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開題報告學生姓名 專 業(yè)指導教師姓名職 稱 所在系部課題來源 自擬課題 課題性質 工程設計課題名稱 基于 UG 的相機殼注塑模設計畢業(yè)設計的內容和意義1．主要內容： （1）編寫模具技術要求、訂料表；（2）使用 UG 軟件進行模具型芯和型腔的分模，完成模具的 2D 總裝圖和若干零件圖的繪制。掌握流道平衡設計。（3）掌握塑料的使用性能和用途。完成與模具相關資料的外文翻譯。（4）掌握模具鋼的使用情況，了解企業(yè)的模具設計流程和制造情況。掌握新軟件使用和模具加工的新工藝。（5）利用模具分析進行熔體模擬流動分析，優(yōu)化模具設計結構。2．畢業(yè)設計的意義：畢業(yè)設計是在教師的指導下，運用已學的知識、獨立進行科學研究活動，學會分析和解決學術問題的方法，鍛煉解決某一學術問題的能力。是對我們的知識能力進行一次全面的考核，同時也是對我們進行科學研究基本功的訓練，培養(yǎng)綜合運用所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力，為以后工作打下良好的基礎。進行畢業(yè)設計是對我們進行最后一次知識的全面檢驗，是對我們基本知識、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測試，這是進行畢業(yè)設計的第一個目的。我們在學習期間，已經按照學校的規(guī)定，學完了公共課、基礎課、專業(yè)課以及選修課等，每門課程也都經過了考試或考查。學習期間的這種考核是單科進行，主要是考查我們對本門學科所學知識的記憶程度和理解程度。但畢業(yè)設計則不同，它不是單一地對我們進行某一學科已學知識的考核，而是著重考查我們運用所學知識對某一問題進行探討和研究的能力，是培養(yǎng)我們綜合運用所學的基礎理論、專業(yè)知識、基本技能，研究和解決問題的能力。是讓我們對四年所學知識和技能進行系統化、綜合化運用、總結和深化的過程。通過這個過程，鍛煉了我們的思維能力、動手能力，并加深了我們掌握知識的深度。在大學期間，我努力學習本專業(yè)知識，打下良好的理論基礎，并能堅持很好地全部閱讀指導教師指定的參考資料、文獻，并閱讀了較多的自選資料和較多的外文資料，積極開展調研論證,此外，還充分利用課余時間，系統學習過 moldflow，Mastercam，UG等軟件，但這些還是遠遠不夠的。沒有經過實踐的檢驗，一切都是紙上談兵。只有通過畢業(yè)設計的內容和意義畢業(yè)設計，才能更深切的理解，更靈活的運用這些專業(yè)知識。至于那些軟件，也只有通過設計過程中的反復運用，才能熟練運用。通過本次設計，應使我在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：① 塑料制品的設計及成型工藝的選擇；② 一般塑料制品成型模具的設計能力；③ 塑料制品的質量分析及工藝改進、塑料模具結構改進設計的能力；④ 了解模具設計的常用商業(yè)軟件以及同實際設計的結合。在本次相機殼模具設計畢業(yè)設計中，我可以隨時發(fā)現自己在每一步設計中的不合理處，會找出各種解決方案讓設計趨于合理，同時掌握了最先進的設計，加工及分析技術，提高了學生的學習興趣和創(chuàng)新能力，使畢業(yè)設計真正成為了實際工作前的一次全過程模擬。由于模具成型方式具有生產效率高，產品質量穩(wěn)定，可節(jié)約材料及生產成本低等特點，發(fā)展模具工業(yè)已成為當代促進塑料制品及機電產品優(yōu)質廉價生產的重要手段。隨著國民經濟的高速發(fā)展和模具使用的日益廣泛，模具工業(yè)己成為現代工業(yè)的基礎，被稱為“工業(yè)之母” 。模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，它決定著產品質量、效益和新產品的開發(fā)能力。工業(yè)發(fā)達國家對模具工業(yè)極為重視，早在 50 年代就已使模具擺脫了依附和從屬的地位，使之成為一個獨立的工業(yè)部門。從工業(yè)產值對比來看，經濟發(fā)達國家的模具總產值早己超過了機床的總產值。如日本，1987 年模具總產值為 124 億美元，而機床總產值為 102 億美元:1991 年前者為 131 億美元，后者為120 億美元。我 國模 具 設計制造水平在總體上要比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多。 其主要原因是:一方面我國塑料模具設計與制造大多數仍依賴于設計人員的經驗和工藝人員的技巧，先進的模具 CAD/CAE/CAM 軟件的應用不夠廣泛，技術不成熟;而在歐美，模具 CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍采用的技術，該技術已較成熟 ;另一方面，我國塑料模具的標準化程度和應用水平與國外工業(yè)發(fā)達國家相比存在著較大差距，塑料模具零件的標準化、專業(yè)化程度和商品化水平亦較低。文獻綜述塑料制品的使用越來越泛，在很多方面，它己成為金屬制品的替代物。塑料模具作為成型方式中的一種，是家用電器、汽車和航空航天等領域中塑料制品的重要生產工具。并且隨著 塑 料 工業(yè)的迅猛發(fā)展，人們對塑料制品的質量要求越來越高，外形在滿足性能要求的同時也變得越來越復雜，而且產品品種多、更新快、價格低，市場競爭劇烈。據統計， 日本一萬多家模具企業(yè)中，生產塑料模具的就占 40%;韓國模具專業(yè)廠中生產塑料模的占 43%。 。塑料模具是塑料產品開發(fā)中至關重要的一個環(huán)節(jié)，也是批量產品得以投放市場的先決條件。在塑料模具中，由于注塑模具能夠一次成型形狀復雜、尺寸精確的制品，適用于高效率、大批量的自動化生產方式，使其在塑料模中的占用量超過了 50%以上，是塑料制品成型的主要方法。因此，為了適應市場競爭對塑料模具的交貨期短、質量好、價格低的要求，模具制造行業(yè)就必須以最快的速度、最低的成本、最高的質量生產出塑料模具來。在今天這樣激烈競爭的環(huán)境中，客戶對縮短注塑模具設計和制造周期的要求日益迫切?？s短模具設計和制造周期，成了模具企業(yè)間競爭取勝的重要因素之一。與模具成型零件變化多樣相比，模具基本結構和常用零部件的變化要少得多。設計中相當一部分時間花在結構類似的零部件設計和繪圖上?？梢?，縮短這些常用零部件的設計時間，能極大地提高模具設計的效率和縮短模具的交貨期。因此，對引進 CAD/CAE/CAM 系統，進行本地化、用戶化的二次開發(fā)具有重要的實際意義。通過建立必要的標準模架庫，充分地發(fā)揮計算機和 CAD 軟件的功能，才能達到縮短模具設計周期，提高模具設計水平的目的，使科學技術轉化為實實在在的生產力。模具 CAD/CAE/CAM 技術是改造傳統模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統工程。塑料模 CAD/CAE/CAM 技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，塑料模 CAD/CAE/CAM 技術的重要性正逐漸被模具界所認識，其中注塑模具應用軟件的發(fā)展引人注目。據統計，在國外，注射模采用 CAD 技術的比例約占所有不同模具 CAD 技術的 75% ，在我國，注射模 CAD 技術也在不斷地應用和推廣中。國外注射模 CAD 技術發(fā)展很快，從 70 年代起，注射模 CAD/CAE/CAM 技術就成為熱門的研究課題，注塑流動模擬和冷卻分析軟件中比較突出的有美國 AC-Tech 公司的 C-MOLD 軟件、澳大利亞 Moldflow 公司的 MOLDFLOW 軟件:三維模具CAD/CAE/CAM 集成軟件中比較突出的有美國 PTC 公司的 Pro/E 軟件、美國 UGS 公司的 UG 軟件、法國達索公司的 CATA 軟件等等。我國在開發(fā)注射模 CAD 技術上起步較晚，但經過不斷的努力，一些 大學和研究所已有長足的進步，并取得了一批科研成果。通過引入國外先進的 CAD/CAE/CAM 軟件，并在此基礎上對其進行消化吸收與進一步的二次開發(fā)，實踐證明是提高我國制造業(yè)水平的有效途徑之一。利用CAD/CAE/CAM 技術來改造注塑模傳統的設計制造方法，可以明顯提高模具設計效率文獻綜述研究內容率和質量，縮短模具制造周期，能盡快縮小國內模具水平與國外的差距。據統計一，采用模具 CAD/CAE/CAM 技術進行模具設計、制造，設計時間縮短了 50%，制造時間縮短了 30%，模具成本下降了 10%。由于模具設計質量提高，可靠性增強，零件加工精度得到保證，模具裝配與返修時間能大幅度地縮短參考文獻[1] 王剛，單巖.MOLDFLOW 模具分析應用實例[M].北京：清華大學出版社， 2005[2] 陳立亮.材料加工 CAD/CAE/CAM 技術基礎[M]. 北京：機械工業(yè)出版社， 2007[3]王剛，單巖.MOLDFLOW 模具分析應用基礎[M].北京：清華大學出版社， 2005[4]屈華昌.塑料成型工藝與模具設計[M].第 2 版.北京：高等教育出版社， 2007[5]馬文琦，孫紅鐿.塑料成型模擬軟件技術基礎與應用[M].北京：中國鐵道出版社，2006[6]黃虹.塑料成型加工與模具[M]. 北京：化學工業(yè)出版社， 2004[7]李志剛.中國模具設計大典（第一卷）[M].南昌：江西科學技術出版社， 2003[8]B.H.Lee，B.H.Kim.Optimization of part wall thicknesses to reduce warpage of injection一 molded parts based on the modified complex method[J].Polymor-plastics technology engineering，1995，34(5):793[9]B.H.Lee，B.H.Kim.Automated design for the runner systerm of injection molds based on packing simulation [J].Polymer-plastics technology engineering，1996，35(l):147[10]B.H.Lee，B.H.Kim.Automated selection of gate location based on desired quality of injection-molded part[J].Polymer-plastics technology engineering，1996，35(2):253[11]B.H.Lee，B.H.Kim.Variation of part wal1 thicknesses to reduce warpage of injection-molded part:robust design against process variability[J].Polymer-plastics technology engineering，1997，36(5):7911．設計、研究思路：本 畢 業(yè) 設 計 分 以 下 步 驟 進 行 ；（ a） 認 真 跟 老 師 溝 通 ， 了 解 所 要 設 計 的 產 品 ；(b)復 習 以 前 學 過 的 知 識 ， 理 順 設 計 的 大 概 思 路 ；(c)查 閱 大 量 資 料 ， 細 致 化 自 己 的 思 路 ；(d)查 閱 網 上 最 新 資 料 ， 開 動 腦 筋 ， 看 能 不 能 走 出 自 己 的 路 ；(e)跟 老 師 溝 通 ， 看 有 無 出 錯 ；（ f） 熟 悉 各 類 軟 件 ， 如 AutoCAD， PRO/E， MOLDFLOW 等 ;(g)完 成 畢 業(yè) 設 計 的 一 系 列 任 務 ；2．課題研究的主要內容：圖 1.1 為 相 機 殼 零 件 圖 ， 零 件 雖 小 ， 但 有 著 復 雜 的 外 形 和 光 滑 的 外 表 ， 在 設 計過 程 中 應 該 從 產 品 的 結 構 特 點 和 模 具 的 制 造 加 工 工 藝 出 發(fā) 盡 量 簡 化 模 具 的 結 構 。研究內容相 機 殼 厚 度 為 2 mm， 最 大 長 度 、 寬 度 、 高 度 分 別 為 180， 100， 126mm， 要 求 塑 件表 面 美 觀 、 光 潔 、 無 明 顯 熔 接 痕 、 銀 絲 和 流 痕 ， 同 時 不 產 生 明顯 的 翹 曲 變 形 。 該 塑 件 材 料 為 ABS， 收 縮 率 為 0.45%。為 了 提 高 生 產 效 率 ， 故 采 用 一 模 兩 腔 成 型 。 為 避 免 分 模 的 接 合 痕 跡 留 在 塑 件 的 表 面而 影 響 外 觀 ， 模 具 的 分 型 面 設 置 在 頂 面 的 下 曲 面 。 對 于 孔 的 截 面 與 分 模 方 向 相 垂 直的 ， 一 般 采 取 碰 穿 的 方 式 。 由 于 塑 件 的 下 部 的 側 面 存 在 側 孔 ， 必 須 采用側向抽芯機構來實現。3．解決的關鍵問題本 塑 件 主 要 有 兩 個 曲 面 結 構 ， 一 個 加 強 筋 ， 及 帶 有 側 孔 的 中 空 四 棱 柱 組 成 。 且相 應 部 位 有 倒 角 。 有 可 能 遇 到 的 主 要 問 題 ：1） 確 定 型 腔 的 數 目 ；2） 確 定 澆 注 系 統 ；3） 型 腔 的 布 置 ；4） 選 擇 分 型 面 ； 5） 側 孔 的 成 型 ；6） 確 定 脫 模 方 式 ； 7） 確 定 開 模 方 向 ； 8） 塑 料 充 模 的 流 動 分 析 。這 些 問 題 都 是 設 計 該 模 具 的 關 鍵 問 題 ， 在 設 計 過 程 中 ， 本 人 將 通 過 查 閱 有 關 文獻 資 料 來 解 決 。4．預期成果（1）該塑料件模具技術要求一份、訂料表文件一份；（2）開題報告一份、外文翻譯資料一份；（3）3D 開模圖一份；（4）2D 裝配圖一份和零件圖若干份（不少于 3 張 A0 圖紙） ；（5）畢業(yè)論文一份；（6）熔體模擬流動分析，優(yōu)化模具設計結構報告；研究計劃第一周 調研、圖書館查找與畢業(yè)設計有關資料；第二周 熟悉模具設計方法和現代模具加工技術；第三周 撰寫開題報告；第四周 英文文獻資料的翻譯；第五周 熟悉 CAD 及 PRO/E 軟件的使用；第六周 模具結構方案的確定和設計；第七周 開模 3D 圖完成；第八周 模具技術要求、訂料表的完成；第九周 2D 總裝圖的繪制及修改；第十周 若干零件圖的繪制及修改；第十一周 完成熔體模擬流動分析，優(yōu)化模具設計結構；第十二周 畢業(yè)論文的撰寫；第十三周 畢業(yè)論文的撰寫；第十四周 修改論文，制作論文 PPT，準備答辯；第十五周 畢業(yè)答辯特色與創(chuàng)新隨著計算機技術的不斷發(fā)展，模具 CAD/CAM/CAE 技術及其應用日趨成熟，模具CAD/CAM 技術日益深入人心，并且發(fā)揮著越來越重要的作用。因此，對于大型復雜的模具設計是必不可少的技術。在本次畢業(yè)設計，本人將全部應用CAD/CAE/CAM技術來設計與制造模具。在模具設計方面，應用UG軟件對模具型芯和型腔進行3D分模，并完成三維模具總裝圖；使用MOLDFLOW軟件對注射成型過程進行了3D數值模擬，從而優(yōu)化了模具結構。由于學習該軟件需要一定的塑件成型實踐知識，在使用上要多查閱這方面的資料。指導教師意 見指導教師簽名：2012 年 3 月 2 日教研室意見主任簽名：2012 年 3 月 4 日學院意見教學主任簽名：2012 年 3 月 5 日