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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目 繼電器外殼注塑模
一、選題的依據(jù)及意義：
模具生產(chǎn)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。隨著我國加入WTO，我國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具式工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識(shí)。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60％～80％的部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)效率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效率放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為1000億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15％左右的增長速度發(fā)展，2009年，我國模具總產(chǎn)值超過800億元人民幣。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：
1. 國內(nèi)外研究概況
1） 塑料模
今年來，我國塑料模有很大的進(jìn)步。在大型塑料模方面，已能生產(chǎn)34英寸大屏幕彩電塑殼模具，6kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具及汽車保險(xiǎn)桿和整體儀表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和600腔塑封模具，還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的1模2腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置得以采用，少數(shù)單位采用了具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具，完全消除了制件的澆口痕跡。氣體輔助注射技術(shù)已成功得到應(yīng)用。在精度方面，塑料模具制造精度可達(dá)0.02~0.05mm(國外可達(dá)0.005~0.01mm),分型面接觸間隙為0.02mm,模板的彈性變形為0.05mm,型面的表面粗糙度值為Ra0.2~0.25μg,塑料模具壽命已達(dá)100萬次（國外可達(dá)300萬次），模具制造周期仍比國外長2～4倍。這些標(biāo)志著模具總體水平的參數(shù)指標(biāo)與國外相比尚有較大差距。
2） 模具CAD/CAE/CAM
模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)質(zhì)量。它使技術(shù)人員能借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。以生產(chǎn)家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引僅了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM集成，并采用了CAE技術(shù)對(duì)成型過程進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬等，數(shù)控加工的使用率也越來越高，取得了一定的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)和推動(dòng)了我國模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展。
近年來，我國自開發(fā)的有上海交大的沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的CAXA系列軟件；吉林金網(wǎng)絡(luò)模具工程研究中心的沖壓CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等，為進(jìn)一步普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好條件。目前我國計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累。
3） 模具標(biāo)準(zhǔn)件
模具標(biāo)準(zhǔn)件對(duì)縮短模具制造周期，提高質(zhì)量，降低成本，能起很大作用。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件越來越廣泛地應(yīng)得到采用。模具標(biāo)準(zhǔn)件主要有冷沖模架、塑料模架、推桿和彈簧等。新型彈性元件如氮?dú)鈴椈梢嘁言谕茝V應(yīng)用中。
4） 模具材料與熱處理
模具材料的質(zhì)量、性能、品種和供貨是否及時(shí)，對(duì)模具的質(zhì)量和使用壽命以及經(jīng)濟(jì)效益有著直接的重大影響。近年來，國內(nèi)一些模具鋼生產(chǎn)企業(yè)已相繼建成和引進(jìn)了一些先進(jìn)工藝設(shè)備，使國內(nèi)模具鋼品種規(guī)格不合理狀況有所改善，模具鋼質(zhì)量有較大程度的提高。但國產(chǎn)模具鋼鋼種不全，不成系列，多品種、精料化、制品化等方面尚待解決。另外，還需要研究適應(yīng)玻璃、陶瓷、耐火磚和地磚等成型模具用材料系列。
模具熱處理使關(guān)系能否充分保證模具鋼性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。國內(nèi)大部分企業(yè)在模具淬火時(shí)仍采用鹽熔爐或電爐加熱，由于模具熱處理工藝執(zhí)行不嚴(yán)，處理質(zhì)量不高，而且不穩(wěn)定，直接影響模具使用壽命和質(zhì)量。近年來，真空熱處理爐開始廣泛用于模具制造。
2.發(fā)展趨勢
(1) 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展
1） 模具軟件功能集成化。
模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)個(gè)功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)，制造，裝配，檢驗(yàn)，測試及生產(chǎn)管理的全過程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。如英國Deleam公司的系列化軟件就包括了曲面/實(shí)體幾何造型，復(fù)雜形體工程制圖，工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)渲染，塑料模設(shè)計(jì)專家系統(tǒng)，逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線測量系統(tǒng)等。集成化程度高的軟件還包括：Pro/E,UG和CATIA等。
2） 模具設(shè)計(jì)，分析及制造的三維化。
傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)，分析，制造的三維化，無紙化要求新一代模具軟件以立體的，直觀的感覺來設(shè)計(jì)模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品的CAE分析，模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工，成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/E,UG和CATIA等軟件具備參數(shù)化，基于特征，全相關(guān)等特點(diǎn)，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert,Deleam公司的Ps-mold 及日立造船的Space-E/mold均是3D專業(yè)注射模設(shè)計(jì)軟件，可進(jìn)行交互式3D型腔，型芯設(shè)計(jì)，模架配置及典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。澳大利亞Moldflow公司的三維真實(shí)感流動(dòng)模擬軟件Moldflow Advisers已經(jīng)受到用戶廣泛的好評(píng)和應(yīng)用。面向制造，基于知識(shí)的智能化功能是衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。如Cimatron公司的注射模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動(dòng)產(chǎn)生分型線和分型面，生成與制品相對(duì)應(yīng)的型芯和型腔，實(shí)現(xiàn)模架零件的全相關(guān)，自動(dòng)產(chǎn)生材料明細(xì)表和供NC加工的鉆孔表格，并能進(jìn)行智能化加工參數(shù)設(shè)定，加工結(jié)果校驗(yàn)等。
3） 模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢。
隨著模具在企業(yè)競爭，合作，生產(chǎn)和管理等方面的全球化，國際化，以及計(jì)算機(jī)軟硬技術(shù)的迅速發(fā)展，模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展趨勢是使CAD/CAE/CAM技術(shù)跨地區(qū)，跨企業(yè)，跨院所在整個(gè)行業(yè)中推廣，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬設(shè)計(jì)，敏捷制造技術(shù)成為可能。美國在其《21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略》中指出，到2006年要實(shí)現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案，使汽車開發(fā)周期從40個(gè)月縮短到4個(gè)月。
(2)模具檢測和加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展
1） 模具向著精密，復(fù)雜，大型的方向發(fā)展，對(duì)檢測設(shè)備的要求越來越高。目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利，美國，日本等國的高精度三坐標(biāo)測量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功能。實(shí)現(xiàn)了從測量實(shí)物-建立數(shù)學(xué)模型-輸出工程圖紙-模具制造全過程，成功實(shí)現(xiàn)了逆向工程的開發(fā)和應(yīng)用。
2） 數(shù)控電火花加工機(jī)床。
日本沙迪克公司采用直線電機(jī)伺服器驅(qū)動(dòng)的AQ325L，AQ550LIS-WEDM具有驅(qū)動(dòng)反應(yīng)快，傳動(dòng)及定位精度高，熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應(yīng)控制，PCE能量控制及自動(dòng)編程專家系統(tǒng)，另外有些EDM還采用混粉加工工藝，微精加工脈沖電源及模糊控制（FC）等技術(shù)。
3） 高速銑削機(jī)床（HSM）
銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高（為普通銑削加工的5-10倍）及可加工硬材料（<60HRC）等諸多優(yōu)點(diǎn)。因而在模具加工中日益受到重視。HSM主要用于大，中型模具加工，如汽車覆蓋件模具，壓鑄模，大型塑料模等曲面加工。
4） 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。
隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動(dòng)加工系統(tǒng)，這也是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具，刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量檢測控制系統(tǒng)。
(3) 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的廣泛應(yīng)用
縮短產(chǎn)品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一。與傳統(tǒng)模具加工技術(shù)相比，快速經(jīng)
濟(jì)制模技術(shù)具有制模周期短，成本較底的特點(diǎn)，精度和壽命又能滿足生產(chǎn)需求，是綜合
經(jīng)濟(jì)效益比較顯著的模具制造技術(shù)。
快速原型制造（RPM）技術(shù)是集精密機(jī)械制造，計(jì)算機(jī)技術(shù)，NC技術(shù)，激光成型技術(shù)和材料科學(xué)與一體的新技術(shù)，是當(dāng)前最先進(jìn)的零件及模具成型方法之一。RPM技術(shù)可直接或間接用于模具制造，具有技術(shù)先進(jìn)的概念設(shè)計(jì)到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所需時(shí)間的1/3和成本的1/4左右。
現(xiàn)在是多品種，少批量生產(chǎn)的時(shí)代，到下一個(gè)世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來越引起人們的重視。例如，研制各種超塑性材料（環(huán)氧，聚脂等）制造（或其中填充金屬粉末，玻璃纖維等）的簡易模具，中，低熔點(diǎn)合金模具，噴涂成型模具，快速模架，快速凸模等也將日益發(fā)展。另外，采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置，快速試模技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。
(4) 模具材料及表面處理技術(shù)的研究
因選材料和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%-30%，因此，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要，對(duì)于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度，等向性，致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼，如采用粉末冶金工藝制造的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決原來高速鋼冶煉過程中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問題。其碳化物微細(xì)，組織均勻，沒有材料方向性，因此，它具有韌性高，磨削工藝性好，耐磨性高，長年使用尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，特別對(duì)形狀復(fù)雜的沖件及高速?zèng)_壓的模具，其優(yōu)越性更加突出，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。模具鋼品種規(guī)格多樣化，產(chǎn)品精細(xì)化，制品化，盡量縮短供貨時(shí)間亦是重要發(fā)展趨勢。
熱處理和表面處理是能否充分發(fā)展模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲，復(fù)合滲（如TD法）發(fā)展；由一般擴(kuò)散向CVD，PVD，PVCD，離子滲入，離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC,TiN,TiCN,TiAlN,CrN,Cr7c3,W2C等，同時(shí)熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對(duì)激光強(qiáng)化，輝光離子氮化技術(shù)及電鍍（刷鍍）防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。
(5) 模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展
模具表面的精加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀拋光為主，不僅效率低（約占整個(gè)制造周期的1/3），且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動(dòng)化、智能化。另外，由于模具型腔形狀復(fù)雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應(yīng)發(fā)展特種研磨與拋光，如擠壓磨、電化學(xué)拋光、超聲波拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量。
(6)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛
使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制定統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種、發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。
(7) 壓鑄模、擠壓模及粉末鍛模比例增加
隨著汽車、車輛和電機(jī)產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。同時(shí)擠壓模及粉末鍛模比例也將有不同程度的增加，而且精度要求也越來越高。
(8) 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式
在成形（型）工藝方面，主要有沖壓模具多功能復(fù)合化、超塑性成形（型）、塑性精密成形（型）技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成形（型）技術(shù)等。另一方面，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式。具體主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團(tuán)隊(duì)精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。
三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：
1. 課題研究的主要內(nèi)容
本課題主要是繼電器外殼注塑模的設(shè)計(jì)， 分析繼電器外殼注塑模的制造工藝，分流道、注塑量等工藝的計(jì)算，課題研究的實(shí)驗(yàn)方案。
1) 繼電器外殼注塑模設(shè)計(jì)的初步方案
盡可能利用校內(nèi)外所有的條件，并由指導(dǎo)老師講解，對(duì)及其工藝流程的認(rèn)識(shí)，計(jì)算出有效尺寸，然后繪制出繼電器外殼注塑模的裝配圖和零件圖。
2) 繼電器外殼注塑模各部件的初步設(shè)計(jì)方案
該模具包含澆注系統(tǒng)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及復(fù)位等機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，要使得設(shè)計(jì)的價(jià)格低廉、成型性能較好。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
1.目標(biāo)
設(shè)計(jì)出一個(gè)能夠滿足社會(huì)生產(chǎn)要求的、具備結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單、成本較低、安裝和拆卸操作方便，故障率低，常見故障易處理，維護(hù)方便的繼電器外殼注塑模，并且能根據(jù)市場的要求，應(yīng)用模具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，學(xué)會(huì)擬定繼電器外殼注塑模的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)出高效、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能力。在合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程中熟悉并應(yīng)用有關(guān)手冊(cè)、圖表等技術(shù)資料的能力以及進(jìn)一步培養(yǎng)識(shí)圖、制圖、編寫技術(shù)文件等基本技能。
2.主要特色
1） 熟練應(yīng)用UG及AutoCAD計(jì)算機(jī)繪圖軟件
2） 了解模具的基礎(chǔ)知識(shí)
3） 與實(shí)際聯(lián)系緊密為今后走上崗位打下良好基礎(chǔ)
3.工作進(jìn)度
1) 開題報(bào)告 2周
2) 總體設(shè)計(jì) 2周
3) 常規(guī)設(shè)計(jì) 9周
4) 編寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3周
5) 外文資料翻譯 1周
五、參考文獻(xiàn)
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