毕业设计开题报告测控技术与仪器散热框的注塑模具设计一、前言部分（阐明课题的研究背景和意义）模具工业是国民经济的基础产业，模具工业的发展水平标志着一个国家工业水平及产品开发能力。
我国模具工业解放后从无到有，在经历了半个多世纪的发展，已有了较大的提高，发展速度十分迅速，目前已初具规模。
近年来，对模具技术的探索和研究取得了可喜的成绩。
我国模具设计与制造技术的发展经历了手工作坊制造阶段、工业化生产阶段和现代化生产阶段。
伴随着计算机技术的快速发展，数字化、信息化模具CAD/CAE/CAM技术和数控加工机床已普遍采用，模具产业正处于高速发展阶段。
虽然我国模具技术水平正在逐步提高，但与工业较为先进的国家相比，仍存在较大的差距，纵观我国的模具工业，既有高速发展的良好势头，又存在模具品种少、精度低、结构欠合理、寿命短等一系列的不足，无法满足整个工业迅速发展的迫切要求[1]。
随着塑料工业的发展，塑料注射模已经成为制造塑料制造品的主要手段之一，且发展成为最有前景的模具之一[2]。
在我国塑料模具的起步较晚，但发展很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展，取得了很大成绩。
我国塑料模具的质量、技术和制造能力近年来确实发展很快，有些已达到或接近国际水平，尤其是随着改革开放政策的不断深入，“三资”企业蓬勃发展，对我国塑料模具设计制造水平的提高起到了非常大的作用。
然而，由于我国模具制造基础薄弱，各地发展极不平衡，因此总体来看，与国际先进水平相比和与国内外市场需求相比，差距还很大[3]。
1.1 模具分类模具总体上可分为两大类: 金属材料制件成形模具，如冲压模具、锻造模具、压铸模具、挤压模具、拉丝模具、粉末冶金模具等；非金属材料制件成形模具，如塑料注射，橡胶制件、玻璃制件和陶瓷制件成形模具等。
模具的具体分类方法很多，如按模具结构形式分，冲压模具可分为简单模、连续模和复合模；注塑模具可分为单分型面和双分型面注塑模具等；按工艺性质分，冲压模具可分为冲孔模、落料模、拉深模、弯曲模；注塑模具可分为压塑模、传递模、注射模等。
除部分板料冲压以外，上述各种模具都属于型腔模，因为它们一般都是依靠三维模具型腔使材料成形的[4]。
1.2 模具设计的四个阶段模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸与尺寸精度、表面质量要求以及成型工艺条件的变化而变化的，所以每副模具都必须进行有创造性的设计；因此模具设计常分为制件工艺分析与设计、模具总体方案设计、总体结构设计、零件图设计四个阶段[5]。
1.3 塑料模塑成型方法塑料模塑成型方法很多，主要有注射成型、压制成型、压注成型、挤出成型、吹塑成型等。
注射成型是热塑性塑料制品生产的一种重要方法。
除少数热塑性塑料外、几乎所有的热塑性塑料都可以用注射成型方法生产塑料制品。
注射模塑不仅用于热塑性塑料的成型，而且已经成功地应用于热固性塑料的成型[6]。
1.4 注射成型工艺过程完整的注射成型过程包括：成型前准备、注射过程、塑件的后处理[7]。
二、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）2.1 我国模具行业的历史背景中国虽然在很早以前就制造模具和使用模具，但一直未形成产业。
由于长期以来模具制造一直作为保证企业产品生产的手段被视为生产后方，因此一直发展缓慢。
改革开放以后，1984年成立了中国模具工业协会，1987年模具首次被列入机电产品目录，当时全国共有生产模具的厂点约6000家，总产值约30亿元。
随着中国改革开放的日益深入，市场经济进程的加快，模具及其标准件、配套件作为产品，制造生产的企业大量出现，模具产业得到快速发展。
1988年至1992年，国家委托中国模协和机械院在全国范围内组织了上百个模具企业和有关科研单位、大专院校，共同对模具关键技术进行攻关，取得了丰硕成果。
这些成果主要有：冲压模具的设计制造技术、塑料模具的设计制造技术、铸压模具的设计制造技术、锻造模具的设计制造技术、模具表面处理技术、模具材料、模具计算机辅助设计与制造（CAD/ CAM）技术、模具标准件、模具加工关键设备、模具寿命研究等方面。
由于这些成果的取得及推广应用，中国模具技术前进了一大步。
“七五”后期与“八五”期间，国家为模具工业加大了投入，分批分期改造了一批具有特色专长的专业模具厂和模具标准件厂，引进了一大批模具加工关键设备及精密塑料模、级进模、精冲模等设计制造技术。
这对提高中国模具技术及生产水平起到了推动作用。
同时，许多大专院校开始设立模具专业，由前联邦德国和日本援建及中国自己投资兴办的模具技术培训中心也陆续建立，模具技术发展及技术工人的培养开始步入轨道。
20世纪90年代以来，中国在汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM 技术。
国家科委863 计划将东风汽车公司作为CIMS 应用示范点，由华中理工大学作为技术依托单位，开发了汽车车身与覆盖件模具CAD/ CAM软件系统，在模具和设计制造中得到了实际应用，取得显著效益。
现在，吉林大学和湖南大学也成功地开发出了汽车覆盖件模具的CAD/ CAE 系统，并达到了较高水平，在生产中得到应用，收到良好效果[8]。
2.2 模具行业的现状及存在的问题随着全球经济的发展，新的技术革命不断取得新的进展和突破，技术的飞跃发展已经成为推动世界经济增长的重要因素。
市场经济的不断发展，促使工业产品越来越向多品种、小批量、高质量、低成本的方向发展，为了保持和加强产品在市场上的竞争力，产品的开发周期、生产周期越来越短，于是对制造各种产品的关键工艺装备—模具的要求越来越苛刻。
一方面企业为追求规模效益，使得模具向着高速、精密、长寿命方向发展；另一方面企业为了满足多品种、小批量、产品更新换代快、赢得市场的需要，要求模具向着制造周期短、成本低的快速经济的方向发展。
计算机技术、软件技术、新材料、新技术的发展，使得快速经济制模技术如虎添翼，应用范围不断扩大，类型不断增多，创造的经济效益和社会效益越来越显著[9]。
2.2.1 我国塑料模具行业的现状及存在的问题我国塑料模具的质量、技术和制造能力近年来确实发展很快，有些已达到或接近国际水平，尤其是改革开放政策的不断深入，“三资”企业蓬勃发展，对我国塑料模具设计制造水平的提高起到了非常大的作用。
然而，由于我国模具制造基础薄弱，各地发展极不平衡，因此总体来看，与国际先进水平相比和与国内外市场需求相比，差距还很大[10]。
表1是我国塑料模具产品水平与国外塑料模具产品水平的比较[11]。
表1 国内外塑料模具产品水平比较2.3 塑料模具的发展趋势近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、精密、长寿命模具在模具总产量中所占比例越来越大，从模具设计和制造两方面来看，模具发展趋势可归纳为以下几点。
2.3.1 理论研究不断发展，设计计算日趋成熟由于对塑料成型加工原理的研究越来越深入，作为成型加工重要装备的模具其设计已经由经验设计逐步向理论计算发展，这些理论为塑料模具的计算机辅助设计和辅助工程奠定了基础。
其中重要的有对塑料熔体在模具内的流动、传热、取向、结晶的研究，模具的受力状态的研究等，其理论计算已达到了实用化阶段[12]。
2.3.2 塑料模的高效率自动化大力地发展和采用各种高效率自动化的模具结构，如多层多型腔注射模结构，各种能自动脱出产品和流道凝料的脱模机构，自动分型抽芯机构，热流道浇注系统以及产品的高效冷却结构，它能大大缩短成型周期。
高效自动化的模具与高速自动化的成型设备相配合对提高生产效率，提向产品质量，降低生产成本起着至关重要的作用。
2.3.3 大型塑料模具随着塑料应用领域日益扩大，在建筑、机械、汽车、仪器、家用电器上采用了许多大型注塑模具，如汽车壳体、保险杠、洗衣机桶、大周转箱等，这就相应地需要大型模具特别是大型注塑模具。
大型模具设计要求作详细准确地理论计算，由于模具自重大，物料流程长，型腔易变形，因此在结构设计上需作更为周密的考虑。
2.3.4 高精度塑料模具普通模塑塑料制件的精度比机械切削能达到的制件精度低得多。
但是在某些特殊的情况下需要高精度的塑件，例如作为机械零件使用的传动齿轮、轴承等，这种模具的配合精度和运动精度要求都很高、耐磨损、模温控制精确，在高压下成型，收缩变形小[13]。
2.3.5 模具计算机辅助设计(CAD)辅助工程(CAE)这是20世纪70年代迅速发展起来的，到80年代已进入实用化。
不同的软件可分别用于挤塑、注塑、压制、压铸、中空等模具的设计和对模具结构、产品质量进行分析，它由计算机硬件和专用软件组成。
CAD软件的主要功能是几何造型技术，它将制品图形立体地精确地显示在屏幕上，完成制件设计的绘图工作，对制品或模具进行力学分析。
而过程软件(CAE软件)中流动软件可模拟熔体在模内的流动过程。
冷却分析软件可模拟熔体的凝固过程和在模内温度的变化，预测可能出现的问题，如制品缺陷、翘曲、变形、内应力等，使设计结果优化。
计算机能大量储存和方便地查找各种设计数据(数据库)和标准件的图形(图形库)，并能绘出模具的零件和装配图、使设计质量提高，设计速度加快许多倍[14]。
2.3.6 模具制造新工艺的进展塑料模具制造中最困难的部分莫过于型腔，特别是异形复杂型腔的切削加工，若按传统方式进行机械加工，十分费时费工，且难以保证质量。
为缩短制模周期，提高模具精度，减少钳工等手工操作工作量，采用了各种坐标机床、仿形机体、光控机床和数控机床等。
特别是近年来发展起来的计算机辅助制造(CAM)使模具制造技术取得了突破性进展，它采用计算机程序，控制数字机床的刀具和工件运动轨迹和加工程序，来完成模具型腔的加工过程。
采用注射模CAM后，模具的质量大大提高，而且成本降低10％一30％，加工周期缩短20％一50％。
电加工技术的进步给塑料模型腔加工带来了巨大方便，特别是用高硬度、高强度材料制造的型腔可在淬火后直接加工。
最常见的电加工技术有电火花、线切割、电强化、电抛光等。
用计算机程序控制电火花加工是一项正在发展的高效率、高精度型腔加工新技术．估计它将取代很大一部分型腔的机械切削加工工作量。
将模具的计算机辅助设计、辅助工程和辅助制造连成一体的设计与制造系统(即CAD/CAE/CAM 一体化)是在模具型腔结构和尺寸经CAE软件优化后，将用CAD系统建造的型腔几何模型直接生成型腔加工的数控程序单，并指挥相关机床完成型腔的数控加工，模具计算机辅助设计的一些商品化的软件层出不穷，在不断开发过程中，采用CAD/CAE/CAM技术可以使塑模型腔达到±0.0001%的重复加工精度和±0.0002%的准确性[15]。
2.3.7 简易制模工艺的研究为了及时地更新产品的花色品种、降低成本和适应小批量产品生产的要求，开展了简易制模工艺的研究。
