山東科技大學(xué)本科畢業(yè)論文開題報告 端蓋注塑模具設(shè)計及仿真分析.doc

山 東 科 技 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題 目 端蓋注塑模具設(shè)計及仿真分析學(xué) 院 名 稱 機械電子工程學(xué)院 專業(yè)班級 材料成型及控制工程2011-02 學(xué)生姓名 張家豪 學(xué) 號 201101042035 指 導(dǎo) 教 師 王翠香 填表時間：2015 年 4 月 10 日設(shè)計（論文）題目端蓋注塑模畢業(yè)設(shè)計設(shè)計（論文）類型（劃“”）工程設(shè)計應(yīng)用研究開發(fā)研究基礎(chǔ)研究其它 一、 本課題的研究目的和意義 模具是一種工業(yè)加工工具，它利用其特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的制品。模具在各種材料加工工業(yè)中被廣泛的使用，是工業(yè)生產(chǎn)中非常重要的工藝裝備，而模具工業(yè)更是國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的重要的基礎(chǔ)工業(yè)。塑料模具是用于成型塑料制件的模具，它是一種型腔模。隨著中國國民經(jīng)濟的發(fā)展，對于塑料模具的需求越來越多，要求也隨之提高。并且隨著塑料的不斷開發(fā)和應(yīng)用，促進了塑料成型方法的研究和應(yīng)用，以及塑料成型模具的開發(fā)和制造。 本課題為注塑模具設(shè)計，模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備，隨著塑料工業(yè)的迅速發(fā)展，以及塑料制品在各個工業(yè)部門的推廣應(yīng)用，產(chǎn)品對模具的要求也越來越高。并且隨著科學(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)計和模具的設(shè)計、制造與更新為前提的。但是傳統(tǒng)的手工設(shè)計模式已經(jīng)不能很好地適應(yīng)時代的需要，而計算機輔助設(shè)計與制造已成為許多大型CAD/CAM/CAE軟件追求的目標(biāo)。與傳統(tǒng)的模具設(shè)計相比，計算機輔助設(shè)計技術(shù)無論是在提高生產(chǎn)率、保證產(chǎn)品質(zhì)量方面，還是在降低成本、減輕勞動強度方面，都具有極大的優(yōu)越性。而本題的研究將涉及一些二維及三維軟件軟件的應(yīng)用，如AutoCAD、Pro/Engineer等，以及相關(guān)軟件的應(yīng)用，其中Pro/Engineer是由美國PTC公司開發(fā)的機械設(shè)計自動化系統(tǒng)，具有單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)聯(lián)等特點，是目前機械行業(yè)人士廣為應(yīng)用的設(shè)計軟件，在模具設(shè)計方面也得到了廣泛應(yīng)用。 此課題來自日常生活中隨處可見的塑料制品,而塑料制品占到了模具生產(chǎn)中的百分之八十左右!所以借此機會,對塑料模具的設(shè)計進行進一步的鞏固、熟練和加深。使我們在獨立思考、獨立工作能力方面獲得培養(yǎng)和提高。為以后進行更復(fù)雜的設(shè)計工作奠定良好的基礎(chǔ)。因此本次畢業(yè)設(shè)計在對所學(xué)知識的鞏固及靈活運用所學(xué)知識來解決實際問題等方面有著深遠(yuǎn)的意義。注射模具的設(shè)計過程要求我們學(xué)生綜合知識和實踐能力較強，它既是我們大學(xué)三年所學(xué)的機 械制圖、工程材料、公差配合與技術(shù)測量、塑料成型工藝與設(shè)備等技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的綜合應(yīng)用，又需要我們學(xué)生了解大量的實踐經(jīng)驗。 通過畢業(yè)設(shè)計，會使我們在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：塑料制品的設(shè)計及成型工藝的選擇；一般塑料制品成型模具的設(shè)計能力；塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進、塑料模具結(jié)構(gòu)改進設(shè)計的能力；了解模具設(shè)計的常用商業(yè)軟件以及同實際設(shè)計的結(jié)合。二、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱） 模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，本文分析和總結(jié)了塑料模設(shè)計的原理、特點及塑料模具的分類。隨著模具CAD/CAM技術(shù)日趨成熟，CAD/CAM技術(shù)廣泛應(yīng)用于模具設(shè)計和模具凹凸模的自動編程數(shù)控加工中，本文對CAD/CAM技術(shù)中的常用軟件PRO/E的特點及應(yīng)用進行了總結(jié)。本課題的主要內(nèi)容是要求在Pro/E的環(huán)境下，通過對給出的塑料端蓋三維模型的測繪得出模型的基本信息。然后根據(jù)給出的塑料要求和塑料的工藝性能，選擇注塑成型機，并完成塑料注塑成型模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計，建立模具的三維模型并用Moldflow仿真軟件對模具進行CAE分析并優(yōu)化。同時研究塑料端蓋模具的注塑結(jié)構(gòu)，包括其型腔數(shù)、位置，確定分型面、澆注系統(tǒng)，澆注口的位置、尺寸，流道的位置、尺寸等各方面模具的知識。課題要解決的問題或研究的基本內(nèi)容塑料模具成形部分（包括凸凹模以及相應(yīng)的各個組件）結(jié)構(gòu)的設(shè)計和尺寸的計算。注射模具的澆注系統(tǒng)（包括主流道、分流道、澆口及冷料穴等）的設(shè)計。注射模具的推出機構(gòu)（包括推桿、復(fù)位桿、推桿固定板、推板等）的設(shè)計。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)的設(shè)計。三、 文獻綜述（國內(nèi)外研究情況及其發(fā)展） 模具是工業(yè)生產(chǎn)之母，是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，它是以其自身的特殊性裝通過一定的方式使原材料成型?，F(xiàn)代產(chǎn)品生產(chǎn)中，模具由于其加工效率搞、互換性好、節(jié)省原材料，所以得到廣泛的應(yīng)用。從某種意義上來說，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一。國內(nèi)的塑料制品行業(yè)在近年有了明顯的提高，從而也帶動了注塑模的迅速發(fā)展，但是與國際水平卻相差很遠(yuǎn)，主要缺陷明顯的表現(xiàn)在精度不高，技術(shù)含量底、復(fù)雜程度底等缺點。嚴(yán)重的阻礙著國內(nèi)塑料制品業(yè)的發(fā)展。設(shè)計出好的產(chǎn)品卻無法做出是我模具業(yè)最大的不足。因此，注重科技含量，借鑒國外的先進理論技術(shù)則尤為重要。隨著世界各國生產(chǎn)需要和塑料應(yīng)用的不斷擴大，塑料已成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四大工業(yè)基礎(chǔ)材料。在這基礎(chǔ)上所產(chǎn)生的塑料加工手段中的塑料模具的設(shè)計和制作水平，對塑料制品的成型質(zhì)量有著至關(guān)重要的影響。從某種意義上來說，塑料市場的開拓、塑料制品的優(yōu)劣主要取決于模具質(zhì)量。由于塑料模具的研制工作一直受到各方面的重視，故其設(shè)計和制作水平提高很快，特別是計算機輔助設(shè)計和輔助制造技術(shù)發(fā)展很快。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是計算機技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個新的飛躍。模具CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工種。它以計算機軟件的形式，為用戶提供一種有效的輔助工具，使技術(shù)人員能借助于計算機對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進行設(shè)計和優(yōu)化。模具CAD/CAM技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟件，硬件水平的進一步完善，為模具工業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計，制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化，集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇。四、 擬解決的關(guān)鍵問題 注塑成型可成型各種形狀的塑料制品，其優(yōu)點包括成型周期短，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，易于實現(xiàn)自動化，因而廣泛應(yīng)用在塑料制品生產(chǎn)當(dāng)中。先進的模具必須在使用壽命期限內(nèi)保證制品質(zhì)量，并需要具備良好的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)。這就要求模具動作可靠，自動化程度高，熱交換效率好，成型周期短。其次，合理選用模具材料，恰當(dāng)確定模具制造精度，簡化模具加工工藝，降低模具的制造成本亦十分重要。在設(shè)計過程中需要解決的重點及難點問題如下：1、 重點 (1). 塑料制品基本參數(shù)的計算及注射機選用根據(jù)塑料制品圖樣及產(chǎn)量等要求,確定一副模具的型腔數(shù)目、計算單件制品的體積及質(zhì)量、計算制品、澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積、計算必要的鎖模力或模壓所需的成型壓力、初步選用成型機械類型及參數(shù)； (2). 模具類型及結(jié)構(gòu)的確定制品成型位置及分型面選擇、型腔數(shù)目最后的確定及型腔的排列、成型零件的結(jié)構(gòu)、澆注系統(tǒng)與排氣、引氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、脫模機構(gòu)和拉料桿的結(jié)構(gòu)形式、溫控系統(tǒng)設(shè)計； (3). 模具零件的必要計算：包括成型零件工作尺寸計算、型腔厚度,底板強剛度計算、模具溫控有關(guān)的計算。2、難點 (1). 分型面的選擇，推出機構(gòu)、復(fù)位機構(gòu)等的設(shè)計；(2). 型芯及型腔成型部分的設(shè)計及加工工藝； (3). 模具是否有良好的充填形式，制品能否全部注滿,是否達到實際最小壁厚；(4). 流道系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，工藝方案分析與論證； (5). 澆口位置與澆口數(shù)量是否最佳，如何減小塑件應(yīng)力和翹曲等。五、 研究思路和方法 采用PRO/ENGINEER模具設(shè)計系統(tǒng)來制作三維模型，進行端蓋的各個系統(tǒng)設(shè)計、仿真和各種制模方案的制定。PRO/ENGINEER模具設(shè)計系統(tǒng)提供的曲面創(chuàng)建功能來創(chuàng)建主分型曲面和各種曲面創(chuàng)建。使用專家模架系統(tǒng)EMX增強pro/engineer模具設(shè)計和細(xì)化模架。使用EMX系統(tǒng)可以使設(shè)計者針對自己的設(shè)計要求，方便的修改細(xì)節(jié)參數(shù)，最終方便設(shè)計出理想的高質(zhì)量模具，大大減少塑料模具所需的設(shè)計、定制和細(xì)化模架部件和組件的時間。六、 本課題的進度安排1、查閱資料，學(xué)習(xí)相關(guān)知識，分析塑件的三維模型；（第1-2周）2、確定設(shè)計方案，寫出開題報告； （第3周）3、選定分型面，設(shè)計成型零件；（第4周）4、確定模架類型和各模板尺寸，把型腔和型芯裝進模架；（第5-6周）5、完成其他零部件的設(shè)計裝配，仿真開模動作；（第7周）6、用Moldflow仿真軟件對設(shè)計進行分析并優(yōu)化 ； （第8周）7、對設(shè)計進一步完善、修改，形成裝配圖、零件圖的三維圖； （第9周）8、完成論文及手工圖；（第10-11周）9、修改設(shè)計，準(zhǔn)備答辯； （第12周）七、 參考文獻1 屈華昌塑料成型工藝及模具設(shè)計M北京：機械工業(yè)出版社，2003 2 濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計M. 北京：高等教育出版社，20063 徐灝.機械設(shè)計手冊M. 北京：機械工業(yè)出版社，1991 4 Taylan Altan,Blaine Lilly,Y. C. Yen et al.Manufacturing of dies and moldsJ.CIRP Annals,2001,50(2):405-423. 5 李云程.模具制造工藝學(xué)M.機械工業(yè)出版社，2005 6 賈潤禮,程志遠(yuǎn). 實用注塑模設(shè)計手冊M.中國輕工業(yè)出版社，2000 7 廖念釗.互換性與技術(shù)測量M.中國計量出版社，1991 8 馮炳堯,韓泰榮，蔣文生. 模具設(shè)計與制造簡明手冊M.上海：上?？茖W(xué)技術(shù) 出版社，1998 9 CHEN Liang-jian et al. Porous titanium