电风扇叶片注塑模设计开题报告 (83).doc

毕业设计(论文)开题报告题目: 电风扇叶片注塑模设计 一 毕业设计（论文）综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况） 模具是用来成型物品的工具，由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。按所成型的材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具。金属模具又分为：铸造模具（有色金属压铸，钢铁铸造）、和锻造模具等；非金属模具也分为：塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同，模具可分为：砂型模具，金属模具，真空模具，石蜡模具等等1。近年来，随着经济的快速发展作为各种工业品基础的模具工业，也得到了蓬勃发展，已经成为国民经济建设中一支重要的产业2。其中，塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品业要发展，必然要求塑料模具产业随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，因此，塑料模具也快速发展3。塑料模具一般可分为：注射成型模具，挤塑成型模具，气辅成型模具等等。注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑胶模具设计工业的迅速发展以及塑胶制品在航空、航太、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的塑胶模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求4。电脑辅助工程（CAE）技术已成为塑胶产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。所谓注塑成型（Injection Molding）是指，受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后，得到成形品的方法5。该方法适用于形状复杂部件的批量生产，是重要的加工方法之一。注塑成型过程大致可分为以下6个阶段“合模-注射-保压-冷却-开模-制品取出”，上述工艺反复进行，就可连续生产出制品。 注射模的重要性:(1)塑料具有质量轻、比强度大、绝缘性好、成型生产率高和价格低廉等优点。塑料已成为金属的良好代用材料,出现了金属材料塑料化的趋势。（2）由于汽车轻量化、低能耗的发展要求,汽车零部件的材料构成发生明显的以塑代钢的变化。从国内外汽车塑料应用的情况看,汽车塑料的用量已成为衡量汽车生产技术水平的重要标志。（3）注塑成型由于可以一次成型各种结构复杂、尺寸精密和带有金属嵌件的制品,并且成型周期短,可以一模多腔,大批生产时成本低廉,易于实现自动化生产,因此在塑料加工行业中占有非常重要的地位6。传统的塑料注射成型开发方法主要是尝试法，依据设计者有限的经验和比较简单的计算公式进行产品和工艺开发。因此开发过程中要反复试模和修模，导致生产周期长、费用高，产品质量难以得到保证对于成型大型制品和精密制品，问题更加突出。二十一世纪世界制造加工业的竞争更加激烈，对注塑产品与模具的设计制造提出新的挑战，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品与模具设计制造系统。应用CAD/CAE/CAM技术从根木上改变传统的产品开发和模具生产方式，提高产品质量，缩短产品开发周期，降低生产成木，强有力地推动了模具行业的发展。据文献统计，国外采用模具CAD/CAE/CAM技术可使设计时间缩短50% ,制造时间缩短30% , 成本下降10%，塑料原料节省7%，一次试模成功率提高45%-50%7。在西方先进工业国，注射模CAD/CAE/CAM技术的应用已经非常普遍。当前代表国际先进水平的注射模CAD/CAE/CAM的工程应用具体体现在如下四个方面: 1.基于网络的模具CAD/CAE/CAM集成化系统己开始使用系统的每一个功能既可以独立运行，又可通过数据接口作集成分析。2.微机软件在模具行业中发挥挤越来越重要的作用。在90年代后期，基于Windows操作系统的新一代微机软件，如UG, PRO/E等崭露头角。3.模具CAD/CAE/CAM系统的高智能化程度止在逐步提高8。软件的智能化功能现已成为衡量模具软件先进性和实用性的重要标志。4.三维设计与三维分析的应用和结合是当前注射模技术发展的必然趋势。在注射模结构设计中，传统的方法是采用二维设计，在国外己有越来越多的公司采用基于实体模型的三维模具结构设计9。 虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD /CAM应用覆盖率要比国外企业低得多由于体制和资金等方面的原因，引进设备不配套、设备与配附件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好的解决装备水平低带来我国模具企业钳工比例过高等问题10。模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比有较大差距。塑料、板材、设备等性能差等都限制着我国现阶段模具行业的发展水平，此外在采用CAD /CAM /CAE /CAPP等技术设计与制造模具方而无沦是应用的广泛性还是技术水平上都存在很大的差距11。为了适应现代化工业的需要，模具作为“效益放大器”的作用日渐提升，在国家重大专项中的关键功能件项目中有关的模具项目专项也体现了模具工业在制造业中所占的重要地位。自此模具工业的新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同。例如，在成形工艺方面，有冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料膜气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成形技术等12;而模具CAD /CAE /CAM也正朝着集成化、三维化、智能化和网络化的方向发展，快速经济制模技术如KEVRON钢带冲裁落料制模技术、冷挤压及超塑成形制模技术等更是缩短产品开发周期，赢得市场竞争的有效手段之一。现今，模具工业的生产水平高低已经成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。模具工业的水平，在很大程度上决定着生产出的产品的质量、效益和新产品的开发能力13。 在未来十年间，中国注塑模具工业的发展趋势主要朝着大型、精密、复杂、经济和快速的方向发展14。在这期间，注塑模具的技术含量将不断提高，模具制造周期也会缩短。模具朝着信息化、无图化、精细化和自动化的方向发展，模具企业想着技术集成化、产品品牌化、经营国际化、管理信息化的方向发展15。二 本课题研究的主要内容和主要方法：主要研究内容16：（1）工件的加工工艺分析、确定工艺方案、模具。（2）研究的方法：（以最新版塑料模具设计手册为依据）查阅图书、文献、期刊等资料.用三维建模软件对零件进行建模，并进行尺寸转换（成型零件），完成型芯、型腔的设计。（3)成型模具分型面与浇注方式：所要成型的零件的三维图：如图1所示. 图中风扇各参数如下： 轮毂直径d=80mm 轮毂高度h=30mm；叶片最大直径D=300mm 叶片小圆弧半径R1=30mm 叶片大圆弧半径R2=40mm 叶片厚度L=1mm； 图1扇叶三维模型 图2 风扇扇叶二维主视图 图3 轮毂二维图 图4 风扇叶片二维左视图 因塑料风扇叶片尺寸较大，形状复杂，故采用单型腔模。且由于其壁厚较薄，外观精度要求较高，设计的浇道、浇口须具有快速充模、流动均匀的特点17。方案一：采用单分型面一模一腔（如图5）侧边浇筑方式（如图6），将浇筑点设计成平缝式并将浇筑点选在扇叶顶部的边锋处浇筑完成后成型出一个扇叶模型。图5 单模单腔注射模图6 侧缝浇筑方式方案二：采用双分型面一模一腔（如图7）点浇筑系统（如图8），此方法采用双分型面模具，并采用点浇筑系统，可以在脱模的同时将成型好的模型和浇筑余料分开来18。 图7 双分型面单腔注射模 图8针点浇口设计 综合分析19：由于家用电风扇是常用设备需要大量生产，故应选产量高，生产周期短的方案二。三 本课程的重点及难点：（1） 家庭电风扇叶片造型设计（2） 工艺分析及电风扇叶片材料选择（3） 电风扇叶片三维造型设计（4） 电风扇注塑模具成型系统结构设计（5） 电风扇注塑模具导向系统结构设计（6） 电风扇注塑模具冷却系统结构设计（7） 电风扇注塑模具脱模系统结构设计四 工作方案及进度计划：闰土机械外文翻译成品某宝dian第1周第3周：查阅资料，完成基础知识的积累和开题报告。第4周第6周：扇叶模具的几何尺寸计算。 第7周第10周： 三维建模软件对零件进行建模。 第11周第13周：模具机构各个部分的具体设计。 第14周第15周：完成毕业论文。指导教师意见（对课题的深度、广度及工作量的意见） 指导教师： 年 月 日所在系审查意见： 系主管领导： 年 月 日注：1）正文：宋体小四号字，行距20磅，单面打印；其他格式与毕业论文要求相同。2）开题报告由各系集中归档保存。 3）开题报告引用参考文献注释格式可参照附录E“毕业设计（论文）参考文献样式”执行。不进入正文，可以作为附件放在开题报告后面。参考文献1 张洪峰.塑料模具设计与制造J.高等教育出版社,2008,(4):60-62.2 罗继相.浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策J.模具技术,2001,03. (6):59-60.3 唐仁奎.许艳英 注塑模具技术现状与发展趋势J.科技风,2010,12:20-22.4 周永泰.中国塑料模具发展现状与出口期景J. 塑料制造,2008,（8):56-62.5 宋玉恒. 塑料注射模具设计J.北京:航空工业出版社,1994,(7):45-47.6 屈华昌,李华光,陆飞剑等.关于塑料成型工艺与模具设计J.高等教育出版社, 2003,(8):35-38.7 张洪峰.塑料模具设计与制造J.北京:高等教育出版社,2008,(7):67-69.8 周平,王瑞.浅谈我国模具发展J.模具技术,2007,(4):23-27.9 曹延安.中国模具行业的现状与前景J.金属加工,2012.(9):46-48.10 张荣清.模具设计与制造M.高等教育出版社,2003,(5):60-63.11 江恩惠.注塑模具的发展回顾J.广西轻工业,2009,（21):13-17.12 王忠洲.国内外模具发展概况J.四川工业学院,2001,(15):107-110.13 石媛媛.论模具发展的市场与展望J.现代模具,2010,02,(18):246-246.14 王大为.提高冷冲模使用寿命的工艺研究J,机械工程与自动化.2004,02,(29):73-75. 15 李健,石厚龙.模具使用寿命的影响及对策J,金属加工（冷加工）.2008,12,(14):46-47.16 许振山.塑料模具如何归类J,材料工业.2009,(9):57-60.17 Yu Tongmin , Li Guanhua . DESIGN TECHNOLOGY FOR INJECT10N MOLD RARTING SURFACE BASED ON CASES AND KNOWLEDGE. GHINESE JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING.2005,4,(18):609-613.18 CHENG Xue wen, LI De-qun. Development of Integrated Simulation System for P