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畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告
題目名稱： 摩托車后燈罩注塑模具設(shè)計(jì)
院系名稱： 機(jī)電 學(xué) 院
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
學(xué)生姓名： _
指導(dǎo)教師: _ ______
2011年03月
- 6 -
中原工學(xué)院開(kāi)題報(bào)告
1 本課題所涉及的內(nèi)容及其研究的綜述
1.1模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀
模具行業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域。模具技術(shù)水平的高低，決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能力，它已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志。目前，塑料模具在整個(gè)模具行業(yè)中約占30%左右。二十一世紀(jì)世界制造加工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，對(duì)注塑產(chǎn)品與模具的設(shè)計(jì)制造提出了新的挑戰(zhàn)，產(chǎn)品需求的多樣性要求塑件設(shè)計(jì)的多品種、復(fù)雜化，市場(chǎng)的快速變化要求發(fā)展產(chǎn)品及模具的快速設(shè)計(jì)制造技術(shù)，全球性的經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)要求盡可能地降低產(chǎn)品成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，創(chuàng)新、精密、復(fù)雜、高附加值已成為注塑產(chǎn)品的發(fā)展方向，必須尋求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑產(chǎn)品與模具設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)。
當(dāng)前，國(guó)內(nèi)塑料模具市場(chǎng)以注塑模具需求量最大，其中發(fā)展重點(diǎn)為工程塑料模具。有關(guān)數(shù)據(jù)表明,目前僅汽車行業(yè)就需要各種塑料制品36萬(wàn)噸；電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過(guò)1000萬(wàn)臺(tái)；彩電的年產(chǎn)量已超過(guò)3000萬(wàn)臺(tái)；到2010年,在建材行業(yè),塑料門窗的普及率為30％,塑料管的普及率將達(dá)到50％。這些都會(huì)導(dǎo)致對(duì)模具的需求量大幅度增長(zhǎng)。近來(lái)我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，目前已呈現(xiàn)出市場(chǎng)廣闊、產(chǎn)銷兩旺的局面。深圳周邊及珠江三角洲地區(qū)是中國(guó)塑料模具工業(yè)最為發(fā)達(dá)、科技含量最高的區(qū)域，預(yù)計(jì)有可能在10年內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。其次，浙江東部的余姚、寧海、黃巖溫州等地區(qū)的塑料模具工業(yè)發(fā)展也非常快。 相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國(guó)家塑料模具企業(yè)移師中國(guó)，是國(guó)內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國(guó)技術(shù)人才水平的提高和平均勞動(dòng)力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢(shì)，這些是塑料模具市場(chǎng)迅速成長(zhǎng)的重要因素所在，所以中國(guó)塑模市場(chǎng)的前景一片輝煌。
1.2我國(guó)模具發(fā)展的現(xiàn)狀
雖然近幾年來(lái)，我國(guó)塑料模具無(wú)論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都有了很大發(fā)展，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，在總量供不應(yīng)求的同時(shí)，一些低檔塑料模具已供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈；一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有一些趨向于供過(guò)于求，然而精密加工設(shè)備還很少，一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的中高檔塑料模具每年仍大量進(jìn)口。許多先進(jìn)的技術(shù)如ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＭ技術(shù)的普及率還不高，我國(guó)塑料模具行業(yè)與其發(fā)展需要和國(guó)外先進(jìn)水平相比，還存在很多方面的問(wèn)題?，F(xiàn)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化程度為70％～80％，而我國(guó)只有30％左右。如能廣泛應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件，將會(huì)縮短模具設(shè)計(jì)制造周期25％～40％，并可減少由于使用者自制模具件而造成的工時(shí)浪費(fèi)。現(xiàn)在應(yīng)用模具CAD／CAM技術(shù)設(shè)計(jì)模具已較為普遍，隨著通用機(jī)械CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展，塑料注射模CAD/CAM已經(jīng)不斷的深化。從上世紀(jì)60年代基于線框模型的CAD系統(tǒng)開(kāi)始, 到70年代以曲面造型為核心的CAD/CAM系統(tǒng)，80年代實(shí)體造型技術(shù)的成功應(yīng)用，90年代基于特徵的參數(shù)化實(shí)體/曲面造型技術(shù)的完善，為塑料注射模采用CAD/CAE/CAM技術(shù)提供了可靠的保證。目前在國(guó)內(nèi)外巿場(chǎng)已涌現(xiàn)出一批成功應(yīng)用于塑料注射模的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。而且通過(guò)推廣使用模具標(biāo)準(zhǔn)件，實(shí)現(xiàn)了部分資源共享，這樣就大大減少模具設(shè)計(jì)的工作量和工作時(shí)間，對(duì)于發(fā)展CAD／CAM技術(shù)、提高模具的精密度有重要意義。因此，模具成為國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)與支持發(fā)展的技術(shù)和產(chǎn)品。現(xiàn)代模具是多學(xué)科知識(shí)集聚的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一部分，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的裝備產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)、資金與勞動(dòng)相對(duì)密集。
1.3參數(shù)化技術(shù)慨述
參數(shù)化技術(shù)是當(dāng)前CAD技術(shù)重要的研究領(lǐng)域之一，通過(guò)改動(dòng)圖形某一部分或某幾部分的尺寸，自動(dòng)完成對(duì)圖形中相關(guān)部分的改動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)尺寸對(duì)圖形的驅(qū)動(dòng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，系統(tǒng)自動(dòng)地捕獲用戶的設(shè)計(jì)意圖，并把各個(gè)設(shè)計(jì)對(duì)象以及對(duì)象之間的關(guān)系記錄下來(lái)，當(dāng)用戶修改圖紙中的設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)地更新圖紙，使圖紙中反映用戶設(shè)計(jì)意圖的設(shè)計(jì)對(duì)象之間的關(guān)系依舊可以維持。參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)以其強(qiáng)有力的草圖設(shè)計(jì)、尺寸驅(qū)動(dòng)修改圖形功能，極大地改善了圖形的修改手段，提高了設(shè)計(jì)的柔性，在慨念設(shè)計(jì)、初始設(shè)計(jì)、產(chǎn)品建模及修改系列設(shè)計(jì)、多方案比較、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、實(shí)體造型、裝配、公差分析與綜合、機(jī)構(gòu)仿真、優(yōu)化設(shè)計(jì)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，并體現(xiàn)出很高的應(yīng)用價(jià)值，能否實(shí)現(xiàn)參數(shù)化目前已成為評(píng)價(jià)CAD系統(tǒng)優(yōu)劣的重要技術(shù)指標(biāo)。
CADNGINEER 集合了零件設(shè)計(jì)、產(chǎn)品組合、模具開(kāi)發(fā)、NC加工、鈑金件設(shè)計(jì)、鑄造件設(shè)計(jì)、自動(dòng)量測(cè)、機(jī)構(gòu)仿真、應(yīng)力分析等功能于一體。是塑料模具實(shí)現(xiàn)參數(shù)化的一個(gè)必備的軟件。EMX（Expert Moldbase Extension）是CAD系統(tǒng)中的一個(gè)外掛模塊，專門用來(lái)建立各種標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件和滑塊、斜銷等附件，能夠建立冷卻水管，能夠自動(dòng)產(chǎn)生模具工程圖和明細(xì)表，還可以模擬模具開(kāi)模過(guò)程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真和干涉檢查，并可將仿真結(jié)果輸出成視頻文件，是個(gè)功能非常強(qiáng)大且使用非常方便的模具設(shè)計(jì)工具。
本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和模架設(shè)計(jì)是利用模架設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)設(shè)計(jì)的。型腔和型芯設(shè)計(jì)可以在EMX里設(shè)計(jì)，也可以事先在CAD的制造模塊里完成。本設(shè)計(jì)有一部分是在EMX里完成。在模架調(diào)入之后可以根據(jù)需要添加、刪除各種模具零件。也可以修改現(xiàn)成的標(biāo)準(zhǔn)件使之滿足自身設(shè)計(jì)。完全的參數(shù)化設(shè)計(jì)，使用非常方便。
CADNGINEER參數(shù)化設(shè)計(jì)的特性：
(1)．3D實(shí)體模型除了可以將用戶的設(shè)計(jì)思想以最真實(shí)的模型在計(jì)算機(jī)上表現(xiàn)出來(lái)之外，借助于系統(tǒng)參數(shù)，還可以隨時(shí)計(jì)算出產(chǎn)品的體積、面積、重心、重量、慣性大小等，可極大的減少設(shè)計(jì)人員的計(jì)算時(shí)間。
(2)．CADNGINEER可隨時(shí)由3D實(shí)體模型產(chǎn)生2D工程圖，且可自動(dòng)標(biāo)示工程圖尺寸。不論在3D還是2D圖形上作尺寸修正。其相關(guān)的2D圖形或3D實(shí)體模型均自動(dòng)修改，同時(shí)組合、制造等相關(guān)設(shè)計(jì)也會(huì)自動(dòng)修改，如此可確保數(shù)據(jù)的正確性，并避免反復(fù)修正的耗時(shí)性。
(3)．以特征作為設(shè)計(jì)的單位?？呻S時(shí)對(duì)特征做合理、不違反幾何順序調(diào)整、插入、刪除、重新定義等修正動(dòng)作。
1.4 選題目的以及意義
畢業(yè)設(shè)計(jì)將總結(jié)專業(yè)基礎(chǔ)和專業(yè)技術(shù)的學(xué)習(xí)成果,鍛煉和開(kāi)發(fā)學(xué)生的綜合運(yùn)用能力。本課題要求跟據(jù)圖紙以及任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)優(yōu)化的模具。該塑件為摩托車尾燈罩，它是配在摩托車上用的一種燈罩子，批量很大，為大批量生產(chǎn)。其結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜，有1個(gè)側(cè)抽芯，因而該塑件的模具有一個(gè)典型結(jié)構(gòu)——側(cè)抽芯滑塊機(jī)構(gòu)。這個(gè)課題能充分體現(xiàn)專業(yè)知識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)能力有一定的鍛煉。
通過(guò)對(duì)摩托車尾燈罩的注射模具的設(shè)計(jì)，可以鞏固專業(yè)知識(shí)為以后從事本專業(yè)實(shí)際工作和研究工作奠定了重要的思想基礎(chǔ)，也同時(shí)具有一定的初步開(kāi)發(fā)模具能力。另外加深了對(duì)機(jī)械基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用。提高了整體的設(shè)計(jì)能力。
1.4 本課題涉及內(nèi)容
塑件零件圖：如圖1-1所示
年產(chǎn)量：大批量
材料：ABS707
材料厚度：1mm
圖1-1 塑件零件圖
參考文獻(xiàn)：
[1] 李力 崔江紅 肖慶和 胡紀(jì)云編著. 塑料成型模具設(shè)計(jì)與制造.北京：國(guó)防工業(yè)出版社,2007.5
[2] 齊衛(wèi)東主編. 塑料模具設(shè)計(jì)與制造.北京：高等教育出版社,2004.7
[3] 孫鳳勤主編. 模具制造工藝與設(shè)備. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2008.4
[4] 楊峰主編. 模具設(shè)計(jì). 北京：人民郵電出版社，2003
?2．本課題有待解決的主要關(guān)鍵問(wèn)題
??本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是摩托車后燈罩模具設(shè)計(jì)。這個(gè)課題是十分實(shí)際的，就是加油站中加油機(jī)上的摩托車后燈罩。本課題給出摩托車后燈罩的塑件，要求做出生產(chǎn)此塑件的模具。要完成此課題，首先要根據(jù)塑件的外形測(cè)繪出創(chuàng)建這個(gè)塑件的3D所需要的各個(gè)參數(shù)。用3D軟件所這個(gè)塑件做出來(lái)，并按要求把它的零件圖畫(huà)出來(lái)。最后再用CAD的方法把加工此塑件的模具給做出來(lái)。
本課題的關(guān)鍵是模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)并不說(shuō)你想用什么結(jié)構(gòu)就用什么結(jié)構(gòu)的，它是一定限制的。當(dāng)然了，有時(shí)我們也可以選擇幾種結(jié)構(gòu)，然后根據(jù)實(shí)際的需要及加工的經(jīng)濟(jì)性等，選擇一個(gè)較好的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本課題所提供的塑件可以知道，要想把該塑件加工出來(lái)，必須有側(cè)抽，也就是必須采用側(cè)向抽芯機(jī)構(gòu)。根據(jù)我們所學(xué)的知識(shí)，抽芯機(jī)構(gòu)按動(dòng)力來(lái)源可以分為：手動(dòng)抽芯、氣動(dòng)抽芯、液壓和機(jī)動(dòng)抽芯四種類型。抽芯機(jī)構(gòu)中比較典型的有：斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)、彎銷內(nèi)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)、齒輪齒條抽芯機(jī)構(gòu)等。然而我們還可以采用液壓油缸的來(lái)回移動(dòng)來(lái)完成側(cè)抽，這種方法最簡(jiǎn)單也最容易實(shí)現(xiàn)。由塑件的結(jié)構(gòu)，在完成本注塑模具的設(shè)計(jì)時(shí)，我將要用液壓油缸及斜導(dǎo)柱滑塊機(jī)構(gòu)來(lái)分別完成兩組側(cè)抽的動(dòng)作。
本課程設(shè)計(jì)所提供的塑件，厚比較薄而且中間是空的，所以本課題在考慮模具的結(jié)構(gòu)，可以不用采用頂出機(jī)構(gòu)，而是用手動(dòng)的方式，在開(kāi)模時(shí)將塑件從模具型腔中取出。這樣就可以使模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單化，大大減少了制造的成本。
另外本課題所要解決的問(wèn)題就是澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)我們所學(xué)的知識(shí)，澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、冷料井、澆口等組成。澆口是連接流道與型腔的一段窄狹通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，它的形狀、尺寸和開(kāi)設(shè)的位置對(duì)制品的成型質(zhì)量影響很大。在本設(shè)計(jì)中采用矩形澆口，它從制品內(nèi)側(cè)邊緣進(jìn)料。
對(duì)于關(guān)鍵問(wèn)題，處理起來(lái)很棘手，要求我們考慮的問(wèn)題較多，要力求想出解決關(guān)鍵問(wèn)題的最佳辦法。上面已經(jīng)闡述的問(wèn)題，需要相當(dāng)?shù)闹R(shí)廣度和專業(yè)深度，由于在以前的學(xué)習(xí)過(guò)程中課時(shí)比較少，沒(méi)能有效的把課堂知識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐技能，此外，課堂所學(xué)與實(shí)踐設(shè)計(jì)還有一定差距，因此現(xiàn)在準(zhǔn)備起來(lái)感覺(jué)自己所學(xué)的知識(shí)十分有限，但還好的是我們還有一個(gè)月的假期實(shí)習(xí)，正好填補(bǔ)了這些方面的一些空缺。但如此我們?nèi)匀恍枰喿x大量相關(guān)書(shū)籍，特別是軟件方面的書(shū)籍。對(duì)于軟件的操作并非一日之功，所以需要大量的練習(xí)與上機(jī)操作。在此次課題研究初期，我借閱了大量有關(guān)注塑模具設(shè)計(jì)方面的書(shū)籍，并結(jié)合課題要求有目的的進(jìn)行學(xué)習(xí)，達(dá)到學(xué)以至用。此外更重要的是，向?qū)I(yè)老師或在實(shí)習(xí)中向工人師傅針對(duì)課題的不解之處請(qǐng)教，從中得出一些啟示，為以后的設(shè)計(jì)制作提供積累寶貴經(jīng)驗(yàn)，避免走不必要的彎路。
3．對(duì)課題要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
3.1 課題要求：
(1)熟悉塑件的圖樣，分析塑件的工藝性，為進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算打好基礎(chǔ)。
(2)合理的選擇注塑設(shè)備，確定壓力機(jī)參數(shù)。
(3)確定模具的具體結(jié)構(gòu)以及模架的參數(shù)，繪制模具草圖。
(4)繪制模具的裝配圖及主要零件圖。
3.2 預(yù)期目標(biāo)的可行性分析
1) 摩托車后燈罩的工藝分析是整個(gè)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，認(rèn)真分析塑件，包括塑件概況、塑件用的塑料概況、所選的注塑機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)、注塑機(jī)壓力與行程、注塑成型條件等，為設(shè)計(jì)作準(zhǔn)備；
2) 確定型腔的數(shù)目并選擇分型面，確定型腔布置方案；
3) 確定模具的脫模方式、澆注系統(tǒng)及項(xiàng)出機(jī)構(gòu)；
4) 確定調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、凹模和型芯的結(jié)構(gòu)和模具的排氣方式；
5) 根據(jù)相應(yīng)的公式計(jì)算成型零件的工作尺寸及決定模具型腔的側(cè)壁厚度、型腔底板、型腔墊板、動(dòng)模板的厚度、拼塊式型腔的型腔板厚度及注塑模的閉合高度；
6) 模具總體設(shè)計(jì)及其主要零部件的設(shè)計(jì)，繪制模具草圖；
7) 考慮模具與注塑機(jī)的關(guān)系，計(jì)算最大注注塑量、鎖模力、注射壓力、模具在注塑機(jī)上的安裝尺寸校核、開(kāi)模行程校核等；
8) 繪制模具的裝配圖及其主要部件零件圖；
9) 復(fù)核圖紙。
4．完成本課題的工作計(jì)劃及進(jìn)度安排
2.21――3.06 課題調(diào)研及畢業(yè)實(shí)習(xí)
3.07――3.13 總體方案論證及譯文
3.14――3.27 總體設(shè)計(jì)
3.28――5.15 具體零部件設(shè)計(jì)
5.23――5.25 答辯資格評(píng)審
5.31――6.01 畢業(yè)答辯
6.02――6.07 畢業(yè)設(shè)計(jì)修改
5 指導(dǎo)教師審閱意見(jiàn)
指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日
6 指導(dǎo)小組意見(jiàn)
指導(dǎo)小組組長(zhǎng)(簽字)：
年 月 日