曾庆文毕业设计开题报告

1、广东白云学院毕业论文(设计)开题报告题目： 凤凰洗衣机皮带轮注塑模设计 课 题 类 型： 设计 论文 学 生 姓 名： 曾庆文学 号： 0612011203班 级： 06模具本科专业（全称）： 机械设计制造及其自动化系 别： 机电工程系指 导 教 师： 温志远2009年11月一、课题研究的目的、意义： 本课题要求设计如图所示凤凰牌洗衣机皮带轮的注塑模具，注塑模具由于其专用性，不同于冷冲压模具的设计，设计时总体结构设计方案不会有太多的选择，在设计时主要考虑到工厂现有的设备情况、产品的生产批量及模具的寿命。该皮带轮为10万件生产，由于该塑料制件尺寸比较大，塑件的结构相对比较简单。模具的结构相对比较

2、复杂，模具制造成本比较高，因此在生产时要考虑到模具寿命尽量要高，所以对模具材料和制造精度的要求等提出了较高的要求。从总体结构上来看，该制件是一个尺寸较大，壁厚不均，整体结构比较简单的塑料件，该塑件有轮缘、轮毂及轮幅所组成，轮缘相当于大圆柱体开了一条截面为V形的环形凹槽，皮带通过与凹槽带动皮带轮旋转，轮毂近相似于一个带中心孔的小圆柱体，而中心孔内镶嵌一个中心为方形孔的金属嵌件，方形孔用于套在与洗衣筒的方轴上，以便带动洗衣筒转动，轮辐相当于圆锥体上开了六个椭圆孔，为孔板式轮幅。 塑件有V型环槽，侧向分型机构此注射模的特点，因此在设计侧抽机构时要考虑周全。由于壁厚不均，脱模时如果受力不均则易会产生变

3、形从而出现制品缺陷，因此对脱模机构及冷却系统的设计要求较高。皮带槽内不得有明显收缩、角度变形现象，不允许有冷夹、水花纹及暗裂现象。皮带轮材料为ABS，材料的综合机械性能比较较好，流动性好，收缩率较小，尺寸稳定，外观质量较好。 按照现今注塑模具设计的总体趋势，注塑模具的设计已很少使用手工绘图或完全由二维软件来进行设计，且模具标准件已在注塑模具设计中大量采用。因此本课题采取使用模具二维、三维软件和模具分析软件综合使用来进行模具的结构设计并且进行模具结构的优化，且在模具设计的过程中要综合考虑模具制造工艺及注塑成型工艺。二、本课题国内外研究的历史、现状和研究目标：现代模具工业有“不衰亡工业”之称。近年

4、来,我国塑料模具业发展相当快，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右，而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展，许多企业开始追求提高产品质量及生产效率,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力等目标。1.我国塑料模具工业的发展现状     80年代以来,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下,我国模具工业发展迅速,年均增速均为13%,1999年我国模具工业产值为245亿,至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元,其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中,塑料模在模具

5、总量中的比例还将逐步提高。  我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48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、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。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。注塑模型腔制造精度可

6、达0.020.05mm,表面粗糙度Ra0.2m,模具质量、寿命明显提高了,交货期较以前缩短,但和国外相比仍有较大差距,具体数据见下表：项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010.05mRa0.20m热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右24个月在模具行业中的占有量3040%2530%成型工艺方面,多材质塑料成型模、高效多色共注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟,如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在

7、2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术,取得较好的效果。热流道模具在我国应用迅速，有的厂采用率达20%以上,一般采用内热式或外热式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置,少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%,与国外的5080%相比,差距较大。在制造技术方面,CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶, 以生产家用电器的企业为代表,陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统,如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、日本HZS公司

8、的CRADE及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进,虽花费了大量资金,但在我国模具行业中,实现了CAD/CAM/CAE的集成,促进和推动了我国模具CAD/CAM/CAE技术的发展。近年来,我国自主开发的塑料模CAD/CAM/CAE系统有了很大发展,主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中理工大学开发的注塑模HSC5.0系统等,这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点,为进一步普及模具CAD/CAM/CAE技术创造了良好条件。模具市场的总体趋热是平稳向上的,在未来的模具市场中,塑料模具的发展速度将高于其它模具,在模具行业

9、中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展,对塑料模具提出越来越高的要求是正常的,因此,精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时,由于近年来进口模具中,精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以,从减少进口、提高国产化率角度出发,这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展,使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材管接头模具成为模具市场新的经济增长点,高速公路的迅速发展,对汽车轮胎也提出了更高要求,因此子午线橡胶轮胎模具,特别是活络模的发展速度也将高于总平均水平;家用电器行业将有较大发展,特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大;而电子及通讯产品方面,

10、除了彩电等音像产品外,笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展,这些都是塑料模具市场的增长点。2.我国塑料模具工业和技术今后的主要发展方向将包括: 提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多控所致。 推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量,并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。 开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命

11、和质量显得十分必要。  研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM/CAE的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。3、本课题的研究内容及意义本课题主要研究的是利用模具设计软件实现对皮带轮注射模具的结构设计、结构分析与优化设计。模具的CAD设计、分析，包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。利用先进的特征造型软件如PRO/E、UG等很容易地确定分型面，生成上下模腔和模芯，再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。确定了这些设计数据

12、以后，再利用模具分析软件(CAE)， 如Moldflow进行塑料的成形过程分析。根据Moldflow软件分析塑料在注塑模腔内的注射过程流动情况、分析温度压力变化情况、分析注塑件残余应力等，根据分析情况来检查模具结构的合理性、流动状态的合理性、产品的质量问题等。比如是否存在浇注系统不合理，出现流道和浇口位置尺寸不当，无法平衡充满型腔；是否存在注塑工艺不对，出现产品的翘曲变形等。模具通过CAD设计和分析，就可以将错误消除在设计阶段，提高一次试模成功率。综上所述，利用模具设计软件进行皮带轮注射模具设计是顺应当前模具制造行业发展需要的，具有重大的实用意义。三、本课题研究的基本内容和方法： 1.基本设计

13、思路注塑成型工艺分析：根据所给塑件的零件图，做出零件的三维造型，进行塑料的成型工艺性分析，确定注塑成型工艺参数；注射机型号的选择：初步选取注射机，在模具结构设计完成后再进行注射机的校核；模具的结构设计：包括分型面的选择、浇注系统的设计、模架的选择或设计、成型零件的设计、推出机构的设计、侧抽芯机构的设计、冷却系统的设计等，应设计出至少两种结构方案，从中选出比较合理的一种方案；并做出模具的三维造型。相关的工艺计算：包括注射的校核计算、成型零件的工作尺寸及强度校核计算、推出机构的校核计算、侧抽芯机构的设计及强度校核计算、冷却系统的设计计算等；绘制模具总装图和零件图：编写非标准零件的加工工艺卡，用Ma

14、sterCam等软件对型腔进行数控编程。编写设计说明书。最后通过考核与答辩等方式，验证本人所设计的模具的结构与加工工艺方案的正确性、可靠性和实用性。2. 拟采用的途径（研究手段）主要采用模具CAD/CAM/CAE等软件来进行模具的设计，在模具设计过程中要综合考虑到模具制造工艺以及注塑成型工艺，主要包括：（1）根据皮带轮的图样及技术要求，完成相关的计算、分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料充填过程分析等几个方面。（2）利用PRO/E或者UG确定分型面，生成上下模腔和模芯，进行侧抽芯机构的设计，再进行流道、浇口以及冷却水管的布置。（3）利用PRO/E的EMX4.1来自动生成模板、

15、标准模架及模具标准零件，并将PRO/E生成总装图转换.dwg扩展名的图，再用Autocad编辑出正确清晰的2D总装图。（4）到工厂实习，结合生产实际，改良自己的设计方案。四、课题研究的步骤及进度安排：开题报告2009年10月29日至2009年11月13日注射模相关结构设计及计算2009年11月13日至2009年12月8日用PRO/E等相关软件绘制模具的总装二维、三维图2009年12月8日至2009年12月20日绘制型芯和型腔等非标准模具零件的二维零件图2009年12月20日至2010年1月1日编写不少于10000字的设计说明书2010年1月1日至2010年1月10日初稿确定及修改2010年1月

16、10日至2010年5月10日第二稿及最终稿的确定2010年5月10日至2010年5月13日五、课题的成果形式：1打印文档：设计说明书1份：字数不少于10000；给定文献的外文翻译：中文字数不少于2000。2. 设计图纸:按实样测绘塑件二维CAD图 一张，手工绘制和电脑绘制模具装配图各一张，非标准零件图510张。3编写非标准零件加工过程卡。（5张）4电子文档：用Pro/engineer等软件绘制塑件3D模型二维CAD：总装图和零件图；三维（PRO/E)造型：塑件模型图；MasterCAM或CATIA编程文件：型腔和型芯的数控加工编程；Word文档：设计说明书；给定文件的外文翻译。六、其他有关问题

17、或保障机制：（1） 应明确设计任务，掌握设计进度，认真设计。每个阶段完成后要认真检查，独立思考，有错误要认真修改，精益求精。（2） 考虑的问题要更全面、合理，后阶段设计要对前阶段设计中的不合理结构尺寸进行必要的修改。（3）参考大量模具设计文献和资料，实现每个步骤、每个问题的解决方法都要有根有源。（4）设计中应熟悉和正确采用各种有关技术标准与规范，尽量采用标准件，并注意一些尺寸需圆整为标准尺寸。同时设计中应减少材料的品种和标准件的规格。（5）利用空余时间到模具厂实地参观、调研，对有关问题与该设计人员进行详细的探讨。七、主要参考文献：1 伍先明等主编塑料模具设计指导M北京：国防工业出版社，2008.62 王鹏驹主编塑料模具技术手册M北京：机械工业出版，2005.3 申开智主编. 塑料成型模具M北京：轻工工业出版社，20054 模具设计与制造技术教育丛书编委会编模具常用机构设计M北京：机械工业出版社，20035 许发樾主编塑料模具设计与制造手