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INTRODUCTION MuCell technology, as an effective microcellular injection molding process, is widely used in automobile and furniture industries. In most cases, MuCell technology is used to save raw materials, but it is also used to produce implants with closed porous structure [1]. It uses CO2 as blowing agent, which is injected in the plasticization section of the injection molding machine (Figure 1). The blowing agent is injected into the polymer melt through the gas supply line and injector, in its super critical state, by the plasticization phase of the injection molding machine. After the plasticization the mixture of polymer melt and gas is injected through the nozzle into the mold, where the foam structure can be generated due to the quick pressure drop in the mold. The main products which are produced today with MuCell technology have closed cellular foam [2–4]. Some studies have investigated the relations between the key process parameters in MuCell technology and produced cellular foam structure [1,5,6]. It was found that the pore morphology in MuCell process could be adjusted through varying the process parameters. However, there is currently no literature regarding the effects of mold design on the pore morphology by MuCell technology. In this study two molds were designed and used in MuCell process to generate implants with a porous structure for medical use. The research of process parameters was independently performed on these two molds. By comparing the pore structure of implants made from two molds at the same process parameter setting, the influences of the mold design on the porous structure were investigated. Gas injector Shut-off nozzle Mixing and shearing element Gas supply line Gas pump Figure 1. Draft of the MuCell technology (figure according to [12]). 520 H. B. WU ET AL. Downloaded from 河南理工大學萬方科技學院本科畢業(yè)設計（論文）開題報告 指導教師 職稱 所在院（系） 教研室（系、研究所） 題目名稱 汽車軸蓋工藝分析及沖壓模設計 學生姓名 學號 一、 選題的目的和意義 汽車工業(yè)近年來技術方面大力發(fā)展，與模具技術的結合也越來越緊密。汽車軸蓋就需要沖壓模具來完成，而沖壓技術需要應用到很多加工制造過程中。沖壓是利用安裝在沖壓設備（多為壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。 與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。主要表現如下。 (1) 沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易于實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 （2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。 （3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。 （4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產品。所以，只有在沖壓件生產批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現，從而獲得較好的經濟效益。 二、 國內外研究綜述 國內方面：模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。中國經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。近10年來，中國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度快速發(fā)展。但與發(fā)達國家相比，中國模具工業(yè)無論在技術上，還是在管理上，都存在較大差距。特別在大型、精密、復雜、長壽命模具技術上，差距尤為明顯。中國每年需要大量進口此類模具，在模具產品結構上，中低檔模具相對過剩，市場競爭加劇價格偏低，降低了許多模具企業(yè)的效益。而中高檔模具能力不足，模具的開發(fā)能力較弱，技術人才嚴重不足，科研開發(fā)和技術攻關投入少等一系列問題，嚴重制約了中國模具行業(yè)的發(fā)展。 國外方面：我國模具生產廠中多數是自產自配的工模具車間（分廠），自產自配比例高達60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國外大多是“小而?！?、“小而精”。國內大型、精密、復雜、長壽命的模具占總量比例不足30%，而國外在50%以上。2004年，模具進出口之比為3.7﹕1，進出口相抵后的凈進口額達13.2億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。 目前沖壓技術的發(fā)展方向 ： （1）精密沖裁：普通沖裁件斷面粗糙、精度低，而精密沖裁可以使零件有光潔的斷面和高的精度。目前已有的相當一部分過去用切割加工的零件改為精密沖裁，精密沖裁工件的厚度可達到2mm。因此，精密沖裁以無切屑加工代替了大量切削加工，從而大大降低了生產成本。 （2）應用先進工藝：氣體、液體、橡膠、超塑性成型等先進工藝，對某些復雜零件的成型有明顯的效果，要深入研究其變形機理，確定合理工藝參數，提高成型效能和實用性。 （3）沖壓生產機械化、自動化：研制自動送、退料裝置，多工位自動壓力機，自動生產線，帶自動保護的監(jiān)視和檢測裝置等，這是提高勞動生產率、減輕勞動強度和保證操作安全的有效措施。 （4）模具標準化：不僅要有各種規(guī)格和精度的模架標準，還要發(fā)展典型模具結構和零部件的標準化工作，降低模具設計復雜程度，降低模具制造技術，縮短生產準備 周期。 （5）發(fā)展模具的計算機輔助設計與輔助制造：計算機輔助設計，就是用電子計算機作為信息處理手段，進行最佳判斷、計算，實現綜合設計。計算機輔助制造，就是生產人員借助計算機對模具制造實行監(jiān)督、控制和管理。將模具設計與制造聯成一個統(tǒng)一的計算機控制系統(tǒng)，是向自動化發(fā)展的有效途徑，對提高模具設計與制造質量、簡化模具設計和生產管理將起巨大的作用。 三、畢業(yè)設計（論文）所用的方法 首先深入學習機械設計、機械CAD、沖壓技術等相關在課題研究中需要掌握的理論知識，理論的掌握是實踐的基礎。采用相似設計和類比設計，對設計的方案進行對比，選擇，論證；對設計的設備做出運動計算、動力計算選定沖壓設備；繪制模具草圖，進行零部件設計及必要的工藝計算；進行沖模的總體設計； 模具主要零件結構設計；繪制模具總圖及繪制各非標準零件圖 ；編寫設計計算說明書。 四、 畢業(yè)設計（論文）進度安排（按周說明） 1．第1-4周 確定畢業(yè)設計題目 2. 第5-7周 查閱研究相關資料 3. 第8周 完成開題報告交指導教師檢查 4. 第9-14周 開始編寫畢業(yè)論文并完成初稿交指導老師審查 5. 第15周 確定畢業(yè)論文終稿。 四、主要參考文獻與資料獲得情況 ［１］鄭家賢. 沖壓工藝與模具設計實用技術［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2005. ［2］鐘毓斌.沖壓工藝與模具設計［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2002. ［3］彭建聲.簡明模具工實用技術手冊［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2004. [4]華中科技大學.模具設計基礎及模具CAD [M].北京：機械工業(yè)出版社，2005，1-2 ［5］沖模設計手冊編寫組.沖模設計手冊［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2001. ［6］劉心治.冷沖壓工藝及模具設計［Ｍ］.重慶：重慶大學出版社，1995. ［7］盧險峰.沖壓工藝模具學［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，1997. ［8］中國機械工程學會鍛壓學會.鍛壓手冊［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2002. [9]王秀鳳等.冷沖壓模具設計與制造[M]. 北京北京航空航天大學出版社，2005，1-2 五、指導教師審批意見 指導教師： （簽名） 年 月 日