吹風機頭的注射模設計【一模一腔】【側抽芯】【說明書+CAD+PROE】

吹風機頭的注射模設計【一模一腔】【側抽芯】【說明書+CAD+PROE】,一模一腔,側抽芯,說明書+CAD+PROE,吹風,機頭,注射,設計,說明書,仿單,cad,proe 南京理工大學泰州科技學院 畢業(yè)設計(論文)開題報告 學 生 姓 名： 張榮 學 號： 05010144 專 業(yè)： 機械工程及自動化 設計(論文)題目： 吹風機頭的注射模設計 指 導 教 師: 殷勁松 2009 年 3月 22日 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）； 4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 摘要 塑料工業(yè)近20年來發(fā)展十分迅速，早在7年前塑料的年產量按體積計算已經超過鋼鐵和有色金屬年產量的總和，塑料制品在汽車、機電、儀表、航天航空等國家支柱產業(yè)及與人民日常生活相關的各個領域中得到了廣泛的應用。塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成形，世界塑料成形模具產量中約半數(shù)以上是注塑模具。隨著現(xiàn)代塑料制品的形狀越來越復雜，塑料模具的設計也越來越復雜。在現(xiàn)代模具設計制造過程中都運用了 CAD/CAE/CAM、先進設備、手工加工、檢測手段、反向工程、快速成型的方法[1]。 關鍵詞 塑料工業(yè) 注射模具 CAD/CAE/CAM 1 我國塑料模具背景 隨著科學技術的快速發(fā)展，全球一體化的進程不斷加快，人們對生活的質量也提出了更新、更高的要求。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等行業(yè)的塑料制品需求量正在逐年增大，其內容也在不停的變化中，從而促使模具制造業(yè)快速地發(fā)展，而模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項基礎產業(yè)，也是將技術成果轉化基礎之所在，同時模具工業(yè)又是高新技術產業(yè)的重要領域[2]。模具是工業(yè)生產中的重要的工藝裝備，它被用來成型具有一定形狀和尺寸的各種制品。一個國家模具生產能力的強弱、水平的高低、直接影響著許多工業(yè)部門的新產品和老產品的根新?lián)Q代，影響著產品質量和經濟效益的提高。 在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。對塑料模具的主要是：壓塑成型模具，注塑成型模具，傳遞成型模具，中空制品吹塑成型模具，和熱成型模具六種[3]。這六種加工方法都廣泛應用于我們的塑料制品加工中。塑料制品加工行業(yè)的顯著特點之一是高效率、大批量的生產、這種生產方式要求盡量縮短模具的生產周期，提高模具的制造質量。注塑模具的設計要考慮到塑料熔體流體行為、冷卻行為等加工方面的問題，又要考慮模具制造裝配等結構方面的問題[4]。 我們對塑料模具的全面要求是：能高效的生產出外觀和性能均符合使用要求的制品。模具使用時要求高效率，自動化，操作方便等。模具的制造要求模具零件的加工工藝性能好，選材合理，制造容易，成本低廉。而且在我國的塑料模具使用上，以注塑模具的使用量最大，也最為普遍[4]。 2 我國塑料注射模具的發(fā)展現(xiàn)狀 對于傳統(tǒng)的注塑模具設計我們普遍采用純人工的方法，從計算到制圖等涉及完全由人靠人工完成。而隨著計算機技術的發(fā)展，以及大型的計算機輔助軟件的日趨成熟，我們更多地采用計算機輔助技術。二十世紀50年代的出現(xiàn)到80年代的實用化，計算機輔助技術給人類的工作大大減少了工作量，并增加了設計的準確性。對于塑料制件的設計，整個的過程包括造型設計，力學分析以及圖形的繪制。這些都可以通過計算機輔助設計（CAD）進行。通過人機交互操作的方式，可以在計算機上直觀地、形象地、建立之間的三維幾何模型，并能從不同的角度觀察設計的效果。同時又可通過計算機快速準確地進行理論塑件的分析計算。利用數(shù)據(jù)庫和圖形庫進行機構設計，最后完成詳細設計，編織技術文件，和繪制全部圖紙[5]。對于塑料注塑模具的設計，同樣可以通過計算機輔助完成，我們對不同的模具設計可以使用不同的軟件，在設計完成后還可以通過CAE軟件進行對熔體在模熱流動過程的模擬，冷卻分析軟件可以通過計算機模擬熔體冷卻凝固的過程和模內的溫度變化，如制品缺陷，翹曲，變形，內應力等的設計優(yōu)化。 隨著計算機技術的迅速發(fā)展，產品的設計和生產方法都在發(fā)生著顯著的變化。計算機輔助技術已經逐漸成為了我們在日常工程中不可缺少的一種工具。它主要是計算機輔助設計（CAD），計算機輔助工程(CAE)，計算機輔助制造(CAM) 等技術的有機結合。它具有高智力，知識密集，綜合型強，效益高等優(yōu)點。 2.1 現(xiàn)代塑料注射模具的設計 對一般的產品而言，生產過程可以分為初步設計，詳細設計，生產準備和生產制造四個階段。在初步設計階段，可以用計算機進行文獻的檢索，以及使用相關的軟件進行幾何建模，性能預測，機構分析，強度分析，等數(shù)值模擬分析計算。在詳細設計階段，利用計算機進行詳細的幾何建模，性能預測，機構分析，強度分析，等數(shù)值模擬分析計算，然后通過對存儲在數(shù)據(jù)庫中的設計標準，規(guī)范等數(shù)據(jù)進行檢索，然后進行細致的幾何形狀和結構修改，建立幾何模型[2]。 在市場競爭日益激烈的今天，企業(yè)要想在市場競爭中占有一席之地，就必須在各方面提高自己。比如，提高生產率，降低產品的生產周期，降低產品在開發(fā)中的成本等，而這些都可以通過采用計算機輔助技術達到。利用現(xiàn)代的CAD、CAE、CAM、CAPP、CAGP等技術可以使產品的設計水平和制造水平大大的提高。將計算機技術與工程中領域中的專業(yè)技術結合起來，實現(xiàn)產品的創(chuàng)新設計、制造，已成為新一代發(fā)展技術的核心。而且，現(xiàn)在，計算機工程上使用的軟件在飛速的發(fā)展。有很多大公司的軟件已經十分成熟，如美國EDS公司的UG 、美國PTC公司的 Pro/Engineer、美國SDRC的I—DEAS，法國MATRA公司的Eucld,以及數(shù)據(jù)庫管理Oracle 等大型的軟件[6]。以及在一些公司和高校中經常使用的如Pro/Engineer、Solidworks、MasterCAM等中端的軟件，還有一些大家經常使用如AUTOCAD等低端軟件。這些軟件都已經為我們的工程帶來的很大的方便。在塑料注射模具的設計過程中，我們有大量的軟件可以使用，如Pro/E是融線框模型、曲面造型和實體造型為一體，是參數(shù)化和特征化的系統(tǒng)[7]。Pro/E中的Moldesign模塊提供了方便、實用的三維模具設計與分析的各種工具，可輔助設計人員由產品的三維模型建立模具、裝配模型，設計分型面、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)成型（即凹模和凸模）部分的設計；并利用EMX提供的標準件庫和標準模架庫，完成頂出機構與模具總體裝配設計。另外可以在Pro/E中進行塑料模具設計。它能讓模具設計人員創(chuàng)建、修改和分析模具構件，并在模具設計變化時，快速將其更新。利用Pro/E進行模具設計，可以實現(xiàn)以下功能： （1）評估零件：使用“拔模檢測”和“厚度檢測”功能，分析產品零件是否符合開模條件。 （2）創(chuàng)建模具成型零件：裝配模具模型→對零件進行收縮率設置→創(chuàng)建分型面（包括滑塊、嵌件的分型面）→分割工件以創(chuàng)建模具體積塊→抽取模具體積塊來產生模具成型零件（模具零件的實體模型與產品模型相關，可用于數(shù)控加工）。 （3）組裝模具標準件：組裝注→模具型腔的放置和陳列→頂桿及其他模具標準件的組建→流道的自動創(chuàng)建→冷卻水路的自動創(chuàng)建（包括3D冷卻水路干涉檢測）→定義開模動作，進行開模模擬及干涉檢查。 （4）創(chuàng)建模具工程圖：生成二維模具工程圖，以指導模具生產。 采用Pro/E提供CAD/CAM和Moldesign模塊進行注塑模具的設計和加工，不僅縮短了模具的生產周期，而且還為模具和新產品開發(fā)提供了一種新的手段，從而大大地降低了產品和模具的生產成本，增加了社會效益和經濟效益。對于制件及模具的分析我們也經常使用MOLDFLOW軟件[8]。 對于一些中小型的企業(yè)，或者是一些基本的工程上的設計，Pro/E完全可以滿足使用的要求，并不需要太高的成本，并且更加容易入手。在一定的范圍內還是值得推廣的，它是目前廣泛應用的完全基于WINDOWS的CAD/CAE/CAM軟件，具有強大的基于特征的參數(shù)化實體建模功能，可以完成復雜的產品設計大型產品的裝配過程。 對于塑料模具的設計現(xiàn)在也有了很多新的技術應用其中，例如氣體輔助注塑成型。氣體輔助注塑成型是為了克服傳統(tǒng)注塑成型的局限性而發(fā)展起來的一種新型注塑成型工藝，自20世紀90年代以來受到了普遍的關注。它的工藝過程是先在模具型腔內注入部分或全部的熔融樹脂，然后立即注入高壓的惰性氣體，利用氣體推動熔體完成充模過程或填補因樹脂收縮后留下的空隙，在塑件固化后在將氣體排出，再脫出中空的塑件。氣輔注塑成型工藝大致分為：樹脂注射、延時、氣體注射、氣體保壓并冷卻、排氣、脫模幾個階段。氣輔技術有很多優(yōu)點：(1)消除厚壁塑件的表面缺陷；(2)氣體保壓壓力梯度很小，保壓效果好，可降低制品內應力，同時減少翹曲變形；(3)塑件尺寸和形位精度高；(4)節(jié)約原料，最高可達50%;(5)減少冷卻時間，使生產周期縮短；(6)采用短射技術使注塑壓力降低，同時所需鎖模力也大幅下降。氣輔注塑壓力約7～25MP，而普通注塑為40～80MP或更高。 通過利用計算機輔助的設計，是設計的工作量大大的減少，同時也可以通過軟件的分析，使其結構更加得簡單、合理，可以減少我們以往對模具進行的各種修改，在計算機上進行的結構優(yōu)化能更節(jié)省所需的人力物力，同時使結構更加合理[9]。 利用Moldflow軟件對注塑模具進行結構設計是十分主流的軟件，我們可以用MPI分析注射成型工藝，確定澆口數(shù)量。MPI是專業(yè)模流軟件，可以模擬熱塑性塑料注射成型過程中的填充，和冷卻過程，并能輸出量化的過程參數(shù)、曲線和圖表。作為分析產品結構是否合理、怎樣選擇合適的注射材料、怎樣確定合理的澆口位置、預測熔接痕的位置、最終制品質量如何等的依據(jù)，通過模流分析可以獲得合理的模具結構[10]。 在注塑成型工藝以及模具的設計過程中，澆口位置是一個很重要的設計變量，它與塑料性能、塑件形狀和尺寸、模具結構及注射工藝等很多因素有關。不合理的澆口將會使塑件產生缺料，翹曲，熔體破碎，熔接痕、縮孔、白斑、燒焦等一系列的質量缺陷，甚至直接產生廢品，因此正確選擇澆口位置是提高塑件質量的重要環(huán)節(jié)[11]。對于模具澆口位置的確定，也有了很多好的方法，如：經驗搜索法優(yōu)化澆口位置最簡單的是窮盡法，隨機搜索法和決策法也是經常用的。經驗搜索法是在搜索法和決策法的基礎上，融入設計者的經驗提出的。既由設計者憑經驗和澆口設計的使用準則給出可行方案，以這些方案為起點搜索出局部最優(yōu)；然后比較個局部最優(yōu)值得到全局最優(yōu)值[12]。 還有基于注射成型模擬技術的塑料件澆口位置的優(yōu)化。運用成型軟件MPI可以合理的確定出澆口的位置,運用MPI中的最佳澆口分析模塊初步找到一個最佳澆口位置,然后對不同澆口位置和不同過程參數(shù)設置環(huán)境下的塑料成型過程進行模擬,比較其填充效果,綜合預測缺陷和工藝條件,從而達到制件澆口位置的優(yōu)化設計[13]. 2.2 現(xiàn)代塑料注射模具的制造 現(xiàn)代經濟的飛速發(fā)展，推動了我國模具工業(yè)的前進。CAD/CAE/CAM 技術的日臻完善和在模具制造上的應用，使其在現(xiàn)代塑料模具的制造中發(fā)揮越來越重要的作用，C AD / C AE /CA M 技術已成為現(xiàn)代塑料模具的制造必然趨勢。CAD/CAE/CAM 一體化集成技術是現(xiàn)代塑料模具制造中最先進最合理的生產方式。使用計算機輔助設計、輔助工程與制造系統(tǒng)，按設計好的模具零件分別編制該零件的數(shù)控加工程序是從設計到制造的一個必然過程。具有現(xiàn)代塑料模具設計制造能力的工廠，該過程都是從CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)內進行的，其加工程序直接由聯(lián)機電纜輸入加工機臺，在編制程序時可利用系統(tǒng)中的加工模擬功能進行細致的模擬，將零件刀具、刀柄、夾具，平臺及刀具移動速度、路徑等顯示出來，以便觀察整個模具零件的切削過程和前后的形狀，以檢查程序編制的正確性，這對于復雜的多曲面的模具零件尤為重要[14]。 現(xiàn)代塑料模具制造的必然趨勢，就是機械加工盡可能地取代人工加工，這就確定了先進設備在現(xiàn)代制造中的作用，尤其現(xiàn)在加工中心、數(shù)控高速成型銑床、數(shù)控銑床、數(shù)控車床、多軸聯(lián)動機床、數(shù)控模具雕刻機、電火花加工機床、數(shù)控精密磨床、三坐標測量機、掃描儀等現(xiàn)代化設備在工廠中的廣泛使用，而且這些設備大部分所用的程序基本上都是應用 C A D /CAE/CAM 系統(tǒng)產生的，機臺與計算機聯(lián)機，加工程序是通過聯(lián)機電纜輸入機臺的，操作人員按照規(guī)定的程序裝夾工件，配備刀具和操作，機臺就能自動地完成該機臺上應該完成的加工任務，并將理想的模具零件制造出來或為下一加工工序完成規(guī)定的部分。操作人員的熟練程度和情緒變化不太影響加工質量和加工效益，這也是現(xiàn)代模具加工優(yōu)于傳統(tǒng)機械加工的一個方面。 3 我國塑料模具的發(fā)展趨勢 目前，全世界模具的年產值約為650億美元，我國模具工業(yè)的產值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和美國。雖然近幾年來，我國模具工業(yè)的技術水平已取得了很大的進步，但總體上與工業(yè)發(fā)達的國家相比仍有較大的差距。目前，我國模具工業(yè)的當務之急是加快技術進步，調整產品結構，增加高檔模具的比重，通過求品質來求效益，提高模具的國產化程度，減少對進口模具的依賴[15]。未來我國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向將是：（1）大力普及、廣泛應用C A D /CAE/CAM技術，逐步走向集成化?，F(xiàn)代模具設計制造不僅應強調信息的集成，更應該強調技術、人和管理的集成；（2）提高大型、精密、復雜與長壽命模具的設計與制造技術，逐步減少模具的進口量，增加模具的出口量；（3）在塑料注射成型模具中，積極應用熱流道，推廣氣輔或水輔注射成型，以及高壓注射成型技術，滿足產品的成型需要；（4）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率。模具標準件是模具基礎，其大量應用可縮短模具設計制造周期，同時也會顯著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具質量。我國模具商品化、標準化率均低于30%，而先進國家均高于70% ，每年我們要從國外進口相當數(shù)量的模具標準件，其費用約占年模具進口額的3%～8%；（5）發(fā)展快速制造成型和快速制造模具，即快速成型制造技術，以便迅速制造出產品的原型與模具，降低成本；（6）積極研究與開發(fā)模具的拋光技術、設備與材料，滿足特殊產品的需要；（7）推廣應用高速銑削、超精度加工和復雜加工技術與工藝，滿足模具制造的需要；（8）開發(fā)優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術， 提高模具的可靠性；（9）研究和應用模具的高速測量技術、逆向工程與并行工程，最大限度地提高模具的開發(fā)效率與成功率；（10）開發(fā)新的成型工藝與模具，以滿足未來的多學科、多功能綜合產品開發(fā)設計技術。 參 考 文 獻 [1] 李學鋒.模具設計與制造實訓教程.北京：化學工業(yè)出版社，2004.7 [2] 浙江精誠模具機械有限公司.淺談模具產業(yè)的發(fā)展[J].塑料工業(yè)，2006，34(10):68-69. [3] 申開智.塑料成型模具（第二版）[M].北京：中國輕工業(yè)出版社，2002，9. [4] 廖正品.中國塑料工業(yè)“十五”回顧與“十一五”發(fā)展思路.塑料工業(yè)，2006，34:1-8. [5] 王定標，郭茶秀，向颯. CAD/CAE/CAM技術與應用[M].化學工業(yè)出版社，2005，6. [6] 寧汝新，趙汝嘉，歐宗瑛.CAD/CAM技術[M].機械工業(yè)出版社，1999，11. [7] 王江濤.基于Pro/E塑料注射模具設計的研究與開發(fā)[D].中南林學院，2004 [8] 張小浦.基于Pro/E的注射模CAD集成系統(tǒng)的開發(fā)[D].蘭州理工大學，2005 [9] 周永泰.中國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀與出口前景.中美塑料高峰論壇（三），2008，8 [10] 金滌塵.現(xiàn)代模具制造技術.北京：機械工程出版社，2001 [11] 李茹娟，李萌盛.基于CAE注射模澆口與保壓的優(yōu)化設計[J].塑料工業(yè)，2006,34(10):32-35. [12] 黃曉燕.注塑模澆口位置新方法——經驗搜索法[J].塑料工業(yè)，2006，34(5):28-33. [13] 鐘佩思,趙國強,武迎迎.基于注射成型模擬技術的塑料件澆口位置的優(yōu)化[J].塑料工業(yè),2006,34(7):29-31. [14] 李光耀.淺談現(xiàn)代模具的設計與制造.橡塑技術與裝備[j],2005,32:25 [15] 周永泰.我國塑料模具現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢.塑料，2000，6  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 本設計要求使用Pro/E大型CAD軟件對所給吹風機頭實物進行三維造型，并進行測繪零件圖紙，設計成型注射模具。 吹風機頭是主要以回轉體的結構為主的零件，對于注塑模的設計比較簡單，使用常規(guī)的設計方法就能夠設計出合理簡單有效的模具。 吹風機頭的材料：ABS 對于模具的設計，首先對要制造的吹風機頭進行測繪，然后對尺寸進行合理的圓整，然后利用Pro/E對塑料吹風機頭進行三維造型設計。 根據(jù)要求模具的基本方案是： 一、對于注塑機的選擇，由于機構的結構和產量以及所給的各項要求，進行綜合的考慮，采用臥式注塑機； 二、模具結構設計 1. 注射模類型選擇 本課題宜采用哈夫分型注射模 2．澆注系統(tǒng)設計 所給設計要求是一模一腔，因此將型腔對稱放置，使用圓錐型主流道，將分流道對稱設置，分流道截面采用梯形截面，澆口采用直接澆口，利用分型面或配合間隙排氣； 3．成型零件結構設計 由于結構的上下結構特征，在下模板設計了型芯； 4．脫模機構設計 使用頂桿進行脫模，可使用四處頂桿，同時在吹風機頭的下側使用一推板，使用一推板可防止在推模時對塑件造成破壞； 5.注塑模溫調節(jié)系統(tǒng) 對型芯使用噴流式冷卻回路，凹模使用多層水道。 三、零件圖的繪制 在對模具的結構進行了基本的設計后，首先要對吹風機頭進行三維圖以及零件圖的繪制，以為后一部的加工提供必要的尺寸及一些數(shù)據(jù)參數(shù)。 四、對模具進行模具的CAD設計 在對模具進行基本設計之后，就要進行相關的設計計算，在得到正確的數(shù)據(jù)后，利用Pro/E進行相關的設計，通過進行人機交互，即可得到簡單又優(yōu)良的設計。在對模具進行設計完成之后，我們得到了模具的三維圖。通過Pro/E可以生成模具的裝配圖，同時生成我們所需要的所有零件的圖紙。完成以上的工作之后，還要進行注射模具的制造工藝設計,在完成所有的設計之后進行設計說明書的撰寫。  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 通過對文獻資料的查詢與總結，從對國內塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀進行了綜述,介紹了模具設計與制造方面的新技術、新工藝,并就今后模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向進行了展望。文獻綜述基本反映了我國模具制造業(yè)尤其是塑料模具制造的情況，通過分析完成了模具的初步設計方案，為課題的研究作了先期準備。 2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測： 課題主要根據(jù)給定吹風機頭零件進行測繪，按塑件成型完成模具設計與制造工藝，結合課題學習和運用模具制造中流行的CAD軟件，并完成一定的設計任務。 課題具有較強的工程訓練性，塑件外形、結構不太復雜，因此成型注射模具也不太復雜，需要采用哈夫結構。設計要涉及模具設計、制造工藝及CAD等方面，涉及面較廣，難度適中，工作量適中，根據(jù)該學生的現(xiàn)有基礎，通過設計期間的努力可以較好地完成課題設計任務。 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日