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内容简介：

机机 电电 学学 院院 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计）开开 题题 报报 告告 书书课题名称课题名称 气压瓶盖注塑模设计气压瓶盖注塑模设计 院院 （系）（系） 机机 电电 学学 院院 专专 业业 机械设计制造及其自动化（机械设计制造及其自动化（CADCAD） 姓姓 名名 谢华健谢华健 学学 号号 20060904430262006090443026 指导老师指导老师 王王 晓晓 军军 广东技术师范学院广东技术师范学院本科毕业论文（设计）开题报告本科毕业论文（设计）开题报告系别系别机电学院专业专业机械设计制造及其自动化班级班级06CAD1姓名姓名谢华健学号学号2006090443026联系方式联系方式13711541713题目题目气压瓶盖注塑模设计一、论文选题的目的与意义：一、论文选题的目的与意义：随着信息技术与工业的发展，在现代生活中，到处都有气压瓶盖的存在，气压瓶盖注塑模设计，也随着人们科技的进步在不断的发展着。而我这次毕业设计正是针对现代气压瓶盖注塑模设计发展的状况，对气压瓶盖的外观结构造型，以及注射模设计。经过这样的设计使得我们能够综合性地运用这几年内所学知识去分析、解决问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用；另一方面使得我们的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，也为以后的就业提供方向性的指导，因此写好毕业论文，无论对国家、社会，对学校、学生，都具有重要而实际的意义。二、论文的创新思路、特色与价值：二、论文的创新思路、特色与价值：在接到这次毕业设计任务时，我在网上找过很多相关的文章和图书介绍，而且在市场上看过很多类型的气压瓶盖。总体这产品逐渐走向成熟，虽然瓶盖有很多种类，但大体上都是外型在改变。综合以上调查资料，我会在外形结构上和制造工艺上进行改变和创新。在外形设计上利用 PRO/E 进行三维建模且进行分析，实现外部曲面造型优化和制造可行性分析，符合现实制造要求；在制造工艺方面，利用注射模具生产零件，在模具设计上会使用 EMX 进行运动仿真和使用 moldflow 进行塑件成型分析等新技术，而加工时会用 MASTERCAM 进行数控编程，实现高速数控加工其气压瓶盖注塑模模具，以减少设计模具的时间和制造成本，防止失败设计的出现。设计出来的气压瓶盖具有外形美观、生产成本低、可生产批量大、质量稳定、生产效率高等优点。三、本课题在国内外的研究现状和发展趋势：三、本课题在国内外的研究现状和发展趋势：科技不停的进步，塑料模具在产品加工中占有非常重要的地位。模具生产技术也是衡量一个国家制造工艺水平的重要标志之一。模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视，发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度，当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受1。我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计，目前模具生产厂点共有 2 万多家，从业人员约 50 万人，全年模具产值约 360 亿元，总量供不应求，出口约 2亿美元，进口约 10 亿美元2。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区 ,南方的发展快于北方。目前发展最快，模具生产最集中的省份是广东和浙江，其模具产值约占全国总产值的 60%以上3。我国模具总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。现就我国塑料模具工业技术现状和发展趋势进行综述4。1发展现状和差距发展现状和差距从 CAD/ CAE/ CAM 应用现状找差距：3模具设计和加工使用的 CAD/ CAE/ CAM 系统，不要求系统十分庞大，但对某些方面要求较高，如曲面造型、三轴数控加工等。一些国外的 CAD/ CAE/CAM 系统，虽然具有强大的三维曲面造型、结构有限元分析、计算机辅助制造和产品数据管理能力等，但价格昂贵，一般企业难于承受4。目前在国内应用的主要软件有美国 PTC 公司的 CAD/ CAE/ CAM 集成化系统 PRO/ ENGINEER5、美国 EDS 公司的 CAD/CAM 软件 UG-、法国MATRADATAVISION 公司的集成化软件、美国 SOLIDWORKS 公司的 SOLIDWORKS 软件、美国 CV 公司的 CADDS 软件、美国 SDRC 公司集成化CAD/ CAE/ CAM 软件、英国 DELCAM 公司 CAD/CAM 软件 DUCT、以色列 CIMATRON 公司的三维 CAD/ CAM 软件 CIMATRON6、美国 ACTECH 公司的注塑模 CAE 分析软件 CMOLD7、澳大利亚 MOLDFLOW 公司的注塑模 CAE 分析软件 MF8，国内华中理工大学模具技术国家重点实验室的注塑模 CAD/CAE/CAM 集成化系统 HSC3、北京航空航天大学软件工程研究所的 CAD/ CAM 软件 CAXA 和郑州工业大学注塑模 CAE 分析软件 ZMOLD 等9从产品结构现状找差距：我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具，615 kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。我国目前的情况是9，注塑模型腔制造精度可达0.020.05 mm，表面粗糙度 Ra 0.02m，模具质量、寿命明显提高，非淬火钢模寿命可达 1030 万次，淬火钢模达 501 000 万次，交货期较以前缩短，但与国外相比仍有较大差距 (如下表 1) 1。从产业组织结构现状找差距：我国模具行业管理体制分散，目前有 19 个大行业部门制造、使用模具，却没有统一的管理部门。靠中国模具工业协会来统筹规划、集中攻关，跨行业、跨部门管理困难很多10。我国模具价格长期以来与其价值不协调，造成模具行业“自身经济效益小，社会效益大”的现象。 “干模具的不如干模具标准件的，干标准件的不如模具带件生产的，干带件生产的不如用模具加工产品的”不正常现象严重存在，极大地挫伤了模具企业(包括模具车间和分厂)职工的积极性。这也是模具行业人才留不住、青年技术人员、青年工人不愿学技术的原因之一11。2主要发展方向主要发展方向协同创新设计将成为模具设计的主要方向：制造业垂直整合的模式使得世界范围内产品销售、设计、生产和模具制造分工更明确。为了缩短产品上市周期，使模具设计充分理解产品设计的意图，在产品的设计阶段，模具设计即同时开始，产品设计工程师和模具设计工程师需尽早进入协同设计状态12。模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效：由于制造设备的丰富，制造信息的增加，我们将看到，今后的制造信息将不仅仅是只提供数控编程加工的 G 代码，更重要的是，从设计开始，将进行制造过程的设计，即提供模具制造的工艺流程，不仅包含工艺表格、加工参数，还包括模具加工的卡具设计、加工的装卡过程及各工序的 G 代码，并且在各部分工序过程均有仿真，还可以在网络上共享13。激光技术的应用日益受到重视：激光技术在模具制造中的应用主要是在快速成形与一些特殊模具的加工两个方面。 (1)快速成形是根据 CAD 的数据，不借助任何机械加工工具，通过逐层增加材料的方法(如聚合、粘结、烧结等)快速制造出零件原型或零件实物，故也称快速原形制造(缩写为 PRM)技术。快速成形技术主要有立体光固造型(SLA)，选择性激光烧结(SLS)，分层实体制造(LOM)等14。如海尔、春兰和科龙等公司已经应用激光快速成形于新产品开发等方面，并取得显著的经济效益15。(2)激光技术应用于模具制造方面主要有激光切割、打孔及打标、刻花与刻字等方面，如用于深孔、型孔、中空体以及复杂的冷却水道加工等16。模具 CAD 技术应用的 ASP 模式，将成为发展方向： 由于今天模具行业实际上已经成为高技术最密集的行业，任何企业要拥有全部最新出现的技术，成本将非常高，而且还要培养并且留住掌握这些技术的人才也会非常困难.。因此，将出现模具 CAD 应用的 ASP 模式，即产生各种专门技术的应用服务单位，为模具企业提供技术服务，将制造资源最优发挥，应用服务包括如逆向设计、快速原型制造、数控加工外包、模具设计、模具成型过程分析等1718。四、毕业设计（论文）提纲：四、毕业设计（论文）提纲：题目：气压瓶盖注射模设计第一章 前言收集资料、调查市场情况，了解市场需要什么样的气压瓶盖，用什么生产工艺制造气压瓶盖，才能提高生产效率、节省材料等。第二章 绪论：论述注塑模在工业发展的前景与在经济建设中所占的地位。第三章 气压瓶盖的造型及其结构设计：明确塑件的设计要求，进行塑件的外型设计，明确塑件的生产批量，分析塑件的成型工艺资料。第四章 模具设计：确定分模面、型腔数量及其排列方式、浇注系统和排气系统、排出方式，塑件侧凹部分的处理方式。型腔和型芯工作尺寸的计算，型腔侧壁和动模垫板厚度的计算。根据锁模力选择成形设备，根据最大注射量、模具闭合高度、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等校核注射机。 绘制装配图、模具主要零件图等图纸。第五章 总结及展望:分析这次毕业设计得与失，总结经验，为以后实际工作。五、完成毕业设计（论文）的条件、工具：五、完成毕业设计（论文）的条件、工具：条件：图书馆藏书、期刊杂志和网络资源。工具：设计所用绘图工具主要是 PRO/E4.0、AUTOCAD2008。六、毕业设计进度安排：六、毕业设计进度安排：（1）在图书馆、Internet 网上查阅相关文献资料，翻译相关外文资料（3000-5000 字） 。 （1-2 周）（2）整理汇总资料，进行方案设计及其比较，拟定最佳设计方案。 （1-2 周）（3）展开具体结构设计过程，计算设计数据。 （3 周）（4）运用有关软件工具进行装配图的绘制。 （1.5 周）（5）撰写设计论文（12000-15000 字） 。 （2-3 周） 七、参考文献：七、参考文献：1王都.学习贯彻十六大精神-提高模具工业设计制造水平.模具工业,2003,(2)3-52周永泰.模具工业 2003 年经济运行展望.模具工业,2003,(1):57-583韩向东.基于网络的模具 CAD/CAM/CAE 一体化系统的研究.农业机械学报,2001,(6):84-874杜鹃.CAD/ CAM/ CAE 技术在模具生产中的应用.机械设计与制造,2003,(1):855王颖.CAD 技术在模具行业应用及其发展方向.天津理工院学报,2003,(2):54-566许鹤峰,闫光荣.数字化模具制造技术.北京:化学工业出版社,2001,159-1647CHOI B K. C2spoace based CAPP algorithm for freeform die2cavity machiningJ.Computer 2Aided Design,2003,(2):179-1898MIAOHKJ,SRIDHARANN,SHA HJ.CAD2CAMintegration using machiningfeatures J.Int Jour Computer integrated Manufacturing, 2002,(4):296-3189缪德建.模具制造中 CAD/ CAE/ CAM/ CAT 的应用.模具技术,2002,(1):44-4610陈炜. 注塑模 CAD/CAE/CAM 的研究现状与发展. 铸造技术,2004,(2):148-14911靖永慧.现代模具制造行业发展.模真技术, 2001,(5):68-7112罗继相.浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策.模具技术,2001,(3):72-7513冯颖彰. 模具的协同设计. 机械设计与制造，2003,(3):34-3814陈光明.压铸模 CAD/CAE/CAM 的研究现状与发展.铸造技术,2004,(2):148-14915戴国洪.数控加工 CAD/CAPP/CAM 集成系统的研究.机械制造,2000,(8):18-2016张海鸥.快速模具制造技术的现状及其发展趋势.模具技术,2000,(6):35-3717姚真裔.模具 CAD/CAM/CAE 集成制造在铸造中的应用.铸造技术,2003,(4):280-28118金涤尘.宋放之.现代模具制造技术.北京:机械工业出版社,2001,(2):46-4719王都.加速模具工业发展.计算机辅助设计与制造,2002,(3):35-3720周华民、李德群.注射模 CAE 软件应用新模式.塑料科技,2002,(1):47-4921许发樾.模具结构设计.机械工业出版社,200322伍先明、王群.塑料模具设计指导.国防工业出版社 200623马文琦.塑料成型模拟软件技术基础与应用.中国铁道出版社.200624任志华.深入浅出 PRO/E3.0 模具设计.中国电力出版社.200725刘颜召.PRO/E3.0 模具设计与加工.电子工业出版社.200726舒飞.PRO/E2.0 模具设计白金手册.中国电力出版社.2005指导教师意见：指导教师意见： 指导教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日教研室或系审核意见：教研室或系审核意见： 教研室（系）主任签名：教研室（系）主任签名： 年年 月月 日日 备注：备注：本开题报告须与学生的毕业论文（设计）一并装订存档。 毕毕 业业 论论 文（设文（设 计）计）题 目： 气压瓶盖注塑模设计（英文）：Design of the Injection Mould for the Lid of Atmospheric Pressure Bottle院 别： 机电学院 专 业：机械设计制造与其自动化 (计算机辅助设计与制造)姓 名： 谢华健 学 号： 2006090443026 指导教师： 王 晓 军 答辩日期： 2010 年 5 月 气压瓶盖注塑模设计气压瓶盖注塑模设计摘摘 要要本设计主要针对气压瓶盖外观质量要求和尺寸精度配合较高、结构形状和制造工艺较复杂的情况。在外观和结构设计上采用流线型设计、光亮表面处理；模具设计上采用了潜伏式浇口、开合模定位装置、多推杆推出机构和回路冷却系统等多项措施。实现高效、质量高、成本低的产品设计、生产原则。设计过程中翻阅一些产品设计和模具设计有关的参考资料和文献，结合绘图软件Pro/Engineer Wildfire 4.0 和 AutoCAD 2008 对气压瓶盖和模具的初步设计。对于产品的外型设计和模具设计，主要包括以下这些方面。外型设计：基本长度尺寸、拔模斜度、最小过渡圆角、最小壁厚、粗糙度等方面的确定；模具设计：注射机的选择、浇注系统、成型零件、合模机构、脱模机构和冷却系统的设计，绘制模具零件图和装配图等。关键词关键词：气压瓶盖；模具设计；结构设计；加工工艺Design of the Injection Mould for the Lid of Atmospheric Pressure BottleABSTRACTThis design is mainly for the situation of quality requirements for the Lid of Atmospheric Pressure Bottle and with a high dimensional accuracy, the shape of Construction and complicated manufacturing process. In the design of appearance and structure, it will adopt with sleek design and bright surface. Mold design using submarine gate, opening and closing mold positioning device, multi-putting introduction equipment and a number of measures such as loop cooling system. Thus achieve the efficient, high quality and low cost product design and production principles.The design process has referred to some product design and mold design-related references and documents, and combined with mapping software Pro / Engineer Wildfire 4.0 and AutoCAD2008 in the Lid of Atmospheric Pressure Bottle and the preliminary design of mold. As to the outlook design and mold design of the product, is mainly including the following areas: Outlook design: the confirmation of the basic length dimensions, taper angle, the minimum fillet, minimum wall thickness, roughness, etc: Mold design: the choice of injection machine, the design of injection system, molding parts, clamping device, mold body and cooling system, and drawing die parts diagrams and assembly drawings, etc.Keyword: the Lid of Atmospheric Pressure Bottle；mold design；structure design；process目目 录录1. .前 言 .12. .绪 论 .22.1 塑料及塑料工业的发展.22.2 塑料成型在工业生产中的重要性.22.3 我国塑料模具现状与发展趋势.32.3.1 我国塑料模具现状.32.3.2 我国塑料模具发展趋势.32.4 国内外发展的差异.42.5 课题研究.52.5.1 课题背景、来源和研究内容.52.5.2 课题研究的目的和意义.62.5.3 课题研究的技术工具.62.6 本章小结.63. 气压瓶盖造型及其结构设计.73.1 塑料的选择和塑件成型工艺性分析.73.1.1 塑件（气压瓶盖）分析.73.1.2 热塑性塑料（ABS）的注射成型过程及工艺参数.73.1.3 ABS 的性能分析.83.1.4 ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施.93.2 塑料成型工艺方法的选择.93.3 塑件几何形状设计.103.3.1 尺寸公差和精度.103.3.2 表面粗糙度.113.3.3 脱模斜度.113.3.4 壁厚.113.3.5 圆角.113.4 产品造型及结构设计方案.123.5 本章小结.144.气压瓶盖的模具设计.154.1 拟定模具的结构形式.154.1.1 分析面位置的确定.154.1.2 确定型腔数量及排列方式.164.2 注射机型号的确定.164.2.1 所需注射量的计算.174.2.2 注射机型号的选定.174.2.3 型腔数量及注射机有关工艺参数的校核.184.3 浇注系统形式和浇口的设计.204.3.1 主流道的设计.204.3.2 分流道设计.214.3.3 浇口的设计.224.3.4 冷料穴的设计.244.4 成型零件的结构设计和计算.244.4.1 成型零件的结构计算.254.4.2 成型零件强度、刚度的校核.264.5 模架的确定和标准件的选用.274.6 合模导向机构的设计.284.7 侧抽芯机构的设计.314.7.1 抽芯距的确定与抽拔力的计算.314.7.2 斜导柱分型抽芯机构的设计.314.8 脱模推出机构的设计.334.8.1 脱模推出机构的设计原则.334.8.2 塑件推出的基本方式.334.8.3 脱模力的计算.344.8.3 轴的校核计算.354.9 排气系统的设计.394.10 温度调节系统的设计.394.10.1 加热系统.394.10.2 冷却系统.394.11 典型零件的制造工艺.414.11.1 动模板的制造工艺.414.12 模具工作过程.434.13 本章小结.455.总结.46参考文献.47致谢.49附录 图纸.5011.1.前前 言言近年来，模具工业是国民经济的基础工业，受到政府和企业界的高度重视,发达国家有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说，可见其受重视之程度，当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所接受。模具是现代化工业生产的重要工艺装备，被称为“工业之母” 。而塑料模具又是在整个模具工业中的一枝独秀，发展极为迅速。 随着信息技术与工业的发展，在现代生活中，到处都有气压瓶盖的存在，气压瓶盖注塑模设计，也随着人们科技的进步在不断的发展着。而我这次毕业设计正是针对现代气压瓶盖注塑模设计发展的状况，对气压瓶盖的外观结构造型，以及注射模设计。经过这样的设计使得我们能够综合性地运用这几年内所学知识去分析、解决问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用；另一方面使得我们的实践动手、动笔能力得到锻炼，增强了即将跨入社会去竞争，也为以后的就业提供方向性的指导，因此写好毕业论文，无论对国家、社会，对学校、学生，都具有重要而实际的意义。在接到这次毕业设计任务时，我在网上找过很多相关的文章和图书介绍，而且在市场上看过很多类型的气压瓶盖。总体这产品逐渐走向成熟，虽然瓶盖有很多种类，但大体上都是外型在改变。综合以上调查资料，我会在外形结构上和制造工艺上进行改变和创新。在外形设计上利用 PRO/E 进行三维建模且进行 CAE 分析，实现外部曲面造型优化和制造可行性分析，符合现实制造要求；在制造工艺方面，利用注射模具生产零件，在模具设计上会使用 EMX 进行运动仿真和使用 moldflow 进行塑件成型分析等新技术，而加工时会用 MASTERCAM 进行数控编程，实现高速数控加工其气压瓶盖注塑模模具，以减少设计模具的时间和制造成本，防止失败设计的出现。设计出来的气压瓶盖具有外形美观、生产成本低