2805 盒蓋零件的注射模設(shè)計(jì)

2805 盒蓋零件的注射模設(shè)計(jì),盒蓋,零件,注射,設(shè)計(jì) 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告學(xué) 生 姓 名： 毛建永學(xué) 號(hào)：05010221專(zhuān) 業(yè) ： 機(jī)械工程及自動(dòng)化設(shè)計(jì) (論文 )題目 ： 盒蓋零件的注射模設(shè)計(jì)指 導(dǎo) 教 師 : 張躍2009 年 3 月 22 日開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求1．開(kāi)題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述” ）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)審查后生效；2．開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)；3． “文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書(shū)寫(xiě)（或打?。┰诒鹃_(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15 篇科技論文的信息量，一般一本參考書(shū)最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊(cè)） ；4．有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo) GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2009 年 3 月 15 日”或“2009-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě)2000 字左右的文獻(xiàn)綜述：文 獻(xiàn) 綜 述摘要 隨著模具技術(shù)的不斷發(fā)展，模具 CAD 技術(shù)也已經(jīng)得到了快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，它從根本上改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、組織模式，對(duì)推動(dòng)現(xiàn)有企業(yè)的技術(shù)改造、帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的變革、發(fā)展新興技術(shù)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)都具有十分重要的意義。注射模模具 CAD 技術(shù)的應(yīng)用使注射模模具在設(shè)計(jì)過(guò)程中更加靈活、簡(jiǎn)潔。注射模CAD 系統(tǒng)在應(yīng)用上有許多實(shí)用功能，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)上也具有通用的設(shè)計(jì)流程。關(guān)鍵詞 模具 CAD 技術(shù) 注射模具 設(shè)計(jì)1 模具 CAD 技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中，模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中一個(gè)非常重要的行業(yè)。為了適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品品種多、更新快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈的局面，加強(qiáng)了對(duì)生產(chǎn)周期短、精度高、壽命長(zhǎng)、成本低的模具產(chǎn)品的研究和開(kāi)發(fā)，CAD 技術(shù)得到快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用 [1]。(1)電子圖板系統(tǒng)(二維計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù))CAD技術(shù)起源于美國(guó)，它經(jīng)歷了一個(gè)由二維設(shè)計(jì)技術(shù)向三維設(shè)計(jì)技術(shù)發(fā)展的過(guò)程。早期的二維機(jī)械CAD技術(shù)實(shí)際上是計(jì)算機(jī)輔助繪圖，它只起到了一個(gè)電子圖版的作用 [2]。在實(shí)際應(yīng)用中具有很多的局限性。通常，二維圖的所表達(dá)信息是極不完整的，而且繪圖、讀圖要經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)的人來(lái)進(jìn)行，所以人們迫切渴望三維CAD技術(shù)的出現(xiàn)。(2) 曲面造型系統(tǒng)三維CAD技術(shù)符合人類(lèi)的設(shè)計(jì)思維習(xí)慣，整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程可以完全在三維模型上討論，直觀形象?？梢灾苯舆M(jìn)行立體三維的模型設(shè)計(jì)、修改和優(yōu)化，還可以進(jìn)行應(yīng)力/應(yīng)變分析、二維工程圖的自動(dòng)生成、外觀效果和造型效果評(píng)價(jià)等工作。因而三維CAD技術(shù)才是真正意義上的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的三維CAD系統(tǒng)只是極為簡(jiǎn)單的線(xiàn)框式系統(tǒng)，只能表達(dá)零件的基本幾何信息，不能有效表達(dá)零件幾何數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系、20世紀(jì)70年代法國(guó)的達(dá)索飛機(jī)制造公司的曲面造型系統(tǒng)CATIA為人類(lèi)帶來(lái)了第一次CAD技術(shù)革命，CATIA改變了以近似表達(dá)曲面的工作方式，使人們可以用計(jì)算機(jī)進(jìn)行曲線(xiàn)、曲面的處理操作 [3]。首次實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)完整描述產(chǎn)品的主要信息。同時(shí)也使得CAM技術(shù)的開(kāi)發(fā)有了實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。(3) 實(shí)體造型技術(shù)曲面造型技術(shù)只能描述零件形體的表面信息，難以準(zhǔn)確表達(dá)零件表面的其它特性，如質(zhì)量、重心、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等，對(duì)CAE技術(shù)十分不利，于是1979年美國(guó)的SDRC公司推出了世界上第一個(gè)基于實(shí)體造型技術(shù)的大型CAD/CAM軟件―I-DEAS，實(shí)體造型技術(shù)是CAD技術(shù)上的第二次革命。由于實(shí)體造型技術(shù)能夠精確表達(dá)零件的全部屬性，在理論上有助于統(tǒng)一CAD、CAE、CAM的模型表達(dá)，因而給設(shè)計(jì)者帶來(lái)了驚人的方便 [4]。(4) 參數(shù)化技術(shù)實(shí)體造型技術(shù)的主要缺陷是無(wú)法進(jìn)行尺寸驅(qū)動(dòng)，不易實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造過(guò)程的并行作業(yè)。20世紀(jì)80年代末期，美國(guó)的參數(shù)技術(shù)公司PTC研制的命名為Pro/ENGINEER的參數(shù)化軟件，它采用了CAD方面的一些先進(jìn)理論和技術(shù)，以及基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)，使設(shè)計(jì)工作十分靈活、簡(jiǎn)便。在產(chǎn)品信息模型方面，Pro/E將所有功能模塊建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上，提供了所有工程項(xiàng)目這間的全關(guān)聯(lián)，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAE/CAM的有機(jī)集成 [5]。引起了CAD技術(shù)的第三次技術(shù)革命。它的主要特點(diǎn)是：基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改。(5) 變量化技術(shù)當(dāng)然參數(shù)化實(shí)體造型技術(shù)也有缺陷，即當(dāng)實(shí)體幾何拓?fù)潢P(guān)系及尺寸約束關(guān)系較復(fù)雜時(shí)，參數(shù)化實(shí)體造型技術(shù)就顯得有些力不從心。SDRC公司以參數(shù)化技術(shù)為藍(lán)本，提出了更為先進(jìn)的實(shí)體造型技術(shù)——變量化技術(shù)。并推出了基于變量化造型理論的軟件I—DEAS。變量化技術(shù)的難點(diǎn)在于在欠約束的情況下通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)了方程聯(lián)合求解的數(shù)學(xué)處理。變量化技術(shù)既保留了參數(shù)化技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又克服了它的不足之處。它的成功應(yīng)用，將為CAD技術(shù)的發(fā)展提供更大的空間的機(jī)遇，被視為CAD技術(shù)的第四次革命[6]。CAD技術(shù)在經(jīng)歷了5個(gè)發(fā)展階段后，雖然還存在許多難點(diǎn)，但已在制造業(yè)中取得了廣泛的應(yīng)用。在模具設(shè)計(jì)和制造中采用CAD ／CAE／CAM 技術(shù)，可以縮短設(shè)計(jì)和制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高模具質(zhì)量，使模具設(shè)計(jì)人員從繁瑣的計(jì)算和繪圖中解放出來(lái)，從事更具創(chuàng)造性的工作 [7]。CAD發(fā)展的歷史至今已有30余年，從1965年Lockheed飛機(jī)公司研制CAD/CAM系統(tǒng)開(kāi)始，CAD/CAM技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)的迅速發(fā)展和日趨完善，CAD技術(shù)在機(jī)械、電子、航空、航天以及建筑等部門(mén)得到了廣泛的應(yīng)用。CAD技術(shù)使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造和組織生產(chǎn)的傳統(tǒng)模式產(chǎn)生了深刻的變革，成為產(chǎn)品更新?lián)Q代的關(guān)鍵技術(shù)。CAD/CAM已經(jīng)成為了一個(gè)推動(dòng)各行種業(yè)技術(shù)進(jìn)步的、具有相當(dāng)規(guī)模的新興產(chǎn)業(yè)部門(mén)[8]。2 注射模具 CAD 系統(tǒng)2．1 注射模CAD系統(tǒng)的主要功能一個(gè)完善的注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)應(yīng)包括注塑制品構(gòu)造、模具概念設(shè)計(jì)。CAE分析、模具評(píng)價(jià)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用CAM。（1）注塑制品構(gòu)造將注塑制品的幾何信息以及非幾何信息輸入計(jì)算機(jī)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部建立制品的信息模型，為后續(xù)設(shè)計(jì)提供信息。（2）模具概念設(shè)計(jì)根據(jù)注塑制品的模型采用基于知識(shí)和基于實(shí)例的推理方法，得到模具的基本結(jié)構(gòu)形式和初步的注塑工藝條件，為模具詳細(xì)設(shè)計(jì)、CAE分析、制造性評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)。（3）CAE分析CAE(Computer Aided Execution)技術(shù)即計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)，它是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)／計(jì)算機(jī)輔助制造(CAD／CAM)技術(shù)向縱深方向發(fā)展的要求。在注射模CAE分析中，運(yùn)用有限元的方法，可作充模流動(dòng)、保壓、冷卻及翹曲變形等分析 [9]。以得到合適的注射工藝參數(shù)和合理的澆注與冷卻結(jié)構(gòu)。流道平衡分析軟件能幫助用戶(hù)對(duì)一模多腔模具的流道系統(tǒng)進(jìn)行平衡設(shè)計(jì)，計(jì)算各個(gè)流道和澆口的尺寸，以保證塑料熔體能同時(shí)充滿(mǎn)各個(gè)型腔；冷卻模擬軟件能計(jì)算冷卻時(shí)間、制品型腔的溫度分布，其分析結(jié)果可以?xún)?yōu)化冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；剛度強(qiáng)度分析軟件能對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析，幫助用戶(hù)對(duì)型腔壁厚和模板厚度進(jìn)行剛度和強(qiáng)度校核；應(yīng)力計(jì)算翹曲預(yù)測(cè)軟件則能計(jì)算出制品的收縮情況和內(nèi)應(yīng)力的分布，預(yù)測(cè)制品出模后的變形 [10]。（4）模具評(píng)價(jià)模具評(píng)價(jià)包括可制造性評(píng)價(jià)和可裝配性評(píng)價(jià)兩部分。注塑件可制造性評(píng)價(jià)在概念設(shè)計(jì)過(guò)程中完成，根據(jù)概念設(shè)計(jì)得到的方案進(jìn)行模具費(fèi)用估計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，模具費(fèi)用估計(jì)可分為模具成本估計(jì)和制造難易估計(jì)兩種模式。成本估計(jì)是直接得到模具的具體費(fèi)用，而制造難易估計(jì)是運(yùn)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法得到注塑可制造度，以此模具的制造性。可裝配性評(píng)價(jià)的在模具詳細(xì)設(shè)計(jì)完成后，對(duì)模具進(jìn)行開(kāi)啟、閉合、勾料、抽芯、工件推出動(dòng)態(tài)模擬，在模擬過(guò)程中自動(dòng)檢查零件之間是否干涉，以此來(lái)評(píng)價(jià)模具的可裝配性。（5）模具詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)根據(jù)制品的信息模型、概念設(shè)計(jì)和CAE分析結(jié)果進(jìn)行模具詳細(xì)設(shè)計(jì)，包括成型零部件設(shè)計(jì)和非零部件設(shè)計(jì)，成型零件包括型芯、型腔、成型桿和澆注系統(tǒng)，非成型零部件包括脫模機(jī)構(gòu)、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)以及其他典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) [11]。同時(shí)提供三維模型向二維工程圖轉(zhuǎn)換的功能。（6）CAMCAM主要是利用支撐系統(tǒng)下掛的CAM軟件完成成型零件的虛擬加工過(guò)程，并自動(dòng)編制數(shù)控加工的NC代碼 [12]。CAM包括：模塊設(shè)計(jì)--加工方式確定--工序劃分--刀具選擇--工序設(shè)計(jì)--加工路線(xiàn)的確定--尺寸公差計(jì)算--切削參數(shù)選擇--定位基準(zhǔn)確定--夾具方案選擇--刀具、夾具等工裝設(shè)計(jì)--NC加工 [13]。2．2 注射模CAD系統(tǒng)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的通用流程注射模CAD系統(tǒng)模具設(shè)計(jì)具有類(lèi)似的設(shè)計(jì)流程（1) 注塑制品的三維造型。我們可以直接運(yùn)用通用的三維造型軟件來(lái)繪制制品的三維圖形。有很多大公司的軟件已經(jīng)十分成熟，如美國(guó)EDS公司的UG 、美國(guó)PTC公司的 Pro/Engineer、美國(guó)SDRC的I—DEAS，法國(guó)MATRA公司的Eucld,以及數(shù)據(jù)庫(kù)管理Oracle等大型的軟件。以及在一些公司和高校中經(jīng)常使用的如Solidworks、Solidedge、MasterCAM等中端的軟件，還有一些大家經(jīng)常使用如AUTOCAD等低端軟件 [14]。其中UG是融線(xiàn)框模型、曲面造型和實(shí)體造型為一體，是參數(shù)化和特征化的系統(tǒng)造型軟件 [15]。（2）根據(jù)注塑制品采用專(zhuān)家系統(tǒng)進(jìn)行模具概念設(shè)計(jì)，專(zhuān)家系統(tǒng)包括模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝規(guī)劃、模具價(jià)格估計(jì)等模塊，在專(zhuān)家系統(tǒng)的推理過(guò)程中，采用基于知識(shí)與基于實(shí)例相結(jié)合的推理方法，推理的結(jié)果的注塑工藝和模具的初步方案。方案設(shè)計(jì)包括型數(shù)目與布置、澆口類(lèi)型、脫模方式和抽芯方式等。 （3）在模具初步方案確定后，用CAE軟件進(jìn)行流動(dòng)、保壓、冷卻和翹曲分析，以確定合適的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)等。例如如果分析結(jié)果不能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，那么可根據(jù)用戶(hù)的要求再來(lái)修改注塑制品的結(jié)構(gòu)或修改模具的設(shè)計(jì)方案 [16]。參 考 文 獻(xiàn)[1] 肖祥芷，李德群等.CAD 在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[M].北京：科學(xué)出版社，1993.[2] 李大鑫，張秀棉.模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)綜述[M].機(jī)床與模具,2005.[3] 李和,肖根福. 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)綜述[J]. 井岡山學(xué)院學(xué)院學(xué)報(bào),2006.[4] 周華. CAD 曲面成型技術(shù)在塑料模具設(shè)計(jì)中的發(fā)展[J]. 現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2005.[5] 江宏,黃小龍,羅坤. PRO/ENGINEER2001 中文版[M].北京：清華大學(xué).2003. [6] 張杰,申開(kāi)智. 塑料模具 CAD/CAE 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,2002,14(3)：28～30.[7] 李德群等. 對(duì)開(kāi)展模具 CAD/CAE/CAM 的認(rèn)識(shí)[J]. 模具工業(yè)，1992,9(7):58～65.[8] 王定標(biāo)，郭茶秀，向颯. CAD/CAE/CAM 技術(shù)與應(yīng)用[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.[9] 張春吉，唐躍. CAD/CAE 技術(shù)在塑料模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2004，16（1）：34～35.[10] 何建中. CAE 技術(shù)在注塑模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[N].中國(guó)西部科技，2007.[11] 馮炳堯,韓泰榮等. 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版.[12] 王國(guó)中，申長(zhǎng)雨. 注塑模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)[M]. 北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1998.[13] 汪琦，張偉宏.注塑模具計(jì)算機(jī)輔助制造[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用,1997,9(6)：49～50.[14] 吳柳機(jī)，杜智敏，何華妹. SolidWorks2007 中文版產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)入門(mén)一點(diǎn)通[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.[15] 王曉楓,陳建華. UG 軟件 CAD/CAM 技術(shù)在注塑模生產(chǎn)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代塑料加工應(yīng)用，2005,17(6):50～53.[16] 寧汝新，趙汝嘉，歐宗瑛. CAD/CAM技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999. 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告２．本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：一、課題研究?jī)?nèi)容塑料注射模具是成型塑料制品成型的主要方法，具有高效率、高質(zhì)量及成型后有少加工或 不加工等特點(diǎn)。本課題是盒蓋的注射模具設(shè)計(jì)。二、研究途徑1、測(cè)繪盒蓋圖紙，完成盒蓋的 CAD 三維造型設(shè)計(jì)2、盒蓋注射模方案設(shè)計(jì)（1）注塑模類(lèi)型的選擇現(xiàn)擬采用普通注射模。（2）分型面的選擇A-A 為分型面（3）澆口的選擇根據(jù)盒蓋的外觀情況，擬采用側(cè)澆口。（4） 側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)由于盒蓋有側(cè)孔，現(xiàn)擬采用應(yīng)用最普遍的斜導(dǎo)柱側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)。3、注射模成型零件尺寸的計(jì)算4、完成盒蓋注射模的裝配圖設(shè)計(jì)和全部零件的圖紙?jiān)O(shè)計(jì)5、完成該注射模的制造工藝設(shè)計(jì) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告指導(dǎo)教師意見(jiàn)：1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：指導(dǎo)教師： 年 月 日所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人： 年 月 日