楊建林開題報(bào)告

畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告學(xué)院機(jī)械與電氣工程學(xué)院專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化級(jí)別07級(jí)課題名稱玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真姓名楊建林學(xué)號(hào)071501010079指導(dǎo)教師李紅老師職稱學(xué)位選題的理論，實(shí)踐意義。塑料模具對(duì)實(shí)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(jì)、和制造技術(shù)的迅猛發(fā)展。本專業(yè)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，而工程制圖、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、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(jì)中所運(yùn)用的力學(xué)計(jì)算、模具材料選擇、機(jī)械結(jié)構(gòu)都是課本里所學(xué)到，對(duì)制品的模具設(shè)計(jì)使得我們把以前所學(xué)的相關(guān)知識(shí)都得到了運(yùn)用，同時(shí)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(huì)中，汽車業(yè)在制造業(yè)的比重比較大，對(duì)玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真的研究設(shè)計(jì)，是對(duì)所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)的最好的體現(xiàn)，而且比較有實(shí)用價(jià)值。研究動(dòng)態(tài)，目標(biāo)及見解。汽車上蓋模具的設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀:據(jù)統(tǒng)計(jì)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(diǎn)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(shí)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(yù)。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(huì)的原動(dòng)力”，在德國，被冠之以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱號(hào)，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(jī)”?？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(gè)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(duì)其曲面要求較高，所以要加強(qiáng)對(duì)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(duì)其研究實(shí)用價(jià)值比較大。2、汽車上蓋模具的設(shè)計(jì)的發(fā)展：汽車上蓋模具的設(shè)計(jì)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(jì)制造技術(shù)

當(dāng)代模具的設(shè)計(jì)與制造廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM），設(shè)計(jì)過程程序化和自動(dòng)化，使用程序、模具擬成形過程、采用交互式設(shè)計(jì)方法，發(fā)揮人和計(jì)算機(jī)的各自特長。數(shù)據(jù)庫和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使設(shè)計(jì)人員擁有大量資料和信息。設(shè)計(jì)與制造之間的直接傳輸便于設(shè)計(jì)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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)模具專業(yè)化生產(chǎn)的基本前提，能系統(tǒng)提高整個(gè)模具行業(yè)技術(shù)水平和經(jīng)濟(jì)效益的重要手段，是機(jī)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(jì)及型腔加工仿真：（1）對(duì)玩具汽車上蓋機(jī)構(gòu)與曲面的優(yōu)化汽車上蓋是一個(gè)非常講究結(jié)構(gòu)與曲面光滑曲面造型，這也是消費(fèi)者購買的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)之一。因此這部分是我的重點(diǎn)之一。我會(huì)運(yùn)用PRO/E軟件，設(shè)計(jì)出更有觀賞性的結(jié)構(gòu)與優(yōu)美的曲面造型。（2）對(duì)玩具汽車上蓋模具型腔加工仿真對(duì)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(shí)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(jì)與脫模的工藝上同一結(jié)構(gòu)造型，但在做模具設(shè)計(jì)與脫模時(shí)方法很多，如何找到一種簡單正確而實(shí)用的方法至關(guān)重要。我會(huì)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)綜合PRO/E軟件，做出一套完美的模具設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)、工藝分析及數(shù)控編程及加工仿真。設(shè)計(jì)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(shí)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(jì)規(guī)范。運(yùn)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(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。在實(shí)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(duì)曲面產(chǎn)品的需求將會(huì)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(duì)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(shí)刀具的運(yùn)動(dòng)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(duì)PRO/E軟件的加工后置處理不夠透明才導(dǎo)致它被運(yùn)用的不廣泛，在此我順便對(duì)PRO/E加工后置處理進(jìn)行研究，它的加工后置處理非常強(qiáng)大，可供大家添加自己所用的機(jī)床、用C語言等計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行二次開發(fā)等，因此在此只是對(duì)它進(jìn)行簡單的研究，有不足與錯(cuò)誤的地方忘大家指出。旨在忘大家有個(gè)更好的運(yùn)用。PRO/E系統(tǒng)中，型腔銑削、輪廓銑削和點(diǎn)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(dòng)更新相應(yīng)的刀具路徑，無須重新設(shè)計(jì)和計(jì)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(jī)床利用率。玩具汽車上蓋制品測繪、模具設(shè)計(jì)、型腔工藝分析及加工仿真。注塑機(jī)的選擇，模具型腔數(shù)目的確定，澆注形式的選擇，動(dòng)定模板及各模板的尺寸和厚度的確定，模具的頂出機(jī)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(shí)體模型?？傮w設(shè)計(jì)思路：原始數(shù)據(jù)收集→繪制品工程圖→三維實(shí)物模型→模具設(shè)計(jì)→型腔數(shù)控仿真加工總體安排、進(jìn)度計(jì)劃1、2011.3.1-2011.3.26：實(shí)習(xí)調(diào)研、查閱并收集資料，提交開題報(bào)告。2、2011.3.27-2011.4.8：對(duì)塑件的三維造型進(jìn)行繪制；3、20114.9-2011.4.11：模具設(shè)計(jì)計(jì)算：a）塑件材料性能分析b）型腔數(shù)的確定c）型腔壁厚計(jì)算；4、2011.4.12-2011.4.15：澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)：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(jì)計(jì)算；5、2011.4.16-2011.4.17：分型面的設(shè)計(jì)；6、2011.4.18-2011.4.20：冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)：a）設(shè)計(jì)計(jì)算b）冷卻流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；7、2011.4.21-2011.4.22：頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì)；8、2011.4.23-2011.4.25：模架設(shè)計(jì);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(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.1[3]奚永生.精密注塑模具設(shè)計(jì).北京：中國輕工業(yè)出版社，1997.4[4]許發(fā)樾.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.9[5]宋滿倉.注塑模具設(shè)計(jì)與制造實(shí)戰(zhàn).北京：機(jī)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(jī)械工業(yè)出版社，2000.2[7]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)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(dòng)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(dòng)編程技術(shù)：Pro/ENGINEERWildfire在機(jī)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(jì)北京：電子工業(yè)出版社，2005.4