手機(jī)后蓋的注塑模具設(shè)計【一模兩腔側(cè)向抽芯優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計含10張CAD圖紙帶開題報告+外文翻譯】-zsmj33

手機(jī)后蓋的注塑模具設(shè)計【一模兩腔側(cè)向抽芯】

摘  要

我國塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，經(jīng)歷了半個世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大的提高。由于模具生產(chǎn)產(chǎn)品具有精度高，復(fù)雜性高，一致性好，生產(chǎn)效率高消耗低等優(yōu)點。所以現(xiàn)代工業(yè)中將會起到更大的作用，得到更多的應(yīng)用。我的塑料發(fā)展至今，已能生產(chǎn)精度高達(dá)2微米的精密，多工位級進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá)160個，壽命1~2億次。

模具時現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開模具行業(yè)的支持。用模具生產(chǎn)制造所表現(xiàn)出來的的高精度，高復(fù)雜程度，高一致性，高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中塑料模具約占33%。不同的塑料成型方法使得模具原理和結(jié)構(gòu)不通。按照成型方法的不通，塑料模具分為：注塑模具，壓塑模具，吹塑模具等。注塑模具主要用于熱塑性塑料制品的成型中占有很大比重?，F(xiàn)代工業(yè)中，消費(fèi)品外殼的色彩，手感，和精度，厚度等提出了新要求。塑料外殼設(shè)計成為重要的一環(huán)。設(shè)計合理的注塑模具將得到越來越多的應(yīng)用。

現(xiàn)代注塑模具的設(shè)計方法目前為了應(yīng)付當(dāng)前多樣化的要求，縮短產(chǎn)品只在周期以缺德最佳的競爭優(yōu)勢，模具設(shè)計中都引用了CAD/CAE計算機(jī)一體化制造技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增加競爭力，一般而言，一件完整理想的工業(yè)產(chǎn)品，其制造流程為現(xiàn)有原創(chuàng)型的概念設(shè)計出原件，配合計算機(jī)輔助工程分析技術(shù)，再依據(jù)分析結(jié)果修改測試，最后再依據(jù)設(shè)計圖經(jīng)由計算機(jī)輔助制造，進(jìn)行產(chǎn)品自動化生產(chǎn)在模具設(shè)計生產(chǎn)，以上整個過程均在計算機(jī)上進(jìn)行。

在模具設(shè)計生產(chǎn)過程中，應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計-模具型腔-型芯二維設(shè)計-工藝準(zhǔn)備-模具型腔，型芯設(shè)計三維造型等。

隨著計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就，模具設(shè)計越來越多地使用CAD/CAM技術(shù)。在產(chǎn)品生產(chǎn)之前，使用這些新技術(shù)來進(jìn)行模具的設(shè)計和改善，是現(xiàn)代設(shè)計必然趨勢在現(xiàn)實生活里，手機(jī)已經(jīng)成為人們的一個生活必須品，現(xiàn)代的手機(jī)已經(jīng)不再僅僅是一個工具同時一時裝飾品，所以做出的不管是手機(jī)機(jī)身還是手機(jī)殼都需要美觀大方，因此加工工藝就顯得非常重要。所以在對手機(jī)殼的模具設(shè)計時不僅要考慮成型，還需要考慮成型后的美觀。因此在模具的設(shè)計過程中多方兼顧。

關(guān)鍵字：手機(jī)；模具設(shè)計；注射模；斜導(dǎo)柱；側(cè)抽芯。

Abstract

Plastic mold industry in China from the beginning to now, has experienced half a century, has made great development, mould level has greatly improved. Because the mold production product has high accuracy, high complexity, good consistency and high efficiency low consumption etc. So modern industry will play a greater role, get more applications. Precision plastic development up to now, I have been able to produce as much as 2 micron precision, multi-station progressive die, has reached the maximum number of stations in 160, life 1 ~ 200 million times.

Mould the basis for the development of modern industry, many industry's development cannot leave the mould industry support. With mold manufacturing of high precision, high complexity, high consistency, high productivity and low consumption, is can't be matched by other methods of processing and manufacturing. In the mold industry plastic mould accounted for about 33% of the total output. Different methods of plastic molding makes mold principle and structure. According to the forming method of impassability, plastic mold is divided into: injection mold, compression mold, blow molding mould, etc. In the injection mold is mainly used for thermoplastic plastics molding occupies a large proportion. In modern manufacturing, consumer goods shell color, feel, and precision, thickness, etc. Put forward new requirements. Plastic shell design become important one annulus. Reasonable design of injection mould will be applied more and more.

Modern design method of injection mould at present in order to cope with the current diversified requirements, shorten the product by the wicked the best competitive advantage, only in the cycle of mould design reference the CAD/CAE technology of computer integrated manufacturing, in order to improve the product quality, reduce cost, increase the competitiveness, in general, a complete ideal industrial products, the concept of the manufacturing process for existing original type original design, with computer aided engineering analysis techniques, according to the results of analysis, modifying test again, and then on the basis of design through computer aided manufacturing, automated production in the mold design production, more than the whole process are conducted on the computer.

In the mold design and production process, the application of Pro/ENGINEER software to design the mould structure - the mold - core of two-dimensional design process to prepare - mold cavity, core design three dimensional modeling, etc.

Along with the computer technology and network technology has achieved breakthrough and mold design are increasingly using CAD/CAM technology. Before production, the use of these new technologies for the design of the mould and improvement, is an inevitable trend in the modern design in real life, mobile phones have become a people living necessities, modern mobile phone is no longer just a tool for decoration at the same time, so the mobile body or following needs to be beautiful and easy, so the processing technology is very important. So when opponents casing mold design should not only consider the forming, also need to consider after molding. Therefore, in the mold design process to two or morethings.

Key words：Cell phones, mold design, injection mould, inclined guide pillar, side core-pulling

目錄

引言 1

第一章  塑件分析 2

1.1 材料的分析 2

1.2 塑件相關(guān)參數(shù)的設(shè)計 2

    1.2.1 注射溫度的影響 2

1.3 塑件原料的分析 3

    1.3.1 PC塑料的干燥 3

    1.3.2注射溫度 3

    1.3.3注射壓力 3

    1.3.4注射速度 3

    1.3.5模具溫度 4

1.4 體積及質(zhì)量計算 4

    1.4.1 體積的計算 4

    1.4.2 質(zhì)量及面積的計算 4

第二章  型腔數(shù)目的確定 6

第三章  成型零部件的設(shè)計 7

3.1 型腔尺寸的計算 7

3.2 型芯尺寸的計算 7

第四章  注射機(jī)的選擇 9

第五章  注射機(jī)的校核 10

5.1注射機(jī)注射容量校核 10

5.2注射機(jī)鎖模力校核 10

5.3注射機(jī)注射壓力校核 10

5.4注射機(jī)模具厚度校核 11

5.5注射機(jī)最大開模行程校核 11

第六章  分型面的選擇 13

6.1 分形面的形式 13

6.2 分型面的選擇 13

第七章  澆注系統(tǒng)的設(shè)計 15

7.1 分流道的設(shè)計原則 15

7.2 分流道的設(shè)計 16

7.3 分流道的尺寸的設(shè)計 17

第八章  澆口的設(shè)計 18

8.1澆口位置選擇的仿真 19

8.2 直接澆口的直徑設(shè)計 19

8.3 點澆口直徑設(shè)計 20

第九章  冷卻系統(tǒng)的設(shè)計 21

9.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計原則 21

9.2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 21

9.3 冷卻系統(tǒng)的計算 21

9.4冷卻時間計算 22

9.5 用水量M的計算 23

9.6  成型周期計算 23

第十章  模具材料選擇 25

第十一章  模具主要參數(shù)的計算 26

11.1 脫模力的計算 26

11.2 初始脫模力 26

11.3 推桿直徑計算 27

11.4 推桿的應(yīng)力校核 27

11.5 推板的厚度計算 28

第十二章  推出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計 29

12.1 推出機(jī)構(gòu)的選用原則 29

12.2 推桿的形式 29

12.3 推桿材料 30

12.4 推桿的復(fù)位 30

12.5 推出力的計算 30

12.6 型腔壁厚和底板厚度計算 31

    12.6.1側(cè)壁厚度計算 32

    12.6.2矩形型腔底板厚度計算 32

第十三章  結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計 33

13.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 33

    13.1.1設(shè)計導(dǎo)柱需要注意的事項 33

13.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 33

13.3 定位圈的設(shè)計 34

13.4 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計 34

13.5 斜導(dǎo)柱的設(shè)計 36

13.6 滑塊的設(shè)計 37

13.7 楔緊塊的設(shè)計 37

第十四章  模架的選擇 38

14.1模架厚度H和注射機(jī)的閉合距離L 38

14.2所需行程之間的尺寸關(guān)系 38

第十五章  排氣系統(tǒng)的設(shè)計 40

第十六章  成型零件加工工藝規(guī)程 41

謝辭 42

參考文獻(xiàn) 43

附錄 44

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CAXA圖紙

主澆套.dwg

凸模.dwg

動模座板.dwg

動模板.dwg

定模座板.dwg

定模板.dwg

手機(jī)后蓋.dwg

手機(jī)后蓋的注塑模具設(shè)計.doc

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裝配體.dwg

快速成型與虛擬成型在產(chǎn)品設(shè)計和制造中的應(yīng)用 S. 言 快速成型是一種從不需任何加工或數(shù)控加工程序就得到實體形狀的加工過程。這種技術(shù)歸諸與階段制造，材料儲存制造業(yè)，剩余 材料制造，固體形式制造和立體印刷。在前十年中，一批 術(shù)得到了發(fā)展。在制造模型中這些技術(shù)應(yīng)用不同的方法和材料，給出不同的收縮量，表面精度和準(zhǔn)確度。 一種已經(jīng)成熟的在計算機(jī)模式下執(zhí)行分析和模擬。近而像基于實體上一樣執(zhí)行同樣的測試。有時， 會涉及到 析和工程模擬。 本論文就著兩種技術(shù)的聯(lián)系描述了它們的對比研究。這次課題研究了兩種技術(shù)在成型方面的適用性和效率。這只是總體設(shè)計和制造中的一個環(huán)節(jié)。 關(guān)鍵詞： 產(chǎn)品設(shè)計，快速成型，虛擬成型 1. 前言 為一種關(guān)鍵的技術(shù)正在發(fā)展。它能迅速成型出復(fù)雜的零件。它還能使產(chǎn)品設(shè)計人員縮短產(chǎn)品設(shè)計和開發(fā)周期。即將到來的這種技術(shù)的時代已在當(dāng)今的 統(tǒng)中的 映出來。 一種德國標(biāo)準(zhǔn)，在 統(tǒng)中代表實體 3D 模型。 當(dāng) 一種較新的技術(shù)時， 經(jīng)在 70 年代很多領(lǐng)域里得到了穩(wěn)定的發(fā)展。采用虛擬成型意味著在計算機(jī)上分析 3D 模型。 現(xiàn)在 常綜合了 件，并且涉及到 件包。 在不首先制造這個零件時用一種模擬的方式來測試零件的情況 。 2. 定義 快速成型在工程中應(yīng)用很廣， 尤其在計算機(jī)軟件業(yè)上，它首先被用于軟件快速開發(fā)。 這個名詞也被制造業(yè)廣泛應(yīng)用來表現(xiàn)實體模型從液體固體對比傳統(tǒng)的制造方法在很短的時間內(nèi)成型的過程。這種技術(shù)廣泛用于階段加工，材料剩余加工，材料的額外加工及固體形式的加工，立體印刷。 虛擬成型指一種用計算機(jī)制造的模式，通常指 擬計算機(jī)成型通常被理解成用于實現(xiàn)繪圖模擬目的的產(chǎn)品構(gòu)筑模式。本論文中， 涉及到模仿，虛擬現(xiàn)實和制造過程的設(shè)計領(lǐng)域。 然而，在很多領(lǐng)域中， 區(qū)別是很模糊的。由于 統(tǒng)依賴 統(tǒng)產(chǎn)生的所需文件來制造原型 。在制造和零件開發(fā)過程中， 上去是從 生出來的餓。實際上， 定義揭示了 一種自由應(yīng)用于成型領(lǐng)域內(nèi)的術(shù)語。因此清楚地定義 很恰當(dāng)?shù)摹? 采取快速成型，意味著：從計算機(jī)模式產(chǎn)生實體模型而不用任何的夾具和數(shù)控加工。這也包括其他相關(guān)過程和用 造物體的應(yīng)用如：快速使用工具。 相似地，為了模擬和分析的目的，將 義為實體 式的連續(xù)操作過程而不包括 3D 的構(gòu)建。 以下功能： 1. 有限元分析 2. 制造形式，配合和交互檢查 3. 機(jī)械模擬 4. 虛擬視圖分析 5. 裝飾模擬 6. 裝配功能 間 的關(guān)系如圖 1 所 示。 圖 P 和 間的關(guān)系 3. 新加坡的成型 在新加坡選擇兩個從事產(chǎn)品開發(fā)活動的多國合作的公司（一個是美國，一個是德國），它們顯示了對 不同態(tài)度。兩個公司在成型過程中都用了 第一個公司 B 更側(cè)重于虛擬成型。他們生產(chǎn)電話通信設(shè)備，如：手機(jī)。公司移動了所有的成型應(yīng)用，正在從 移。目前，他們的 式僅應(yīng)用于概念的設(shè)計和市場的目的。另外的成型由 執(zhí)行。 第二個公司 C 制造消費(fèi)電子產(chǎn)品如：電視機(jī)， 音頻接收機(jī)，電話等。 作為一種 生產(chǎn) 3D 模型的工具。從實體 3D 模式生成所需的 件來制造 型。公司 型，這種模型為各種各樣的成型進(jìn)行測試和模擬。 公司 B 更傾向于轉(zhuǎn)移更多的成型到 不用實體造型。虛擬成型在減少成本的同時提高了質(zhì)量和可靠性。對比用實體造型虛擬成型的操作使設(shè)計的提高更加容易。 公司 B 用 草繪 型，然后用 提前加工模型。用 執(zhí)行靜態(tài)的 用 式來分析動態(tài)方案。當(dāng)執(zhí)行不同的概念和實際設(shè)計時， 于裝 飾模擬。 B 公司常用 行大量的 使公司只用 4~6 周的時間設(shè)計一個尋呼機(jī)。在執(zhí)行 大多數(shù)集中于靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析和動態(tài)測試分析，偶爾進(jìn)行震動測試。有些正在進(jìn)行的裝飾模擬中，常常是為了當(dāng)前的目的。 用于研究以下問題： 1. 估測一個設(shè)計的變化和正確性 2. 基于經(jīng)驗估計失敗的可能性 3. 做一些同實體測試有關(guān)的有根據(jù)的測試 4. 盡力闡明導(dǎo)致失敗的原因 根據(jù) B， 缺點是不能有效的模擬過程中的問題。因為材料內(nèi)部的矛盾， 量的計算也決定了 準(zhǔn)確度。 B 公司的應(yīng)用也是有限的。室內(nèi)層 壓實體制造 統(tǒng)常用于為概念設(shè)計的制造的設(shè)計模型而不是幾何造型。 公司 C 大量用 很少用 收音機(jī)到 29 寸電視的外殼等的零件都用 型 的說，公司用一年的時間來完成產(chǎn)品的概念設(shè)計到產(chǎn)品銷售。。 公司 C 的目標(biāo)在通過 型所有的零件。 式用 造出來。 式是為 件開發(fā)的。 件的主要目的是檢驗設(shè)計。常用的快速成型零件有以下功能： 1. 裝配形式 2. 工程檢查 3. 概念設(shè)計 4. 加工性能 5. 動力學(xué)檢查 6. 彈性檢查 由于 能模擬，所以 C 公司在 限制上做了很多研究。 1. 觸覺（對按鍵）不能 測量；如果能測出壓力便可以用 2. 裝配性能 4． 實例 1：成型手機(jī)外殼 這個例子研究了 式下的設(shè)計依據(jù)，裝配，干涉檢查。 品， 件都要在各方面進(jìn)行估計。這里用的 統(tǒng)是 件如圖 2 示，對 件的研究揭示了： 1. 表面精度比 件還差 2. 翹曲很明顯 計依據(jù) 做為一個有實際尺寸的物理零件， 給設(shè)計者一種能估計尺寸的感覺。這種對件的判斷是錯誤的。因為零件通常自動適應(yīng)可視窗口。實體零件的另外一個優(yōu)點是可以進(jìn)行人類工程學(xué)檢查。從通信設(shè)備的配合到危險 角落和邊緣的深度檢查。它提供了觸覺檢查，在產(chǎn)品上是很重要的，在人類工程學(xué)上也很重要，如觸摸鍵。 能提供這些。 式下的圓邊在 件上證明是不安全的。 式下可以進(jìn)行美學(xué)估價。 式允許在任何方向上觀察模型，至少有基本的觀察能力。然后，能夠在預(yù)期的模擬燈光和成千上萬的陰影顏色的混合下觀察零件。件不能上色，表面和描繪就需另外的工序。任何的一種表面差別都能立即檢查出 來而不用去檢查實體零件。這也允許設(shè)計者估計美學(xué)價值，做一些糾正。在大多數(shù)合資公司中，設(shè)計和制造通常有一定的差距。 件能送出 和接受電子信號，大大幫助設(shè)計過程，而且是可重復(fù)和并發(fā)的。隨著 件的發(fā)展，成型過程將很迅捷和簡單。任何一種虛擬成型設(shè)計的都能生產(chǎn)出來，幾乎連續(xù)用于設(shè)計過程中的零件。 配 因為彎曲和收縮隨著時間的延長而提高，所以 件必須迅速執(zhí)行。彎曲是零件幾何設(shè)計要考慮的問題。最好的設(shè)計零件也有不同程度的彎曲和收縮。一些 件像縮率固定，零件需要設(shè)計大一點，使它收縮到正確的尺寸。只有這樣安排設(shè)計，才有可能裝配好，但也有可能被彎曲和收縮損壞。一些零件僅僅在外力作用下才會裝配好。 件不僅允許用戶連 續(xù)裝配。而且允許用戶以一定角度放置在不能線形放置的裝配中。裝配用的 件的缺點是材料易碎，脆弱，不易用緊固件連接。 件允許零件以 3D 形式或平面模式或局部裝配。在虛擬領(lǐng)域中，裝配很普通的用于檢查我們即將談到的配合形式。 件的裝配形式和局部裝配允許產(chǎn)品設(shè)計者快速檢查自己是否正確設(shè)計了零件。凸緣是否足夠高并能容納一個插入的螺釘穿過另一個零件，兩個槽是否水平形成一個大的槽。虛擬環(huán)境下裝配的優(yōu)點是沒有實體零件需要制造，因而減少了成本。沒有實體零件，也就減少了加工時間。虛擬環(huán)境下的裝配可在幾分鐘或幾天 內(nèi)完成，比制造實體零件要快，然后進(jìn)行裝配。用戶也可以建立和制造一個零件或修改零件的特征。當(dāng)所有的實例被改變時也可以用工程參數(shù)或零件的實際尺寸的形式寫下裝配關(guān)系。當(dāng)進(jìn)行裝配時，在允許柔韌性條件下，也可以解決平衡問題。對設(shè)計的公差估計從最小成本進(jìn)行。也可以通過縮小公差制造公差，這些公差對總體尺寸變化很重要，對疏散公差有很少的作用。 涉檢查和配合形式 件的彎曲和收縮影響著干涉檢查和配合形式。因此干涉或配合取決于彎曲、收縮或設(shè)計錯誤中的一個或更多因素。。即使 件配合好了，仍然不能保證尺寸的正確性。 兩個或更多零件在同一方向或不同方向收縮仍能產(chǎn)生一個好的配合。在這種情況下， 式常用于確定干涉和配合是否取決于設(shè)計缺點。 統(tǒng)廣泛應(yīng)用干涉檢查和配合形式。它描繪了用戶的一種能力，就是進(jìn)行配合零件和干涉檢查時，不必生產(chǎn)零件（尺寸不正確的零件），因此降低了成本。 統(tǒng)中的進(jìn)程的相互作用也使用戶和設(shè)計者從工程繪圖到檢測干涉的需要中解脫出來。這個過程允許用戶建立制造過程中重要而穩(wěn)定的尺寸公差。當(dāng)配合小數(shù)目零件時， 統(tǒng)的干涉檢查是不明顯的。對于復(fù)雜的大量零件的裝配，特殊零件有很多特征。這些零件必 須與另外零件裝配和對齊。 統(tǒng)不僅不允許任何的不對齊和干涉的監(jiān)測，而且會立即糾正問題。當(dāng)用戶需要時， 統(tǒng)會在裝配上進(jìn)行干涉檢查。它比其他方法更快、更準(zhǔn)確和精確。。 會闡述列出特征，用戶也會看到實體 來糾正位置。 5. 實例 2：膝蓋修補(bǔ)的成型 景 快速成型已在醫(yī)療事業(yè)中得到應(yīng)用，然而這種應(yīng)用中， 件不會在 式中得到。通過醫(yī)療設(shè)備得到數(shù)據(jù)，進(jìn)而從數(shù)據(jù)中產(chǎn)生 件。 出三種方法可以從 描數(shù)據(jù)中成型 件。在大部分情況下，用 界，在 一個 描器繪制一個 3D 曲面的表面。這些文件轉(zhuǎn)化成三角文件形式，這些文件再轉(zhuǎn)化成 器需要的 件。從 P 機(jī)械有一個直接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，因此掃描平面通過 器再生出來。 當(dāng)用這種形式時， 乎扮演了一個可忽略的角色。在 助的醫(yī)療成型中，做為一個觀察者來改正表面輪廓。 [5]中從 描的數(shù)據(jù)中構(gòu)建了 3D 模式。他們認(rèn)為這種設(shè)備的優(yōu)點在于清晰，由于外科是一種精致的人工技術(shù)。我們能在任何一種角度觀察模型，甚至可對起進(jìn)行操作。用這種方式，醫(yī)生能掌握了解問題。這個研究表 明了 做 3D 的觀察器。當(dāng)研究 3D 模式是否是實體模式時，它會打開集成的 件進(jìn)入這個進(jìn)程，雖然數(shù)據(jù)交換有些問題。 同 統(tǒng)對照線路如下所示。 學(xué)的研究人員從 生成平面模型。經(jīng)過很多努力研制出臀部的實體模型，整個過程用了幾周的時間。 把 描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 3D 的過程是復(fù)雜而且易產(chǎn)生錯誤。他們必須把得到的 表面層疊時易發(fā)生混亂。當(dāng)一點在很近的點的下方時，這一點可能不是對應(yīng)的連接點。 這些曲線必須是獨(dú)立的并且有人工選擇來定義平 面，必須細(xì)心以保證形成的平面近似于原平面。形成原平面后，必須把他們連接起來形成網(wǎng)格，然后把這些平面混合起來形成平面模型。如果模型完全被封鎖， 統(tǒng)就會把它轉(zhuǎn)化成 3D 模型。 人類身體的復(fù)雜性和仿制也是當(dāng)前面臨的一個問題。抽出的大部分曲線用貝塞爾曲線來代表。一種繪制算法有時不能從 3D 數(shù)據(jù)中綜合出貝塞爾曲線。因此這種過程必須用人工支持 [6]。在軟件不能識別出特征時如：骨架連接處，就需要人的監(jiān)督，為了估測一種特征，數(shù)據(jù)必須分成獨(dú)立的數(shù)據(jù)。 直接的交接有兩個問題。從 描的數(shù)據(jù)以圖片的形式自動分割。從圖形直接計算也是可以的。它們不包括足夠的表面信息。因此對支持構(gòu)筑相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的 統(tǒng)，這是很困難的。從各部分成功獲得的輪廓是不明顯的。 描器有一個入口過濾器在預(yù)期的密度區(qū)域來分離區(qū)域。當(dāng)該區(qū)通過入口裝置時，在闡明組織時有一些問題。如：對于一些比一般尺寸大的皮下高密度組織，表面更好定義，轉(zhuǎn)變也很容易。當(dāng)對低密度結(jié)構(gòu)掃描時，或結(jié)構(gòu)太小，僅僅部分可以充滿。表 面密度的測量不會超越入口，因此，一個固定的入口過濾器將會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)尺寸收縮。因此大多樹調(diào)查聚集在 接處。 虛擬成型在生物力學(xué)上有更多的應(yīng)用。 用于設(shè)計 修復(fù)術(shù)。模擬參數(shù)和分析參數(shù)常用于幫助精練零件的設(shè)計。在一些修復(fù)中，如膝蓋，有限元分析也是很重要的工具。在通過修復(fù)的手足的運(yùn)動范圍內(nèi) ，會用到運(yùn)動模擬和分析。當(dāng)環(huán)境僅 370C 時，通常不執(zhí)行核心模擬。 為修復(fù)而制造的快速成型零件，用于概念設(shè)計和尺寸估測。在一些情況下能執(zhí)行成型和裝配。但對另外的情況如：球形連接，卻是不可能的。對運(yùn)動零件的修復(fù)必須執(zhí)行嚴(yán)格的動力學(xué)檢查。 限元模擬分析 這個實例的研究了基礎(chǔ)的有限元模擬能力和相應(yīng)的 型。這次研究的基礎(chǔ)是]設(shè)計的膝蓋修復(fù)，這種修復(fù)是在機(jī)械設(shè)計的 。文件輸出為 式。當(dāng)用 時表面形狀是不連續(xù)的并且有時是不完整的（見圖 分析軟件常用 本。零件用 團(tuán)開發(fā)的 建成。 沒有一種有限元模擬模式。用于這次研究的在 統(tǒng)建立的。 然而， 有一個 程器允許用戶： 能通過創(chuàng)造網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來提前加工零件。在 中建立零件然后以 準(zhǔn)輸 出為 裝配對稱時，可以只建立一半，如圖 9。 用有限元模擬組件的能力依賴于用戶的技能和知識，用戶必須對有限元模擬中的概念和術(shù)語熟悉。 并非所有的都有綜合的有限元解決方法。在一些情況下有限元文件可以或不可以接收特殊的 件格式。然后，像 件格式也是需要的。 數(shù)據(jù)交換不是轉(zhuǎn)化零件數(shù)據(jù)到有限元軟件僅有的障礙。每一個 件系統(tǒng)都有不同的實體模型。在徑節(jié)制造中，兩個幾何零件用不同的特征造型技術(shù)制造的。一個零件可由 網(wǎng)壯形成，不能用 此，用戶的意見是避免這樣 的問題。 在決定零件的哪種特征可以隱去到仔細(xì)分析時，使用者的意見也是很重要。同時保持分析的完整。某種幾何形狀和特征尤其是幾個邊的交接處，會產(chǎn)生倒錯。因此，這些錯誤必須刪除。一些有限文件包允許編輯零件。但一些僅限制編輯。 件中必須能做這些轉(zhuǎn)變，然后再輸出到有限元軟件。因此必須要一個有經(jīng)驗的用戶提前注意這些問題或正確表述這些問題，然后改正他們。 式做為可視工具更加有用，一個實際零件能給人更好的尺寸感知力比在顯示器上。在膝蓋修復(fù)中能做出一個堅固的裝配來檢 查腿骨和徑骨的裝配。實際上， 裝配中幫助 定零件。，也能進(jìn)行一次完全的 動力學(xué)檢查暗暗暗暗啊。設(shè)計者能直觀的估測零件。當(dāng)模仿腿骨和徑骨的裝配 ,設(shè)計者可得到對沿著軸向垂直方向運(yùn)動到是否可以得到的一種直觀的感覺。然而從虛擬成型中獲的時機(jī)時，它卻不能顯示可視的線索，如：這個設(shè)計是否笨拙或麻煩，這只有物理成型才能正確展示。 6．結(jié)論 快速成型在動力學(xué)模擬裝配和干涉檢查上優(yōu)于 為一個實體零件， 許用戶測定形狀尺寸。這也用于人類工程學(xué)和觸覺估計。大部分 件有機(jī)械性能的缺點。分是易碎和易彎曲的。在一些 統(tǒng)中建立支持的需要也是一個 問題。除此之外， 統(tǒng)不能做很小的零件。 虛擬成型提供了一個快速的設(shè)計過程。從分析中產(chǎn)生的問題也會迅速解決。用 擬成型在硬件和軟件方面要很高的開發(fā)成本，這要求有技能和操作熟練的人員來進(jìn)行，為了完全收益。在 統(tǒng)中數(shù)據(jù)交換是很少的，而且買主要求零件的完全設(shè)計 。 基于 具壽命的預(yù)測 摘要 本文 詳細(xì) 介紹了模具基于磨損和塑性變形在熱鍛過程 中 使用壽命 的 計算方法。熱負(fù)荷和長期接觸死亡之間 會 熱軟化表面層 ， 模具使 用壽命大大縮短。此外，模具使用壽命取決于磨損和塑性變形的模具可在很大程度上取決于有限元分析，磨損和熱軟化試驗。這些都是一些主要限制因素影響模具的精度和模具使用壽命，并初步形成速度和模具溫度的影響力大大磨損和塑性變形的熱鍛模。在這項研究中，提出了兩種方法估算的使用壽命熱鍛模的塑性變形和磨損，而這些用于預(yù)測產(chǎn)品數(shù)量根據(jù)兩個主要過程變量，初步形成速度和模具溫度為主軸的組成部分。通過應(yīng)用所建議的方法，熱軟化的死亡，由于當(dāng)?shù)貧鉁厣仙龑?dǎo)致減少使用壽命的熱鍛模的塑性變形超過了磨料磨損。 ? 2004埃爾塞維爾灣五，保留所 有權(quán)利 關(guān)鍵詞：熱鍛 ;模具使用壽命 ;磨損 ;塑性變形 ;熱軟化 ; 回火參數(shù) 1. 前言 熱鍛是最傳統(tǒng)的金屬成形過程中所使用的關(guān)鍵部件生產(chǎn)中各行業(yè)。其實，它廣泛用于制造汽車和工業(yè)機(jī)械部件。特別是，這一過程可以有效地利用，形成材料的高流動應(yīng)力。模具使用壽命大大影響了生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。在熱鍛過程中，模具的使用壽命大大縮短了熱循環(huán)，過度金屬流動和減少模具硬度。 如今，生產(chǎn)成本取決于模具的使用壽命可以延長產(chǎn)品的聲音沒有任何形式的內(nèi)部和外部缺陷 在熱鍛過程。分包商和供應(yīng)商正在受到越來越多的壓力就減少成本和責(zé)任的發(fā)展，新的組成部分。這些要求是更重要的汽車行業(yè)。因此，重要的是要提高技術(shù)技能方面的材料科學(xué)和冶金以及在該地區(qū)的模具設(shè)計 知識的計算機(jī)輔助設(shè)計（ 和數(shù)值模擬也變得非常有幫助。在鍛造工業(yè)，加工費(fèi)用可達(dá)約 50 ％的元件成本。因此，很顯然，減少元件成本需要有一個優(yōu)化的工具，特別是改善性能和使用壽命 。在熱鍛過程中，鍛造工具不僅受到機(jī)械應(yīng)力，而且還熱機(jī)械應(yīng)力引起的熱循環(huán)和連續(xù)鍛造業(yè)務(wù)。 正確選擇模具材料和模具制造技術(shù)決定，在很 大程度上，使用壽命形成死亡。模具可能要取代有許多原因，如變化方面，由于磨損或塑性變形，惡化的表面光潔度，細(xì)目潤滑，打擊或斷裂。許多研究人員進(jìn)行調(diào)查的影響，工藝條件對模具使用壽命在金屬成形過程 。表面硬度的死亡減少由于熱軟化熱鍛模。這熱軟化效應(yīng)加速工具失敗。的限制因素的模具使用壽命可同時或分別發(fā)生在熱鍛過程。由于不同的特點，工序或產(chǎn)品，模具使用壽命可減少磨損或塑性變形。 本研究開發(fā)的兩種方法來估計模具使用壽命在熱鍛過程。其中一個方法，可以預(yù)測的塑性變形的模具和其他是計算的數(shù)額的模具磨損。這些方法已應(yīng)用 于評價的使用壽命完美收官模熱鍛過程中汽車的一部分，可能最大的生產(chǎn)量描述模具使用壽命將評價根據(jù)變化的初步成形模具溫度和速度。 本研究開發(fā)的兩種方法估算的使用壽命模具在熱鍛過程。其中一個方法，可以預(yù)測的塑性變形的模具 ;另一種是計算磨具的磨損。 具使用壽命基于塑性變形 在熱鍛過程中，溫度的增加而死亡之間的接觸死亡和熱變形的材料。率的溫度上升可以歸因于幾個因素，如初始溫度的模具和坯料，接觸時間和壓力，模具材料及表面處理條件。熱軟化誘導(dǎo)這一溫度上升逐漸降低模具硬度，并最終 導(dǎo)致的塑性變形的死亡。 較長的接觸時間在高溫引起減少了表面硬度的死亡。為了考慮熱軟化效應(yīng)估計死亡使用壽命對塑性變形，這是需要引進(jìn)回火參數(shù)， 如圖 顯示的均衡器。這是影響模具硬度變化對溫度和時間接觸連續(xù)鍛造周期： 310 10)l o g( ????? 1） 其中 T 是回火溫度（ K ） ， C 是材料常數(shù)其中大約有 20 對碳鋼， T 是鍛煉時間。另外，從開始變形，直到彈出偽造的部分模具表面的溫度變化 1 鍛造周期，因此采用等效溫度是必需的。相當(dāng)于溫度，可近似表示顯示均衡 器： 32 m i nm a x 式（ 2） 在那里，并且是最高和最低氣溫在 1 鍛造周期分別。 估計模具使用壽命的塑性變形的熱誘導(dǎo)死亡軟化，回火時間在均衡器改為硬度日舉行的時間，在那里次的時間，考慮到初始模硬度逐漸降低，達(dá)到臨界硬度的熱軟化所示均衡器： )1000e ie ?? 式（ 3） 哪里是 M 值時，最初的模具硬度 等于相應(yīng)的硬度屈服強(qiáng)度模具。 當(dāng)材料是一個完美的塑料，硬度（硬度）的材料是 3 倍左右的屈服強(qiáng)度的材料。主要回火曲線這個熱作模具材料 。 實際工作完成淬火模具是在 1030℃ ，然后它的第一個鍛煉的 3 小時在 550℃ 和第二回火為 3.5 h 在 600℃ 角模具表面被視為離子滲氮過程的 14 h 在 520℃ 角 圖 要回火曲線 此，硬度保溫時間估計模具使用壽命認(rèn)為，第一次和第二次鍛煉的時間，可以得出如下： ? ? 321 10)lo g ( ?????? ie 21)10 00e ie ???? ?????? ???? lo g(ex ???? ???? lo g(ex 1 ，時刻是第一次和第二次回火溫度， 的硬度舉行次在第一次和第二次 為了計算硬度持有時間，有效應(yīng)力和等效溫度可從剛塑性有限元分析。 2是代入方程，以獲取硬度保溫時間。 最后，模具使用壽命整理模具除以硬度保溫時間由一個鍛造循環(huán)時間，及模具使用壽命表示可能最高產(chǎn)量。大綱的估算方法模具使用壽命的影響塑性變形圖 所示。 圖 程圖塑性變形分析 圖 程圖磨損分析 磨粒磨損是指故意去除材料表面，如在研磨和拋光的工程組成部分和有害物質(zhì)損失時發(fā)生機(jī)械部件的相對運(yùn)動。在熱成型，模具鋼應(yīng)具有較高的高溫硬度和應(yīng)保留這項硬度長時間暴露于高溫下。影響因素磨損金屬的接觸過程中的溫度與表面粗糙度，硬度模具材料，正常的壓力，模具表面，滑動之間的距離接觸金屬，潤滑條件等磨損模具尺寸精度的影響和表面光潔度的產(chǎn)品在熱鍛過程。 圖 狀和尺寸的產(chǎn)品和整理死亡 圖 在這項研究中，為了預(yù)測磨損剖面的死在金屬成形過程，查德磨損模型應(yīng)用于所示，均衡器： （ 5） 其中 V 是磨損深度， K 的磨損系數(shù)， P 是正常的壓力，模具表面， L 是滑動距離和 估計模具使用壽命基于磨粒磨損，這是需要考慮的硬度變 化在高溫下的死和磨損量增加了表層關(guān)于接觸時間和溫度。數(shù)值模型磨損所顯示的均衡器。 如下公式 ，是發(fā)達(dá)國家的考慮硬度變化裸片方向的磨損深度。 ????tw ea r d e p t ),(3 ?? 式（ 6） 表 1 工藝條件的有限元分析 坯料 材料 045 導(dǎo)熱系數(shù) (N/s ?C) 射率 容量 ( N/C) 型 原料 H 13 導(dǎo)熱系數(shù) (N/s ?C) 射率 容量 (N/C) （續(xù)）表 1 表面處理離子氮化鍛造條件 摩擦系數(shù) (m) 熱系數(shù) (N/) 流系數(shù) (N/) 始坯 /模具溫度 (?C) 1200/200 鍛造速度 (mm/s) 250 ——————————————————————————————————————————————————— 表 2 條件的變化過程變量 過程變量 最初的模具溫度 (?C) 200 300 400 鍛造速度 (mm/s) 200 250 300 常壓（ σn ） ，在滑動速度（比） ，溫度分布對模具表面的計算從剛塑性有限元 分析，并允許磨損量和臨界值的表面硬度得到了磨損試驗和熱軟化實驗 。 數(shù)額磨損各點的模具表面形成一個周期，通過計算磨損分析均衡器，然后與允許值。此外，硬度在磨損表面造成這一數(shù)額的磨損比較的臨界值。如果磨損量小于允許值，硬度在破舊模具表面仍然大于臨界值，然后磨 粒磨損分析會重復(fù)，直至綜合磨損量達(dá)到了允許值。最后，生產(chǎn)數(shù)量表達(dá)模具使用壽命決心從總?cè)藬?shù)的磨損分析。流程圖的估算方法模具使用壽命基于磨粒磨損圖所示。 如 圖 示熱鍛產(chǎn)品的基礎(chǔ)上分析塑性變形和磨損。一個汽車零部件，主軸的一部分，是生產(chǎn)的三個階段組成的破壞和兩個向前 /向后熱鍛行動。圖 圖 傷因子的最終產(chǎn)品 圖 度分布的初始模具溫度 該產(chǎn)品具有高度為 320 毫米，最 大直徑一三一毫米和長期擠壓一部分。這離散部分最少需要加工和高尺寸精度。不幸的是， 圖 示 磨損或塑性變形模具發(fā)生在加緊角落顯示為第 1、 2 點。 模具的使用壽命取決于這一部分的變化，初步形成和加強(qiáng)這些方面的角落在熱鍛。分析條件的形成和變化的過程變量估計模具使用壽命列于表 1 和表 2 分別。分布損壞價值最后階段獲得的有限元分析顯示圖 些價值觀念出現(xiàn)高度在兩個加強(qiáng)角落。損害因素可以用來預(yù)測骨折的形成行動。 圖 點力量和速度分布的初始模具溫度。 因此，一定程度的損害這些彎道可能直接關(guān)系到模具的 使用壽命。當(dāng)最初的模具溫度很低，這可能會影響產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)最初的模具溫度高，模具的硬度降低。當(dāng)形成速度變得更快，接觸之間的時間熱變形材料和模具縮短和相當(dāng)于溫度低。最初的模具溫度控制和選擇的變形速度是非常重要的模具壽命。 圖 效應(yīng)力及磨損深度初步模具溫度 在金屬塑性成形過程中，塑性變形和摩擦有助于熱量的產(chǎn)生。溫度發(fā)達(dá)國家在這一進(jìn)程中的影響力潤滑條件下，刀具壽命，性能的最終產(chǎn)品，以及為生產(chǎn)。最重要的是，當(dāng)最初的模具溫度高，溫差內(nèi)外成為一個小方坯，這小溫差助攻金屬 流動的聲音。另一方面，較高的表面溫度可降低模具的使用壽命。但如此低的溫度，模具表面可能干擾金屬流動，造成表面缺陷。 可以看出，在溫度對模具表面的兩個加強(qiáng)角落（點 1 ， 2 ）增加不同，由于最初的模具溫度的影響，對同一鍛造工藝。在初期的模具溫度 400℃ 的第 1 點，模具的溫度 較高的初期，但最高溫度低于 200或 300要么 ?角另外，這些結(jié)果清楚地表明，溫度梯度的初始模具溫度 400 ℃ 是非常大的第 2 點。節(jié)點的分布是力量和速度顯示圖可以看出，節(jié)點力模具表面跌幅為初始模具溫度升高，而速度的工件在附近的模具 /材料界面增加，因為最初的模具溫度上升。這樣做的理由是，金屬流動增加隨著溫度的升高。結(jié)果磨粒磨損和應(yīng)力分析整理死于中顯示圖。 9 ，當(dāng)最初的模具溫度為 400 ℃ 時，磨損深度（ δ ）在第 2 點是近似一點八九八毫米，是大約 4 倍，在 200 ?角這并不奇怪，因為相對速度和工件之間的模具第 2 點的初步模具溫度 400 ℃ 是高于或者 200 或 300 ?角此外，由于最初的模具溫度升高，硬度鋼表面附近的死亡減少。 圖 溫度分布的形成速度 結(jié)果模具使用壽命據(jù)初步估計模具溫度，塑性變形和磨損總結(jié)表 3 和表 4 分別。作為最初的模具溫度的 增加，產(chǎn)量下降?？赡茏畲蟮纳a(chǎn)量受磨損高于的塑性變形的模具。一般來說，屈服強(qiáng)度鋼減少，隨著氣溫的升高，屈服強(qiáng)度還依賴于事先熱處理。在最初的 模具溫度高的原因，減少模具硬度的熱軟化。較高的初始硬度，產(chǎn)量較大的優(yōu)勢在不同溫度下。從結(jié)果中，模具壽命產(chǎn)生塑性變形的死亡更重要的是從磨損方面初步模具溫度。 表格 3、 4 圖 影響成形速度 當(dāng)變形速度變得快，形成循環(huán)時間縮短，而變形力之間的模具和工件增加。可以看出，在圖。溫度對模具表面的兩個加強(qiáng)角落（點 1 ， 2 ）增加不同，由于形成速度的影響，對同一鍛造工藝。形成速度為 250毫米 /秒，模具的溫度逐漸增加，但最高溫度高于 300 毫米 /秒。此外，溫度梯度的形成速度為 300毫米 /秒的大第 2 點。 圖 表格 5、 6 節(jié)點的分布是力量和速度顯示圖。 11 ?？梢钥闯?，節(jié)點力下降的模具表面形成的速度增加，而速度的工件在附近的模具 /材料界面增加，因為最初的模具溫度上升。這樣做的理由是，金屬流動的增加而日益成形速度。結(jié)果磨粒磨損和應(yīng)力分析整理死于中間 。當(dāng)形成速度是 300 毫米 / s 時，磨損深度（ δ ）在第 2 點是 261 毫米，約為 3倍，在 200毫米 /秒 當(dāng)形成速度增加， 模具使用壽命評價塑性變形變得更長。但它的生命磨損是相對較 短。估算結(jié)果模具使用壽命根據(jù)成型速度顯示表 5 和表 6 分別。當(dāng)形成速度是 200 毫米 / s 時，塑性變形的死亡發(fā)生在年初加緊角落（點 1 ， 2 ）由于當(dāng)?shù)氐母邷厮斐傻拈L期的接觸時間。由于形成的速度增加，模具使用壽命塑性變形的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)的地方溫度低的短接觸時間在加強(qiáng)角落。當(dāng)形成速度增加，模具使用壽命的基礎(chǔ)上減少磨損。從結(jié)果中，模具壽命磨損造成的死亡更重要的是從塑性變形方面形成速度 4. 結(jié)論 在這項研究中，兩種方法估算的使用壽命熱鍛模的塑性變形和 磨損的建議，這些適用于預(yù)測的產(chǎn)品質(zhì)量，根據(jù)兩個主要過程變量，初步形成速度和模具溫度。通過應(yīng)用所建議的方法，得到了以下結(jié)論。 1）熱軟化模具由于當(dāng)?shù)貧鉁厣仙龑?dǎo)致減少使用壽命的熱鍛模的塑性變形超過了磨料磨損。當(dāng)形成速度增加，模具使用壽命造成的磨損減少。 2）當(dāng)最初的模具溫度增加，模具使用壽命由塑性變形和磨損降低，特別是塑性變形似乎是主要限制因素模具使用壽命。 3）當(dāng)形成速度增加，模具使用壽命造成的塑性變形，改善由于接觸時間短的階梯角落，另一方面，它的生命所造成的磨損是短。