材料加工論文開題報告范文
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論文題目：方形燈盒注射模設(shè)計
一、研究背景
本課題為注塑模具設(shè)計，模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)是衡量一個國家制作業(yè)水平高低的重要標(biāo)志之一，而本題的研究將涉及一些二維及三維軟件軟件的應(yīng)用，如AutoCad等，以及相關(guān)軟件的應(yīng)用。在獨立思考、獨立工作能力方面獲得培養(yǎng)和提高。隨著塑料制品在機(jī)械、電子、交通、國防、農(nóng)業(yè)、等各個行業(yè)廣泛應(yīng)用，對塑料模具的需求日益增加，塑料模在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性也日益突出。同時本次畢業(yè)設(shè)計還設(shè)計模流分析及數(shù)控加工。因此通過本次設(shè)計將對我所學(xué)的知識鞏固及靈活運用所學(xué)知識來解決解決實際問題有著深遠(yuǎn)的意義。
二、文獻(xiàn)綜述
模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，本文分析和總結(jié)了塑料模設(shè)計的原理、特點及塑料模具的分類。隨著模具CAD/CAM/CAE技術(shù)日趨成熟，CAD/CAM/CAE技術(shù)廣泛應(yīng)用于模具設(shè)計和模具凹凸模的自動編程數(shù)控加工中，本文對CAD/CAM/CAE技術(shù)中的常用軟件UG及MoldFlow的特點及應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)。
1前言
模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝設(shè)備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是計算機(jī)技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個新的飛躍。模具CAD/CAM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)工種。它以計算機(jī)軟件的形式，為用戶提供一種有效的輔助工具，使技術(shù)人員能借助于計算機(jī)對產(chǎn)品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化。模具CAD/CAM技術(shù)的迅猛發(fā)展，軟件，硬件水平的進(jìn)一步完善，為模具工業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計，制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化，集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇。
2注塑模簡介
注塑成型又稱注塑模具，是熱塑性塑料制件的一種主要成型方法，并且能夠成功地將某些熱固性塑料注塑成型。注塑成型可成型各種形狀的塑料制品，其優(yōu)點包括成型周期短，能一次成型外形復(fù)雜、尺寸精密、帶有嵌件的制品，且生產(chǎn)效率高，易于實現(xiàn)自動化，因而廣泛應(yīng)用在塑料制品生產(chǎn)當(dāng)中。
2.1注塑成型原理及特點
塑料的注塑成型過程，就是借助螺桿或柱塞的推力，將已塑化的塑料熔體以一定的壓力和速度注入模具型腔內(nèi)，經(jīng)過冷卻固化定型后開模而獲得制品。因此，可以說注塑成型在塑料裝配生產(chǎn)中具有重要地位。
2.1.1注塑成型原理
注塑成型所用的模具即為注塑模(也稱為注射模)，注塑成型的原理(以螺桿式注射機(jī)為例)。首先將顆粒或粉狀的塑料加入料斗，然后輸送到外側(cè)裝有電加熱的料筒中塑化。螺桿在料筒前端原地轉(zhuǎn)動，使被加熱預(yù)塑的塑料在螺桿的轉(zhuǎn)動作用下通過螺旋槽輸送至料筒前端的噴嘴附近。螺桿的轉(zhuǎn)動使塑料進(jìn)一步塑化，料溫在剪切摩擦熱的作用下進(jìn)一步提高并得以均勻化。當(dāng)料筒前端堆積的熔體對螺桿產(chǎn)生一定的壓力時(稱為螺桿的背壓)，螺桿將轉(zhuǎn)動后退，直至與調(diào)整好的行程開關(guān)接觸，從而使螺母與螺桿鎖緊。具有模具一次注射量的塑料預(yù)塑和儲料過程結(jié)束。
這時，馬達(dá)帶動氣缸前進(jìn)，與液壓缸活塞相連接的螺桿以一定的速度和壓力將熔料通過料筒前端的噴嘴注入溫度較低的閉合模具型腔中。熔體通過噴嘴注入閉合模具型腔后，必須經(jīng)過一定時間的保壓，熔融塑料才能冷卻固化，保持模具型腔所賦予的形狀和尺寸。當(dāng)合模機(jī)構(gòu)打開時，在推出機(jī)構(gòu)的作用下，即可頂出注塑成型的塑料制品。
2.1.2注塑模設(shè)計的特點
塑料注塑模能夠一次成型形狀復(fù)雜、尺寸精確或帶嵌件的塑料制件。在注塑件生產(chǎn)中，通常以最終塑料制品的質(zhì)量來評價模具的設(shè)計和制造質(zhì)量。
注塑件質(zhì)量包括表現(xiàn)質(zhì)量和內(nèi)在質(zhì)量。表現(xiàn)質(zhì)量的衡量標(biāo)準(zhǔn)為塑件的形狀和尺寸精度，包括注塑件的'表面粗糙度和表現(xiàn)缺陷狀況。常見的表現(xiàn)缺陷有凹陷、氣孔、無光澤、發(fā)白、銀紋、剝皮、暗斑紋、燒焦、裂紋、翹曲、溢料飛邊或可見熔合縫等。內(nèi)在質(zhì)量也就是性質(zhì)質(zhì)量，包括熔合縫強(qiáng)度、殘余應(yīng)力、密度和收縮等。
先進(jìn)的模具必須在使用壽命期限內(nèi)保證制品質(zhì)量，并需要具備良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。這就要求模具動作可靠，自動化程度高，熱交換效率好，成型周期短。其次，合理選用模具材料，恰當(dāng)確定模具制造精度，簡化模具加工工藝，降低模具的制造成本亦十分重要。
2.2注塑模具分類
凡是注塑模具，均可分為動模和定模兩大部件。注塑充模時，動模與定模閉合，構(gòu)成型腔和澆注系統(tǒng);開模時，動模與定模分離并取出制件。定模安裝在注射機(jī)的固定模板上，而動模則安裝在注射機(jī)的移動模板上。按照模具上各個零件的功能劃分，注塑模具主要由以下7個系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)組成:
1.成型零件成型零件是指構(gòu)成型腔、直接與熔體相接觸并分型塑料制件的零件。成型零件通常包括凸模、型芯、成型桿、凹模、成型環(huán)、鑲件等零件。
2.澆注系統(tǒng)將塑料熔體由注射機(jī)噴嘴引向型腔的流道稱為澆注系統(tǒng)，由主流道、分
3.流道、澆口和冷料井組成。
4.導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)為確保動模和定模在閉合時能夠準(zhǔn)確導(dǎo)向和定位對中，通常需要在動模和定模上分別設(shè)置導(dǎo)柱和導(dǎo)套。如果使用的是深腔注塑模，那么還需要在主分型面上設(shè)置錐面定位。有時為保證脫模機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確運動和復(fù)位，還需要設(shè)置導(dǎo)向零件。脫模機(jī)構(gòu)脫模機(jī)構(gòu)是指在開模過程的后期將塑件從模具中脫出的機(jī)構(gòu)。脫模機(jī)構(gòu)由頂桿、拉料桿、頂出固定板、頂出板和回程桿組成。
5.側(cè)向分型抽芯機(jī)構(gòu)帶有側(cè)凹槽或側(cè)孔的塑件在脫出模具之前，必須先進(jìn)行側(cè)向分型，或者拔出側(cè)向凹�；虺槌鰝�(cè)型芯。
6.溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)為了滿足注塑工藝對模具溫度的要求，模具設(shè)有冷卻或加熱的溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。冷卻模具時，通常是在模板內(nèi)開設(shè)冷卻水道，而加熱則是在模具內(nèi)或周邊安裝電加熱元件。具有特殊要求的注塑模，還需要配備模溫自動調(diào)節(jié)裝置。
7.排氣系統(tǒng)為了在注塑充模過程中將型腔內(nèi)原有空氣排出，通常在分型面處開設(shè)排
氣槽。由于小型腔排氣量不大，可直接利用分型面排氣，也可以利用模具的頂桿或型芯與配合孔之間的間隙排氣，而大型注塑模則需要預(yù)先設(shè)置專用排氣槽。
3UG/NX簡介
UGNX(原名：Unigraphics)是一個由西門子UGSPLM軟件開發(fā)，集CAD/CAE/CAM于一體的產(chǎn)品生命周期管理軟件。UGSNX支持產(chǎn)品開發(fā)的整個過程，從概念(CAID)，到設(shè)計(CAD)，到分析(CAE)，到制造(CAM)的完整流程。
UG從CAM發(fā)展而來。20世紀(jì)70年代，美國麥道飛機(jī)公司成立了解決自動編程系統(tǒng)的數(shù)控小組，后來發(fā)展成為CAD/CAM一體化的UG1軟件。90年代被EDS公司收并，為通用汽車公司服務(wù)。2007年5月正式被西門子收購;因此，UG有著美國航空和汽車兩大產(chǎn)業(yè)的背景。
自UG19版以后，此產(chǎn)品更名為NX。NX是UGS新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)，它可以通過過程變更來驅(qū)動產(chǎn)品革新。NX獨特之處是其知識管理基礎(chǔ)，它使得工程專業(yè)人員能夠推動革新以創(chuàng)造出更大的利潤。
NX可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識，根據(jù)已知準(zhǔn)則來確認(rèn)每一設(shè)計決策。NX建立在為客戶提供無與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗基礎(chǔ)之上，這些解決方案可以全面地改善設(shè)計過程的效率，削減成本，并縮短進(jìn)入市場的時間。NX使企業(yè)能夠通過新一代數(shù)字化產(chǎn)品開發(fā)系統(tǒng)實現(xiàn)向產(chǎn)品全生命周期管理轉(zhuǎn)型的目標(biāo)。
4MoldFlow軟件的應(yīng)用
AutodeskMoldflow是歐特克公司開發(fā)的一款用于塑料產(chǎn)品、模具的設(shè)計與制造的行業(yè)軟件。Moldflow為企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計及制造的優(yōu)化提供了整體的解決方案，幫助工程人員輕松的完成整個流程中各個關(guān)鍵點的優(yōu)化工作。
在產(chǎn)品的設(shè)計及制造環(huán)節(jié)，Moldflow提供了兩大模擬分析軟件：AMA(Moldflow塑件顧問)和AMI(Moldflow高級成型分析專家)。AMA簡便易用，能快速響應(yīng)設(shè)計者的分析變更，因此主要針對注塑產(chǎn)品設(shè)計工程師，項目工程師和模具設(shè)計工程師，用于產(chǎn)品開發(fā)早期快速驗證產(chǎn)品的制造可行性，AMA主要關(guān)注外觀質(zhì)量(熔接線、氣穴等)、材料選擇、結(jié)構(gòu)優(yōu)化(壁厚等)、澆口位置和流道(冷流道和熱流道)優(yōu)化等問題。AMI用于注塑成型的深入分析和優(yōu)化，是全球應(yīng)用最廣泛的模流分析軟件。企業(yè)通過Moldflow這一有效的優(yōu)化設(shè)計制造的工具，可將優(yōu)化設(shè)計貫穿于設(shè)計制造的全過程，徹底改變傳統(tǒng)的依靠經(jīng)驗的“試錯”的設(shè)計模式，使產(chǎn)品的設(shè)計和制造盡在掌握之中。AutodeskMoldflow
Adviser透過簡化注塑成型的模擬幫助設(shè)計者優(yōu)化模具設(shè)計的諸多特征，如澆口，流道，模穴的排位。引導(dǎo)設(shè)計者從分析的開始建立直到結(jié)果的解析，并幫助他們認(rèn)識到通過壁厚，澆口位置，材料，產(chǎn)品幾何的變更是如何影響產(chǎn)品的制造可行性的。通過對成型工藝的模擬能夠幫助設(shè)計者找出并解決潛在的問題，AutodeskMoldflowAdviser使得每一位設(shè)計工程師都能自信的完成注塑件的設(shè)計。
三、設(shè)計任務(wù)目的與要求
設(shè)計模具裝配圖1張，要求CAD繪圖。
繪制全部零件圖，并注明各個零件的材料、尺寸、公差、表面粗糙度和熱處理等技術(shù)要求。
編寫設(shè)計說明書一份(約2萬字)，打印成冊。設(shè)計說明書按給定形式編寫和裝訂，設(shè)計圖紙可以單獨裝訂。全部畢業(yè)論文件匯總袋裝。
四、設(shè)計時間安排
20XX.3.1—20XX.3.26：搜集資料和確定工藝方案，性能方面的資料和有關(guān)注塑工藝方面的資料，主要有《機(jī)械工程材料》、《塑料成型工藝及模具設(shè)計》、《模具制造工藝學(xué)》等。
20XX.3.27—20XX.4.30：注塑工藝設(shè)計，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及計算，注塑機(jī)選擇及畫模具裝配圖和各零件圖。
20XX.5.1—20XX.5.14:寫設(shè)計說明書。
20XX.5.15—20XX.6.5:檢查修改說明書，準(zhǔn)備答辯。
20XX.6.5-20XX.6.10:答辯。
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