牙簽瓶旋蓋注射模具設計【說明書+CAD】
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一、選題的依據及意義:模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝備,被稱為工業(yè)之母。75%的粗加工工業(yè)產品零件、50%的精加工零件由模具成型,模具涉及機械、航空和航天、汽車等行業(yè)。同時,以高分子為代表的新興材料技術得到發(fā)展,這就促進了塑料模的發(fā)展,其中以注塑模為代表。波音787用的復合材料達到50%,空客A350的復合材料預計達到52%。在波音787飛機中,塑料件得到了全面應用,機身和機翼用增強塑料制成,機身和機翼采用高強度塑料和碳纖維,方向舵和尾翼用增強塑料制造。隨著模具工業(yè)信息化的發(fā)展,美國UGS公司研制針對塑料注射模設計系統(tǒng)MoldWizard軟件。模具工業(yè)和數字化設計和制造代表了現(xiàn)代工程的發(fā)展方向。我選這個與注塑模具相關的CAD/CAM的課題的目的就是努力適應這種發(fā)展趨勢。希望通過這次的畢業(yè)設計機會能夠了解到與數字化的產品設計制造相關的理論知識和技能。二、國內外研究概況及發(fā)展趨勢(含文獻綜述):2.1 國內注塑模及其數字化發(fā)展的概況和趨勢我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在,模具水平有了較大提高。在大型模具方面已即能生產大型模具、多型腔小模數齒輪模具,還能生產厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。注塑模型腔制造精度可達0.02mm0.05mm,表面粗糙度Ra0.2m,非淬火鋼模壽命可達1030萬次,淬火鋼模達501000萬次。 成型工藝方面,多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽芯脫模機構的創(chuàng)新方面也取得進展。氣體輔助注射成型技術的使用趨成熟。在制造技術方面,CAD/CAM/CAE技術的應用水平得到提高,引進了大量的CAD/CAM系統(tǒng),如UG NX、Pro/E和CADS5軟件等。但與發(fā)達國家相比,中國模具工業(yè)存在較大差距,特別在大型、精密、復雜、長壽命模具技術上。國內模具行業(yè)分為10大類、46小類。按模具總量排名,中國緊隨日本、美國其后,位居世界第三。(2)、我國塑料模具工業(yè)及其數字化的發(fā)展趨勢為了適應用戶對模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切要求,模具必然會有如下發(fā)展趨勢:A、提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平及比例。B、在塑料模設計制造中全面推廣應用CAD/CAM/CAE技術。C、推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型技術和高壓注射成型技術。D、開發(fā)塑料成型工藝和快速經濟模具,以適應多品種的生產方式。E、提高塑料模標準化水平和標準件的使用率。F、應用優(yōu)質模具材料和先進的表面處理技術提高模具壽命和質量。G、研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程。采用三坐標測量儀等廉價的檢測設備或三坐標掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關鍵技術之一。2.2 國外注塑模及其數字化的概況和趨勢 (1)、國外注塑模及其數字化的發(fā)展概況國外的注塑模具高速、精密、長壽命方向發(fā)展;同時為了滿足多品種、小批量、產品更新?lián)Q代快的需要,模具向著制造周期短、成本低的方向發(fā)展。國外模具制造行業(yè)的發(fā)展特征是高度集成化、智能化、柔性化和網絡化,縮短設計周期及制造周期,降低生產成本。世界各國的軟件開發(fā)商投入了巨大的人力和物力。已使用的有:NX-PDW、MoldWizard、Quick等。這些軟件的技術特點是能在統(tǒng)一的系統(tǒng)環(huán)境下,使用統(tǒng)一的數據庫,完成特定模具的設計。(2)、國外注塑模及其數字化的發(fā)展趨勢 國外的注塑模及其數字化設計制造的技術層次比我們高很多,他們的發(fā)展與我們不盡相同,其趨勢主要有: A、標準化 CAD/CAM系統(tǒng)可建立標準零件數據庫和模具參數數據庫。B、集成化技術:即信息集成、智能集成、串并行工作集成及人員集成。 C、智能化技術:實現(xiàn)產品生命周期、生產過程、模具設備的智能化。 D、網絡技術的應用:其包括硬件與軟件的集成實現(xiàn),早已出現(xiàn)了通過Internet實現(xiàn)跨國界模具設計的成功例子。 E、多學科多功能綜合產品設計技術:產品開發(fā)用到機械、電磁學、光學、控制理論等知識,要多目標全性能的優(yōu)化,追求產品動靜態(tài)特性、精度、使用壽命、可靠性、制造成本與制造周期的最佳組合。 F、逆向工程技術的應用:通過實物測量,利用測量數據進行實物的CAD幾何模型的重新構造,這過程是逆向工程,能夠縮短產品開發(fā)周期。G、快速成形技術:基于層制造原理,迅速制造出產品原型,尤其在具有復雜曲面形狀的產品制造中更能顯示其優(yōu)越性。三、研究內容及實驗方案: 3.1 畢業(yè)設計的研究內容:(1)、自行設計出一款牙簽瓶旋蓋CAD模型;(2)、設計牙簽瓶旋蓋的注塑模具;(3)、編制牙簽瓶旋蓋注塑模具的型腔和型芯的NC加工程序;(4)、繪制牙簽瓶旋蓋的注塑模具凸凹模的工程圖和模具總裝配圖;(5)、查閱資料,編寫畢業(yè)論文;3.2 畢業(yè)設計的實驗方案: 牙簽瓶旋蓋及其模具設計的步驟:(1)、參照“New Men”牙簽瓶旋蓋的實物,以人機工程學、注塑模具的制造和工藝性為原則,自行設計出一款牙簽瓶蓋。(2)、牙簽瓶外殼產品開發(fā)過程中要全面貫徹數字化設計和制造的理論,進行無紙化設計制造:A、CAD建模過程中運用UG NX 4.0軟件為基礎進行數字化三維設計,完成牙簽瓶的建模;B、模型設計完成后利用UG NX 4.0的MoldWizard模塊進行牙簽瓶旋蓋模具的凸凹模型面設計,選擇材料和注塑機,進行模架、定位環(huán)、推桿等模具標準件的加載和澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)的設計。C、牙簽瓶旋蓋的模具設計完成后利用Solid Edge軟件進行數字預裝配。D、利用UG NX 4.0軟件進行牙簽瓶旋蓋上下模型芯和型腔的CAM編程,生成NC加工程序,并在計算機中模擬加工過程。如果可能,在數控機床上加工出牙簽瓶旋蓋模型芯和型腔的實物。(3)、利用前面已建立的牙簽瓶模型和模具設計中加載和設計的數字模型生成工程圖數據,完成模具的總裝配圖,進行工程圖的輸出和打印。(4)、設計完成過程中,進行畢業(yè)論文的編寫。模具設計實驗所用到的軟件和工具: UG NX 4.0、Solid Edge、AUTOCAD 2006等軟件和測量工具等。四、目標、主要特色及工作進度4.1 通過牙簽瓶旋蓋的模具設計所要達到的目標: A、較深入的了解注塑模具的數字化設計和生產工程中的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢; B、通過這次設計,深入學習UG NX 4.0(包括建模模塊、CAM模塊、工程圖模塊、MoldWizard(模塊)、Solid Edge(包括建模模塊、工程圖模塊)、AUTOCAD 2006等軟件的高級命令; C、深入學習注塑模具設計和制造過程中所用的理論知識,掌握模具設計師應該具備的知識。查閱資料,詢問老師,爭取使模具產品最優(yōu)化; D、通過這次畢業(yè)設計,學會學習新知識和網上檢索信息的能力;E、通過與老師、同學的溝通和交流,掌握團隊合作的能力;4.2 牙簽瓶旋蓋的模具畢業(yè)設計的主要特色: 結合現(xiàn)代制造業(yè)已成為主流的數字化技術,在純數字化技術支持下自行設計一款牙簽瓶旋蓋的注塑模具。設計過程中,用到UG NX 4.0、Solid Edge、AUTOCAD 2006等國際流行的機械專業(yè)軟件,進行無紙化設計制造,以縮短研發(fā)周期,降低成本。 4.3 畢業(yè)設計(論文)工作內容及完成時間:1 搜集資料寫開題報告,英文翻譯。 2 周(3.204.02)2 牙簽瓶旋蓋的三維建模。 2 周(4.034.30)3 凸凹模型面設計。 2 周(5.015.28)4 注塑模具系統(tǒng)設計。 2 周5 生成牙簽瓶旋蓋零件的數控加工程序。 1 周6 繪制圖紙,撰寫畢業(yè)論文。 4 周五、參考文獻1. 許鶴峰等.注塑模具設計要點與圖例. 北京:化學工業(yè)出版社,19972. 王先逛.機械制造工藝學. 北京:機械工業(yè)出版社,19963. 賈潤禮等.實用注塑模具設計手冊. 北京:中國輕工業(yè)出版社,2000.44. 鄭貞平等.數控加工典型范例教程. 北京:電子工業(yè)出版社,2007.15. 陳為國.模具制造工藝學. 南昌:南昌航空工業(yè)學院,19986. 何忠保等.典型零件模具圖冊. 北京:機械工業(yè)出版社,2001.17. 吳裕農等.模具制造工藝. 廣州:華南理工大學出版社,20058. 蔡蘭等.數控加工工藝. 北京:化學工業(yè)出版社,20059. 丁玉蘭.人機工程學. 北京:北京理工大學出版社,20054
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