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南京工程學院 畢業(yè)設計開題報告 課 題 名 稱：電動汽車快速充電器把手-A塑料模具設計 學 生 姓 名： 指 導 教 師： 莊衛(wèi)國 所 在 學 院： 專 業(yè) 名 稱： 材料成型及控制工程（模具設計） 南京工程學院 2014年 3月 日 說 明 1．根據教育部對畢業(yè)設計（論文）的評估標準，學生必須撰寫《畢業(yè)設計（論文）開題報告》，由指導教師簽署意見、教研室審查，系教學主任批準后實施。 2．開題報告是畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。學生應當在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，開題報告不合格者不得參加答辯。 3．畢業(yè)設計開題報告各項內容要實事求是，逐條認真填寫。其中的文字表達要明確、嚴謹，語言通順，外來語要同時用原文和中文表達。第一次出現(xiàn)縮寫詞，須注出全稱。 4．本報告中，由學生本人撰寫的對課題和研究工作的分析及描述，應不少于2000字，沒有經過整理歸納，缺乏個人見解僅僅從網上下載材料拼湊而成的開題報告按不合格論。 5．開題報告檢查原則上在第4周完成，各系完成畢業(yè)設計開題檢查后，應寫一份開題情況總結報告。 學士學位畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名 學 號 專 業(yè) 材料成型及控制工程 （模具設計） 指導教師 姓 名 莊衛(wèi)國 職 稱 講師 所在學院 材料工程學院 課題來源 企、事業(yè)單位委托課題 課題性質 工程設計 課題名稱 電動汽車快速充電器把手塑料模具設計 畢業(yè)設計的內容和意義 1.主要內容 （1）收集和查閱相關資料； （2）翻譯一篇外文文獻； （3）根據相關參數(shù)對塑件進行分析，初步完成該制品模具設計的基本結 構以及工藝性分析； （4）使用CAD、PRO/E和Moldflow 等軟件，輔助完成本次模具設計； （5）撰寫詳細的模具設計過程，完成畢業(yè)設計說明書； （6）用PowerPoint制作答辯提綱一份； 2.意義 畢業(yè)設計是大學教育期間的一個重要實踐性教學環(huán)節(jié)，是對我們所學知識的回顧和總結，通過實際設計過程具體的解決所遇到的問題，結合自己的問題在老師的指導下進而解決問題，最后完成畢業(yè)設計。這不但能培養(yǎng)學生正確的思維方法和基本技能而且能提高學生獨立思考問題的能力。通過查閱資料、分析塑件、收集素材、設計方案、工藝制作等過程將理論應用于實踐，并通過畢業(yè)答辯來考核教學質量和水平。 通過對電動汽車快速充電器把手塑件模具的設計可以將我們所學的塑料模具設計的專業(yè)知識應用于設計，培養(yǎng)了我們綜合運用專業(yè)知識的基本技能。使用CAD、PRO/E和Moldflow 等軟件來完成模具設計的同時也提高了我們的軟件使用能力，進一步鞏固，拓展所學的專業(yè)知識，能夠讓我對一副模具的設計過程有了更深一個層次的了解，檢查我對知識的掌握能力和動手能力。 文獻綜述 文獻綜述 文獻綜述 1． 塑料模具的內容 1.提高塑料模具壽命的對策 合理設計模具結構，減少剛性接觸摩擦。(1)階梯分型面設計（2）動、定模成形垂直貼合面設計（3）滑動件、導向件的配合（4）定模抽芯和二次脫模 合理的模具材料的選擇。第一，對于大多數(shù)模具鋼而言，基本上是高強度和低韌性，因此導致不易獲得有益的再現(xiàn)經驗，理論總結普遍不夠全面；第二，不易獲得模具各個部位的精確受力情況以及受力大小的情況。模具材料選擇的基本要素是材料品種、材質狀況、使用性能三個方面。 合理的熱處理工藝。據資料統(tǒng)計表明，有70％的模具失效是由于熱處理不當所導致。應合理地制定模具的熱處理工藝以及有效的實施，以避免和消除熱處理給模具帶來的組織和性質的缺陷，從根本上保證模具性質，延長和提高模具壽命。 2．模具設計的原則 塑料模具的功能是雙重的，賦予塑化的塑料以期望的形狀、質量、冷卻并推出塑件。模具決定最終塑件的性能、形狀，尺寸和精度。因此設計先進合理的注射模具結構，是獲得符合質量要求，產品質量穩(wěn)定，達到最好經濟效益的關鍵。做好塑料模具設計，要把握如下幾個方面的原則： 1) 分型面合理選擇(1)不得位于明顯位置上及影響形狀(2)應有利于塑件順利脫模（3）應有利于模具的加工（4）應有利于排氣（5）應能保證塑件的尺寸精度和表面質量 2) 拔模斜度合理選取：為使成形品在型腔中脫出容易，拔模斜度合理選取是必須的。斜度的大小視成形品形狀，塑料種類，模具結構，表面精度，以及加工方向等有所不同。普通場合，適當?shù)男倍燃s為30′ ～130′ 。有關拔模斜度尚無精確的計算公式，大多情形，完全依據經驗值，在不妨礙生產的情形下，取較大的脫模斜度。 3) 壁厚的選取：塑件的壁厚是重要的結構要素。它是由工藝要求決定的，對工藝的影響很大，因此合理選擇塑件的壁厚相當重要。就工藝上來說，壁厚過小，塑料在型腔中的流動阻力大，成型困難，特別對于形狀復雜和大尺寸塑件容易出現(xiàn)充不滿的缺陷或要提高較大注射壓力；壁厚過大，不僅增加成本，還會產生延長冷卻時間，加長成型周期，降低生產效率，此外，還容易產生縮孔、氣泡等缺陷。壁厚應以各處均一為原則，但是由于塑件的構造或成形上的變化，并且由于經濟原因亦需對壁厚作適當調整。決定壁厚必須考慮以下各點：(1)構造強度，(2)脫模強度，(3)能均勻分散沖擊作用，(4)嵌合金屬件部分防止開裂(成型材料與金屬材料的熱膨脹系數(shù)不同，收縮時容易產生裂痕)，(5)結構對流動的阻礙，防止充填不足。 二．塑料模具工業(yè)和技術今后的主要發(fā)展方向 模具是工業(yè)生產的基礎裝備，被稱為“工業(yè)之母”。75%的粗加工工業(yè)產品零件、50% 的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經濟的基礎工業(yè)，模具涉及機械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應用范圍十分廣泛。模具技術水平的高低，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力，因此模具工業(yè)的發(fā)展水平標志著一個國家工業(yè)水平及產品開發(fā)能力。 由于模具在制造業(yè)中的重要作用，模具制造業(yè)一直備受世界各工業(yè)發(fā)達國家的關注和重視，事實上，模具設計和制造本身成為制造業(yè)的一個重要領域。由于模具自身的特點，現(xiàn)代模具企業(yè)大多體現(xiàn)出技術密集、資金密集和高素質勞動力密集以及高社會效益的特點，模具制造業(yè)已成為高新技術制造產業(yè)的一部分。因而，模具技術水平，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志，也是保持這些國家的產品在國際市場上有著優(yōu)勢的核心競爭力。 塑料制件及模具的3D設計與成型過程的3D分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。CAD/CAE/CAM 技術應用，CAD 繪圖技術的出現(xiàn)給模具設計工作帶來極大的方便。CAD 系統(tǒng)在模具設計中得到了廣泛應用，部分模具企業(yè)應用CAD 技術已從二維設計發(fā)展到三維設計，而且三維設計已達70% 以上。CAD/CAM軟件的智能化程度將逐步提高?，F(xiàn)階段使用最多的主要有“Pro /E、UG”等軟件，這類軟件具有易用性、高效率、實用性的特點。 模流分析CAE在塑料成型模具設計中的應用。Moldex3D可以從網格制作獲得分析結果，幫助用戶在極短的時間內完成一組設計驗證結果，簡單的操作程序即可獲得各種分析結果，真實反映出塑料在模穴中的流動性等問題。Moldex3D可幫助用戶輕易地發(fā)現(xiàn)產品設計上潛在性問題，迅速對于各種設計方案作可行性驗證，提升產品品質。 除了上述模具先進制造技術，還有模具微細加工、模具納米加工、模具微型機械加工、模具的敏捷制造技術、模具柔性制造技術、模具集成制造技術、模具企業(yè)網絡制造聯(lián)盟技術、模具制造CAPP 技術、模具的智能制造技術等。模具制造技術種類繁多，大部分的先進制造技術都可以應用到模具制造中，而且在不斷發(fā)展。 三．未來模具的發(fā)展趨勢： 1. 越來越多的新技術運用到模具生產中去。 2. 標準件的應用將日益廣泛。 3. 大力開展并行工程，快速響應市場需要。 4. 模具檢測、加工設備向精密高效和多功能方向發(fā)展。 參考文獻 [1] 李德群,精密多腔注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng).華中理工大學學報.2001.10期 [2] 陳萬林．塑料模具設計與制作教程[M]．北京希望電子出版社.2001.1． [3] 郭新玲．塑料模具設計[M]．清華大學出版社.2008.6． [4] 劉勇．Moldflow 在注塑制品優(yōu)化設計中的應用．貴州大學機械學院，2008，37（4）：36~42． [5] 蔣易立，文勁松．塑料注塑模具CAD設計軟件對比．塑料科技，2010. 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The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 17, 27-38 研究內容 研究內容 1.設計、研究思路 本次設計主要體現(xiàn)出理論應用于實踐，運用大學期間所學的專業(yè)知識并結合多次課程設計的經驗，在老師的幫助和指導下完成畢業(yè)設計。 首先對塑件的結構進行分析，結合所學的理論知識以及參考文獻分析塑件的注塑成型工藝性，進而確定模具基本結構。其次通過UG、Pro/E、Moldflow和CAD軟件對塑件進行相應參數(shù)的設定從而完成開模，再根據相應參數(shù)選擇模架以及澆注系統(tǒng)的設計和標準件標準工具的設計，完成本次模具設計的3D開模圖和2D的總裝圖以及若干零件圖，最后綜合撰寫設計的詳細步驟，完成畢業(yè)設計說明書。 2.課題研究的主要內容 圖2.1 充電器把手外部塑件圖 圖2.2 充電器把手內部塑件圖 本課題的主要研究內容是電動汽車快速充電器把手的結構，熟練運用Pro/E軟件完成三維分模，此零件利用型芯與型腔直接成型，充電器把手上側部的孔和中部的凹槽需要利用側滑塊側向抽芯成型，利用Moldflow軟件進行注塑分析確定最佳澆口位置，并分析塑件的流動性、填充時間和壓力的分析等，進而優(yōu)化模具設計結構。 1.塑件結構特點： 該塑料件為一電動汽車快速充電器把手產品，根據各塑料的性能不同選用PC，它是一種性能優(yōu)良的材料，具有高強度、耐腐蝕等優(yōu)點,收縮率為0.5%-0.8%。從該塑件圖可以看出，該塑件的結構較為復雜。塑件的上端帶有側孔，需采用側抽芯機構；左側還有一內凸臺，也需要采用側抽芯機構。 2.分型面的確定: 分型面是決定模具結構形式的一個重要因素，它與模具的整體結構、澆注系統(tǒng)的設計、塑件的脫模和模具的制造工藝有關，因此，分型面的選擇是注射模設計中的一個關鍵。分型面的形式主要有：平面分型面、傾斜分型面、階梯分型面、曲面分型面、瓣合分型面。 3.成型零件的設計： 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，主要包括定模座板、動模座板、定模板和動模板等。成型零件工作時，直接與塑料接觸，承受塑料熔體的高壓、料流的沖刷，脫模時與塑件間還發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀，較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外，成型零件還要求結構合理，有較高的強度、剛度及較好的耐磨性能。 3．解決的關鍵問題 對塑料制品結構工藝性和成型工藝性分析；使用三維Pro/E或UG軟件進行三維分模；利用Moldflow軟件分析模具零件的最佳澆口位置、流動分析、充填時間的相關參數(shù)；同時電動汽車快速充電器把手的側向抽芯機構結構需要設計合理，由于電動汽車快速充電器把手是大批量生產，所以側型芯需要采用可更換的結構；繪制三維分模圖，完成二維模具裝配圖和主要零件圖。 4．預期成果 1) 開題報告（含本課題任務分析、文獻綜述、本課題的主要研究方法及工作計劃等）； 2) 外文資料翻譯（3000字以上）； 3) 模具工程圖（折合3張A0圖紙）、模具三維圖形、產品三維圖； 4) 畢業(yè)設計論文（1.5萬字以上），須電子文檔； 5) 畢業(yè)設計內容光盤一張； 研究計劃 第一周 查閱國內外資料及閱讀文獻 第二周 外文翻譯及撰寫開題報告 第三周 外文翻譯及撰寫開題報告 第四周 外文翻譯及撰寫開題報告 第五周 用三維Pro/E軟件完成三維分模 第六周 用三維Pro/E軟件完成三維分模 第七周 進行工藝分析及工藝計算 第八周 繪制模具裝配草圖 第九周 繪制模具裝配圖 第十周 繪制模具裝配圖 第十一周 模具零件結構的設計 第十二周 模具零件結構的設計 第十三周 撰寫畢業(yè)設計說明書 第十四周 撰寫畢業(yè)設計說明書 第十五周 答辯 特色與創(chuàng)新 電動汽車快速充電器把手需要采用PRO/E、UG軟件進行分模，同時由于電動汽車快速充電器把手由于外殼外露，外觀要求較高，需要設計人員通過Moldflow進行分析，預測產品在成型過程中可能出現(xiàn)的問題，及時發(fā)現(xiàn)成型缺陷，從而優(yōu)化模具結構。 指導教師 意 見 指導教師簽名： 2014 年 3月 日 教研室 意 見 主任簽名： 2014 年 3月 日 學院意見 教學院長簽名： 2014年 3月 8日