、研究思路：本 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 分 以 下 步 驟 進(jìn) 行 ；（ a） 認(rèn) 真 跟 老 師 溝 通 ， 了 解 所 要 設(shè) 計(jì) 的 產(chǎn) 品 ；(b)復(fù) 習(xí) 以 前 學(xué) 過 的 知 識(shí) ， 理 順 設(shè) 計(jì) 的 大 概 思 路 ；(c)查 閱 大 量 資 料 ， 細(xì) 致 化 自 己 的 思 路 ；(d)查 閱 網(wǎng) 上 最 新 資 料 ， 開 動(dòng) 腦 筋 ， 看 能 不 能 走 出 自 己 的 路 ；(e)跟 老 師 溝 通 ， 看 有 無 出 錯(cuò) ；（ f） 熟 悉 各 類 軟 件 ， 如 AutoCAD， PRO/E， MOLDFLOW 等 ;(g)完 成 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 的 一 系 列 任 務(wù) ；2．課題研究的主要內(nèi)容：圖 1.1 為 相 機(jī) 殼 零 件 圖 ， 零 件 雖 小 ， 但 有 著 復(fù) 雜 的 外 形 和 光 滑 的 外 表 ， 在 設(shè) 計(jì)過 程 中 應(yīng) 該 從 產(chǎn) 品 的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn) 和 模 具 的 制 造 加 工 工 藝 出 發(fā) 盡 量 簡 化 模 具 的 結(jié) 構(gòu) 。研究內(nèi)容相 機(jī) 殼 厚 度 為 2 mm， 最 大 長 度 、 寬 度 、 高 度 分 別 為 180， 100， 126mm， 要 求 塑 件表 面 美 觀 、 光 潔 、 無 明 顯 熔 接 痕 、 銀 絲 和 流 痕 ， 同 時(shí) 不 產(chǎn) 生 明顯 的 翹 曲 變 形 。 該 塑 件 材 料 為 ABS， 收 縮 率 為 0.45%。為 了 提 高 生 產(chǎn) 效 率 ， 故 采 用 一 模 兩 腔 成 型 。 為 避 免 分 模 的 接 合 痕 跡 留 在 塑 件 的 表 面而 影 響 外 觀 ， 模 具 的 分 型 面 設(shè) 置 在 頂 面 的 下 曲 面 。 對(duì) 于 孔 的 截 面 與 分 模 方 向 相 垂 直的 ， 一 般 采 取 碰 穿 的 方 式 。 由 于 塑 件 的 下 部 的 側(cè) 面 存 在 側(cè) 孔 ， 必 須 采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)。3．解決的關(guān)鍵問題本 塑 件 主 要 有 兩 個(gè) 曲 面 結(jié) 構(gòu) ， 一 個(gè) 加 強(qiáng) 筋 ， 及 帶 有 側(cè) 孔 的 中 空 四 棱 柱 組 成 。 且相 應(yīng) 部 位 有 倒 角 。 有 可 能 遇 到 的 主 要 問 題 ：1） 確 定 型 腔 的 數(shù) 目 ；2） 確 定 澆 注 系 統(tǒng) ；3） 型 腔 的 布 置 ；4） 選 擇 分 型 面 ； 5） 側(cè) 孔 的 成 型 ；6） 確 定 脫 模 方 式 ； 7） 確 定 開 模 方 向 ； 8） 塑 料 充 模 的 流 動(dòng) 分 析 。這 些 問 題 都 是 設(shè) 計(jì) 該 模 具 的 關(guān) 鍵 問 題 ， 在 設(shè) 計(jì) 過 程 中 ， 本 人 將 通 過 查 閱 有 關(guān) 文獻(xiàn) 資 料 來 解 決 。4．預(yù)期成果（1）該塑料件模具技術(shù)要求一份、訂料表文件一份；（2）開題報(bào)告一份、外文翻譯資料一份；（3）3D 開模圖一份；（4）2D 裝配圖一份和零件圖若干份（不少于 3 張 A0 圖紙） ；（5）畢業(yè)論文一份；（6）熔體模擬流動(dòng)分析，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)報(bào)告；研究計(jì)劃第一周 調(diào)研、圖書館查找與畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)資料；第二周 熟悉模具設(shè)計(jì)方法和現(xiàn)代模具加工技術(shù)；第三周 撰寫開題報(bào)告；第四周 英文文獻(xiàn)資料的翻譯；第五周 熟悉 CAD 及 PRO/E 軟件的使用；第六周 模具結(jié)構(gòu)方案的確定和設(shè)計(jì)；第七周 開模 3D 圖完成；第八周 模具技術(shù)要求、訂料表的完成；第九周 2D 總裝圖的繪制及修改；第十周 若干零件圖的繪制及修改；第十一周 完成熔體模擬流動(dòng)分析，優(yōu)化模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)；第十二周 畢業(yè)論文的撰寫；第十三周 畢業(yè)論文的撰寫；第十四周 修改論文，制作論文 PPT，準(zhǔn)備答辯；第十五周 畢業(yè)答辯特色與創(chuàng)新隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)及其應(yīng)用日趨成熟，模具CAD/CAM 技術(shù)日益深入人心，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。因此，對(duì)于大型復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)是必不可少的技術(shù)。在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人將全部應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)來設(shè)計(jì)與制造模具。在模具設(shè)計(jì)方面，應(yīng)用UG軟件對(duì)模具型芯和型腔進(jìn)行3D分模，并完成三維模具總裝圖；使用MOLDFLOW軟件對(duì)注射成型過程進(jìn)行了3D數(shù)值模擬，從而優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)。由于學(xué)習(xí)該軟件需要一定的塑件成型實(shí)踐知識(shí)，在使用上要多查閱這方面的資料。指導(dǎo)教師意 見指導(dǎo)教師簽名：2012 年 3 月 2 日教研室意見主任簽名：2012 年 3 月 4 日學(xué)院意見教學(xué)主任簽名：2012 年 3 月 5 日