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南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學 生 姓 名：
王伯克
學 號：
05010229
專 業(yè)：
機械工程及其自動化
設計(論文)題目：
插座注射模設計
指 導 教 師:
丁武學
2009年 03 月 15日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；
3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；
4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫
2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
摘要 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60％～80％的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低。當代，模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力[1]。下面針對CAD/CAM/CAE的應用，先進制造技術的應用，模具材料的發(fā)展等做了簡要的介紹。
關鍵詞 發(fā)展現(xiàn)狀 先進技術 發(fā)展趨勢
1 我國模具技術現(xiàn)狀
20世紀80年代以來，國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15% 左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎工藝裝備”已經(jīng)取得了共識。目前，中國有17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術發(fā)展。加大了用于技術進步的投入力度，將技術進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構和大專院校也開展了模具技術的研究與開發(fā)。
中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48in（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術、模具的電加工和數(shù)控加工技術、快速成型與快速制模技術、新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。
進入21世紀，在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術來加速模具工業(yè)的技術進步，這是各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求[2]。
2 我國模具技術發(fā)展趨勢
2.1 CAD/CAE/CAM的應用
模具CAD/CAE/CAM技術的集成及其特點現(xiàn)代化的模具制造加工業(yè)，應以使用模具CAD/CAE/IEAM技術來實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的產(chǎn)品生產(chǎn)為目標以適應用戶對產(chǎn)品個性化的追求，在我國，有許多模具企業(yè)大都憑經(jīng)驗或已經(jīng)在設計、制造等方面分散使用CAD、CAE、CAM單項技術來實現(xiàn)生產(chǎn)，這種“自動化孤島”的方法使整個生產(chǎn)過程資源共享率低、信息不流暢，導致研制產(chǎn)品周期長、更新?lián)Q代慢，難以在國際競爭中生存和發(fā)展。國外推廣 CAD/CAE/CAM技術成功的經(jīng)驗表明：企業(yè)取得顯著效益，很多是從集成應用中得到的，而不是單項應用的結果[3,4]。
CAD/CAE/CAM一體化的角度來說，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和功效[5,6]。
2.2 現(xiàn)場化的模具檢測技術
精密模具的發(fā)展，對測量的要求越來越高。精密的三坐標測量機，長期以來受環(huán)境的限制，很少在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。新一代三坐標測量機基本上都具有溫度補償及采用抗振材料，改善防塵措施，提高環(huán)境適應性和使用可靠性，使其能方便地安裝在車間使用，以實現(xiàn)測量現(xiàn)場化的特點[7]。
2.3 先進制造技術的應用
高速銑削技術早在2 0世紀3 0年代就已經(jīng)被提出，德國切削物理學家Carl Salomon根據(jù)一些實驗曲線，即現(xiàn)在被稱為SalomonI線”，提出了高速切削（High SpeedCutting，簡稱HSC）的概念。銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小，加工平穩(wěn)、如工質(zhì)量良好、加工效率高（為普通銑削加工的5倍～10倍）及可加工硬材料（<60HRC）等諸多優(yōu)點，因而在模具的加工中日益受到重視[8]。瑞士米克朗公司UCP710型五軸聯(lián)動加工中心，其機床定位精度可達8μm，自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸，最大轉(zhuǎn)速為42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速銑床，其加工范圍達2500mm×5000mm，轉(zhuǎn)速達20500轉(zhuǎn)/min，切削進給速度達20m/min。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽車覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料模等曲面加工，其曲面加工精度可達0.001mm。
基于RPM快速經(jīng)濟制模技術快速原型零件制造技術就是20世紀后期起源于美國，并很快發(fā)展起來的一種先進制造技術，RPM技術就是近20年來制造技術領域的一次重大突破、它是綜合利用CAD技術、數(shù)控技術、材料科學、機械工程、電子技術及激光技術的技術集成以實現(xiàn)從零件設計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術[9,10]。
RPM技術發(fā)展至今天，其發(fā)展重心已從快速原型制造（RPM）向快速模具（RT）制造及金屬零件快速制造方向轉(zhuǎn)移，各種各樣的后續(xù)制造材料及工藝不斷出現(xiàn)。目前RPM的快速制模主要是注射模、沖壓模、壓鑄模等。快速經(jīng)濟模具制造技術乏二袤躉在快速原型（RP）與快速模具制造（RT）上。近年來，RP+ RT的研究成為國內(nèi)外RPM界十分關注并大力開發(fā)的領域之一[11]。
2.4 模具材料的發(fā)展
近些年來，除了傳統(tǒng)的表面淬火技術、熱擴散技術、堆焊技術和電鍍硬鉻技術，還包括激光表面強化技術、物理氣相沉淀技術、化學氣相沉淀技術、離子注入技術、熱噴涂技術、符合電鍍技術、符合電刷鍍技術和化學鍍技術等。
稀土表面工程技術和納米表面工程技術的進展進一步推動模具制造的表面工程技術的發(fā)展。在具體處理方而，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復合滲（如TD法）發(fā)展；由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAIN、 CrN、Cr7C3、W2C：等，由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術及電鍍（刷鍍）防腐強化等技術也日益受到重視[12]。
2.5 鏡面拋光的模具表面工程技術
模具拋光技術是模具表面工程中的重要組成部分，是模具制造過程中后處理的重要工藝。目前，國內(nèi)模具拋光至Ra0.05μm的拋光設備、磨具磨料及工藝，可以基本滿足需要，而要拋至Ra0.025μm的鏡面拋光設備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具在生產(chǎn)中的大規(guī)模應用，模具拋光技術就成為模具生產(chǎn)的關鍵問題。由于國內(nèi)拋光工藝技術及材料等方面還存在一定問題，所以如傻瓜相機鏡頭注塑模、CD、VCD光盤及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依賴進口[13]。
值得注意的是，模具表面拋光不單受拋光設備和工藝技術的影響，還受模具材料鏡面度的影響，這一點還沒有引起足夠的重視，也就是說，拋光本身受模具材料的制約。例如，用45#碳素鋼做注塑模時，拋光至Ra0.2μm時，肉眼可見明顯的缺陷，繼續(xù)拋下去只能增加光亮度，而粗糙度已無望改善，故目前國內(nèi)在鏡面模具生產(chǎn)中往往采用進口模具材料，如瑞典的一勝百136、日本大同的PD555等都能獲得滿意的鏡面度。 鏡面模具材料不單是化學成分問題，更主要的是冶煉時要求采用真空脫氣、氬氣保護鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進工藝，使鏡面模具鋼具內(nèi)部缺陷少、雜質(zhì)粒度細、彌散程度高、金屬晶粒度細、均勻度好等一系列優(yōu)點，以達到拋光至鏡面的模具鋼的要求[14]。
2.6 其逆向工程技術
逆向工程（Reverse.Engirleering，RE）也稱反向工程或反求工程，是相對于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計流程即所謂的正向工程（Forward Engineering，F(xiàn)E）而提出的。其基本思想是：通過對實物或零件進行掃描測量以及各種先進的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息，然后充分利用CAD/CAM技術快速、準確地建立產(chǎn)品的數(shù)學幾何模型，進行數(shù)據(jù)重構設計，最后經(jīng)過適當?shù)墓こ谭治?、結構設計和CAM編程，就可以加工出產(chǎn)品模具。逆向工程是以設計方法學為指導，以現(xiàn)代化設計理論、方法、技術為基礎，運用各種專業(yè)人員的工程設計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有產(chǎn)品進行解剖、深化和再創(chuàng)造[15]。
3 總結
隨著信息時代的到來，模具制造業(yè)全球化是發(fā)展的必然趨勢；其競爭不斷加劇，使當前模具制造業(yè)面臨極大的挑戰(zhàn)，這一挑戰(zhàn)主要來源于市場和技術兩大方面。每個技術單元同時面向市場和合作伙伴，必須靈活地進行重組和集成，達到優(yōu)勢互補。高速切削、逆向工程、快速成形技術與CAD/CAE/CAM/RP的集成可使設計概念轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的時間縮短幾倍乃至幾十倍，構成一個快速產(chǎn)品開發(fā)及其模具制造的綜合系統(tǒng)，可以實現(xiàn)從產(chǎn)品的設計、分析、加工到管理的靈活經(jīng)濟的組織方式，從而推動模具制造技術的發(fā)展。
參 考 文 獻
[1] 胡石玉. 模具制造技術[M]. 南京：東南大學出版社，1997
[2] 高佩服等. 使用模具制造技術[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社，2001
[3] 肖祥芷，王義林等. 模具CAD/CAM/CAE[M]. 北京:電子工業(yè)出版社，2004
[4] 何濤主. CAD/CAM[M]. 北京：北京大學出版社，2006
[5] 陳敬. CAD/CAM/CAE技術基礎[M]. 北京：機械工業(yè)出版社北京，2007
[6] 袁寧，夏琴香等. 模具設計及計算機應用[M]. 廣州：東南大學出版社，2008
[7] 張發(fā)啟等. 現(xiàn)代測試技術及應用[M]. 西安：西安電子科技大學，2008
[8] 張世琪等. 現(xiàn)代制造技術導論[M]. 北京：兵器工業(yè)出版社，2000
[9] 莫建華. 快速成型及快速制模[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007
[10] 王學讓. 快速成型與快速模具制造技術[M]. 北京：清華大學出版社，2007
[11] 王廣春. 快速成型與快速模具制造技術及應用[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2003
[12] 王廣模. 模具材料[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007
[13] 熊惟皓. 模具表面處理與表面加工[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2007
[14] 楊明安. 現(xiàn)代表面工程技術[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2007
[15] 李元等. 先進制造技術[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一 課題內(nèi)容
此課題的內(nèi)容為塑料插座注射模的設計，注射模是成型塑料子品的主要工具，具有高效率，成型后加工少的特點。塑料插座基本形狀為立方形，內(nèi)為中空，有兩個隔板，在一邊含有一個開口，需要進行側(cè)抽芯。
二 研究途徑
1. 尺寸的測量
首先對插座的尺寸進行測量，并進行圓整。
2. 注射模法案設計
（1)注射模類型的選擇
此插座機構常見，使用常見模具結構即可。
（2)分型面的選擇
選擇此插座的最大界面處為分型面，接近插座開口一次。詳細位置請看圖。
（3)側(cè)抽芯機構的選擇
為實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，提高效率，同時根據(jù)插座側(cè)抽芯的位置，我選擇使用斜導柱側(cè)抽芯機構。
（4)澆口的選擇
根據(jù)插座的形狀特征，其上表面突起較多，下部為空心，擬用側(cè)澆口。
3. 注射模具尺寸的計算
4. 通過PRO-E及其他軟件，完成模具三維造型的設計及其工程圖繪制。
6. 完成制造工藝的設計
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日