方形盒的塑料注射模設計【注塑模具設計】

方形盒的塑料注射模設計【注塑模具設計】,注塑模具設計,方形盒的塑料注射模設計【注塑模具設計】,方形,塑料,注射,設計,注塑,模具設計 開題報告 題目： 方形盒的注射模設計 專 業(yè)：材料成型及控制工程（模具設計） 班 級： 學 號： 學生姓名： 指導教師： 2015年3月 開題報告 學生姓名 學 號 專 業(yè) 指導教師 職 稱 所在院系 課題來源 自擬課題 課題性質 課題名稱 方形盒的注射模設計 畢業(yè)設計的內容和意義? 課題要求完成給定塑件的注塑模具設計及結構優(yōu)化，主要內容有： [1] 掌握塑料的使用性能和用途及模具鋼的使用情況，完成與模具相關資料的外文翻譯； [2] 使用專業(yè)常用軟件設計模具結構，完成模具圖紙的繪制； [3] 撰寫畢業(yè)設計論文。 本課題對模具設計技術的應用進行研究，其研究意義如下： [1] 培養(yǎng)了我們綜合分析和解決模具專業(yè)的一般工程技術問題的獨立工作能力。 [2] 培養(yǎng)我們樹立正確的設計思想，設計構思和創(chuàng)新思維，掌握工程設計的一般程序規(guī)范和方法。 [3] 培養(yǎng)我們樹立正確的設計思想和使用技術資料、國家標準等手冊、圖冊工具書進行設計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術文件等方面的工作能力。 [4] 培養(yǎng)我們進行調查研究，面向實際，面向生產，向工人和技術人員學習的基本工作態(tài)度，工作作風和工作方法。 文 獻 綜 述 1. 注塑模設計 隨著世界經濟全球化的發(fā)展趨勢愈演愈烈，我國的模具行業(yè)發(fā)展也變得越來越迅速，模具的設計要求也隨之變得越來越高，變得越來越快速、精密、高效、高質，因此，在模具制造過程中，不但要注意加工設備和工人專業(yè)素質，還要格外注意模具設計，尤其是要學會科學地將知識工程應用到注塑模具的設計過程中?；谥R的注塑模具設計可以實現(xiàn)設計知識的重用和模具的快速概念設計，這樣可以優(yōu)化注塑模具的設計方案，快速提高注塑模具的設計效率，節(jié)約注塑模具的 文 獻 綜 述 設計時間，保證注塑模具的設計質量，滿足模具市場對注塑模具的需求，進而提升模具企業(yè)的經濟利潤和核心競爭力，因此注塑模具設計人員要了解注塑模具的一般設計內容和考慮的因素，掌握幾種常用的應用了知識工程的注塑模具設計技術，以提高自身的設計水平。 科學地將知識工程應用到注塑模具的設計過程中具有傳統(tǒng)的設計方式不可比擬的優(yōu)勢，這也是基于知識的注塑模具設計的意義之所在?；谥R工程的注塑模具設計可以一種綜合考慮選材、模具的結構和工藝設計等，設計和設計管理一體化的一種設計方式；基于知識工程的注塑模具設計可以利用知識工程這種先進的平臺，有利于模具企業(yè)的設計經驗的重用，具有重要的實踐意義；而目前模具行業(yè)尚未形成系統(tǒng)的、完整的標準零件體系，應用知識工程到注塑模具設計中有利于模具行業(yè)提高零件的系列化水平和標準化水平，規(guī)范模具行業(yè)標準化工作；此外，科學地將知識工程應用到注塑模具的設計過程中，可以快速提高注塑模具的設計效率，節(jié)約注塑模具的設計時間，而且電子化、技術化的模具設計可以保證注塑模具的設計質量，滿足模具市場對注塑模具的需求，進而提升模具企業(yè)的經濟利潤和核心競爭力，有利于模具企業(yè)的生存和發(fā)展。 2. 論CAE技術在注塑模具設計中現(xiàn)狀 2.1　國外 國外CAE技術已經得到相當廣泛的應用。20世紀50年代，美國的部分學者就開始運用數(shù)值計算的方法，建立聚合物過程的模型。到20世紀80年代，注塑成型方面已經實現(xiàn)廣泛地應用CAE技術。如Moldflow（澳大利亞的MF公司）以及C-MOLD（美國AC-Tech公司，已被Moldflow公司合并）是目前國際上較為成熟的注塑CAE軟件，另外CADMOLD（德國）、I-DEAS（美國）等應用也較為廣泛。 2.2　國內 我國CAE技術的研究、開發(fā)、推廣近年來也獲得了不錯的成果，如Z-Mold軟件和HSCAE軟件。但當前最嚴重的問題在于諸多企業(yè)對CAE技術的重視不夠，沒有認識到使用CAE軟件的經濟效益。另外，國內設計的CAE軟件都是政府立項，研發(fā)主要依靠國家項目資金支持，CAE技術的繼續(xù)研發(fā)和市場推廣、應用受到極大的限制。 3. 基于CAE技術的注塑模具設計流程 利用CAE技術進行注塑模具設計的具體步驟為：產品數(shù)據(jù)輸入→劃分單元、建立分析模型→設定條件→分析方案→評估→確定方案。整個設計流程的技術關鍵：（1）產品造型：通過三維成像設計軟件完成產品的建模，同時通過對使用條件進行模擬分析、預測產品的使用情況等；（2）模具設計：模具以CAE結果為基礎利用三維CAD軟件設計模具；（3）產品分析：根據(jù)產品的相關數(shù)值通過CAE技術實行模擬流動等分析化產品的設計；（4）優(yōu)化設計：根據(jù)CAE的結果，修改模 文 獻 綜 述 具模型，實現(xiàn)最優(yōu)化的模具設計結果；（5）結構分析：利用CAE對模具結構多方面、多角度進行分析。 4. CAE技術在注塑模具設計中的應用 4.1　產品設計的優(yōu)化 利用CAE技術實現(xiàn)產品的分析、評估和優(yōu)化，協(xié)助設計師進行產品的外觀、合理壁厚、原料的選擇，高效準確地實現(xiàn)最優(yōu)塑料產品的設計，且通過計算機進行環(huán)境模擬，通過計算機直觀地獲得產品的形狀和性能，并進行機械性能檢測，預估在外界因素作用下產品的各項指標的變化情況，實現(xiàn)產品設計、強度的優(yōu)化，同時也省略產品的原型試驗的過程，使注塑模具的設計不再受設計者的經驗、個人傾向的影響，節(jié)約人力物力，并獲得最優(yōu)的產品設計結果。 4.2　注塑模具設計的重要工具 一般進行模具的設計需要反復的試驗，最終才能完善設計。利用CAE技術，可以對產品模型的大小、構成系統(tǒng)、內部結構等進行優(yōu)化，并通過計算機系統(tǒng)對各項指標進行測試。CAE可進行注塑模具的產品造型、材料選擇、工藝流程、注意事項等的分析，設計師可以以這些信息為參考，進行模具設計。 4.2.1 產品優(yōu)化：快速檢查產品相關零件設計的生產能力，設計師可以得到有關材料或幾何體、澆口位置、壁厚的信息。CAE的結果和設計建議可實現(xiàn)產品生產細節(jié)的最合理優(yōu)化，并消除生產過程中產品外觀、連接縫隙、產品縮小等問題。 4.2.2 保壓和填充：各種CAE軟件最基本的分析功能之一，可實現(xiàn)注塑模具設計的實體仿真模擬。通過對產品溫度、生產時間、大氣壓力、融合時間、力量大小等的結果進行分析，有利于選擇出口位置的系統(tǒng)，并進行排氣位置、產品溫度、熔接位置選擇等的預測，及時發(fā)現(xiàn)和處理塑料產品中存在的質量隱患。 4.2.3 翹曲分析：翹曲變形原因很復雜，可以預測產品的性能、模具結構以及工藝參數(shù)的合理性。它的主要分析輸出結果包括變形量和應力等，可幫助用戶找出翹曲變形成因，提高制品的尺寸精度，為用戶提供有用的參考數(shù)據(jù)，并優(yōu)化制品的結構參數(shù)。 4.2.4 冷卻分析：通過模擬監(jiān)測注塑成型的冷卻過程，預估型腔熱流分布、表面溫度和冷卻時間等，在產品制造之前，判斷生產線的冷卻系統(tǒng)的設計是否存在缺陷和不合理之處，優(yōu)化冷卻回路的鋪設，得到最佳的冷卻效果，減少成型時間，同時避免因冷卻原因導致的產品的翹曲方面的缺陷 4.2.5 優(yōu)化工藝技術參數(shù)：受到個人實踐經驗的局限，設計師很難實現(xiàn)工藝參數(shù)的精確選擇，CAE通過模擬注塑模具設計的全過程，預估可能產生的問題，進行定性與定量解析處理，了解模具型腔中的情況，使設計師可以此為參考，搭配原料 文 獻 綜 述 品種、生產設備等，并獲得生產溫度、生產壓力、塑料表溫、生產時間控制等最佳的工藝參數(shù)，進行多方案對比后選擇最優(yōu)的設計方案。 5. CAE技術在注塑模具設計中的發(fā)展 在注塑模具設計過程中，CAE技術獲得了廣泛的支持和使用，取得了理想的成績，但在未來注塑模具設計的應用過程中，CAE技術仍有待完善、發(fā)展： （1）與三維成像技術的集成：當前CAE技術與三維成像技術間存在不同的數(shù)據(jù)技術標準，因此導致一些數(shù)據(jù)的誤差失真，采用統(tǒng)一標準，將更有利于開發(fā)專屬于注塑模具設計的CAE系統(tǒng)。 （2）耦合分析：可有機地將設計工作流程中的各個步驟，如三維成像、產品測試、參數(shù)調控等模塊結合起來，利用耦合分析的功能，全面細致地獲得注塑模具設計的產品的實際使用情況。 （3）高效：隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展以及更加復雜的算法和設計規(guī)劃流程軟件的應用，將大大提高CAE技術的工作效率，從而促使在注塑模具的設計過程中，更加廣泛地應用CAE技術，提高整體的效率和質量。 （4）智能化：將電腦智能、自動化等人工智能技術集成到CAE技術中，實現(xiàn)CAE技術自主完成設計、推演參數(shù)、模擬產品使用情況等，大大提高注塑模具設計的合理性和質量。CAE技術的應用，使得模具設計及參數(shù)選擇實現(xiàn)更加科學的分析，大大提高模具設計的水平，CAE技術與人工智能的組合將可達到模具設計的自動優(yōu)化的目標，從而解決因為經驗、技巧等原因導致的設計問題，提高模具設計的合理性和產品的質量，對實際生產應用具有重大意義。 6. 我國注塑模具的發(fā)展趨勢 模具工業(yè)作為衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標志，已經獲得了越來越廣泛的發(fā)展與應用。當前，隨著市場競爭的加劇、人們需求的不斷提高，為了適應市場需要，模具行業(yè)也需要不斷發(fā)展創(chuàng)新。從以上的分析中可以看出，我國在注塑模具的研究方面取得了重要的進展，先進制造技術的采用與新材料的應用使我國的注塑模具朝著精密、高速、節(jié)能的方向發(fā)展，具體發(fā)展方向表現(xiàn)在以下方面: (1)CAD/CAM/CAE 技術將廣泛應用于注塑模具設計模具從設計到檢測是一個復雜的過程，隨著模具行業(yè)的發(fā)展，在注塑模具設計方面也需要越來越多新技術的投入。近些年來，隨著電子信息技術的發(fā)展，計算機輔助設計( CAD) /計算機輔助制造( CAM) /計算機輔助工程( CAE) 技術在注塑制造業(yè)的應用越來越廣泛，其技術也越來越成熟。近些年來的實踐表明，在注塑模具設計方面普及推廣CAD/CAM/CAE 技術，可以大大提升注塑模具設計的標準化、集成化 2) 熱流道模具在注塑模具中的比重將逐漸提高 由于在模具制造中采用熱流道技術可以大幅度提高塑件的質量，同時還可以 文 獻 綜 述 減少能源浪費，提高生產效率，因此，近些年來，熱流道技術在注塑模具的應用中快速發(fā)展，許多工業(yè)發(fā)達國家熱流道模具在注塑模具中的比重高達50% ～ 80%。我國也有很多廠家將熱流道技術應用于注塑模具的生產，熱流道技術在注塑模具中的使用率將不斷提高。 (3) 專用和優(yōu)質模具材料將不斷推陳出新 隨著模具行業(yè)的不斷發(fā)展，模具材料的選用也不斷得到重視。模具材料一般在整個模具價格中占10% ～ 30%，優(yōu)質的材料可以提高塑件的成型率、延長模具的使用壽命。模具材料的選用一般要滿足耐磨性好、強韌性高等要求，目前采用較多的是鋼模。但是，在實際的生產過程中，應根據(jù)不同塑件的要求，選擇不同的模具材料，加大對合金、復合材料等的研究應用。 (4) 智能化、自動化研磨拋光將得到應用 對塑件的成型率以及外觀質量有重要影響的因素之一就是模具的表面質量。隨著人們對塑件外觀要求的不斷提高，模具表面的光整加工也越來越引起注塑行業(yè)的重視。目前，我國模具表面加工仍然以手工研磨拋光為主，手工研磨拋光存在效率低、質量差等缺陷。因此，為了促進我國模具制造業(yè)的發(fā)展，我們應加大對新工藝的研制，促進模具的自動化研磨拋光。 (5) 模具標準化程度將不斷提高 隨著新的技術在模具生產中的不斷應用，很多發(fā)達國家模具標準件使用覆蓋率已經達到80%。為了適應市場發(fā)展需求，標準化的生產將成為我國模具行業(yè)的發(fā)展方向。同時，從目前模具行業(yè)的發(fā)展來看，模具還將對加工精度的要求不斷提高; 中高檔模具在總數(shù)中的比例將增大; 模具的使用壽命不斷增長; 快速成型技術在模具中的應用越來越廣泛; 綠色制造技術將得到迅速發(fā)展; 微成型技術將成為模具技術的一個新分支等?？傊?，模具制造會朝著快速、高效、環(huán)保、經濟的大方向發(fā)展。 7. 總結 CAE技術是通過計算機以假想線、面為基礎，把產品分割成為有限個大小、數(shù)目、單元進行研究。即是將一個完整的個體人為地分成有限個單元，在計算機中獲得產品的近似模型，并以此模型為藍本，經過分析計算，從而得出各個單元的數(shù)據(jù)特征，評估、綜合后而得到產品實體的數(shù)據(jù)。它的主要功能是設計產品、管理數(shù)據(jù)、計算機輔助設計、產品分析和生產的綜合。 參考文獻 [1] 陳鵬.注塑模斜向分型與抽芯機構的設計及應用.機床與液壓，2014, 42(2):30-32. 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[13]Fang-Jung Shiou·Chao-Chang A.Chen·Wen-Tu Li.Automated surfacefinishing of plastic injection mold steel with spherical grinding and ball burnishingprocesses.Int J Adv Manuf Technol,2006,(28):61-66. 研 究 內 容 [1]研究分型面位置、型腔數(shù)量及模具結構形式。 [2]選擇注射機。 [3]設計澆注系統(tǒng)、脫模方式、排氣部位及冷卻水道的布置形式。 [4]根據(jù)三維模型繪制塑件的二維工程圖，分析塑件的成型工藝并設計合理的模具結構。 研 究 計 劃 第1周 布置任務，查閱有關資料。 第2周 翻譯有關模具設計與制造方面的英語材料。 第3周 分析塑件的結構特點及模具的成型工藝方案，撰寫開題報告。 第4周 分析塑件的結構特點及模具的成型工藝方案，撰寫開題報告。 第5周 開始繪制注射模裝配草圖。 第6周 繪制注射模裝配草圖。 第7周 繪制注射模裝配圖。 第8周 計算機繪裝配圖。 第9周 計算機繪制模具主要成型零件圖。 第10周 計算機繪制模具主要成型零件圖。 第11周 修改模具裝配圖、修改成型零件圖。 第12周 撰寫設計說明書，修改圖紙。 第13周 畢業(yè)設計成果驗收、論文評閱、答辯資格審查。 第14周 準備畢業(yè)答辯 特 色 與 創(chuàng) 新 利用CAD/CAE技術進行模具設計省事、省力，減少了試模次數(shù)，縮短了模具設計及生產周期。 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見 主任簽名： 年 月 日 院系意見 院系主管領導簽名： 年 月 日 8