產(chǎn)品開發(fā)及模具設(shè)計

1、書名：產(chǎn)品開發(fā)與模具設(shè)計從國賽到教學(xué)ISBN：978-7-111-48716-6出版社：機械工業(yè)出版社本書配有電子課件案例 目錄一、典型模具結(jié)構(gòu)分析（1）二、典型模具結(jié)構(gòu)分析（2）三、授課案例通往模具設(shè)計師的橋梁四、教學(xué)案例（1）同步雙開發(fā)教學(xué)法五、教學(xué)案例（2）“制件到制件”項目教學(xué)（機器人比賽）六、先進模具制造技術(shù)模具（單件）自動化制造技術(shù) 一、典型模具結(jié)構(gòu)分析案例（1-1仿真） 模具結(jié)構(gòu)模擬仿真介紹演示 二、典型模具結(jié)構(gòu)分析案例（1-2考評） 模具設(shè)計與制造-“制件到制件”模擬仿真過程。演示 三、授課案例通往模具設(shè)計師的橋梁：學(xué)習內(nèi)容 完成一個“制件到制件”項目學(xué)習全過程。 1.分析塑件

2、確定模具結(jié)構(gòu)。 2.根據(jù)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計模具裝配圖。 3.利用現(xiàn)代化模擬仿真手段，實現(xiàn)模具制造與裝配以及注射成型加工的全過程。 激發(fā)靈感 問題的提出 1.塑料注射成型模具由幾部分組成的？ 2.我們今天的課程與飛機有關(guān)： 3.想一想解決飛機安全問題的方法。 模具設(shè)計師工作全過程演練 活動（一）由學(xué)員們分組討論分析飛機塑件圖，確定模具結(jié)構(gòu) 每名學(xué)員發(fā)給一張塑件圖，每組發(fā)給一張分析表?；顒樱ǘ└鶕?jù)學(xué)員確定的模具結(jié)構(gòu)繪制模具裝配圖 1.型腔和型芯；2.澆注系統(tǒng)；3.側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)；4.脫模機構(gòu)；5.導(dǎo)向機構(gòu)；6.冷卻系統(tǒng)； 7.模具結(jié)構(gòu)零件。 活動（三）用現(xiàn)代化手段模擬仿真 制造玩具飛機模具（5-3

3、飛機動畫）1.玩具飛機模具裝配過程；2.玩具飛機模具成型塑件過程。 活動（四）從塑件分析到模具 制造全過程思考問題 1.繪制模具裝配圖時，首先繪制哪些零件？ 2.通常斜導(dǎo)柱側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)是由哪些零件所組成的？ 3.設(shè)計主流道襯套時，哪些尺寸與塑料注射成型機尺寸相關(guān)？ 謝謝大家！四、教學(xué)案例（1） 同步雙開發(fā)教學(xué)法 以企業(yè)新產(chǎn)品開發(fā)項目為載 體，貫穿于模具課程學(xué)習過程中，新產(chǎn)品開發(fā)和課程開發(fā)的同時進行，達到理想的教學(xué)效果。這是職業(yè)教育追尋較高的教學(xué)境界。 下面以海豚充電器產(chǎn)品開發(fā)和學(xué)習過程介紹這種學(xué)習案例。學(xué)生與企業(yè)技術(shù)人員共同進行了市場分析：生產(chǎn)傳統(tǒng)的充電器意義不大，不會占領(lǐng)市場，必須開發(fā)

4、出有特色的新產(chǎn)品才能贏得市場。經(jīng)過企業(yè)技術(shù)人員和學(xué)校的師生們集思廣益，決定開發(fā)“海豚充電器”。海豚造型優(yōu)美，受到人們的愛戴，并在原有充電器的基礎(chǔ)上，增加使用功能。“同步雙開發(fā)”教學(xué)設(shè)計 產(chǎn)品開發(fā)項目分解成4個子項目包括16項產(chǎn)品開發(fā)任務(wù)，16周完成， 對應(yīng)16部分學(xué)習和考核的內(nèi)容。 產(chǎn)品開發(fā)與課程開發(fā)進程表貫穿項目海豚塑件設(shè)計海豚模具設(shè)計成型零件加工海豚塑件成型任務(wù)產(chǎn)品材料選擇產(chǎn)品造型設(shè)計塑料注射成型設(shè)備選擇典型模具結(jié)構(gòu)成型零件設(shè)計澆注系統(tǒng)與導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計推出機構(gòu)設(shè)計側(cè)向分型抽芯機構(gòu)設(shè)計冷卻系統(tǒng)與排氣設(shè)計模具設(shè)計成型零件數(shù)控加工成型零件電切削加工模具裝配與檢測成型工藝制定與試模塑件缺陷分析和修模

5、產(chǎn)品裝配和經(jīng)濟核算教學(xué)進度第1周第2周第3周第4周第5周第6周第7周第8周第9周第10周第11周第12周第13周第14周第15周第16周實施及考核塑料材料創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)產(chǎn)品造型開發(fā)制作創(chuàng)新實踐環(huán)節(jié)成型設(shè)備與結(jié)構(gòu)原理實踐環(huán)節(jié)典型模具結(jié)構(gòu)繪制成型零件尺寸計算模具澆注與導(dǎo)向機構(gòu)繪制模具推出機構(gòu)繪制側(cè)向分型抽芯機構(gòu)繪圖冷卻系統(tǒng)布置和模流分析模具裝配圖和零件圖繪制數(shù)控編程與加工電極與型腔加工模具安裝和調(diào)試溫度、壓力、時間參數(shù)確定確定塑件缺陷修模方案塑件組合安裝 海豚制件開發(fā) 1.海豚充電器功能的設(shè)計 （1）充電功能 設(shè)計思路： 產(chǎn)品對任何型號的手機電池都適用，充電器的兩個彈片對準手機電池的電極，海豚的眼睛

6、為綠色；連接上電源后，海豚的眼睛為紅色；完成充電后，海豚的眼睛又變成綠色。另外，也可以不取出手機電池，通過USB接口直接充電。 （2）夜燈照明功能 設(shè)計思路： 海豚充電器插到電源接口上，打開海豚肚皮下面的電源開關(guān)，海豚充電器內(nèi)的小燈泡發(fā)光，海豚充電器成為藍色透明體，優(yōu)美漂亮，讓人愛不釋手，并能給房間增添一道亮麗的風景線。 2.海豚塑件造型設(shè)計 確定海豚造型過程： 到香山爬山鍛煉時，看到海豚從海面躍出的優(yōu)美的身姿的造型照片。經(jīng)過篩選和討論，大家一致認為海豚越出水面一瞬間，身姿最優(yōu)美，它的脊背與水平面形成一道S形曲線。我們選擇海豚躍出水面狀態(tài)，為了實現(xiàn)海豚充電器充電功能，我們對海豚造型進行抽象處理

7、，把肚皮移到海豚側(cè)面便于安裝充電器夾板、充電插銷、USB接口、夜燈開關(guān)等零部件。 海豚躍出水面照片 一組海豚躍出水面照片 我們請來造型專業(yè)的學(xué)生，讓他們繪制了海豚的圖片，又聘請雕塑老師依據(jù)繪制的圖片，用油泥塑造了海豚躍出水面一瞬間優(yōu)美身姿。 3.海豚身姿曲面采點 我們采用三坐標設(shè)備對海豚雕塑進行數(shù)據(jù)的采集，經(jīng)過數(shù)以千萬點的數(shù)據(jù)采集，得到均勻的數(shù)字云圖，為數(shù)字化建模提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 4.應(yīng)用反求技術(shù)形成數(shù)字模型 我們運用反求技術(shù)對采集的海豚數(shù)字云圖進行設(shè)計，形成了海豚的數(shù)字化模型，為設(shè)計模具和加工成型零件奠定了基礎(chǔ)。 5.設(shè)計海豚圖 海豚充電器上殼表面分布各種曲率的特殊曲面，海豚身體曲面上布置著：

8、脊鰭、胸鰭、尾鰭、嘴部造型以及眼睛座孔等。另外，海豚上蓋與下蓋成曲線接觸，上下面制件變形精度要求高等特點，綜上所述，模具成形零件設(shè)計與制造帶來問題和困難。 我們用海豚數(shù)字化模型設(shè)計海豚塑件的二維圖，海豚充電器上、下殼制件圖，并為模具裝配圖設(shè)計提供了數(shù)字平臺。海豚充電器上下外殼產(chǎn)品圖海豚充電器上蓋模具裝配圖海豚充電器上蓋模具型芯與型腔圖海豚充電器上蓋模具海豚充電器上蓋模具成型海豚充電器下蓋模具裝配圖海豚充電器下蓋模具海豚充電器下蓋模具成型海豚帶夜燈充電器產(chǎn)品同步“雙開發(fā)”項目學(xué)習方法 通過項目學(xué)習，學(xué)生們了解到新產(chǎn)品開發(fā)的全部過程以及模具企業(yè)生產(chǎn)工作全過程，真正做到“做中學(xué)”，新產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)工作

9、過程就是學(xué)習過程，學(xué)生們感到每一項學(xué)習內(nèi)容都是能看得到有用的知識和技能，因此，學(xué)習積極性被充分調(diào)動起來了。 開發(fā)此新產(chǎn)品，運用了模具數(shù)字建模設(shè)計與制造技術(shù)、模流分析以及現(xiàn)代成形等新技術(shù)，有效地解決了產(chǎn)品開發(fā)的問題。企業(yè)生產(chǎn)與教學(xué)結(jié)合，企業(yè)也能運用新技術(shù)解決生產(chǎn)中的問題，校企兩者都受益，應(yīng)該是職業(yè)教育教學(xué)改革的突破。 五、教學(xué)案例 “制件到制件”項目教學(xué)方法 1.在2010年4月16-20日期間日本大阪舉行“中日韓大學(xué)生模具展示與交流”活動。 2.中國模具工業(yè)協(xié)會在國內(nèi)選擇六所大學(xué)和高職院校組成六個隊參加此活動。 3.2010年1月份，我院選了3名學(xué)生參加此活動。 4.我們也是遵循“制件到制件”項目教學(xué)方法，指導(dǎo)學(xué)生完成這次任務(wù)。 1.下達任務(wù)機器人制件圖2.準備會分析制件（手板件）確定模具設(shè)計方案 3.模具設(shè)計（3D模具裝配圖和2D零件圖）學(xué)生設(shè)計的機器人兩套模具裝配圖 4.確定標準模架5.電極制作與型腔加工（運用數(shù)字建模設(shè)計與制造技術(shù)） 6.模具組裝與調(diào)試 7. 試模（輸入成型工藝參數(shù)） 8. 機器人（頭和身模具、臂和腿模具）模具 9.成型制件組裝機器人 10. 分析問題進行修模5-4機器人演