攪拌機料桶的注塑模具設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含8張CAD圖紙帶開題報告+外文翻譯】-zsmj37

攪拌機料桶的注塑模具設計【優(yōu)秀課程畢業(yè)設計含8張CAD圖紙帶開題報告+外文翻譯】-zsmj37

攪拌機料桶的注塑模具設計

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摘  要

塑料模具作為塑料工業(yè)的基礎，隨著市場經濟的飛速發(fā)展受到了極大的挑戰(zhàn)。汽車的內飾件、燈具反光鏡等塑制品的復雜外形，而鐘表、DVD光驅用傳動齒輪等塑制件又有很高的精度要求。很短的制模周期、相當的壽命是模具制造的又一重要指標，例如有的只需幾十、幾百模次（可用簡易快速制模法），有的如制瓶用吹塑模卻需要上千萬模次，制造周期要求越來越短。各種特殊的成型方式的出現等等，都要求塑料模具技術有相應的提高。而計算機技術的飛速發(fā)展，適時的給模具技術配上了騰飛的翅膀，徹底改變了手工作坊式的模具設計和制作。在模具設計中廣泛的運用CAD（計算機輔助設計），不但拋棄了沿用上百年的圖板，而且由于計算機的快速運算和大容量的內存，使得復雜曲面的生成、快速的作圖以及豐富制模技術經驗的綜合、推廣成為可能，不少CAD軟件已具有某些智能化的功能。例如，有些CAD軟件可以運用人機對話的形式，輸入塑料制品的某些外形特征（外形主要尺寸、分型面位置、抽心位置、脫模方向等）即可以畫出模具總圖。

模具技術是一種綜合型技術，要求從事模具技術工作者，密切注意和學習相關知識，并運用到實際工作中為模具行業(yè)的發(fā)展而努力。

關鍵詞：塑料模具；精度；模具技術；外形特征；成型方式

ABSTRACT

Plastic mould plastics industry as a base, with the rapid development of the market economy is a great challenge. Cars neishi pieces, plastic products as the reflector lamps and lanterns complex shape, and clocks, DVD player with gear, etc SuZhi pieces and has high accuracy. The molding cycle is short, the life is quite mould manufacturing another important indexes, such as some need dozens, hundreds of mould times (or simple rapid method), some with blow mould as bottle to millions of mould manufacturing cycle times, shorter requirements. Various special molding method of plastic mold, etc., have corresponding technical requirements. And the rapid development of computer technology, timely to mould technology with a pair of wings, thoroughly changed the manual mill of mold design and manufacture. In the mold design of extensive use of computer aided design (CAD), not abandoned used hundreds of years, and because the computer drawing and high-capacity fast operation, the memory of the complex curved surface, fast drawing and rich technical experience of comprehensive, making it possible, many CAD software has some intelligent function. For example, some CAD software can use the man-machine dialogue forms, some of the input plastics contour features (major outline dimensions、parting surface location,、ocation、parting)direction of heart that can draw mould layout.

Mould technology is a comprehensive technical requirements, technical workers engaged in mould, pay close attention to the learning and knowledge, and applied to practical work for mould industry development and efforts.

Keywords：Plastic Mould；Precision；Mould；Technology；Shape Characteristics；The Shaping Method

目  錄

摘  要 I

Abstract II

第1章 緒  論 1

1.1 塑料模具的背景及發(fā)展狀況 1

1.2 注射模具設計簡要 2

1.3 攪拌機料桶的設計要求 3

第2章 塑料的成型工藝 4

2.1 注塑成型工藝 4

2.1.1 注射成型 4

2.1.2 注射成型工藝 4

2.1.3 注塑成型工藝過程 4

2.1.4 注塑成型工藝參數的選擇 5

2.2 塑料制品的設計 7

2.2.1 塑料制品的尺寸精度 7

2.2.2 塑料制品的表面質量： 8

2.3 本章小結 8

第3章 塑料注射模具設計 9

3.1 塑料零件的技術要求 9

3.2 注射機的選擇 10

3.2.1 注射模具與注射機的關系 10

3.2.2 注射機的選擇 11

3.3 澆注系統(tǒng)設計 12

3.3.1 主流道設計 12

3.3.2 分流道設計 13

3.3.3 澆口設計 14

3.4 模具材料的選擇 14

3.5 成型零件的結構設計 15

3.5.1 成型零件的結構設計 15

3.5.2 成型零件工作尺寸的計算 16

3.5.3 推出機構的設計 19

3.5.4 抽芯機構的設計 20

3.5.5 強度計算 22

3.6 本章小結 22

第4章 模具零件的三維設計 23

4.1 模具的成型設計 23

4.1.1 模具零件設計 23

4.1.2 模具裝配圖 25

4.1.3 PRO/E動畫的制作 25

4.1.4 動畫創(chuàng)建的一般過程 25

4.2 本章小結 26

結  論 27

致  謝 28

參考文獻 29

附錄A 30

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下型芯A2.dwg

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凹模A1.dwg

動模板A1.dwg

動畫演示分析.mpg

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定模板A1.dwg

攪拌機料桶塑件A2.dwg

攪拌機料桶注塑模具設計及其動畫演示任務書.doc

攪拌機料桶注塑模具設計及其動畫演示審定表.doc

攪拌機料桶的注塑模具設計.doc

攪拌機料桶的注塑模具設計開題報告.doc

審定表 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是否外聘 □是■否 題目名稱 攪拌機料桶注塑模具設計及動畫演示 課題適用專業(yè) 機械設計制造及其自動化 課題類型 X 課題簡介：（主要內容、意義、現有條件、預期成果及表現形式。 ） 一、主要內容 ： 塑料粒子從注塑機料筒里進入，經高溫熔融，再通過里面的螺旋管高壓經過噴嘴進入到注塑模， 再 經過在注塑模里一段時間的保壓，冷卻，然后模具開啟，塑件頂出。 二、意義 ： 塑料注射模具是現在所有塑料模具中使用最廣的模具，能夠成型復雜的高精度的塑料制品。 塑料模具作為塑料工業(yè)的 基礎，隨著市場經濟的飛速發(fā)展受到了極大的挑戰(zhàn)。汽車的內飾件、燈具反光鏡等塑制品的復雜外形，而鐘表、 驅用傳動齒輪等塑制件又有很高的精度要求。很短的制模周期、相當的壽命是模具制造的又一重要指標，在模具設計中廣泛的運用 算機輔助設計），不但拋棄了沿用上百年的圖板，而且由于計算機的快速運算和大容量的內存，使得復雜曲面的生成、快速的作圖以及豐富制模技術經驗的綜合、推廣成為可能，不少 件已具有某些智能化的功能。 三、現有條件： 目前國內有多家生產企業(yè)，深入生產實際，進行調查研究，吸取國內外先進技術， 制定出合理的設計方案，在進行具體設計。可通過查找相關資料，進行對比分析，確定最佳方案 。 四、預期成果及表現形式： 對機械結構和工作原理進行分析計算， 提交裝配圖、零件圖、設計說明書。 指導教師簽字： 年 月 日 教 研 室 意 見 1 選題與專業(yè)培養(yǎng)目標的符合度 □好 □較好 □一般 □較差 2 對學生能力培養(yǎng)及全面訓練的程度 □好 □較好 □一般 □較差 3 選題與生產、科研、實 驗室建設等實際的結合程度 □好 □較好 □一般 □較差 4 論文選題的理論意義或實際價值 □好 □較好 □一般 □較差 5 課題預計工作量 □較大 □適中 □較小 6 課題預計難易程度 □較難 □一般 □較易 教研室主任簽字： 年 月 日 系（部）教學指導委員會意見： 負責人簽字： 年 月 日 注：課題類型填寫 會）實際； 任務書 學生姓名 系部 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是否外聘 □是■否 題目名稱 攪拌機料桶注塑模具設計及動畫演示 一、設計（論文）目的、意義 塑料模具作為塑料工業(yè)的基礎，隨著市場經濟的飛速發(fā)展受到了極大的挑戰(zhàn)。汽車的內飾件、燈具反光鏡等塑制品的復雜外形，而鐘表、 驅用傳動齒輪等塑制件又有很高的精度要求。很短的制模周期、相當的壽命是模具制造的又一重要指標，例如有的只需幾十、幾百 模次（可用簡易快速制模法），有的如制瓶用吹塑模卻需要上千萬模次，制造周期要求越來越短。各種特殊的成型方式的出現等等，都要求塑料模具技術有相應的提高。而計算機技術的飛速發(fā)展，適時的給模具技術配上了騰飛的翅膀，徹底改變了手工作坊式的模具設計和制作。 二、設計（論文）內容、技術要求（研究方法） 設計內容： 1、設計的主要內容： 1) 整體設計方案的確定 2) 基本條件及參數計算 3) 注塑模具的設計 4) 注射機組成結構校核 2、 技術要求： 聚乙烯，其熔體具有流動性好，但塑件形狀復雜、精度要求一般，所需注射壓力通常為 70～100 對模具的要求有較強的耐磨性以外，還要有較高的強度，在加工某些材料時，還要求有較好的熱應性或耐蝕性。 三、設計（論文）完成后應提交的成果 （一） 、計算說明部分 : 總體機構尺寸的設計，主要模具零件的設計計算，標準元件的選用分析。設計說明書一份。 （二） 、圖紙部分： 總 裝配圖 紙 1 張； 零件圖 7 張； 塑模具動畫演示 1 份。 四、設計（論文） 進度安排 研， 查閱資料 ，提交開題報告。 完成 注射機的 設計。 完成各功能部件結構設計及典型零件的設計計算與校核 。 繪制工程圖紙，編寫設計說明書 。 提交圖紙，設計說明書，審圖及修改；畢業(yè)答辯。 五、主要參考資料 [1] 朱光力，萬金保 等 . 塑 料模具設計 [M]. 北京：清華大學出版社， 2003 [2] 李大鑫 ,張秀棉 . 模具技術現狀與發(fā)展趨勢綜述 [J] 天津大學國家大學科技園 ，2005 [3] 李海梅，申長雨 . 注塑成型及模具設計實用技術 [J]. 北京：化學工業(yè)出版 社，2005 [4] 魏尊杰，李天曉，安閣英，葉榮茂 . 消失模鑄造氣隙尺寸及壓力數值計算 [J]哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學學報 , 1995 [5] 鄭洪亮 . 基于宏 —微觀模型的球墨鑄鐵凝固過程數值模擬 [D]山東： 山東大學 , 2007 [6] 于華 J]械工業(yè)出版社， 2004 [7] 孫玉芹，孟兆新 . 機械精度設計基礎 [M]學出版社， 2004 [8] 大連理工大學工程畫教研室 M]等教育出版社， 2002 [9] 駱志斌 M]蘇科學技術出版社， 2004 [10] 林清安 . 件組合 [M]. 北京：北京大學出版社， 2000 [11] 夏琴香 M]南理工大學出版社， 2004 [12] . A ]. 1998 [13]]. 998 [14] . M ]. 1991(2):27～ 31 六、備注 指導教師簽字： 年 月 日 教研室主任簽字： 年 月 日 開題報告 學生姓名 系部 專業(yè)、班級 指導教師姓名 職稱 從事 專業(yè) 是否外聘 □是■否 題目名稱 攪拌機料桶注塑模具設計及其動畫演示 一、 課題研究 現狀、 選題 目的 和意義 1、 研究現狀： 在模具設計中廣泛的運用 算機輔助設計），不但拋棄了沿用上百年的圖板，而且由于計算機的快速運算和大容量的內存，使得復雜曲面的生成、快速的作圖以及豐富制模技術經驗的綜合、推廣成為可能，不少 件已 具有某些智能化的功能。塑料模自身的成型技術也在不斷得到發(fā)展。例如高速高精度擠塑工藝及模具、高速吹塑成型工藝及模具、注壓成型工藝及模具、模內反應成型工藝和模具、多色注塑成型模、氣體輔助注塑成型工藝和模具等等。 模具技術是一種綜合型技術，要求從事模具技術工作者，密切注意和學習相關知識，并運用到實際工作中為模具行業(yè)的發(fā)展而努力。 2、選題目的和意義： 塑料模具作為塑料工業(yè)的基礎，隨著市場經濟的飛速發(fā)展受到了極大的挑戰(zhàn)。汽車的內飾件、燈具反光鏡等塑制品的復雜外形，而鐘表、 驅用傳動齒輪等塑制件又有很高的精度 要求。很短的制模周期、相當的壽命是模具制造的又一重要指標，例如有的只需幾十、幾百模次（可用簡易快速制模法），有的如制瓶用吹塑模卻需要上千萬模次，制造周期要求越來越短。各種特殊的成型方式的出現等等，都要求塑料模具技術有相應的提高。而計算機技術的飛速發(fā)展，適時的給模具技術配上了騰飛的翅膀，徹底改變了手工作坊式的模具設計和制作。 二、設計（論文） 的基本內容 、 擬解決的主要問題 本次設計的基本內容如下： 1) 整體設計方案的確定 2) 基本條件及參數計算 3) 注塑模具的結構設計和個零部件的結構校核 4) 注塑模具總裝配圖和零件圖 擬解決的主要問題： 攪拌機料桶是一種日常生活用品，因此對本塑料件的精度要求不是太高，精度為 可。但必須要有一定的強度和剛度，而且要有較長的壽命，能夠耐用。此塑料件的強度和剛度是通過增加加強筋來實現的。此外，由于是日常生活用品，外形設計要符合人們的視覺習慣，要有較美的外形。對于其它沒有特別的要求。 三、 技術路線（研究方法） 1) 清楚設計參數，明確設計內容； 2) 查閱與本題有關的中外文文獻資料并綜合分析； 3) 設計方案合理，有一定的創(chuàng)新點； 4) 設計步驟清晰，計算結果正確； 5) 設計制圖符合國家標準； 6) 論文格式符合要求，語言流暢、簡練，字跡工整。 四、進度安排 研， 查閱資料 ， 提交開題報告。 完成 模具的 設計。 完成各功能部件結構設計及典型零件的設計計算與校核 。 繪制工程圖紙，編寫設計說明書 。 交圖紙，設計說明書，審圖及修改；畢業(yè)答辯。 五、主要參考資料 [1] 朱光力，萬金保 等 . 塑料模具設計 [M]. 北京：清華大學出版社， 2003 [2] 李大鑫 ,張秀棉 . 模具技術現狀與發(fā)展趨勢綜述 [J] 天津大學國家大學科技園 ， 2005 [3] 李海梅 ，申長雨 . 注塑成型及模具設計實用技術 [J]. 北京：化學工業(yè)出版 社， 2005 [4] 魏尊杰，李天曉，安閣英，葉榮茂 . 消失模鑄造氣隙尺寸及壓力數值計算 [J]哈爾濱： 哈爾濱工業(yè)大學學報 , 1995 [5] 鄭洪亮 . 基于宏 —微觀模型的球墨鑄鐵凝固過程數值模擬 [D]山東： 山東大學 , 2007 [6] 于華 J]械工業(yè)出版社， 2004 [7] 孫玉芹，孟兆新 . 機械精度設計基礎 [M]學出版社， 2004 [8] 大連理工大學工程畫教研室 M]等教育出版社， 2002 [9] 駱志斌 實用技術手冊 [M]蘇科學技術出版社， 2004 [10] 林清安 . 件組合 [M]. 北京：北京大學出版社， 2000 [11] 夏琴香 M]南理工大學出版社， 2004 [12] . A ]. 1998 [13] ]. 998 [14] . M ]. 1991(2):27～ 31 六、備注 指導教師意見： 簽字： 年 月 日 英文文獻 , we is to at of an s is to of s a of or is of an s In s to as in in is a to a a or in in by of we up to in of to a w to in a IN in is a of to in to By to to is a it be in as a to an be at a of a we of in of We w a be 1) in in 2) an of of ) by in be 4) By a as a of an a 5) to s n we is as a to of s in of or is to a so or a a s to in a s by of to of is as it an to a 020 045 be or be of s at an of s or to in of by a is in a a of by a of of by it a is a be be of a be 1. a s in of so At be of a a on or be to or as s or of a is to be of or be in to in of a 2. In in of a of to at to be of t of To of in No is in is an on a of a at s or in is in as a 3. a to a to to be at as a is a a is to to to be so on of is is be is it to be As an .2 a of an a . a To of to it as of of a of by to a of If to be is so to of is to to s At of an s or to in a is a of or it as a be it be to in to if is it is in In is a of 模具設計 概況 當我們在第 1 章討論工程師 ,科學家和數學家 之間不同的時候， 我們看到工程 學這個涉及到 創(chuàng)意和設計 兩方面內容。 創(chuàng)意設計 是 機械工程專業(yè) 的核 心 , 而一名工程師的終極目標是產生新 的硬件 來解決一個社會的技術性問題 . 開始 ,無論是從一張空白的紙或從現有正在 被 改進的硬件 , 產品開發(fā)過程中 ,往往 構 成一個工程師活動的 中心。 按照自己的專業(yè) 課題 ,很多工程師 ,確實是很聰明的 , 他們具有遠見和 技能能夠做出 持久 的 貢獻 ,正如在 分前十段 所描述的 。 為了 有一個很好的一個新的或改良的產品 ， 正規(guī)工程教育不是一個前提 ,你有 所感 興趣 的是 學習機械工程 專業(yè)， 實際上為 了 建設硬件設施可能已經引發(fā)了 你 自己的想法 。 機械工程系 由 機器零件及工具 、 結構 力 和流體 力、 材料和應力 、 熱 能 和能源系統(tǒng) 和 機器 的運動形式這些基本要素組成， 我們已經研究了這一點 ，打算以此 建立一個基礎 ， 使你向一個更有效及 更 系統(tǒng)的方式 向 機械設計 接近。在這方面 ， 該辦法采取的這本教科書是一個濃縮的模擬傳統(tǒng)的工程學課程 ： 逼近 、 數學和科學領域的應用設計問題 ,以提高性能和減少 實驗 誤差 。通過應 用 的 資 料， 你可以選擇一些機器零件和 用輔助設計決策計算出來的結果進行反推演示。 這種分析不是為了 他們自己，而是， 使您的設計更快更好 。 有效的機械設計是一個廣闊的領域 ， 創(chuàng)造性和技術工藝落后不能 完全 的 放在同 一章 里 ,甚至 是同一 本 教科書 。 事實上 以 此材料作為起點 ， 你們應該在你 們的 整個職業(yè)生涯 中 繼續(xù)發(fā)展 你們的 第一手經驗和設計技巧 ，甚至 是 在最恰當的時候抓住機遇，把一種 造構想 轉 變成制造的硬件 ，以合理的成本出售。 經過第一層次的討論步驟 ， 當工程師他們把一個新的構想變?yōu)楝F實 的時候， 我們探討的機械設計 題目 通過概念設計 、 計算機輔助設計 、 詳細的機械設計 ， 三 種情況來學習。 我們還將討論機械設計從商業(yè)的角度闡述了如何保護專利新技術的發(fā)展 。 在完成這一章 ， 你 應當 能夠做到 ： 1) 大綱的主要步驟和迭代點的高層次的機械設計流程 2) 舉一個過程的例子 ， 集思廣益 ， 找出各種設計方案 的 優(yōu)勢和劣勢 。 3) 了解計算機輔助工程工具 在 機械設計 中 所扮演的角色 ， 描述 如何對這些工具可以無縫相互融合 。 4) 通過使用草圖來 說明汽車自動變速器 的運行情況， 一個復雜的機械設計包括機械 、 電子 、計算機與液壓元件 5) 解釋什么是專利 ， 并討論了它們對工程的營商環(huán)境的重要性 。 高層次的程序設計 在這一節(jié)中 ， 我們概述工程師他們開發(fā)新產品和硬件的步驟 。 從最廣泛的角度來看 ， 設計的定義是 ： 制定一套機械系統(tǒng) ，來 滿足 社會某 一 技術的 具體需要的系統(tǒng) 過 程 ， 動機可以為所在地區(qū)的交通 ， 通訊和 安全 問題 為例。預期 的產品可望 很好地 解決某一問題 ， 或提供一個新的能力 ，那 其 它方面 將付出代價 。 早期發(fā)現 ， 一家公司的營銷部將與工程師和 管理人員 一起合作， 在一般的意義 上講，新的產品機遇 。他們 通過吸取潛在客戶和相關產品 的 用戶反饋 回來的意見 共同確定新產品的概念 。設計師將隨后制定 方案，詳 細的工作 ， 并把 操作過程變?yōu)楝F實。 許多近似 ， 權衡 ,并正在作出選擇半路 ， 及機械工程師都知道精確度是需要自然 地 逐漸成長 當 設計成熟 時。 比如 ， 這是沒有道理的工程師來解決具體細節(jié) （是使用 甲級 20 號合金鋼條還是使用 45 號 合金鋼條 ？ 球 軸承和 滾子軸承 哪一個最合適 ？為 什么石油必須 要有一定 的粘度 ？） 直到設計的整體概念已經滿足了堅定的形狀 。 畢竟 ，在早期階段的設計周期 ， 規(guī)格 ， 產品的大小 ， 重 量 ， 電力工業(yè) 或表現仍然可以改變 。 設計工程師所熟悉的這種含糊不清 ， 他們能夠自由地開發(fā)產品 ， 甚至當著規(guī)定和限制 ， 這是不會改變的 。 通過 營銷觀念演變成制造的硬件 的 正式程序是基于許多原則和屬性 。 大多數工程師都認為創(chuàng) 意 ， 操作簡便 ， 迭代是任何成功的奮斗關鍵因素 。 創(chuàng)新首先是個好主意 ， 但也意味著從 頭開始。 盡管如此 ， 工程師仍然必須采取第一步 是把 構想變成具體的現實 ， 也許不明朗 。 早期設計決定是由吸取各種來源 ： 個人的經驗 ， 數學和科學 知識， 實驗室和田間試驗 ，和在錯誤的引導下做出正確的 判斷 。 一般而言 ， 簡單的設計理念是較復雜的 ， 而 格言 ：“ 保持簡單 ，簡約”在工程師之間有 當之無愧的聲譽 為 指導決定 。 迭代也是重要 對 改進設計和完善硬件工程分為硬件行之有效 。 你 有的第一個想法， 就像你建構 的 第一原型 ， 大概不會是最好的 ，但 是 它卻 可以實現 。 隨著每回合逐步完善 ， 設計將會 做的 更好 ， 更有效率 ， 更 加 優(yōu)雅 。 從宏觀角度來看 ,機械設計過程可分成四個主要的步驟 , 其中列有詳細數字 。 1． 定義 和研究目標 。 起初 ， 設計師介紹了新產品在 它 自己的 功能 范圍 內 英文文獻 , we is to at of an s is to of s a of or is of an s In s to as in in is a to a a or in in by of we up to in of to a w to in a IN in is a of to in to By to to is a it be in as a to an be at a of a we of in of We w a be 1) in in 2) an of of ) by in be 4) By a as a of an a 5) to s n we is as a to of s in of or is to a so or a a s to in a s by of to of is as it an to a 020 045 be or be of s at an of s or to in of by a is in a a of by a of of by it a is a be be of a be 1. a s in of so At be of a a on or be to or as s or of a is to be of or be in to in of a 2. In in of a of to at to be of of To of in No is in is an on a of a at s or in is in as a 3. a to a to to be at as a is a a is to to to be so on of is is be is it to be As an .2 a of an a . a To of to it as of of a of by to a of If to be is so to of is to to s At of an s or to in a is a of or it as a be it be to in to if is it is in In is a of 模具設計 概況 當我們在第 1 章討論工程師 ,科學家和數學家 之間不同的時候， 我們看到工程 學這個涉及到 創(chuàng)意和設計 兩方面內容。 創(chuàng)意設計 是 機械工程專業(yè) 的核 心 , 而一名工 程師的終極目標是產生新的硬件 來解決一個社會的技術性問題 . 開始 ,無論是從一張空白的紙或從現有正在 被 改進的硬件 , 產品開發(fā)過程中 ,往往 構 成一個工程師活動的 中心。 按照自己的專業(yè) 課題 ,很多工程師 ,確實是很聰明的 , 他們具有遠見和 技能能夠做出 持久 的 貢獻 ,正如在 分前十段 所描述的 。 為了 有一個很好的一個新的或改良的產品 ， 正規(guī)工程教育不是一個前提 ,你有 所感 興趣 的是 學習機械工程 專業(yè)， 實際上為 了 建設硬件設施可能已經引發(fā)了 你 自己的想法 。 機械工程系 由 機器零件及工具 、 結構 力 和流體 力、 材料和應力 、 熱 能 和能源系統(tǒng) 和 機器 的運動 形式這些基本要素組成， 我們已經研究了這一點 ，打算以此 建立一個基礎 ， 使你向一個更有效及 更 系統(tǒng)的方式 向 機械設計 接近。在這方面 ， 該辦法采取的這本教科書是一個濃縮的模擬傳統(tǒng)的工程學課程 ： 逼近 、 數學和科學領域的應用設計問題 ,以提高性能和減少 實驗 誤差 。通過應 用 的 資 料， 你可以選擇一些機器零件和 用輔助設計決策計算出來的結果進行反推演示。 這種分析不是為了 他們自己，而是， 使您的設計更快更好 。 有效的機械設計是一個廣闊的領域 ， 創(chuàng)造性和技術工藝落后不能 完全 的 放在同 一章 里 ,甚至 是同一 本 教科書 。 事實上 以 此材料作為起點 ， 你們應該在你 們的 整個職業(yè)生涯 中 繼續(xù)發(fā)展 你們的 第一手經驗和設計技巧 ，甚至 是 在最恰當的時候抓住機遇，把一種 造構想 轉 變成制造的硬件 ，以合理的成本出售。 經過第一層次的討論步驟 ， 當工程師他們把一個新的構想變?yōu)楝F實 的時候， 我們探討的機械設計 題目 通過概念設計 、 計算機輔助設計 、 詳細的機械設計 ， 三 種情況來學習。 我們還將討論機械設計從商業(yè)的角度闡述了如何保護專利新技術的發(fā)展 。 在完成這一章 ， 你 應當 能夠做到 ： 1) 大綱的主要步驟和迭代點的高層次的機械設計流程 2) 舉一個過程的例子 ， 集思廣益 ， 找出各種設計方案 的 優(yōu)勢和劣勢 。 3) 了解計算機輔助工程工具 在 機械設 計 中 所扮演的角色 ， 描述如何對這些工具可以無縫相互融合 。 4) 通過使用草圖來 說明汽車自動變速器 的運行情況， 一個復雜的機械設計包括機械 、 電子 、計算機與液壓元件 5) 解釋什么是專利 ， 并討論了它們對工程的營商環(huán)境的重要性 。 高層次的程序設計 在這一節(jié)中 ， 我們概述工程師他們開發(fā)新產品和硬件的步驟 。 從最廣泛的角度來看 ， 設計的定義是 ： 制定一套機械系統(tǒng) ，來 滿足 社會某 一 技術的 具體需要的系統(tǒng) 過 程 ， 動機可以為所在地區(qū)的交通 ， 通訊和 安全 問題 為例。預期 的產品可望 很好地 解決某一問題 ， 或提供一個新的能力 ，那 其 它方面 將付出代價 。 早期發(fā)現 ， 一家公 司的營銷部將與工程師和管理人員 一起合作， 在一般的意義 上講，新的產品機遇 。他們 通過吸取潛在客戶和相關產品 的 用戶反饋 回來的意見 共同確定新產品的概念 。設計師將隨后制定 方案，詳 細的工作 ， 并把 操作過程變?yōu)楝F實。 許多近似 ， 權衡 ,并正在作出選擇半路 ， 及機械工程師都知道精確度是需要自然 地 逐漸成長 當 設計成熟 時。 比如 ， 這是沒有道理的工程師來解決具體細節(jié) （是使用 甲級 20 號合金鋼條還是使用 45 號 合金鋼條 ？ 球 軸承和 滾子軸承 哪一個最合適 ？為 什么石油必須 要有一定 的粘度 ？） 直到設計的整體概念已經滿足了堅定的形狀 。 畢竟 ，在早期階段的設計周期 ， 規(guī)格 ， 產品的大小 ， 重量 ， 電力工業(yè) 或表現仍然可以改變 。 設計工程師所熟悉的這種含糊不清 ， 他們能夠自由地開發(fā)產品 ， 甚至當著規(guī)定和限制 ， 這是不會改變的 。 通過 營銷觀念演變成制造的硬件 的 正式程序是基于許多原則和屬性 。 大多數工程師都認為創(chuàng) 意 ， 操作簡便 ， 迭代是任何成功的奮斗關鍵因素 。 創(chuàng)新首先是個好主意 ， 但也意味著從 頭開始。 盡管如此 ， 工程師仍然必須采取第一步 是把 構想變成具體的現實 ， 也許不明朗 。 早期設計決定是由吸取各種來源 ： 個人的經驗 ， 數學和科學 知識， 實驗室和田間試驗 ，和在錯誤的引導下做出正確的 判斷 。 一般而言 ， 簡單的 設計理念是較復雜的 ， 而格言 ：“ 保持簡單 ，簡約”在工程師之間有 當之無愧的聲譽 為 指導決定 。 迭代也是重要 對 改進設計和完善硬件工程分為硬件行之有效 。 你 有的第一個想法， 就像你建構 的 第一原型 ， 大概不會是最好的 ，但 是 它卻 可以實現 。 隨著每回合逐步完善 ， 設計將會 做的 更好 ， 更有效率 ， 更 加 優(yōu)雅 。 從宏觀角度來看 ,機械設計過程可分成四個主要的步驟 , 其中列有詳細數字 。 1． 定義 和研究目標 。 起初 ， 設計師介紹了新產品在 它 自己的 功能 范圍 內 的要求 ，如 重量 ， 強度 ， 成本 ， 安全 性， 可靠性等等 。在 第一階段 ，設計必須滿足 的限制 因素 也 被 確立 。 這些因 素可能是技術性的 ， 比方說 ，限制 尺寸 大小或功耗 。另外，限制因素 可能涉及到企業(yè)或市場關切的問題 ， 如產品的外觀 ， 成本 或便于使用性。 當面臨著新的技術挑戰(zhàn) ， 工程師會進行研究并搜集預計有 用 的背景資料 ， 當概念和細節(jié) 被做出 事后評價 。 工程師看已發(fā)出的相關技術 的 專利 ， 征求供應商的部件或子系統(tǒng)中可能會使用的產品 ， 參加博覽會及商展 ， 并與潛在客戶更好地理解應用 。 早在設計過程中 ， 工程師的界定問題 ，確定目標 ， 并收集相關資料 設計 奠定了良好的 基礎。 2． 產生的概念 。 在這個階段 ， 設計師一般的工作團隊的目標 是制定出一個 廣泛的潛 力來 解決 目前 問題 。 這一創(chuàng)造性的工作涉及 構思一些 新 的 思路 ， 結合以往要遠遠大于各自部分的總和 。 硬件解決 是 概念 化 和組成 ，和 好的和不那么好的想法 被討論。 結果 討論性 會議 被 系統(tǒng)地記錄下來 ， 利弊不同的解決辦法 ，和取舍之間的不同 做法。 文件 上多數 的 構想來源于 這種形式的合成階段 ， 工程師 概述 觀念 ， 作筆記 ，并準備清單 "利弊 "在他們的設計筆記中， 沒有特別的想法是深入評估 ， 也沒有看的想法太重要了一只眼睛 。 相反 ， 你應集中編目采取多種辦法 ， 并擬訂了一個豐富的設計理念 ， 不一定所有常規(guī)的 。即使某種解決辦法可能不太可行在 這個 早期階段 ， 應當 要 使 產品的 要求 或限 制改變未來 (哪一個更可能 )， 實際上想法可能死灰復燃成為領先的競爭者 。 3． 縮小選擇 。 設計團隊進一步評價觀念 ， 以期減少對他們充滿數 。 舉例來說 ， 工程師進行初步 的 測算比較 ，強 度， 安全性 ， 成本和可靠性 ， 他們將 要 開始摒棄 那些 不太可行的概念 。 采樣硬件 ， 也可以產生在這個階段 。 就像一幅畫勝過千言萬語 ， 物理原型往往是有益的工程師想象復雜的機械部件 ， 并解釋其裝配等。 原型也可以 被測試， 以便取舍決定是基于結果的測量和分析 。 一種方法用于生產這種部件稱為快速原型技術 ， 其關鍵能力是復雜 性， 三維技術可以直接由電腦產生的繪 圖 制作 ， 往往在短短 的 幾小時 內完成。 其中這種技術稱為熔融沉積造型 ， 它使持久耐用功能齊全的原型將裝配形式塑料和聚碳酸酯 。例如， 描繪了計算機輔助設計繪制了發(fā)動機缸體和 實物 樣機研制與 顯示 系統(tǒng)在 中。 4． 制定 一個 詳細的設計 。 為了達到這一點的高級別規(guī)則 ， 設計小組將集思廣益 ，測試， 分析 ， 兌換 的 方式 來察覺出什么是最佳 概念 。 實施的設計 ， 建造一個最終原型 ， 和開發(fā) 余下的 生產過程 。通過 應用數學 ， 科學 ， 實驗 ， 計算機輔助工程工具 ， 詳細的技術問題已經 被 解決了 。 完成圖紙和零部件 清單的 準備 。 設計師進行工程分析和實驗 ，以 驗證性能 的 一系列 操作 條件 。 如有必要 ， 改變形狀 ， 尺寸 ， 材料和部件 ，直到 所有條件和制約 因素 得到滿足 。 設計文件是通過工程圖紙和書面報告 來表現，以便 能夠理解 設計師 做出許多決定背后的每個原因。 這些文件也可用于未來的設計小組 。 的學習和借鑒本隊經驗 . 從最根本上說 ， 最后的設計必須 在其 所有的 要求 和限制 范圍內。 你可能 會認為， 一旦工作樣機已經交付或后整理觸及已應用于圖紙 ，工程師的任務就被完成。然而，今天的 機械工程師 工作 在一個廣闊的環(huán)境 里，就 其硬件 來 看 ，用一種 超出標準 和 批判的眼光 來看硬件的功能 是否如預想 的一樣。 一個產品獲得成功 ，它 必須 能 安全 地 使用 ， 質量可靠 ，他的 使用和處置 要 無害環(huán)境 ， 并承擔制造 。 然而， 如果該產品在技術上是高超的 ，則 它需要昂貴的材料和制造 工藝， 顧客可避免 生產， 并選擇一種更平衡成本和性能 的產品， 到最后 ,工程公司是一家商業(yè)企業(yè) ， 必須滿足客戶的需要 。 附錄 A 英文： of he of of of of of It in of of 1. of to 1) of he of of is to a to to of be (2) to n in to of to to 1) of be so to of is a of be on of is or on 2) If is in of be in by is of if in is in at is in be in be in to To by on it is to is to of 3) of is a is to of is in to so as is at be 0%5% . In to a is as an is as an a a is is is be in to by of or to in is on of of in of of is or (3) of or in to in in on to in to is or up in is or by of as as It to by of of 2. of he of of is of to of of or of is or a on of (1) of he of be in If be of is so be to 0%. in so is is of is of (2) of be in or A be (3) of or of he of or of be be be (4) of If is or of on of In of if a is be be of be (5) in he or be In of to is in of in to of If of to of be t ; on be 3. of in to of of is on of 1) of be is or in in is at in be in is of is of of of is of of is by 1) is or or is 2) of of is be in of is 3) of of is or is in of of of is to is a if or is it is to So to in is in is by of of so be 4) of it is to of be be of 5) in It is to or up in so it is in it is a of a It to is in in in (2) of ) of ) or or to be as in If is a be 3) of be to of If it be in 4) of to or of be to of t in to be 譯文： 沖裁件的工藝設計 沖裁的工藝設計包含沖裁件的工藝性分析和沖裁工藝方案的確 定兩方面的內容。良好的工藝性和合理的工藝方案，可以使用最少的材料，最少的工序數量和工時，并使模具結構簡單且模具壽命長，能穩(wěn)定地獲得合格的工件，因而可以減少勞動量和沖裁件的工藝成本。勞動量和工藝成本是衡量沖裁工藝設計的主要指標。 1. 沖裁力的計算及降低沖裁力的方法 （ 1）沖裁力的計算 計算沖裁力的目的是為了選用合適的壓機、設計模具和檢驗模具強度。壓機的噸位必須大于所計算的沖裁力。 （ 2）降低沖裁力的方法 沖壓生產中，由于設備條件以及減少振動、噪聲的需要，可以采用以下幾種常用方法降低沖裁力。 1）加熱沖裁。材 料在加熱狀態(tài)下抗剪強度有明顯下降，所以加熱沖裁能降低沖裁力。這種沖裁方法的缺點是，材料加熱后產生氧化皮，且因加熱勞動條件差，只適用于厚板或工伯表面質量及公差等級要求不高的工作。 2）多凸模階梯布置沖裁。當沖裁模有多個凸模時，可將凸模刃口底平面呈階梯布置。多凸模沖裁時，總沖裁力是每個凸模沖裁力的疊加，而凸模交款作階梯形布置后，可以避免各個凸模沖裁力的最大值同時出現，減少了任意沖裁瞬時的剪切面面積，從而降低了沖裁力的峰值。 在將多個凸模進行階梯形布置時，需要注意以下幾方面的要求： 階梯形布置需要對稱分布，防止偏 載；為了避免沖大孔時材料流動的擠壓力對小孔沖頭的影響，階梯形應安排先沖大孔、后沖小孔，這樣也有利于減少小孔沖頭的長度。 3）斜刃口模具沖裁。普通模具刃口都是采用與模具軸線 相垂直的平面形式。若將凸模（或凹模）刃口平面設計成與軸線傾斜一定的角度進行沖裁時，刃口逐步沖切材料，減少了每一瞬時的剪切面積，從而降低了沖裁力。與平刃沖裁相比，斜刃沖裁的沖裁力可以降低 50%～ 75%。 為了制取平整的零件，落料時，將凹模設計為斜刃。沖孔時，則相反。沖裁彎曲狀工件時，采用有圓頭的凸模。單邊斜刃沖裁，只適用于折彎的切口。設計斜 刃模具時，應注意將斜刃作對稱布置，以免沖裁時承受單向側壓力而發(fā)生偏移，啃壞刃口。輪廓復雜的工件，不宜采用斜刃。斜刃沖模的減力程度由斜刃高度和角度決定。 采用斜刃模具的主要缺點是：刃口制造與修磨比較復雜，刃口極易磨損，工件不夠平整，因此一般情況下盡量不用，只用于大型工件及厚料裁。 （ 3）卸料力、推件力與頂件力的計算 當沖裁工作完成后，從板料上沖裁下來的工件（或廢料）由于徑向發(fā)生彈性變形而擴張，會卡在凹模模腔內；同時，在板料上沖裁出的孔徑則沿著徑向發(fā)生彈性收縮，會緊箍在凸模上。為了將緊箍在凸模上的板料卸下來所需 要的力稱為卸料力；將卡在凹模中的板料推出或頂出所需的力分別稱為推件力與頂件力。 卸料力、推件力與頂件力是同壓機和模具的卸料、頂件裝置獲得的。在選擇壓機噸位和設計模具時，要根據模具結構來考慮卸料力、推件力與頂件力的大小，并作必要的計算。影響這些力的因素很多，主要有：材料的機械性能和厚度，工件形狀和尺寸大小，凸、凹模間隙，排樣的搭邊大小及潤滑情況。 2. 沖裁件的工藝性分析 沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖裁工藝的適應性，即沖裁件的形狀結構、尺寸大小及偏差等是否符合沖裁加工的工藝要求。沖裁件的工藝性是否合理，對沖 裁件的質量、模具壽命和生產率有很大的影響。 沖裁件應滿足如下要求： （ 1）沖裁件的形狀 沖裁件的形狀應盡可能簡單、對稱、排樣廢料少。如果工件上只是三個供裝配用的孔要求有準確的位置，而外形無關緊要，此時便能采用無廢料排樣，可使材料利用率提高 40%，而且一次能沖出兩個工件，生產率提高一倍，降低了工件成本。因此，改進后的沖裁件的工藝性比原工件的工藝性好。 （ 2）沖裁件的圓角 除在少、無廢料排樣或采用鑲拼模結構時，允許工件有尖銳的清角外，沖裁件的外形或內孔的交角處，應避免尖銳的清角，其交角處用適宜的圓角相連。 （ 3）沖裁件局部凸出或凹入部分的寬度和深度 寬度不宜太小，應避免有窄長的切口和過窄的切槽，否則會降低模具壽命和工件質量。 （ 4）沖裁件的孔徑 沖裁件的孔徑太小時，凸模易折斷或壓彎?？椎淖钚〕叽缛Q于材料的機械性能、凸模強度和模具結構。 （ 5）沖裁件孔邊之間距離 沖裁件上與孔、孔下邊緣之間的距離不應過小，否則會產生孔與孔間材料的扭曲，或使邊緣材料變形。復合沖裁時，因模壁過薄而容易破損；分別沖裁時，也會因材料易于被拉入凹模而影響模具壽命，特別是沖裁小孔距的小孔時，經常會發(fā)生凸模彎曲變形而卡住模具。當沖孔邊緣下工作外 形邊緣不平行時 不小于 t , 平行時 a 應不小于 3. 沖裁工藝方案的確定 在沖裁工藝分析的基礎上，根據沖裁件的特點確定沖裁工藝方案。 （ 1） 沖裁工序的組合 沖裁工序可分為單工序沖裁、復合沖裁和連續(xù)沖裁。 復合沖裁是指在壓機一次行程中，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上沖壓工序；連續(xù)沖裁是指在壓機一次行程中，在模具的不同位置上同時完成數道沖壓工序。除最初幾次沖程外，以后每次沖程都可以完成一個沖裁件。組合的沖裁工序比單工序沖裁生產效率高，加工公差等級高。 沖裁組合方式的確定根據下列因素決定。 1） 生產批量 一般來說，小批量與試制采用單工的工件序沖裁，中批量和大批量生產采用復合沖裁或連續(xù)沖裁。 2）工件尺寸公差等級 復合沖裁所得到的工件尺寸等級高，因為它避免了多次沖壓的定位誤差。連續(xù)沖裁所得到的工件尺寸等級較復合沖裁低。 3）對工件尺寸、形狀的適應性 工件的尺寸較小時，考慮到單工序上料不方便和生 產率低，常采用復合沖裁或連續(xù)沖裁。對于尺寸中等的工件，由于制造多副單工序模的費用比復合模昂貴，也宜采用復合沖裁。但工件上孔與孔之間或孔與邊緣之間的距離過小時，不宜采用復合沖裁和單工序沖裁，宜采用連續(xù)沖裁。 所以，連續(xù)沖裁可以加工形狀復雜、寬度很小的異形工件（參見圖 2且可沖裁的板料厚度比復合沖裁時要大，但連續(xù)沖裁受壓機臺面尺寸與工序數的限制，沖裁工件尺寸不宜太大。 4）模具制造、安裝調整和成本 對復雜形狀的工件，采用復合沖裁比采用連續(xù)沖裁為宜，因模具制造、安裝調整較易，成本較低。 5）操作方便與安全 復合沖裁出件或清除廢料較困難，工作安全性較差。連續(xù)沖裁較安全。 綜合上述分析，對于一個工件，可以得出多種工藝方案。必須對這些方案進行比較，選取在滿足工件質量與生產率的要求下，模具制造成本低、壽命長、操作方便又安全的工藝方案。 （ 2）沖裁順序的安排 1）連續(xù)沖裁的順序安排。 先沖孔或切口，最后落料或切斷，將工件與條料分離。首先沖出的孔可作后續(xù)工序的定位用。在定位要求較高時，則可沖出專供定位用的工藝孔。 2）采用定距側刃時，定距側刃切邊工序安排與首次沖孔同時進行，以便控制送料進距。采用兩個定距側刃時，也可以安排成一前一后。 3）多工序工件用單工序沖裁時的順序安排。 4）先落料使毛坯與條料分離，再沖孔或沖缺口。后繼各沖裁工序的定位基準要一致，以避免定位誤差和尺寸鏈換算。沖裁大小不同、相距較近的孔時，為減少孔的 變形，應先沖大孔，后沖小孔。