手机电池充电器注塑模设计【文献综述】

毕业设计开题报告

机械设计制造及自动化

手机电池充电器注塑模设计

1前言部分（阐明课题的研究背景和意义）

模具是以其特定的形状通过一定的方式使原材料成型。随着社会的发展和科技的进步。模具行业越来越被重视，模具技术在国民经济各个部门都得到广泛的应用，它不仅与整个机械行业密切相关。而且与人们的生活密切相关。模具工业是国民经济的基础产业，是“百业之母”，是永不衰亡的行业，模具工业的发展水平标志着一个国家的工业水平及产品开发的能力[1、2]。“十五”规划指出，模具生产各种工业产品的重要基础工艺装备，国民经济的五大支柱产业一机械、电子、汽车、石化、建筑等都要求模具工业的发展与之相适应。当前，我国制造业快速发展，特别是受汽车制造业发展的拉动，国内模具市场不断扩大，跨国集团到我国进行模具国际采购不断增加。而且国际上将模具造逐渐向我国转移的趋势十分明显。由于模具行业的发展速度较其他行业更快，在国民经济中的地位日益上升。模具是一种生产塑料制品的工具。它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融埋料被注人成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注素过程是循环进行的。注塑成型是现代塑料工业中极为重要的一种加工技术。它能成型形状复杂、精度要求高的制品, 具有生产效率高、成本低、产品质量好等优点, 在汽车、家用电器、仪器仪表等行业中得到了广泛应用［3、4］。注塑模是一种可以重复地大批量地生产塑料零件或者制品的一种生产工具。注塑成型也称注射成型，是成形热塑性塑料的主要方法［5］。注塑成型原理是将塑料颗粒定量加入到注塑机的料筒内，通过料筒的传热，以及螺杆转动时产生的剪切摩擦作用使塑料逐步熔化呈粘流状态熔体，然后在柱塞或螺杆的高压推挤下，以很大的流速通过机筒前端的喷嘴注入到温度较低的闭合模具的型腔中。由于模具的冷却作用，使模腔内的熔融塑料逐渐凝固并定型，最后开启模具便可从模腔中推出具有一定形状和尺寸的注塑件。上述过程大致可归为：

加料．塑料熔融．注塑．冷却定型．塑件脱模［6］。

2主题部分（阐明课题的国内外发展现状和发展方向，以及对这些问题的评述）为了提高塑料模具的质量，缩短模具的设计和制造周期，发达工业国家从20世纪80年代中期就已经广泛使用计算机对塑料模具进行辅助设计，即CAD/CAM/CAE。模具CAD/CAM/CAE技术在模具行业的广泛应用，将彻底改变传统的模具设计、制造方式，其优越性主要表现在下列几个方面［7］：

(1)提高模具质量；

(2)缩短模具制作周期；

(3)大幅度降低成本；

(4)充分发挥设计人员的主观能动性；

(5)提高企业的管理水平。

从模具设计和制造技术方面来看，注塑成型模具的发展始终是以提高模具精度、设计效率和降低成本为目标的。高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；气体辅助注射成型以提高注塑件的质量；热流道浇注系统以提高塑件的生产率和质量。高速自动化的注射成型机配以先进的模具，对改善制件质量、提高生产效率、降低产品成本起了很大的作用。大型、超小型及高精度集成化，CIMS(Computer Intergrate Manufacture System)是模具CAD/CAE/CAM一体化技术集成发展的必然趋势，是未来模具企业自动化生产发展的方向。工程数据库是系统集成的关键技术之一，在注塑模中进一步建立和完善面向对象的工程数据库，将模具模架、塑料材料、注塑机等参输入至工程数据库中，供模具CAD/CAE/CAM系统共享。网络化，网络化是模具一体化技术发展的方向，同一模具企业，将各部门所有的计算机联网，以便信息共享；另外模具企业必须与外部公共网络联接［8、9］。

随着塑料工业的迅速发展和CAD技术应用的日益广泛，国外注塑模CAD技术发展很快，已经进入了大规模开发和实用阶段。20世纪80年代中期注塑模CAD/CAE/CAM进入实用阶段，出现了许多商品化注塑模CAD/CAE/CAM软件，比较著名的有：

澳大利亚的模具流动公司(Mold flow PTY．UD)的Mold flow系统该系统具有

很强的注射模分析模拟功能，包括绘制型腔图形的线框造型模块SNOD，有限元网格生成模块FMESH，流动分析模块FLOW，冷却分析模块COOLING，流动、冷却分析结果和模架应力场分布的可视化显示模块FRES以及翘曲分析模拟模块。美国CRATEK公司的注射模CAD/CAM/CAE系统该系统包括三维几何形状。

美国Comell大学机械和航空工程学院K．K．Wang教授领导的CIMP研究小组，在注塑CAD方面开展了卓有成效的研究工作。先后建立了注塑成型过程的流动、保压、冷却的数学模型，开展了塑料熔体流变性能和热性能的实验研究，并建立了相应的数据库。目前，很多注塑模CAD商品化软件都采用了该课题组所建立的理论和研究成果。描述模块OPTIMOLD II，二维注射流动分析模块SIMUFLOW，三维有限元流动分析模块SIMUFLOW 3D，冷却分析模块SIMUCOOL，标准模架(美国DME标准)选择模块OPTIMOLD等部分。德国IKV塑料工程研究所的CADMOULD。可用于注塑模的流动、冷却分析和力学性能的校核。

美国SDRC公司的流动分析软件POLYFILL和冷却分析软件POLYCOOL2。

加拿大McGill大学M．R．Ka mal教授领导的塑料成型科研组，建立了注塑工艺过程计算机模拟的集成化系统MCKAM。

我国在开发注塑模CAD技术方面起步较晚。70年代后期才开始，当时主要是研究开发二维流动软件和三维稳态冷却系统分析。“八五”期间由轻工业部组织轻工业部模具中心、郑州工业大学、北京航空航天大学、华中理工大学、成都科技大学、北京塑料研究所、天津轻工业学院等单位共同完成了“塑料注射模具设计制造技术的研究"国家攻关项目，首次全厩系统地开发注塑模CAD/CAE/CAM系统。

我国在注射模CAD技术研究与开发方面较具代表性的工作有：

浙江大学基于工作站的UGII系统开发出精密注射模CAD/CAM系统。该系统采用特征造型技术构造产品模型，使形状特征表达与工艺信息描述统一，并利用特征反转映射实现了型腔模型的快速生成。上海交通大学从1983年开始，对注射模CAD进行了多方面的研究。在国内首次将人工智能技术引入注射模CAD系统中，并于1988年开发出集成化注射模智能CAD系统。现在在工作站UG平台上进一步开发智能CAD/CAE/CAM系统［10］。

在“八五”攻关项目的基础上，郑州工业大学模具计算机辅助工程国家工程