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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期報(bào)告 題目：飲水機(jī)出水口把手的塑料注射模具設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2013 年 3 月 19 日 1.設(shè)計(jì)（論文）進(jìn)展?fàn)顩r 本階段的主要任務(wù)是完成外文文獻(xiàn)的翻譯，對(duì)塑件進(jìn)行更深層次的分析和理解，包括塑件的幾何特性與物理特性，以及塑件材料的性能等。 通過以上分析，基本上完成了塑件的二維的裝配圖及三維裝配圖，同時(shí)深刻體會(huì)到Pro/e,cad軟件功能的強(qiáng)大；大概了解了注塑機(jī)在選用過程中所依據(jù)的原則，及所選注塑機(jī)的型號(hào)與參數(shù)；大概了解了注塑模具工藝過程與流程圖。 零件圖 2.存在問題及解決措施 對(duì)零件結(jié)構(gòu)的理解還不是很到位 然后，在設(shè)計(jì)裝配過程中未考慮冷卻系統(tǒng)。 通過與同學(xué)的探討及老師的指點(diǎn)，使我對(duì)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)有了更深一步的認(rèn)識(shí)。我深深明白了設(shè)計(jì)與實(shí)際要緊密結(jié)合，要多動(dòng)腦，勤思考。平時(shí)要多練習(xí)軟件。 3.后期工作安排 3.1首先要完成裝配圖中冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其次按照畢業(yè)設(shè)計(jì)后期的進(jìn)度，完成自的任務(wù)。 3.2后期工作安排如下： 8-10周：完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配圖的繪制； 11-12：完成三位建模，并進(jìn)行模型裝配； 13-14周：完善裝配模型，撰寫畢業(yè)論文 15周： 畢業(yè)答辯。 指導(dǎo)教師簽字： 2013年 月 日 多自由曲面產(chǎn)品注塑模具分型線的自動(dòng)確定 邵 健11 ,呂震22 ,柯映林11 ( 1. 浙江大學(xué)現(xiàn)代制造工程研究所, 浙江 杭州 310027 2. 浙江大學(xué)城市學(xué)院, 浙江 杭州 310015 【關(guān)鍵詞】:模具,分型線,特征識(shí)別,有限元 【摘 要】: 為有效地確定多自由曲面產(chǎn)品模具分型線問題, 提出了一種將特征識(shí)別技術(shù)和有限元方法相結(jié)合的模具分型線確定方法。在該方法中, 首先, 提出了基于圖的特征識(shí)別方法來對(duì)產(chǎn)品中的側(cè)凹特征進(jìn)行識(shí)別, 并在識(shí)別的基礎(chǔ)上對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行簡(jiǎn)化; 然后, 提出了基于有限元的離散方法, 對(duì)簡(jiǎn)化的產(chǎn)品模型的所有組成面進(jìn)行離散, 并根據(jù)網(wǎng)格面的可視性來判別組成面的可視性; 最后, 將產(chǎn)品中的所有組成面分成可視面組、不可視面組和退化面組, 并通過抽取可視面組或不可視面組的最大邊環(huán)來確定模具的分型線。研究實(shí)踐表明, 通過該方法可以有效地解決多自由曲面產(chǎn)品模具分型線的確定問題, 提高模具設(shè)計(jì)的效率。 中圖分類號(hào): T P391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 1引言 模具型腔的設(shè)計(jì)過程一般包括脫模方向的選擇、分型線的確定和分型面的生成3個(gè)步驟。其中分型線的確定是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，不但影響到后續(xù)分型面的生成，還對(duì)整個(gè)模具的結(jié)構(gòu)和成本有很大的影響.對(duì)于一些規(guī)則產(chǎn)品，模具分型線的確定是比較簡(jiǎn)單的，但對(duì)于一些包含自由曲面的產(chǎn)品，模具的分型線往往難以確定。在一般的模具型腔設(shè)計(jì)過程中,分型線往往由模具工程師通過一些經(jīng)驗(yàn)的方式來判斷確定。但通過這種方式來確定模具的分型線，設(shè)計(jì)效率不高，同時(shí)由于設(shè)計(jì)者的疏忽也有可能造成分型線確定失誤的問題。因此探索分型線的自動(dòng)生成技術(shù)是模具設(shè)計(jì)自動(dòng)化的一個(gè)重要研究內(nèi)容。 2 相關(guān)研究 對(duì)分型線的確定，有3類典型的方法：1）文獻(xiàn)[2] 等提出的通過拉伸零件最大投影輪廓線的方法來確定產(chǎn)品的分型線；2）文獻(xiàn)[3] 等提出的通過對(duì)塑件模型切片來生成分型線的方法；3）文獻(xiàn)[4]等提出的通過對(duì)注塑件表面進(jìn)行分組并抽取最大邊環(huán)來自動(dòng)生成分型線的方法。在這3 種方法中，都沒有考慮產(chǎn)品中的側(cè)凹特征對(duì)模具分型線的影響，對(duì)于多自由曲面產(chǎn)品，無法有效地確定模具的分型線。文獻(xiàn)[5]等雖在文獻(xiàn)[ 4] 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn),但對(duì)于多自由曲面產(chǎn)品, 也無法有效地確定模具的分型線。 為此，本文提出了一種將特征識(shí)別技術(shù)和有限元方法相結(jié)合的模具分型線確定方法，不但考慮了側(cè)凹特征對(duì)模具分型線確定的影響，提出了基于圖的特征識(shí)別方法對(duì)產(chǎn)品中的側(cè)凹特征進(jìn)行識(shí)別，還提出了基于有限元方法對(duì)包含自由曲面的產(chǎn)品模型的表面進(jìn)行離散，以解決自由曲面在模具分型線的確定過程中可能產(chǎn)生的歧義，加快模具分型線的自動(dòng)確定過程。與前述的3類分型線確定方法相比，該方法的主要特點(diǎn)在于:1.在確定模具分型線前, 首先對(duì)產(chǎn)品中的側(cè)凹特征應(yīng)用提出的側(cè)凹特征識(shí)別方法進(jìn)行識(shí)別, 并根據(jù)特征識(shí)別的結(jié)果簡(jiǎn)化產(chǎn)品模型, 從而避免了側(cè)凹特征對(duì)模具分型線的影響；2.型簡(jiǎn)化后, 應(yīng)用有限元離散方法對(duì)產(chǎn)品模型的表面進(jìn)行離散, 并根據(jù)網(wǎng)格面的可視性來綜合判斷產(chǎn)品模型表面的可視性, 消除自由曲面在判斷面可視性時(shí)的不確定性。 3 基本概念 3.1表面的可見性 產(chǎn)品的表面一般由平面和自由曲面組成, 一些簡(jiǎn)單的產(chǎn)品往往都由平面組成, 但一些外形和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品, 其表面則既包含平面, 也包含自由曲面。對(duì)于平面來說, 因?yàn)槠浞ㄏ蛭┮? 所以一定為可視、不可視或過渡面中的一種。但對(duì)于曲面來說, 由于其法向并不惟一, 既有可能全為可視或不可視, 也有可能部分可視、部分不可視。因此, 要判斷曲面的可視性, 必須應(yīng)用有限元方法。在有限元模型中, 產(chǎn)品模型的表面往往離散為一些小的單元模型。由于這些單元的表面都為平面, 可以方便地判斷出這些單元的可視性.表示模具的脫模方向，表示面F的法向，則可根據(jù)如下規(guī)則來判斷面的可視性：如果>0, 則F為可視面；如果<0, 則為不可視面；如果=0則Ft為過渡面。 3.2 單一表面和復(fù)雜表面 所有表面的產(chǎn)品可以轉(zhuǎn)化為二維網(wǎng)格對(duì)各組成部分進(jìn)行有限元分析。網(wǎng)格包含以下三種類型：(a)可見網(wǎng)眼(b)無形的網(wǎng)(c)過渡網(wǎng)格。設(shè)表示模具的脫模方向,表示面Fi的法向，則可根據(jù)如下規(guī)則來判斷網(wǎng)格的可視性：如果>0, 則為可視網(wǎng)格；如果<0, 則為不可視網(wǎng)格；如果=0, 則為過渡面。一些簡(jiǎn)單的產(chǎn)品往往都由平面組成, 但一些外形和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品, 其表面則既包含平面, 也包含自由曲面。對(duì)于平面來說, 因?yàn)槠浞ㄏ蛭┮? 所以一定為可視、不可視或過渡面中的一種。但對(duì)于曲面來說, 由于其法向并不惟一, 既有可能全為可視或不可視, 也有可能部分可視、部分不可視。因此, 要判斷曲面的可視性, 必須應(yīng)用有限元方法。在有限元模型中, 產(chǎn)品模型的表面往往離散為一些小的單元模型。由于這些單元的表面都為平面, 可以方便地判斷出這些單元的可視性。一般情況下表示模具的脫模方向,L 表示單元面F的法向。如圖2 所示, 圖2a 為可視表面, 所有的單元面均為可視單元面; 圖2b 為不可視表面, 所有的單元面均為不可視單元面; 圖2c 為可視、不可視同存表面, 在其單元面中, 既存在可視單元面, 又存在不可視單元面和過渡單元面。其中“+”表示可視單元面, “-”表示不可視單元面,“0”表示過渡單元面。 4 確定分型面的過程 4.1 簡(jiǎn)化的產(chǎn)品模型 因?yàn)閭?cè)凹特征的存在會(huì)直接影響到模具分型線的正確確定。因此, 在確定模具的分型線前, 首先要對(duì)產(chǎn)品中的側(cè)凹特征進(jìn)行識(shí)別, 并對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。識(shí)別特征的方法較多[7] , 本文提出了一種基于圖的特征識(shí)別方法。在識(shí)別過程中, 首先將產(chǎn)品模型用面屬性鄰接圖( FaceAt tribute Adjacency Graph, FAAG)[8] 的方式表示，然后通過在產(chǎn)品FAAG 中搜索側(cè)凹特征子圖的方式來識(shí)別側(cè)凹特征。 圖1 所示為3 種典型類型的側(cè)凹特征的子圖。圖1a 為一凹類型的側(cè)凹特征及其子圖U，該側(cè)凹特征只有一個(gè)特征生成面( 側(cè)凹特征附著的面) n1 , 在割集( 將側(cè)凹特征的子圖從產(chǎn)品FAAG 圖中分離出來的一組邊) A c 中, 所有的邊都為凸邊，在子圖U中，所有的邊都為凹邊；圖1b 為一凸類型的側(cè)凹特征及其子圖U, 該側(cè)凹特征也只有一個(gè)特征生成面n1 , 在割集Ac 中, 所有的邊都為凹邊, 在子圖U 中,所有的邊都為凸邊; 圖1c 所示為一通孔類型的側(cè)凹特征, 該側(cè)凹特征有兩個(gè)特征生成面n1 , n8 , 在割集Ac 中, 所有的邊都為凸邊, 在子圖U 中, 所有的邊都為凹邊。在子圖匹配的過程中, 如果對(duì)產(chǎn)品的FAAG 應(yīng)用遍歷方式進(jìn)行搜索, 則搜索的時(shí)間將會(huì)非常長。因此, 在實(shí)際的搜索過程中, 總是先找到產(chǎn)品中所有的特征生成面然后再確定子圖的割集, 并利用割集將產(chǎn)品的FAAG 圖分解為兩部分, 一部分為產(chǎn)品FAAG, 一部分為側(cè)凹特征FAAG。側(cè)凹特征識(shí)別后, 為了方便模具分型線的確定, 還需要對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行簡(jiǎn)化, 簡(jiǎn)化的過程即產(chǎn)品FAAG 重構(gòu)的過程。 4.2 產(chǎn)品模型轉(zhuǎn)化 簡(jiǎn)化模型后,產(chǎn)品將會(huì)被轉(zhuǎn)換成采用離散曲面模型,采用有限元分析方法。無論怎樣的平面,曲面或自由曲面產(chǎn)品模型可以表示為2維表面網(wǎng)格，轉(zhuǎn)換過程如圖4所示。該產(chǎn)品模型可以描述為；其中Ω代表了產(chǎn)品的模型；代表模型的每個(gè)表面；M代表表面的號(hào)碼，這樣一來，每一個(gè)外表面即可表示為；其中m表示橫向的網(wǎng)格數(shù)量，n表示縱向的網(wǎng)格數(shù)量。三角形或四邊形網(wǎng)格是當(dāng)前常用的轉(zhuǎn)化過程。雖然網(wǎng)格的數(shù)量是由經(jīng)驗(yàn)確定的,有一些原則是可以照辦，例如網(wǎng)格的數(shù)量的多少表面與表面的曲率有關(guān)。網(wǎng)格的數(shù)量越大,其表面曲率越大。 4.3 分離復(fù)雜表面 產(chǎn)品中可視、不可視同存的表面, 稱為復(fù)合產(chǎn)品表面, 而對(duì)于單一的可視面或不可視面, 則稱為單一產(chǎn)品表面。在確定模具的分型線前, 必須將復(fù)合產(chǎn)品表面分解為單一產(chǎn)品表面, 從而在將這些產(chǎn)品表面歸入可視或不可視面組時(shí), 就不會(huì)產(chǎn)生二義性。在對(duì)復(fù)合產(chǎn)品表面進(jìn)行分解前, 首先要獲取這些產(chǎn)品表面對(duì)應(yīng)脫模方向的最大外輪廓線, 以最大輪廓線為界, 復(fù)合產(chǎn)品表面就可以分解為單一產(chǎn)品表面。在分解過程中, 首先要做1個(gè)垂直于產(chǎn)品脫模方向的平面為投影平面, 并將產(chǎn)品表面投影到投影平面上。投影后, 首先找到產(chǎn)品表面在投影平面上的投影輪廓線, 然后沿脫模方向拉伸投影輪廓線并與產(chǎn)品表面相交, 則所確定的交線即為該產(chǎn)品表面的最大外輪廓線。如圖3 所示為復(fù)合產(chǎn)品表面的分解過程示意。圖中的PD表示產(chǎn)品的脫模方向, Λ表示投影平面。S+ 和S- 為經(jīng)過分解后的單一產(chǎn)品表面,S+ 表示可視表面, S- 表示不可視表面。 4.4分型線的確定 模具的分型線即為產(chǎn)品中可視面組和不可視面組的最大邊環(huán), 因此, 為了正確地確定模具的分型線, 首先要將產(chǎn)品中所有過渡面調(diào)整到可視面組或不可視面組中去。在調(diào)整過程中, 首先要判斷過渡面最大輪廓線與可視面組或不可視面組最大邊環(huán)的關(guān)系。 (1) 如果過渡面的大輪廓線在可視面組的最大邊環(huán)內(nèi), 則將過渡面調(diào)整到可視面組中去, 調(diào)整規(guī)則表述為. (2) 如果過渡面的最大輪廓線在不可視面組的最大邊環(huán)內(nèi), 則將過渡面調(diào)整到不可視面組中去, 調(diào)整規(guī)則表述為: 其中, G1 表示產(chǎn)品中的可視面組, G2 表示產(chǎn)品中的不可視面組, G3 表示產(chǎn)品中的過渡面組, 表示過渡面組G3 中的第i個(gè)面I， 表示的最大輪廓, 表示可視面組的最大邊環(huán), 表示不可視面組的最大邊環(huán)。設(shè)過渡面組G3中調(diào)整到G3中的面組為, 調(diào)整到G2 中的面組為, 則最后確定的模具的分型線為。 5 實(shí)例研究 本文提出的多自由曲面產(chǎn)品模具分型線的確定方法已在注塑模具型腔設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn), 系統(tǒng)的開發(fā)基于U G 平臺(tái), 開發(fā)工具為VC+ + 和UG/Open, U G/ Open 是基于UG 平臺(tái)的一組2 次開發(fā)工具, 包括U G/ Open 應(yīng)用程序界面( A pplicat io nPro gramming Inter face, API) , UG/ Open Grip 等。該開發(fā)工具可以使用戶方便地對(duì)產(chǎn)品B- r ep 模型中的幾何和拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行操作, 實(shí)現(xiàn)用戶的自定義功能。 圖4 所示為某汽車車燈產(chǎn)品的產(chǎn)品模型。在產(chǎn)品模型中, 不但存在側(cè)凹特征, 同時(shí)模型表面也存在自由曲面, 因此在確定零件的模具分型線前, 首先要對(duì)產(chǎn)品模型中的側(cè)凹特征進(jìn)行識(shí)別并對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。因?yàn)榇_定的脫模方向?yàn)閆 軸方向, 所以在產(chǎn)品模型中, 實(shí)際的側(cè)凹特征為產(chǎn)品側(cè)壁的通風(fēng)孔。產(chǎn)品中另外的特征, 由于其特征方向都與脫模方向一致, 并不構(gòu)成真正的側(cè)凹特征。圖4b 所示為經(jīng)過簡(jiǎn)化后的產(chǎn)品模型。產(chǎn)品模型簡(jiǎn)化后, 即可應(yīng)用有限元方法對(duì)簡(jiǎn)化產(chǎn)品模型的表面進(jìn)行離散。本例中采用的網(wǎng)格為四邊形網(wǎng)格, 網(wǎng)格單位為8, 離散后的產(chǎn)品模型如圖4c 所示。對(duì)所有的網(wǎng)格面確定其可視性, 并由此來判斷模型表面的可視性。由于在該產(chǎn)品模型中并不存在復(fù)合產(chǎn)品表面, 可以直接將所有的產(chǎn)品表面歸入可視面組、不可視面組和過渡面組中。在將所有的過渡面通過調(diào)整規(guī)則調(diào)整到可視面組和不可視面組之后, 即可確定模具的分型線。圖4d 所示為最終經(jīng)系統(tǒng)自動(dòng)確定的該測(cè)試產(chǎn)品的模具分型線。 6 結(jié)束語 本文提出了一種將特征識(shí)別技術(shù)和有限元方法相結(jié)合的模具分型線確定方法, 可以有效地確定多自由曲面產(chǎn)品的模型分型線的問題, 從而縮短模具設(shè)計(jì)的周期, 提高模具設(shè)計(jì)的效率。通過對(duì)數(shù)十個(gè)多自由曲面產(chǎn)品的測(cè)試表明, 系統(tǒng)自動(dòng)確定的模具分型線與設(shè)計(jì)師依據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷確定的模具分型線的情況完全吻合。目前, 該方法已經(jīng)應(yīng)用于筆者所開 發(fā)的注塑模具型腔設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)中, 運(yùn)行情況良好。 參考文獻(xiàn) [1] Ravi B, Srinivasan M N, “Decision criteria for computer-aided parting Surface Generation”, Proceedings, Manufacturing International Conference, Atlanta, ASME, 125-129, 1990. 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[10] Ye X G, Fuh J Y H, Lee K S, “A hybrid method for recognition of undercut features from moulded parts”, Computer-Aided Design, 33(14): 1023-1034, 2001. 圖1 三種類型表面 圖2 單一表面及復(fù)雜表面 （a）凸 (b)凹 (c)穿透 圖3 3種類型的削弱特征和重復(fù)選擇 圖4 轉(zhuǎn)化的過程 圖5 復(fù)雜表面的拆分 圖6 UG軟件的界面 圖7 一個(gè)塑造部分的分型線確定 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 題目：飲水機(jī)出水口把手的塑料注射模具設(shè)計(jì) 系 別 機(jī)電信息系 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2012 年 11 月 20 日 1．畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）綜述（題目背景、研究意義及國內(nèi)外相關(guān)研究情況） 1.1.課題的目的與意義 背景和意義:我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高，尤其是塑料模具發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高。本設(shè)計(jì)題目涉及目標(biāo)均為工程實(shí)際零件，通過對(duì)塑件的實(shí)體測(cè)繪，完成基本參數(shù)的采集，然后運(yùn)用《塑料模具設(shè)計(jì)》《塑料成型工藝》等知識(shí)，指導(dǎo)學(xué)生利用CAD等軟件完成模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，并進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算。本設(shè)計(jì)旨在鍛煉學(xué)生在技術(shù)應(yīng)用能力上達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的基本要求，在塑料成型工藝與塑料模具設(shè)計(jì)技術(shù)方面得到全面提高。 1.2.塑料模具的前景與市場(chǎng) 近年來，國塑料模具發(fā)展速度相當(dāng)快。目前，塑料模具整個(gè)模具行業(yè)中所占比重約為30%。隨著國汽車、家電、電子通訊、各種建材迅速發(fā)展，預(yù)計(jì)未來模具市場(chǎng)，塑料模具占模具總量的比例仍將逐步提高，且發(fā)展速度將快于其他模具。以汽車為例，隨著汽車產(chǎn)銷量高速增長，汽車模具潛市場(chǎng)十分巨大。據(jù)介紹，生產(chǎn)汽車時(shí)，各種功能性零部件都要靠模具成型，僅制造款普通轎車約需200件內(nèi)飾件模具，而制造保險(xiǎn)杠、儀表盤、油箱、方向盤等所需的型塑料模具，從模具行業(yè)生產(chǎn)能力看，目前滿足率僅約50%。建筑領(lǐng)域，塑料建材大量替代傳統(tǒng)材料也大勢(shì)所趨，預(yù)計(jì)2010年全國塑料門窗塑管普及率將達(dá)到30%～50%，塑料排水管市場(chǎng)占率將超過50%，都大大增加對(duì)模具的需求量。應(yīng)該說，塑料模具的應(yīng)用潛力不可低估的。專家預(yù)測(cè)，型、精密、設(shè)計(jì)合理的注塑模具將受到市場(chǎng)普遍歡迎。 　 全國塑料加工業(yè)域分布相類似，珠三角、長三角的塑料制品加工業(yè)位居前列，浙江、江蘇廣東塑料模具產(chǎn)值全國模具總產(chǎn)值中的比例也占到70％?，F(xiàn)，這3個(gè)省份的不少企業(yè)已意識(shí)到塑模的無限商機(jī)，正積極組織模具產(chǎn)品的開發(fā)制造。最近，由杭州娃哈哈集團(tuán)精密機(jī)械制造公司研制的腔防盜瓶蓋注塑模具通過浙江省省級(jí)鑒定。該模具采用的三次頂強(qiáng)制脫模技術(shù)、平衡式熱流道系統(tǒng)、瓶蓋模通用模架具較強(qiáng)的創(chuàng)新性，模具性能質(zhì)量達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。據(jù)寧海模具協(xié)介紹，去年以來，該縣積極鼓勵(lì)企業(yè)更新技術(shù)設(shè)備，全力推進(jìn)工藝產(chǎn)品創(chuàng)新，引導(dǎo)條件的企業(yè)從生產(chǎn)環(huán)節(jié)向研發(fā)、銷售高附加值模具拓展，型注塑模具制造又新的拓展，現(xiàn)已能夠生產(chǎn)成套的8千克雙缸洗衣機(jī)、汽車保險(xiǎn)杠、汽車整體儀表板、汽車內(nèi)飾件等大型成套模具65英寸背投電視機(jī)殼模具。寧波躍飛模具限公司經(jīng)營部的位工作人員告訴記者,今年他們廠接到有關(guān)塑模產(chǎn)品的訂單較上年所增加。 然而，塑料模具盡管成時(shí)下最誘人的“奶酪”，但櫻桃好吃樹難栽。由于塑料零配件形狀復(fù)雜、設(shè)計(jì)靈活，模具材料、設(shè)計(jì)水平及加工設(shè)備均較高要求，并不人人都可以輕易涉足的。專家認(rèn)為，目前中國國外水平相比還存在較大差距，眼前需盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸：是加大塑料材料注塑工藝的研發(fā)力度；二是塑模企業(yè)應(yīng)向園區(qū)發(fā)展，加快資源整合；三模具試模結(jié)果檢驗(yàn)等裝水平必須盡快跟上，否則塑料模具發(fā)展將受制約。 1.3.塑料模具的的發(fā)展趨勢(shì) 1.1.1模具日趨大型化。 1.1.2模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)已達(dá)到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。 1.1.3多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能要求越來越高。 1.1.4熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。 1.1.5隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。 1.1.6標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。 1.1.7快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。 1.1.8隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。 1.1.9以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)塑料模具的要求也越來越高。 1.1.10模具技術(shù)含量將不斷提高。 2．本課題研究的主要內(nèi)容和擬采用的研究方案、研究方法或措施 2.1.主要內(nèi)容和要求 2.1.1在開始設(shè)計(jì)階段。手機(jī)和查閱有關(guān)本次設(shè)計(jì)的相關(guān)資料. 2.1.2測(cè)繪塑料產(chǎn)品的產(chǎn)品圖。 2.1.3對(duì)塑料的特點(diǎn)分析和成該型塑料模具的結(jié)構(gòu)分析，初步完成本次模具設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)。 2.1.4學(xué)習(xí)和熟練掌握計(jì)算機(jī)的CAD和PRO/E等軟件，完成本次模具設(shè)計(jì)所需的技術(shù)報(bào)告。 2.1.5小結(jié)，并完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。 2.2.研究方法和步驟 2.2.1繪制的二維圖 2.2.2收集論文相關(guān)資料，同時(shí)對(duì)所獲材料進(jìn)行分類歸納加工整理，力求條理清晰。在對(duì)所要求成型的產(chǎn)品有個(gè)初步的了解，在接受設(shè)計(jì)任務(wù)書以后就要對(duì)塑料的品種 和批量的大小以及尺寸精度與技術(shù)條件，有個(gè)整體的概念。 2.2.3分型面設(shè)計(jì) 2.2.4注射機(jī)的選擇 2.2.5根據(jù)制品尺寸設(shè)計(jì)成型零部件 2.2.6型腔壁厚的設(shè)計(jì) 2.2.7澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 2.2.8推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.2.9導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 2.2.10溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 2.2.11模架的選擇 2.2.12模計(jì)說明 2.2.13模具的裝配 2.2.14試模 2.2.15修模 3.模具的難點(diǎn)和特點(diǎn) 此制品用于部件的連接。制品材料為：ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物），此材料有良好的耐化學(xué)腐蝕、表面硬度、加工性和染色性。制品的壁厚、熔料溫度對(duì)收縮率影響極小。ABS有較強(qiáng)的抗沖擊強(qiáng)度，且在低溫下也不迅速下降。ABS有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工，經(jīng)過調(diào)色可配成任何顏色。 此制品是批量生產(chǎn)，所以我將設(shè)計(jì)一套塑料成型模具。在設(shè)計(jì)模具時(shí)需要考慮制品的一些特點(diǎn)。 根據(jù)模具的大小和形狀，選擇合適的溫控系統(tǒng)布局，使模具溫控達(dá)到最好效果塑件的尺寸精度有一定的要求，外型需光潔不得有劃傷，總體尺寸大小適中。 三．完成本課題的工作方案及進(jìn)度計(jì)劃（按周次填寫） 第1周：前期準(zhǔn)備，查閱資料，了解課題； 2-4周：完成開題報(bào)告，進(jìn)行開題檢查； 5-7周：完成中期報(bào)告，進(jìn)行中期檢查； 8-10周：完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和裝配圖的繪制； 11-12：完成三位建模，并進(jìn)行模型裝配； 13-14周：完善裝配模型，撰寫畢業(yè)論文 15周： 畢業(yè)答辯。 參考文獻(xiàn) [1] 曹宏深，趙仲治主編.《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1993 2.李秦蕊主編.《塑料模具設(shè)計(jì)》.西安年工業(yè)大學(xué)出版社，1988 3.任志華，吳琦主編.《pro/engineer wildfire 3.0模具設(shè)計(jì)》.中國電力出版社，2007 4.孫玲主編.《塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)》.清華大學(xué)出版社，2008 5.孫錫紅.《我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展建議》.期刊電加工與模具.2010 6.《我國模具發(fā)展趨勢(shì)》.期刊模具制造.2003 7.蔣繼宏 王效岳主編《注射模具典型結(jié)構(gòu)100例》.中國輕工業(yè)出版社.2000 8.顏智偉《塑料模具設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》.北京.國防工業(yè)出版社.2006 9.廖念釗 莫雨松《互換性與技術(shù)測(cè)量》[M].中國計(jì)量出版社.2000 10.黃立本,張立基,趙旭濤.PVC樹脂及其應(yīng)用[M]．北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2001.9. 11.屈華昌．塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2006.7. 12.張中元．塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)[M]．北京：航空工業(yè)出版社，2004. 13.Mita.T.Yamaguchi.T.Kashiwase.T and Kawase,T. Realization og speed biped using modern control theory.Int. J.Control.1984,40.107-119. 14.Eldukhri. E, E.Design and control of a biped walking robot.phD thesis.Department of Electronic and Electrical Engineering Univerity of Salford UK. 15.Medrano-Xenda.G A and Eldukhri E.E.Biped robot locomotiong in the sagittal plane,Trans.Trans.Inst.Mcasmt and Control,1997.19.38-49. 16 Wong T, Tan S T, Sze W S, “Parting line formation by slicing a 3D CAD model”, Engineering with Computers, 14, 330-343, 1998. 17 Nee A Y C, Fu M W, Fuh J Y H, et al, “Automatic Determination of 3-D Parting Lines and Surfaces in Plastic Injection Mould Design”, Annals of the CIRP, 47(1): 95-98, 1998. 18 Zhou Zhenyong, Gao Shuming, Gu Zhengchao, et al, “Automatic Determination of parting line in Injection Mold Design”, Journal of Computer Aided Design and Computer Graphics, 12(7): 512-516, 2000 (In Chinese). 19 Fu M W, Nee A Y C, Fuh J Y H, “The application of surface visibility and moldability to parting line generation”, Computer-Aided Design, 34(6): 469-480, 2002. 指導(dǎo)教師意見（對(duì)課題的深度、廣度及工作量的意見 指導(dǎo)老師： 年 月 日 所在系審查意見： 系主管領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：飲水機(jī)出水口手把的塑料 注射模具設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： B090201 學(xué) 生： 曹 磊 學(xué) 號(hào)： B09020101 指導(dǎo)教師： 王 蕊 2013年05月 　　　　　　　　　　　　　 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：飲水機(jī)出水口手把的塑料 注射模具設(shè)計(jì) 系 別： 機(jī)電信息系 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 學(xué) 生： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 2013年05月 　　　　　　　　　　　　　 飲水機(jī)出水口手把的塑料注射模具設(shè)計(jì) 摘要 本文基于CAD技術(shù)對(duì)飲水機(jī)出水口手把注塑模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)。通過對(duì)塑件的結(jié)構(gòu)分析，確定了可行的總體設(shè)計(jì)方案。運(yùn)用Pro.E軟件對(duì)塑件進(jìn)行建模，使用并且對(duì)模具進(jìn)行了分析，優(yōu)化了澆口位置。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)，采用側(cè)澆口的雙分型面結(jié)構(gòu)，模具采用一模兩腔，且模具采用斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)以及推件板推出機(jī)構(gòu)。同時(shí)，詳細(xì)地?cái)⑹隽四＞叱尚土慵ㄐ托?、型腔的尺寸?jì)算過程以及各重要機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)方案在保證塑件質(zhì)量與模具結(jié)構(gòu)合理的前提下盡量做到模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、易加工、使用性好。 最后則是模具的裝配環(huán)節(jié)，包括制定裝配步驟、明確注意事項(xiàng)等。 通過本設(shè)計(jì)，可以對(duì)注塑模具有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，注意到設(shè)計(jì)中的某些細(xì)節(jié)問題，了解模具結(jié)構(gòu)及工作原理；通過對(duì)AutoCAD的學(xué)習(xí)，可以建立較簡(jiǎn)單零件的零件庫，從而有效的提高工作效率。 關(guān)鍵詞:開關(guān)把手；注塑模；CAD；雙分型面 I Water cooler outlet handle plastic injection mold design Abstract This article is based on CAD technology for water dispenser outlet handle injection mold design. By analyzing the structure of plastic parts, the feasible overall design scheme is determined. . Using the Pro E software for modeling, plastic parts and the die are analyzed, and optimize the gate location. According to plastic parts structure, use the side gate double parting surface design of mould with one module and two cavities, and the mould adopts the inclined guide pillar core-pulling mechanism and push plate to launch. At the same time, the molding parts are described in detail including the size of the core and cavity calculation process and the design process of the important institutions. Design scheme in guarantee the quality of plastic parts and mould structure is reasonable under the premise of try to do the mould structure is simple, low cost, easy processing and good usability. Key words:Water dispenser switch handle; Injection mold; CAD; Double parting surface I 目 錄 1 緒論 1 2 產(chǎn)品工藝性分析 3 2.1 產(chǎn)品材料分析 3 2.2 塑件結(jié)構(gòu)和尺寸精度分析 5 2.2.1 其塑件的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖如下： 5 2.2.2 產(chǎn)品形狀分析 6 3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 9 3.1 總體方案擬訂 9 3.1.1 型腔數(shù)目的確定 10 3.1.2 分型面的設(shè)計(jì) 10 3.2注射機(jī)的選擇 11 3.3型腔數(shù)目的校核 12 3.4澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 3.4.1 主流道的設(shè)計(jì) 13 3.4.2 分流道的設(shè)置 14 3.4.3 澆口設(shè)計(jì) 14 3.4.4 冷料穴設(shè)計(jì) 15 3.5成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 3.5.1定模板的結(jié)構(gòu)形式 16 3.5.2 動(dòng)模板的結(jié)構(gòu)形式 17 3.5.3 型芯的結(jié)構(gòu)形式如下： 17 3.6 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng) 20 3.6.1 溫度調(diào)節(jié)對(duì)塑件質(zhì)量的影響 20 3.6.2 溫度調(diào)節(jié)對(duì)生產(chǎn)力的影響 21 3.6.3 模具加熱和冷卻系統(tǒng)的計(jì)算 21 3.7 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 24 3.7.1 澆口凝料的頂出 24 3.7.2 塑料件的頂出 25 3.8導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 3.8.1.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用 26 3.8.2、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 26 3.8.3 承受一定的側(cè)向壓力 27 3.9排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 3.10 斜導(dǎo)柱設(shè)計(jì) 28 3.10.1 斜導(dǎo)柱的形狀及技術(shù)要求 28 3.10.2 斜導(dǎo)柱的傾斜角 29 3.10.3斜導(dǎo)柱的長度 29 .3.11滑塊設(shè)計(jì) 30 .3.12.導(dǎo)滑槽設(shè)計(jì) 31 .3.13脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 32 3.13.1 設(shè)計(jì)原則 32 3.13.2 頂出部件 32 4 注射機(jī)的校核 33 4.1 鎖模力的校核 33 4.2 開模行程的校核 33 5 模具材料的選擇 35 總結(jié) 36 參 考 文 獻(xiàn) 37 致 謝 38 環(huán)保和經(jīng)濟(jì)技術(shù)型分析 39 三維裝配圖 42 I 1 緒論 1.1我個(gè)塑料模具工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及特點(diǎn) 塑料是20世紀(jì)才發(fā)展起來的新材料，目前世界上塑料的體積產(chǎn)量已經(jīng)趕上和超過了鋼材，成為當(dāng)前人類使用的一大類材料。我國的塑料工業(yè)正在飛速發(fā)展，塑料制品的應(yīng)用已深入到國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門。塑料工程通常是指塑料制造與改性，塑料成型與制品加工。塑料制品與模具設(shè)計(jì)是塑料工程中的重要部分，是塑料工業(yè)中不可少的環(huán)節(jié)。