开题报告-手机外壳注塑模具设计.doc

毕业设计(论文)开题报告题目： 手机外壳注塑模具设计院（系） 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 姓 名 学 号 导 师 2014年 3月9日开题报告填写要求1开题报告作为毕业设计（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。2开题报告内容必须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）填写并打印（禁止打印在其它纸上后剪贴），完成后应及时交给指导教师审阅。3开题报告字数应在1500字以上，参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册，其中外文文献至少3篇），文中引用参考文献处应标出文献序号，“参考文献”应按附件中参考文献“注释格式”的要求书写。4 年、月、日的日期一律用阿拉伯数字书写，例：“2005年11月26日”。1 毕业设计综述（题目背景、研究意义及国内外相关研究情况）：1.1题目背景及意义：手机是中国外部设备市场上最活跃、最普及，也是竞争最为剧烈的电子产品之一。近年，由于手机的应用领域的不断扩大1；同时，手机外壳自身也在技术上的集成化、网络化，质量的不断提高和发展使其拥有稳定的增长且又不断扩大的市场2。 作为手机重要组成部分之一-手机外壳，它的结构设计及质量也是非常重要的2。目前，主要采用注射成型的方法得到手机壳体，用这种方法的优点是：成型周期短，能一次成型外形复杂的结构，对各种塑料的适应性强，生产效率高。手机壳体采用的材料主要有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）等。由于ABS综合性能好，冲击韧性好，机械强度高，易于成型和机械加工等优点，常采用其做为打印机壳体材料1-5。模具的CAD设计、分析，包括根据产品模型进行模具分型面的设计、确定型腔和型芯、模具结构的详细设计、塑料填充过程分析等几个方面。利用先进的特征造型软件如Pro/E等很容易地确定分型面，生成上下模腔和模芯，再进行流道、浇口以及冷却水管的布置等。塑料注射模具是成型塑料制件的一种重要工艺装备，在塑料制品的生产中起着关键作用。本次设计通过对手机外壳这一具体塑件进行模具设计，来掌握塑料模具设计的基本原则、方法，并能较为熟练的使用AUTOCAD和Pro/E软件，为今后从事设计工作打下坚实的基础4-6。1.2国内外相关研究情况：近年来,我国塑料模具业发展相当快,目前,塑料模具在整个模具行业中约占30%左右,而在整个塑料模具市场以注塑模具需求量最大。随着模具制造行业的发展许多企业开始追求提高产品质量及生产效率，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等目标。新兴的模具CAD技术很大程度上实现了企业的愿望。近年来，CAD技术的应用越来越普遍和深入，大大缩短了模具设计周期，提高了制模质量和复杂模具的制造能力。在我国，塑料模具的发展起步较晚，但发展很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展，取得很大成绩。这可以从下列几个方面来看：1. CAD/CAM/CAE技术的应用2. 电子信息工程技术的应用3. 气体注射成型技术的使用更趋成熟4. 热流道技术的应用更加广泛5. 精密、复杂、大型模具的制造水平有了很大提高6. 模具寿命不断提高7. 模具效率不断提高8. 采用模具先进加工技术及设备当前国内塑料模具市场以注射需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。塑料模具的主要发展趋势：近年来，全球制造也正以垂直整合的模式向中国及亚太地区转移，中国正成为世界制造也的重要的基地。制造也模式的变化，必将产生对新技术的需求，也必将导致CAD技术的发展。1.协同创新设计将成为模具设计的主要方向2.模具制造信息将更加丰富，制造过程将更有效3.激光技术的应用日益受到重视4.模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大作用5.优质材料及先进表面处理技术将进一步受到重视模具CAD技术应用的ASP模式，将成为发展方向随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的发展和突破，技术的飞跃已经成为全世界经济增长的重要因素。国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、低成本方向发展。21世纪模具制造行业的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，缩短设计周期及制造周期，降低生产成本，最大限度提高模具制造业的应变能力满足用户需求。2 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1本课题研究的主要内容：1） 调研和收集资料，论述国内外塑料模具设计的现状和主要发展方向。2） 对给定的塑件进行测绘（零件的精度为4级，表面粗糙度Ra3.2,材料 ：ABS）,并绘出塑件零件图。3） 分别设计成型零件、浇注系统、模架及其他模具零件。4） 绘制图纸，其中包括：塑件零件图； 注塑模具装配图； 成型零件图；其他结构零件图。5） 编写设计说明书一份，内容如下：塑件的工艺分析。包括塑件的结构特点、用途、使用要求、尺寸精度、粗糙度等。 设计方案的拟订。包括：（1）确定成型方法；（2）确定模具类型及型腔数；（3）型腔的布置；（4）选择注射机规格；（5）确定分型面；（6）确定浇注系统和排气系统；（7）选择顶出方式和抽芯机构；（8）确定拉料杆的形式；（9）确定加热与冷却系统；（10）确定成型零件和结构零件形式等。 设计计算。包括：成型零件的工作尺寸及公差；成形型腔壁厚；型芯垫板厚度。 模具典型零件的选材及热处理工艺路线分析。 对设计方案和设计结果进行经济分析和环保分析。 6) 对模具结构进行三维剖析，作出模具开合结构图。 7）对设计中典型模具零件编制零件制造工艺规格卡片。2.2本课题的研究方案：1.塑件设计，利用软件Pro/E进行塑件的立体建模，做出零件三维图并模拟装配，且对各边进行分析。确定圆角避免脱模时产生的影响。直观反映出零件在注塑过程中的难点重点。再在软件AutoCAD中完成塑件尺寸及公差等技术要求的标注，并输出工程图。2.工艺性分析。3.注塑设备选择，确定塑件的型腔数，并计算塑件的投影面积，通过注射量的校核、注射力的校核、锁模力的校核、安装部分的尺寸校核、开模行程的校核、顶出装置的校核，结合注塑设备的资料确定注塑设备的型号。4.确定收缩率和分型面，首先由塑件性能的要求等，确定塑件的塑料，通过查资料确定塑件的收缩率。根据手机外壳的工艺及结构特点，确定具体的分型面，大致应为手机外盖内侧。5.模架，通过塑件的大小及型腔数、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气槽、侧抽芯机构等的初步估算，确定使用模架的型号。6.浇注系统设计，本塑件使用的是普通浇注系统，在浇注系统设计中，包括流道的设计、喷嘴的选择、主流道衬套的选择等，还必须研究一模两腔浇注系统的平衡性设计。7.成型件（模腔、模芯），确定型腔数和分型面。对模腔和模芯进行结构设计。计算成型部件的工作尺寸。9、冷却系统，温度调节对塑件质量、生产效率有很大的影响，还针对型腔与型芯冷却回路的形式进行设计。10、完成整套模具的三维立体图和二维工程图的绘制。3 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作、3.1方案的确定 采用一模两腔的方案，两塑件平行放置，方向相反以便侧向抽芯。浇口设在零件的上表面，使用定距拉杆加导柱和弹簧，确保第一次分型面在定模座板和中间板之间分开，凝料先被拉断。第二次分型在动模板面和中间板之间分开，以便取出制品。这样分型有利于模具加工、注射、排气、脱模，同时使操作简单方便。3.2确定型腔分型面及型腔数目 模具上用以取出制品及浇注系统凝料的可分离的接触表面称为分型面，在制品设计时，必须要考虑成型时分型面的形状和位置，否则无法用模具成型。因侧向合模锁紧力较小，故对于投影较大的大型制品，应将投影面积大的分型面放在动、定模的合模主平面上，而将投影面积较小的分型面作为侧向分型面。本模具的分型而选择在塑件的大平面处。采用一模两腔结构14-17。3.3型腔、型芯的结构 （1）型腔的结构设计：本设计采用整体式型腔结构。该结构广泛应用于中小型塑件的模具中。加工方法可采用普通机加工、数控机床、电火花、电铸成型等方法。将一整体型腔嵌入到型腔固定板中，嵌入的型腔材料可用低碳钢或低碳合金钢，森碳淬火后抛光17-20。（2）型芯的结构设计：型芯是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。本模具中的型芯采用组合式。 前期已开展的工作就是通过上网、图书馆的书籍来查阅相关方面的资料，基本了解了本课题的相关国内外研究情况以及本次设计的重点和难点，得出了现有其软件模块结构和完善知识体系。 4 完成本课题的工作方案及进度计划1) 1-2周：查阅资料，熟悉设计内容并且熟悉软件，找到所设计的相关模型。 2)3-4周： 撰写开题报告，毕业设计开题，做好答辩准备。 3)5-6周： 对手机外壳注塑模具的浇注系统的设计其中包括主流道的设计、冷料穴的设计、分流道的设计、浇口的设计和排气系统的设计、成型零件的设计、注射机的选择等相关设计。 4）7-8周画手机外壳塑件零件图5）9-10周完成方案设计、装配图设计，完成中外翻译、撰写中期报告，准备中期答辩； 6）10-12周完成全部零件设计，并对模具结构进行三维剖析，作出模具开合结构图；7)13-14周：零件强度的校核和有关零件的计算 8)15-17周：撰写毕业论文 9)18周：论文答辩 注：1、正文：宋体小四号字，行距22磅。2、开题报告装订入毕业设计（论文）附件册。5 参考文献1 宋玉恒.塑料注射模具设计使用手册.北京：航空工业出版社，1994.2方昆凡. 工程材料手册非金属材料卷M. 北京出版社, 2002.3朱龙根. 简明机械零件设计手册M. 机械工业出版社, 1997.4叶久新.王群. 塑料制品成型与模具设计M. 湖南科学技术出版社, 2005.5赵昌盛. 实用模具材料应用手册M. 机械工业出版社, 2005.6许鹤峰.陈言秋. 注塑模具设计要点与图例M. 机械工业出版社, 1999.7林慧国.火树鹏.马绍弥. 模具材料应用手册M. 机械工业出版社, 2004.8周凤云. 工程材料及应用M. 华中科技大学出版社, 2002.9徐 进.陈再枝. 模具材料应用手册M. 机械工业出版社, 2001.10刘昌祺. 塑料模具设计M. 机械工业出版社, 1998.11成大先. 机械设计手册第四版第三卷M. 化学工业出版社, 2002.12 陈万林. 实用塑料注射模设计与制造M. 机械工业出版社, 2002. 13卜新建. 塑料模具设计M. 中国轻工业出版社, 2005.14 李海梅.申长雨. 注塑成型及模具设计实用技术M. 化学工业出版社, 2002.15 章 飞. 型腔模具设计与制造M. 化学工业出版社, 2003.16 李得群.唐志玉.中国模具设计大典M. 江西科学技术出版社，2003.17 中国超日模具J. 模具制造2005年第7期.18 詹友刚. Pro/ENGINEER中文野火版2.0基础教程M. 清华大学出版社，2005 .19 Li Jun. Proficient in Pro/ENGINEER Chinese wildfire M. China Youth Press, 2004.20Johnson L,Olley P,Coates PD.Plast Rubber Compos 2000.21D.F.Mielewski.D.R.Bauer.P.J.Schmitz.H.Van.Weld line morphology of injection molded polypropylene.Polymer Engineering and Science 38(1998).