1455-鬧鐘后蓋注塑模的CAD-CAM

1455-鬧鐘后蓋注塑模的CAD-CAM,鬧鐘,注塑,cad,cam 5軸數(shù)銑中心下注塑模具自動(dòng)拋光過(guò)程材料加工技術(shù)雜志Xavier Pessoles, Christophe Tournier*LURPA, ENS Cachan, 61 av du pdt Wilson, 94230 Cachan, Francechristophe.tournier@lurpa.ens-cachan.fr, Tel : 33 147 402 996, Fax : 33 147 402 211【摘要】注塑模具的制造過(guò)程包括拋光作業(yè)時(shí)關(guān)鍵的表面粗糙度或鏡面效果必須出示透明部分。這拋光進(jìn)行手動(dòng)操作主要是通過(guò)技術(shù)工人進(jìn)行分步完成。在本文中，我們提出一個(gè) 5 軸銑削自動(dòng)拋光技術(shù)中心，以加工生產(chǎn)使用相同的手段和拋光方式來(lái)降低成本。我們開(kāi)發(fā)的特殊算法來(lái)計(jì)算 5 軸刀具位置上自由形式的溶洞，為了模仿工人的技能。這是基于兩填充曲線和擺線曲線。拋光力是基于一個(gè)力傳感器的校正設(shè)置來(lái)保證被動(dòng)刀具本身的位移與力量。刀具的精密運(yùn)動(dòng)有助于避免在 5 軸數(shù)控中心下對(duì)刀具的運(yùn)動(dòng)誤差的影響。在表面的條款效力的方法粗糙度的質(zhì)量和執(zhí)行簡(jiǎn)單的是通過(guò) 5 軸數(shù)控加工過(guò)程實(shí)驗(yàn)證明的?！娟P(guān)鍵詞】自動(dòng)拋光，5 軸銑削中心，鏡面效果，表面粗糙度，希爾伯特曲線，擺線曲線幾何參數(shù)CE (XE, YE, ZE)刀具起始點(diǎn)(u, v) 參數(shù)空間坐標(biāo)的擺線參數(shù)曲線s 橫坐標(biāo)曲線C(s) 導(dǎo)數(shù)參數(shù)方程P(s) 軌跡參數(shù)方程n (s) 法向量p 步軌跡Dtr 軌跡直徑A 軌跡線的幅度Step 循環(huán)加強(qiáng)軌跡技術(shù)參數(shù)D 刀具半徑Deff 拋光刀具有效直徑E 磨帶振幅e 刀具偏差值θ 刀軸傾斜角u (i, j, k) 刀具坐標(biāo)系f 導(dǎo)線切矢量Cc 擺切線加工參數(shù)N 主軸轉(zhuǎn)速Vc 切速度Vf 進(jìn)給速度f(wàn)z 進(jìn)給量ap 切削厚度at 加工點(diǎn)T 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間表面粗糙度參數(shù)Ra 表面算術(shù)平均差(2D)Sa 表面高度平均差(3D)Sq 表面均方根差Ssk 偏態(tài)分布幅值Sku 偏態(tài)分布峰值1 簡(jiǎn)介 在高速加工（HSM）的發(fā)展極大地改變了注塑模具和模具制造商。特別是高速加工已使人們有可能以減少更換電火花加工模具制造周期 在許多情況下。盡管在這些演變，HSM 是不能使消除拋光從操作的過(guò)程。在本文中，我們處理的表面與實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的表面處理及鏡面效果的行為。這就意味著，部分必須絕對(duì)光滑，無(wú)條紋反射。這樣的質(zhì)量，例如在必要的塑料注射，以獲得完全光滑或模具腔的 COM -pletely 透明的塑料零件。從經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看，是一個(gè)漫長(zhǎng)和拋光煩人的過(guò)程，需要很多經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程是昂貴的價(jià)格上和模具停機(jī)，自動(dòng)拋光已經(jīng)研制成功。我們的目標(biāo)是使用相同的生產(chǎn)加工手段，拋光，從而降低成本。該文件的目的，因此，建議在 5 軸的自動(dòng)拋光方法機(jī)床。文學(xué)提供各種自動(dòng)拋光實(shí)驗(yàn)。通常，拋光進(jìn)行一人形機(jī)器人，[1]。擬人機(jī)器人是用于兩個(gè)主要的原因。第一，他們的軸數(shù)，使他們有一個(gè)容易進(jìn)入的任何地區(qū) 復(fù)雜的表格。第二，它可以附加的工具種類繁多，尤其是主軸配有拋光力控制機(jī)制。自動(dòng)拋光研究也已進(jìn)行了 3 個(gè)或 5 軸數(shù)控銑床特別設(shè)計(jì)的工具 管理拋光力[2]以及對(duì)并聯(lián)機(jī)器人[3] 。事實(shí)上，拋光力是一個(gè)過(guò)程的關(guān)鍵參數(shù)。磨損率折痕拋光時(shí)的壓力增大[4]。但正如上文[3] 聯(lián)系壓力取決于拋光力，也對(duì)部分的幾何變化。一個(gè)適當(dāng)?shù)膾伖饬Υ龠M(jìn)了尖頭和條紋去除左側(cè)部分 粉碎過(guò)程中或上拋光作業(yè)。不過(guò)，要接觸應(yīng)力盡可能避免過(guò)度拋光和尊重的偏差公差不變。因此，許多作者都選擇了發(fā)展使磨料系統(tǒng)動(dòng)態(tài)管理，常駐代表團(tuán)將拋光力量。 [5]永田等。使用下面的力量阻抗模型控制，調(diào)整局部與接觸力的打磨工具。 [6]，櫚等基地。已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種被動(dòng)的工具，使用一個(gè)氣缸提供履約和 表面之間的接觸壓力恒定的部分。被動(dòng)機(jī)制亦使用[7]。接觸力，給出了一個(gè)彈簧的壓縮力。為了進(jìn)行自動(dòng)拋光，重要的是要使用適合的工具軌跡。根據(jù)文獻(xiàn)[8]，拋光路徑應(yīng)多向，而不是默 notonic，以均勻的覆蓋面和模具生產(chǎn)較少起伏錯(cuò)誤。此外，多向拋光路徑是接近了什么是手動(dòng)。如果我們觀察手動(dòng)拋光機(jī)，我們可以看到，他們回去表面地區(qū)雅高丁各種形態(tài)，如擺線拋光路徑（或擺線編織路徑[8]（圖 1） 。因此，它可能是有利可圖的遵循這樣一個(gè)過(guò)程，以便獲得所需的零件質(zhì)量。比如，有的論文使用類似分形軌跡的皮亞諾分型曲線，它是一個(gè)空間填充曲線的例子沿并行機(jī)[10]。這種文獻(xiàn)的簡(jiǎn)要回顧表明，沒(méi)有采用 5 大難題軸與被動(dòng)機(jī)自動(dòng)拋光工具。本文旨在展示自動(dòng)拋光的可行性用 5 軸機(jī)床，并提出一些拋光戰(zhàn)略。在第一部分中，我們揭露自動(dòng)拋光可以使用 5 軸高速加工中心。特別是，我們目前的被動(dòng)和靈活的工具的特點(diǎn)使用。一個(gè)具體的注意支付給施加位移之間的相關(guān)性由此產(chǎn)生的工具和拋光力量。一旦可行性 5 軸自動(dòng)波利，成證明，各種專用拋光我們發(fā)展戰(zhàn)略的詳細(xì)在第 2。這些戰(zhàn)略從過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)已作為大部分從刀具軌跡的分形機(jī)器人化拋光或擺線編織未來(lái)路徑代表手工拋光。在第 3，我們的方法的有效性進(jìn)行測(cè)試 利用各種測(cè)試部分表面。所有的零件都是精拋光，然后在同一親 duction 是指：1 5 軸銑削中心米克朗 UCP710。在文學(xué)，成效拋光評(píng)估，并利用算術(shù)粗糙度 Ra [2]。不過(guò)，因?yàn)樗且粋€(gè) 2D 參數(shù)，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是不是真的適合，以正確反映三維表面拋光質(zhì)量。因此，我們建議通過(guò)三維資格的拋光表面光潔度參數(shù)。這一點(diǎn)在上一節(jié)討論和比較的表面粗糙度自動(dòng)獲得使用與該拋光獲得使用手冊(cè)拋光，這一點(diǎn)在文獻(xiàn)中很難處理。三維表面粗糙度測(cè)量是否進(jìn)行了使用非接觸式測(cè)量系統(tǒng)。 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 2.1 工具的特點(diǎn) 正如以前所說(shuō)，我們的目的是發(fā)展和盈利的一個(gè)非常簡(jiǎn)單的系統(tǒng)。因此，使用的工具是較手工拋光所用的相同。在波利-成計(jì)劃分為兩個(gè)步驟，預(yù)拋光和拋光加工。預(yù)拋光與磨料光碟進(jìn)行安裝在一個(gè)適當(dāng)?shù)闹С?。磨料粒度是由歐洲的磨料磨具標(biāo)準(zhǔn)（FEPA）生產(chǎn)者聯(lián)合會(huì)。這種支持是一種變形的一部分，在一個(gè)鋼軸固定一橡膠材料制成允許安裝在主軸。因此，我們處理一個(gè)被動(dòng)的工具。因此，我們做沒(méi)有一個(gè)力反饋控制，但一個(gè)位置 1。我們研究了關(guān)系光盤之間的支持和拋光偏轉(zhuǎn)力應(yīng)用到的部分。為了建立這種關(guān)系，我們使用了石英力傳感器安裝在一奇石樂(lè) 9011A 特別設(shè)計(jì)的部分持有人。該傳感器連接到充電器本身功過(guò)一個(gè)數(shù)據(jù)采集裝置鏈接到計(jì)算機(jī)以節(jié)約數(shù)據(jù)采集時(shí)間。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，如圖2 所示。此外，所用的傳感器一個(gè)動(dòng)態(tài)的傳感器。因此，必須改變這種努力隨著時(shí)間的推移，否則將有 1 漂移的措施。為此，該運(yùn)動(dòng)在實(shí)施一段時(shí)間的工具是一個(gè)三角形信號(hào)。了確保在拋光的微芯片，并保證疏散在非零磨損部分之間的聯(lián)系速度和工具，刀具軸 U 是相對(duì)傾斜的正常載體表面的拋光 n 和對(duì)料的方向。傾斜角定義如下圖（圖 3）所示：u = cos θ · n + sinθ · f (1)拋光試驗(yàn)已進(jìn)行了 3 個(gè)不同的傾斜角度考慮（5，10，15）軸之間的工具和正常向量方向，在飼料表面。該擾度之間的刀具和拋光力的相關(guān)性如圖 4 所示綠色曲線（5 度）被中斷，因?yàn)?unstick 研磨盤時(shí)工具撓度過(guò)大。在這種配置，傾斜角度太低，身體磁盤的支持，這是更嚴(yán)格，進(jìn)來(lái)的工件，其接觸惡化，unsticks 磁盤。有 10 或 15 度傾角，這種現(xiàn)象對(duì)于出現(xiàn)變形的工具價(jià)值較高，外圖。然而，低傾斜角配置允許更快的工具運(yùn)動(dòng)以來(lái)的 5 軸機(jī)床的旋轉(zhuǎn)軸工具提示是少[11]。此外，它已表明，擺線刀具路徑需要一個(gè)動(dòng)態(tài)的機(jī)床進(jìn)給速度要尊重程序[12] 。然后在 5 軸配置，拋光時(shí)間，將與低傾斜角度更大。在此外，刀具的靈活性，將有助于減少或避免的 5 軸運(yùn)動(dòng)誤差[13]。事實(shí)上，由工具和部分 interfences 可能發(fā)生，因?yàn)榫薮蟮牡毒咻S 接連兩個(gè)刀具位置的方向演變。因此，該光盤支持偏轉(zhuǎn)可避免的模具表面的變化。如果一個(gè)人認(rèn)為，普雷斯頓[14]法律，在拋光的材料去除速率 H 是成比例的接觸，磷平均壓力，以及刀具的速度相對(duì)于工件。五：h = KPPV在金伯利進(jìn)程是一個(gè)包括所有其他參數(shù)不變（部分材料，磨料，lubrification 等） 。因此，為了達(dá)到足夠的接觸壓力，我們必須增加刀具偏轉(zhuǎn)，因此我們提出了剪應(yīng)力和磁盤 unsticks。從運(yùn)動(dòng)學(xué)行為的觀點(diǎn)來(lái)看，低旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)，以減少導(dǎo)致拋光時(shí)間。因此，我們必須使用一個(gè)相當(dāng)?shù)偷膬A斜角度（5-10 度）和一個(gè)相當(dāng)高的工具偏轉(zhuǎn)，以確保材料去除的精度。2.2 5 軸拋光刀具路徑規(guī)劃 要生成拋光刀具路徑，刀具的路徑在 5 個(gè)經(jīng)典的描述 - 軸一平頭立銑刀銑削使用。這導(dǎo)致界定的工具軌跡下肢點(diǎn)行政長(zhǎng)官，以及刀具的軸 ü（i 和 j，k）的沿刀具路徑方向。隨著問(wèn)候拋光戰(zhàn)略，我們使用擺線刀具路徑，以模仿 運(yùn)動(dòng)傳遞到主軸的工人。為了避免標(biāo)志或特定的模式上的部分，我們選擇生成的分形曲線擺線刀具路徑，以彌補(bǔ)表面一 multidirectionnal 方式。我們使用更多的特別希爾伯特曲線，是的皮亞諾的曲線的特例。這些曲線是用于加工，因?yàn)樗麄?在覆蓋整個(gè)表面上，他們已生成[15]的優(yōu)勢(shì)。我們將制定低于希爾伯特曲線是用來(lái)描述一個(gè)指導(dǎo)曲線為擺線曲線那么我們會(huì)研究擺線曲線本身。 2.2.1 希爾伯特曲線的定義 分形軌跡的使用提出了兩個(gè)重大的意義。第一個(gè)是工具路徑不遵守它保證了統(tǒng)一的拋光具體指示。第二一個(gè)是聯(lián)系在一起的刀具路徑規(guī)劃。事實(shí)上，刀具路徑的計(jì)算 參數(shù)空間 u 時(shí)，表面的五，即限制在[0，1] 2 間隔。希爾伯特曲線被稱為填充曲線，涵蓋了在參數(shù)空間的充分單位正方形[16]，因此，希爾伯特的曲線填補(bǔ)三維表面進(jìn)行拋光。希爾伯特曲線可以用遞歸算法定義。n 階曲線定義如下：一二三階希爾伯特曲線如下圖（圖 5）所示為了保持沿著希爾伯特曲線相切的連續(xù)性，是指導(dǎo)擺線刀具路徑的曲線，我們決定對(duì)魚(yú)片的角落拋光分形。否則，在每分形曲線，拋光方向的改變刀具路徑將是不連續(xù)的。造成希爾伯特曲線描繪在圖 6?；谠诖吮硎?，該曲線很容易操作。例如，一個(gè)項(xiàng)目可以這直接在三維空間的參數(shù)表示，或者利用它的指導(dǎo)曲線建設(shè)（圖 7）可以在未來(lái)的一段時(shí)間擺線曲線。2.2.2 數(shù)學(xué)定義的擺線曲線的基礎(chǔ)上，在[17] ，我們定義提出擺線曲線描述一擺線曲線如下。設(shè) C(S)是二維參數(shù)曲線，其中 s 是曲線的長(zhǎng)度（圖 8） 。C(s) = (s, f(s)) 是擺線曲線和 N（s）的正常載體引導(dǎo)曲線該曲線 C（s ）在考慮點(diǎn)。P 是擺曲線的一步，我們 表示 Dtr 為它的直徑。該擺線曲線的參數(shù)方程是：現(xiàn)在的問(wèn)題是連接擺線曲線參數(shù)的拋光參數(shù)。在阿的擺線曲線振幅等于其直徑的兩倍阿= 2 ·數(shù)據(jù)傳輸速度。從刀具軌跡生成的角度來(lái)看，我們更感興趣的信封的工具振幅比擺線曲線的振幅。一個(gè)建模的困難刀具的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)面是工具本身，研磨拋光工具安裝在靈活的支持。刀具拋光幅度取決于接觸表面之間的工具和零件。這個(gè)聯(lián)絡(luò)是受傾斜角度，刀具直徑 D 和 E 的位移施加工具能夠拋光表面。事實(shí)上，當(dāng)?shù)毒呓佑|面積是一個(gè)磁盤，這可以看到如圖 9。接觸面積是一個(gè)光盤的一部分。這就產(chǎn)生的參數(shù) Dtr 定義調(diào)整，以建立擺線曲線。2.2.3 刀具路徑生成無(wú)論所考慮的表面性質(zhì)，拋光刀具路徑生成包括三個(gè)步驟：在參數(shù)空間，計(jì)算刀具軌跡的計(jì)算在 3D 的空間和刀軸方向產(chǎn)生的刀具路徑計(jì)算。刀具路徑生成依賴于如上所述擺線曲線。該軌跡定義 discretly。唯一的困難是計(jì)算法向量。我們現(xiàn)在描述為計(jì)算工具的軸 ü（圖方向的方法3） 。在第一種方法只用在平面傾斜角（定義 f;n） ， F 是切向量指導(dǎo)曲線，即希爾伯特曲線和 n 正常載體已加工表面。刀具軸 U 是傾斜相對(duì)于希爾伯特曲線的切線 f 而不是向擺線曲線，以減少各運(yùn)動(dòng)的振幅機(jī)床旋轉(zhuǎn)軸。下面的表達(dá)式是使用：刀具的肢體 CE，這是在加工過(guò)程中驅(qū)動(dòng)點(diǎn)的位置取決于 拋光模式通過(guò)參數(shù)定義 δ2.3 實(shí)驗(yàn)在塑膠模具注塑方面，我們研究更多的，特別是在注射電氣設(shè)備的模具，如電源插座和開(kāi)關(guān)（圖 10） 。因此，我們處理小細(xì)面。為了測(cè)試我們的方法，我們使用兩個(gè)單斑貼試驗(yàn)面，一個(gè)平面和凸曲面，其曲率大于一點(diǎn)點(diǎn)模具的曲率。這是在加工 50x50mm 取得了第塊的 X38CrMoV5 鋼。零件的洛氏硬度為53HRC 后熱處理。該部分是對(duì)加工的 5 軸機(jī)床米克朗 UCP710 達(dá)成銑床拋光整理狀態(tài)之前。我們使用四個(gè)預(yù)拋光磨料不同等級(jí)（FEPA 120，240，600，1200） 。磨料粘結(jié)在直徑為 18mm 磁盤上的靈活支持。120，240 和 600 等級(jí)，磨料是由三氧化二鋁（Al2O3 ）的內(nèi)高分子材料紙?zhí)蓟铻?1200 級(jí)。最后拋光，我們使用三種，等級(jí) 9μm合成鉆石膏 3μm和 1μm的。關(guān)于工具路徑，擺線軌跡的基礎(chǔ)上進(jìn)行最后的拋光和基于希爾伯特曲線預(yù)拋光直線使用。銑床，拋光序列總結(jié)表 1。為了實(shí)現(xiàn)在高進(jìn)給速度拋光，功能的優(yōu)化西門子 SINUMERIK 840D 系統(tǒng)控制器都被激活。特別是，實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)學(xué)變換（TRAORI）以及實(shí)時(shí)多項(xiàng)式插值（COMPCURV）產(chǎn)生平滑軸向運(yùn)動(dòng)。3 結(jié)果與討論 工業(yè)上，造成的拋光表面質(zhì)量第一驗(yàn)證的波利， 舍爾目測(cè)檢查自己。接觸表面粗糙度測(cè)量裝置是嚴(yán)禁以避免表面損傷。然而，新的非接觸測(cè)量科技研究 logies 允許根據(jù)對(duì)部分和數(shù)據(jù)處理三維地形掃描國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的三維表面粗糙度。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的[18] 目的是通過(guò)各種特征參數(shù)的三維表面粗糙度。其中， 重要的是要確定哪些是最適當(dāng)?shù)南薅ㄒ粋€(gè)鏡面效果行為。據(jù)我們所知，有沒(méi)有3D 參數(shù)設(shè)置功能的鏡面效果表面。工業(yè)實(shí)踐表明只有大約 20 納米鐳。 按蘇等人的研究。 19]表面紋理參數(shù) [顯示，Sa 和 SQ 參數(shù)都不足以識(shí)別表面劃傷。他們建議使用參數(shù) SSK、Hilerio 等。 [20]也作出了標(biāo)準(zhǔn)的 SSK 的解釋 和 SKU 在人工膝關(guān)節(jié)的拋光控制范圍內(nèi)。 SSK 的代表配置文件的對(duì)稱性： - SSK= 0：配置文件是對(duì)稱的中線， - SSK > 0：輪廓更比谷峰， - SSK 3：分布廣泛（而不是平面的表面） ， - SKU 的<3 ：分布 tighted（表面有一種傾向，目前波峰 或波谷） 。 一旦部分拋光，我們會(huì)表現(xiàn)三維表面粗糙度測(cè)量使用 非接觸式測(cè)量系統(tǒng)（TALYSURF 輪廓 CCI 6000） 。我們進(jìn)行測(cè)量的波利，棚與我們的辦法（平面與凸面部位） ，在飛機(jī)上已被擦亮的一個(gè)專業(yè)（圖 11 手動(dòng)） 。測(cè)量結(jié)果公布 在表 2?？梢杂^察到的凸表面自動(dòng)拋光呈現(xiàn)較大的地緣以及較高的沙和 SQ 比那些對(duì)平面上觀察度量偏差。軌跡是在（u 和 v）參數(shù)空間相同。有幾種解釋此行為。首先，用拋光模式，生成參數(shù)化的空間，是而比在平面凸部分面積較大的表面一樣。其結(jié)果是較低的覆蓋率。這也可以解釋為機(jī) kinemati -卡爾行為在每個(gè)部分拋光。表面拋光的平面與 3 軸運(yùn)動(dòng)而凸表面需要 5 軸同時(shí)進(jìn)行插補(bǔ)機(jī)床。在加工過(guò)程中，兩者的工具和零件的相對(duì)進(jìn)給速度不符合程序 1 由于 5 軸加工緩慢旋轉(zhuǎn)軸（15rpm; ?：20rpm）[11] 。這導(dǎo)致了慢，不流暢的軌跡，減少拋光效率。Sa 和 SQ 較大的凸表面拋光，但部分提供了一面鏡子反正效果的行為。這證實(shí)了[19]和[20]中提到的言論，以及“ 平均影響這些參數(shù) ”。鏡面效果的行為似乎取決于 SSK 和SKU 的參數(shù)。事實(shí)上，他們的價(jià)值觀的凸表面是 adequation 這些平面的表面，也提供鏡面效果的行為觀察。雷加，丁的高峰和低谷，這三個(gè)例子展出同一數(shù)量級(jí)用手動(dòng)拋光小優(yōu)勢(shì)參數(shù)的 SKU。的數(shù)值對(duì)應(yīng)相當(dāng)不錯(cuò)的意見(jiàn)。最后，我們可以假設(shè)拋光 要優(yōu)化過(guò)程有關(guān) SSK 和 SKU 參數(shù)之前，Sa 和平方米參數(shù)。 4 結(jié)論 在這篇文章中，我們提出了一個(gè)解決方案，生產(chǎn)出表面拋光鏡面效果 5 軸機(jī)床，通常致力于模具的加工。被動(dòng)使用的簡(jiǎn)單工具實(shí)施。使我們的初步標(biāo)定關(guān)聯(lián)的力量和拋光刀具偏差。我們還開(kāi)發(fā)了拋光刀具路徑類似的模式用手工拋光，以避免對(duì)拋光的一部分標(biāo)記。拋光質(zhì)量是可比的手工方法和拋光時(shí)間是相似的。然而，在為了保持恒定的覆蓋率，我們應(yīng)該考慮到有效對(duì)部分地區(qū)進(jìn)行拋光時(shí)產(chǎn)生的（u 和 v）面的刀具路徑。從表面粗糙度來(lái)看，炮管過(guò)程必須減少幅度峰值和由一個(gè) SKU 的參數(shù)優(yōu)于三特點(diǎn)山谷。對(duì)于復(fù)雜的形狀 機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)性能非常重要，以保證刀具進(jìn)給速度盡可能平穩(wěn)高，從而導(dǎo)致材料的優(yōu)良率減少。特別是，旋轉(zhuǎn)軸必須十分服從執(zhí)行程序進(jìn)給速度?，F(xiàn)在我們尋求更好的措施，使拋光面積小于注塑模具的半徑混合表面。附錄：三維表面粗糙度參數(shù)Sa:算數(shù)平均表面高度Sq :根均方誤差的表面。這是一個(gè)分散的參數(shù)定義為根平均面積的表面離散方值。Ssk:偏態(tài)分布曲線，這是不對(duì)稱值關(guān)于平面平均偏差。Sku：地形高度分布的峰度。這是一個(gè)平衡峰值參考資料：[1] X. 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Alepee, 3D measurements of the knee prosthesissurfaces applied in optimizing of manufacturing progress,Wear,257,1230-1234 (2004)一、選題的依據(jù)及意義：塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長(zhǎng)最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對(duì)了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義注塑模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用注塑模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。本課題將以塑料產(chǎn)品中最簡(jiǎn)單，日常生活中經(jīng)常用到的塑料鬧鐘后蓋作為例子，從理論上了解注塑模的設(shè)計(jì)過(guò)程，并結(jié)合 Mastercam 軟件對(duì)模具型面進(jìn)行模擬加工并生成數(shù)控加工程序，以便更好的掌握模具設(shè)計(jì)，加工的方法，為以后的工作奠定更好的基礎(chǔ)。作為一名在校大學(xué)生，我能有這一機(jī)會(huì)接觸如何設(shè)計(jì)和制造模具，理應(yīng)珍惜，并為此達(dá)到以下要求：1） 能較好的培養(yǎng)自己理論聯(lián)系實(shí)際的設(shè)計(jì)思想，訓(xùn)練自己綜合運(yùn)用機(jī)械和其他先修課程的基礎(chǔ)理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際進(jìn)行分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展自己有關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí)。2）通過(guò)對(duì)模具設(shè)計(jì)過(guò)程的理解，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)獨(dú)立、全面、科學(xué)的工程設(shè)計(jì)的能力。3）在畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐中對(duì)自己進(jìn)行設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)自己查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)及相關(guān)技術(shù)資料的能力以及計(jì)算、繪圖、數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)等方面的能力。4）培養(yǎng)自己對(duì)一門模具設(shè)軟件的自學(xué)能力，并熟練掌握它。二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：一、各種模具的分類和占有量模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型。（1）沖模：沖模是對(duì)金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的 50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖模可分為落料模，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動(dòng)碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢(shì)。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。（4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的 6％。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論） ，塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個(gè)多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見(jiàn)。二、我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來(lái)，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來(lái)，每年都以 15％的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開(kāi)展了模具技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國(guó)成為世界超級(jí)制造大國(guó)的重要原因。今后，我國(guó)要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國(guó)，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國(guó)。 中國(guó)塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48"（約 122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。盡管我國(guó)模具工業(yè)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但無(wú)論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要，每年仍需進(jìn)口 10 多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國(guó)模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的距離。（1）注重開(kāi)發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國(guó)轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來(lái)越高，模具也將日趨大型化和精密化。（2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。（3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)；模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。（4）重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。三、國(guó)外注塑模的發(fā)展歷程葡萄牙模具工業(yè)發(fā)展歷史 1943 年，位于葡馬立尼亞.格蘭特市（Marinha Grande）一家小型玻璃模具廠股東阿尼巴爾（AníbalH.Abrantes）萌發(fā)了生產(chǎn)注塑模具的構(gòu)想。由于未能獲得其他股東的支持，阿尼巴爾不得不出售自己擁有的公司股份以籌集資金，并開(kāi)始專注于注塑模具的研發(fā)和制造。2 年后，他成功地制造了第一只注塑模具。此后，在馬立尼亞.格蘭特市和奧利維拉.德.阿澤麥伊斯市(oliveiradeAzeméis)（葡萄牙另一傳統(tǒng)玻璃工業(yè)區(qū)）逐步出現(xiàn)其它注塑模具企業(yè)。隨著國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)，葡模具工藝水平不斷提高，并于1955 年首次實(shí)現(xiàn)模具出口，產(chǎn)品銷往英國(guó)。至 1980 年，葡模具產(chǎn)品已遠(yuǎn)銷 50多個(gè)國(guó)家，當(dāng)時(shí)僅馬立尼亞.格蘭特市市就有 54 家模具企業(yè)，從業(yè)人數(shù)達(dá) 2000人。 （二） 、葡萄牙模具企業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀目前葡模具業(yè)共有企業(yè) 300 家，以中小企業(yè)為主，大部分集中在馬立尼亞.格蘭特和奧利維拉.德.阿澤麥伊斯兩市，總從業(yè)人口 7500 人。其中馬立尼亞.格蘭特市有模具企業(yè) 190 家（占全國(guó)模具企業(yè)的 63%） ，從業(yè)人員 5000 人，奧利維拉.德.阿澤麥伊斯市有模具企業(yè) 86 家（占全國(guó)模具企業(yè)的 29%） ，從業(yè)人數(shù) 1600 人。經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，葡萄牙模具企業(yè)總結(jié)和積累了大量技術(shù)經(jīng)驗(yàn)。葡模具界普遍認(rèn)為，模具工業(yè)整體水平的提高主要依賴于技術(shù)發(fā)展、合理生產(chǎn)和質(zhì)量控制計(jì)劃、不斷更新設(shè)備和加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)投資等因素。目前，葡模具企業(yè)本著工藝競(jìng)爭(zhēng)和整體質(zhì)量至上的經(jīng)營(yíng)理念，率先大量使用高精度數(shù)控設(shè)備，并在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中普遍使用CAD/CAM/CAE 系統(tǒng)。葡模具企業(yè)利潤(rùn)直接再投資平均比例高達(dá) 18%，在包括美國(guó)、英國(guó)、韓國(guó)、日本和法國(guó)在內(nèi)的國(guó)際模具工業(yè)及專用工具協(xié)會(huì)（ISTMA）成員國(guó)中居于首位。憑借先進(jìn)的信息技術(shù)支持，葡模具界內(nèi)部已實(shí)現(xiàn)了模具項(xiàng)目設(shè)計(jì)及生產(chǎn)數(shù)據(jù)快速交換，并進(jìn)一步加強(qiáng)了客戶同生產(chǎn)企業(yè)間的交流與溝通。隨著技術(shù)的發(fā)展與日臻完善，葡模具企業(yè)專業(yè)化程度不斷提高，不少企業(yè)已逐步向模胚、拋光、大型模具或高精度模具等特定專業(yè)領(lǐng)域發(fā)展。三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：本課題主要是塑料成型的工藝設(shè)計(jì)及制造，也就是注塑模的工藝設(shè)計(jì)方案分析及確定工藝計(jì)算，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等內(nèi)容。主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計(jì)時(shí)要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是一定要保證其精度要求。先對(duì)塑件進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，確定型腔的布局，從各方面考慮其結(jié)構(gòu)布局。1. 分析鬧鐘后蓋塑件以及塑件成型工藝和過(guò)程。2. 設(shè)計(jì)鬧鐘后蓋塑件圖，利用注塑成型原理對(duì)鬧鐘后蓋塑件進(jìn)行成型分析，并設(shè)計(jì)和繪制注塑模模具裝配圖及型腔、型芯等部分零件圖。3. 利用 Mastercam 軟件對(duì)模具型腔、型芯進(jìn)行三維曲面造型與數(shù)控仿真加工，同時(shí)生成數(shù)控加工程序。4. 設(shè)計(jì)過(guò)程可利用計(jì)算機(jī)模擬加工檢驗(yàn)。四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度1．目標(biāo)設(shè)計(jì)并繪制注塑模裝配圖及模腔、模芯零件圖并用 Mastercam 軟件對(duì)模具進(jìn)行 CAD 造型及生成數(shù)控加工程序,系統(tǒng)的把大學(xué)里的專業(yè)知識(shí)復(fù)習(xí)應(yīng)用到實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中去，提高自己的動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，掌握造型軟件，鍛煉自己的自主能力和查閱資料的能力,以此提高自己的綜合素質(zhì)來(lái)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需求。2．主要特色⑴模具通用簡(jiǎn)單、制造成本較低。⑵注射成型工藝可由機(jī)床按照一定程序完成，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,生產(chǎn)效率高，適于大批大量生產(chǎn)。⑶注射一般可一次成形，減少了制品再加工程序。⑷注射成形后的廢品及廢料可以重新加熱注射，節(jié)約材料。⑸操作易于掌握，不需要等級(jí)較高的技術(shù)操作。3．工作進(jìn)度[1] 查閱資料，英文資料翻譯（6000 字符） ，撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告（2 周）2 月 26 日～3 月 6日 [2] 設(shè)計(jì)并繪制塑料鬧鐘后蓋塑件圖 （1 周）3 月 7 日～3 月 14 日[3] 設(shè)計(jì)并繪制模具型腔、型芯零件圖 （ 4 周）3 月 14 日～4 月 10日 [4] 設(shè)計(jì)并繪制塑料鬧鐘后蓋注塑模裝配圖 （2 周）4 月 11 日～4 月 24日 [5] 熟練掌握三維軟件的應(yīng)用并進(jìn)行曲面造型設(shè)計(jì) （3 周）4 月 25日～5 月 15 日[6] 利用 Mastercam 軟件生成模具型面數(shù)控加工程序 （1.5 周）5 月 16日～5 月 26 日 [7] 編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文）一份 （1.5 周）5 月 27日～6 月 7 日 [8] 畢業(yè)設(shè)計(jì)審查、畢業(yè)答辯 （2 周）6 月 8 日～ 6 月 19 日五、參考文獻(xiàn)[1]. 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