开题报告-电饭锅蒸笼注塑模具设计

2011届本科毕业论文(设计)开题报告表学生姓名专业班级学号论文(设计)题目一、选题意义：1.研究目的及意义目的：⑴了解聚合物的物理性能、流动特性，成型过程中的物理、化学变化及其塑料的组成、分类及其性能；⑵掌握塑料成型的基本原理的和工艺特点，熟悉成型设备对模具的要求。正确分析成型工艺对塑料制件结构和塑料模具的要求；⑶掌握典型塑料成型模具结构特点与设计计算方法，通过训练，能够结合工程实际进行模具设计；⑷初步掌握运用计算机进行塑料模具设计与分析的能力；⑸初步掌握分析、解决现场成成型问题的能力，包括初步掌握分析成型制件缺陷产生的原因和提出解决措施的能力。意义：模具被称为工业产品之母，所有工业产品莫不依赖模具才得以规模生产、快速扩张，被欧美等发达国家誉为“磁力工业”。[3]由于模具对社会生产和国民经济的巨大推动作用和自身的高附加值，世界模具市场发展较快，当前全球模具工业的产值已经达到600亿至650亿美元，是机床工业产值的两倍。中国注塑模具行业也在快速发展，中国模具产品产值已从1993年的110亿元增长到1997年的200亿元，并超过了机床产品的产值，到2002年增长到360亿元，1996年至2002年间的年均增长速度达到14%以上，在某些行业年均增速更是高达100%。2003年模具产值已达450亿元，增长25%以上，出口3.368亿美元。近年来，中国塑料模具工业年均增长速度达到10%以上，塑料制品年产量在世界位居第二，2001年达到2000万吨。塑料制品在农业、塑料包装、塑料管材和异型材、汽车、家电、电子、交通、邮电等领域发展迅猛，掀起了一股国内外厂商投资的热潮。[4]目前中国模具产品已经形成10大类46个小类，模具生产厂点两万多家，从业人员约50万人。在所有模具产品中，自产自用的比例占大部分，2003年实现了商品化流通的模具占45%左右。在10大类模具产品中，塑料模具的比例在2000年模具总量中已达到36%，2002年则接近40%，塑料模具在进出口中的比重更是高达50%至60%，并且随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展，这一比例还将持续提高。虽然近几年来，我国模具工业的技术水平已取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备还很少，许多先进的技术如CAD／CAE／CAM技术的普及率还不高，特别是大型、精密、复杂和长寿命模具远远不能满足国民经济各行业的发展需要。[5]因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。目前，我国模具工业的当务之急是加快技术进步，调整产品结构，增加高档模具的比重，质中求效益，提高模具的国产化程度，减少对进口模具的依赖。2.调研资料综述（包括国内外技术现状）一、国内注塑模具的发展现状由于近年市场需求的强大拉动，中国模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。2003年我国模具产值达到450亿元人民币以上，约折合50多亿美元，按模具总量排名，中国紧随日本、美国其后，位居世界第三。中国模具行业的现状模具是涵盖了各种用于金属和非金属成形的特殊装备，在我国被分为10大类、46小类。1996年至2002年间，中国模具制造业的产值年平均增长14%左右，2003年增长25%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长在25%以上。近两年，我国的模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平。2003年模具出口3.368亿美元，比上年增长在33.5%，形势喜人。总的来看，我国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口。[6]近五年来，我国平均每年进口模具约11.2亿美元，2003年就进口了近13.7亿美元的模具，这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。中国现有模具企业超过2万家，从业人数50多万人。中国的模具生产目前主要集中在华南和华东，大约占了全国模具制造业产值和销售额的三分之二，每年平均增长在20%左右。华南模具生产企业主要集中在广东省。广东全省模具生产企业总数目前已有6000家以上，产值已超过150亿元人民币。华东模具生产企业主要集中在浙江、江苏、上海，其模具产值也超过150亿元人民币，其中浙江省的宁波市和台州市最为集中。山东省、安徽省和四川省的模具工业也发展很快,在全国占有重要地位。模具工业是高新技术产业化的重要领域。例如，在电子产品生产中，制造集成电路的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中的精密塑料模具和精密冲压模具等等，都是产品生产不可或缺的工具装备。精密模具已使模具行业成为一个与高新技术产品互为依托的产业。现代模具工业又是技术密集型和资金密集型、高投入的装备型产业，是加工装备产业的一个组成部分。机械、汽车、电子通讯、家电、石化、建筑等国民经济的支柱产业都要求模具工业的发展与之相适应，为其提供生产保证。从支柱产业对模具的需求当中，也可以看到模具工业地位的重要性。由于模具产品的高技术特性，模具企业只有采用精密装备才能保证其工艺要求。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。中国消费结构和产业结构的加快升级，必将对先进模具制造技术和先进生产装备提出更高的要求。模具企业新增投资中加工设备的投入要占80%。据估计，全国约有40亿元以上的模具设备市场，而且每年还以20%左右的增长速度在发展。本次参展的青岛海尔模具有限公司、铜陵三佳模具股份有限公司、无锡市国盛精密模具制造有限公司等企业通过技术装备升级已成为产品生产提供模具的佼佼者。铜陵三佳更是开了模具企业股票上市的先河，令人振奋。模具行业还是增值率高、增值税负较重的基础产业。据国家税务总局对1万多家工业企业流转税平均负担率的统计，模具行业比其他行业高出5.07个百分点，这与现代模具产业高投入的产业特点不协调，制约了模具工业的发展。鉴于模具工业的特点和重要性，国家对模具产业的发展极为重视，并采取了多种措施给予大力扶持。如自1997年以来，相继把模具及其加工技术和设备列入了《当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录》和《鼓励外商投资产业目录》；从1997年到2005年，对全国部分重点专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策；1999年又把有关模具技术和产品列入国家计委和科学技术部发布的《当前国家优先发展的高新技术产业化重点领域指南(目录)》。这都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。中国经济的持续高速发展，为模具工业的发展提供了广阔的空间。模具行业在今后的发展中，首先要更加注意其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。我们的模具行业要紧紧地跟着市场的需求来发展。没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没有模具产品的上规模、上档次。如汽车生产中90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达40%左右。而模具技术水平的高低，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。已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。其次，要积极推进中西部地区模具产业的发展，努力缩小发达地区和不发达地区的差距。中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。如陕西、四川、河北等模具生产企业的生产规模、技术水平都有了很大的发展，河北兴林车身制造集团有限公司作为河北泊头地区的骨干企业带动了一片模具企业的开拓;四川宜宾普什模具有限公司凭借强有力的资金投入，将在未来写下新的篇章。第三.要积极推进模具企业特别是国有企业的体制创新，转换经营机制，大力发展混合所有制经济，明晰产权和完善法人治理结构。充分发掘企业发展的内在动力。要积极推进中、西部工业基础较好地区的制造业大中型企业主辅分离，使其模具车间、分厂在不太长的时间里，采用多种有效实现形式，转换机制，大力发展产权明晰、独立自主经营，适应市场运作和模具生产快速反应的现代专业模具企业，培养能代表行业水平的“龙头”企业，带动地区产业链的发展。第四.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。CAD／CAE／CAM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。再有，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，如五轴加工机床、高速铣等。超精加工手段也大量用于模具加工，当前，模具加工技术的重点方向是无图化生产、单件高精度并行加工、少人化或无人化加工和贯彻只装不配少修的原则等。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已普遍。二、国外注塑模具的发展现状国外注塑模具制造行业的最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。[7]国外发达国家模具标准化程度达到70％-80％，实现部分资源共享，大大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满足用户需求。模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。日本是世界第一大模具生产国。国内有多家世界闻名的机床制造业厂家，加工模具的高速加工中心、电加工机床、龙门铣床、精密磨床、数控系统等全都具备世界级名牌。优秀的机床制造业为模具制造奠定了坚实的基础，如在电子超精密模具中，集成电路、微型电机模具精度已达±1μm，处于世界领先地位。IT产业的产品更新很快，如手机开发制造周期为2个月，产品试制期为7天，一般7套模具150兆NC数据，两天就完成编程，计算机设计及制造技术都非常先进。发达的汽车工业促进了模具的发展。丰田汽车公司有专业模具设计人员近200名，制造人员1000多名，每年研制开发约10种轿车的整车模具2000套，从车身设计到新车批产的整车模具设计制造周期为1年，标准单套模具制造周期不超过4个月，这样的规模及生产能力在世界上也称得上是最大的汽车模具厂之一。或许是专业化的缘故，丰田仅自行制造车身内外覆盖件模具，其余40%由日本著名的荻原、宫津、富士等模具公司提供。日本模具专家曾强调模具加工五大要素：设备；CAD/CAM(刀具路径)；CNC装置及伺服电机；加工条件及材料选择；技术人员能力。日本模具生产的总的发展趋势是，品种多样化——变种变量生产；产品精密化——高速、高效率、高精度加工；加工精细化——微量切削、高速进给；开发短期化——高硬材料直接加工，减少后继工序；绿色环境化——无切削液干式切削加工。目前日本大约有12000家模具公司，其中雇员20人以下的占90%，占产值的40%。近年来，随着经济全球化、企业国际化的发展趋势，日本在海外投资了许多模具企业，把部分生产能力转移至国外。如在我国独资创建的无锡微研有限公司，拥有员工200余名，精密数控模具加工设备60多台，1998年模具产值已超过2亿元人民币。2000年3月合资成立的上海荻原模具有限公司总投资1455万美元，专业设计制造汽车冲压模具和大型覆盖件模具。在德国塑胶机械产业中，模具与钢模的产值一直保持增长。过去数年间，市场对模具及钢模的需求激增，甚至该制造部门的增幅一度超过整个机器部门。2000年，市场需求量的增长明显减缓，当年其产值仅增加10.4%，生产总值为15.82亿欧元。其中供射出成型及加压成型使用的模具所占比例高达78.5%。同期，塑胶工业使用的模具及钢模出口增长3.4%，总值为7.53万欧元。但是模具与钢模产品的出口率为48%，远低于机器类产品。不过这也显示出德国国内市场对该类产品的需求还是相当旺盛。当年该类产品的进口还出现了8.1%的增长。国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。[8]因此，模具向高精度复杂、多功能的方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源，降低成本的方向发展。例如：叠模的大量制造和应用，水路设计的复杂化、装夹的自动化、取件全部自动化。二、写作提纲：1.初步估算塑件(包括浇注系统凝料在内)的体积及质量。塑件的体积及质量越大，浇注系统凝料所占的比例越小；反之，越大。2.初选注射成型机的型号和规格。3.确定模具基本结构(应该对多种方案进行分析比较)。4.进行模具结构方案设计。①确定型腔数目及配置；②选择分型面；③确定浇注系统；④确定型腔、型芯的结构及固定方式；⑤确定脱模推出机构的结构类型，需要侧向抽芯的，要确定侧向抽芯机构的结构类型；⑥确定导向机构的具体结构；⑦确定排气机构；⑧确定模具加热、冷却方式；⑨绘制模具装配草图。5.相关模具零件结构的强度、刚度校核，以及模具与注册成型机的相关参数的校核。6.根据模具零件结构的强度、刚度校核，修改完善模具装配图。7.拆画非标准模具零件图。8.复核设计图样。三、写作进度：本课题研究拟在三个月内完成，大致分三个阶段：第一阶段：3月30日-4月10日1．向导师汇报课题研究的题目并听取导师布置的任务及建议。2．完成开题报告。3．进一步搜集和消化文献资料，中英文文献综述。4．开题报告等上交给导师。5．根据导师的意见和建议，对课题进行补充修改。6．将修改并通过的开题报告、文献及译文，上交系办。第二阶段：4月11日