塑料齿轮注射模具设计开题报告.docx

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塑料齿轮注射模具设计开题报告

塑料齿轮注射模具设计开题报告

塑料齿轮注射模具设计开题报告研究目的和意义:

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毕业设计是大学里一个极为重要的环节,不仅是对我们大学四年学知识的总结,并且也是对我们所学知识的运用和能力的锻炼,所以在这次毕业设计中需要灵活的运用以前学到的专业知识,以及把自已分析问题、讨论问题、独立解決问题的能力得到提升.为毕业以后走走上社会能正常地工作打基础。

本课题主要研究塑料齿轮注塑模具的设计,随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业等各个行业广泛应用,对塑料模具的需求日益增加,塑料模具在国民经济中的重要性也日益突出。

模具作为一种高附加值和技术密集型产品,其技术水平的高低已经是一个国家制造业水平的重要标志之一。

模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。

模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。

振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。

、模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。

模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％～90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。

目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。

中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。

研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。

课题研究现状:

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模具是工业生产之母，是工业产品生产用的重要工艺装备，它是以其自身的特殊性装通过一定的方式使原材料成型。

现代产品生产中，模具由于其加工效率搞、互换性好、节省原材料，所以得到广泛的应用。

从某种意义上来说，模具生产技术水平的高低，已成为一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。

随着世界各国生产需要和塑料应用的不断扩大，塑料已成为在钢铁、木材、水泥之后的第四大工业基础材料。

在这基础上所产生的塑料加工手段中的塑料模具的设计

和制作水平，对塑料制品的成型质量有着至关重要的影响。

从某种意义上来说，塑料市场的开拓、塑料制品的优劣主要取决于模具质量。

由于塑料模具的研制工作一直受到各方面的重视，故其设计和制作水平提高很快，特别是计算机辅助设计和辅助制造技术发展很快。

促进其发展迅速的原因可归结为以下几点：

（1）产品更新换代的加快，特别是家电、汽车、IT行业市场竞争的加剧，使模具制造业得到迅猛的发展。

（2）现代产品对模具的种类、精度、工作和使用寿命等提出了更高的要求。

我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形（型）。

用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。

（3）在国外工业发达国家，模具制造业已成为一个专业的行业，其标准化、专业化、商品化程度高，模具行业已经成为一个高技术密集型产业。

（4）CAD/CAM技术已在行业中得到基本普及。

（5）CAE技术及CAD/CAE/CAM一体化技术已在部分企业中应用等。

目前，国际模具行业竞争激烈，近两年来德国模具整体价格已下降1／4左右，且全球58％的模具由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家仅占极小的比例。

但目前东欧地区的模具生产出现较大幅度增长，亚洲地区的生产规模也将增加到1／5左右。

我国的模具行业也已步入了高速发展时期，但存在的问题仍然不少。

国内发展情况：

近10年来，我国模具行业一直以每年15％的增长速度快速发展。

十五期间，我国模具行业年增长速度达到20％。

2005年模具销售额达610亿元，同比增长25％，排在世界第三位；模具出口大幅增长，表明模具水平和竞争力提高。

据海关统计，2005年模具出口7．4亿美元，同比增长50％以上；模具产品结构更趋高档，复杂、精密、长寿命的模具份额提高到30％。

目前，国内约有模具生产厂商3万余家，从业人员有80多万人，全年模具产值达534亿元人民币。

涌现出一批模具行业领头羊，如在汽车覆盖件领域的一汽模具，轮胎领域的巨轮模具，塑料模具领域的海尔，模块标准件领域的圣都等；不少地方出台了扶持当地模具行业发展的政策，如重庆、成都、苏州、大连等地都在建立

模具工业园区，改善发展环境，完善模具生产的配套体系。

中国经济的高速发展对模具行业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大了的动力。

中国模具行业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区。

南方的发展快于北方。

模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。

广东是中国现在最主要的模具市场，而且还是中国最大的模具出口与进口省。

2004年，广东省模具业稳居全国模具行业的头把交椅，产值达185亿元，模具制造业产值和销售额约占全国的40％以上。

目前在全国排序前10名的企业中，广东占有5家，世界最大的模架供应商和亚洲最大的模具制造厂都在广东。

深圳模具业发展迅猛，已具规模优势，年产值超过100亿元，占广东省模具业的近60％，占全国模具业的近25％，已成为国内模具制造中心。

我国模具市场空间巨大。

2006年国内汽车保持15％的增速，销量将达640万辆，汽车零部件的市场比整车还大，为汽车零部件提供装备的模具行业高速发展显而易见。

一个型号的汽车所需模具几千副。

其中铸造模具数百套。

汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件、经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了肯定。

2005年信息产业实现销售收入3．4万亿元，同比增长27％，手机、彩电、计算机等IT产品增速明显，IT模具仍将供不应求。

另外，小家电、农用机械、食品机械、新型建材需求量大，因此相关模具行业也将快速发展。

目前我国模具生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德、美等国家落后许多，也比韩国、新加坡等国落后而且国内模具市场过早陷入了价格战的误区，还缺乏自主创新的能力，尤其缺乏诚信可靠的市场体系。

据报道，约有65％的欧洲客户认为中国模具价格虽低但质量存在问题。

我国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小；而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应经济发展的需要，精密、复杂的冲压模具、轿车覆盖件模具等高档模具仍有很大发展空间。

近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂商数量及能力增加较快。

中国汽车模具公司今后的发展方向，应该注重产品结构的调整和定位，进一步提升模具的

制造技术水平，占领结构复杂、精密度高、技术含量高的高档模具市场。

国外发展情况：

高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。

将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。

国外模具行业优势主要体现在以下几点：

（一）CAD/CAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。

在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。

在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%～89%。

PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。

应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。

应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。

数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。

30～50人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。

经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。

CAE技术在欧美已经逐渐成熟。

在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。

在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。

CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。

（二）为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术。

高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。

目前，欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在1.5万～3万r/min。

采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。

经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。

欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。

设备折旧期限一般为4～5年。

增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。

（三）快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用。

由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技

术应运而生，并迅速获得普遍应用。

在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。

在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。

再基于原型快速地制造出模具。

许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。

欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用，也给模具企业带来了良好的经济效益。

美国的模具企业，人均年销售额在20万美元左右；意大利人均年销售额也在10万美元以上。

与国内的模具企业相比，即使扣除价格因素的影响，欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。

要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高CAD/CAE/CAM的应用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。

同时，要学习和借鉴国外的先进管理经验，进一步深化企业改革。

目前，国内有些模具厂冲模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，这样很难干好，必须走小而专、小而精、小而特的道路。

同时要增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。

欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用，也给模具企业带来了良好的经济效益。

美国的模具企业，人均年销售额在20万美元左右；意大利人均年销售额也在10万美元以上。

与国内的模具企业相比，即使扣除价格因素的影响，欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。

要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高CAD/CAE/CAM的应用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。

同时，要学习和借鉴国外的先进管理经验，进一步深化企业改革。

目前，国内有些模具厂冲模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，这样很难干好，必须走小而专、小而精、小而特的道路。

同时要增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。

课题研究主要内容、实施方案及创新点:

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根据塑料齿轮的结构形式，该模具的设计不需要设置侧抽芯机构，脱模的时候不能确定塑件是留在动模上还是留在定模上，这也是本次设计的一个重要的难点。

为了便于塑件顺利脱模，动模采用脱模板推出，是为了实现迫使塑件留在动模，再利用动模上的推出机构推出。

注塑模具宜选用单型腔，设计注塑模具的核心是确定收缩率，计算型腔的工作尺寸。

塑件的原料为尼龙，以其强度高、钢度大、韧性好,低蠕变耐磨耗及化学稳定性好而著称。

此次设计主要内容需要完成一副注射模具设计，完成模具总装配图1张（2D图）（尽量按1:

1绘制，2D图一般为0号图），成型零件（凸模、凹模按1:

1绘制）及其他必要零件的零件图（2D）（如侧抽芯机构零件、浇口套等）若干；要求绘制的模具图样完整，并合理确定尺寸、公差、表面粗糙度和材料与热处理要求，符合工程制图国家标准，同时尽量选择模具标准件和符合国家标准的紧固与定位件，以及一份设计说明书等。

实施方案：

1.绪论

（1）模具行业在工业生产中的重要地位

（2）国内外模具行业发展状况2.塑料齿轮的结构工艺性分析

（1）塑件尺寸和精度分析

（2）表面粗糙度分析3．塑料齿轮注射成型工艺分析

（1）塑件的原材料分析

（2）塑件的体积和质量计算（3）塑件的工艺参数的确定4．模具设计

（1）型腔数量的确定

（2）分型面的设计（3）浇注系统设计（主流道、分流道、浇口形状、冷料穴设计）

（4）顶出及抽芯机构设计（5）排气方式5．注射机的选择

（1）根据理论注射量、锁模力、模板外形尺寸、模架尺寸等参数选择6．零部件设计

（1）凹模结构设计

（2）凸模结构设计（3）其他零部件设计7.结论8.参考文献课题进度安排:

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12016年11月16日～11月30日测绘塑料制品零件图（包括3D和2D图）212月1日～12月30日查阅文献、调研，初步确定模具设计方案和设计说明书大纲，完成开题报告。

32017年1月1日～2月20日确定模具设计方案，完成模具装配草图及零件草图绘制。

42月21日～3月19日绘制模具装配图和零件图3D图，完成设计说明书初稿并打印，完成外文翻译工作，中期检查。

53月20日～4月2日出模具装配图和零件图2D图并打印修改64月3日～4月30日完善图纸和设计说明书，完成答辩PPT，完成预答辩。

75月1日～5月15日打印图纸、设计说明书，答辩，完成答辩后的修改及相关文档整理工作。

主要参考文献:

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[1]周永泰.模具工业2003年经济运行展望[J].模具工业，2003.[2]罗继相.浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策[J].模具技术,2001.[3]陈志敏.中国制造业的发展[J].商业文化：

学术版，2011.[4]靖永慧.现代模具制造行业发展[J].模具技术,2001.[5]武兵书.中国模具工业的发展及现状[J].中国制造业信息化：

应用版,2010.[6]王新浩.基于CAD/CAM的数控加技术在塑料模具制造中的应用[J].电气制造,2010.[7]戴晓丽.模具制造技术的发展与展望[J].中国科技博览,2013.[8]张燕琴.CAD/CAE/CAM一体化在塑料模具开发中的应用[J].电子世界,2012.[9]周汝起.塑料模具的复合镀层工艺及性能研究[J].科技创新与运用,2013.[10]吴晓春，张铮.中低碳微合金塑料模具钢研究现状与进展[J].模具工业,2013.[11]许鹤峰,闫光荣.数字化模具制造技术[M].北京：

化学工业出版社,2001.[12]杜鹃.CAD/CAM/CAE技术在模具生产中的应用[J].机械设计与制造,2003.[13]韩向东,陈炜.基于网络的模具CAD/CAM/CAE一体化系统的研究[J].农业机械报,2001.[14]缪德建.模具制造中CAD/CAE/CAM/CAT的应用[J].模具技术,2002.

指导教师意见:

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指导教师：

学院意见：

学院（公章）：

学院领导：