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畢業(yè)設計 論文 開題報告 題目 繼電器外殼注塑模 一 選題的依據(jù)及意義 模具生產水平的高低已成為衡量一個國家產品水平高低的重要標志 因為模具在 很大程度上決定著產品的質量 效益 和新產品的開發(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注 模具式工業(yè)生產的基礎工 藝裝備 也已經(jīng)取得了共識 在電子 汽車 電機 電器 儀器 儀表 家電和通信 等產品中 60 80 的部件都要依靠模具成型 用模具生產制件所具備的高精度 高復雜程度 高一致性 高生產效率和低消耗 是其它加工制造方法所不能比擬的 模具又是 效率放大器 用模具生產的最終產品價值 往往是模具自身價值的幾十倍 上百倍 目前全世界模具年產值約為 1000 億美元 日 美等工業(yè)發(fā)達國家的模具工業(yè) 產值已超過機床工業(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 我國模具總產值超過 800 億元人民幣 二 國內外研究概況及發(fā)展趨勢 含文獻綜述 1 國內外研究概況 1 塑料模 今年來 我國塑料模有很大的進步 在大型塑料模方面 已能生產 34 英寸大屏幕 彩電塑殼模具 6kg 大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險桿和整體儀表板等塑料模具 在精密塑料模具方面 已能生產多型腔小模數(shù)齒輪模具和 600 腔塑封模具 還能生產 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 氣體輔助注射技術已成功得到應用 在精度方 面 塑料模具制造精度可達 0 02 0 05mm 國外可達 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 25 g 塑料模具壽 命已達 100 萬次 國外可達 300 萬次 模具制造周期仍比國外長 2 4 倍 這些標志 著模具總體水平的參數(shù)指標與國外相比尚有較大差距 2 模具 CAD CAE CAM 模具 CAD CAE CAM 技術是改造傳統(tǒng)模具生產方式的關鍵技術 能顯著縮短模具設 計與制造周期 降低生產成本 提高生產質量 它使技術人員能借助于計算機對產品 模具結構 成形工藝 數(shù)控加工及成本等進行設計和優(yōu)化 以生產家用電器的企業(yè)為 代表 陸續(xù)引僅了相當數(shù)量的 CAD CAM 系統(tǒng) 實現(xiàn)了 CAD CAM 集成 并采用了 CAE 技 術對成型過程進行計算機模擬等 數(shù)控加工的使用率也越來越高 取得了一定的經(jīng)濟 效益 促進和推動了我國模具 CAD CAE CAM 技術的發(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)絡模具工程研究中心的沖壓 CAD CAE CAM 系統(tǒng)等 為進一步普及模具 CAD CAM 技術創(chuàng)造了良好條件 目前我國計算機輔助技術軟件開發(fā) 尚處于較低水平 需要知識和經(jīng)驗的積累 3 模具標準件 模具標準件對縮短模具制造周期 提高質量 降低成本 能起很大作用 因此 模具標準件越來越廣泛地應得到采用 模具標準件主要有冷沖模架 塑料模架 推桿 和彈簧等 新型彈性元件如氮氣彈簧亦已在推廣應用中 4 模具材料與熱處理 模具材料的質量 性能 品種和供貨是否及時 對模具的質量和使用壽命以及經(jīng) 濟效益有著直接的重大影響 近年來 國內一些模具鋼生產企業(yè)已相繼建成和引進了 一些先進工藝設備 使國內模具鋼品種規(guī)格不合理狀況有所改善 模具鋼質量有較大 程度的提高 但國產模具鋼鋼種不全 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 模具熱處理使關系能否充分保證模具鋼性能的關鍵環(huán)節(jié) 國內大部分企業(yè)在模具 淬火時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 處理質量不高 而 且不穩(wěn)定 直接影響模具使用壽命和質量 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 同時個功能模塊采用同一 數(shù)據(jù)模型 以實現(xiàn)信息的綜合管理與共享 從而支持模具設計 制造 裝配 檢驗 測試及生產管理的全過程 達到實現(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 實體幾何造型 復雜形體工程制圖 工業(yè)設計高級渲染 塑料模設計 專家系統(tǒng) 逆向工程系統(tǒng)及復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 模具設計 分析及制造的三維化 傳統(tǒng)的二維模具結構設計已越來越不適應現(xiàn)代化生產和集成化技術要求 模具設 計 分析 制造的三維化 無紙化要求新一代模具軟件以立體的 直觀的感覺來設計 模具 所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產品的 CAE 分析 模具可制造性評價和 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 全相關等特點 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 模設計軟件 可進行交互式 3D 型腔 型芯設計 模架配置及典型結構設計 澳大利亞 Moldflow 公司的三維真實感流動模擬軟件 Moldflow Advisers 已經(jīng)受到用戶廣泛的好 評和應用 面向制造 基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要 標志之一 如 Cimatron 公司的注射模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動產生分型線和分型 面 生成與制品相對應的型芯和型腔 實現(xiàn)模架零件的全相關 自動產生材料明細表 和供 NC 加工的鉆孔表格 并能進行智能化加工參數(shù)設定 加工結果校驗等 3 模具軟件應用的網(wǎng)絡化趨勢 隨著模具在企業(yè)競爭 合作 生產和管理等方面的全球化 國際化 以及計算機 軟硬技術的迅速發(fā)展 模具軟件應用的網(wǎng)絡化的發(fā)展趨勢是使 CAD CAE CAM 技術跨地 區(qū) 跨企業(yè) 跨院所在整個行業(yè)中推廣 實現(xiàn)技術資源的重新整合 使虛擬設計 敏 捷制造技術成為可能 美國在其 21 世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略 中指出 到 2006 年要實現(xiàn)汽 車工業(yè)敏捷生產 虛擬工程方案 使汽車開發(fā)周期從 40 個月縮短到 4 個月 2 模具檢測和加工設備向精密 高效和多功能方向發(fā)展 1 模具向著精密 復雜 大型的方向發(fā)展 對檢測設備的要求越來越高 目 前國內廠家使用較多的有意大利 美國 日本等國的高精度三坐標測量機 并具有數(shù) 字化掃描功能 實現(xiàn)了從測量實物 建立數(shù)學模型 輸出工程圖紙 模具制造全過程 成 功實現(xiàn)了逆向工程的開發(fā)和應用 2 數(shù)控電火花加工機床 日本沙迪克公司采用直線電機伺服器驅動的 AQ325L AQ550LIS WEDM 具有驅動反 應快 傳動及定位精度高 熱變形小等優(yōu)點 瑞士夏米爾公司的 NCEDM 具有 P E3 自適 應控制 PCE 能量控制及自動編程專家系統(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 3 高速銑削機床 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 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 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 隨著各種新技術的迅速發(fā)展 國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng) 這也是我國長遠發(fā) 展的目標 模具自動定位夾具或定位盤 有完整的機具 刀具數(shù)控庫 有完整的數(shù)控 柔性同步系統(tǒng) 有質量檢測控制系統(tǒng) 3 快速經(jīng)濟制模技術的廣泛應用 縮短產品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一 與傳統(tǒng)模具加工技術相比 快速 經(jīng) 濟制模技術具有制模周期短 成本較底的特點 精度和壽命又能滿足生產需求 是綜 合 經(jīng)濟效益比較顯著的模具制造技術 快速原型制造 RPM 技術是集精密機械制造 計算機技術 NC 技術 激光成型技 術和材料科學與一體的新技術 是當前最先進的零件及模具成型方法之一 RPM 技術可 直接或間接用于模具制造 具有技術先進的概念設計到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所 需時間的 1 3 和成本的 1 4 左右 現(xiàn)在是多品種 少批量生產的時代 到下一個世紀 這種生產方式占工業(yè)生產的 比例將達 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 均要求模具的生產周期越快越好 因此 開發(fā)快速經(jīng)濟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 采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置 快速試模技 術也會得到發(fā)展和提高 4 模具材料及表面處理技術的研究 因選材料和用材不當 致使模具過早失效 大約占失效模具的 45 以上 在整個模 具價格構成中 材料所占比重不大 一般在 20 30 因此 選用優(yōu)質鋼材和應用的表 面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要 對于模具鋼來說 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 過程中產生的一次碳化物粗大和偏析 從而影響材質的問題 其碳化物微細 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 特別對形狀復雜的沖件及高速沖壓的模具 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 產品精細化 制品化 盡量縮短供 貨時間亦是重要發(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 復合滲 如 TD 法 發(fā)展 由一般擴散向 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 目前對激光強化 輝光離子氮化技術及電鍍 刷鍍 防腐強化等技術也 日益受到重視 5 模具研磨拋光將向自動化 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 模具表面的質量對模具使用壽 命 制件外觀拋光為主 不僅效率低 約占整個制造周期的 1 3 且工人勞動強度大 質量不穩(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 可實現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動化 智能化 另外 由于模具型腔形狀復雜 任 何一種研磨拋光方法都有一定局限性 應發(fā)展特種研磨與拋光 如擠壓磨 電化學拋 光 超聲波拋光以及復合拋光工藝與裝備 以提高模具表面質量 6 模具標準件的應用將日漸廣泛 使用模具標準件不但能縮短模具制造周期 而且能提高模具質量和降低模具制造 成本 因此 模具標準件的應用必將日漸廣泛 為此 首先要制定統(tǒng)一的國家標準 并嚴格按標準生產 其次要逐步形成規(guī)模生產 提高標準件質量 降低成本 再次是 要進一步增加標準件規(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 車輛和電機產品向輕量化發(fā)展 壓鑄模的比例將不斷提高 對壓鑄模的 壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求 同時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合化 超塑性成形 型 塑 性精密成形 型 技術 塑料模氣體輔助注射技術及熱流道技術 高壓注射成形 型 技術等 另一方面 隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高 在模 具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設計 生產 管理理念與模式 具體主要有 適應模具單件生 產特點的柔性制造技術 創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神 精益生產 提高快速應變 能力的并行工程 虛擬制造及全球敏捷制造 網(wǎng)絡制造等新的生產哲理 廣泛采用標 準件 通用件的分工協(xié)作生產模式 適應可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保要求的綠色設計與制造等 三 研究內容及實驗方案 1 課題研究的主要內容 本課題主要是繼電器外殼注塑模的設計 分析繼電器外殼注塑模的制造工藝 分 流道 注塑量等工藝的計算 課題研究的實驗方案 1 繼電器外殼注塑模設計的初步方案 盡可能利用校內外所有的條件 并由指導老師講解 對及其工藝流程的認識 計算 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計方案 該模具包含澆注系統(tǒng) 合模導向機構的設計 頂出機構的設計以及復位等機構的設 計 要使得設計的價格低廉 成型性能較好 四 目標 主要特色及工作進度 1 目標 設計出一個能夠滿足社會生產要求的 具備結構相對簡單 成本較低 安裝和 拆卸操作方便 故障率低 常見故障易處理 維護方便的繼電器外殼注塑模 并且能 根據(jù)市場的要求 應用模具設計的基本原理和方法 學會擬定繼電器外殼注塑模的設 計方案 設計出高效 實用 經(jīng)濟 提高結構設計能力 在合模導向機構的設計過程 中熟悉并應用有關手冊 圖表等技術資料的能力以及進一步培養(yǎng)識圖 制圖 編寫技 術文件等基本技能 2 主要特色 1 熟練應用 UG 及 AutoCAD 計算機繪圖軟件 2 了解模具的基礎知識 3 與實際聯(lián)系緊密為今后走上崗位打下良好基礎 3 工作進度 1 開題報告 2 周 2 總體設計 2 周 3 常規(guī)設計 9 周 4 編寫畢業(yè)設計說明書 3 周 5 外文資料翻譯 1 周 五 參考文獻 1 秦蕊 塑料模具設計 西北工業(yè)大學出版社 1988 12 2 唐志玉編 大型注塑模設計基礎 成都科技大學出版社 1987 3 于華編 注塑模具設計技術及實例 機械工業(yè)出版社 1999 5 4 塑料模設計手冊 編寫組 塑料模設計手冊 第三版 機械工業(yè)出版社 2002 年 8 月 5 張文華 塑膠模具設計制圖實務 航空工業(yè)出版社 1999 年 5 月 6 丁浩 塑料工業(yè)實用手冊 下冊 化學工業(yè)出版社 1996 3 7 王以華 李明堯 榮焯 陸鎮(zhèn)毅 現(xiàn)代模塑成形手冊 上海交通大學出版社 1993 3 8 楊可楨 程光蘊 機械設計基礎 高等教育出版社 第四版 1999 4 9 德 G 曼格斯 P 墨蘭 李玉泉 譯 張蔭朗 校 塑料注射成型模具的設計與 制造 中國輕工業(yè)出版社 1993 2 10 邱建新 李發(fā)根等 模具工業(yè)發(fā)展終述 CAD CAM 與制造業(yè)信息化 2003 12 11 周永泰 模具產品目前水平及今后發(fā)展趨勢 1998 2 12 周雄輝 現(xiàn)代模具設計制造理論 上海交通大學出版社 2000 年