手機保護(hù)殼注塑模具設(shè)計開題報告

畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告題目：手機保護(hù)殼注塑模具設(shè)計2020年12月10日畢業(yè)設(shè)計（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況）1.1題目背景、研究意義模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，決定著產(chǎn)品的性能、形狀及尺寸精度。模具水平的高低決定著工業(yè)產(chǎn)品的質(zhì)量和效益，影響著裝備工業(yè)和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新開發(fā)能力，已成為衡量一個國家制造水平高低的重要標(biāo)志。塑料成型模具用來成型具有特定形狀和一定尺寸精度的塑料制件。隨著工業(yè)塑料制件需求量增加和塑料材料的不斷突破，對塑件的產(chǎn)量和質(zhì)量都提出了越來越高的要求，導(dǎo)致對塑料模具的開發(fā)、設(shè)計與制造的水平要求越來越高[參考文獻(xiàn)[]屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計[M].4版.參考文獻(xiàn)[]屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計[M].4版.北京:高等教育出版社,2018:1-10.通過本次對設(shè)計保護(hù)殼的注塑模具的設(shè)計，綜合運用機械制圖、互換性與測量技術(shù)、機械原理、機械設(shè)計、材料力學(xué)、塑料成型工藝與模具設(shè)計等課程的知識，分析和解決塑料模具設(shè)計問題，進(jìn)一步鞏固、加深專業(yè)知識應(yīng)用水平，提高技術(shù)資料的收集、整理、編譯和運用能力，加強技術(shù)文件撰寫能力，培養(yǎng)良好的工程師思維。熟練掌握二維繪圖和三維建模，進(jìn)一步熟悉塑料模具設(shè)計中各種專業(yè)零件標(biāo)準(zhǔn)。對塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析，合理設(shè)計模具各部分結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行理論分析和計算。尋找最佳方案，提高創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力[[]伍先明,[]伍先明,陳志剛,楊軍,李云義.塑料模具設(shè)計指導(dǎo)[M].2版.北京:國防工業(yè)出版社,2014:1-60.1.2國內(nèi)外相關(guān)研究情況在當(dāng)前注塑模具市場中，隨著熱流道技術(shù)、高速切削技術(shù)，快速成型技術(shù)，微注射成型技術(shù)、傳感技術(shù)等新技術(shù)在注塑成型中的應(yīng)用，注塑模具逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、復(fù)雜化、自動化、精密化。新技術(shù)的應(yīng)用對注塑模具的發(fā)展產(chǎn)生了巨大促進(jìn)作用[[]馮剛,張朝閣,江平.我國注塑模具關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].塑料業(yè),2014,:[]馮剛,張朝閣,江平.我國注塑模具關(guān)鍵技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].塑料業(yè),2014,:16-19.溫度控制方面采用計算機和傳感器技術(shù)對注塑模具進(jìn)行了數(shù)值模擬分析。將模具溫度，塑件的頂出溫度和塑件表面翹曲分布被用作性能指標(biāo)，來分析冷卻系統(tǒng)的缺陷，從而優(yōu)化冷卻系統(tǒng)使其可靠有效，對注塑模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計具有一定的參考價值[[]LiangqingWei,WeiLiangqing,PengChengyun.DesignofCoolingSystemforNarrowAreaofAutomotiveInjectionMoldBasedonComputerTechnology[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2020,1578(1):012097.]。當(dāng)前流行熱流道澆注系統(tǒng)，熱流道模具有改善工藝、節(jié)省塑料原料、縮短成型周期、減少污染物排放，消除后續(xù)工序，利于生產(chǎn)自動化等優(yōu)點，成為注塑模具發(fā)展的熱點之一。歐美發(fā)達(dá)工業(yè)國家和地區(qū)的熱流道模具使用率占塑料模具總量的比例的60%-70%及以上。熱流道在我國注塑模具中的應(yīng)用還不是很成熟，傳統(tǒng)的冷流道技術(shù)仍然處于主導(dǎo)地位。熱流道模具由于生產(chǎn)模具成本高、設(shè)備要求較高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜等因素，在我國發(fā)展速度緩慢，還處于逐步應(yīng)用和自主研發(fā)階段[[]田夢婕,郭妍,郭永環(huán).熱流道技術(shù)在注塑模具中的應(yīng)用與發(fā)展[J].塑料科技，2017,45（01）:94-98.]。在模具制造工藝、標(biāo)準(zhǔn)化和測量技術(shù)方面，德國、日本模具企業(yè)的加工設(shè)備先進(jìn)，基本都是數(shù)控、高速切削、單向走絲線切割或5軸聯(lián)動的高速加工機床，能實現(xiàn)模具復(fù)雜型面的鏡面加工，精確度極高。而國內(nèi)模具企業(yè)的5軸聯(lián)動的高速加工機床占的比例有限，高光模具的加工與國外相比差距較大。在精密模具制造領(lǐng)域使用精密雕刻技術(shù)在復(fù)雜曲面模具加工中極具優(yōu)勢。雕刻機可以完成數(shù)控銑床無法實現(xiàn)的小尺寸加工，適合制造復(fù)雜的小特征曲面模具，從而加快了模具加工的速度，降低了新產(chǎn)品的開發(fā)成本，實現(xiàn)了快速制造[[]XinLiu,WeiFan.ApplicationofAccuracyEngravingTechniqueintheComplexCurvedSurfaceMouldProcessing[J].AdvancedMaterialsResearch,2013,2109:133-136.]。德國、日本模具的制造都完成了標(biāo)準(zhǔn)化，導(dǎo)致模具生產(chǎn)周期短，便于搭配和調(diào)試，而國內(nèi)大多為非標(biāo)準(zhǔn)件，設(shè)計周期相對較長。發(fā)達(dá)國家精密模具零件多采用激光3D測量，而國內(nèi)常用傳統(tǒng)測量工具進(jìn)行測繪，效率低、誤差大[[[]孫錫紅.我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].電加工與模具,2010,B04:31-33.]]。在模具材料方面，我國模具鋼品種沒有實現(xiàn)完全系列化，模具鋼品種、規(guī)格缺乏[[]吳茜，劉斌.模具材料研究與應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].模具工業(yè)，2017,43(03):1-7.]。加上模具鋼的冶金質(zhì)量不高，導(dǎo)致模具壽命短，必須提高鋼材的純凈度和均勻性，加強鋼材中微量元素配比的研究。我國積極引進(jìn)國外的先進(jìn)技術(shù)，如：電爐[]LiangqingWei,WeiLiangqing,PengChengyun.DesignofCoolingSystemforNarrowAreaofAutomotiveInjectionMoldBasedonComputerTechnology[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries,2020,1578(1):012097.[]田夢婕,郭妍,郭永環(huán).熱流道技術(shù)在注塑模具中的應(yīng)用與發(fā)展[J].塑料科技，2017,45（01）:94-98.[]XinLiu,WeiFan.ApplicationofAccuracyEngravingTechniqueintheComplexCurvedSurfaceMouldProcessing[J].AdvancedMaterialsResearch,2013,2109:133-136.[]孫錫紅.我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].電加工與模具,2010,B04:31-33.[]吳茜，劉斌.模具材料研究與應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].模具工業(yè)，2017,43(03):1-7.[]王春華.常用材料及其熱處理工藝探析[J].塑料制造,2016,(6):51-52.[]MasashiKurose,HiromasaAnahara,TakeshiTane,YoshihideKuwabara,KentaAoshima,TetsushiKaburagi.RelationshipBetweenForcedVibrationMethodandResidualStressinDieMaterials[J].InternationalJournalofAutomationTechnology,2020,14(5):824-834.本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施2.1本課題研究的主要內(nèi)容（1）對塑件進(jìn)行測繪，畫塑件的二維及三維零件圖并進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。（2）確定分型面，型腔數(shù)目、澆注系統(tǒng)等；初步擬定模具結(jié)構(gòu)方案。（3）選擇注射機、確定有關(guān)工藝參數(shù)。（4）方案論證、型腔、結(jié)構(gòu)零部件、導(dǎo)向機構(gòu)等結(jié)構(gòu)設(shè)計，對模具工作部分尺寸及公差進(jìn)行設(shè)計計算。（5）繪制模具裝配圖及零件圖。（6）應(yīng)用Pro/E或其他三維繪圖軟件做出模具三維結(jié)構(gòu)圖。2.2擬采用的研究方案及方法本次設(shè)計的塑件為手機保護(hù)殼，為追求美觀必須輕薄透明，具有良好的耐磨性和一定強度和硬度來保證其使用壽命，材料必須無毒無害，手機保護(hù)殼表面為磨砂材質(zhì)，模具成型面采用咬花工藝也稱為曬紋工藝加工，強酸腐蝕模具成型表面形成特殊砂紋圖案，由于手機殼表面為微磨砂，需要繼續(xù)使用噴砂機將玻璃砂直接噴射到金屬表面進(jìn)行研磨，使模具成型面粒度均勻，達(dá)到所需粗糙度要求，注塑成型加工后塑件表面產(chǎn)生磨砂層，可以提升塑件的質(zhì)感和防指紋。生產(chǎn)批量應(yīng)該是大批量生產(chǎn)。達(dá)到要求的材料有聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP),PC材料透光率高，具有良好的抗沖擊、韌性、剛性、抗蠕變性好，收縮率低，成型尺寸精度高，但抗疲勞強度低，耐磨性差。PS材料無色、無味、透明，具有優(yōu)良的電熱絕緣性能，抗拉抗彎強度高，剛度大，質(zhì)地脆而硬，抗沖擊強度差，容易摔壞，包裹性差。PP材料無色無味無毒，密度較低為0.90g/cm3-0.91g/cm3，彈性、韌性、屈服強度、硬度、抗拉強度高于聚乙烯，抗沖擊性強，抗彎曲疲勞強度特別高，耐磨和耐刮性高于PC，但收縮率為1%-2.5%，加入玻璃添加劑即可降低收縮率至0.7%。綜合考慮選擇PP材料。繪制手機保護(hù)殼模型如圖1所示。圖1手機保護(hù)殼模型運用全剖、局部剖、局部放大圖表達(dá)塑件結(jié)構(gòu)[[]大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.[]大連理工大學(xué)工程圖學(xué)教研室.機械制圖[M].北京:高等教育出版社,2013:171-193圖2手機保護(hù)殼零件圖該塑件為薄殼長方體結(jié)構(gòu)，表面磨砂處理，壁厚均勻，外側(cè)面有孔和槽結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)面為凹槽結(jié)構(gòu)。由于成型方向與分型面垂直，需采用側(cè)向抽芯機構(gòu)才能完成脫模，制定可行結(jié)構(gòu)方案見表1。表SEQ表\*ARABIC1注塑模具結(jié)構(gòu)方案方案分型面型腔布局澆口側(cè)抽芯機構(gòu)推出機構(gòu)1上端最大輪廓處一模一腔點澆口斜導(dǎo)柱推件板2中間最大輪廓處一模兩腔牛角澆口斜推桿推桿3下端最大輪廓處一模兩腔潛推桿澆口斜推桿推桿內(nèi)側(cè)邊有凹槽結(jié)構(gòu)，但凹槽較淺僅為一毫米，凹槽部分帶有圓角，聚丙烯材料韌性較好，抗彎曲疲勞強度高，側(cè)邊凹槽突出部分可采取強制脫模[[]李學(xué)峰.塑料模具設(shè)計與制造[M].2版.北京:機械工業(yè)出版社,2010:22-23.]，不會損害塑件結(jié)構(gòu)，若取上端和中間最大輪廓處為分型面，整個塑件都被包裹在動模型芯上導(dǎo)致塑件開模推出時邊緣突出部分卡在型芯中，推出過程中塑件發(fā)彈性變形并且與模具表面摩擦，產(chǎn)生刮痕、磨痕，應(yīng)該取下端最大輪廓處有利于塑件順利脫模[[]劉朝副.塑料模具設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)大學(xué)出版社,2010:54-62.]。手機保護(hù)殼通常為大批量生產(chǎn)，一模一腔效率和產(chǎn)量較低，采用一模多腔結(jié)構(gòu)較好。塑件側(cè)面孔和槽比較多，需要布置大量的側(cè)抽芯機構(gòu)，考慮到模具架構(gòu)空間有限，所以采用一模兩腔中心對稱型腔布置。手機保護(hù)殼對外觀要求比較高，外表面不允許有任何痕跡，點澆口會在塑件上表面留下澆口痕跡，必須采用潛伏澆口，牛角澆口注射時澆口直接噴射到塑件外表面容易產(chǎn)生斑痕，澆口彎曲幅度大導(dǎo)致推出凝料過程容易斷裂堵塞，加工極其復(fù)雜，成本高，但是不用人工去除澆口。采用潛推桿澆口結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠，滿足側(cè)抽芯要求[[]霍晗注射模具設(shè)計及應(yīng)用實例[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011:206-210.]。塑件側(cè)邊孔和槽的深度僅為一毫米，所需[]李學(xué)峰.塑料模具設(shè)計與制造[M].2版.北京:機械工業(yè)出版社,2010:22-23.[]劉朝副.塑料模具設(shè)計[M].北京:清華大學(xué)大學(xué)出版社,2010:54-62.[]霍晗注射模具設(shè)計及應(yīng)用實例[M].北京:機械工業(yè)出版社,2011:206-210.[]趙偉閣.模具設(shè)計[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2006.226-232.[]詹友.pro/ENGINEER中文野火版5.0模具設(shè)計實例精解[M].北京;機械工業(yè)出版社,2013.7-20.圖3分型面3.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作3.1課題研究的重點和難點重點：分型面和型腔數(shù)量的確定、澆注系統(tǒng)形式和澆口的位置選擇和設(shè)計、成型系統(tǒng)的設(shè)計與計算、結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計、合模導(dǎo)向機構(gòu)與推出機構(gòu)的設(shè)計、排氣系統(tǒng)與溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計、繪制模具裝配圖及零件圖。難點：側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計。3.2前期已開展工作3.2.1收集和查閱了大量注塑模具設(shè)計有關(guān)資料，研究了一些設(shè)計實例，了解了設(shè)計流程和設(shè)計方法，對手機殼的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。3.2.2，繪制了零件圖和三維模型，初步制定了總體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。4.完成本課題的工作方案及進(jìn)度計劃（按周次填寫）第1周