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

山 東 科 技 大 學本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題 目 端蓋注塑模具設計及仿真分析學 院 名 稱 機械電子工程學院 專業(yè)班級 材料成型及控制工程2011-02 學生姓名 張家豪 學 號 201101042035 指 導 教 師 王翠香 填表時間：2015 年 4 月 10 日設計（論文）題目端蓋注塑模畢業(yè)設計設計（論文）類型（劃“”）工程設計應用研究開發(fā)研究基礎研究其它 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)和應用，促進了塑料成型方法的研究和應用，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)部門的推廣應用，產(chǎn)品對模具的要求也越來越高。并且隨著科學的發(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)品的造型設計和模具的設計、制造與更新為前提的。但是傳統(tǒng)的手工設計模式已經(jīng)不能很好地適應時代的需要，而計算機輔助設計與制造已成為許多大型CAD/CAM/CAE軟件追求的目標。與傳統(tǒng)的模具設計相比，計算機輔助設計技術無論是在提高生產(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用，如AutoCAD、Pro/Engineer等，以及相關軟件的應用，其中Pro/Engineer是由美國PTC公司開發(fā)的機械設計自動化系統(tǒng)，具有單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關聯(lián)等特點，是目前機械行業(yè)人士廣為應用的設計軟件，在模具設計方面也得到了廣泛應用。 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。為以后進行更復雜的設計工作奠定良好的基礎。因此本次畢業(yè)設計在對所學知識的鞏固及靈活運用所學知識來解決實際問題等方面有著深遠的意義。注射模具的設計過程要求我們學生綜合知識和實踐能力較強，它既是我們大學三年所學的機 械制圖、工程材料、公差配合與技術測量、塑料成型工藝與設備等技術基礎課、專業(yè)課的綜合應用，又需要我們學生了解大量的實踐經(jīng)驗。 通過畢業(yè)設計，會使我們在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：塑料制品的設計及成型工藝的選擇；一般塑料制品成型模具的設計能力；塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進、塑料模具結構改進設計的能力；了解模具設計的常用商業(yè)軟件以及同實際設計的結合。二、 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱） 模具工業(yè)是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域，本文分析和總結了塑料模設計的原理、特點及塑料模具的分類。隨著模具CAD/CAM技術日趨成熟，CAD/CAM技術廣泛應用于模具設計和模具凹凸模的自動編程數(shù)控加工中，本文對CAD/CAM技術中的常用軟件PRO/E的特點及應用進行了總結。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構設計，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構，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的各個組件）結構的設計和尺寸的計算。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）的設計。注射模具的推出機構（包括推桿、復位桿、推桿固定板、推板等）的設計。溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)以及排氣系統(tǒng)的設計。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，所以得到廣泛的應用。從某種意義上來說，模具生產(chǎn)技術水平的高低，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，主要缺陷明顯的表現(xiàn)在精度不高，技術含量底、復雜程度底等缺點。嚴重的阻礙著國內(nèi)塑料制品業(yè)的發(fā)展。設計出好的產(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則尤為重要。隨著世界各國生產(chǎn)需要和塑料應用的不斷擴大，塑料已成為在鋼鐵、木材、水泥之后的第四大工業(yè)基礎材料。在這基礎上所產(chǎn)生的塑料加工手段中的塑料模具的設計和制作水平，對塑料制品的成型質(zhì)量有著至關重要的影響。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，故其設計和制作水平提高很快，特別是計算機輔助設計和輔助制造技術發(fā)展很快。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎上發(fā)展起來的，它是計算機技術在模具生產(chǎn)中綜合應用的一個新的飛躍。模具CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關鍵技術，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，使技術人員能借助于計算機對產(chǎn)品、模具結構、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進行設計和優(yōu)化。模具CAD/CAM技術的迅猛發(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支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設計，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)絡化的最優(yōu)選擇。四、 擬解決的關鍵問題 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，因而廣泛應用在塑料制品生產(chǎn)當中。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經(jīng)濟指標。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). 模具類型及結構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、成型零件的結構、澆注系統(tǒng)與排氣、引氣系統(tǒng)結構、脫模機構和拉料桿的結構形式、溫控系統(tǒng)設計； (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、模具溫控有關的計算。2、難點 (1). 分型面的選擇，推出機構、復位機構等的設計；(2). 型芯及型腔成型部分的設計及加工工藝； (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)化設計，冷卻系統(tǒng)的優(yōu)化設計，工藝方案分析與論證； (5). 澆口位置與澆口數(shù)量是否最佳，如何減小塑件應力和翹曲等。五、 研究思路和方法 采用PRO/ENGINEER模具設計系統(tǒng)來制作三維模型，進行端蓋的各個系統(tǒng)設計、仿真和各種制模方案的制定。PRO/ENGINEER模具設計系統(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模具設計和細化模架。使用EMX系統(tǒng)可以使設計者針對自己的設計要求，方便的修改細節(jié)參數(shù)，最終方便設計出理想的高質(zhì)量模具，大大減少塑料模具所需的設計、定制和細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，學習相關知識，分析塑件的三維模型；（第1-2周）2、確定設計方案，寫出開題報告； （第3周）3、選定分型面，設計成型零件；（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計裝配，仿真開模動作；（第7周）6、用Moldflow仿真軟件對設計進行分析并優(yōu)化 ； （第8周）7、對設計進一步完善、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、修改設計，準備答辯； （第12周）七、 參考文獻1 屈華昌塑料成型工藝及模具設計M北京：機械工業(yè)出版社，2003 2 濮良貴，紀名剛. 機械設計M. 北京：高等教育出版社，20063 徐灝.機械設計手冊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M.機械工業(yè)出版社，2005 6 賈潤禮,程志遠. 實用注塑模設計手冊M.中國輕工業(yè)出版社，2000 7 廖念釗.互換性與技術測量M.中國計量出版社，1991 8 馮炳堯,韓泰榮，蔣文生. 模具設計與制造簡明手冊M.上海：上?？茖W技術 出版社，1998 9 CHEN Liang-jian et al. Porous titanium