注塑模具类照相机外壳的注塑模设计.docx

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注塑模具类照相机外壳的注塑模设计

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内部

照相机外壳的注塑模设计

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开题报告

１．课题的目的和意义

1.1课题研究的目的

⑴了解聚合物的物理性能、流动特性，成型过程中的物理、化学变化及其塑料的组成、分类及其性能；

⑵掌握塑料成型的基本原理的和工艺特点，熟悉成型设备对模具的要求。

正确分析成型工艺对塑料制件结构和塑料模具的要求；

⑶掌握典型塑料成型模具结构特点与设计计算方法，通过训练，能够结合工程实际进行模具设计；

⑷初步掌握运用计算机进行塑料模具设计与分析的能力；

⑸初步掌握分析、解决现场成成型问题的能力，包括初步掌握分析成型制件缺陷产生的原因和提出解决措施的能力。

1.2课题研究的意义

模具被称为工业产品之母，所有工业产品莫不依赖模具才得以规模生产、快速扩张，被欧美等发达国家誉为“磁力工业”。

由于模具对社会生产和国民经济的巨大推动作用和自身的高附加值，世界模具市场发展较快，当前全球模具工业的产值已经达到600亿至650亿美元，是机床工业产值的两倍。

中国注塑模具行业也在快速发展，中国模具产品产值已从1993年的110亿元增长到1997年的200亿元，并超过了机床产品的产值，到2002年增长到360亿元，1996年至2002年间的年均增长速度达到14%以上，在某些行业年均增速更是高达100%。

2003年模具产值已达450亿元，增长25%以上，出口3.368亿美元。

2文献综述（相关课题国内外研究的现状）

国内外塑料模具技术比较表

项目国外国内

注塑模型腔精度0.005～0.01mm0.02～0.05mm

型腔表面粗糙度Ra0.01～0.05μmRa0.20μm

非淬火钢模具寿命10～60万次10～30万次

淬火钢模具寿命160～300万次50～100万次

热流道模具使用率80%以上总体不足10%

标准化程度70～80%小于30%

中型塑料模生产周期一个月左右2～4个月

在模具行业中的占有量30～40%25～30%

国内方面：

近年来，中国塑料模具工业年均增长速度达到10%以上，塑料制品年产量在世界位居第二，2001年达到2000万吨。

塑料制品在农业、塑料包装、塑料管材和异型材、汽车、家电、电子、交通、邮电等领域发展迅猛，掀起了一股国内外厂商投资的热潮。

目前中国模具产品已经形成10大类46个小类，模具生产厂点两万多家，从业人员约50万人。

在所有模具产品中，自产自用的比例占大部分，2003年实现了商品化流通的模具占45%左右。

在10大类模具产品中，塑料模具的比例在2000年模具总量中已达到36%，2002年则接近40%，塑料模具在进出口中的比重更是高达50%至60%，并且随着中国机械、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展，这一比例还将持续提高。

随着2007年的结束，世界注塑模具的年增长率最终定格在了4%。

据预计，2008年注塑模具的产量将保持在4%到5%的增长势头。

如此快速的增长主要是由食品包装和饮料包装的需求不断增加带动的。

预计在2008年里，影响全球注塑模具行业发展的因素主要还是石油价格和食品行业的包装利润。

作为注塑产品加工中的最主要投入，石油价格的变化为注塑模具的生产成本带来了巨大的变动。

而大量采用塑料包装的食品及饮料行业近年来快速发展，注塑包装产品需求量不断增加，这又为注塑模具的发展提供了一个非常好的市场，并且可能促进注塑模具保持长期增长。

中国塑料模具网。

模具模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，而且在很大程度上决定着这个国家的产品质量、效益及新产品开发能力。

我国目前的模具开发制造水平比国际先进水平至少相差10年，特别是大型、精密、复杂、长寿命模具的产需矛盾十分突出，已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。

模具是工业的基础工艺装备，在电讯、汽车、摩托车、电机、电器、仪器、家电、建材等产品中，80%以上都要依靠模具成形，用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产力和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。

随着我国工业的不断发展，对模具提出越来越高的要求，因此，精密、大型、复杂、长寿命模具的需求发展将高于总量发展速度。

日趋大型化。

模具的精度将越来越高。

10年前精密模具的精度一般为5微米，现已达到2-3微米，1微米精度的模具也将上市。

多功能复合模具将进一步发展。

新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高。

热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。

随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。

标准件的应用将日益广泛。

模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。

快速经济模具的前景十分广阔。

随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高。

同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。

以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。

由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。

模具技术含量将不断提高。

国外方面：

国外注塑模具制造行业的最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。

国外发达国家模具标准化程度达到70％-80％，实现部分资源共享，大大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满足用户需求。

模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。

日本是世界第一大模具生产国。

国内有多家世界闻名的机床制造业厂家，加工模具的高速加工中心、电加工机床、龙门铣床、精密磨床、数控系统等全都具备世界级名牌。

优秀的机床制造业为模具制造奠定了坚实的基础，如在电子超精密模具中，集成电路、微型电机模具精度已达±1μm，处于世界领先地位。

IT产业的产品更新很快，如手机开发制造周期为2个月，产品试制期为7天，一般7套模具150兆NC数据，两天就完成编程，计算机设计及制造技术都非常先进。

发达的汽车工业促进了模具的发展。

丰田汽车公司有专业模具设计人员近200名，制造人员1000多名，每年研制开发约10种轿车的整车模具2000套，从车身设计到新车批产的整车模具设计制造周期为1年，标准单套模具制造周期不超过4个月，这样的规模及生产能力在世界上也称得上是最大的汽车模具厂之一。

或许是专业化的缘故，丰田仅自行制造车身内外覆盖件模具，其余40%由日本著名的荻原、宫津、富士等模具公司提供。

日本模具专家曾强调模具加工五大要素：

设备；CAD/CAM（刀具路径）；CNC装置及伺服电机；加工条件及材料选择；技术人员能力。

日本模具生产的总的发展趋势是，品种多样化——变种变量生产；产品精密化——高速、高效率、高精度加工；加工精细化——微量切削、高速进给；开发短期化——高硬材料直接加工，减少后继工序；绿色环境化——无切削液干式切削加工。

目前日本大约有12000家模具公司，其中雇员20人以下的占90%，占产值的40%。

近年来，随着经济全球化、企业国际化的发展趋势，日本在海外投资了许多模具企业，把部分生产能力转移至国外。

如在我国独资创建的无锡微研有限公司，拥有员工200余名，精密数控模具加工设备60多台，1998年模具产值已超过2亿元人民币。

2000年3月合资成立的上海荻原模具有限公司总投资1455万美元，专业设计制造汽车冲压模具和大型覆盖件模具。

在德国塑胶机械产业中，模具与钢模的产值一直保持增长。

过去数年间，市场对模具及钢模的需求激增，甚至该制造部门的增幅一度超过整个机器部门。

2000年，市场需求量的增长明显减缓，当年其产值仅增加10.4%，生产总值为15.82亿欧元。

其中供射出成型及加压成型使用的模具所占比例高达78.5%。

同期，塑胶工业使用的模具及钢模出口增长3.4%，总值为7.53万欧元。

但是模具与钢模产品的出口率为48%，远低于机器类产品。

不过这也显示出德国国内市场对该类产品的需求还是相当旺盛。

当年该类产品的进口还出现了8.1%的增长。

国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。

[8]因此，模具向高精度复杂、多功能的方向发展。

例如：

组合模、即钣金和注塑一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源，降低成本的方向发展。

3．采用的设计方案（基本理论）与技术路线

模具设计需要考虑多方面的因素，它是一项经验性很强的工作，因此每个人的设计步骤也不尽相同，但有一个比较清晰的思路和程序是非常重要的。

模具设计人员按照一个规范的设计程序来进行设计，对于缩短设计周期，提高设计质量，后续的模具管理与制造工作艘是大有裨益的。

具体步骤如下：

1、塑件工艺分析

⑴塑件原材料分析

⑵塑件的结构和尺寸精度表面质量分析

①结构分析

②尺寸进度分析

③表面质量分析

综上分析可以看出,注射时在工艺参数控制得好的情况下，零件的成型要求可以得到保证。

⑶计算塑件的体积和重量

⑷塑件注射工艺的参数的确定

2、注塑模的结构设计

⑴分型面选择

⑵确定型腔的排列方式

⑶浇注系统设计

①主流道设计

②分流道设计

③浇口设计

⑷抽芯机构设计

①确定抽芯距

②确定斜销倾角

③确定斜销的尺寸

④滑块与导滑槽设计

A滑块与侧型芯（孔）的连接方式

B滑块的导滑方式

C滑块的导滑长度与定位设计

⑸成型零件结构设计

①凹模的结构设计

②型芯结构设计

3、模具设计的有关尺寸计算

⑴型腔和型芯工作尺寸计算

①下凹模镶块型腔侧壁厚度及底板厚度计算

②上凹模型腔侧壁厚的确定

4、模具加热与冷却系统的设计

5、相关模具零件结构的强度、刚度校核，以及模具与注册成型机的相关参数的校核

6、绘制模具总装图和非标零件工作图

7、复核设计图样

4．可能存在的问题

对三维软件Pro/E认识的不够。

可能会影响绘图。

但我会努力学习好该软件。

由于没有实际工作经验，在很多参数的选择时考虑的不是很充分，但我会多参考资料的。

在浇口的选择时，由于对材料的性能考虑不充分，影响浇注质量，和造成流道内压力不均衡。

5.课题的进度安排

毕业设计共18周，具体安排如下：

1）检索与阅读中外文资料、外文翻译与开题报告。

（4周）

2）三维造型（2周）

3）模具设计。

（5周）

4）模具装配图。

（2周）

5）模具爆炸图。

（1周）

6）模具开合动作图。

（1周）

7）撰写说明书。

（2周）

8）准备答辩。

（1周）

6．参考文献

[1]詹友刚《PRO/ENGINEER快速入门教程》北京：

机械工业出版社，2006.

[2]詹友刚《Pro/ENGINEER模具设计教程》北京:

机械工业出版社，2006

[3]何满才《pro/engineer模具设计与mastercam数控加工》人民邮电出版社2005.6

[4]齐晓杰《塑料成型工艺与模具设计》机械工业出版社2005.5

[5]徐庆仁《国外模具制造技术的现状和发展趋势》《航空精密制造技术》2002年第4期

[6]靖永慧《浅析现代模具制造行业发展》《模具技术》2001年第5期

[7]周永泰《中国模具工业的现状与发展》《电加工与模具》2005年第S1期

[8]齐晓杰主编《塑料成型工艺与模具设计》机械工业出版社2006.7

[9]罗晓晔主编《塑料成型工艺与模具设计》浙江大学出版社2006.1

[10]冯炳尧、韩泰荣、蒋文生《模