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南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
學(xué) 生 姓 名：
王伯克
學(xué) 號：
05010229
專 業(yè)：
機(jī)械工程及其自動化
設(shè)計(論文)題目：
插座注射模設(shè)計
指 導(dǎo) 教 師:
丁武學(xué)
2009年 03 月 15日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見；
3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；
4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫
2000字左右的文獻(xiàn)綜述：
文 獻(xiàn) 綜 述
摘要 模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60％～80％的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低。當(dāng)代，模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力[1]。下面針對CAD/CAM/CAE的應(yīng)用，先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用，模具材料的發(fā)展等做了簡要的介紹。
關(guān)鍵詞 發(fā)展現(xiàn)狀 先進(jìn)技術(shù) 發(fā)展趨勢
1 我國模具技術(shù)現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代以來，國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15% 左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識。目前，中國有17000多個模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。
中國塑料模工業(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)48in（約122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg大容量洗衣機(jī)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(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/ CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。
進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)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，中國裝備制造業(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)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(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)正廣泛應(yīng)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，這是各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求[2]。
2 我國模具技術(shù)發(fā)展趨勢
2.1 CAD/CAE/CAM的應(yīng)用
模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的集成及其特點(diǎn)現(xiàn)代化的模具制造加工業(yè)，應(yīng)以使用模具CAD/CAE/IEAM技術(shù)來實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低成本的產(chǎn)品生產(chǎn)為目標(biāo)以適應(yīng)用戶對產(chǎn)品個性化的追求，在我國，有許多模具企業(yè)大都憑經(jīng)驗或已經(jīng)在設(shè)計、制造等方面分散使用CAD、CAE、CAM單項技術(shù)來實現(xiàn)生產(chǎn)，這種“自動化孤島”的方法使整個生產(chǎn)過程資源共享率低、信息不流暢，導(dǎo)致研制產(chǎn)品周期長、更新?lián)Q代慢，難以在國際競爭中生存和發(fā)展。國外推廣 CAD/CAE/CAM技術(shù)成功的經(jīng)驗表明：企業(yè)取得顯著效益，很多是從集成應(yīng)用中得到的，而不是單項應(yīng)用的結(jié)果[3,4]。
CAD/CAE/CAM一體化的角度來說，其發(fā)展趨勢是集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實現(xiàn)CAD/CAE/CAM協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢和功效[5,6]。
2.2 現(xiàn)場化的模具檢測技術(shù)
精密模具的發(fā)展，對測量的要求越來越高。精密的三坐標(biāo)測量機(jī)，長期以來受環(huán)境的限制，很少在生產(chǎn)現(xiàn)場使用。新一代三坐標(biāo)測量機(jī)基本上都具有溫度補(bǔ)償及采用抗振材料，改善防塵措施，提高環(huán)境適應(yīng)性和使用可靠性，使其能方便地安裝在車間使用，以實現(xiàn)測量現(xiàn)場化的特點(diǎn)[7]。
2.3 先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用
高速銑削技術(shù)早在2 0世紀(jì)3 0年代就已經(jīng)被提出，德國切削物理學(xué)家Carl Salomon根據(jù)一些實驗曲線，即現(xiàn)在被稱為SalomonI線”，提出了高速切削（High SpeedCutting，簡稱HSC）的概念。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)、如工質(zhì)量良好、加工效率高（為普通銑削加工的5倍～10倍）及可加工硬材料（<60HRC）等諸多優(yōu)點(diǎn)，因而在模具的加工中日益受到重視[8]。瑞士米克朗公司UCP710型五軸聯(lián)動加工中心，其機(jī)床定位精度可達(dá)8μm，自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸，最大轉(zhuǎn)速為42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速銑床，其加工范圍達(dá)2500mm×5000mm，轉(zhuǎn)速達(dá)20500轉(zhuǎn)/min，切削進(jìn)給速度達(dá)20m/min。HSM一般主要用于大、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，其曲面加工精度可達(dá)0.001mm。
基于RPM快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)快速原型零件制造技術(shù)就是20世紀(jì)后期起源于美國，并很快發(fā)展起來的一種先進(jìn)制造技術(shù)，RPM技術(shù)就是近20年來制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破、它是綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、機(jī)械工程、電子技術(shù)及激光技術(shù)的技術(shù)集成以實現(xiàn)從零件設(shè)計到三維實體原型制造一體化的系統(tǒng)技術(shù)[9,10]。
RPM技術(shù)發(fā)展至今天，其發(fā)展重心已從快速原型制造（RPM）向快速模具（RT）制造及金屬零件快速制造方向轉(zhuǎn)移，各種各樣的后續(xù)制造材料及工藝不斷出現(xiàn)。目前RPM的快速制模主要是注射模、沖壓模、壓鑄模等?？焖俳?jīng)濟(jì)模具制造技術(shù)乏二袤躉在快速原型（RP）與快速模具制造（RT）上。近年來，RP+ RT的研究成為國內(nèi)外RPM界十分關(guān)注并大力開發(fā)的領(lǐng)域之一[11]。
2.4 模具材料的發(fā)展
近些年來，除了傳統(tǒng)的表面淬火技術(shù)、熱擴(kuò)散技術(shù)、堆焊技術(shù)和電鍍硬鉻技術(shù)，還包括激光表面強(qiáng)化技術(shù)、物理氣相沉淀技術(shù)、化學(xué)氣相沉淀技術(shù)、離子注入技術(shù)、熱噴涂技術(shù)、符合電鍍技術(shù)、符合電刷鍍技術(shù)和化學(xué)鍍技術(shù)等。
稀土表面工程技術(shù)和納米表面工程技術(shù)的進(jìn)展進(jìn)一步推動模具制造的表面工程技術(shù)的發(fā)展。在具體處理方而，其主要趨勢是：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、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAIN、 CrN、Cr7C3、W2C：等，由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強(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[12]。
2.5 鏡面拋光的模具表面工程技術(shù)
模具拋光技術(shù)是模具表面工程中的重要組成部分，是模具制造過程中后處理的重要工藝。目前，國內(nèi)模具拋光至Ra0.05μm的拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝，可以基本滿足需要，而要拋至Ra0.025μm的鏡面拋光設(shè)備、磨具磨料及工藝尚處摸索階段。隨著鏡面注塑模具在生產(chǎn)中的大規(guī)模應(yīng)用，模具拋光技術(shù)就成為模具生產(chǎn)的關(guān)鍵問題。由于國內(nèi)拋光工藝技術(shù)及材料等方面還存在一定問題，所以如傻瓜相機(jī)鏡頭注塑模、CD、VCD光盤及工具透明度要求高的注塑模仍有很大一部分依賴進(jìn)口[13]。
值得注意的是，模具表面拋光不單受拋光設(shè)備和工藝技術(shù)的影響，還受模具材料鏡面度的影響，這一點(diǎn)還沒有引起足夠的重視，也就是說，拋光本身受模具材料的制約。例如，用45#碳素鋼做注塑模時，拋光至Ra0.2μm時，肉眼可見明顯的缺陷，繼續(xù)拋下去只能增加光亮度，而粗糙度已無望改善，故目前國內(nèi)在鏡面模具生產(chǎn)中往往采用進(jìn)口模具材料，如瑞典的一勝百136、日本大同的PD555等都能獲得滿意的鏡面度。 鏡面模具材料不單是化學(xué)成分問題，更主要的是冶煉時要求采用真空脫氣、氬氣保護(hù)鑄錠、垂直連鑄連軋、柔鍛等一系列先進(jìn)工藝，使鏡面模具鋼具內(nèi)部缺陷少、雜質(zhì)粒度細(xì)、彌散程度高、金屬晶粒度細(xì)、均勻度好等一系列優(yōu)點(diǎn)，以達(dá)到拋光至鏡面的模具鋼的要求[14]。
2.6 其逆向工程技術(shù)
逆向工程（Reverse.Engirleering，RE）也稱反向工程或反求工程，是相對于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計流程即所謂的正向工程（Forward Engineering，F(xiàn)E）而提出的。其基本思想是：通過對實物或零件進(jìn)行掃描測量以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息，然后充分利用CAD/CAM技術(shù)快速、準(zhǔn)確地建立產(chǎn)品的數(shù)學(xué)幾何模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)設(shè)計，最后經(jīng)過適當(dāng)?shù)墓こ谭治?、結(jié)構(gòu)設(shè)計和CAM編程，就可以加工出產(chǎn)品模具。逆向工程是以設(shè)計方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代化設(shè)計理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計經(jīng)驗、知識和創(chuàng)新思維，對已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造[15]。
3 總結(jié)
隨著信息時代的到來，模具制造業(yè)全球化是發(fā)展的必然趨勢；其競爭不斷加劇，使當(dāng)前模具制造業(yè)面臨極大的挑戰(zhàn)，這一挑戰(zhàn)主要來源于市場和技術(shù)兩大方面。每個技術(shù)單元同時面向市場和合作伙伴，必須靈活地進(jìn)行重組和集成，達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)。高速切削、逆向工程、快速成形技術(shù)與CAD/CAE/CAM/RP的集成可使設(shè)計概念轉(zhuǎn)換為產(chǎn)品的時間縮短幾倍乃至幾十倍，構(gòu)成一個快速產(chǎn)品開發(fā)及其模具制造的綜合系統(tǒng)，可以實現(xiàn)從產(chǎn)品的設(shè)計、分析、加工到管理的靈活經(jīng)濟(jì)的組織方式，從而推動模具制造技術(shù)的發(fā)展。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 胡石玉. 模具制造技術(shù)[M]. 南京：東南大學(xué)出版社，1997
[2] 高佩服等. 使用模具制造技術(shù)[M]. 北京:中國輕工業(yè)出版社，2001
[3] 肖祥芷，王義林等. 模具CAD/CAM/CAE[M]. 北京:電子工業(yè)出版社，2004
[4] 何濤主. CAD/CAM[M]. 北京：北京大學(xué)出版社，2006
[5] 陳敬. CAD/CAM/CAE技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社北京，2007
[6] 袁寧，夏琴香等. 模具設(shè)計及計算機(jī)應(yīng)用[M]. 廣州：東南大學(xué)出版社，2008
[7] 張發(fā)啟等. 現(xiàn)代測試技術(shù)及應(yīng)用[M]. 西安：西安電子科技大學(xué)，2008
[8] 張世琪等. 現(xiàn)代制造技術(shù)導(dǎo)論[M]. 北京：兵器工業(yè)出版社，2000
[9] 莫建華. 快速成型及快速制模[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2007
[10] 王學(xué)讓. 快速成型與快速模具制造技術(shù)[M]. 北京：清華大學(xué)出版社，2007
[11] 王廣春. 快速成型與快速模具制造技術(shù)及應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[12] 王廣模. 模具材料[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007
[13] 熊惟皓. 模具表面處理與表面加工[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007
[14] 楊明安. 現(xiàn)代表面工程技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007
[15] 李元等. 先進(jìn)制造技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一 課題內(nèi)容
此課題的內(nèi)容為塑料插座注射模的設(shè)計，注射模是成型塑料子品的主要工具，具有高效率，成型后加工少的特點(diǎn)。塑料插座基本形狀為立方形，內(nèi)為中空，有兩個隔板，在一邊含有一個開口，需要進(jìn)行側(cè)抽芯。
二 研究途徑
1. 尺寸的測量
首先對插座的尺寸進(jìn)行測量，并進(jìn)行圓整。
2. 注射模法案設(shè)計
（1)注射模類型的選擇
此插座機(jī)構(gòu)常見，使用常見模具結(jié)構(gòu)即可。
（2)分型面的選擇
選擇此插座的最大界面處為分型面，接近插座開口一次。詳細(xì)位置請看圖。
（3)側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)的選擇
為實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，提高效率，同時根據(jù)插座側(cè)抽芯的位置，我選擇使用斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。
（4)澆口的選擇
根據(jù)插座的形狀特征，其上表面突起較多，下部為空心，擬用側(cè)澆口。
3. 注射模具尺寸的計算
4. 通過PRO-E及其他軟件，完成模具三維造型的設(shè)計及其工程圖繪制。
6. 完成制造工藝的設(shè)計
畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告
指導(dǎo)教師意見：
1．對“文獻(xiàn)綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設(shè)計（論文）結(jié)果的預(yù)測：
指導(dǎo)教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日