开题报告-手机外壳注塑模具设计及开题报告-单筒滚动式播种机及其播种精度监控装置设计

PAGE14-毕业设计(论文)开题报告题目：手机外壳注塑模具设计院（系）机电工程学院专业机械设计制造及其自动化班级姓名学号导师20年3月9日

开题报告填写要求1．开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成。2．开题报告内容必须按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）填写并打印（禁止打印在其它纸上后剪贴），完成后应及时交给指导教师审阅。3．开题报告字数应在1500字以上，参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册，其中外文文献至少3篇），文中引用参考文献处应标出文献序号，“参考文献”应按附件中《参考文献“注释格式”》的要求书写。4．年、月、日的日期一律用阿拉伯数字书写，例：“2005年11月26日”。1毕业设计综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）：1.1题目背景及意义：手机是中国外部设备市场上最活跃、最普及，也是竞争最为剧烈的电子产品之一。近年，由于手机的应用领域的不断扩大[1]；同时，手机外壳自身也在技术上的集成化、网络化，质量的不断提高和发展使其拥有稳定的增长且又不断扩大的市场[2]。作为手机重要组成部分之一手机外壳，它的结构设计及质量也是非常重要的[2]。目前，主要采用注射成型的方法得到手机壳体，用这种方法的优点是：成型周期短，能一次成型外形复杂的结构，对各种塑料的适应性强，生产效率高。手机壳体采用的材料主要有：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综合性能好，冲击韧性好，机械强度高，易于成型和机械加工等优点，常采用其做为打印机壳体材料[1-5]。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、塑料填充过程分析等几个方面。利用先进的特征造型软件如Pro/E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。塑料注射模具是成型塑料制件的一种重要工艺装备，在塑料制品的生产中起着关键作用。本次设计通过对手机外壳这一具体塑件进行模具设计，来掌握塑料模具设计的基本原则、方法，并能较为熟练的使用AUTOCAD和Pro/E软件，为今后从事设计工作打下坚实的基础[4-6]。1.2国内外相关研究情况：近年来,我国塑料模具业发展相当快,目前,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。新兴的模具CAD技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来，CAD技术的应用越来越普遍和深入，大大缩短了模具设计周期，提高了制模质量和复杂模具的制造能力。在我国，塑料模具的发展起步较晚，但发展很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展，取得很大成绩。这可以从下列几个方面来看：CAD/CAM/CAE技术的应用电子信息工程技术的应用气体注射成型技术的使用更趋成熟热流道技术的应用更加广泛精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高模具寿命不断提高模具效率不断提高采用模具先进加工技术及设备当前国内塑料模具市场以注射需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。塑料模具的主要发展趋势：近年来，全球制造也正以垂直整合的模式向中国及亚太地区转移，中国正成为世界制造也的重要的基地。制造也模式的变化，必将产生对新技术的需求，也必将导致CAD技术的发展。1.协同创新设计将成为模具设计的主要方向2.模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效3.激光技术的应用日益受到重视4.模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大作用5.优质材料及先进表面处理技术将进一步受到重视模具CAD技术应用的ASP模式，将成为发展方向随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的发展和突破，技术的飞跃已经成为全世界经济增长的重要因素。国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、低成本方向发展。21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是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，最大限度提高模具制造业的应变能力满足用户需求。2本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1本课题研究的主要内容：调研和收集资料，论述国内外塑料模具设计的现状和主要发展方向。对给定的塑件进行测绘（零件的精度为4级，表面粗糙度Ra3.2,材料：ABS）,并绘出塑件零件图。分别设计成型零件、浇注系统、模架及其他模具零件。绘制图纸，其中包括：①塑件零件图；②注塑模具装配图；③成型零件图；④其他结构零件图。编写设计说明书一份，内容如下：①塑件的工艺分析。包括塑件的结构特点、用途、使用要求、尺寸精度、粗糙度等。②设计方案的拟订。包括：（1）确定成型方法；（2）确定模具类型及型腔数；（3）型腔的布置；（4）选择注射机规格；（5）确定分型面；（6）确定浇注系统和排气系统；（7）选择顶出方式和抽芯机构；（8）确定拉料杆的形式；（9）确定加热与冷却系统；（10）确定成型零件和结构零件形式等。③设计计算。包括：成型零件的工作尺寸及公差；成形型腔壁厚；型芯垫板厚度。④模具典型零件的选材及热处理工艺路线分析。⑤对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析。6)对模具结构进行三维剖析，作出模具开合结构图。7）对设计中典型模具零件编制零件制造工艺规格卡片。2.2本课题的研究方案：1.塑件设计，利用软件Pro/E进行塑件的立体建模，做出零件三维图并模拟装配，且对各边进行分析。确定圆角避免脱模时产生的影响。直观反映出零件在注塑过程中的难点重点。再在软件AutoCAD中完成塑件尺寸及公差等技术要求的标注，并输出工程图。2.工艺性分析。3.注塑设备选择，确定塑件的型腔数，并计算塑件的投影面积，通过注射量的校核、注射力的校核、锁模力的校核、安装部分的尺寸校核、开模行程的校核、顶出装置的校核，结合注塑设备的资料确定注塑设备的型号。4.确定收缩率和分型面，首先由塑件性能的要求等，确定塑件的塑料，通过查资料确定塑件的收缩率。根据手机外壳的工艺及结构特点，确定具体的分型面，大致应为手机外盖内侧。5.模架，通过塑件的大小及型腔数、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气槽、侧抽芯机构等的初步估算，确定使用模架的型号。6.浇注系统设计，本塑件使用的是普通浇注系统，在浇注系统设计中，包括流道的设计、喷嘴的选择、主流道衬套的选择等，还必须研究一模两腔浇注系统的平衡性设计。7.成型件（模腔、模芯），确定型腔数和分型面。对模腔和模芯进行结构设计。计算成型部件的工作尺寸。9、冷却系统，温度调节对塑件质量、生产效率有很大的影响，还针对型腔与型芯冷却回路的形式进行设计。10、完成整套模具的三维立体图和二维工程图的绘制。3本课题研究的重点及难点，前期已开展工作、3.1方案的确定采用一模两腔的方案，两塑件平行放置，方向相反以便侧向抽芯。浇口设在零件的上表面，使用定距拉杆加导柱和弹簧，确保第一次分型面在定模座板和中间板之间分开，凝料先被拉断。第二次分型在动模板面和中间板之间分开，以便取出制品。这样分型有利于模具加工、注射、排气、脱模，同时使操作简单方便。3.2确定型腔分型面及型腔数目模具上用以取出制品及浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，在制品设计时，必须要考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。因侧向合模锁紧力较小，故对于投影较大的大型制品，应将投影面积大的分型面放在动、定模的合模主平面上，而将投影面积较小的分型面作为侧向分型面。本模具的分型而选择在塑件的大平面处。采用一模两腔结构[14-17]。3.3型腔、型芯的结构（1）型腔的结构设计：本设计采用整体式型腔结构。该结构广泛应用于中小型塑件的模具中。加工方法可采用普通机加工、数控机床、电火花、电铸成型等方法。将一整体型腔嵌入到型腔固定板中，嵌入的型腔材料可用低碳钢或低碳合金钢，森碳淬火后抛光[17-20]。（2）型芯的结构设计：型芯是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。本模具中的型芯采用组合式。前期已开展的工作就是通过上网、图书馆的书籍来查阅相关方面的资料，基本了解了本课题的相关国内外研究情况以及本次设计的重点和难点，得出了现有其软件模块结构和完善知识体系。完成本课题的工作方案及进度计划1)1-2周：查阅资料，熟悉设计内容并且熟悉软件，找到所设计的相关模型。2)3-4周：撰写开题报告，毕业设计开题，做好答辩准备。3)5-6周：对手机外壳注塑模具的浇注系统的设计其中包括主流道的设计、冷料穴的设计、分流道的设计、浇口的设计和排气系统的设计、成型零件的设计、注射机的选择等相关设计。4）7-8周画手机外壳塑件零件图5）9-10周完成方案设计、装配图设计，完成中外翻译、撰写中期报告，准备中期答辩；6）10-12周完成全部零件设计，并对模具结构进行三维剖析，作出模具开合结构图；7)13-14周：零件强度的校核和有关零件的计算8)15-17周：撰写毕业论文9)18周：论文答辩 注：1、正文：宋体小四号字，行距22磅。2、开题报告装订入毕业设计（论文）附件册。参考文献[1]宋玉恒.塑料注射模具设计使用手册.北京：航空工业出版社，1994.[2]方昆凡.工程材料手册·非金属材料卷[M].北京出版社,2002.[3]朱龙根.简明机械零件设计手册[M].机械工业出版社,1997.[4]叶久新.王群.塑料制品成型与模具设计[M].湖南科学技术出版社,2005.[5]赵昌盛.实用模具材料应用手册[M].机械工业出版社,2005.[6]许鹤峰.陈言秋.注塑模具设计要点与图例[M].机械工业出版社,1999.[7]林慧国.火树鹏.马绍弥.模具材料应用手册[M].机械工业出版社,2004.[8]周凤云.工程材料及应用[M].华中科技大学出版社,2002.[9]徐进.陈再枝.模具材料应用手册[M].机械工业出版社,2001.[10]刘昌祺.塑料模具设计[M].机械工业出版社,1998.[11]成大先.机械设计手册·第四版·第三卷[M].化学工业出版社,2002.[12]陈万林.实用塑料注射模设计与制造[M].机械工业出版社,2002.[13]卜新建.塑料模具设计[M].中国轻工业出版社,2005.[14]李海梅.申长雨.注塑成型及模具设计实用技术[M].化学工业出版社,2002.[15]章飞.型腔模具设计与制造[M].化学工业出版社,2003.[16]李得群.唐志玉.中国模具设计大典[M].江西科学技术出版社，2003.[17]中国超日模具[J].模具制造2005年第7期.[18]詹友刚.Pro/ENGINEER中文野火版2.0基础教程[M].清华大学出版社，2005.[19]LiJun.ProficientinPro/ENGINEERChinesewildfire[M].ChinaYouthPress,2004.[20]JohnsonL,OlleyP,CoatesPD.PlastRubberCompos2000.[21]D.F.Mielewski.D.R.Bauer.P.J.Schmitz.H.Van.Weldlinemorphologyofinjectionmoldedpolypropylene.PolymerEngineeringandScience38(1998).毕业设计（论文）开题报告题目名称：单筒滚动式播种机及其播种精度监控装置设计学院：机械工程学院专业年级：机械设计制造及其自动化单筒滚动式播种机及其播种精度监控装置设计一.本课题的项目背景及研究意义1.项目背景我国玉米主要种植地区在黑龙江、吉林、辽宁、北京、河北、山东、河南、内蒙古、西北等地。播种机是农业生产中关键作业环节，必须在较短的播种农时内，根据农业技术要求，将种子播到田地里去，使作物获得良好的发育生长条件。播种质量的好坏，将直接影响到作物的出苗、苗全和苗壮，因而对产量的影响也很大。传统的播种方式有：(1)点播人工开穴、人工撒种、人工覆土，最传统的播种方式，优点：用种量少、随机性强，缺点：效率低、劳动强度大、播种质量不易控制，主要用于麦田套种、山地或丘陵地播种；(2)条播用人力或畜力开沟、人工撒种、人工覆土，比较传统的播种方式，优点：用种量少、行距和播种深度容易控制，缺点：效率不高、劳动强度大，主要用于比较平整地块，多集中于经济不太发达地区；(3)机播用专门播种机械一次完成播种任务，优点：行距和播种深度容易控制、效率高，缺点：易出现漏播现象，造成缺苗、断垄，主要用于大面积平整土地，多集中于经济发达地区。2.研究意义由于年年播种，尤其是科研上就得考虑播种器这个实际的问题，所以播种器就在不断地创新着与发展着，那么现在就总结一下玉米播种器的发展段。第一个阶段：主要是镐了，用镐刨然后由工人将种子点播在刨出的坑内，再覆上土就OK了，相信很多人都这么种过！用镐的优点是能保证种子直接接触到湿土，有利于种子快速萌发。缺点是密度上不去，听说先锋最大的密度都在15公分以内，那再小的镐也得哭了，心有余而力不足啊！再有挥舞一天大镐的人就是生有铜肩铁臂，一天下来也会体力不支的！所以用镐缺点多，效率低！第二阶段：由于生产及育种思想的变化而导致增加玉米的播种密度的变化，所以产生了一些设计较新的播种器，主要是解决镐所不能解决的密度的问题，这一时期的代表有现在生产出售的玉米点播器及专家们设计的具有类似的功能的点播器，这类工具都是利用一个暂贮种子的部位，一个通畅的管道，一个能伸入土中的设计，在条件具备后种子落入土中。传统的玉米种植法是采用一穴多粒的方式，在一个穴里播种三到四粒种子，根据种子的出苗情况再通过间苗（把多余的除掉），仅留一株。这是因为传统的玉米种子出苗率得不到保障，为了保证玉米能出齐苗，农民不得不采取每穴多粒的方式播种，但这种方式不仅浪费种子而且也浪费了农民们宝贵的钱财。而玉米单粒种植法是指玉米种子一穴一粒，其出苗率达到95％以上，可满足芽率、芽势、纯度三个方面的指标要求。单粒机播技术的优点一是简化节本。玉米单粒机播技术基本上可以实现“一穴播一粒、一粒出一苗”，出苗后不再像常规条播那样需要进行间苗、定苗等田间作业，简化了玉米的田间管理技术，节省劳力、降低成本。据测算，单粒机播每亩可节省间苗和定苗用工费10元左右。在规模化种植条件下，单粒机播技术的简化节本优势会更加突出。二是节省种子。通过采取单粒机播方式，种子用量会大幅度降低。传统机械条播方式一般每亩用种量2.5～3公斤，改单粒机播后每亩用种量可降低到1.5公斤左右，每亩可节省用种1～1.5公斤，节省40%～50%，进而也降低了种子的成本投入。三是出苗均匀整齐。玉米单粒播种机可以按照留苗密度需要确定行距和株距。由于落粒均匀一致，保证了植株之间距离均匀一致。加上用于单粒机播的种子经过精选和分级，种子粒度整齐一致。因此，单粒机播的地块出苗整齐、分布均匀，保证了“苗全、苗齐、苗匀、苗壮”，为实现玉米高产打下了良好的基础。由于单粒机播技术在诸多方面的优点，该技术目前正在迅速被广大农民所接受，今后也必将成为我国玉米主产区的一项主导技术。玉米单粒播种将是玉米生产的发展方向，这将给我国传统的玉米播种方式带来一次革命。二.国内外发展概况1.国内发展概况随着党中央大力发展农业，提高农业水平，增加农民收入等一系列相关政策的颁布和实施，国内对于播种机和播种均匀性的研究也有了飞速发展。吉林大学南岭校区研究所开发的2BDY-6型种子着地后产生的弹跳滚动等关键技术，在告诉精播大豆的粒距分布均匀性的表现上效果明显。中国农业大学工学院提出并研究的种子动态图像匹配与拼接技术，是国内相关领域信息化水平较高的一种解决方法，解决了基于机器视觉在多排种体动态监测技术研究中，播种后种子动态图像的匹配与拼接精度的难题。系统从实时性要求出发，在运用模式识别技术进行检测的实践基础上，阐述了检测系统的构建原理，从而为试验台自动检测奠定了基础。2.国外发展概况国外农业装备的水平和特点，主要以经济发达的欧美国家为代表。这些国家在农业装备和机械化水平等方面具有一定典型性。美国是世界上农业最发达、技术最先进的国家之一。近几年，美国在谷物联合收割机、喷雾机、播种机等农业装备上开始采用卫星全球定位系统监控作业等高新技术。农业出现了向精准农业方向发展的趋势。美国、加拿大以及西欧各发达国家的播种机播种幅度比较大，且速度快，这在一定程度上解决了播种机滚筒在排钟上的问题，并且通过对相关器件性能的改进和提高，加上高新技术的使用，在农业播种和其他机械方面，精确性都有了很大提高。三.本课题研究的主要内容1.主要内容本次设计的主要内容是通过广泛查阅和深入研究国内外关于相关技术方面的资料文献和发展趋势，寻找更为简单易行的方法。完成单筒滚动式播种机的结构设计，并设计其播种精度监控装置。采用更方便的机械设备与电子系统结合的方式解决相关问题，针对本国国情提出相应的种子播撒方法和相应的检测方法，最大程度的提高种子播撒精确性和测量数据的精确性。2.技术要求(1）排种机构单籽率>95%，单籽、双籽可控，种子破碎率<1%。(2）注塑件材料选用ABS。(3）监控装置具有语音提示功能。(4）注意制图的标准与配合件的配合公差应合理。3.关于题目的具体要求(1）设计要有创新性，结构设计合理。(2）图纸要详细，要符合制图标准。(3）生成符合国标的详细的工程图，包括装配图和各零件图(4）使用UG软件完成全部零件的设计，并进行装配。四.关键问题及解决思路1.关键问题(1）单筒滚动式播种机的结构设计。(2）播种监控装置的设计。2.解决思路及方案大中型施肥播种机在小地块、山坡地或套种作物行间进行播种时难以适应，而传统人工播种的劳动强度较大、效率低、播种质量差，针对此种情况，应用人机工程学的原理研究设计了一种手持式播种施肥机，该机也可在作物根部进行追肥。主要由控制器、种肥箱、排钟肥系统、鸭嘴式开沟器等部件组成，适用于谷物穴播或追肥，可使传统的人工播种操作变为半机械化操作，将开沟、播种施肥、覆土一次性完成。它采用了简单可靠的机构和通用的零部件，具有携带方便、使用可靠、耗材少、易加工、成本低等特点。其解决的主要技术方案是在Ｕ形支架的两端头上装有旋转轴，旋转轴与外壳——行走地轮相连，行走地轮上开有鸭嘴排种器，鸭嘴排种器根部开有能与接种漏斗相通的排种口，地轮内侧设有挡块，旋转轴的一侧装有链轮，链轮斜下方装有毛刷和排种轮，链轮与毛刷轮通过链条连接，排种轮与排种盘相连，排种轮上开有排种槽，排种轮斜下方装有接种漏斗，两旋转轴内侧则与U形支架连接，不能旋转，排种轮、毛刷轮和储种箱均安置在固定结构内，Ｕ形支架的末端连接着斜向推杆，推杆上端焊有横向工作手柄。播种时，先将玉米种子装入储种箱内，在人力推动下，地轮向前滚动时，种子进入排种槽，排种盘在碰到地轮挡块时随之转动一定角度，带动排种轮转动，同时链轮带动毛刷轮转动，将多余种子清除，只留一粒种子在排种槽里，（由于排种轮与毛刷轮转动方向相同，避免了种子因挤夹导致的种子碾碎和多粒种子挤在一个排种槽里的问题），当漏斗下方出口与排种口对准时，种子落入鸭嘴，同时与鸭嘴连接的挡杆碰到固定在U形支架上的挡块，使鸭嘴张开，由鸭嘴排种器将种子自然悬入土壤内，当第二个鸭嘴排种器依次进入土壤开始播种时，第一个鸭嘴排种器离开穴窝，鸭嘴挡杆脱离挡块，并受鸭嘴排种器弹簧的张力关闭鸭舌，播种机地轮继续向前转动时，重复上述行程，实现精量播种。当播种时想播双籽时，可将排种轮上一侧的挡板打开。图4.1正视图图4.2后视图图4.3部分内部结构图监控装置设计：由于C51单片机速度和集成度等都很高并满足本装置使用条件，而且性价比很好，所以基于C51单片机开发监控程序，在鸭嘴根部的相对应的两侧分别安装红外发射管和红外接收管，当种子经鸭嘴落下时，红外发射管发射的红外线被短暂阻隔，红外接收管因短暂接收不到红外线而通过蜂鸣器发声，提示种子落下，也可以安装两对发射