楊建林開題報告

畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告學(xué)院機械與電氣工程學(xué)院專業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化級別07級課題名稱玩具汽車上蓋模具設(shè)計及型腔加工仿真姓名楊建林學(xué)號071501010079指導(dǎo)教師李紅老師職稱學(xué)位選題的理論，實踐意義。塑料模具對實現(xiàn)塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。任何塑件的生產(chǎn)和更新?lián)Q代都是以模具的制造和更新為前提的，由于目前工業(yè)和民用塑件的產(chǎn)量猛增，質(zhì)量要求越來越高，因而導(dǎo)致了塑料模具研究、設(shè)計、和制造技術(shù)的迅猛發(fā)展。本專業(yè)是機械設(shè)計制造及其自動化，而工程制圖、機械原理、機械設(shè)計、理論力學(xué)、材料力學(xué)都是必修科，塑料成型模具屬于選修課程，但是設(shè)計中所運用的力學(xué)計算、模具材料選擇、機械結(jié)構(gòu)都是課本里所學(xué)到，對制品的模具設(shè)計使得我們把以前所學(xué)的相關(guān)知識都得到了運用，同時應(yīng)用三維軟件進(jìn)行了三維造型和型腔的數(shù)控仿真加工。在現(xiàn)在的社會中，汽車業(yè)在制造業(yè)的比重比較大，對玩具汽車上蓋模具設(shè)計及型腔加工仿真的研究設(shè)計，是對所學(xué)的知識運用于現(xiàn)實的最好的體現(xiàn)，而且比較有實用價值。研究動態(tài)，目標(biāo)及見解。汽車上蓋模具的設(shè)計的現(xiàn)狀:據(jù)統(tǒng)計汽車工業(yè)總產(chǎn)值占GDP額比重以超過10%。而汽車上蓋模具在汽車工業(yè)中占有率又是100%。因此做好汽車上蓋模具事非常重要的。模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱之“點鐵成金”的“磁力工業(yè)”，如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過了新興的電子工業(yè)，已實現(xiàn)了模具專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化，因而深受贊譽。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本稱模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會的原動力”，在德國，被冠之以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱號，而歐盟一些國家稱“模具就是黃金”，新加坡政府則把模具工業(yè)作為“磁力工業(yè)”，中國模具權(quán)威經(jīng)理稱為“模具是印鈔機”?？梢娔＞吖I(yè)在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位。模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。近年來，全球制造業(yè)正以垂直整合的模式向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，我國正成為世界制造業(yè)的重要基地，中國已成為第一制造大國。作為產(chǎn)品制造的重要工藝裝備，國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一的模具工業(yè)將直面競爭的第一線。模具工業(yè)除需要“高技藝”的從業(yè)人員外，還需要更多的“高技術(shù)”來保證。汽車上蓋模具對其曲面要求較高，所以要加強對其曲面與工藝上進(jìn)行研究與改進(jìn)。且在汽車工業(yè)中占有比較重要的地位，所以對其研究實用價值比較大。2、汽車上蓋模具的設(shè)計的發(fā)展：汽車上蓋模具的設(shè)計的發(fā)展主要是解決高精度、長壽命、高效的復(fù)雜型腔結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代模具，需積極考慮如下四方面：

（1）模具材料及表面處理技術(shù)

汽車上蓋模具工業(yè)要上水平，材料應(yīng)用是關(guān)鍵。因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。

（2）設(shè)計制造技術(shù)

當(dāng)代模具的設(shè)計與制造廣泛采用計算機輔助設(shè)計與制造（CAD/CAM），設(shè)計過程程序化和自動化，使用程序、模具擬成形過程、采用交互式設(shè)計方法，發(fā)揮人和計算機的各自特長。數(shù)據(jù)庫和計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使設(shè)計人員擁有大量資料和信息。設(shè)計與制造之間的直接傳輸便于設(shè)計中的反復(fù)修正改變。

（3）高速銑削技術(shù)

高速銑削是目前切削技術(shù)中應(yīng)用最多的一種工藝技術(shù)，是一種以高主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給、較小的切削深度和間距為加工特征的高效、高精度數(shù)控加工方式。高速銑削具有工件溫度低、切削力小、加工平穩(wěn)、質(zhì)量好、效率高（為普遍銑削加工的5~10倍）及可加工硬質(zhì)材料（＜60HRC）等諸多優(yōu)點，因而在模具加工中日益受到重視。專業(yè)化生產(chǎn)及標(biāo)準(zhǔn)化

專業(yè)化生產(chǎn)是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要特征之一，國外工業(yè)先進(jìn)的國家模具專業(yè)化生產(chǎn)已達(dá)75%以上。

標(biāo)準(zhǔn)化是實現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提，能系統(tǒng)提高整個模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，是機械制造業(yè)向深層次發(fā)展必由之路。。3、我的玩具汽車上蓋模具設(shè)計及型腔加工仿真：（1）對玩具汽車上蓋機構(gòu)與曲面的優(yōu)化汽車上蓋是一個非常講究結(jié)構(gòu)與曲面光滑曲面造型，這也是消費者購買的一個重要標(biāo)準(zhǔn)之一。因此這部分是我的重點之一。我會運用PRO/E軟件，設(shè)計出更有觀賞性的結(jié)構(gòu)與優(yōu)美的曲面造型。（2）對玩具汽車上蓋模具型腔加工仿真對型腔加工仿真主要是其加工工藝與其加工參數(shù)的設(shè)定。PRO/E軟件提供一套完整的加工仿真系統(tǒng)，且它加工刀具路線的理想性與加工后曲面的優(yōu)美性都得到很多工程師的認(rèn)可。（3）在材料的選用上采用的鍍膜同時真空熱處理的這一最新方法，從而避免因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效等不良影響。（4）在模具設(shè)計與脫模的工藝上同一結(jié)構(gòu)造型，但在做模具設(shè)計與脫模時方法很多，如何找到一種簡單正確而實用的方法至關(guān)重要。我會運用所學(xué)的知識綜合PRO/E軟件，做出一套完美的模具設(shè)計工藝。研究的思路，方法，技術(shù)路線。本課題為玩具汽車上蓋模具設(shè)計及型腔加工仿真，主要內(nèi)容：玩具汽車上蓋制品測繪、模具設(shè)計、工藝分析及數(shù)控編程及加工仿真。設(shè)計原始數(shù)據(jù)：玩具汽車上蓋，其中：1）制品的尺寸精度要求：長度方向小于0.50，厚度方向小于0.10；2）制品材料：ABS；3）制品表面粗糙度：不低于實物表面；4）制品生產(chǎn)批量：5萬；5）制品其他要求：符合設(shè)計規(guī)范。運用三維繪圖軟件PRO/ECAD進(jìn)行制品的模型構(gòu)造。它的三維造型模塊是一個高效的三維機械設(shè)計工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。在實際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，隨著人們生活水平的提高，對曲面產(chǎn)品的需求將會大大增加。用PRO/E生成曲面僅需2步～3步操作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、曲面造型、掃描、網(wǎng)格等。對于型腔的加工則也采用PRO/E軟件，PRO/E軟件在仿真加工方面應(yīng)用得不是很廣泛。但在加工時刀具的運動曲線等很優(yōu)美，得到很多工程師的認(rèn)可。主要是PTC公司對PRO/E軟件的加工后置處理不夠透明才導(dǎo)致它被運用的不廣泛，在此我順便對PRO/E加工后置處理進(jìn)行研究，它的加工后置處理非常強大，可供大家添加自己所用的機床、用C語言等計算機語言進(jìn)行二次開發(fā)等，因此在此只是對它進(jìn)行簡單的研究，有不足與錯誤的地方忘大家指出。旨在忘大家有個更好的運用。PRO/E系統(tǒng)中，型腔銑削、輪廓銑削和點位加工的刀具路徑與被加工零件的模型是相關(guān)一致的。當(dāng)零件幾何模型或加工參數(shù)修改后，PRO/E能迅速準(zhǔn)確的自動更新相應(yīng)的刀具路徑，無須重新設(shè)計和計算刀具路徑。它提供了數(shù)控加工所需要的所有工具，可迅速編制出優(yōu)質(zhì)可靠的數(shù)控程序，極大的提高了工作效率和機床利用率。玩具汽車上蓋制品測繪、模具設(shè)計、型腔工藝分析及加工仿真。注塑機的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，澆注形式的選擇，動定模板及各模板的尺寸和厚度的確定，模具的頂出機構(gòu)以及冷卻系統(tǒng)。玩具汽車上蓋的測繪主要是手工測量和繪制，采用PRO/E繪制制品的三維實體模型?？傮w設(shè)計思路：原始數(shù)據(jù)收集→繪制品工程圖→三維實物模型→模具設(shè)計→型腔數(shù)控仿真加工總體安排、進(jìn)度計劃1、2011.3.1-2011.3.26：實習(xí)調(diào)研、查閱并收集資料，提交開題報告。2、2011.3.27-2011.4.8：對塑件的三維造型進(jìn)行繪制；3、20114.9-2011.4.11：模具設(shè)計計算：a）塑件材料性能分析b）型腔數(shù)的確定c）型腔壁厚計算；4、2011.4.12-2011.4.15：澆注系統(tǒng)設(shè)計：a）澆口位置選擇b）澆注系統(tǒng)的平衡c）澆注系統(tǒng)設(shè)計計算；5、2011.4.16-2011.4.17：分型面的設(shè)計；6、2011.4.18-2011.4.20：冷卻系統(tǒng)設(shè)計：a）設(shè)計計算b）冷卻流道結(jié)構(gòu)設(shè)計；7、2011.4.21-2011.4.22：頂出系統(tǒng)設(shè)計；8、2011.4.23-2011.4.25：模架設(shè)計;9、2011.4.26-2011.4.28：模流分析;10、2011.4.29-2.11.5-5：型腔加工仿真：a）加工零件工藝審查b）毛坯的選擇c）加工參數(shù)的確定d)PRO/E4.0仿真加工。主要參考文獻(xiàn)[1]申開智.塑料成型模具.北京：中國輕工業(yè)出版社，2002.9[2]陳志剛.塑料模具設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，2002.1[3]奚永生.精密注塑模具設(shè)計.北京：中國輕工業(yè)出版社，1997.4[4]許發(fā)樾.實用模具設(shè)計與制造手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2005.9[5]宋滿倉.注塑模具設(shè)計與制造實戰(zhàn).北京：機械工業(yè)出版社，2003.4[6]王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ).北京：機械工業(yè)出版社，2000.2[7]成大先.機械設(shè)計手冊·單行本·聯(lián)接與緊固.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.1[8]吳明友.數(shù)控加工自動編程——Pro/EWildfire+Mastercam詳解北京：清華大學(xué)出版社，2008[9]方建軍.數(shù)控加工自動編程技術(shù)：Pro/ENGINEERWildfire在機械制造中的應(yīng)用北京：化學(xué)工業(yè)出版社工業(yè)裝備與信息出版中心，2005.1[10]林清安.Pro/Engineerwildfire2.0模具設(shè)計北京：電子工業(yè)出版社，2005.4