本科毕业设计文献综述

瓶盖注塑模设计综述

学 生：林永明

学 号：23号

专 业：材料成型及控制工程

班 级：材A0711

指导教师：李永志

机械与材料工程学院

二O一O年x月

前言

本篇毕业设计的题目是《瓶盖注塑模设计》。如今，我国塑料的年产量达1500万吨，其用途已渗透到国民经济各部门以及人民生活的各个领域，它已和钢铁、木材和水泥并称为材料领域的四大支柱！在塑料制品生产中，合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具，被称为塑料制品成型技术中的“三大支柱”。尤其是注塑模的选用不仅决定着塑料产品的成本，也决定着制品的质量与产量！

随着我国塑料工业的快速发展，对塑料制品的要求也越来越高，由此对塑料模的设计与制造的要求也越来越高。面对这种现象，本文将从模具设计软件出发，利用图书、互联网信息等方法，探求我国模具设计的二维设计软件及三维设计软件，即CAD/CAM/CAE和Pro/E，UG等软件对模具设计的发展现状和发展趋势。

正文

近年来，塑料模具工业迅速发展，体现在模具产品向着大型、精密、复杂的方向发展，综合技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短。因此，这就要求模具的设计水平的有待提高，CAD/CAM/CAE和Pro/E，UG等软件做为模具设计的主要工具软件也将面临着迅猛发展！

1、我国塑料模具的发展现状

1.1 我国塑料模具发展现状及与国外先进水平的主要差距

国内大多数冶金厂设备、工艺较落后，大多采用电炉冶炼，钢的纯度差，表面脱碳层深、碳化物级别高、疏松超标。钢材的冶金质量低、成材率低，一般质量的模具钢多，高质量的模具钢材少。而国外模具钢生产80％以上采用真空精炼和电渣重熔生产，钢材纯度、等向性高。而国内通过电渣重熔生产的模具钢所占的份额很少，大约1[10。国外发达国家的模具钢成材率在85％～90％ ，而国内成材率仅为70％ 。与国外相比存在很大差距。

我国列入国家标准中的塑料模具钢仅为3Cr2Mo和3Cr2MnNiMo。国外常用的塑料模具钢已形成较完整的系列，如美国塑料模具钢有7个钢号，形成完整的P系列：日本日立金属公司有15个钢号：日本大同特殊钢13个钢号。我国塑料模用钢 的随意性较大，80％是用碳钢和40Cr钢。对于复杂、精密模具，为避免热处理变形，一般在退火态、正火态或调质态加工使用，因此寿命仅为国外同类模 具的1／10～1[2。国内汽车塑料模具企业大多愿意选用德国、日本、瑞典三大系列的模具钢，高光模具材料用NK80、2738、P20；关键模具材料用进口的

2738、NAK80、S136等。但是，在国内购买欧洲模具钢材，价格上扬30％ ～4O％ ，严重影响了国内模具的竞争力。

国际上，汽车模具已进入专业化、标准化阶段，汽车模具基本是由专业的模具制造商提供，模具商品化率在70％以上，还有许多专门生产模具标准件的企业，汽车模具标准件多达几百种。国外模具的标准化率可达85％(如德国、日本)，中小模具的局部结构标准化程度高(如日本的手机模具)。德国的保险杠模具，模架是标准的，热流道是标准的，和国内相比，周期快，成本降低30％。国内模具企

业大型模具的标准化程度约为25％ ～30％。模具的标准化程度已成为制约国内模具制造周期的瓶颈之一。也影响了国内模具的竞争力。

1.2 我国塑料模具发展目标

对模具需求旺盛的行业包括航空航天、国防军工、轨道机车、工程机械等行业，尤其是总投资达2 200亿元的京沪高铁项目、超过300亿元投资规模的大飞机项目等，必将会给塑料模具行业带来新的挑战和机遇。因此，塑料模具的发展必须依托国家重点建设工程，面向六大产业(交通运输产业、汽车产业、信息产业、重大装备产业、电站及输配电设备产业)及其重点行业。特别是围绕汽车产业、信息产业，大力发展IT行业的精密注塑模、汽车业的覆盖件模具和大型注塑模。大规模开展技术改造，提高基础配套件和基础工艺水平；通过加快企业兼并重组和产品更新换代，促进产业结构优化升级，全面提高产业竞争力，引导专业化零部件生产企业向“专、精、特”方向发展，形成优势互补、协调发展的产业格局。

2、浅析模具产品设计技术应用及发展趋势

2.1 模具CAD/CAM/CAE的发展概况

国外模具CAD／CAM技术的研究始于上世纪xx年代末，当时美国、日本、德国、加拿大等发达国家开始对冲模CAD进行研究。进入xx年代，出现了面向中小企业的cAD／CAM 的商品软件，如日本机械工程实验室成功研制的冲裁级进模CAD系统，美国DIECOMP公司成功地研制出计算机辅助设计级进模的PDDC系统。但仅限于二维图形的简单冲裁级进模，其主要功能如条料排样、凹模布置、工艺计算和NC编程等。xx年代，弯曲级进模CAD／CAM 系统开始出现，美国、日本等工业发达国家的模具生产绝大多数采用了CAD／CAM技术。为了能够适应复杂模具的设计，富士通系统采用了自动设计利交互设计相结合的方法，在该系统中除毛坯展开、弯曲回弹计算和工步排序为自动处理外，其余均需要设计人员的参与。这些系统均具备实体造型和曲面造型的强大功能，能够设计制造汽车零部件的模具。进入xx年代后，国外CAD／CAM技术向着更高的阶梯迈进。在xx年代的基础上，从软件结构，产品数据管理，面向目标的开发技术，产品建模和智能设计，质量检测等方面都有所突破，为实现并行工程提供了更完善的环境。印度学者YK．D．V．Prassad。S．Sore Sundoram等开发了普通冲裁模CAD／CAM 系统(CADDS)，美国Striker-Systems公司开发了冷冲模设计软件系统SS．Die Professional等。另外UG、PROE、CAXA等软件的成功开发，使得模具CAD／CAM的功能更加完善，应用也更加广泛。

模具CAE技术经过短暂的时间，已用在压铸模、注塑模、锻模、挤压模、冲压模等模具的优化，并在实际中指导生产。压铸模CAE目前主要以压铸件充型的流场数值模拟、压铸模／压铸件温度场模拟、压铸模／压铸件应力场数值模拟为主。注塑模CAE主要包括模具结构分析、运动分析、装配及干涉检查、成型过程分析等。挤压模CAE主要对生产过程中模具的变形过程应力场和温度场分布及变化、摩擦与润滑等问题进行了大量的分析和实验，实现模具的优化设计。塑料注射成型CAE商品化软件中应用最广泛的当数美国moldflow 公司的模拟软件MF，该软件主要包括流动模拟(MF／FLOW)、冷却分析(MF／COOL)、翘曲分析(MF／WARP)、气辅分析(MF／GAS)~I]应力分析(MF／STRESS)等。该公司于19xx年推出准三维的双面流软件(PartAdviser)，20xx年推出真三维的实体流软件模 块， 目前该公司在世界上拥有较大的客户群。

我国的计算机技术起步较晚，模具CAD／CAM 的开发始于2O世纪7O年代末，但发展也相当迅速。到目前为止，通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普通冲裁模、辊锻模、锤模和注塑模等cAD／CAM系统，它们在生产中发挥着重要的示范作用并产生巨大的经济效益。8O年代中、后期，我国的冲模CAD研制工作进入了全面发展阶段，不少企业、科研院所大专院校都开发了面向中国制造的CAD软件，强调软件产品的专业化和本地化。如天津大学的TD系统和一汽、二汽企业用的模具CAD／CAM系统。从上世纪9O年代开始，华中科技大学、西安交通大学和北京机电研究院等相继开展了级进模CAD／CAM系统的研究和开发。如华中科技大学模具技术国家重点实验室在AutcCAD软件平台上开发出基于特征的级进模CAD／CAM系统HMIC，包括钣金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准件及典型结构建库工具和线切割自动编程5个模块。西安交通大学开发出多工位弯曲级进模CAD系统等。近年来，国内一些软件公司也竞相加入了模具CAD／CAM系统的开发行列，如深圳雅明软件制作窒开发的级进模系统CMCAD、富士康公司开发的用于单冲模与复合模的CAD系统Fox-CAD、北航研发的CAXA等。

最近几年国内CAE技术有了很大的进展，如湖南大学以先进冲压CAE技术为突破口，开发出一套包括冲压工艺设计和汽车覆盖件模具设计与制造的系列化软件 冲压仿真CAE系统LADE M．II采用了先进的理论和算法，在保证冲压件变形计算精度的前提下显著地提高了分析速度。冲压工艺分析与设计系统LADE M．ⅡI采用壳体失稳理论预测覆盖件成形中的起皱趋势，同时采用基于仿真的毛坯反算技术，实现了复杂零件的毛坯形状和尺寸迭代反求。

2.2 模具CAD／CAM／CAE技术发展的趋势

随着现代化技术的迅速发展，模具在国民经济发展过程中将处于越来越重要的地位。针对模具CAD／CAM／CAE存在的问题，总结其发展趋势主要有以下几个方面：

(1)标准化

CAD 软件一般应集成在一个异构的工作平台之上，只有依靠标准化技术才能解决CAD系统支持异构跨平台的环境问题。目前，除了CAD支撑软件逐步实现ISO 标准和工业标准外，面向应用的标准零部件库、标准化设计方法已成为CAD 系统中的必备内容，并向合理化工程设计的应用方向发展。

(2)网络化与协同设计

近年来，模具工业规模的不断扩大 IIntemet技术的不断完善，公司之间的协作不断的加强。设计人员通过网络共享资源信息，同时对模具的设计与制造进行操作和评价，使一个项目在多台计算机上协作完成，节省了大量的人力物力财力。网络化协同设计是模具设计与制造发展的必然趋势。

(3)开放性

CAD，CAM，CAE系统目前广泛建立在开放式操作系统Windows和高讲课的效率和教学效果。但这种方式仍有一定缺点。首先多数学生高中时期没有接触这种教学方法，缺乏相应学习经验。其次，授课过程中，教师将讲授内容作成电子教案和教学课件进行课堂演示，信息量大、速度太快，学生无法做到边听课边做笔记，留给学生印象较浅，容易遗忘。最后，学习过程仍然以听讲为主，自主学习和相互学习的积极性仍然没有充分调动起来。

3、三维软件在模具设计中的应用

Pro/ENGINEER是目前最为普及的三维软件系统，广泛应用于电子、机械、工业造型、航空航天、家电的领域。Pro/Engineer集零件设计、装配、工程图、钣金件设计、模具设计、NC加工、造型设计、逆向工程、运动模拟、有限元分析于一体，基本覆盖了产品加工的全流程。

总结

随着社会需求对模具的要求越来越高，模具工业生产仍将作为现代工业生产的主流而服务于社会。模具设计者们将必须对模具设计软件对模具设计的重要性要有深刻的认识，并要求能熟练的掌握至少一种二维软件和一种三维软件的应用。目前，cad／cae／cam技术、快速模型制造技术在模具工业中的应用，使模具的设计制造技术发生了重大变革。模具设计软件也将随时代的发展变的越来越完善，进一步推动社会的进步！

参考文献

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[2] 依然.《模具设计和加工技术的发展方向》，航空制造技术·20xx年第7期

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[4] 苗君明 刘铁.《模具CAD/CAM/CAE的现状与发展趋势》，电大理工，20xx年x月第1期

[5] 马斌，《模具CAD技术及其发展趋势浅析》，渝州大学学报（自然科学版），20xx年x月第19卷第1期

[6] 严爱芳，《CAD技术在模具设计中的应用及其发展趋势》，浙江水利水电专科学校学报，20xx年x月第15卷第2期

[7] 包荣华，《CAD/CAM在注塑模具设计中的应用》，模具制造，20xx

[8] 中国模具工业协会，《模具设计和加工技术的发展方向》，航空制造技术，20xx年第7期

[9] 鲁国超，《浅析模具产匹马设计技术应用和发展趋势》，L工程技术，86-86

[10] 周利民，《国内外注塑模具的发展趋势》，模具工程，20xx/11

[11] 武兵书，《中国模具工业的发展及现状——第十三届中国国际模具技术与设备展览会形式分析》，航空制造技术，20xx年第7期

[12] 王匀，《PRO/E Wildfire模具设计》，北京：机械工业出版社，20xx

[13] 刘建超，《模具CAD/CAM》，北京：化学工业出版社，20xx

[14] Thomas M.Crandell,CNC Machining and Programming.An Introduction (Second Edition), New York,U.S.A,Industrial Press,Inc.,20xx

[15] Peter Smid,CNC programming handbook(Second Edition), NewYork,U.S.A,Industrial Press,Inc.,20xx

第二篇：文献综述

本科毕业设计（设计）

文献综述

题目： 多层框架结构钢筋混凝土光学仪器厂房建筑与结构设计 学院： 城乡建设学院 专业： 土木工程 班级： 0902

学号： 20xx224050214

学生姓名： 刘磊

指导教师： 杜喜凯

完成日期： 20xx年x月x日

一、前言部分：

大学四年的最后阶段，毕业设计是最后一个重要的一个作业，做毕业设计是学会如何将大学四年的课堂知识应用到工程实践中去。它是对我们大学阶段所学知识的一次综合运用，不但能使我们各方面的知识系统化，而且使所学知识实践化。通过毕业设计，要求我们了解并且掌握建筑设计，尤其是结构设计的全过程，培养我们独立分析解决实际问题的能力及创新能力，并锻炼我们调查研究，搜集资料、查阅资料及阅读中、外文文献的能力等，为以后独立工作贡献社会做大学期间最后的准备。

我选择的设计题目是：嘉兴市南湖区王安里小区住宅楼设计，建筑层数5层。随着现代社会的高速发展，房地产行业显得越来越重要，居民住宅是是我国房地产行业的主体及核心，设计的技术也是比较成型的，而作为一名本科毕业生，从简单的住宅楼设计入手还是比较合理的。

框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。因此，选择框架结构作为住宅楼的主体结构是比较合理的。

二、主题部分： 一般框架结构是由楼板、梁、柱及基础4种承重构件组成的，由主梁、柱与基础构成平面框架，各平面框架再由连续梁连接起来而形成的空间结构体系。在合理的高度和层数的情况下，框架结构能够提供较大的建筑空间，其平面布置比较的灵活，可适合多种工艺与使用功能的要求。

多层钢筋混凝土框架结构设计可以分为四个阶段：一是方案设计，二是结构分析，三是构件设计，四是绘施工图。结构分析和构件设计是结构设计中的计算阶段，在现代，已由电子计算机承担这一工作，常采用PKPM建模计算。但是，结构的计算并不能代替结构的设计。良好的结构设计的重要前提，应该是合理组织与综合解决结构的传力系统、传力方式，良好的结构方案是良好结构设计的重要前提。

多层框架结构的平面布置形式非常的灵活，将框架结构按照承重方式的不同分为以下三类：

(1)横向框架承重方案,以框架横梁作为楼盖的主梁,楼面荷载主要由横向框架承担。由于横向框架数往往较少,主梁沿横向布置有利于增强房屋的横向刚度.同时,主梁沿横向布置还有利于建筑物的通风和采光。但由于主梁截面尺寸较大,当房屋需要大空间时,净空较小,且不利于布置纵向管道。

(2)纵向框架承重方案 以框架纵梁作为楼盖的主梁,楼面荷载由框架纵梁承担。由于横梁截面尺寸较小,有利于设备管线的穿行,可获得较高的室内净空。但房屋横向刚度较差,同时进深尺度受到预制板长度的限制。

(3)纵横向框架混合承重方案 纵横向框架混合承重方案是沿纵横两个方向上均布置有框架梁作为楼盖的主梁,楼面荷载由纵,横向框架梁共同承担。它具有较好的整体工作性能。

.在发生地震时，框架柱首当其冲，一旦出现塑性铰，将危及该柱距范围内的上层建筑，并可能引起相邻柱距范围的上层建筑连续倒塌，所以框架结构不宜采

用单跨形式；且纵横两个方向的水平地震作用都由抗侧力构件承担，结构应设计成双向框架体系；框架结构的柱与梁宜上下左右贯通，不宜采用复式框架；以及砖混框—剪结构。在填充墙的布置方面：宜采用轻质材料，且应避免形成上、下层刚度变化过大；避免形成短柱；减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。

在地震力作用下，框架柱尤其是角柱和大开间、大进深的边柱，一般均处于双向偏心受压状态，而电算程序是按两个方向分别为单向偏心受压的平面框架计算配筋。因此，框架柱配筋应进行如下调整：一是选择最不利的方向进行框架计算，也可对两个方向均进行计算后取较大值方向的配筋，并采用对称配筋；二是控制柱单边方向钢筋的最少根数。四是选择井字形或菱形的框架柱箍筋形式，以增强箍筋对混凝土的约束；五是由于多层框架电算一般不考虑温度应力和基础不均匀沉降问题，当多层框架水平尺寸较大以及地基为软弱土层或地基土层不均匀时，可适当再稍放大框架柱的配筋。

最后，我们还要进行“三水准、两阶段”设计方法进行抗震设计：首先是做好“强柱弱梁”的设计，由于框架柱受轴向压力作用，其延性通常比梁的延性小，一旦框架柱先于框架梁出现塑性铰，就会产生较大的层间位移，甚至形成同层各柱上下端同时出现塑性铰的“柱铰结构”，从而危及结构承受垂直荷载的能力。 其次做好“强剪弱弯”的设计，为了防止梁端，柱端在弯曲屈服前出现脆性剪切破坏，在设计中要求做到“强剪弱弯” 亦即构件的受剪承载力要大于构件弯曲时实际达到的剪力。再次做好“强节点弱构件”的设计，还要对节点进行抗震结构设计要求框架节点核芯区不先于梁柱破坏。

三、总结部分： 由于框架结构具有空间大、平面布局灵活多样的特点，满足了人们不断追求使用个性化的要求。随着社会的不断发展和人们物质生活水平的提高，框架结构(住宅、公共建筑)将会得到较大发展。设计多层框架结构，设计人应首先判断结构方案的可行性，对可能碰到的问题，提前采取措施予以解决，并对所有计算结果认真分析、判断，准确无误后方可应用于实际工程。

在整个毕业设计的过程中，我们要通过运用各种通用图集和设计规范以及国家、地方标准，完成住宅楼建筑的结构选型，结构布置，结构设计及建筑图、结构图、施工图的绘制。这不仅要求我们有较强文献检索、规范应用、图集观摩、综合应用所学各门专业知识，分析和解决问题的能力，还要具有独立思考、独立设计、创新的精神。 综上所述,对于我来说,在做嘉兴市南湖区王安里小区住宅楼设计时,要根据规范以及实际的环境,选取构件参数和设计参数。此外,还要多了解一些结构细部构造等设计，通过查看规范,导师的指导,对建筑结构的设计有一个具体的认识,争取将毕业设计作好。

对每个土木工程专业的毕业生来说，这是一次很好的机会，我们用它来检查和提高我们对基础理论和专业知识的理解、掌握程度及综合应用的实践能力。这也是毕业设计的目的和意义所在。

四、主要参考文献：

规范类：

1、《民用建筑设计通则》JGJ37-87；

2、《建筑设计防火规范》GB50016-20xx；

3、《建筑结构荷载规范》GB5009-20xx；

4、《混凝土结构设计规范》GB5010-20xx；

5、《建筑制图标准》GBJ104-87；

6、《房屋建筑制图统一标准》GBJ1-86；

7、《办公建筑设计规范》JGJ67-89；

8、《建筑抗震设计规范》GB5011-20xx；

9、《建筑地基基础设计规范》GB5007-20xx；

10、《砌体结构设计规范》GB5010-20xx；

11、《建筑桩基技术规范》JGJ94-94；

指导书类：

《房屋结构毕业设计指南》，周果行编著，中国建筑工业出版社。

教材类：

《建筑制图》、《房屋建筑学》、《地基与基础》、《结构力学》、

《钢筋混凝土设计与原理》、《建筑抗震》以及其他相关标准图集和专业技术资料。

五、指导教师评语：

指导教师签字：年月日