端盖注塑模具设计及仿真分析本科毕业论文开题报告.docVIP

山 东 科 技 大 学本科毕业设计（论文）开题报告题 目 端盖注塑模具设计及仿真分析学 院 名 称 机械电子工程学院 专业班级 材料成型及控制工程2011-02 学生姓名 张家豪 学 号 201101042035 指 导 教 师 王翠香 填表时间：2015 年 4 月 10 日设计（论文）题目端盖注塑模毕业设计设计（论文）类型（划“”）工程设计应用研究开发研究基础研究其它 一、 本课题的研究目的和意义 模具是一种工业加工工具，它利用其特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品。模具在各种材料加工工业中被广泛的使用，是工业生产中非常重要的工艺装备，而模具工业更是国民经济各部门发展的重要的基础工业。塑料模具是用于成型塑料制件的模具，它是一种型腔模。随着中国国民经济的发展，对于塑料模具的需求越来越多，要求也随之提高。并且随着塑料的不断开发和应用，促进了塑料成型方法的研究和应用，以及塑料成型模具的开发和制造。 本课题为注塑模具设计，模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展，以及塑料制品在各个工业部门的推广应用，产品对模具的要求也越来越高。并且随着科学的发展，各种产品的更新换代速度越来越快，而产品的更新是以新产品的造型设计和模具的设计、制造与更新为前提的。但是传统的手工设计模式已经不能很好地适应时代的需要，而计算机辅助设计与制造已成为许多大型CAD/CAM/CAE软件追求的目标。与传统的模具设计相比，计算机辅助设计技术无论是在提高生产率、保证产品质量方面，还是在降低成本、减轻劳动强度方面，都具有极大的优越性。而本题的研究将涉及一些二维及三维软件软件的应用，如AutoCAD、Pro/Engineer等，以及相关软件的应用，其中Pro/Engineer是由美国PTC公司开发的机械设计自动化系统，具有单一数据库、参数化、基于特征、全相关联等特点，是目前机械行业人士广为应用的设计软件，在模具设计方面也得到了广泛应用。 此课题来自日常生活中随处可见的塑料制品,而塑料制品占到了模具生产中的百分之八十左右!所以借此机会,对塑料模具的设计进行进一步的巩固、熟练和加深。使我们在独立思考、独立工作能力方面获得培养和提高。为以后进行更复杂的设计工作奠定良好的基础。因此本次毕业设计在对所学知识的巩固及灵活运用所学知识来解决实际问题等方面有着深远的意义。注射模具的设计过程要求我们学生综合知识和实践能力较强，它既是我们大学三年所学的机 械制图、工程材料、公差配合与技术测量、塑料成型工艺与设备等技术基础课、专业课的综合应用，又需要我们学生了解大量的实践经验。 通过毕业设计，会使我们在下述基本能力上得到培养和锻炼：塑料制品的设计及成型工艺的选择；一般塑料制品成型模具的设计能力；塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力；了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合。二、 本课题的主要研究内容（提纲） 模具工业是高新技术产业化的重要领域，本文分析和总结了塑料模设计的原理、特点及塑料模具的分类。随着模具CAD/CAM技术日趋成熟，CAD/CAM技术广泛应用于模具设计和模具凹凸模的自动编程数控加工中，本文对CAD/CAM技术中的常用软件PRO/E的特点及应用进行了总结。本课题的主要内容是要求在Pro/E的环境下，通过对给出的塑料端盖三维模型的测绘得出模型的基本信息。然后根据给出的塑料要求和塑料的工艺性能，选择注塑成型机，并完成塑料注塑成型模具的结构设计，建立模具的三维模型并用Moldflow仿真软件对模具进行CAE分析并优化。同时研究塑料端盖模具的注塑结构，包括其型腔数、位置，确定分型面、浇注系统，浇注口的位置、尺寸，流道的位置、尺寸等各方面模具的知识。课题要解决的问题或研究的基本内容塑料模具成形部分（包括凸凹模以及相应的各个组件）结构的设计和尺寸的计算。注射模具的浇注系统（包括主流道、分流道、浇口及冷料穴等）的设计。注射模具的推出机构（包括推杆、复位杆、推杆固定板、推板等）的设计。温度调节系统以及排气系统的设计。三、 文献综述（国内外研究情况及其发展） 模具是工业生产之母，是工业产品生产用的重要工艺装备，它是以其自身的特殊性装通过一定的方式使原材料成型。现代产品生产中，模具由于其加工效率搞、互换性好、节省原材料，所以得到广泛的应用。从某种意义上来说，模具生产技术水平的高低，已成为一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。国内的塑料制品行业在近年有了明显的提高，从而也带动了注塑模的迅速发展，但是与国际水平却相差很远，主要缺陷明显的表现在精度不高，技术含量底、复杂程度底等缺点。严重的阻碍着国内塑料制品业的发展。设计出好的产品却无法做出是我模具业最大的不足。因此，注重科技含量，借鉴国外的先进理论技术则尤为重要。随着世界各国生产需要和塑料应用的不断扩大，塑料已成为在钢铁、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。在这基础上所产生的塑料加工手段中的塑料模具的设计和制作水平，对塑料制品的成型质量有着至关重要的影响。从某种意义上来说，塑料市场的开拓、塑料制品的优劣主要取决于模具质量。由于塑料模具的研制工作一直受到各方面的重视，故其设计和制作水平提高很快，特别是计算机辅助设计和辅助制造技术发展很快。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分别发展的基础上发展起来的，它是计算机技术在模具生产中综合应用的一个新的飞跃。模具CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工种。它以计算机软件的形式，为用户提供一种有效的辅助工具，使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM技术的迅猛发展，软件，硬件水平的进一步完善，为模具工业提供了强有力的技术支持，为企业的产品设计，制造和生产水平的发展带来了质的飞跃，已经成为现代企业信息化，集成化、网络化的最优选择。四、 拟解决的关键问题 注塑成型可成型各种形状的塑料制品，其优点包括成型周期短，能一次成型外形复杂、尺寸精密、带有嵌件的制品，且生产效率高，易于实现自动化，因而广泛应用在塑料制品生产当中。先进的模具必须在使用寿命期限内保证制品质量，并需要具备良好的技术经济指标。这就要求模具动作可靠，自动化程度高，热交换效率好，成型周期短。其次，合理选用模具材料，恰当确定模具制造精度，简化模具加工工艺，降低模具的制造成本亦十分重要。在设计过程中需要解决的重点及难点问题如下：1、 重点 (1). 塑料制品基本参数的计算及注射机选用根据塑料制品图样及产量等要求,确定一副模具的型腔数目、计算单件制品的体积及质量、计算制品、浇注系统在分型面上的投影面积、计算必要的锁模力或模压所需的成型压力、初步选用成型机械类型及参数； (2). 模具类型及结构的确定制品成型位置及分型面选择、型腔数目最后的确定及型腔的排列、成型零件的结构、浇注系统与排气、引气系统结构、脱模机构和拉料杆的结构形式、温控系统设计； (3). 模具零件的必要计算：包括成型零件工作尺寸计算、型腔厚度,底板强刚度计算、模具温控有关的计算。2、难点 (1). 分型面的选择，推出机构、复位机构等的设计；(2). 型芯及型腔成型部分的设计及加工工艺； (3). 模具是否有良好的充填形式，制品能否全部注满,是否达到实际最小壁厚；(4). 流道系统的优化设计，冷却系统的优化设计，工艺方案分析与论证； (5). 浇口位置与浇口数量是否最佳，如何减小塑件应力和翘曲等。五、 研究思路和方法 采用PRO/ENGINEER模具设计系统来制作三维模型，进行端盖的各个系统设计、仿真和各种制模方案的制定。PRO/ENGINEER模具设计系统提供的曲面创建功能来创建主分型曲面和各种曲面创建。使用专家模架系统EMX增强pro/engineer模具设计和细化模架。使用EMX系统可以使设计者针对自己的设计要求，方便的修改细节参数，最终方便设计出理想的高质量模具，大大减少塑料模具所需的设计、定制和细化模架部件和组件的时间。六、 本课题的进度安排1、查阅资料，学习相关知识，分析塑件的三维模型；（第1-2周）2、确定设计方案，写出开题报告； （第3周）3、选定分型面，设计成型零件；（第4周）4、确定模架类型和各模板尺寸，把型腔和型芯装进模架；（第5-6周）5、完成其他零部件的设计装配，仿真开模动作；（第7周）6、用Moldflow仿真软件对设计进行分析并优化 ； （第8周）7、对设计进一步完善、修改，形成装配图、零件图的三维图； （第9周）8、完成论文及手工图；（第10-11周）9、修改设计，准备答辩； （第12周）七、 参考文献1 屈华昌塑料成型工艺及模具设计M北京：机械工业出版社，2003 2 濮良贵，纪名刚. 机械设计M. 北京：高等教育出版社，20063 徐灏.机械设计手册M. 北京：机械工业出版社，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.模具制造工艺学M.机械工业出版社，2005 6 贾润礼,程志远. 实用注塑模设计手册M.中国轻工业出版社，2000 7 廖念钊.互换性与技术测量M.中国计量出版社，1991 8 冯炳尧,韩泰荣，蒋文生. 模具设计与制造简明手册M.上海：上海科学技术 出版社，1998 9 CHEN Liang-jian et al. Porous titanium