万向轮支座注射模设计开题报告

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1、 南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：学 号：专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：万向轮支座注射模设计指 导 教 师: 2009 年 3 月 22 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）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，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或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）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签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书

2、写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 模具是工业生产的基础工艺装备，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具产品的品种很多，主要以冲压模具、塑料模具和压铸模具为主。介绍了塑料成型的基本

3、原理就是利用塑料的可压性和可模塑性，注射成型的主要步骤为塑化、注射、定型。定型分为冲模、保压、冷却三个连续的阶段，最后脱模取出工件。在模型设计中，可以采用“自上而下”装配建模设计和“自下而上”装配建模设计，根据实际情况本次设计采用“自上而下”。关键字 注射模具 塑料模具 方法1 塑料模具 塑料工业是新兴的工业，是随着石油工业的发展应运而生的，目前塑料制件几乎已进入工业部门及人民日常生活的各个领域。随着塑料的生产及应用的扩大，塑料成型工艺得到逐步发展，相继产生了注射模、压缩模、压注模、挤出模、气动成型模、泡沫塑料成型模、浇注成型模、滚塑成型模、压延成型模、拉丝成型模等成型加工方法，塑料成型工艺正

4、向着高速、高效、自动化的方向发展。塑料产量的提高和应用领域的扩大，也促进了成型设备和模具的不断发展。塑料成型设备向着大型化、微型化、高速化、自动化、精密化方向发展，同时也在成型设备和模具设计及制造上引进了CAD/CAM/CAE/Pro-E等先进技术1。 塑料成型的应用已涉及到国民经济和人民生活中的各个方面，如仪表、机械制造、汽车、家用电器、化工、建材、医疗卫生、农业、军事、航天和原子能工业中，塑料已经成为金属的良好代用材料，出现了金属零件塑料化的趋势。塑料制件之所以能够在工业生产中得到广泛应用，是由于它们本身有的一系列特殊优点所决定的。塑料密度小、质量轻。目前，在工业发达的国家，如日本、韩国等

5、国家，其生产塑料模与生产冲压模的企业数量差不多相等；而在新加坡等国家，其生产塑料模的企业数量与大大的超过冲压模的企业。我国香港也深圳等地区，其模具工业主要从事塑料模具的制造与与塑料制件生产。我国地膜、棚模等覆盖面积已位居世界首位。包装用塑料制品已达100多万t。各种塑料编织袋达50亿条，为世界之最。综合上述，塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响显得日益重要2。模具标准化是发展模具生产技术的关键，包括模具设计、制造、材料、验收和使用等方面，是开展模具计算机CAD/CAM/CAE的前提。国外塑料模标准化程度很高，从材料、品种、规格、结构、精度及验收等都实现了标准化，而且还建立了模具标准

6、结构典型组合。标准化是专业化生产的重要前提，也是提高劳动生产率，提高技术水平，提高 产品质量，降低产品成本及改善劳动组织的最重要条件之一。模具的标准化程度越高，专业化生产越强，因而模具生产周期越短，生产成本越低，模具质量越高；同时模具设计简化，交货期限缩短，产品更新换代迅速。我国结合实际情况，已指定出了塑料模国家标准，塑料模专业化生产工厂可提供标准件和标准模架，这些为简化设计，缩短制模周期，提高产品质量，提供了保证3。1.1 我国塑料模具的发展趋势经过近几年的发展，在塑料模具的开发、结构的调整以及企业管理等方面已显示出以下新的发展趋势4，5:(1) 在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，

7、越来越的用户将交货周期放在首位;(2) 大力增强主动开发能力。模具企业不在是等待用户上门订购时才根据用户要求根据具体制件进行设计模具。而是根据市场的需求主动、快速地开发适应市场需求新模具，提高企业对市场的需求应能力和快速响应能力;(3) 随着模具企业的设计和加工水平的提高，模具制造正在从过去主要依靠钳工的技艺而转变为依靠技术制造为主要的制造。这一趋势不但使得模具的标准化程度不断提高，而且使得模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了整个模具制造水平的大幅度提高;(4) 模具企业及其模具生产正在向信息化方向迅速发展。在信息社会中，作为现代模具企业，单单只是CAD/CAM技术

8、应用己远远不能够适应当代社会的需求。要向信息化方向发展为目标，目前许多企业已经采用了CAE, PDM,CAPP, RE, CIMS, ERP等技术及其他许多先进制造技术和虚拟网络技术应用于模具设计与制造中6。从上面可以看出随着我国塑料工业近几年的迅速发展，工程塑料也将高速发展，我国塑料模具将向高速发展和快速响应市场方向发展。我国对塑料模具的需求将在“十一五”期间快速增加，我国模具工业以17%年增长率增长，这是塑料模具设计与制造迅速发展的有利条件。开发一套塑料模具快速设计系统是适应市场经济较好的表现。2 注射成型原理与过程塑料成型的基本原理就是利用塑料的可挤压性和可模塑性，首先将松散的颗粒料或粉

9、状塑料成型物料从注射机的料斗送入高温的机筒内加热成熔融的塑化状态，使之成为溶融态熔体，然后在柱塞或活塞的高压推动下，以很大的流速通过注射机前端的喷嘴注射进入温度较低的闭合模具型腔之中，经过一段时间保压冷却后，开启模具更可从模具型腔中脱出具有一定形状和尺寸的塑料制件7。注射成型过程是间歇操作，每完成一个操作周期需经过塑化、注射和定型、脱模取出制件等几个步骤: (1) 塑化 即塑料在料筒内经加热达到流动状态，并具有良好可塑性的全过程。因此可以说塑化是注射成型的准备过程。塑料在进入模腔之前应达到规定的成型温度，在规定时间内提供足够数量的熔融塑料，熔料温度应均匀一致，不发生热分解。(2) 注射 即柱塞

10、或螺杆前移将塑化好的熔料以一定的压力注入到闭合模腔的过程。注射过程中所采用的工艺条件如注射压力、注射速度等与塑料的特性、制品结构以及其它工艺条件等密切相关，它也直接影响成型制品的质量。(3) 定型 从塑料熔体进入模腔开始，模腔注满之后，熔体在控制条件下冷却定形，直至制品从模腔中脱出。具体可分为充模、冷却、冷却三个连续阶段。(a)充模阶段 从柱塞或螺杆前移直至塑料充满模腔为止。充模过程中所采用的充模速度或充模时间等工艺条件对成型制品中的分子取向、熔接线的强度等都有一定的影响。(b)保压阶段 从熔体充满模腔起至柱塞或螺杆撤回为止。在这段时间内，塑料熔体会因冷却而发生收缩，但因塑料仍处于柱塞或螺杆的

11、稳压下，因此料筒内的熔料仍然会向模腔内继续流入，以补足因收缩而留出的空隙。压实阶段对于提高制品的密度、降低成型收缩和克服制品表面缺陷等都有影响。此外，由于塑料还在流动，而且温度又在不断降低;取向分子容易被冻结，所以这一阶段是大分子取向形成的主要阶段。这一阶段的时间越长，分子取向程度也越大。(c)冷却阶段 从浇口的塑料完全冻结时起到制品从模腔中脱出为止。模内塑料在这一阶段内主要是继续冷却，以便制品在脱模时具有足够的刚度而不致发生扭曲变形。在此阶段内由于模内塑料的温度、压力和体积均有变化，到制品脱模时，模腔内压力不一定等于外界压力。模腔内压力与外界压力的差值称为残余压力。(d)脱模 取出制件8。3

12、 模具设计方法在模具设计中，根据具体情况可以采用“自上而下”装配建模设计(Top-Down Modeling)和“自下而上”装配建模设计(Bottom-Up Modeling)两种方法。本文仅对“自上而下”装配建模设计作介绍，而“自下而上”装配建模设计不作介绍。当今CAD技术的发展使得概念设计思想体现在相应的设计模块中。Pro/Engineer提供了概念设计的系统模块，称之为工业设计模块或概念设计模块，Pro/Engineer中的工业设计模块Pro Design，支持“自上而下”的设计方法，以及在复杂模具设计中所包含的许多复杂任务的自动设计。此模块包括概念设计的二维非参数化的装配布局编辑器(L

13、ayout)。在设计过程中使用系统模块可以大大减轻设计师的工作量，节省设计时间，提高工作效率。这些概念设计不仅仅是设计师的思维，也融合了一般的概念设计理念和方法9，10。3.1 “自上而下”装配建模设计方法在Pro/E中“自上而下”装配建模设计具体有两种方式:(1) 用Layout方法在Layout里面作草稿，设置它们的位置关系、尺寸关系，再在Part里申明这种关系，达到自动装配的目标，就是用Layout来控制Part，当有装配建模需要变动时，可以修改Layout里的装配建模参数。Part会自动更新成为新的装配关系的模具结构。(2) 用骨架方法先做出统一的骨架，在共享骨架里的资料，让单个Par

14、t受限于骨架的控制，这样Part在装配时就会以骨架的方式自动装配到位。修改骨架参数后，所有相关Part都会更新成为新的装配关系组成新的模具结构11。3.2 “自上而下”设计装配方法实现在模具装配设计采用基于“自上而下”的参数化装配建模技术，Pro/E装配建模技术完全支持“自上而下”的设计方法，即先总体设计后详细设计，局部设计决策服从总体设计决策，“自上而下”的设计方法符合人的思维习惯12。“自上而下”的设计方法是从装配体开始设计，用户可以从一个零件的几何体来定义另一个零件。“自上而下”的设计次序一般以布局草图为设计的开端，然后定义零件位置、基准面等，参考这些定义来设计零件。“自上而下”的设计方

15、法更符合经典的设计思想和方法，突出零件之间的相互联系和零件位置，而不先考虑零件的具体结构。模具装配设计中模型零件数据是对零件本身的链接，保证装配模型和零件设计完全双向相关，零件设计修改后装配模型中的零件会自动更新，同时可在装配环境下直接对部分零件的结构零件进行修改。采用这两种方法可以轻松完成模具设计13。3.3 参数化技术系统采用参数化技术来实现塑料模结构设计。设计过程中，当某一零件的外形尺寸发生变化时，则该零件本身的外形及与之相关联的零件的外形亦会随之发生相应的变化，其实现流程是:(1) 通过零件的ID打开零件，取得零件的三视图;(2) 调用参数化程序分别对每个视图进行参数化，从而实现对整个

16、零件的参数化;(3) 通过与之关联的零件执行步骤从而完成了该设计修改。采用参数化技术可以完成模具中的标准件的选择、完成模具设计中的通用件的尺寸修改，用它来实现塑料模结构中零件尺寸的修改14。4 塑料模塑成型的发展趋势 (1)CAD/CAM/CAE技术在模具设计也制造中的应用;(2)大力发展快速原型制造;(3)研究和应用模具的快速测量技术与逆向工程;(4)发展优质模具材料和采用先进的热处理和表面处理技术;(5)提高模具标准化的水平和模具标准件的使用率;(6)模具的复杂化、精度化与大型化;(7)模具工业信息化15。参 考 文 献l 陆忠东，郭成，程羽，基于Pro/E2001的冲模快速设计系统J，模

17、具工业,2004.No13.2 聂福荣，杨钒，杨瑞霞，何道清，注塑模标准模架参数化设计J，模具技术, 2002,No02.3 汪琦，张伟宏，许七一，鲁勇，注塑模具标准摸架数据库的开发J，塑料科 技1996,No05.4 吴崇峰，王军，基于Pro/E开发的注塑模具标准模架J，模具制造，2006 年， S1期.5 林清安. Pro/ENGENEER 2.0模具设计M. 北京：清华大学出版社，2004.6 林清安. Pro/ENGENEER 2.0零件设计基础篇M. 北京：清华大学出版社， 2004.7 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计M.北京: 机械工业出版社，1995.8 伍先明. 塑料模具设计

18、指导M. 北京：国防工业出版社，2006.9 唐志玉. 模具设计师指南M. 北京：国防工业出版社，1999.10 塑料模设计手册编写组. 塑料模设计手册M. 北京：机械工业出版 社，1994.11 廖念钊. 互换性与技术测量M. 北京：中国计量出版社，1991.12 模具制造手册编写组. 模具制造手册M. 北京：机械工业出版社,1996.13 马金骏. 塑料模具设计M. 北京：中国科学技术出版社，1994.14 夏巨谌,李志刚.中国模具设计大典M. 北京：机械工业出版社，2002.15 张荣清. 模具制造工艺M. 北京：高等教育出版社，2006. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要

19、研究或解决的问题和采用的研究手段（途径）：一、 课题研究内容塑料注射模具是成型塑料制品的主要工具，具有高效率、高质量及成型后有少加工或不加工等特点。拉线套是以圆筒为主体，且在圆筒周围有很多加强筋的塑料件。本课题是拉线套的注射模具设计。二、 研究途径1、 测绘塑件图纸，完成CAD三维造型设计2、 完成塑件注射模具方案设计和相关设计计算(a) 壳设计及其成型工艺的分析(1) 塑件分析(2) 塑料的选材及性能分析(3) 热塑性塑料的注射过程及工艺(4) 塑料的主要缺陷和消除措施(b) 壳体模具设计方案的比较与确定(1) 分型面方案的优化与确定分型面选择方案一：如图1所示，顶部圆形需要用型芯成型并侧抽

20、芯，开模时由侧向抽芯完成。向边抽芯时侧向移动33+2(安全余量）=35mm,左右两边的凹槽和中间的孔用上下模仁成型。选择该分型面需要单边抽芯。分型面选择方案二：如图2所示，顶部圆形（长为35mm）利用开模动作从塑件中抽出，塑件凹槽和中间的孔利用滑块成型，分型单边距约为19mm，整个塑件成型精度比较高，模具结构还算简单，需要双边抽芯。图1 分型面形式与位置1-定模部分；2-分型面；3-动模部分图2 分型面形式与位置1-定模部分；2-分型面；3-动模部分综上所述，分型面采用方案一模具结构相对简单，只需要单边抽芯，加工成本较第二种要经济很多，塑件成型精度可靠。(2) 型腔数量以及排列方式的优化确定(

21、3) 模具设计方案的创新与确定(c) 模具设计与对比创新(1) 注塑机选型(2) 模具浇注系统设计和浇口的设计(3) 成型零件的结构设计和计算(4) 模架的确定和标准件的选用(5) 合模导向机构和定位机构(6) 脱模机构设计(7) 侧向分型与抽芯机构设计(8) 排气系统的设计(9) 冷却系统的优化设计3、 完成该注射模装配设计4、 模具成型零件CAD三维造型设计5、 完成全部零件及装配图纸设计6、 利用Pro-e三维软件对该注射模进行三维造型设计7、 完成该注射模的制造工艺设计毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：通过对文献资料的查询与总结，从当前模具设计

22、、制造的状况、水平和发展等方面进行了概述，文献综述基本反映了我国模具制造业尤其是塑料模具制造的情况，通过分析完成了模具的初步设计方案，为课题的研究作了先期准备。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：课题主要根据给定拉线套零件进行测绘，按塑件成型完成模具设计与制造工艺，另外结合众多模具企业已广泛采用模具CAD技术的现状这一社会需求，结合课题学习和运用模具制造中流行的CAD软件，并完成一定的设计任务。 课题具有较强的工程训练性，塑件外形、结构不太复杂，因此成型注射模具也不太复杂，需要采用哈夫结构。设计要涉及模具设计、制造工艺及CAD等方面，涉及面较广，难度适中，工作量适中，根据该学生的现有基础，通过设计期间的努力可以较好地完成课题设计任务。 指导教师： 年 月 日所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日