畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）附件本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告題目相機(jī)前蓋注塑模設(shè)計(jì)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院年級(jí)專業(yè)2020級(jí)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名學(xué)號(hào)指導(dǎo)教師教務(wù)處制表一、選題依據(jù)（選題來(lái)源與背景，研究目的，國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，主要參考文獻(xiàn)）（一）選題來(lái)源與背景在日常生活中，相機(jī)被廣泛地使用，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷增強(qiáng)，科研技術(shù)不斷的提升，對(duì)相機(jī)的要求也越來(lái)越高，而相機(jī)在我們生活中也起到了很重要的作用。接下來(lái)是數(shù)據(jù)證明。在全球范圍中，歐洲是最大的市場(chǎng)，約占35%的市場(chǎng)份額，其次是亞太地區(qū)，約占29%的市場(chǎng)份額，2020年，全球的工業(yè)相機(jī)市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到了129百萬(wàn)美元，預(yù)計(jì)2026年可以達(dá)到291百萬(wàn)美元，年復(fù)合增長(zhǎng)率（CAGR）為12.3%（2021－2027）。我們透過(guò)以往數(shù)據(jù)可知，2023年前9個(gè)月，全球共售出569萬(wàn)臺(tái)相機(jī)，同比下降了0.6%，但是銷售金額大幅度上漲了11.7%，達(dá)到了5253億日元，其中共有118萬(wàn)臺(tái)相機(jī)是銷往中國(guó)市場(chǎng)的，在2019年中國(guó)市場(chǎng)全年銷量為145萬(wàn)臺(tái)[1]。與之對(duì)應(yīng)的是，日本市場(chǎng)在2019年出貨量是231萬(wàn)臺(tái)，但是2022年減少至92萬(wàn)；歐洲市場(chǎng)2022年銷量較2019年下降了50.3%，只有239萬(wàn)臺(tái)。由此可見(jiàn)中國(guó)市場(chǎng)銷售勢(shì)頭變得更加強(qiáng)勁，我國(guó)數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)面臨著品牌集中度和進(jìn)口品牌壟斷的問(wèn)題。雖然我國(guó)數(shù)碼相機(jī)品牌商數(shù)量眾多，但市場(chǎng)份額主要由幾家知名品牌主導(dǎo)。同時(shí)，由于國(guó)際品牌在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量、售后服務(wù)等方面的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)口品牌在我國(guó)數(shù)碼相機(jī)市場(chǎng)占據(jù)了較大的份額。隨著我國(guó)的綜合國(guó)力不斷增強(qiáng)，模具技術(shù)不斷提高，試圖自己研發(fā)，自產(chǎn)自銷，慢慢那減少對(duì)國(guó)外進(jìn)口的依賴。近幾年以來(lái)，通過(guò)培養(yǎng)大批的先進(jìn)技術(shù)人才和引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，我國(guó)的注塑模具水平已經(jīng)取得了非常顯著的提高[2]。無(wú)論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量技術(shù)等方面都已經(jīng)有了很大的發(fā)展。但是，由于科研水平以及高層次人才等方面的限制，使我國(guó)與塑料模具制造發(fā)達(dá)國(guó)家的水平還有不小的差距的，很多高精度、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、使用壽命長(zhǎng)的世界先進(jìn)注塑模具每年仍然需要依靠大量的進(jìn)口。隨著產(chǎn)品越來(lái)月大型、復(fù)雜、精密，其模具的成本也越來(lái)越高，模具設(shè)計(jì)與制造由經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)向理論設(shè)計(jì)、數(shù)字設(shè)計(jì)、信息化模擬方向發(fā)展，以相機(jī)前蓋作為載體，來(lái)進(jìn)行后續(xù)的一系列研究[3]。隨著社會(huì)的變遷，技術(shù)的進(jìn)步，從功能完善、加工工藝、外環(huán)設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新與突破。相機(jī)前蓋是在鏡頭安裝前安裝的，其主要作用就是保護(hù)相機(jī)，保護(hù)鏡頭，防止相機(jī)在使用的過(guò)程中受到撞擊和磨碎，所以對(duì)其的使用性能與工藝性能也是有非常高的要求，相機(jī)前蓋注塑模常使用的材料一般是使用金屬外殼、塑料外殼、碳纖維外殼等制成，材料堅(jiān)韌、耐用、防震、防水、防塵等性能要求很高，同時(shí)隨著人們對(duì)產(chǎn)品美觀性的追求，所以在設(shè)計(jì)的時(shí)候也要著重考慮。此外注塑模具已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于我們的生活中，從長(zhǎng)久的發(fā)展來(lái)看，伴隨著新能源汽車、醫(yī)療機(jī)械、智能制造和工業(yè)4.0等新型制造業(yè)在國(guó)內(nèi)的興起和發(fā)展，注塑制品作為制造業(yè)的基礎(chǔ)，需求不斷的攀升，向智能化、自動(dòng)化，將信息技術(shù)應(yīng)用到注塑產(chǎn)業(yè)能夠提高生產(chǎn)效率、降低成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量[4]。因此傳統(tǒng)注塑產(chǎn)業(yè)必將迎來(lái)大改革，迎合國(guó)家的政治政策，全面建成現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)體系，發(fā)展高精尖技術(shù)，這對(duì)于新一代的年輕人來(lái)說(shuō)是個(gè)前所未有的機(jī)遇。研究目的模具乃是生產(chǎn)各類工業(yè)產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備，伴隨塑料工業(yè)的迅猛發(fā)展，以及塑料制品在各個(gè)工業(yè)部門的廣泛推廣與應(yīng)用，產(chǎn)品對(duì)于模具的要求也是日益增高[5]，傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計(jì)方式已然難以適應(yīng)現(xiàn)今的需求了。相較于傳統(tǒng)的注塑模設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（如UG、Moldflow）,不管是在提升生產(chǎn)率、確保產(chǎn)品質(zhì)量上，還是在降低成本、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度等方面，均展現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢(shì)。隨著科技的快速發(fā)展和信息技術(shù)的普及應(yīng)用，數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)不可或缺的一部分，為了適應(yīng)這一變革，制造業(yè)需要越來(lái)越多的數(shù)字化人才來(lái)推動(dòng)社會(huì)的發(fā)展和創(chuàng)新。國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀在社會(huì)的不斷發(fā)展過(guò)程中，塑料產(chǎn)品得以廣泛的應(yīng)用。對(duì)于模具的設(shè)計(jì)，已經(jīng)成為衡量國(guó)家制造業(yè)發(fā)展程度的重要標(biāo)準(zhǔn)之一[6]。在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家，注塑模具制造業(yè)逐步同標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的方向發(fā)展。從上個(gè)世紀(jì)60年代開(kāi)始，國(guó)外注塑模具CAD/CAE技術(shù)伴隨著通用機(jī)械技術(shù)的不斷發(fā)展而得以快速發(fā)展，并且為我國(guó)注塑模具的技術(shù)發(fā)展提供理論依據(jù)及技術(shù)幫助[7]。如美國(guó)PTC公司，采用Pro/E軟件進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)，它是一個(gè)集成功能和三維造型的軟件，得到業(yè)界的普遍的認(rèn)可和廣泛推廣[8]。美國(guó)EDS公司的推出CAD/CAM軟件UG，為產(chǎn)品的設(shè)計(jì)及加工提供了全方位的數(shù)字化造型和驗(yàn)證手段，在工藝設(shè)計(jì)以及虛擬構(gòu)造設(shè)計(jì)方面都能為客戶提世非常好的解決途徑[9]。澳大利亞MOLDFLOW公司推出的CAE分析軟件，它能夠有效的驗(yàn)證并且優(yōu)化塑件以及注塑成型過(guò)程，人們可以通過(guò)這個(gè)軟件進(jìn)行仿真模擬，獲得仿真結(jié)果，并從壁厚、澆口位置等方面進(jìn)行分析來(lái)研究產(chǎn)品的可制造性，用戶可以通過(guò)此軟件來(lái)設(shè)計(jì)出較好結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，減小工作量等[10]。美國(guó)Solidworks公司推出Solidworks軟件，該軟件屬于一款全參數(shù)化的特征造型軟件，為復(fù)雜三維造型的實(shí)現(xiàn)提供了有效的方法，并且可以便捷有效的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜產(chǎn)品的裝配，另外推出了一款專門用于模具設(shè)計(jì)的工作集，為模具的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)提高了速度、精度及效益。CAE技術(shù)的廣泛推廣以及快速的發(fā)展，在國(guó)外較為朋顯，目前發(fā)達(dá)國(guó)家的CAE水平已經(jīng)達(dá)到較高的水平，在工業(yè)應(yīng)用方面已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化階段[11]。采用CAD/CAE技術(shù)提高了產(chǎn)品的復(fù)雜性、多樣性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性等提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。而相對(duì)于國(guó)外，國(guó)內(nèi)的CAD/CAE的應(yīng)用起步較晚，發(fā)展水平較低。但近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)方面的發(fā)展，國(guó)內(nèi)注塑模具的CAD/CAE技術(shù)的應(yīng)用也伴隨其快速發(fā)展，并且促進(jìn)了國(guó)內(nèi)注塑模具市場(chǎng)的發(fā)展[12]。目前，許多研究人員開(kāi)始采用各種計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的研究，為注塑模具的發(fā)展提供動(dòng)力及有效方法。如鄭州大學(xué)工學(xué)院推出了注塑模具CAE技術(shù)軟件的Z-MOLD系統(tǒng)。該系統(tǒng)由許多模塊組成，包括前期的設(shè)計(jì)、流動(dòng)分析、保壓分析以及前后處理模塊，可以快速的進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)與分析，提高塑料模具的質(zhì)量，并且縮短了模具開(kāi)發(fā)的時(shí)間[13]。伴隨著模具市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，研究人員對(duì)模具設(shè)計(jì)軟件的研究也在不斷地深入，研究方面也在不斷擴(kuò)大。如2010年周莉研究了成型調(diào)制解調(diào)器外殼的注塑模具型腔，研究模具型腔的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作狀態(tài)論文網(wǎng)，通過(guò)有限元分析軟件MSC。Patran進(jìn)行靜力分析以及壽命的分。根據(jù)有限元分析的結(jié)果，可以獲得不同型腔壓力下的應(yīng)力分布及位移變化，通過(guò)對(duì)應(yīng)力云圖和位移云圖的研究，并結(jié)合疲勞強(qiáng)度理論對(duì)模具型腔進(jìn)行壽命分析，然后對(duì)應(yīng)力集中處進(jìn)行優(yōu)化分析與設(shè)計(jì)，顯著地提高了模具的使用壽命[14]。2012年曾信對(duì)注塑模具中的關(guān)鍵零部件頂針組進(jìn)行分析，研究誤差建模分析的解析方法與數(shù)值解法。但是采用的分析方法也會(huì)產(chǎn)生誤差，并且對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生了一定的影響，因此需要對(duì)注塑模具的關(guān)鍵零件進(jìn)行分析優(yōu)化，減小一定誤差，提高塑件質(zhì)量水平。陳國(guó)靖采用ANSYS軟件進(jìn)行強(qiáng)度和疲勞分析，并從分析結(jié)果中獲得應(yīng)力應(yīng)變圖以及疲勞壽命值，通過(guò)有限元分析軟件獲得精確的分析結(jié)果，并且根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行結(jié)構(gòu)和制造工藝兩方面的優(yōu)化，采用此類分析方法可以顯著地減少實(shí)驗(yàn)與設(shè)計(jì)成本，并且縮短了設(shè)計(jì)周期。此后注塑模具CAD/CAE技術(shù)趨于集成化發(fā)展，數(shù)學(xué)模型和算法得到進(jìn)步的完善，人工智技術(shù)能夠得到很好應(yīng)用[15]。在國(guó)際發(fā)展的洪流中要不斷提高自身實(shí)力，發(fā)展科技，加強(qiáng)與國(guó)外的交流，取其精華，去其糟粕，讓我們的模具技術(shù)走向世界。（四）主要參考文獻(xiàn)趙龍志,趙明娟,付偉.現(xiàn)代注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2013:24-32.張維合.注塑模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2011:19-21.宋滿倉(cāng).注塑模具設(shè)計(jì)[M].電子工業(yè)出版社,2010:53-56.葉久新,王群,李落星,等.塑料成型工藝及模具設(shè)計(jì)[M].機(jī)械出版社,2008:101-102.張樹(shù)永.高?；瘜W(xué)類專業(yè)課程思政建設(shè)目標(biāo)與實(shí)現(xiàn)途徑芻議——以物理化學(xué)課程教學(xué)為例[J].大學(xué)化學(xué),2019,34(11):4-9.洪慎章編著.《實(shí)用注塑成型及模具設(shè)計(jì)》[J].模具制造,2006(7):77-77.王孝培.塑料成型工藝及模具簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2000:28-30.黃虹.塑料成型加工與模具[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2009.何佳春,周洋,劉定勝.可換鑲件多功能教學(xué)注射模設(shè)計(jì)[J].模具制造,2024,24(01):30-33.仲陽(yáng).注塑模具設(shè)計(jì)與制造標(biāo)準(zhǔn)化體系的研究[J].設(shè)備管理與維修,2018,000(010):15-16.葉久新,王群.塑料制品成型及模具設(shè)計(jì)[M].湖南科學(xué)技術(shù)出版社,2015.KazmerDO.InjectionMoldDesignEngineering[J].InjectionMoldDesignEngineering,2016:I,III,IV–V,VII–XXIV.TaiBL,RooneyD,StephensonF,etal.Developmentofa3D-printedexternalventriculardrainplacementsimulator:technicalnote.[J].JournalofNeurosurgery,2015,123(4):1-7.趙錦.CAE/CAD技術(shù)在塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].科技資訊,2023,21(16):112-115.陳如香,胡一博,張國(guó)軒,等.冰箱抽屜注塑成型模流分析與優(yōu)化[J].模具技術(shù),2022(5):8.二、研究?jī)?nèi)容（研究?jī)?nèi)容，研究思路，研究方法）（一）研究?jī)?nèi)容針對(duì)注塑模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，首先考慮塑件材料特性和成型特點(diǎn)能否適用塑件形狀成型要求，要保證結(jié)構(gòu)的完整、性能的完善、表面的光潔度。首先要使用UG對(duì)相機(jī)前蓋進(jìn)行建模，再使用Moldflow進(jìn)行有限元分析，在考慮并分析相機(jī)前殼的特性和加工中可能存在的問(wèn)題，本論文的研究?jī)?nèi)容主要為：對(duì)相機(jī)前蓋進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)并進(jìn)行工藝分析確定工藝方案。對(duì)相機(jī)前蓋進(jìn)行三維分析。運(yùn)用模擬軟件進(jìn)行模具流動(dòng)分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)。（二）研究思路1.首先查閱大量資料、文獻(xiàn)結(jié)合自己所學(xué)專業(yè)知識(shí)，并與導(dǎo)師進(jìn)行溝通了解和認(rèn)識(shí)自己所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，確定產(chǎn)品的工藝；2.分析相機(jī)前蓋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，確定加工工藝，初步完成對(duì)相機(jī)前蓋的基本設(shè)計(jì)；3.使用UG軟件建立相機(jī)前蓋三維模型；4.計(jì)算所需要的參數(shù)，對(duì)相機(jī)前蓋進(jìn)行三維分析，使用UG進(jìn)行建模；5.使用UG做出合理的整體結(jié)構(gòu)；6.進(jìn)行有限元分析。（三）研究方法1.UG軟件可以高效進(jìn)行建模和編輯，可以快速進(jìn)行模型的構(gòu)建和修改，提高設(shè)計(jì)效率，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，滿足相機(jī)前蓋從建模、模架的選擇、標(biāo)準(zhǔn)件的選擇等周期的全過(guò)程。2.UG軟件可視化效果好，不僅可以生成逼真的三維可視化效果，還便于更好地展示和評(píng)估設(shè)計(jì)方案。3.使用Moldflow軟件可以有效的對(duì)相機(jī)前蓋進(jìn)行模流分析，可以優(yōu)化相機(jī)前蓋的工藝，明確注塑參數(shù)，如預(yù)測(cè)澆口位置、注射壓力、溫度、速度等，進(jìn)而提升制品的質(zhì)量水準(zhǔn)。4.使用Moldflow軟件可以預(yù)測(cè)相機(jī)前蓋缺陷，能夠預(yù)先察覺(jué)到可能產(chǎn)生的熔線痕、氣穴等問(wèn)題，方便提前施行應(yīng)對(duì)舉措加以解決。工作內(nèi)容內(nèi)容時(shí)間安排查閱大量資料，撰寫開(kāi)題報(bào)告2023.11.01—2023.12.15進(jìn)行注塑模設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作2023.12.16—2023.01.15設(shè)計(jì)注塑模的結(jié)構(gòu)和尺寸2024.01.16—2024.03.10撰寫論文及修改2024.03.11—2024.04.05修改設(shè)計(jì)，制作論文PPT，準(zhǔn)備答辯2024.04.06—2024.05.29四、審核意見(jiàn)指導(dǎo)教師意見(jiàn)：經(jīng)過(guò)深入的市場(chǎng)調(diào)研和文獻(xiàn)回顧，學(xué)生成功確定了課題的實(shí)用價(jià)值，并確保了研究方向與個(gè)人專業(yè)發(fā)展的高度契合。在此基礎(chǔ)上，建議學(xué)生采用UGNX這一行業(yè)領(lǐng)先的模具設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行實(shí)踐操作，這不僅將促進(jìn)學(xué)生掌握注