开题报告摩托车后灯罩注塑模具设计.doc

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1、毕业设计开题报告 题目名称： 摩托车后灯罩注塑模具设计院系名称： 机电 学 院 班 级： 机自 074 1 本课题所涉及的内容及其研究的综述1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平

2、高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。以下从四个方面来说明模具工业在国民经济中的地位：第一，模具工业是高新技术产业的一个组成部分。例如：属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模；计算机的机壳、接插件和许多元器件的制造，也必须有精密塑料模具和精密冲压模具；数字化电子产品(包括通讯产品)的发展，没有精密模具也不行。不仅电子产品如此，在航天航空领域也离不开精密模具。例如：形状误差小于0.10.3的空空导弹红外线接收器的非球面反射镜，就必须用高精度的塑料模具成形。因此可以说，许多高精度模具本身就是高新技术产业的一部分

3、。有些生产高精度模具的企业，已经被命名为“高新技术企业”。第二，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平，是推动模具工业技术进步的关键环节。CADCAECAM技术在模具工业中的应用，快速原型制造技术的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具的开发和制造水平的提高，还有赖于采用数控精密高效加工设备。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟技术等先进制造技术在模具工业中的应用，也要与电子信息等高新技术嫁接，实现高新技术产业化。第三，模具工业是装备工业的一个组成部分。在1998年以前，许多人把机械工业当作一般的加工工业。1998年11月召开的中央经济工作会议，

4、首次明确提出了加大装备工业的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，把它同一般的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重新定位。模具作为基础工艺装备，在装备工业中自然有其重要地位。因为国民经济各产业部门需要的装备，其零部件有很大一部分是用模具做出来的。第四，模具工业地位之重要，还在于国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。机械、电子、汽车工业需要大量的模具，特别是轿车大型覆盖件模具、电子产品的精密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些支柱产业发展的需要。这几年，我国每年要进口近10亿美元的模具。我国石化工

5、业一年生产500多万吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具;生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。从五大支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位之重要。 1.2 我国模具技术的现状及发展趋势20世纪80年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以15% 左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了

6、共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48in（约122cm）大屏幕彩电塑壳

7、注射模具、6.5kg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。经过多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料1等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。进入21世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入WTO以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、

8、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具技术的发展呈现以下趋势。1） 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟（CAE）及信息的管理与共享。值得强调的是，模具数字化不是孤立的计算机辅助功能或数控技术的集合，其关键是它们与人工智能的有机集成，不仅可以整理知识、保存知识，还可以挖掘知识、繁衍知识。新一代

9、的模具数字化将是一个集工程师的智慧和经验、计算机的硬件和软件、数值模拟和数控技术、工艺及工程管理为一体的模具优化的开发、设计和认证的系统工程。2） 模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展精密数控电火花加工机床（电火花成形机床、快走丝线切割和慢走丝线切割机床）不断在加工效率、精度和复合加工上取得突破，国外已经将电火花铣削用于模具加工。加工精度误差小于1m的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工将得到发展。国外近年来发展的高速铣削技术和机床（HSM）开始在国内应用，将大幅提高加工效率。模具抛光的自动化、智能化也是发展趋势之一，日本已研制了数控研磨机，可实现三维曲面模具

10、的自动化研磨抛光。此外，特种研磨方法如挤压研磨、电化学抛光、超声抛光也应是发展趋势。其他方面，如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。3） 快速经济制模技术得到应用快速制模主要从以下四方面加快制模速度：一是提高加工速度（如高速铣削）；二是基于快速原型的快速制模技术；三是选择易切削模具材料（如铝合金）来加快制模速度；四是采用复合加工、多轴加工提高加工效率。4） 特种加工技术有了进一步的发展电火花加工向着精密化、微细化方向发展。在简化电极准备、简化编程和操作、提高加工速度以及不断降低设备制造成本上也做了大量研究和实践。在其他机械特种加工（

11、如磨料流动加工、喷水加工、低应力磨削、超声波加工等）和特种加工（如电子束加工、电火花磨削、激光加工、等离子束加工等）已经进入实用阶段，在各自的特殊加工领域发挥着重要作用。5） 模具自动加工系统的研制和发展随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。这也应是中国的长远发展目标。模具自动加工系统应有如下特征：多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控系统同步系统；有质量监测控制系统。6） 模具材料及表面处理技术发展迅速在模具材料方面，一大批专用于不同成形工艺的模具材料相继问世并投入使用。在模具表面处理方面，其主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗

12、、复合渗（如TD法）发展；由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，目前激光强化、辉光离子氮化技术及电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益受到重视。7） 模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同由于车辆和电机等产品向轻量 化发展，许多轻型材料和轻型结构用于汽车业，如以铝代钢，非全密度成形，高分子材料、复合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采用使得生产成形和加工工艺发生了根本变革，相应地出现了液态（半固态）挤压模具及粉末锻模、冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成

13、型技术等。另一方面，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。主要有：适应模具单件生产特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的精益生产；提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产模式；模具标准件的日渐广泛应用（模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本）；广泛采用标准件、通用件的分工协作生产模式；适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。1.3 中国注塑模具现状及发展方向近些年来，我国的模具工业虽然有了较大的发展，但是与工业发达的国家相比，在许多方面仍然

14、有较大的差距。例如，精加工设备较少，先进技术的普及率不高，大型、精密、复杂和长寿命模具的制造技术还不完善，这些都需要在今后的发展中逐步予以充实。从塑料模具的设计质量和制造成本出发，我国塑料模具的发展主要可以从以下几方面考虑：1） 在塑料模具设计和制造中应用CAD/CAM/CAE技术；在塑料模具的设计和制造中，为了提高模具的设计制造质量和降低塑料产品的生产成本，在需要大型、精密、复杂、长寿命模具设计中，特别是在多型腔模具的平衡设计中，应用CAD/CAM/CAE技术具有不可替代的优势。当前，CAD/CAM/CAE技术已发展成为一项比较成熟的技术，粒粒制品及模具的3D设计与成型过程中的3D分析将在我

15、国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。在今后的塑料模具研究方向中，CAD/CAM/CAE软件的智能化程度将得到进一步提高。2） 应用热流道技术，发展气体辅助成型；由于热流道模具成型后的制品没有残留的凝料，所以，这种成型方法可以节省大量的塑料制品原材料，而且种于实现自动化，提高产品的生产率。在塑料的成型中，特别是在大中型塑料制品的成型中，使用这咱结构所产生的效益是相当可观的。当前，塑料材料的价格一直在逐年攀升，在这种情况下，热流道技术的推广和应用有着更加重要的意义。此外热流道内的塑料熔体在成型中更容易流动，对于大型、薄壁、难以加工的塑料产品的成型比较容易，脱模后产品的残余应力较低，产品变形小，所

16、以制品的成型质量较好。由于热流道模具的这些特点，一些工业发达国家一直十分重视热流道技术的应用和发展，在欧洲国家应用率已达35%，在美国应用率为24%。在我国，目前对热流道技术的应用率仅有7%。在今后的塑料模具研制中，需要重视热流道技术的发展和应用，逐步缩小与发达国家的差距。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。在这种成型方法中，模具设计和控制的难度较大，在这方面的研究中，需要着力于气体辅助成型流动分析软件的研究。3） 发展快速成型制造技术，缩短模具的设计制造周期，降低生产成本；4） 应用优质材料和先进的表面处理技术，提高模具寿命和质量，降低塑料产品的生产成本；5） 提高塑料

17、模具标准化水平和标准件的使用率；在工业生产中采用标准化，可以较好地保证产品质量，缩短生产周期，降低生产成本。目前，工业发达国家模具标准化的商品化程度已达到70%-80%，但是在我国还不足30%，我国在模具生产的标准化程度方面与一些工业发达国家相比，仍有较大的。今后在模具的设计和制造中，一方面应加强标准化规范的制订，并严格标准化的管理；另一方面，应加大塑料模具标准零部件商品化的规模。塑料模具是一项新兴的产业，随着塑料产品品种和市场需求的为断增长，随着塑料模具设计和制造技术的不断提高，我国塑料模具产业将会有更好的发展前景。1.4 本课题涉及内容塑件零件图：如图1-1所示年产量：大批量 材料：ABS

18、707材料厚度：1mm图1-1 塑件零件图参考文献：1 李力 崔江红 肖庆和 胡纪云编著. 塑料成型模具设计与制造.北京：国防工业出版社,2007.5 2 齐卫东主编. 塑料模具设计与制造.北京：高等教育出版社,2004.73 孙凤勤主编. 模具制造工艺与设备. 北京：机械工业出版社，2008.44 杨峰主编. 模具设计. 北京：人民邮电出版社，2003 2本课题有待解决的主要关键问题本次毕业设计的题目是摩托车后灯罩模具设计。这个课题是十分实际的，就是加油站中加油机上的摩托车后灯罩。本课题给出摩托车后灯罩的塑件，要求做出生产此塑件的模具。要完成此课题，首先要根据塑件的外形测绘出创建这个塑件的3

19、D所需要的各个参数。用3D软件所这个塑件做出来，并按要求把它的零件图画出来。最后再用CAD的方法把加工此塑件的模具给做出来。本课题的关键是模具的结构设计，在进行模具设计时并不说你想用什么结构就用什么结构的，它是一定限制的。当然了，有时我们也可以选择几种结构，然后根据实际的需要及加工的经济性等，选择一个较好的结构。根据本课题所提供的塑件可以知道，要想把该塑件加工出来，必须有侧抽，也就是必须采用侧向抽芯机构。根据我们所学的知识，抽芯机构按动力来源可以分为：手动抽芯、气动抽芯、液压和机动抽芯四种类型。抽芯机构中比较典型的有：斜导柱抽芯机构、弯销内侧抽芯机构、齿轮齿条抽芯机构等。然而我们还可以采用液压

20、油缸的来回移动来完成侧抽，这种方法最简单也最容易实现。由塑件的结构，在完成本注塑模具的设计时，我将要用液压油缸及斜导柱滑块机构来分别完成两组侧抽的动作。本课程设计所提供的塑件，厚比较薄而且中间是空的，所以本课题在考虑模具的结构，可以不用采用顶出机构，而是用手动的方式，在开模时将塑件从模具型腔中取出。这样就可以使模具的结构简单化，大大减少了制造的成本。另外本课题所要解决的问题就是浇注系统设计。根据我们所学的知识，浇注系统由主流道、分流道、冷料井、浇口等组成。浇口是连接流道与型腔的一段窄狭通道，它是浇注系统的关键部分，它的形状、尺寸和开设的位置对制品的成型质量影响很大。在本设计中采用矩形浇口，它从

21、制品内侧边缘进料。对于关键问题，处理起来很棘手，要求我们考虑的问题较多，要力求想出解决关键问题的最佳办法。上面已经阐述的问题，需要相当的知识广度和专业深度，由于在以前的学习过程中课时比较少，没能有效的把课堂知识转化为实践技能，此外，课堂所学与实践设计还有一定差距，因此现在准备起来感觉自己所学的知识十分有限，但还好的是我们还有一个月的假期实习，正好填补了这些方面的一些空缺。但如此我们仍然需要阅读大量相关书籍，特别是软件方面的书籍。对于软件的操作并非一日之功，所以需要大量的练习与上机操作。在此次课题研究初期，我借阅了大量有关注塑模具设计方面的书籍，并结合课题要求有目的的进行学习，达到学以至用。此外

22、更重要的是，向专业老师或在实习中向工人师傅针对课题的不解之处请教，从中得出一些启示，为以后的设计制作提供积累宝贵经验，避免走不必要的弯路。3对课题要求及预期目标的可行性分析3.1 课题要求：(1)熟悉塑件的图样，分析塑件的工艺性，为进行设计计算打好基础。(2)合理的选择注塑设备，确定压力机参数。(3)确定模具的具体结构以及模架的参数，绘制模具草图。(4)绘制模具的装配图及主要零件图。 3.2 预期目标的可行性分析1) 摩托车后灯罩的工艺分析是整个设计的基础，认真分析塑件，包括塑件概况、塑件用的塑料概况、所选的注塑机的主要技术参数、注塑机压力与行程、注塑成型条件等，为设计作准备；2) 确定型腔的

23、数目并选择分型面，确定型腔布置方案；3) 确定模具的脱模方式、浇注系统及项出机构；4) 确定调温系统结构、凹模和型芯的结构和模具的排气方式；5) 根据相应的公式计算成型零件的工作尺寸及决定模具型腔的侧壁厚度、型腔底板、型腔垫板、动模板的厚度、拼块式型腔的型腔板厚度及注塑模的闭合高度；6) 模具总体设计及其主要零部件的设计，绘制模具草图；7) 考虑模具与注塑机的关系，计算最大注注塑量、锁模力、注射压力、模具在注塑机上的安装尺寸校核、开模行程校核等；8) 绘制模具的装配图及其主要部件零件图；9) 复核图纸。4完成本课题的工作计划及进度安排3.083.21 毕业实习；3.224.04 方案论证，确定方案，完成调研报告、开题报告及外文翻译；4.054.25 进行模具结构方案设计；4.265.31 模具3D设计，绘制模具装配图及零件图，按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书（完成初稿）；6.016.06 审查设计 准备答辩；6.076.16 答辩资格评审；6.176.18 毕业答辩； 6.196.21 修改毕业设计。5 指导教师审阅意见 指导教师(签字)： 年 月 日6 指导小组意见指导小组组长(签字)： 年 月 日