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任 務(wù) 書
院（系）： 專業(yè)：
班 級： 學(xué)生： 學(xué)號：
1、 畢業(yè)論文課題 手機面框的注塑模設(shè)計
2、 畢業(yè)論文工作自 20xx 年 3 月 12 日起至 20xx 年 6 月 15 日止
三、畢業(yè)設(shè)計進(jìn)行地點 學(xué)院
四、畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容要求
(一) 設(shè)計之原始數(shù)據(jù)：
原始資料：手機面框?qū)嵨镆粋€
(二) 設(shè)計計算及說明部分內(nèi)容：
1.計算內(nèi)容與方案確定：
（1）成形零件設(shè)計：動、定模型腔尺寸的計算和布置。
（2）注塑機的選擇
（3）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計計算：頂出機構(gòu)、抽芯機構(gòu)、冷卻、澆注、排氣系統(tǒng)等尺寸的計算與布置。
（4）強度設(shè)計和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計：各部件的強度校核。
2. 設(shè)計內(nèi)容：
（1）Pro/E環(huán)境下進(jìn)行產(chǎn)品的模具設(shè)計；
（2）注射模裝配圖一張以上（0#計算機圖）；
（3）各組成零件的零件圖（1#或2#計算機圖）；
（4）Master CAM環(huán)境下動、定模的CAM設(shè)計、加工仿真及后處理NC程序；
（5）編寫設(shè)計（論文）說明書（不少于2.0萬字，全部用計算機輸出）；
（6）綜述文獻(xiàn)（要求書寫一篇6000～8000字的與畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容相關(guān)的綜述文章）
(三) 主要參考資料
1、《塑料注射模具設(shè)計實用手冊》，航空工業(yè)出版社。
2、模具實用技術(shù)叢書編委會《塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例》，機械工業(yè)出版社 2002.7
3、伍先明確、王群等，《塑料模具設(shè)計指》導(dǎo)，國防工業(yè)出版社。2006.5
4、鄒繼強,《塑料模具設(shè)計參考資料匯編》 清華大學(xué)出版社2005.9
5、模具實用技術(shù)叢書編委會《模具材料與使用壽命》，機械工業(yè)出版社 2000.4
6、《材料力學(xué)》，高等教育出版社。
7、顏智偉,《塑料模具設(shè)計與機構(gòu)設(shè)計》,國防工業(yè)出版社,2005.8
8、《塑料模具設(shè)計手冊》編寫組, 《塑料模具設(shè)計手冊》
9、阮鋒等，Pro/ENGINEER2001模具設(shè)計與制造實用教程，機械工業(yè)出版社。
10、《Pro/ENGINEER Wildfire模具設(shè)計實例教程精解》，機械工業(yè)出版社。
11、《實戰(zhàn)Pro/ENGINEER2001模具設(shè)計》，中國鐵道出版社。
12、何滿才 《模具設(shè)計與加工MasterCAM9.0實例詳解》，人民郵電出版社。2006.0
(四)附屬專題
1、專題外文翻譯
檢索與閱讀與設(shè)計題目相關(guān)的外文資料，并書面翻譯4篇（并不少于5000字）的外文資料。
指導(dǎo)教師
接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)開始執(zhí)行日期 年 月 日
學(xué)生簽名
譯文：
1、注塑模和注塑機
1.1注塑模
盡管成型某些熱固性材料的方法取得了一定進(jìn)步，但注塑模主要還是用來生產(chǎn)熱塑性塑件。這主要是因為熱固性塑料在很短的時間內(nèi)就會固化和硬化，在從料斗向模具型腔注入熱固性塑料熔體的過程中，也會出現(xiàn)這種情況，這個問題一直非常難解決。注塑成型原理和鑄造十分相似。注塑成型的工藝過程包括：首先把料斗中的粉狀或粒狀的塑料混合物依次送到計量區(qū)和熔化區(qū)，然后再注射到模具自動及全自動操作。注塑模具有以下優(yōu)點：（1）較高的成型速度，使得大批量生成成為可能；（2）為成型具有不同性能的熱塑性材料提供了較寬的選擇；（3）可以成型帶有螺紋的塑件、側(cè)向凹陷的塑件、帶有側(cè)孔的塑件以及較大的薄壁零件。
1.2塑料機
熔融塑料注入模具中通常有幾種方式。在大型注塑機上常用往復(fù)式螺桿式餓到注入方式，如圖1-1所示。螺桿同時具有注射和塑化的功能。樹脂原料進(jìn)入旋轉(zhuǎn)的螺桿時，要經(jīng)過圖示的三個區(qū)域：進(jìn)料區(qū)、壓縮區(qū)和計量區(qū)。進(jìn)過進(jìn)料區(qū)后，為壓縮樹脂原料，螺桿螺旋部分的深度逐漸降低，同時傳遞樹脂原料間因剪切作用而產(chǎn)生的熱量，使原料呈半流動狀態(tài)。在計量區(qū)，螺缸表面的加熱裝置對熔體進(jìn)一步加熱。當(dāng)熔體充滿螺桿前部區(qū)域時，螺桿在熔體壓力的作用下后退，觸動限位開關(guān)使液壓缸工作，在液壓力的作用下推動螺桿向前運動，將熔融塑料注射到閉合的模具型腔中。防倒流閥能夠阻止受壓熔體倒流進(jìn)螺桿的螺旋區(qū)。
注塑機的鎖模系統(tǒng)所提供的鎖模力由塑件在分型面的投影尺寸決定，鎖模力以噸為單位。通常靠經(jīng)驗來決定塑件所需要的鎖模力總噸數(shù)，一般在塑件投影面積上每平方英寸需要作用兩噸鎖模力。如果熔體流動困難或塑件較薄，鎖模力應(yīng)提高到三到四噸。
許多往復(fù)螺桿式注塑機能生產(chǎn)熱固性塑料。以前熱固性塑料由擠出模具或傳遞模具生產(chǎn)。熱固性塑料熔體在模具內(nèi)固化或發(fā)生聚合反應(yīng)，并在溫度375℃~410℃范圍內(nèi)推出。熱塑性塑料熔體必須在模具內(nèi)冷卻成型，以保證推出時不發(fā)生變形。這種熱固性循環(huán)速度很快。當(dāng)然，生產(chǎn)熱塑性塑件時，模具必須被加熱，而不是冷卻。
1.王浩剛，注塑模和注塑機,《模具專業(yè)英語》，p4~6，人民郵電出版社
譯文：
2、閱讀材料
3.1引言
前面的章節(jié)討論了基本的兩板式模具，注塑成型的原理是，在壓力作用下，塑料熔體通過澆注系統(tǒng)注入模具型腔形成塑件。然而，兩塊模板本身并不構(gòu)成模具的全部設(shè)計內(nèi)容，因為塑件成形后沒有辦法取出塑件，因此（塑件成型后）必須手動脫模。
此外，所有熱塑性熔體凝固時都會收縮，這意味著塑件將包緊在型芯上。收縮作用使塑件脫模（存在）困難。
生產(chǎn)中，為使塑件脫離型芯，必須使用某種脫模方式。本章中將討論不同的脫模方式。
注塑機為推出系統(tǒng)提供了自動推出力，起推出動力裝置安裝在注塑機移動板的后面。因此，模具的推出系統(tǒng)安裝在動模部分獲得最大效率，例如，這部分（可以）安裝在移動板上。我們在前面章節(jié)中論述了（開模時）需要從型芯上推下塑件，因此，塑件必須跟隨芯（一同移動），推出系統(tǒng)裝在動模部分最為合適。
模具的推出系統(tǒng)將在以下三個標(biāo)題中討論，即：（?。┩瞥鲋Ъ埽唬áⅲ┩瓢逖b配機構(gòu)；（ⅲ）推出方式。
3.2推出支架
推出支架是模具的一部分，用來支撐模板，并為推板的裝配和運動提供空間。推出支架通常由動模座板和幾塊支撐組成，支撐塊安裝在動模座板上，且便于加工成型。
推出支架有三種設(shè)計形式：（?。┩S的推出支架（ⅱ）框狀推出支架（ⅲ）圓形支架
3.3推板裝配機構(gòu)
推板裝配機構(gòu)也是模具的一部分，用來安裝推出零件。推板裝配機構(gòu)安裝在推板支撐架內(nèi)，直接裝在模板后面，裝配機構(gòu)由推板、推板固定板和注塑頂出桿組成。注塑機頂出桿一端帶有螺紋，通過螺紋緊固在推板上。在這種結(jié)構(gòu)中，頂出桿的作用不僅是推出零件，而且為推板裝配機構(gòu)起導(dǎo)向的作用。注意，頂出桿上直徑相等的部分通過頂出桿套筒，套筒安裝在模具座板上。
在更加詳細(xì)地討論模具推出方式之前，我們了解一下推板裝配機構(gòu)時如何工作的。模具安裝在注塑機的移動臺板上，臺板左側(cè)是注塑機推動桿。推動桿的位置是可以調(diào)整的，以適應(yīng)不同的“推出力”。當(dāng)移動臺板向左移動時，開模，在推動桿的作用下模具推桿運動。為使推出元件起作用，推板裝配機構(gòu)和模板之間必須存在相對運動。
3.4推出方式
塑件冷卻后，其收縮狀態(tài)取決于塑料熔體的成型過程。對于內(nèi)部不帶有其他形狀的塑件，例如，實芯矩形件，塑件的收縮作用使其脫離型腔壁，因此，可以采用簡單的脫模方式（推出塑件）。
然而，若塑件具有內(nèi)部形狀，冷卻收縮時塑件將包緊在型芯上，因此，有必要采用一些適當(dāng)?shù)姆绞酵瞥鏊芗?
設(shè)計推出機構(gòu)時有幾種方式可供選擇，但是，總的說來，選擇哪種推出方式取決于塑件的形狀?；镜耐瞥龇绞接幸韵聨追N：
（1） 推桿脫模；（2）推管脫模；（3）推件脫模；（4）氣動脫模。
3.5定模部分的推出機構(gòu)
盡管推出機構(gòu)通常安裝在模具的動模部分，但這種方式并不總是可行的?？紤]到箱行塑件的表面質(zhì)量，澆口必須設(shè)置在塑件內(nèi)部。這種情況下，型芯和推出系統(tǒng)安裝在定模部分，模具具有一定的復(fù)雜性。
首先，推出支架和推板裝配機構(gòu)安裝在定模板后面，這將極大地增加模具高度。因此，熔體從噴嘴射出后要經(jīng)過較長的距離才能進(jìn)入型腔。然而，為縮短這段長度，澆口套必須較深地進(jìn)入模板內(nèi)，裝配結(jié)構(gòu)如圖例，這就必須使用特殊的延伸式噴嘴。
其次，注塑機的定模部分并不提供任何驅(qū)動推出系統(tǒng)的動力裝置，這就意味著動力機構(gòu)必須與模具設(shè)計成一體。
盡管3、4節(jié)中討論的所有推出方式都能安裝在模具的定模部分，但是在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的方式。
3.6拉料桿
開模時，流道凝料必然從澆口中拉出。對于單腔模具，熔體沿著主流道直接進(jìn)入模具型腔，開模時，塑件脫離型腔，澆道凝料也一同脫出。
對于帶有基本澆注系統(tǒng)的多腔模具，每次開模時澆道凝料很可能滯留在澆口套中，必須用手工去除熔體凝料。為避免這種情況，設(shè)計總會考慮安裝澆道凝料拉出機構(gòu)。
普通的拉料方式是利用推桿頂部加工出的凹陷拉料，或者利用主流道入口處的凹陷拉料，該處與主流道的錐度方向相反。熔體進(jìn)入凹陷后，冷卻凝固，開模時，這部分凝料能夠提供足夠大的阻力以拉出澆道凝料。
拉料桿有兩種基本形式。一種是在冷料井底部加工出凹陷，這種方式適合在分型面下部使用。另外一種是在拉料裝置的頂部加工出適當(dāng)?shù)男螤?，該方式適合在分型面上部使用。為區(qū)分兩種基本拉料方式，我們分別用方式A和方式B表示。
2.王浩剛，閱讀材料，《模具專業(yè)英語》，p24~26，人民郵電出版社
譯文：
3、澆口套和定位圈
澆口套是指模具中形成主流道的那部分零件。實際上，澆口套是連接注塑機噴嘴和模具表面的零件，并為熔體提供適當(dāng)?shù)耐ǖ溃蛊渥⑷肽＞咝颓?，或者在多腔模具中將熔體導(dǎo)入分流道系統(tǒng)。
在某些應(yīng)用中澆口套承受相當(dāng)大的壓力，因此應(yīng)使用含1.5%的鎳鉻合金鋼制造，并且需要硬化處理。注意：盡管噴嘴最初已經(jīng)正確安裝，但注射油缸膨脹將引起注射油缸溫度升高，進(jìn)而產(chǎn)生的相當(dāng)高的力施加到澆口套上引起澆口套和噴嘴錯位。
澆口套的內(nèi)部錐度同常在2°~4°之間，以利于在注塑循環(huán)結(jié)束時，主流道凝料從澆口套中脫出。參見不同標(biāo)準(zhǔn)的部件（澆口套）所用的錐度。
澆口套有兩種基本的形式，區(qū)別僅僅是注塑機噴嘴和澆口套之間的安裝形式不同。澆口套的兩種形式如圖（a）、（c）所示。第一種澆口套帶有球形凹陷，該凹陷用來安放球形端噴嘴（見圖（a））。第二種澆口套的頂面為平面，便于安裝相對應(yīng)的噴嘴（見圖（c））。
倘若注塑機噴嘴和主流道襯套之間找正十分準(zhǔn)確，采用球形面座套就能夠?qū)崿F(xiàn)無縫連接。需要注意是注塑機噴嘴的半徑要比澆口套球形凹陷的半徑小一些，以確保兩部分完全接觸。然而，如果噴嘴和澆口套之間安裝時稍微偏離同軸線，噴嘴和澆口套之間就會出現(xiàn)縫隙，注塑時將發(fā)生漏料現(xiàn)象（見圖（b））。而對于平面澆口套和噴嘴之間的連接（見圖（d）），稍微地偏離同軸線也不會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。從圖中也可以看出，如果安裝時兩個孔稍微偏移同軸線，也不會發(fā)生漏料現(xiàn)象，同時即使?jié)部谔椎目讖奖葒娮斓纳晕⒋笮膊粫θ垠w流動產(chǎn)生阻力。通常，直徑允許的偏差值為0.8mm.
定位圈
定位圈是安裝在模具前面的環(huán)形零件，作用使限制模具在注塑機中的正確位置。
當(dāng)模具安裝在注塑機的適當(dāng)位置時，模具前面的定位圈正好裝進(jìn)注塑機平板上精確加工的圓形凹洞中，該凹洞與注塑機氣缸噴嘴處于同軸線上。這就確保了噴嘴上的小孔徑和澆口套之間的正確配合。澆口套是注塑機噴嘴和模板面之間的連接件，噴嘴孔徑和澆口套孔的精密配合能夠保證塑料熔體從氣缸通過噴嘴和主流道不間斷地進(jìn)入模具的分流道系統(tǒng)。事實上，定位圈將澆口套和注塑機平板的注塑入口直接的連接起來。（如圖5-2）
3.王浩剛，澆口套和定位圈,《模具專業(yè)英語》，p32~33，人民郵電出版社
譯文：
4、推出機構(gòu)
塑料熔體在壓力作用下經(jīng)過澆注系統(tǒng)進(jìn)入模具型腔形成塑件，因此塑件成型后必須手動取出。此外，所有熱塑性熔體凝固時都會收縮，這意味著塑件將包緊在型芯上。收縮作用使塑件脫模存在困難。
注塑機為推出系統(tǒng)提供了自動推出力，其推出動力裝置安裝在注塑機移動板的后面。因此，模具的推出系統(tǒng)安裝在動模部分將獲得最大效率，例如，這部分可以安裝在移動板上。我們在前面章節(jié)論述了開模時需要從型芯上推下塑件。因此，塑件必須跟隨型芯 移動，推出系統(tǒng)裝在動模部分最為合適。
模具的推出系統(tǒng)將在以下三個標(biāo)題中討論，即：（1）推出支架；（2）推板裝配機構(gòu)；（3）推出方式。
推出支架
推出支架（見圖11-1）是模具的一部分，用來支撐模板，為推板的裝配和運動提供空間。推出支架通常由動模座板和幾塊支撐塊組成，支撐塊安裝在動模座板上，且便于加工成型。
推板裝配機構(gòu)
推板裝配機構(gòu)也是模具的一部分，用來安裝推出零件。推板裝配機構(gòu)安裝在推板支撐架內(nèi)，直接裝在模板后面。裝配機構(gòu)（見圖11-2）由推板、推板固定板和注塑機頂出桿組成。注塑機頂出桿一端帶有螺紋，通過螺紋緊固在推板上。在這種結(jié)構(gòu)中，頂出桿的作用不僅是推出零件，而且為推板裝配機構(gòu)起導(dǎo)向作用。注意，頂出桿上直徑相等的部分通過頂出桿套筒，套筒安裝在模具座板上。
推出方式
塑件冷卻后，其收縮狀態(tài)取決于塑料熔體的成型過程。對于內(nèi)部不帶有其他形狀的塑件，例如：實芯矩形件，塑件的收縮作用使其脫離型腔壁，因此，可以采用簡單的脫模方式（推出塑件），然而，若塑件具有內(nèi)部形狀，冷卻收縮時塑件將包緊在型芯上，因此，有必要采用一些適當(dāng)?shù)姆绞酵瞥鏊芗?
設(shè)計推出機構(gòu)時有幾種方式可供選擇，但是，總的來說，選擇哪種推出方式取決于塑件的形狀?；镜耐瞥龇绞接幸韵聨追N：（?。┩茥U脫模；（ⅱ）推管脫模；（ⅲ）推件板脫模：（ⅳ）氣動脫模。
4.王浩剛，推出機構(gòu)，《模具專業(yè)英語》，p61~62，人民郵電出版社
譯文：
5、模具冷卻系統(tǒng)
注塑生產(chǎn)的基本原理是把高溫熔體注入模具型腔，熔體在型腔內(nèi)迅速冷卻到固化溫度，并保持一定形狀。由于模具溫度在一定程度上控制塑件的整個成型周期，因此（在生產(chǎn)中）非常重要。熔體在高溫模具內(nèi)流動順暢，但固化塑件推出前，一定的冷卻階段是必不可少的。另一方面，熔體在溫度較低的模具中固化較快，但有可能造成塑件末端填充不滿。因此必須在這兩種極端條件中選擇一個平衡點，以獲得最佳的成型周期。
模具的工作溫度與幾種因素有關(guān)，包括成型材料的等級與類型、熔體在型腔內(nèi)的流動路線、塑件壁厚以及澆注系統(tǒng)長度等。使用比充模要求稍高的溫度注塑比較有利，這樣生產(chǎn)的塑件熔接痕少、留痕不明顯，其他缺陷也較少，因此，提高了塑件表面質(zhì)量。
為保持模具和塑料熔體之間所需的溫差，水（或其他液體）在模具上的通道或通孔中循環(huán)。這些通道或通孔稱為流道或水道，整個水道系統(tǒng)稱為冷卻循環(huán)系統(tǒng)。
在充模階段，溫度最高的熔體位于進(jìn)口，即澆口附近；溫度最低的熔體位于距進(jìn)入口最遠(yuǎn)的地方。冷卻介質(zhì)在模具內(nèi)循環(huán)時，介質(zhì)溫度將升高。因此，為使塑件表面獲得均勻的冷卻速率，冷卻通道的入口應(yīng)開設(shè)在高溫塑件附近，受熱后冷卻介質(zhì)溫度升高，出口開設(shè)在低溫塑件附近。然而由下面討論可知，這種理想狀態(tài)并不總是可行的。為避免不必要的模具費用，設(shè)計者往往憑借經(jīng)驗設(shè)計冷卻通道。
冷卻水（或其他冷卻介質(zhì)）回路所需的部件在市場上就可以買到。這些部件通過軟管與模具直接連在一起，通過這些部件(形成的冷卻回路）模具溫度便控制在要求的范圍內(nèi)。但是，使用這種直接與冷水相連的冷卻回路是不可能精確地控制模具溫度的。
為模具提供適合的冷卻系統(tǒng)是設(shè)計者的責(zé)任。通常，最簡單的冷卻系統(tǒng)是在模板上縱向鉆出通孔。然而，對于精密模具，這不是最有效的冷卻方法。
然而，使用鉆孔的方式加工冷卻水道時，冷卻通道與塑件的距離一定不能太近（即距離小于16mm），如果距離太近，有可能引起整個型腔的溫度發(fā)生顯著改變，使塑件出現(xiàn)問題。
由于冷卻通道不能距離同一模板上任何其他的孔道太近，這使得冷卻回路的布局通常比較復(fù)雜?？梢韵氲侥０迳洗嬖诖罅康目椎阑虬枷荩脕戆惭b推桿、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、澆口套以及鑲件等。冷卻通道與其他孔道之間的安全距離為多遠(yuǎn)，很大程度上取決于所需的冷卻通道的鉆入深度。流道深度較深時，鉆頭有偏離預(yù)定（加工）路線的趨勢。常用的規(guī)則是鉆入深度達(dá)到150mm的冷卻水道與其他孔道距離不小于3mm，比這更深的流道所需的距離增加到5mm。
為獲得最佳的冷卻回路，設(shè)計初期就考慮冷卻回路的位置不失為一種好辦法。其他模具零件、如推桿、導(dǎo)套等，根據(jù)需要確定安裝位置。
5.王浩剛，冷卻系統(tǒng)，《模具專業(yè)英語》，p65~66，人民郵電出版社
學(xué)號：
畢業(yè)設(shè)計說明書
手機面框的注塑模設(shè)計
Mobile Phone face casing injection mold design
學(xué)院 專業(yè) 班級
學(xué)生 指導(dǎo)教師（職稱）
完成時間 20xx 年 3 月 12 日至 20xx 年 6 月 15 日
開題報告
題目
手機面框的注塑模設(shè)計
Mobile Phone face casing injection mold design
院 （系）
專業(yè)
年級
學(xué)號
姓名
指導(dǎo)教師
20xx年 3 月 12 日
畢業(yè)設(shè)計開題報告
題目
手機面框的注塑模設(shè)計
時間
本課題的目的意義
（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）
通過Pro/E、AutoCAD與MasterCAM對手機面框進(jìn)行注塑模設(shè)計，對手機面框的模具結(jié)構(gòu)、熔體在模具中的流動情況、注塑過程中開模和合模等進(jìn)行設(shè)計、分析、模擬、修改和優(yōu)化，更深入地了解Pro/E、AutoCAD與MasterCAM在模具設(shè)計中的應(yīng)用，把所學(xué)的知識全面地應(yīng)用在這次設(shè)計上。 通過本項目，訓(xùn)練學(xué)生熟練的運用Pro/E、AutoCAD與MasterCAM等軟件和設(shè)計資料如標(biāo)準(zhǔn)、手冊、圖冊、規(guī)范等）、掌握模具設(shè)計的基本程序，培養(yǎng)學(xué)生一種“將問題發(fā)現(xiàn)于正式生產(chǎn)之前，縮短模具生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本”的精神。從而提高模具行業(yè)的人才素質(zhì)，為我國從模具生產(chǎn)大國向模具生產(chǎn)強國邁進(jìn)，提供有利的條件。
設(shè)計(論文)的基本條件
及設(shè)計(論文)依據(jù)
1、《塑料注射模具設(shè)計實用手冊》，航空工業(yè)出版社
2、模具實用技術(shù)叢書編委會《塑料模具設(shè)計制造與應(yīng)用實例》，機械工業(yè)出版社 2002.7
3、伍先明確、王群等，《塑料模具設(shè)計指導(dǎo)》，國防工業(yè)出版社，2006.5
4、鄒繼強，《塑料模具設(shè)計參考資料匯編》，清華大學(xué)出版社，2005.9
5、模具實用技術(shù)叢書編委會《模具材料與實用壽命》，機械工業(yè)出版社，2000.4
6、《材料力學(xué)》，高等教育出版社
本課題的主要內(nèi)容、
重點解決的問題
1、 Pro/E環(huán)境下設(shè)計對象的結(jié)構(gòu)CAD即三維建模；
2、 Pro/E環(huán)境下設(shè)計對象的模具設(shè)計；
3、 Pro/E環(huán)境下或其它CAE軟件下進(jìn)行成型分析；
本課題欲達(dá)到的目的
或預(yù)期研究的結(jié)果
通過畢業(yè)設(shè)計，應(yīng)使得在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：①塑料制品的設(shè)計及成型工藝的選擇；②一般塑料制品成型模具的設(shè)計能力；③塑料制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計的能力。
計 劃 進(jìn) 度
時 間
工 作 內(nèi) 容
備 注
12/3～24（4周）
查閱、收集國內(nèi)外與課題有關(guān)文獻(xiàn)資料15篇以上，并寫出6000～8000字的文獻(xiàn)綜述。
25～29（5周）
寫出設(shè)計開題報告與導(dǎo)師進(jìn)行設(shè)計思想交流。
29～3/4（6周）
檢索與閱讀與設(shè)計題目相關(guān)的外文資料，并書面翻譯3000～5000漢字（附外文原文及出處）的外文資料；準(zhǔn)備與本設(shè)計所用的工具書
4～13（7周）
畫出設(shè)計零件的2D及3D圖。初步確定設(shè)計方案，畫出草圖。
14～19（8周）
分析確定設(shè)計的最佳方案。
19～30（9～10周）
繪制模具總裝配圖和主要零件圖。編寫設(shè)計（論文）說明書
1/5～28（11-15周）
29～4/6（16周）
修改與完善、打印、裝訂、裝袋
5～10（17周）
答辯前準(zhǔn)備，答辯
指
導(dǎo)
教
師
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指導(dǎo)教師簽名：
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專
業(yè)
教
研
室
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文獻(xiàn)綜述
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注塑模的現(xiàn)狀和發(fā)展
0、引言
模具作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點，因而在汽車、機械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用。[1]本次課題手機面框是我們?nèi)粘Ｉ钪泻艹Ｒ姷囊环N注塑件，在我們的日常生活中隨處可見，和我們的生活息息相關(guān)。
1、塑料模具工業(yè)在歷史上的背景
塑料工業(yè)是一個復(fù)雜的系統(tǒng)，尤其是注塑模具，是集原材料、制造設(shè)備、加工工藝等一系列產(chǎn)業(yè)為一體的高科技產(chǎn)業(yè)。伴隨著我國的改革開放，塑料模具的總體水平得到了前所未有的提高，也大大地縮短了與世界強國的距離。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，經(jīng)歷半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。
2、我國塑料模具的現(xiàn)狀和發(fā)展方向
模具是機械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備。作為基礎(chǔ)工業(yè)，模具的質(zhì)量、精度、壽命對其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要重要，在國際上被稱為“工業(yè)之母”，對國民經(jīng)濟的發(fā)展起著無可置疑的關(guān)鍵作用。[2]
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，受到政府和企業(yè)的高度重視，發(fā)達(dá)國家有“模具工業(yè)是進(jìn)入富裕社會的源動力”之說，可見其受重視之程度，當(dāng)今“模具就是經(jīng)濟效益”的觀念已被越來越多的人所接受。我國模具行業(yè)近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，目前模具生產(chǎn)廠點共有2萬多家，從業(yè)人員約50萬人，全年模具產(chǎn)值約360億元，總量供不應(yīng)求，出口約2億美元，進(jìn)口約10億美元。[3]近十年來，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用與工程塑料在強度和精度等方面的不斷提高，塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴大，如：家用電器、儀器儀表，建筑器材，汽車工業(yè)、日用五金等眾多領(lǐng)域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一個設(shè)計合理的塑料件往往能代替多個傳統(tǒng)金屬件。工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢不斷上升。塑料模具的發(fā)展是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國，起步較晚，但發(fā)展很快，特別是最近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大的發(fā)展，取得了很不錯的成績。[4]80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2000年我國模具總產(chǎn)值預(yù)計為260-270億元，其中塑料模約占30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。據(jù)有關(guān)方面預(yù)測，模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展，對塑料模具提出越來越高的要求是正常的，因此，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的發(fā)展將高于總量發(fā)展速度。同時，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類高檔模具在市場上的份額也將逐步增大。
我國塑料模具市場總體上是供不應(yīng)求的，特別是在大型、精密、復(fù)雜、長壽命塑料模產(chǎn)需矛盾十分突出，滿足率只有60%左右。尤其是為工程塑料配套的模具，目前滿足率只有40%左右。工程塑料是我國重點支持和優(yōu)先發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，預(yù)計每年將有25%的增長率。為解決這個矛盾，每年只好大量進(jìn)口。1999年共進(jìn)口橡塑模具4億美元，其中絕大部分是塑料模具。
伴隨著計劃經(jīng)濟向市場經(jīng)濟過渡的不斷深入，我國模具工業(yè)的發(fā)展從總體上來說仍是比較快的，模具生產(chǎn)企業(yè)的結(jié)構(gòu)也在發(fā)生著巨大的變化 目前模具行業(yè)已初步形成了由專業(yè)模具廠、產(chǎn)品生產(chǎn)廠的模具分廠(或車問)、獨資、合資、鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)、個體私營企業(yè)股份制企業(yè)等并存的模具生產(chǎn)新格局。（國內(nèi)外）我國的模具工業(yè)的發(fā)展，也日益受到人們的重視和關(guān)注，在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成形（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)率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。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，2003年，我國模具總產(chǎn)值超過400億元人民幣。[5]
3、本設(shè)計的目的與意義
手機面框是一個較為復(fù)雜的注塑零件，是手機組成的主要零部件，直接影響著手機的可觀賞性和質(zhì)量。通過對手機面框的模具設(shè)計，可以很好的全方面的考核學(xué)生綜合運用所學(xué)的知識解決實際問題的能力。通過本次設(shè)計，可以很好的把所學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能在總結(jié)提高的基礎(chǔ)上加以綜合應(yīng)用。同時也能提高我們的分析問題、全面解決問題的能力。另外，在本次的設(shè)計過程中，我們可以很好的進(jìn)一步鞏固PRO/E、CAD、CAM等模具設(shè)計方面的軟件，在參照實物設(shè)計的同時也能發(fā)揮自己有創(chuàng)見的設(shè)計思想。通過本次設(shè)計，可以樹立正確的設(shè)計思想，掌握工程設(shè)計的基本方法，加強對設(shè)計規(guī)范，設(shè)計規(guī)定，技術(shù)文件的理解和應(yīng)用，提高查閱科技資料的能力，以便今后熟練的開展工作。于此同時也可以在理論聯(lián)系實際上有更好的結(jié)合。辯證地綜合有關(guān)資料，判定合理的設(shè)計方案。運用所學(xué)的知識，獨立解決設(shè)計中碰到的各種問題，通過設(shè)計、計算、繪圖、制表、技術(shù)數(shù)據(jù)處理、撰寫技術(shù)報告等專業(yè)技能的訓(xùn)練，逐步掌握解決本專業(yè)工程技術(shù)文件及技術(shù)問題的處理方法和手段。
4、本課題在國內(nèi)外發(fā)展概況及存在的問題
隨著人們生活水平的日益提高，對產(chǎn)品的要求不僅僅在功能上的完善，而且更注重產(chǎn)品外觀的質(zhì)量需求。由于塑料所具有的優(yōu)異成型性能使其在家電產(chǎn)品中的使用率一馬當(dāng)先，但是由于飛邊及其處理不當(dāng)所造成的外觀缺陷占塑料制品的缺陷比重很大，據(jù)不完全統(tǒng)計達(dá)90%以上。如何經(jīng)濟有效地解決此類問題，已經(jīng)成為如今注射模的關(guān)鍵。[6] 特別是精密塑件在電子領(lǐng)域中的應(yīng)用，它降低了電子元件的成本，提高了電子元件的性能。精密注射成型時塑料注射成型加工發(fā)展的必然趨勢。[7]手機面框的塑料注射模的設(shè)計作為一個較為精密的塑料注射模設(shè)計，在走在世界發(fā)展的趨勢的同時也面臨著同樣的高要求。
精密注射成型是指成型制件的精度很高，而常規(guī)注射成型難以達(dá)到要求的一種注射成型方法。[8]目前世界上先進(jìn)的精密注塑技術(shù)主要集中在德國、日本、美國以及其他一些西歐國家，東南亞一些國家和地區(qū)如韓國、新加坡以及我國的香港和臺灣地區(qū)發(fā)展也較為迅速。我國大陸的精密注塑技術(shù)近幾年也取得了較快的發(fā)展，但是與一些發(fā)達(dá)國家相比還有著一定的差距。
但我國在精密模方面也在不斷的進(jìn)步。2003年8月19日，由廣東泓利機器有限公司研制的“JPH100G高速精密塑料注射成型機”通過了廣東科技廳組織的科技成果鑒定，其注射速度和制品質(zhì)量重復(fù)精度分別達(dá)到國際先進(jìn)水平的1065mm/s及0.14%，堪稱我國塑料機械蓬勃發(fā)展史上的一項重大事件。另外，廣東工業(yè)大學(xué)材料系得李江平提出了精密注塑模具設(shè)計和提高塑件精度的方法，并總結(jié)出精密注塑模的型腔尺寸設(shè)計計算公式。
精密模具的的設(shè)計要注意的主要有：1、有效控制塑料制品的收縮率；2、合理確定模具的尺寸及公差；3、防止生產(chǎn)成型收縮率誤差；4、模具精度的保持。其中模具精度的保持是精密模具面臨的主要問題。塑料制品的精度包括：尺寸、形位精度、重量精度及功能的精度等。而要保證制品的精度，首先必須保證模具的精度。據(jù)統(tǒng)計，塑料制品由于模具制造誤差引起的制品尺寸誤差1/3，模具磨損誤差引起的尺寸誤差占1/6。顯然，過低的模具精度會導(dǎo)致制品報廢，但過高的精度會使模具制造成本昂貴，甚至無法制造。[9]要想注塑加工高精密度的塑件，必須找出影響精密塑件精度的因素，將這些影響因素加以分析，通過解決其中問題，同時在進(jìn)行設(shè)計精密注塑模具。另外，精密塑料模的加工也是一個問題。在精密加工中，與銑加工相類似的是模具的雕模加工。可分為直接雕刻型腔和型腔電加工兩大類。在雕模作業(yè)中，用銑刀切削出微細(xì)形狀制造模具。因此，在加工中，如何使用小徑道具切削出高精度光潔表面來減輕后道工序的加工負(fù)荷，提高加工效率是當(dāng)前的一個課題。[10]
5、應(yīng)解決的主要問題及應(yīng)達(dá)到的技術(shù)要求
在本次課題中，存在著不少得問題和技術(shù)要求，其主要如下：
1）成型設(shè)備選擇：根據(jù)注塑工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)和批量大小=制件的幾）何形狀、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素來確定；
2）PRO/E環(huán)境下的產(chǎn)品設(shè)計：利用千分尺等測量工具對產(chǎn)品進(jìn)行測量，盡量保證設(shè)計出來的產(chǎn)品尺寸精度。
3）側(cè)抽裝置的設(shè)計：在側(cè)抽較多的情況下，應(yīng)盡可能把保證模具結(jié)構(gòu)的精簡，避免過于復(fù)雜，以致實際加工困難。同時要保證側(cè)抽機構(gòu)的精密性，保證能順利抽出和注塑出來的產(chǎn)品不會出現(xiàn)飛邊。
4）澆口的設(shè)計：應(yīng)確保工件表面的光滑。
5）推出機構(gòu)的設(shè)計：在保證能順利把工件推出的同時，要注意推桿位置的布置。
6）型腔數(shù)的確定：在工件較為復(fù)雜，側(cè)抽較多的情況下，應(yīng)根據(jù)模具的大小和注塑機參數(shù)等條件，合理確定型腔數(shù)。
6總結(jié)
隨著模具技術(shù)的發(fā)展，世界各國對模具工業(yè)的發(fā)展都十分重視，但由于基礎(chǔ)和體制的不同，其發(fā)展的速度及水平狀態(tài)也有明顯的差距。當(dāng)今世界模具工業(yè)的基本格局是以日、美及歐洲各工業(yè)化國家作為世界模 具拄術(shù)發(fā)展的領(lǐng)頭羊，占據(jù)了世界模具市場的半壁江山，他們擁有現(xiàn)代的設(shè)計方法和先進(jìn)的模具制造設(shè)備，特別是近幾年這些國家把CAD／CAM系統(tǒng)作為模具工 業(yè)發(fā)展的臂翼，其發(fā)展的勢頭如日中天。[11]
目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐也日益加快，但在整個模具設(shè)計制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。當(dāng)前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面：（1）總量供不應(yīng)求；（2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)均不合理；（3）模具產(chǎn)品水平大大低于國際水平，生產(chǎn)周期卻高于國際水平；（4）開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳；（5）人才嚴(yán)重不足，科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少；（6）工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低等問題。隨著國民經(jīng)濟領(lǐng)域的各個部門對塑件的品種和產(chǎn)量需求越來越大、產(chǎn)品更新?lián)Q代周期越來越短、用戶對塑件的質(zhì)量要求越來越高，因而對模具設(shè)計與制造的周期提出了更高的要求，促使塑料模具設(shè)計和制造技術(shù)不斷發(fā)展，從而也推動了塑料工業(yè)生產(chǎn)高速發(fā)展，可以說，模具設(shè)計與制造水平標(biāo)志著一個國家工業(yè)化發(fā)展的程度。[12]然而模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低不僅僅是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，而且在很大程度上決定著這個國家的產(chǎn)品質(zhì)量、效益及新產(chǎn)品開發(fā)能力。我國目前的模具開發(fā)制造水平比國際先進(jìn)水平至少相差10年，特別是大型、緊密、復(fù)雜、長壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出，已成為嚴(yán)重制約我國制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地，而在現(xiàn)代化制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程設(shè)備，都越來越多的采用由模具工業(yè)的產(chǎn)品。為了應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)應(yīng)廣泛用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。目前，我國模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，通過求品質(zhì)來求效益，提高模具的國產(chǎn)化程度，減少對進(jìn)口模具的依賴。未來我國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向應(yīng)該是：1、大力普及、廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)逐步走向集成化。2、提高模具標(biāo)準(zhǔn)水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。3、發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術(shù)，以便迅速制造產(chǎn)品的原型與模具，降低成本。4、積極研究與開發(fā)模具的拋光技術(shù)。設(shè)備與材料，滿足特殊產(chǎn)品的需要。5、推廣高速銑削、超精度加工和復(fù)雜加工技術(shù)與工藝，滿足模具制造的需要。6、開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù)，提高模具的可靠性。7、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率。8、開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來的多學(xué)科、多功能綜合產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計技術(shù)。[13]只有這樣才能設(shè)計出更具合理性的模具。合理的模具設(shè)計，主要體現(xiàn)在所成型的塑料制品的質(zhì)量（外觀質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定性），使用時的安全可靠和便于維修，在注射成型時有較短的成型周期和較長的使用壽命以及具有合理的模具制造工藝性。[14]另外還要提高設(shè)計人員開發(fā)能力和模具制造的水平，只有這樣才能滿足各行業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝設(shè)備的迫切需求，以實現(xiàn)我國模具工業(yè)的跨越式發(fā)展。
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