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1、 南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：孙浩学 号：04010215专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：套管的注射模设计指 导 教 师:殷劲松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
2、式成文，并直接书写（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篇科技论文的信息量，一般一本参考书最多相当于三篇科技论文的信息量（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“2009年3月15日”或“2009-03-15”。 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 对国内塑料模具工业的发展现状进行了综述,介绍了模具设计与制造方面的新技术、新工艺,并就
3、今后模具工业和技术的主要发展方向进行了展望。关键词 塑料模具 注射模 设计 制造1 我国塑料模具的发展现状和差距1.1 产品结构现状我国塑料模具工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大的发展,模具水平有了较大提高1。在大型模具方面已能生产48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、615 kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具;精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具2 。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I1K模具有限公司制造的多腔VCD 和DVD 齿轮模具,所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平
4、,而且还采用最新的齿轮设计软件,纠正了由于成型收缩造成的齿形误差,达到了标准渐开线齿形要求。该公司还能生产厚度仅为0108 mm 的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达01020105 mm,表面粗糙度Ra 012m,模具质量、寿命明显提高,非淬火钢模寿命可达1030 万次,淬火钢模达501 000万次,交货期较以前缩短,但与国外相比仍有较大差距 3(表1) 。表1 国内外塑料模具技术比较项目 国内 国外注塑模型腔精度0。020。05mm 0。0050。01mm型腔表面粗糙度 Ra0。20m Ra0。010。05m非淬火钢模具寿命 1030 万次1060
5、万次淬火钢模具寿命50100 万次160300 万次热流道模具使用率总体不足10 % 80 %标准化程度小于30 %70 %80 %中型塑料生产周期24 个月1 个月左右在模具行业中的占有量25 %30 %30 %40 %1.2 CAD/ CAE/ CAM应用现状随着轻工业及汽车制造业的迅速发展,模具设计制造日益受到人们的广泛关注,已形成一个行业。但我国模具行业缺少技术人员,存在品种少、精度低、制造周期短、寿命短、供不应求的现状。一些大型、精密、复杂的模具还不能自行制造,每年需要花几百万、上千万美元从国外进口,制约了模具工业的发展,所以大力发展模具工业势在必行4。为了提高模具企业的设计水平和加
6、工能力。中国模具协会向全国模具行业推荐适合模具企业使用的CAD/ CAE/ CAM系统。模具设计和加工使用的CAD/ CAE/ CAM系统,不要求系统十分庞大,但对某些方面要求较高,如曲面造型、三轴数控加工等。一些国外的CAD/ CAE/CAM系统,虽然具有强大的三维曲面造型、结构有限元分析、计算机辅助制造和产品数据管理能力等,但价格昂贵,一般企业难于承受。目前在国内应用的主要软件有美国PTC 公司的CAD/ CAE/ CAM集成化系统PRO/ ENGINEER、美国EDS 公司的CAD/ CAM软件UG- 5 、法国MATRA2DATAVISION 公司的集成化软件6 、美国SOLIDWOR
7、KS 公司的SOLID2WORKS 软件7 、美国CV 公司的CADDS5 软件、美国SDRC 公司集成化CAD/ CAE/ CAM 软件8 、英国DELCAM公司CAD/ CAM软件DUCT、以色列CIMATRON 公司的三维CAD/ CAM 软件CIMA2TRON9 、美国AC2TECH 公司的注塑模CAE 分析软件C2MOLD 10、澳大利亚MOLDFLOW公司的注塑模CAE 分析软件MF11,国内华中理工大学模具技术国家重点实验室的注塑模CAD/CAE/ CAM集成化系统HSC311、北京航空航天大学软件工程研究所的CAD/ CAM软件CAXA和郑州工业大学注塑模CAE 分析软件Z-2
8、MOLD 等12。对于国内一些大型模具企业,它们的CAD/ CAM 应用状况多停留在购买国外先进的CAD/ CAM系统和设备上,但在其上进行的二次开发较少,资源利用率低。对于国内一些中小型模具企业,则很少应用CAD/ CAM,有些仅停留在以计算机代替固板绘图。所以有必要改善国内模具企业的CAD/ CAM应用状况,使它们真正做到快速、准确地对市场做出反映,使制造出的模具产品质量高、成本低,即达到敏捷制造的目的13。2 主要发展方向近年来,全球制造业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业的重要基地。制造业模式的变化,必将产生对新技术的需求,也必将导致CAD 技术的发展。同时,
9、由于网络技术的大面积应用,正如10 年前由于成本的大幅度下降,使得微机进入千家万户改变我们的生活一样,网络应用的普及将在更大程度上改变制造业的模式。随着中国加入WTO,逐渐成为世界制造业的重要基地,将要求我国的产品要有创新性,并且要有更高的质量、更低的成本并在更快的时间内提供给市场。作为产品制造的重要工艺装备、国民经济的基础工业之一的模具工业将直接面对竞争的第一线,模具工业除其需要“高技艺”的从业人员外,还需要更多的“高技术”来保证14。2.1 协同创新设计将成为模具设计的主要方向制造业垂直整合的模式使得世界范围内产品销售、设计、生产和模具制造分工更明确。为了缩短产品上市周期,使模具设计充分理
10、解产品设计的意图,在产品的设计阶段,模具设计即同时开始,产品设计工程师和模具设计工程师需尽早进入协同设计状态。另外,模具制造厂家所需要的模具标准件一般都由模具标准厂家提供,最好在模具设计阶段就参照各类标准,充分利用模具标准件厂家提供的数据进行设计。由于在制造流程中各个环节所采用的CAD 系统可能不一定相同,这就要求未来的CAD 系统要具备协同的能力,对上下游的数据要能够随时交换,对所产生的数据彼此能够处理,数据产生及处理也需要标准化。因为产品需要创新,因此,模具设计也需要能够体现产品的创新,如在逆向工程中更重要的是对产品结构和产品的外观进行创新再设计15。2.2 激光技术的应用日益受到重视激光
11、技术在模具制造中的应用主要是在快速成形与一些特殊模具的加工两个方面。快速成形是根据CAD 的数据,不借助任何机械加工工具,通过逐层增加材料的方法(如聚合、粘结、烧结等) 快速制造出零件原型或零件实物,故也称快速原形制造(缩写为PRM) 技术 。快速成形技术主要有立体光固造型(SLA),选择性激光烧结(SLS),分层实体制造(LOM) 等 。该技术将CAD 技术、激光技术、CNC 技术、材料加工和材料科学技术有机地结合起来,给模具制造业带来了根本性的变革。与传统的模具设计制造相比,它能比数控加工更快、更方便地设计并制造出各种复杂的原型,使模具的制造成本和生产周期减少1/ 2,明显提高生产率。国内
12、的一些大型企业集团,如海尔、春兰和科龙等公司已经应用激光快速成形于新产品开发等方面,并取得显著的经济效益 15。激光技术应用于模具制造方面主要有激光切割、打孔及打标、刻花与刻字等方面,如用于深孔、型孔、中空体以及复杂的冷却水道加工等;在金刚石拉丝模和喷丝板本身的小孔加工中,传统方法是在细钨棒上粘金刚石粉进行旋转研磨打孔,加工时间长1025 h,而若采用多脉冲激光打孔,几分钟即可完成。采用激光打标、刻花和刻字,不仅速度快、成本低,而且克服了冲头作用模具表面时常见的毛边、尖锐的边缘畸变。3 技术发展趋势当前,我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下,用户对模具制造要求是交
13、贷期短、精度高、质量好、价格低。模具技术的发展应该与这些要求相适应3.1 新兴注塑技术的发展注塑成型作为塑料加工中重要的成型方法之一，以发展和运用得相当成熟，且应用得相当普遍，但随着塑料制品应用得日益广泛，人们对塑料制品在精度、形状、功能和成本等方面提出了更高的要求。因而在传统注塑成型的基础上，又发展了一些新的注塑成型工艺，如气体辅助注射，多点进料注射，层状注射，熔芯注射，低压注射等，以满足不同领域的要求。另外，近年来，微成型技术以成为模具技术的一个新的分支，正在得到快速的发展。3.2 优质材料及先进表面处理技术将进一步受到重视为了适应对模具寿命的要求,优质材料及先进表面处理技术将进一步受到重
14、视在整个模具价格构成中,材料所占比重不大,一般在10%-30%之间,因此选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说,要采用电渣重熔工艺,努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或具特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析,从而影响材质的问题。其碳化物微细,组织均匀,没有材料方向性,因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点,是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具,其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型添加玻璃纤维
15、或金属粉末的增强塑料的模具,如型腔、形芯、浇口等主要部件。3.3 模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展模具表面的精加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,我国目前仍以手工研磨抛光为主,不仅效率低(约占整个模具周期的l/3),且工人劳动强度大,质量不稳定,制约了我国模具加工向更高层次发展。因此,成型表面的精加工要向自动化、智能化和计算机控制等发向发展，使模具加工设备的CNC水平不断提高。日本已研制了数控研磨机,可实现三维曲面模具的自动化研磨抛光。另外,由于模具型腔形状复杂,任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。应注意发展特种研磨与抛光方法,如挤压衍磨、电化学抛光、超声抛光以及复合抛光工艺与装备,以提高模具表面质量。3.4 模具自动加工系统的研制和发展随着各种新技术的迅速发展,国外已出现了模具自动加工系统。这也是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有如下特征:多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系。参 考 文 献
