注射器筒體模具設(shè)計-針筒注塑模【三維Creo】【含CAD圖紙】

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大連交通大學(xué)2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）實習(xí)（調(diào)研）報告 調(diào)研報告 一、 課題的來源及意義 制造業(yè)是一切生產(chǎn)和裝配制成品的企業(yè)群體的總稱，是工業(yè)的主體，是現(xiàn)代社會的基石，在當前各國經(jīng)濟發(fā)展中占有舉足輕重的作用?？萍嫉倪M步，促使新技術(shù)、新材料、新能源、特別是計算機技術(shù)的發(fā)展，推動了制造業(yè)的變革，促進了先進制造技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展。 先進制造技術(shù)(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(shù)是制造業(yè)不斷吸收信息技術(shù)和現(xiàn)代管理技術(shù)的成果，并將其綜合應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、加工、檢測、管理、銷售、使用、服務(wù)乃至回收的制造全過程，以實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、清潔、靈活生產(chǎn)，提高對動態(tài)多變的市場的適應(yīng)能力和競爭能力的制造技術(shù)的總稱。先進制造技術(shù)的出現(xiàn)正急劇改變著制造業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)過程，對注塑模具制造也是如此。質(zhì)量(Quality)、成本(價格)(Cost)、時間(工期)(Time)已成為現(xiàn)代工程設(shè)計和產(chǎn)品開發(fā)的核心因素，現(xiàn)代企業(yè)大都以高質(zhì)量、低價格、短周期為宗旨來參與市場競爭。注塑模具設(shè)計與制造技術(shù)也在設(shè)計技術(shù)、制造工藝、生產(chǎn)模式等諸方面加以調(diào)整以適應(yīng)這種要求。 二、 注塑模具的基本結(jié)構(gòu) 注塑模具是通過特定形狀復(fù)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(jīng)過保壓和冷卻，固化成一定形狀的塑件。注塑模具的結(jié)構(gòu)與塑件結(jié)構(gòu)、注塑機種類、注塑工藝等有很大的關(guān)系。一般而言，注塑模具可以分為定模和動模。根據(jù)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(dǎo)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(jù)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(dǎo)向部件。導(dǎo)向部件通常由導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)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(gòu)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(diào)節(jié)。 (6)排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)是將型腔內(nèi)的氣體排出，其常被設(shè)在分型面。 注塑模具作為注塑成型的一項重要設(shè)備，其設(shè)計水平、技術(shù)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(jié)構(gòu)的設(shè)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(chǎn)。 三、 先進技術(shù)在注塑模具中的應(yīng)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(shù)在注塑成型中的應(yīng)用，注塑模具逐漸向標準化、復(fù)雜化、自動化、精密化方向發(fā)展。新技術(shù)的應(yīng)用對注塑模具的發(fā)展產(chǎn)生了重大的影響，同時，注塑模具的發(fā)展也對制造技術(shù)不斷提出了新的要求。 （1）高速切削技術(shù) 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(shù)是一種是通過特定方法和生產(chǎn)設(shè)備進行高效、高精度的數(shù)控加工方式。使用高速切削技術(shù)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(shù)字控制機床(CNC)等技術(shù)的發(fā)展，高速切削技術(shù)被廣泛應(yīng)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(shù)。我國20世紀90年代開始高速切削技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。 (2)快速成型技術(shù) 快速成型(Rapid Prototyping Molding RPM)技術(shù)產(chǎn)生于20世紀90年代，它是集數(shù)控、激光、新材料、分層制造等現(xiàn)代先進制造技術(shù)于一體的科技成果，被稱為自數(shù)控技術(shù)以來的又一次技術(shù)革命?？焖俪尚图夹g(shù)通過利用CAD數(shù)據(jù)，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(shù)有:激光立體光刻技術(shù)、熔絲沉積成型技術(shù)、疊層成型技術(shù)、激光誘發(fā)熱應(yīng)用成型技術(shù)等?？焖俪尚图夹g(shù)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(yīng)用于汽車、家電、航空等領(lǐng)域。 (3)微注射成型技術(shù) 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(shù)和精密技術(shù)的快速發(fā)展，微注射成型被廣泛應(yīng)用于尺寸小，形狀特殊，功能復(fù)雜的塑件的生產(chǎn)中。隨著電子通訊、精密機械等產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，微注射成型技術(shù)也得到了越來越廣泛的應(yīng)用，每年以大約20 %的速度增長。 (4)熱流道技術(shù) 熱流道技術(shù)在注塑模具中的廣泛應(yīng)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(yīng)用歷史。它具有生產(chǎn)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(yīng)用發(fā)展較快，很多國家的應(yīng)用率達到70%以上。同時，熱流道模具的制作成本、技術(shù)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(yīng)用于注塑模具的生產(chǎn)中。 四、 注塑模CAD/CAE/CAM系統(tǒng) 模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程技術(shù)。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(shù)人員借助于計算機對注塑產(chǎn)品的性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進行設(shè)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(shù)的高度集成，更能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，降低新產(chǎn)品開發(fā)創(chuàng)新的生產(chǎn)成本并提高產(chǎn)品質(zhì)量，增強企業(yè)的市場競爭力 CAD/CAE/CAM與R&M技術(shù)主要包括以下幾個方面: CAD(Computer Aided Design)是指工程技術(shù)人員以CAD設(shè)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(shè)計、繪圖、分析等設(shè)計活動的總稱，是一項綜合性技術(shù)。 CAE(Computer Aided Engineering)是以現(xiàn)代計算力學(xué)為基礎(chǔ)，以計算機仿真為手段的工程分析技術(shù)，是實現(xiàn)模具優(yōu)化設(shè)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(chǎn)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(xiàn)設(shè)計中可能存在的缺陷，并證實未來工程、產(chǎn)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(chǎn)品的風(fēng)險。 CAM(Computer Aided Manufacturing)是指對模具加工數(shù)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(xiàn)從模具圖樣到產(chǎn)品制造過程中的直接和間接活動，包括對物質(zhì)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(chǎn)作業(yè)、計劃、數(shù)控程序編制等，其核心內(nèi)容是實現(xiàn)產(chǎn)品加工過程中的數(shù)控編程自動化。 PR&M (Rapid Prototyping and Manufacturing)快速原型技術(shù)是借助計算機輔助設(shè)計，用實體反求的方法采集得到有關(guān)零件的幾何形狀，一次性建立數(shù)字化掃描模型，并通過激光選域燒結(jié)、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(xiàn)代化方法。 五、 本課題的研究目標與研究內(nèi)容 本課題選用活動圈零件進行模具設(shè)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(gòu)、冷卻系統(tǒng)等主要注塑模具設(shè)計步驟與環(huán)節(jié)的設(shè)計與應(yīng)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(shè)計，澆注系統(tǒng)設(shè)計，側(cè)抽芯機構(gòu)設(shè)計，冷卻系統(tǒng)設(shè)計，脫模機構(gòu)的設(shè)計與改善等，從而得出一套設(shè)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(jù)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(shè)計。目的是培養(yǎng)學(xué)生從事模具設(shè)計工作所需的基本技能：科技資料查閱；PROE軟件應(yīng)用；注塑工藝及其模具結(jié)構(gòu)設(shè)計基礎(chǔ)知識，為畢業(yè)后的工作打下良好基礎(chǔ)。已有活動圈零件圖紙、CAD軟件。 七、 方案的可行性分析 根據(jù)所學(xué)的AutoCAD、Pro/E軟件繪出活動圈注塑模具的二維及三維結(jié)構(gòu)，用所學(xué)的力學(xué)及機構(gòu)知識對其結(jié)構(gòu)進行校核；通過計算和仿真來優(yōu)化設(shè)計，以達到設(shè)計要求。 八、 進度安排 學(xué)生姓名 王文溥 專業(yè)班級 機械135 指導(dǎo)教師 周智鵬 本課題其他人員 無 題 目 活動圈注塑模設(shè)計 時　間 計劃完成內(nèi)容 第1周 確定論文課題，指導(dǎo)老師講解課題題目，正確理解課題所要研究的內(nèi)容和目的；根據(jù)課題要求，查找相關(guān)的中英文資料。 第2周 到圖書館查閱相關(guān)書籍和文獻，開始翻譯英文資料，了解論文涉及的相關(guān)知識并完成對選擇英文資料的翻譯。相關(guān)資料，掌握有關(guān)知識，并完成調(diào)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(jié)構(gòu)等設(shè)計 第4周 開始說明書的主要計算包括澆注系統(tǒng)設(shè)計，成型零件設(shè)計計算 第5周 完成說明書剩下的設(shè)計過程，確定模架的選擇，排氣槽設(shè)計，脫模推出機構(gòu)設(shè)計，冷卻系統(tǒng)設(shè)計以及導(dǎo)向與定位結(jié)構(gòu)設(shè)計 第6周 按照要求規(guī)范整理設(shè)計過程，完成說明書，按照指導(dǎo)老師意見認真修改完善設(shè)計計算過程 第7周 學(xué)習(xí)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(zhuǎn)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(dǎo)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(dǎo)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(jīng)過嚴格審查后，完成畢業(yè)論文。 第13周 提交畢業(yè)設(shè)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(shè)計基礎(chǔ)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(shè)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(shè)計實用教程，化學(xué)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(xùn)基礎(chǔ)與典型范例，電子工業(yè)出版社，2011年6月第1次印刷. 6