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畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目： 手機外殼注塑模具設計 院（系） 機電工程學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 姓 名 學 號 導 師 2014年 3月9日 開題報告填寫要求 1．開題報告作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成。 2．開題報告內(nèi)容必須按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）填寫并打印（禁止打印在其它紙上后剪貼），完成后應及時交給指導教師審閱。 3．開題報告字數(shù)應在1500字以上，參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊，其中外文文獻至少3篇），文中引用參考文獻處應標出文獻序號，“參考文獻”應按附件中《參考文獻“注釋格式”》的要求書寫。 4． 年、月、日的日期一律用阿拉伯數(shù)字書寫，例：“2005年11月26日”。 1 畢業(yè)設計綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關研究情況）： 1.1題目背景及意義： 手機是中國外部設備市場上最活躍、最普及，也是競爭最為劇烈的電子產(chǎn)品之一。近年，由于手機的應用領域的不斷擴大[1]；同時，手機外殼自身也在技術上的集成化、網(wǎng)絡化，質(zhì)量的不斷提高和發(fā)展使其擁有穩(wěn)定的增長且又不斷擴大的市場[2]。 作為手機重要組成部分之一----手機外殼，它的結(jié)構(gòu)設計及質(zhì)量也是非常重要的[2]。目前，主要采用注射成型的方法得到手機殼體，用這種方法的優(yōu)點是：成型周期短，能一次成型外形復雜的結(jié)構(gòu)，對各種塑料的適應性強，生產(chǎn)效率高。手機殼體采用的材料主要有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等。由于ABS綜合性能好，沖擊韌性好，機械強度高，易于成型和機械加工等優(yōu)點，常采用其做為打印機殼體材料[1-5]。 模具的CAD設計、分析，包括根據(jù)產(chǎn)品模型進行模具分型面的設計、確定型腔和型芯、模具結(jié)構(gòu)的詳細設計、塑料填充過程分析等幾個方面。利用先進的特征造型軟件如Pro/E等很容易地確定分型面，生成上下模腔和模芯，再進行流道、澆口以及冷卻水管的布置等。 塑料注射模具是成型塑料制件的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產(chǎn)中起著關鍵作用。本次設計通過對手機外殼這一具體塑件進行模具設計，來掌握塑料模具設計的基本原則、方法，并能較為熟練的使用AUTOCAD和Pro/E軟件，為今后從事設計工作打下堅實的基礎[4-6]。 1.2國內(nèi)外相關研究情況： 近年來,我國塑料模具業(yè)發(fā)展相當快,目前,塑料模具在整個模具行業(yè)中約占30%左右,而在整個塑料模具市場以注塑模具需求量最大。隨著模具制造行業(yè)的發(fā)展許多企業(yè)開始追求提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設計周期及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度地提高模具制造業(yè)的應變能力等目標。新興的模具CAD技術很大程度上實現(xiàn)了企業(yè)的愿望。近年來，CAD技術的應用越來越普遍和深入，大大縮短了模具設計周期，提高了制模質(zhì)量和復雜模具的制造能力。 在我國，塑料模具的發(fā)展起步較晚，但發(fā)展很快，特別是最近幾年，無論在質(zhì)量、技術和制造能力上都有很大發(fā)展，取得很大成績。這可以從下列幾個方面來看： 1. CAD/CAM/CAE技術的應用 2. 電子信息工程技術的應用 3. 氣體注射成型技術的使用更趨成熟 4. 熱流道技術的應用更加廣泛 5. 精密、復雜、大型模具的制造水平有了很大提高 6. 模具壽命不斷提高 7. 模具效率不斷提高 8. 采用模具先進加工技術及設備 當前國內(nèi)塑料模具市場以注射需求量最大，其中發(fā)展重點為工程塑料模具。 塑料模具的主要發(fā)展趨勢： 近年來，全球制造也正以垂直整合的模式向中國及亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，中國正成為世界制造也的重要的基地。制造也模式的變化，必將產(chǎn)生對新技術的需求，也必將導致CAD技術的發(fā)展。 1.協(xié)同創(chuàng)新設計將成為模具設計的主要方向 2.模具制造信息將更加豐富，制造過程將更有效 3.激光技術的應用日益受到重視 4.模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用 5.優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術將進一步受到重視 模具CAD技術應用的ASP模式，將成為發(fā)展方向隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，新的技術革命不斷取得新的發(fā)展和突破，技術的飛躍已經(jīng)成為全世界經(jīng)濟增長的重要因素。國外注塑成型技術在向多工位、高效率、自動化、低成本方向發(fā)展。21世紀模具制造行業(yè)的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和網(wǎng)絡化。追求的目標是提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率，縮短設計周期及制造周期，降低生產(chǎn)成本，最大限度提高模具制造業(yè)的應變能力滿足用戶需求。 2 本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1本課題研究的主要內(nèi)容： 1） 調(diào)研和收集資料，論述國內(nèi)外塑料模具設計的現(xiàn)狀和主要發(fā)展方向。 2） 對給定的塑件進行測繪（零件的精度為4級，表面粗糙度Ra3.2,材料 ：ABS）,并繪出塑件零件圖。 3） 分別設計成型零件、澆注系統(tǒng)、模架及其他模具零件。 4） 繪制圖紙，其中包括：①塑件零件圖； ②注塑模具裝配圖； ③成型零件圖； ④其他結(jié)構(gòu)零件圖。 5） 編寫設計說明書一份，內(nèi)容如下：①塑件的工藝分析。包括塑件的結(jié)構(gòu)特點、用途、使用要求、尺寸精度、粗糙度等。 ②設計方案的擬訂。包括：（1）確定成型方法；（2）確定模具類型及型腔數(shù)；（3）型腔的布置；（4）選擇注射機規(guī)格；（5）確定分型面；（6）確定澆注系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)；（7）選擇頂出方式和抽芯機構(gòu)；（8）確定拉料桿的形式；（9）確定加熱與冷卻系統(tǒng)；（10）確定成型零件和結(jié)構(gòu)零件形式等。 ③設計計算。包括：成型零件的工作尺寸及公差；成形型腔壁厚；型芯墊板厚度。 ④模具典型零件的選材及熱處理工藝路線分析。 ⑤對設計方案和設計結(jié)果進行經(jīng)濟分析和環(huán)保分析。 6) 對模具結(jié)構(gòu)進行三維剖析，作出模具開合結(jié)構(gòu)圖。 7）對設計中典型模具零件編制零件制造工藝規(guī)格卡片。 2.2本課題的研究方案： 1.塑件設計，利用軟件Pro/E進行塑件的立體建模，做出零件三維圖并模擬裝配，且對各邊進行分析。確定圓角避免脫模時產(chǎn)生的影響。直觀反映出零件在注塑過程中的難點重點。再在軟件AutoCAD中完成塑件尺寸及公差等技術要求的標注，并輸出工程圖。 2.工藝性分析。 3.注塑設備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計算塑件的投影面積，通過注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設備的資料確定注塑設備的型號。 4.確定收縮率和分型面，首先由塑件性能的要求等，確定塑件的塑料，通過查資料確定塑件的收縮率。根據(jù)手機外殼的工藝及結(jié)構(gòu)特點，確定具體的分型面，大致應為手機外蓋內(nèi)側(cè)。 5.模架，通過塑件的大小及型腔數(shù)、澆注系統(tǒng)、導向部件、推出機構(gòu)、調(diào)溫系統(tǒng)、排氣槽、側(cè)抽芯機構(gòu)等的初步估算，確定使用模架的型號。 6.澆注系統(tǒng)設計，本塑件使用的是普通澆注系統(tǒng)，在澆注系統(tǒng)設計中，包括流道的設計、噴嘴的選擇、主流道襯套的選擇等，還必須研究一模兩腔澆注系統(tǒng)的平衡性設計。 7.成型件（模腔、模芯），確定型腔數(shù)和分型面。對模腔和模芯進行結(jié)構(gòu)設計。計算成型部件的工作尺寸。 9、冷卻系統(tǒng)，溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量、生產(chǎn)效率有很大的影響，還針對型腔與型芯冷卻回路的形式進行設計。 10、完成整套模具的三維立體圖和二維工程圖的繪制。 3 本課題研究的重點及難點，前期已開展工作、 3.1方案的確定 采用一模兩腔的方案，兩塑件平行放置，方向相反以便側(cè)向抽芯。澆口設在零件的上表面，使用定距拉桿加導柱和彈簧，確保第一次分型面在定模座板和中間板之間分開，凝料先被拉斷。第二次分型在動模板面和中間板之間分開，以便取出制品。這樣分型有利于模具加工、注射、排氣、脫模，同時使操作簡單方便。 3.2確定型腔分型面及型腔數(shù)目 模具上用以取出制品及澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面，在制品設計時，必須要考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。因側(cè)向合模鎖緊力較小，故對于投影較大的大型制品，應將投影面積大的分型面放在動、定模的合模主平面上，而將投影面積較小的分型面作為側(cè)向分型面。本模具的分型而選擇在塑件的大平面處。采用一模兩腔結(jié)構(gòu)[14-17]。 3.3型腔、型芯的結(jié)構(gòu) （1）型腔的結(jié)構(gòu)設計：本設計采用整體式型腔結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)廣泛應用于中小型塑件的模具中。加工方法可采用普通機加工、數(shù)控機床、電火花、電鑄成型等方法。將一整體型腔嵌入到型腔固定板中，嵌入的型腔材料可用低碳鋼或低碳合金鋼，森碳淬火后拋光[17-20]。 （2）型芯的結(jié)構(gòu)設計：型芯是用來成型塑料制品的內(nèi)表面的成型零件。本模具中的型芯采用組合式。 前期已開展的工作就是通過上網(wǎng)、圖書館的書籍來查閱相關方面的資料，基本了解了本課題的相關國內(nèi)外研究情況以及本次設計的重點和難點，得出了現(xiàn)有其軟件模塊結(jié)構(gòu)和完善知識體系。 4 完成本課題的工作方案及進度計劃 1) 1-2周：查閱資料，熟悉設計內(nèi)容并且熟悉軟件，找到所設計的相關模型。 2)3-4周： 撰寫開題報告，畢業(yè)設計開題，做好答辯準備。 3)5-6周： 對手機外殼注塑模具的澆注系統(tǒng)的設計其中包括主流道的設計、冷料穴的設計、分流道的設計、澆口的設計和排氣系統(tǒng)的設計、成型零件的設計、注射機的選擇等相關設計。 4）7-8周畫手機外殼塑件零件圖 5）9-10周完成方案設計、裝配圖設計，完成中外翻譯、撰寫中期報告，準備中期答辯； 6）10-12周完成全部零件設計，并對模具結(jié)構(gòu)進行三維剖析，作出模具開合結(jié)構(gòu)圖； 7)13-14周：零件強度的校核和有關零件的計算 8)15-17周：撰寫畢業(yè)論文 9)18周：論文答辯 注：1、正文：宋體小四號字，行距22磅。 2、開題報告裝訂入畢業(yè)設計（論文）附件冊。 5 參考文獻 [1] 宋玉恒.塑料注射模具設計使用手冊.北京：航空工業(yè)出版社，1994. 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