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大連交通大學2017屆本科生畢業(yè)設計（論文）實習（調研）報告 調研報告 一、 課題的來源及意義 制造業(yè)是一切生產和裝配制成品的企業(yè)群體的總稱，是工業(yè)的主體，是現代社會的基石，在當前各國經濟發(fā)展中占有舉足輕重的作用?？萍嫉倪M步，促使新技術、新材料、新能源、特別是計算機技術的發(fā)展，推動了制造業(yè)的變革，促進了先進制造技術的產生和發(fā)展。 先進制造技術(Advanced Manufacturing Technology, AMT)是在20世紀80年代末在美國首次提出的概念。先進制造技術是制造業(yè)不斷吸收信息技術和現代管理技術的成果，并將其綜合應用于產品設計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務乃至回收的制造全過程，以實現優(yōu)質、高效、低耗、清潔、靈活生產，提高對動態(tài)多變的市場的適應能力和競爭能力的制造技術的總稱。先進制造技術的出現正急劇改變著制造業(yè)的產品結構和生產過程，對注塑模具制造也是如此。質量(Quality)、成本(價格)(Cost)、時間(工期)(Time)已成為現代工程設計和產品開發(fā)的核心因素，現代企業(yè)大都以高質量、低價格、短周期為宗旨來參與市場競爭。注塑模具設計與制造技術也在設計技術、制造工藝、生產模式等諸方面加以調整以適應這種要求。 二、 注塑模具的基本結構 注塑模具是通過特定形狀復制成型塑料制品的一種工藝裝備。其注塑成型原理為:將注塑機料筒中的塑料塑化成塑料熔體，然后通過注塑機噴嘴將其注入成型模腔，并經過保壓和冷卻，固化成一定形狀的塑件。注塑模具的結構與塑件結構、注塑機種類、注塑工藝等有很大的關系。一般而言，注塑模具可以分為定模和動模。根據各部分功能的不同，注塑模具可以分為成型模腔、流道系統(tǒng)、導向部件、頂出裝置、溫控系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)等等。 (1)成型模腔。成型模腔一般由型芯、凸模、凹模等部分組成。根據制作工藝和塑件的不同，型芯、凹模等組合或材料的選用不同。 (2)澆注系統(tǒng)。流道系統(tǒng)又稱為澆注系統(tǒng)，它主要由主流道、分流道、澆口和冷料穴等組成，其功能是將塑料熔體引向型腔。 (3)導向部件。導向部件通常由導柱、導套、導孔等組成，其功能是提高合模過程的準確性。 (4)頂出裝置。頂出裝置一般由推桿、頂管、推板、卸料板、卸料塊等構成，它的作用是將塑件或凝料從模具中推出。 (5)溫控系統(tǒng)。注塑過程對模具的溫度具有很高的要求，溫度控制系統(tǒng)又可以稱作冷卻加熱系統(tǒng)，其功能就是對模具溫度進行調節(jié)。 (6)排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)是將型腔內的氣體排出，其常被設在分型面。 注塑模具作為注塑成型的一項重要設備，其設計水平、技術含量的高低對塑料制品的性能有著重要的意義，因此，對模具結構的設計與研究不容忽視，要不斷提高模具的制作水平，加快其自動化生產。 三、 先進技術在注塑模具中的應用 許多歐美工業(yè)發(fā)達國家將模具比作“金鑰匙”“效益放大器’、“進入富裕社會的原動力”、“印鈔機”等，可見其對模具行業(yè)的重視。注塑模具在整個塑料模具的總量中占50%以上，從目前的發(fā)展趨勢可以看出，在未來模具市場中，注塑模具的發(fā)展將遠高于其他模具。隨著熱流道、逆向工程、高速銑削等新技術在注塑成型中的應用，注塑模具逐漸向標準化、復雜化、自動化、精密化方向發(fā)展。新技術的應用對注塑模具的發(fā)展產生了重大的影響，同時，注塑模具的發(fā)展也對制造技術不斷提出了新的要求。 （1）高速切削技術 高速切削(High Speed Machining HSM)的概念最早由德國的Salomon博士提出，高速切削技術是一種是通過特定方法和生產設備進行高效、高精度的數控加工方式。使用高速切削技術的注塑模具具有加工平穩(wěn)、精度高、效率高等優(yōu)點，因而，隨著對注塑模具精度越來越高的需求以及微電子、計算機數字控制機床(CNC)等技術的發(fā)展，高速切削技術被廣泛應用于注塑模具的加工，如:德國、日本等85%左右的模具采用高速加工代替電火花加工成型技術。我國20世紀90年代開始高速切削技術的研發(fā)與應用。 (2)快速成型技術 快速成型(Rapid Prototyping Molding RPM)技術產生于20世紀90年代，它是集數控、激光、新材料、分層制造等現代先進制造技術于一體的科技成果，被稱為自數控技術以來的又一次技術革命?？焖俪尚图夹g通過利用CAD數據，將一層層的材料疊加形成三維實體。目前，使用比較廣泛的快速成型技術有:激光立體光刻技術、熔絲沉積成型技術、疊層成型技術、激光誘發(fā)熱應用成型技術等?？焖俪尚图夹g對于低成本、高精度、快速的模具制造具有重要的意義，目前已被廣泛應用于汽車、家電、航空等領域。 (3)微注射成型技術 微注射成型(Micro Injection Molding MIM)通過螺桿將高聚物塑化，然后將熔體注入計量室，利用計量室對熔體進行精確計算后，將其射入模具。隨著高技術和精密技術的快速發(fā)展，微注射成型被廣泛應用于尺寸小，形狀特殊，功能復雜的塑件的生產中。隨著電子通訊、精密機械等產業(yè)的發(fā)展，微注射成型技術也得到了越來越廣泛的應用，每年以大約20 %的速度增長。 (4)熱流道技術 熱流道技術在注塑模具中的廣泛應用是制造業(yè)的一大變革。熱流道模具是最早由美國的Inco。公司開發(fā)出來，在工業(yè)發(fā)達國家已有幾十年的應用歷史。它具有生產成本低、成型周期短、工作效率高等優(yōu)點，熱流道模具在工業(yè)發(fā)達國家的應用發(fā)展較快，很多國家的應用率達到70%以上。同時，熱流道模具的制作成本、技術要求、維護費用都比普通模具的要高，因此，需要進一步的研發(fā)與改進，使其更廣泛地應用于注塑模具的生產中。 四、 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng) 模具CAD/CAE/CAM技術的應用是改造傳統(tǒng)模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程技術。模具CAD/CAE/CAM是以計算機軟件的形式，為企業(yè)提供一種行之有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對注塑產品的性能、模具結構、成形工藝、數控加工及生產管理進行設計和優(yōu)化。特別是在進入本世紀以來，模具CAD/CAE/CAM與RP&M技術的高度集成，更能顯著縮短模具設計與制造周期，降低新產品開發(fā)創(chuàng)新的生產成本并提高產品質量，增強企業(yè)的市場競爭力 CAD/CAE/CAM與R&M技術主要包括以下幾個方面: CAD(Computer Aided Design)是指工程技術人員以CAD設計軟件和計算機為工具，用自身的專業(yè)知識，對模具進行總體設計、繪圖、分析等設計活動的總稱，是一項綜合性技術。 CAE(Computer Aided Engineering)是以現代計算力學為基礎，以計算機仿真為手段的工程分析技術，是實現模具優(yōu)化設計的主要支持模塊。模具CAE主要是指用計算機對塑料模具產品進行性能與安全可靠性的分析，對其未來模具的工作狀態(tài)和運行行為進行模擬，及早發(fā)現設計中可能存在的缺陷，并證實未來工程、產品功能和性能的可用性與可靠性，減少企業(yè)投資開發(fā)新產品的風險。 CAM(Computer Aided Manufacturing)是指對模具加工數控程序的編制，包括刀具路線的規(guī)劃、刀位文件的生成、刀具軌跡仿真以及后置處理和NC代碼生成等。模具CAM是指利用計算機實現從模具圖樣到產品制造過程中的直接和間接活動，包括對物質流動和信息流動的直接控制、管理和監(jiān)督，也包括工藝準備生產作業(yè)、計劃、數控程序編制等，其核心內容是實現產品加工過程中的數控編程自動化。 PR&M (Rapid Prototyping and Manufacturing)快速原型技術是借助計算機輔助設計，用實體反求的方法采集得到有關零件的幾何形狀，一次性建立數字化掃描模型，并通過激光選域燒結、激光光敏固化、分層實體制造、熔融沉積制造等方法來達到快速、準確地制造零件的現代化方法。 五、 本課題的研究目標與研究內容 本課題選用活動圈零件進行模具設計，對該零件進行系統(tǒng)分析和研究，其中包括確定模具澆注系統(tǒng)、推出機構、冷卻系統(tǒng)等主要注塑模具設計步驟與環(huán)節(jié)的設計與應用。通過對塑件進行工藝分析，其中包括確定分型面，成型零件設計，澆注系統(tǒng)設計，側抽芯機構設計，冷卻系統(tǒng)設計，脫模機構的設計與改善等，從而得出一套設計合理的方案，最后得到一張總體裝配圖，模具裝配圖，重要零部件圖和論文說明書。 六、 研究方法和手段 課題要求根據已知的活動圈零件圖，利用PROE軟件完成注塑模具實體圖、裝配圖及零件圖設計。目的是培養(yǎng)學生從事模具設計工作所需的基本技能：科技資料查閱；PROE軟件應用；注塑工藝及其模具結構設計基礎知識，為畢業(yè)后的工作打下良好基礎。已有活動圈零件圖紙、CAD軟件。 七、 方案的可行性分析 根據所學的AutoCAD、Pro/E軟件繪出活動圈注塑模具的二維及三維結構，用所學的力學及機構知識對其結構進行校核；通過計算和仿真來優(yōu)化設計，以達到設計要求。 八、 進度安排 學生姓名 王文溥 專業(yè)班級 機械135 指導教師 周智鵬 本課題其他人員 無 題 目 活動圈注塑模設計 時　間 計劃完成內容 第1周 確定論文課題，指導老師講解課題題目，正確理解課題所要研究的內容和目的；根據課題要求，查找相關的中英文資料。 第2周 到圖書館查閱相關書籍和文獻，開始翻譯英文資料，了解論文涉及的相關知識并完成對選擇英文資料的翻譯。相關資料，掌握有關知識，并完成調研報告。 第3周 在有充足的準備后開始塑件建模，并且進行塑件成型工藝分析以及擬定模具結構等設計 第4周 開始說明書的主要計算包括澆注系統(tǒng)設計，成型零件設計計算 第5周 完成說明書剩下的設計過程，確定模架的選擇，排氣槽設計，脫模推出機構設計，冷卻系統(tǒng)設計以及導向與定位結構設計 第6周 按照要求規(guī)范整理設計過程，完成說明書，按照指導老師意見認真修改完善設計計算過程 第7周 學習掌握pro/e知識， 開始使用pro/e建模 第8周 完成pro/e建?？傃b圖，并三維轉二維，開始繪制CAD零件圖 第9周 完成繪制CAD總裝圖。 第10周 依照指導老師的建議對圖紙進行修改，對說明書進行完善 第11周 參考注塑模具等資料以及指導老師的建議完成對論文初稿并對其進行修改。 第12周 按照畢業(yè)論文規(guī)范化要求進行論文格式修改和排版，經過嚴格審查后，完成畢業(yè)論文。 第13周 提交畢業(yè)設計論文，準備答辯。 第14周 完成答辯 九、 參考文獻 [1].林清安.完全精通Pro/Engineer模具設計基礎入門.電子工業(yè)出版社，2013年7月第4次印刷. [2].張紅霞.GREO1.0模具設計授課筆記. 電子工業(yè)出版社，2012年8月第1次印刷. [3].張維合.注塑模具設計實用教程，化學工業(yè)出版社，2009年7月第4次印刷. [4].陳永輝. Pro/Engineer模具分模特訓基礎與典型范例，電子工業(yè)出版社，2011年6月第1次印刷. 6