開題報告-手機外殼注塑模具設計.doc

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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）工作前期內完成。 2．開題報告內容必須按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）填寫并打?。ń勾蛴≡谄渌埳虾蠹糍N），完成后應及時交給指導教師審閱。 3．開題報告字數應在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、網絡化，質量的不斷提高和發(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，它的結構設計及質量也是非常重要的[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構，對各種塑料的適應性強，生產效率高。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，包括根據產品模型進行模具分型面的設計、確定型腔和型芯、模具結構的詳細設計、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)開始追求提高產品質量及生產效率，縮短設計周期及制造周期，降低生產成本，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，必將產生對新技術的需求，也必將導致CAD技術的發(fā)展。 1.協同創(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.模具高速掃描及數字化系統將在逆向工程中發(fā)揮更大作用 5.優(yōu)質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，技術的飛躍已經成為全世界經濟增長的重要因素。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、柔性化和網絡化。追求的目標是提高產品質量及生產效率，縮短設計周期及制造周期，降低生產成本，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容： 1） 調研和收集資料，論述國內外塑料模具設計的現狀和主要發(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、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其他結構零件圖。 5） 編寫設計說明書一份，內容如下：①塑件的工藝分析。包括塑件的結構特點、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；（3）型腔的布置；（4）選擇注射機規(guī)格；（5）確定分型面；（6）確定澆注系統和排氣系統；（7）選擇頂出方式和抽芯機構；（8）確定拉料桿的形式；（9）確定加熱與冷卻系統；（10）確定成型零件和結構零件形式等。 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果進行經濟分析和環(huán)保分析。 6) 對模具結構進行三維剖析，作出模具開合結構圖。 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，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。根據手機外殼的工藝及結構特點，確定具體的分型面，大致應為手機外蓋內側。 5.模架，通過塑件的大小及型腔數、澆注系統、導向部件、推出機構、調溫系統、排氣槽、側抽芯機構等的初步估算，確定使用模架的型號。 6.澆注系統設計，本塑件使用的是普通澆注系統，在澆注系統設計中，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的平衡性設計。 7.成型件（模腔、模芯），確定型腔數和分型面。對模腔和模芯進行結構設計。計算成型部件的工作尺寸。 9、冷卻系統，溫度調節(jié)對塑件質量、生產效率有很大的影響，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目 模具上用以取出制品及澆注系統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。采用一模兩腔結構[14-17]。 3.3型腔、型芯的結構 （1）型腔的結構設計：本設計采用整體式型腔結構。該結構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）型芯的結構設計：型芯是用來成型塑料制品的內表面的成型零件。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、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外研究情況以及本次設計的重點和難點，得出了現有其軟件模塊結構和完善知識體系。 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，并對模具結構進行三維剖析，作出模具開合結構圖； 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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