電風扇葉片鎖緊螺母的注射模設計【一模兩腔】【側抽芯】【說明書+CAD+PROE】
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南京理工大學泰州科技學院
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學 生 姓 名:
周峰
學 號:
05010154
專 業(yè):
機械工程及自動化
設計(論文)題目:
電風扇葉片鎖緊螺母的注射模設計
指 導 教 師:
殷勁松
2009 年 3月 22 日
開題報告填寫要求
1.開題報告(含“文獻綜述”)作為畢業(yè)設計(論文)答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下,由學生在畢業(yè)設計(論文)工作前期內完成,經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效;
2.開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式(可從教務處網頁上下載)打印,禁止打印在其它紙上后剪貼,完成后應及時交給指導教師簽署意見;
3.“文獻綜述”應按論文的格式成文,并直接書寫(或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內,學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇科技論文的信息量,一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量(不包括辭典、手冊);
4.有關年月日等日期的填寫,應當按照國標GB/T 7408—94《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求,一律用阿拉伯數字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
畢 業(yè) 設 計(論 文)開 題 報 告
1.結合畢業(yè)設計(論文)課題情況,根據所查閱的文獻資料,每人撰寫
2000字左右的文獻綜述:
文 獻 綜 述
摘要 在模具設計與加工過程中,采用Pro/E軟件可以進行產品造型、模具設計、注射模擬到模具加工。通過模擬仿真對模具型腔的設計進行檢驗,可將問題發(fā)現于正式生產前,大大縮短制模時間,提高模具加工精度。
關鍵詞 塑料模具 Pro/E 應用
模具被譽為“百業(yè)之首, 工業(yè)之母”, 是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志。近年來, 中國模具工業(yè)以年均20%的速度持續(xù)快速增長。截止2006 年年底, 中國模具銷售額達720 億元, 躍居世界第三。隨著塑料工業(yè)的不斷發(fā)展, 塑料模具占模具總量的比例逐漸提高。據統(tǒng)計, 2000 年中國塑料模具產值約100 億元人民幣, 2006 年已發(fā)展到300 多億元人民幣, 年均增長率超過21%, 高于模具行業(yè)總體發(fā)展速度。塑料模具的發(fā)展?jié)摿κ遣豢傻凸赖腫1]。
1 現代塑料模具的發(fā)展
現代生產、生活中越來越多的產品特別是各種塑料制品及大型覆蓋件等產品形狀結構比較復雜,單使用圖紙已很難正確和詳盡地表達產品的形狀和結構,這就要求模具設計制造者必須使用計算機輔助設計文件描述的手段,同時要求模具制造者必須充分掌握產品的各種資料[2],包括產品的形狀、尺寸、原料的特性、精度要求、特殊表面效果等。有些產品還需客戶提供實物或模型。當前,我國工業(yè)生產的特點是產品品種多,更新換代快,市場競爭激烈。在這種情況下,用戶對模具制造的要求是制件質量好,交貨期越短越好,模具精度越高越好,模具價格越低越好,由此,現代塑料模具的制造應與當前經濟發(fā)展的形勢及以上要求相適應。
2 Pro_ENGINEER在模具中的應用
Pro/ENGINEER(簡稱Pro/E)是美國參數技術公司(PTC)于1988年首先推出的使用參數特征造型技術的大型CAD/CAM/CAE集成化軟件[3],它集成了零件設計、產品裝配、模具開發(fā)、自動測量和機構模擬等功能,在機械、模具、工業(yè)設計等行業(yè)得到廣泛應用。在模具設計與加工過程中,采用Pro/E軟件可以進行產品造型、模具設計、注射模擬到模具加工。通過模擬仿真對模具型腔的設計進行檢驗,可將問題發(fā)現于正式生產前,大大縮短制模時間,提高模具加工精度。目前采用Pro/E軟件進行模具設計正逐漸成為塑料模具設計的發(fā)展趨勢。
2.1 集成制造技術
模具CAD/CAM/CAE系統(tǒng)的集成關鍵是建立單一的圖形數據庫,在CAD/CAM/CAE的各單元之間實現數據的自動傳遞與轉換,使CAM/CAE階段完全吸收CAD階段的三維圖形,縮短建模時間并減少誤差;借助計算機對模具性能、結構、加工精度、熔體在模具中的流動情況及模具工作過程中的溫度分布情況等進行分析和優(yōu)化[4~5]。Pro/E軟件采用面向對象的統(tǒng)一數據庫和參數化造型技術,具備概念設計、基礎設計和詳細設計的功能,為模具的集成制造提供了優(yōu)良的平臺。
2.2 并行工程技術
模具采取訂單式的生產方式,屬于單件生產,制造過程復雜,交貨期短;而利用CAD、CAM單元技術制造模具,則制造精度低、周期長。為了解決上述難題,在模具制造過程中引入了并行工程技術[6~7]。并行工程是設計人員在進行產品零件設計時,就開始考慮模具的成型工藝、模具使用壽命等因素,并進行校對、檢查,預先發(fā)現設計中的錯誤;在初步確立產品的三維模型后,設計、制造及輔助分析部門的設計人員同時進行模具結構設計、工程詳圖設計、模具性能輔助分析及數控機床加工指令的編程,而且每一個設計者對產品所做的修改可自動反映到其他部門,大大縮短設計、數控編程的時間[8~10]。
傳統(tǒng)的串行工藝路線為:模具結構設計→模具型腔、型芯二維設計→工藝準備→模具型腔、型芯設計三維造型→數控加工指令編程→數控加工;采用Pro/E軟件將其改為由不同部門設計人員同時進行高度工藝準備的并行路線,不但提高了模具的制造精度,而且可以縮短設計、數控編程時間達40%以上[11~12]。
并行工程的關鍵是實現零件三維圖形數據共享,使每個設計者所使用的圖形數據絕對相同,任何改動均能自動反映給其他設計人員,保證數據的唯一性和可靠性[13~14]。Pro/E軟件所具有的單一數據庫、參數化實體特征造型技術,為實現并行工程提供了可靠的技術保證。
2.3 塑料模具設計專家——EMX
EMX模具設計專家是PTC公司為模具設計人員開發(fā)的專業(yè)模具設計的一個外掛模塊,它能大大縮短模具設計人員創(chuàng)建、定制和細化模架部件以及模具組件所需的時間。EMX提供了智能、自動化模架和模具組件。組件就位后,系統(tǒng)會自動完成相鄰模板和組件上的余隙切口以及鉆孔和螺紋孔的操作,從而把模具設計人員從耗時的、重復性的模具細化工作中解放出來。EMX可以實現以下功能:
(1)快速設計、定制和細化模架部件和組件;
(2)自動完成余隙切口、螺紋孔、組件安裝、頂桿修飾等工作;
(3)可以同時向15個以上的模架及相關模具標準件廠商預先定制模具組件和部件;
(4)自動生成組件和部件的2D工程圖及BOM表;
(5)對開模過程進行動態(tài)仿真及干涉檢查。
2.4 塑料模具設計功能
Pro/E中的Moldesign模塊提供了方便、實用的三維模具設計與分析的各種工具,可輔助設計人員由產品的三維模型建立模具、裝配模型,設計分型面、澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)等,從而完成模具成型(即凹模和凸模)部分的設計;并利用EMX提供的標準件庫和標準模架庫,完成頂出機構與模具總體裝配設計。
另外可以在Pro/E中進行塑料模具設計。它能讓模具設計人員創(chuàng)建、修改和分析模具構件,并在模具設計變化時,快速將其更新。利用Pro/E進行模具設計,可以實現以下功能[15]:
(1)評估零件:使用“拔模檢測”和“厚度檢測”功能,分析產品零件是否符合開模條件。
(2)創(chuàng)建模具成型零件:裝配模具模型→對零件進行收縮率設置→創(chuàng)建分型面(包括滑塊、嵌件的分型面)→分割工件以創(chuàng)建模具體積塊→抽取模具體積塊來產生模具成型零件(模具零件的實體模型與產品模型相關,可用于數控加工)。
(3)組裝模具標準件:組裝注塑模標準模架→模具型腔的放置和陳列→頂桿及其他模具標準件的組建→流道的自動創(chuàng)建→冷卻水路的自動創(chuàng)建(包括3D冷卻水路干涉檢測)→定義開模動作,進行開模模擬及干涉檢查。
(4)創(chuàng)建模具工程圖:生成二維模具工程圖,以指導模具生產[16]。
總之,采用Pro/E軟件進行塑料模具設計,降低成本,提高設計精度和效率。
參 考 文 獻
[1] 行業(yè)信息,模具制造發(fā)展[J].模具制造,2008年第3期
[2] 吳斌, 周京平. PRO/ENGINEER 模具設計技術與實踐[M].電子工業(yè)出版社.
[3] 郭新玲. 塑料模具設計[M]. 清華大學出版社.
[4] 符朝興,焦洪宇. 三維機械設計[M]. 機械工業(yè)出版社.
[5] 李國鋒. 塑料模具設計的內涵與方法[J]. 長沙學院.
[6] 許樹勤,王文平. 模具設計與制造[M].北京大學出版社.
[7] 余蔚荔,余冠洲,劉樂年.CAD/CAM應用技術之一---Pro/ENGINEER造型篇[M]. 電子工業(yè)出版社.
[8] 楊攀. PRO/ENGINEER WILDFIRE 2.0 中文版模具設計經典作品解析[M]. 北京: 中國電力出版社,2005.
[9] 周峻辰. Pro/ENGINEER 中文野火版塑料模具設計專家實例精講[M]. 北京: 中國青年出版社,2006.
[10] 單泉, 等. Pro/ENGINEER Wildfire3.0 中文版模具設計專家指導教程[M]. 北京: 機械工業(yè)出版社,2006.
[11] 詹友剛. Pro/ENGINEER2001中文版 模具設計教程[M]. 機械工業(yè)出版社.
[12] 王定標,郭茶秀,向颯. CAD/CAE/CAM技術與應用[M].化學工業(yè)出版社.
[13] 王玉甲,張忠林,劉曉白. Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 模具設計完全自學手冊[M].機械工業(yè)出版社.
[14] 陶莜梅,杜小清. Pro/ENGINEER在塑料模具設計中的應用[J]. 茂名學院機電學院.
[15] 凱德.精通Pro/ENGINEER中文野火版3.0----模具設計篇[M]. 中國農業(yè)出版社。
[16] 李翔鵬, 康順利. Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 模具設計[M]. 中國鐵道出版社.
畢 業(yè) 設 計(論 文)開 題 報 告
2.本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段(途徑):
1 課題研究內容
塑料件在各行各業(yè)及日常生活中使用越來越多,塑料模具的設計制造的社會需求日益增長,要求也越來越高,同時社會對具有三維CAD設計能力的人才需求也日益增長。
電風扇葉片鎖緊螺母形狀不太復雜,模具具有脫螺紋機構,通過此注射模設計,對學生進行模具設計、工藝設計的基本技能訓練與培養(yǎng),使學生基本掌握利用三維CAD軟件進行工程設計的方法,培養(yǎng)學生應用所學知識進行工程設計的能力,適應社會需求。
2 研究途徑
機構的材料:ABS
根據要求模具要一腔兩模,對于模具的基本方案是:
(1)對于注塑機的選擇,由于機構的結構和產量以及所給的各項要求,進行綜合的考慮,采用臥式注塑機;
(2)模具結構設計
(a)澆注系統(tǒng)設計
所給設計要求是一模兩腔,因此將型腔對稱放置,使用圓錐型主流道,使用球型頭的拉料桿的冷料井。將分流道對稱設置,分流道截面采用錐形截面,澆口采用潛伏式澆口,利用分型面或配合間隙排氣;
(b)成型零件結構設計
陰模使用整體嵌入式,上下模板上均嵌入陰模。由于結構的上下結構特征,在上下模板均設計了型芯;
(c)合模導向和定位機構設計
使用導向柱兩根,同時與導套配合,既能夠導向,又能夠定位;
(d)脫模機構設計
使用自動脫螺紋進行脫模;
(e)注塑模溫調節(jié)系統(tǒng)
對型芯使用噴流式冷卻回路,凹模使用多層水道。
(4) 零件圖的繪制
在對模具的結構進行了基本的設計后,首先要進行三維圖以及零件圖的繪制,以為后一部的加工提供必要的尺寸及一些數據參數。
(5) 對模具進行模具的CAD設計
在對模具進行基本設計之后,就要進行相關的設計計算,在得到正確的數據后,利用CAD進行相關的設計,通過進行人機交互,即可得到簡單又優(yōu)良的設計。在對模具進行設計完成之后,我們得到了模具的三維圖,并生成模具的裝配圖,同時生成我們所需要的所有零件的圖紙。
進行以上的工作之后,還要進行注射模具的制造工藝設計,在完成所有的設計之后完成設計說明書的撰寫。
畢 業(yè) 設 計(論 文)開 題 報 告
指導教師意見:
1.對“文獻綜述”的評語:
從當前模具設計技術、國內外發(fā)展水平等方面進行了概述,文獻綜述基本反映了我國模具制造業(yè)尤其是塑料模具制造的情況,通過分析完成了模具的初步設計方案,為課題的研究作了先期準備。
2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計(論文)結果的預測:
課題主要根據給電風扇葉片鎖緊螺母進行測繪,按塑件成型完成模具設計與制造工藝,結合課題學習和運用模具制造中流行的CAD軟件,并完成一定的設計任務。
課題具有較強的工程訓練性,塑件外形、結構不太復雜,需要采用脫螺紋結構。設計要涉及模具設計、制造工藝及CAD等方面,涉及面較廣,難度適中,工作量適中,根據該學生的現有基礎,通過設計期間的努力可以較好地完成課題設計任務。
指導教師:
年 月 日
所在專業(yè)審查意見:
負責人:
年 月 日
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