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任 务 书院（系）： 专业： 班 级： 学生： 学号： 一、毕业论文课题 滑盖手机底壳的注塑模设计 二、毕业论文工作自 20xx 年 3 月 12 日起至 20xx 年 6 月 15 日止三、毕业设计进行地点 学校 四、毕业设计的内容要求 (一) 设计之原始数据： 原始资料：滑盖手机底壳实物一个 (二) 设计计算及说明部分内容： 1.计算内容与方案确定： （1）成形零件设计：动、定模型腔尺寸的计算和布置。 （2）注塑机的选择 （3）结构系统设计计算：顶出机构、抽芯机构、冷却、浇注、排气系统等尺寸的计算与布置。 （4）强度设计和结构草图设计：各部件的强度校核。 2. 设计内容： （1）Pro/E环境下进行产品的模具设计； （2）注射模装配图一张以上（0#计算机图）； （3）各组成零件的零件图（1#或2#计算机图）； （4）编写设计（论文）说明书（不少于2.0万字，全部用计算机输出）； （5）综述文献（要求书写一篇60008000字的与毕业设计内容相关的综述文章） (三) 主要参考资料 1、塑料注射模具设计实用手册，航空工业出版社。 2、模具实用技术丛书编委会塑料模具设计制造与应用实例，机械工业出版社 2002.7 3、伍先明确、王群等，塑料模具设计指导，国防工业出版社。2006.5 4、邹继强,塑料模具设计参考资料汇编 清华大学出版社2005.9 5、模具实用技术丛书编委会模具材料与使用寿命，机械工业出版社 2000.4 6、材料力学，高等教育出版社。 7、颜智伟,塑料模具设计与机构设计,国防工业出版社,2005.8 8、塑料模具设计手册编写组, 塑料模具设计手册 9、阮锋等，Pro/ENGINEER2001模具设计与制造实用教程，机械工业出版社。 10、Pro/ENGINEER Wildfire模具设计实例教程精解，机械工业出版社。 11、实战Pro/ENGINEER2001模具设计，中国铁道出版社。 12、何满才 模具设计与加工MasterCAM9.0实例详解，人民邮电出版社。2006.0 (四)附属专题 1、专题外文翻译 检索与阅读与设计题目相关的外文资料，并书面翻译4篇（并不少于5000字）的外文资料。指导教师 接受论文任务开始执行日期 20xx 年 3 月 12 日学生签名 2. 基于注塑模具钢研磨和抛光工序的自动化表面处理摘要本文研究了注塑模具钢自动研磨与球面抛光加工工序的可能性，这种注塑模具钢PDS5的塑性曲面是在数控加工中心完成的。这项研究已经完成了磨削刀架的设计与制造。 最佳表面研磨参数是在钢铁PDS5 的加工中心测定的。对于PDS5注塑模具钢的最佳球面研磨参数是以下一系列的组合：研磨材料的磨料为粉红氧化铝，进给量500毫米/分钟，磨削深度20微米，磨削转速为18000RPM。用优化的参数进行表面研磨，表面粗糙度Ra值可由大约1.60微米改善至0.35微米。 用球抛光工艺和参数优化抛光，可以进一步改善表面粗糙度Ra值从0.343微米至0.06微米左右。在模具内部曲面的测试部分，用最佳参数的表面研磨、抛光，曲面表面粗糙度就可以提高约2.15微米到0 0.07微米。关键词: 自动化表面处理 抛光 磨削加工 表面粗糙度 田口方法 一、引言塑胶工程材料由于其重要特点,如耐化学腐蚀性、低密度、易于制造,并已日渐取代金属部件在工业中广泛应用。 注塑成型对于塑料制品是一个重要工艺。注塑模具的表面质量是设计的本质要求,因为它直接影响了塑胶产品的外观和性能。 加工工艺如球面研磨、抛光常用于改善表面光洁度。研磨工具(轮子)的安装已广泛用于传统模具的制造产业。自动化表面研磨加工工具的几何模型将介绍。自动化表面处理的球磨研磨工具将得到示范和开发。 磨削速度, 磨削深度，进给速率和砂轮尺寸、研磨材料特性（如磨料粒度大小）是球形研磨工艺中主要的参数，如图1（球面研磨过程示意图）所示。注塑模具钢的球面研磨最优化参数目前尚未在文献得到确切的依据。 步距研磨高度球磨研磨进给速度工作台图1 球面研磨过程示意图进给研磨球工作台研磨深度研磨表面近年来 ，已经进行了一些研究，确定了球面抛光工艺的最优参数(图2) （球面抛光过程示意图）。 比如，人们发现, 用碳化钨球滚压的方法可以使工件表面的塑性变形减少,从而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲劳强度。 抛光的工艺的过程是由加工中心和车床共同完成的。对表面粗糙度有重大影响的抛光工艺主要参数，主要是球或滚子材料，抛光力， 进给速率,抛光速度,润滑、抛光率及其他因素等。注塑模具钢PDS5的表面抛光的参数优化，分别结合了油脂润滑剂，碳化钨球,抛光速度200毫米/分钟,抛光力300牛，40微米的进给量。采用最佳参数进行表面研磨和球面抛光的深度为2.5微米。 通过抛光工艺，表面粗糙度可以改善大致为40至90。 图2 球面抛光过程示意图此项目研究的目的是，发展注塑模具钢的球形研磨和球面抛光工序，这种注塑模具钢的曲面实在加工中心完成的。表面光洁度的球研磨与球抛光的自动化流程工序，如图3所示。 我们开始自行设计和制造的球面研磨工具及加工中心的对刀装置。利用田口正交法，确定了表面球研磨最佳参数。选择为田口L18型矩阵实验相应的四个因素和三个层次。 用最佳参数进行表面球研磨则适用于一个曲面表面光洁度要求较高的注塑模具。 为了改善表面粗糙, 利用最佳球面抛光工艺参数，再进行对表层打磨。PDS试样的设计与制造选择最佳矩阵实验因子确定最佳参数实施实验分析并确定最佳因子进行表面抛光应用最佳参数加工曲面测量试样的表面粗糙度球研磨和抛光装置的设计与制造图3自动球面研磨与抛光工序的流程图二、球研磨的设计和对准装置实施过程中可能出现的曲面的球研磨,研磨球的中心应和加工中心的Z轴相一致。 球面研磨工具的安装及调整装置的设计，如图4（球面研磨工具及其调整装置）所示。电动磨床展开了两个具有可调支撑螺丝的刀架。磨床中心正好与具有辅助作用的圆锥槽线配合。 拥有磨床的球接轨,当两个可调支撑螺丝被收紧时，其后的对准部件就可以拆除。研磨球中心坐标偏差约为5微米, 这是衡量一个数控坐标测量机性能的重要标准。 机床的机械振动力是被螺旋弹簧所吸收。球形研磨球和抛光工具的安装，如图5（a. 球面研磨工具的图片. b.球抛光工具的图片）所示。为使球面磨削加工和抛光加工的进行，主轴通过球锁机制而被锁定。 模柄弹簧工具可调支撑紧固螺钉磨球自动研磨磨球组件图4 球面研磨工具及其调整装置图5 a. 球面研磨工具的图片. b.球抛光工具的图片三、矩阵实验的规划3.1田口正交表利用矩阵实验田口正交法，可以确定参数的有影响程度。 为了配合上述球面研磨参数，该材料磨料的研磨球(直径10毫米),进给速率，研磨深度,在次研究中电气磨床被假定为四个因素，指定为从A到D（见表1实验因素和水平）。三个层次的因素涵盖了不同的范围特征,并用了数字1、2、3标明。挑选三类磨料,即碳化硅,白色氧化铝,粉红氧化铝来研究. 这三个数值的大小取决于每个因素实验结果。选定L18型正交矩阵进行实验，进而研究四三级因素的球形研磨过程。表1实验因素和水平因素水平123A.碳化硅白色氧化铝粉红氧化铝B.50100200C.研磨深度（m）205080D.1200018000240003.2数据分析的界定 工程设计问题,可以分为较小而好的类型,象征性最好类型,大而好类型，目标取向类型等。 信噪比(S/N)的比值，常作为目标函数来优化产品或者工艺设计。 被加工面的表面粗糙度值经过适当地组合磨削参数，应小于原来的未加工表面。 因此,球面研磨过程属于工程问题中的小而好类型。这里的信噪比（S/N）,按下列公式定义: =10 log 平方等于质量特性=10 log （1）这里，y不同噪声条件下所观察的质量特性n实验次数从每个L18型正交实验得到的信噪比（S/N）数据，经计算后，运用差异分析技术(变异)和歼比检验来测定每一个主要的因素。 优化小而好类型的工程问题问题更是尽量使最大而定。各级选择的最大化将对最终的因素有重大影响。 最优条件可视研磨球而待定。四、实验工作和结果这项研究使用的材料是PDS5工具钢(相当于艾西塑胶模具)， 它常用于大型注塑模具产品在国内汽车零件领域和国内设备。 该材料的硬度约HRC33(HS46)。 具体好处之一是, 由于其特殊的热处理前处理，模具可直接用于未经进一步加工工序而对这一材料进行加工。式样的设计和制造,应使它们可以安装在底盘，来测量相应的反力。 PDS5试样的加工完毕后，装在大底盘上在三坐标加工中心进行了铣削，这种加工中心是由钢铁公司所生产(中压型三号),配备了FANUC-18M公司的数控控制器(0.99型)。用hommelwerket4000设备来测量前机加工前表面的粗糙度,使其可达到1.6微米。 图6试验显示了球面磨削加工工艺的设置。 一个由Renishaw公司生产的视频触摸触发探头，安装在加工中心上，来测量和确定和原始式样的协调。 数控代码所需要的磨球路径由PowerMILL软件产。这些代码经过RS232串口界面，可以传送到装有控制器的数控加工中心上。加工中心数控机床电脑图6完成了L18型矩阵实验后，表2 （PDS5试样光滑表层的粗糙度）总结了光滑表面的粗糙度RA值，计算了每一个L18型矩阵实验的信噪比（S/N）,从而用于方程（1）。通过表2提供的各个数值，可以得到四种不同程度因素的平均信噪比（S/N），在图7中已用图表显示。表2 PDS5试样光滑表层的粗糙度实验序号ABCDS/N(dB)Mean111110.350.350.359.1190.350212220.370.360.388.6340.370313330.410.440.407.5970.417421230.630.650.643.8760.640522310.730.770.782.3800.760623120.450.420.397.5300.420731320.340.310.329.8010.323832130.270.250.2811.4710.267933210.320.320.329.8970.3201011220.350.390.408.3900.3801112330.410.500.436.9680.4471213110.400.390.427.8830.4031321130.330.340.319.7120.3271422210.480.500.476.3120.4831523320.570.610.534.8680.5701631310.590.550.545.0300.5601732120.360.360.358.9540.3571833230.570.530.535.2930.543控制因素信噪比图7 控制影响因素球面研磨工艺的目标，就是通过确定每一种因子的最佳优化程度值，来使试样光滑表层的表面粗糙度值达到最小。因为 log是一个减函数，我们应当使信噪比（S/N）达到最大。因此，我们能够确定每一种因子的最优程度使得的值达到最大。因此基于这个点阵式实验的最优转速应该是18000RPM，如表3（优化组合球面研磨参数）所示。表3 优化组合球面研磨参数因素水平白色氧化铝50mm/min20m18000rpm从田口矩阵实验获得的球面研磨优化参数，适用于曲面光滑的模具，从而改善表面的粗糙度。选择香水瓶为一个测试载体。对于被测物体的模具数控加工中心，由PowerMILL软件来模拟测试。经过精铣，通过使用从田口矩阵实验获得的球面研磨优化参数，模具表面进一步光滑。紧接着,使用打磨抛光的最佳参数，来对光滑曲面进行抛光工艺，进一步改善了被测物体的表面粗糙度。(见图 9)。模具内部的表面粗糙度用hommelwerket4000设备来测量。模具内部的表面粗糙度RA的平均值为2.15微米，光滑表面粗糙度RA的平均值为0.45微米，抛光表面粗糙度RA的平均值为0.07微米。被测物体的光滑表面的粗糙度改善了：(2.15-0.45)/2.15=79.1，抛光表面的粗糙度改善了：(2.15-0.07)/2.15=96.7。抛光表面Ra=0.07m内部表面Ra=2.15m光滑表面Ra=0.45m图8 被测物体表面粗糙度五、结论在这项工作中,对注塑模具的曲面进行了自动球面研磨与球面抛光加工，并将其工艺最佳参数成功地运用到加工中心上。 设计和制造了球面研磨装置(及其对准组件)。通过实施田口L18型矩阵进行实验，确定了球面研磨的最佳参数。对于PDS5注塑模具钢的最佳球面研磨参数是以下一系列的组合：材料的磨料为粉红氧化铝，进给量料500毫米/分钟，磨削深度20微米，转速为18000RPM。通过使用最佳球面研磨参数，试样的表面粗糙度Ra值从约1.6微米提高到0.35微米。应用最优化表面磨削参数和最佳抛光参数，来加工模具的内部光滑曲面，可使模具内部的光滑表面改善79.1，抛光表面改善96.7。鸣谢作者感谢中国国家科学理事会对本次研究的支持, NSC 89-2212-E-011-059。原文： Chao-Chang A. Chen Wen-Tu Li ， Based on the injection mold steel grinding and polishing processes automated surface treatment ， Shiou FJ, Chen CH (2003) Determination of optimal ball-burnishingparameters for plastic injection molding steel. Int J Adv Manuf Technol 1. 模具热处理及其导向平行设计 摘要：在一系列方式中，传统模具设计方法存在许多缺点。众所周知,热处理对模具起着非常重要的作用。为了克服模具热处理工艺存在的缺点，一种新的模具热处理工艺并行设计方法已经被开发出来了。热处理CAD/CAE技术是集成了并行环境和有关模型而建立的。这些调查研究可以显著提高效率，降低成本，并保证产品质量达到R和D级。关键词：模具设计；热处理；模具传统模具设计主要是依照自身实践经验或依照部分实践经验，而不是制造工艺。在设计完成之前，模具方案通常要被一次又一次的改进，于是有些缺点便出现，例如开发时期长，成本高和实际效果不明显。由于对精确性、使用寿命、开发期和费用的严格要求，先进的模具要求设计和制造得十分完善。因此越来越先进的技术和创新方法被应用其中，例如并行工程、敏捷制造业、虚拟制造业同合作设计等。模具的热处理与模具设计，制造和装配同样重要。因为它对模具的制造装配和使用寿命又及其重要的影响。模具设计与制造发展十分迅速，但是热处理发展却严重滞后它们。随着模具工业的发展，热处理必须保证模具有良好的制造装配和磨损耐热性能。不切实际的热处理将导致模具材料过硬或过软，同时影响模具装配性能。传统的热处理工艺是按照设计师提出的方法和特性制作出来的。这样会使模具设计师和热处理工艺师意见产生分歧，而模具设计师却不能充分地了解热处理工艺和材料的性能，相反热处理工艺师却很少了解模具的使用环境和设计思路。这些分歧将在很大程度上影响模具的发展。因此，如果把热处理工艺设计放在设计阶段之前，则缩短开发周期，减少花费和保证质量等目标将会被考虑，而且从串行到并行的发展模式也将会实现。并行工程是以计算机集成系统作为载体，在开始以后，每个阶段和因素都被看作如制造、热处理、性能等等，以避免出现错误。并行模式已经摒除了串行模式的缺陷，由此带来了一场对串行模式的革命。在当前的工作中，热处理被集成到了模具开发的并行环境中，同时也正在进行这种系统性和深入性究。1.热处理下的并行环境并行模式与串行模式存在根本的不同（见图1）。对于串行模式，设计者大多考虑的是模具的结构与功能，但很难考虑相关的工艺，以致前者的错误很容易蔓延到后面。与此同时，设计本门很少与装配，预算会计和销售部门沟通。这些问题当然会影响模具的开发进度和市场前景。然而在并行模式中，不但以上部门关系联系密切，所有参加模具开发的部门都与买家有密切的交流。这有助于协调各部门消除矛盾，提高工作效率，同时降低成本。(a)(b)(a)串行模式 （b）并行模式图1.基于摸具开发的串行工程与并行工程系统框架示意图并行环境下的热处理工艺不是在方案和工件确定以后，而是在模具设计的时候制定出来的。这样的话，将有利于优化热处理工艺，充分利用材料。2.模具热处理CAD/CAE一体化从图2中可以看出，热处理工艺的设计与模拟是一体化模式的核心。在信息输入产品模块中后，经热处理工艺过程产生的热处理CAD和热处理CAE模块将对于零件图，热处理以后模拟温度场的微观结构分析和可能出现的缺陷（例如过热，烧伤）自动划分网络，如果优化是根据立体视觉技术的结果重新出现，则这项热处理工艺已经被审核。而且工具与夹具的CAD和CAE也集成于这种系统中图2.并行工程热处理CAD/CAE一体化系统框架示意图以并行工程为基础的集成模式可以与其它类似模式共享信息。这样使热处理工艺得到优化，并确保改工艺准确。2.1采用三维模型和立体视觉技术的热处理在形成模具的基础上，材料，结构和尺寸的问题能通过热处理三维模型尽快发现出来。在热处理过程中，模具加热条件和相变条件是切合实际的，因为通过计算相变热力、相变动力、相应力、热应力、传热速度、流体动力等已经取得重要突破。例如，能进行局部复杂表面和不对称模具的三维热传导模型计算，和能进行微观结构转变的MARC软件模型。计算机能够在任何时间提交温度，微观结构和应力的信息，并通过连接温度场微观结构领域和力场来显示三维形式的全部改变过程。如果再加上这种特性，则各部分性能都能通过计算机预见。2.2热处理工艺设计由于对强度和硬度，表面粗糙度和模具热处理变形的特殊要求，淬火介质的种类、淬火温度、回火温度和时间等参数特性必须经过适当的选择，以及是否使用表面淬火或化学热处理，这种特性必须准确的制定下来。自从计算机技术在最近几十年迅速的发展，难以进行大型计算已经成为过去。通过模拟和仔细考虑热处理特性，热处理后的成本和所须时间，这些都并不难优化热处理工艺。2.3热处理数据库热处理数据库在图3中描述。数据库是制定热处理工艺的基础。一般来说，热处理数据库分为材料数据库和工艺数据库。通过材料和工艺来预测特性已成为一种必然的趋势。尽管很难建立一个特性数据库，但通过一系列的测试来建立数据库是必要的。材料数据库包括材料牌号、化学成分、性能和国内外同级别目录表。工艺数据库包括热处理标准、种类、保温时间和冷却温度。基于数据库，热处理工艺可以通过推理规则创造出来。图3.热处理数据库2.4热处理工具和设备在热处理工艺确定以后，工具及设备CAD/CAE系统传送设计和制造的数值信息来控制装置。通过快速模具成型，可靠的工具和夹具都能被确定。整个程序通过网络传送，不存在任何人为干扰。3.关键技术3.1温度，微观结构，应力和特性的联系热处理程序是一个温度，微观结构和应力互相作用的程序。三方面都能影响材料特性（见图4）。在加热和冷却期间，当微观结构转变时热应力和相变迟早会出现。微观结构温度相变和温度微观结构应力特性相互影响。对相互作用的四个因素的调查已经取得很大的发展，但普通的数学模型还没有建立。许多模型能很好的满足测试结果，但不能投入到实践当中。大部分模型的难点是用分析的方法处理的，同时数值方法也运用了，导致存在不准确的计算。图4.热处理工艺图解即使如此，把经验方法与定性分析相比较，通过计算机来进行热处理模拟取得了很大的进展。3.2模型的建立和融合在模具的开发过程中，涉及到设计、制造、热处理、装配、维修等。它们应该有自己的数据库和模型。它们通过事物的内在联系建立模型，互相串联起来，尽管建立和运用动态推理机制，但其目的在于完成优化设计。产品模型和其它模型的联系已被建立。如果细小组织模型发生改变，则产品模型也将改变。事实上，它属于数据库与模具之间的联系。当热处理模型集成到系统以后，它已不再是一个孤立的单位，而是一个部分，同时在系统中接近其它模型。在搜查后，热处理数据库的计算和推理能力，热处理程序都被几何模型，模具制造模型和预算所限制，这是通行的。如果这种限制不服从，系统会发出解释性的警告。所用设计的细小组织都是通过互连网连接的。3.3各部分之间的管理和协调复杂的模具需要其中各项目组之间密切合作。因为考虑到模具的开发，各部分都存在缺点，它必须得到管理和协调。首先，各项目组应该确定其本身的控制条件和资源要求，同时了解不同环境下的工作程序，以避免发生冲突。其次，要提出开发计划和建立监控机制。如果开发受到限制则可逐步排除。敏捷管理和协调有助于交流信息，提高效率和减少材料。同时这有利于激发人的创造力，消除阻碍和制定出最好的方法。4.总结热处理CAD/CAE技术已被集成到模具并行设计中去，同时热处理已被制成图表，这有利于提高效率，较易发现问题并解决问题。模型的开发已在同一个平台运行。在这个平台中，当热处理工艺制定出来后，设计人员可获得相关信息和转让部分信息到其它设计部门。制定出正确的开发计划并按时调整可以极大缩短开发周期和降低成本。原文： 李雄、张鸿冰、阮雪榆、罗中华、张艳，模具热处理及其导向平行设计J， 钢铁研究学报英文版，2006，13（1）:40-43，74 学号： 毕业设计说明书滑盖手机底壳的注塑模设计The Injection Mold Design Of Slide Phone Pan学院 专业 班级 学生 指导教师（职称） 完成时间 20xx 年 03 月 12 日至 20xx 年 06 月 15 日开题报告题目滑盖手机底壳的注塑模设计The Injection Mold Design Of Slide Phone Pan院 （系）专业年级学号姓名指导教师 20xx年 3 月 12日毕业设计开题报告题目滑盖手机底壳的注塑模设计 时间本课题的目的意义（含国内外的研究现状分析）毕业设计是整个教学环节的重要组成部分，是全面考核学生综合运用所学的知识解决实际问题的能力。通过设计，可以使学生所学的基本理论、基本知识和基本技能在总结提高的基础上加以综合应用。同时也培养了学生分析问题、全面解决问题的能力。要求学生独立完成设计内容，熟练运用计算机辅助软件“Pro/E和MasterCAM”设计一套“滑盖手机底”注塑模并进行仿真和模型加工。并发挥自己有创见的设计思想。搞好本次设计，可以达到如下方面目的：1、树立正确的设计思想，掌握工程设计的基本方法，加强对设计规范，设计规定，技术文件的理解和应用，提高查阅科技资料的能力，以便今后熟练的开展工作。2、培养理论联系实际的设计作风。辩证地综合有关资料，判定合理的设计方案。3、运用所学的知识，独立解决设计中碰到的各种问题，通过设计、计算、绘图、制表、技术数据处理、撰写技术报告等专业技能的训练，逐步掌握解决本专业工程技术文件及技术问题的处理方法和手段。设计(论文)的基本条件及设计(论文)依据1、塑料注射模具设计实用手册，航空工业出版社。 2、模具实用技术丛书编委会塑料模具设计制造与应用实例，机械工业出版社 2002.7 3、伍先明确、王群等，塑料模具设计指导，国防工业出版社。2006.5 4、邹继强,塑料模具设计参考资料汇编 清华大学出版社2005.9 5、模具实用技术丛书编委会模具材料与使用寿命，机械工业出版社 2000.4 6、材料力学，高等教育出版社。 7、颜智伟,塑料模具设计与机构设计,国防工业出版社,2005.8 8、塑料模具设计手册编写组, 塑料模具设计手册 9、阮锋等，Pro/ENGINEER2001模具设计与制造实用教程，机械工业出版社。 10、Pro/ENGINEER Wildfire模具设计实例教程精解，机械工业出版社。 11、实战Pro/ENGINEER2001模具设计，中国铁道出版社。 12、何满才 模具设计与加工MasterCAM9.0实例详解，人民邮电出版社。2006.0 本课题的主要内容、重点解决的问题主要内容：一、分析产品的结构，初步确定模具结构二、模具结构型式选择及论证 1.对产品详细的分析；2.对产品进行模具设计；三、有关工艺参数的计算，设计图纸，制造及加工工艺，说明书等重点解决的问题：1、 Pro/E环境下设计对象的模具设计2、 模具结构型式选择及论证本课题欲达到的目的或预期研究的结果通过这次的设计，希望能使我们更好的掌握本专业的专业知识和技术，能更清楚模具设计要求和技巧，更明确模具加工与设计。同时也希望我们能更好的把书本的知识和实际操作融合在一起。为即将面临的工作打下牢固的基础。计 划 进 度时 间工 作 内 容备 注22/326/3查阅、收集国内外与课题有关文献资料15篇以上，并写出60008000字的文献综述。29/32/4写出设计开题报告与导师进行设计思想交流。5/49/4检索与阅读与设计题目相关的外文资料，并书面翻译30005000汉字（附外文原文及出处）的外文资料；准备与本设计所用的工具书12/416/4画出设计零件的2D及3D图。初步确定设计方案，画出草图。19/423/4分析确定设计的最佳方案。26/430/4绘制模具总装配图和主要零件图。编写设计（论文）说明书3/528/531/54/6修改与完善、打印、装订、装袋7/610/6答辩前准备，答辩指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日专业教研室意见 教研室主任签名： 年 月 日4文献综述学院（系） 专 业 班 级 姓 名 学 号 有关注塑模具和手机外壳模具的文献检索一、引言模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。本次课题滑盖手机底壳的注塑模设计。随着塑料制品的广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济的重要性也日益突出。二、注塑模具在国外的情况： 以“欧洲模展上的先进模具技术”的考察报告以基准来简单介绍一下在EuroMold 2001 上展出的模具大部分为塑料模,许多模具巧妙的设计、高超的加工技术和卓越的质量令人赞叹。例如, Sermo 、EN GEL 等公司展出了多零件、多色、多材料注射模, 回转台注射成型和带分度板座的注射成型系统。利用这些模具和技术可实现同一模具中成型多种零件, 并且可实现多种颜色、多种材质塑料的注射成型。MHT 公司展出了1 模144 腔的高效瓶坯模具, 其特点不仅腔数多, 而且注射周期短, 生产效率高,该模具每小时可制造瓶坯达60 000 个。Solvay 公司展出了其表面涂层专利技术, 可使模具表面层硬度达17503400HV ,厚度为5m ,大大提高了模具的耐磨性和使用寿命。塑料模制造技术中一个突出点就是铝合金材料的应用,Corus 、Pechiney Rhenalu 等公司展出了其铝合金材料及模具样品。Corus 公司开发和生产了HO KO TOL 、WELDURAL 和GIAN TAL 3 个系列的铝合金材料。展出的1 副用铝合金制造的塑料模, 使用寿命已达30 万次, 状况依然完好。Pechiney Rhenalu 公司展出了4 个系列8 个等级的铝合金材料,宣称用其M1- 600 铝材制造塑料模,寿命可达50 万次以上。Synventive Molding Solutions 公司的动态进料技术是塑料模技术中的一个亮点, 这是一项控制熔融塑料在热流道系统中流动的专利技术。所谓动态进料, 就是可为每个浇口分别设定注射时间、注射压力等参数, 根据这些设置进行注射, 可以获得平衡的注射和最佳的质量保证。为实现上述目的,装置内每个热流道喷嘴有一个针阀, 用以调节塑料的流动。针阀可通过液压驱动活塞动态地、无级地移动, 针阀的位置决定了注射的流量和压力。在流道内有压力传感器, 可连续记录流道内的压力变化, 并将压力曲线与预置的压力曲线进行比较, 通过液压系统控制针阀位置, 调整压力至预先设定的值。动态进料技术的另一优点, 就是允许使用可换模具, 即可使用一标准模具, 对于不同制件只要更换模芯, 而不必调整热流道系统。这样就可以减少使用的模具数。动态进料装置也允许使用多模成型, 同时允许每个模具使用不同的模芯。对于单副模具, 即具有一个模芯和多个浇口时, 用户可分别调节各个浇口的注射量、注射时间和压力, 从而保证复杂注射零件的质量。三、注塑模具在国内的情况： 塑料工业近20年来发展十分迅速，早在7年前塑料的年产量按体积计算已经超过钢铁和有色金属年产量的总和，塑料制品在汽车、机电、仪表、航天航空等国家支柱产业及与人民日常生活相关的各个领域中得到了广泛的应用。塑料制品成形的方法虽然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具产量中约半数以上是注塑模具。随着塑料制品复杂程度和精度要求的提高以及生产周期的缩短，主要依靠经验的传统模具设计方法已不能适应市场的要求，在大型复杂和小型精密注射模具方面我国还需要从国外进口模具。 传统的注塑成形仿真软件基于制品的中心层模型。用户首先要将薄壁塑料制品抽象成近似的平面和曲面，这些面被称为中心层。在这些中心层上生成二维平面三角网格，利用这些二维平面三角网格进行有限元计算，并将最终的分析结果在中面上显示。而注塑产品模型多采用三维实体模型，由于两者模型的不一致，二次建模不可避免。但由于注塑产品的形状复杂多样、千变万化，从三维实体中抽象出中心层面是一件十分困难的工作，提取过程非常繁琐费时，因此设计人员对仿真软件有畏难情绪，这已成为注塑成形仿真软件推广应用的瓶颈。 HSCAE 3D 主要是接受三维实体/ 表面模型的STL 文件格式。现在主流的CAD/CAM 系统，如UG、Pro/ENGINEER、CATIA 和SolidWorks 等，均可输出质量较高的STL 格式文件。这就是说，用户可借助任何商品化的CAD/CAE 系统生成所需制品的三维几何模型的STL 格式文件，HSCAE 3D 可以自动将该STL 文件转化为有限元网格模型，通过表面配对和引入新的边界条件保证对应表面的协调流动，实现基于三维实体模型的分析，并显示三维分析结果，免去了中心层模拟技术中先抽象出中心层，再生成网格这一复杂步骤，突破了仿真系统推广应用的瓶颈，大大减轻了用户建模的负担，降低了对用户的技术要求，对用户的培训时间也由过去的数周缩短为几小时。注塑制品都是薄壁制品，制品厚度方向的尺寸远小于其他两个方向的尺寸，温度等物理量在厚度方向的变化又非常大，若采用单纯的有限元或有限差分方法势必造成分析时间过长，无法满足模具设计与制造的实际需要。我们在流动平面采用有限元法，厚度方向采用有限差分法，分别建立与流动平面和厚度方向尺寸相适应的网格并进行耦合求解，在保证计算精度的前提下使得计算速度满足工程的需要，并采用控制体积法解决了成形中的移动边界问题。对于内外对应表面存在差异的制品，可划分为两部分体积，并各自形成控制方程，通过在交接处进行插值对比保证这两部分的协调。四、高速加工和现代模具制造1、概述（1)目前模具高速加工的发展现状和趋势： 目前，采用高速切割生产模具已经成为模具制造的大趋势，在国外一些模具生产厂家，高速机床大面积取代电火花机床，高速切削大大提高了模具生产效率。机床企业瞄准模具生产企业，有的加工中心生产厂机床的60以上卖给模具加工企业。高速切削逐渐取代电火花精加工模具在国外的模具制造企业已经普遍采用，高速切削生产模具已经成为逐渐模具制造的大势，大大提高了模具生产效率和质量。采用高速切削代替电火花生产模具，可以明显提高效率、提高模具精度、使用寿命长。(2）、高速加工在模具制造中的应用:2.1高速切削的优点：1刀具的高转速和机床的高进给以及高加速度，大大提高金属切除率；2高速切削减小切削力；3高速切削热大部分由切屑带走，工件发热少；4高速切削减少振动，提高加工质量；2.2高速加工应用于模具加工的效益:1快速粗加工和精加工，提高加工效率；2高速高精度加工硬切削代替光整加工，表面质量高，形状精度提高，比EDM加工提高效率50%减少手工的修模；3硬切削加工最后成型表面，提高表面质量、形状精度，（不仅是表面粗糙度低，而且表面光亮度高），用于复杂表面的加工更具优势；4避免EDM加工生产的 表面损伤，提高模具寿命20%；5结合CAD/CAM技术快速加工电极，特别是形状复杂、薄壁类电极。(3)采用高速切削加工模具需要解决的问题:在国内，由于资金、技术等方面的原因，应用高速切削生产模具还处于初级阶段。还存在机床、刀具、工艺以及其它方面的一些问题需要逐步解决。缺点是加工成本高，对刀具的使用有较高的要求，不能使用过大的刀具，要有复杂的计算机编程技术做支持，设备运行成本高。2、加工模具的高速加工机床模具精加工和硬切削加工需要数控高速机床，模板、模架加工需要精密、高效数控机床等。许多机床企业瞄准模具生产，有的加工中心生产厂机床的60%以上卖给模具企业。模具行业今后几年年均有50亿元的固定资产投入，其中80%是购买模具加工设备，也就是说每年有40亿人民币要购买金切机床。目前我国数控机床的平均利用率大约20%，高速机床的利用率35%。模具企业也有相当的单位购买高速机床，从6000-40000mmp的都有。（1）高速机床的技术参数要求：加工中心主轴大功率、高转速，满足粗精加工；精加工模具要用小直径刀具，机床一般要达到1500020000mmp。通常主轴转速在10000mmp以下的机床可以进行粗加工和半精加工，达不到精加工的精度；无法达到400m/min以上的切削速度。（2）五轴机床的应用增加趋势：1加工路线灵活，表面形状复杂；2加工范围大，适合多种类型模具加工；3切削条件好，减少刀具的磨损，提高刀具寿命；（3）、购买CAD/CAM软件和高速机床配套据统计，每年有几十亿美元用于进口机床，大部分电加工机床和高速机床需要进口。3、高速切削模具的刀具技术 高速切削加工还需要配备适宜高速切削的刀具。高速加工刀具材料的进展促使了高速加工的发展。硬质合金涂层刀具、聚晶增强陶瓷刀具使得兼顾高硬度的刀刃部和高韧性的基体成为可能。聚晶立方氮化硼（PCBN)刀片，其硬度可达35004500HV。聚晶金刚石（PCD)其硬度可达600010000HV。近年来德国SCS、日本三菱（神钢）及住友、瑞士山特维克、美国肯纳飞硕等国外著名的刀具公司都先后推出了各自的高速切削刀具，不仅有高速切削普通结构钢的刀具，还有能直接高速切削淬硬钢的陶瓷刀具等超硬刀具，尤其是涂层刀具 异军突起，在淬硬钢的半精加工和精加工中发挥着巨大作用，新刀具材料和刀具技术的出现已经使高速加工上的瓶颈问题不再会出现在刀具上。但是，进口刀具的昂贵价格也阻碍高速切削模具的重要因素。选择刀具参数，如负前角刀具等，刀具要求比普通加工要求抗冲击韧性更高，还要求抗热冲击能力强；2、采取多种方法提高刀具寿命，降低刀具成本。3、采用高速刀柄，目前应用最多是HSK刀柄，热压装夹刀具。注意刀具装夹后的整体平衡；4、当前的刀具企业在解决高速切削刀具技术方面已经已经做了很多工作，面向加工的刀具服务会帮助解决很多问题，刀具生产厂家成为主体，参考刀具生产厂家提供的技术参数。4、提高高速切削模具效率的工艺技术1、刀具直径和长度的选择2、HSK和EDM的选择3、干切削和润滑冷却4、进给选择；通常进给量铣刀直径10%，进给宽度铣刀直径40%。根据材料情况合理选择加工工艺参数：国外高速铣削加工零件材料质量较好，材料质量标准相同，加工性能比较稳定；而国外公司生产的刀具也以他们的材料标准做试验；推荐的加工参数一般比较适合他们的标准，如果使用他们的刀具，与国内的零件材质有一定的区别，在高速铣削时，这种差别表现得较为明显，有些参数可以直接应用，但有些效果就比较差。而国内企业一般选用零件材质有一定的标准，所使用的零件材料，特别是能用高速加工的零件材质，一般会局限在某些零件材料范围内，这对我们应用高速加工技术也提供了有利的条件，会在较少的加工材料范围内应用。这里要强调的是，一定要在这些材料上选取优化出一套适合本企业的加工工艺参数，并且纳入企业标准。选用国产刀具，很少有推荐高速铣削的技术参数的，由必要做试验，取得比较满意的参数吗，最好选用固定的刀具生产厂家，减少试验的次数，形成加工技术标准，这样可以提高设备有效利用率吗，降低生产成本，可以取得较好的经济效益。5、高速切削的加工刀具路径好编程1平面进给路径选择；2轮廓加工路径选择；3保持切削载荷平稳；4保持相对平稳的进给量和进给速度；5在平面切削中保持圆拐角；6合理选择精加工余量。HSC精加工对CAN的编程要求：1）尽量避免拐角的铣削运动：2）尽量避免工件外的进刀与退刀运动，直接从轮廓进入下一个深度。或者采用螺旋线或斜向进给切入：3）恒定每刃进给吗，提高质量，延长刀具寿命：4）轮廓加工保持在水平面上等。高速切削CAM软件；delcam公司几年前就开始了高速切削加工编程技术的研究，开发了高速切削自动编程软件模块；最近，mastercam公司也开发了高速切削自动编程软件模块；国内北航海尔也开发了高速切削自动编程软件模块。6、高速机床数控系统的特点1高速数据处理；2拐角预测处理；3NURBS非有理样条插补曲线加工。7、高速切削模具的安全问题1刀具磨损和破坏的监测；2刀片连接的强度；3和普通机床加工不同，安全防护和开机前对机床和刀具的严格检查非常重要。8、目前我国在采用高速加工模具技术中存在的问题（1）机床：1国产高速机床整体性能尚有差距，功能部件性能还不能满足要求。包括电主轴的功率和转速，进口机床价格高；2机床的高速下动态特性研究还不够，因而影响整机的；3五轴机床还不够成熟，进口机床价格太高；4配套技术和设备还不完全。（2）刀具：:1国产刀具还不能够适应高速切削的应用，特别是高速硬切削光整加工，进口刀具价格高，刀具技术是影响高速切削加工模具的一个重要因素；2配套技术还不够，包括刀柄、成套在线动平衡等。(3)高速模具加工工艺及实验:1由于高速加工模具模具的历史比较短，缺乏应用经验积累；2对高速切削工艺研究比较少，投入不够，立项比较困难；3缺少高速切削数据库或手册，目前还是空白；4模具生产厂家对高速切削的认识不够，缺乏长期效益的分析对比。（4）缺乏高速切削自动编程软件.（5）缺乏五轴联动高速切削自动编程CAM软件模具市场对的高速加工有强烈的需求，但是技术跟不上。起步晚，基础较差，整体技术不高，发展缓慢。需要各个方面协调发展，产学研结合，加大投入，综合利用各个方面力量推动高速切削在模具制造中的应用。我们希望，通过各方面的努力，在市场需求的推动下，通过技术进步吗，像汽车，机床吗，家电一样，在不远的将来吗，我国不但要成为模具生产大国，而且要成为模具生产强国五、CAX技术对塑模具设计的应用与发展利用注塑模具CAX软件，设计与工程人员可完成注塑制品构造、模具概念设计、CAE分析、模具评价、模具结构设计和CAM等虚拟与现实工作，利用注塑模流分析技术，能预先分析模具设计的合理性，减少试模次数，加快产品研发，提高企业效率。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。2)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。3)应用CADCAECAM技术从根本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，降低生产成本，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CADCAECAM技术可使设计时间缩短50，制造时间缩短300o，成本下降1 0，塑科原料节省7，一次试模成功率提高4550。CAD概念。运用CAD技术能帮助广大模具设计人员由注塑制品的零件图迅速设计出该制品的全套模具图，使模具设计师从繁琐、冗长的手工绘图和人工计算中解放出来，将精力集中于方案构思、结构优化等创造性工作。2)CAE概念。CAE技术借助于有限元法、有限差分法和边界元法等数值计算方法分析型腔中塑料的流动、保压和冷却过程，计算制品和模具的应力分布，预测制品的翘曲变形，达到优化制品和模具结构、优选成型工艺参数的目的。3)CAM概念。运用CAM技术能将模具型腔的几何数据转换为各种数控机床所需的加工指令代码，取代手工编程。采用CAM技术能显著提高模具加工的精度及生产管理的效率。注塑模CADCAECAM的科学严密生产组织方式，保证了注塑模的生产质量。但注塑模的商品化软件在功能和精度上还有待于进步发展。今后的研究和发展工作主要在于精度的数字化技术，对复杂形状的产品进行数据采集，且采集速度要快而精确，并直接建立线框模型。其次就是实现模具加工的全自动化；此外就是要通过信息网络实现技术价值、技术服务和技术转让，从而显示先进信息传输工具的优越性。六、手机外壳模具设计制作与分析1.模具设计（1）模具的基本结构（2）浇道分析与设计：浇道的作用在于连接注入口及模穴浇口，主要用于多进浇口大件模具或多模穴模具，目的在于使塑料同时到达各模穴，使充填速度均匀。（3）型腔：射出成型模具主要由型腔赋予成型品的最终形状，因此型腔可定义做模具中赋予成型品形状的零组件。（4）模穴与模心:一般而言，模穴的主要要求为填料快速，容易脱模，表面须光滑模心的要求则为须维持整个模穴温度均匀。（5）注入口及注:入口的衬套注入口或竖浇口的目的在于将来自喷嘴射出的熔融塑料导入模具的浇道系统。外围衬套则称为注入口衬套。6）对位圈或定位圈:对位圈的目的在于导正射出机喷嘴位置与模具注入口，避免出料不顺。有时除了定位的功能外，在模具外壁薄而射出压力高时，往往需借助对位圈来保持注入口衬套与模具的对中。（7）注料系统:对多型腔模具而言，需要一注料系统将塑料平均分配到每个模穴中。注料系统主要由浇道及浇口两大部分所组成。（8）浇口设计:传统上进浇口位置与浇口尺寸、方式的决定是由实验来进行的，即所谓的试误法，经不断地试模找出较佳的进浇位置。但对较复杂的模具或精密模具，经验法则难以使用。因此近年来许多研究人员致力于计算机辅助工程分析方面研究，希望结合高分子加工原理与数值计算，计算机绘图的技术，发展出模具设计的辅助软件，如国际上知名的MOLDFLOW，C-FLOW，以及CAE-MOLD，MOLDEX3D 系统软件等。2、模具的制作流程从运用CAD/CAM 系统采UG.NX Mold Wizard 模模块来设计曲