機(jī)械畢業(yè)設(shè)計（論文）-傳感器杠桿注塑模具設(shè)計【全套圖紙PROE三維】

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1、 CHANGCHUN INSTITUTE OF TECHNOLOGY 開題報告 全套圖紙，加153893706 設(shè)計題目： 學(xué)生姓名： 學(xué)院名稱： 專業(yè)名稱： 班級名稱： 學(xué) 號：

2、 指導(dǎo)教師： 教師職稱: 學(xué) 歷： 年 月 日 １、課題論證 隨著塑料工業(yè)的飛速開展，人們對塑料制品質(zhì)量要求越來越高，而且產(chǎn)品更新快、價格越來越低、市場競爭越趨劇烈。在這種情況下，要求模具交貨期短、質(zhì)量好、價格低。顯然，傳統(tǒng)的人工設(shè)計、手工作坊的生產(chǎn)方式已不能適應(yīng)工業(yè)開展的需要。為了在市場經(jīng)濟(jì)的殘酷競爭中取勝，跟上產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，模具制造業(yè)不得不采用新技術(shù)、

3、新工藝以解決傳統(tǒng)技術(shù)存在的問題。為提高塑料注射模的質(zhì)量、縮短模具的設(shè)計和制造周期，興旺的工業(yè)國家從20世紀(jì)80年代中期已廣泛使用計算機(jī)對注射模進(jìn)行輔助設(shè)計CAD(ComputerAideDesign)，輔助制造CAM(ComputerAided Manufacture)，并對模具設(shè)計的各個環(huán)節(jié)進(jìn)行定量計算和數(shù)值分析CAE (Computer Aided Engineering)，使產(chǎn)品的質(zhì)量得到保證，大大縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)周期。目前CAD和CAM技術(shù)在我國模具工業(yè)已得到廣泛的應(yīng)用，而CAE技術(shù)的應(yīng)用還相當(dāng)匱乏，模具設(shè)計出來以后，成型工藝和模具設(shè)計的合理性只有試模以后才知道，這不僅難以保證產(chǎn)品質(zhì)

4、量、精度，而且使得產(chǎn)品的生產(chǎn)周期延長，特別對于大型的精密模具，此類問題尤為突出。Pro／Engineer(以下簡稱Pro／E)美國PTC公司出品，是國際上廣泛使用的參數(shù)化和基于特征建模技術(shù)的大型CAD／CAE／CAM集成件。Pro／E除了包括三維實體造型、裝配模擬、加工仿真、NC自動編程、有限元分析等常規(guī)功能模外，同時還有模具設(shè)計、鈑金設(shè)計、電路布線、裝配管路設(shè)計等專有模塊，可以實現(xiàn)面向制造的設(shè)計(DFM)、面向裝配的設(shè)計(DFA)、反向工程(ID)、并行工程(CE)等先進(jìn)的設(shè)計方法，主要特點是參數(shù)化、全相關(guān)、基于特征建模。本文以此3D設(shè)計軟件Pro/ Engineer Wildfire為例，

5、說明三維設(shè)計軟件在模具CAD/CAM中的應(yīng)用，以及如何對該軟件進(jìn)行二次開發(fā)以滿足企業(yè)個性化設(shè)計的要求。 本次畢業(yè)設(shè)計的課題是傳感器杠桿的模具設(shè)計，研究此塑件的模具設(shè)計不僅可以作為我在校期間一次較為系統(tǒng)的設(shè)計訓(xùn)練，還可以使我得到以下幾方面的能力培養(yǎng)： (1). 調(diào)查研究中外文獻(xiàn)檢索和閱讀能力； (2). 綜合運(yùn)用專業(yè)理論和知識分析、解決實際問題的能力； (3). 設(shè)計、計算與繪圖的能力，包括使用計算機(jī)的能力； (4). 掌握模具設(shè)計方法和步驟,應(yīng)用模具設(shè)計與分析軟件的能力； (5). 邏輯思維與形象思維相結(jié)合的文字及口頭表達(dá)能力； (6). 撰寫設(shè)計說明書〔論文〕的能力； (7)

6、. 養(yǎng)成嚴(yán)肅、認(rèn)真、細(xì)致地從事技術(shù)工作的優(yōu)良作風(fēng)。 1.2文獻(xiàn)綜述〔相關(guān)課題國內(nèi)外研究的現(xiàn)狀〕 世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的開展，帶動了模具制造業(yè)的迅速開展。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是最重要的工藝裝備之一。采用模具進(jìn)行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料，降低本錢，并保證一定的加工質(zhì)量要求。模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要成型工具。模具行業(yè)是制造業(yè)的重要組成局部，模具生產(chǎn)水平的上下已經(jīng)成為一個國家制造水平上下的重要標(biāo)志，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。模具是工業(yè)生產(chǎn)的根底工藝裝備。在電子、汽車、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型

7、。塑料，橡膠，陶瓷，玻璃，皮革，耐火材料以及建材制品等大局部產(chǎn)品也都是采用模具成型。 因此個興旺工業(yè)國家都十分重視對模具品種的開發(fā)，質(zhì)量的改良，加工精度的提高和制造周期的縮短。現(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)。它作為重要的生產(chǎn)裝備行業(yè)在為各行各業(yè)效勞的同時，也直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)效勞。目前，CAD/CAE/CAM等技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于模具設(shè)計和生產(chǎn)。由于模具生產(chǎn)采用一系列高新技術(shù)，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、激光技術(shù)、逆向工程和并行工程、快速成型技術(shù)及敏捷制造技術(shù)、高速加工及超精加工技術(shù)等等，因此，模具工業(yè)已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重要組成局部，有人說，現(xiàn)代模具是

8、高技術(shù)背景下的工藝密集型工業(yè)。 在中國，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到模具在制造中的重要根底地位。我國的模具正處在高速開展時期，據(jù)不完全統(tǒng)計 ，目前模具生產(chǎn)廠點共有2 萬多家,從業(yè)人員約50 萬人,全年模具產(chǎn)值約360 億元,總量供不應(yīng)求,出口約2 億美元,進(jìn)口約10 億美元。 許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)開展，加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)開展的重要動力。許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了

9、奉獻(xiàn)。 塑料工業(yè)近20年來開展十分迅速。早在十多年前塑料的產(chǎn)量按體積計算已經(jīng)超過鋼鐵和有色金屬的總和。塑料制品在汽車、機(jī)電、儀表、航空航天等國家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。近年來，中國塑料工業(yè)年均增長速度到達(dá)10%以上，塑料制品年產(chǎn)量位居世界第二。塑料制品在農(nóng)業(yè)、塑料包裝、塑料管材和異型材、汽車、家電、電子、交通等領(lǐng)域開展迅猛，掀起了一股投資熱潮。建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，今后5-10年中國建筑業(yè)會有更大的開展，將成為中國市場新的消費熱點和經(jīng)濟(jì)增長點，并帶動化學(xué)建材業(yè)的開展。由于國家已禁止使用鑄鐵管道，代之以塑料管材，預(yù)計2021年全國新建住宅室內(nèi)排水管的80%及

10、城市供水管的50%將采用塑料管。同時國家正在大力開展塑料門窗，預(yù)計2021年塑料門窗的普及率將到達(dá)30%-50%。 塑料模具是應(yīng)用最廣泛占的一類模具，在模具類中塑料模比例一般30%~40%。塑料模具近年來開展相當(dāng)快，2002年已經(jīng)增加到140億左右。在2006年模具進(jìn)出口統(tǒng)計中，我國模具的出口總額為2.52億美元，進(jìn)口額那么到達(dá)了12.72億美元，在進(jìn)口模具中的塑料模具占到了50%左右。 塑料模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)度大，帶動力強(qiáng)，外向度高，開展塑料模具工業(yè)有利于拉動其它行業(yè)的開展，推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整。塑料模具在高技術(shù)驅(qū)動和支柱產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求的推動下，形成了一個巨大的產(chǎn)業(yè)鏈條，從上游的材料工業(yè)和加

11、工、檢測設(shè)備到下游的機(jī)械、汽車、摩托車、家電、電子通信、建筑建材等幾大應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，塑料模具開展方興未艾。這是整個塑料模具行業(yè)的優(yōu)勢所在。 塑料制品成形的方法雖然很多，但最主要的方法是注塑成型。世界成形模具產(chǎn)量的半數(shù)以上是注塑模具。80年代以來注塑模CAD/CAE/CAM技術(shù)已經(jīng)從實驗室研究階段進(jìn)入了實用化階段。 在注塑模具方面，2006年，注塑模具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進(jìn)一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的開展，我國最大的注塑模具單套重量已超過50噸，最精密的注塑模具精度已到達(dá)2微米。在CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時，CAE技術(shù)應(yīng)用越來越廣，CAD/CAM/CAE一體

12、化得到開展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。實踐證明，縮短注塑模具設(shè)計與制造周期，提高塑料制品制造精度與性能的正確途徑之一是采用CAD/CAE/CAM技術(shù)。 當(dāng)前國內(nèi)塑料模具市場以注塑模具需求量最大。注射成型技術(shù)作為塑料加工成型方法中最重要的方法之一，已經(jīng)得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。據(jù)統(tǒng)計，注塑制品約占整個塑料制品的20%~30%，而在工程塑料中有80%以上的制品是采用注塑成型加工的。 我國注塑模具工業(yè)起步晚,底子薄與工業(yè)興旺的國家相比存在很大的差距。但在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和改革及開放方針引導(dǎo)下,我國注塑模行業(yè)得到迅速開展。高效率

13、,自動化,大型,微型,精密,無流道,氣體輔助,高壽命模具在整個塑料模具產(chǎn)量所占的比重越來越大，為工業(yè)生產(chǎn)打下了堅實的根底，推動國民經(jīng)濟(jì)的快速開展。 在引進(jìn)的塑料模具中，以科技含量較高的模具居多，如高精度模具、大型模具、熱流道模具、氣輔及高壓注射成型模具等。現(xiàn)代塑料制品對外表光潔度、成型時間都提出了更高的要求，因而也推動了塑料模的開展。在塑料模具方面，我國與國外產(chǎn)品還存在較大差距。要改善中國塑料模具的進(jìn)出口狀況，必須加速國產(chǎn)塑料模具的開展。為此，要盡快突破制約模具產(chǎn)業(yè)開展的兩大瓶頸。 一是模具標(biāo)準(zhǔn)化率缺乏，這必然導(dǎo)致交貨期延長，同時造成用戶更換零部件的困難。模具標(biāo)準(zhǔn)化程度低也直接制約著模具的

14、專業(yè)化分工協(xié)作和商品化流通，也限制了模具的出口，2003年中國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和商品化程度在45%左右，與興旺國家商品化程度70%-80%相比，還有較大的差距。 另一個主要原因是國內(nèi)制造高精模具的能力較低。隨著塑料工業(yè)的不斷開展，精密、大型、復(fù)雜、長壽命塑料模具的開展將高于總量開展速度。同時，由于近年來進(jìn)口模具中，精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)，所以，從減少進(jìn)口、提高國產(chǎn)化率角度出發(fā)，這類國產(chǎn)高檔模具在市場上隨著興旺國家模具產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的對外轉(zhuǎn)移以及中國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，與轎車、家電和電子業(yè)相關(guān)的精密模具的需求不斷增加，從速度、品質(zhì)、本錢及效勞等多方面加速了模具產(chǎn)業(yè)的競爭步伐，從而不斷提升國

15、內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)化和精密化等方面的技術(shù)水準(zhǔn)。經(jīng)過多年努力，塑料模標(biāo)準(zhǔn)模架、標(biāo)準(zhǔn)推桿和彈簧等在中國越來越廣泛地得到應(yīng)用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)組件；針對市場關(guān)鍵零部件、微孔、精細(xì)結(jié)構(gòu)組件的加工要求，追求精密模具的開發(fā)以提高產(chǎn)品附加值，已成為一些中小企業(yè)開展之道。 專家預(yù)言，未來模具將向大型化、高精密度、多功能復(fù)合型等方向開展，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高，并且隨著塑料成型工藝的不斷改良與開展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具也將隨之開展。同時，由于近年來中國每年用10億美元左右進(jìn)口模具，其中精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具占多數(shù)。從減少進(jìn)口的角度出發(fā)，中國也應(yīng)加快高檔塑料

16、模具的開發(fā)。 未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要開展方向包括[10]： 1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平； 2.在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 3.大力開展快速制造成形和快速制造模具技術(shù)； 4.在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5.提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率； 6.開展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的外表處理技術(shù)； 7.逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用； 8.進(jìn)一步研究開發(fā)模具的拋光技術(shù)和設(shè)備； 9.研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 10.開發(fā)新的成形工藝和模具。?? 一般

17、注塑模具制造都采用一模多腔，以提高生產(chǎn)效率，降低本錢。這也是當(dāng)前注塑模具的開展現(xiàn)狀之一。 1.3課題研究的內(nèi)容、總體方案及技術(shù)路線、進(jìn)度安排等 1.3.1 課題研究的內(nèi)容 本次的畢業(yè)設(shè)計我所要用到的設(shè)計軟件是UG。模具的UG設(shè)計、分析, 包括初期的建模以及根據(jù)產(chǎn)品模型進(jìn)行模具分型面的設(shè)計、確定型腔和型芯、模具結(jié)構(gòu)的詳細(xì)設(shè)計、塑料充填過程分析等幾個方面。利用UG軟件進(jìn)行三維建模并在此根底上很容易地確定分型面, 生成上下型腔和型芯, 再進(jìn)行流道、澆口以及冷卻水管的布置等。 需要分析的問題就是：分析塑料在注塑模腔內(nèi)的注射過程流動情況，分析溫度壓力變化情況、分析注塑件剩余應(yīng)力等, 根據(jù)分析

18、情況來檢查模具結(jié)構(gòu)的合理性、流動狀態(tài)的合理性、產(chǎn)品的質(zhì)量問題等。比方是否存在澆注系統(tǒng)不合理, 出現(xiàn)流道和澆口位置尺寸不當(dāng), 無法平衡充滿型腔; 是否存在注塑工藝不對, 出現(xiàn)產(chǎn)品的翹曲變形等。設(shè)計完成后，通過AutoCAD制作圖紙。 1〕查閱文獻(xiàn)資料，了解傳感器的根本結(jié)構(gòu)，并明確傳感器的作用。 2〕根據(jù)傳感器的零件圖進(jìn)行零件的三維造型如圖1所示，并在分析傳感器的結(jié)構(gòu)特點根底上制訂模具設(shè)計的方案。 圖1 三維造型 3） 通過塑件成型性分析，確定具體的設(shè)計方案后，使用三維模具設(shè)計方法完成整個模具的三維結(jié)構(gòu)設(shè)計。在設(shè)計過程中，用模流分析方法，分析其最正確澆點確定其分型面， 5〕設(shè)

19、計完成后，通過投影生成cad圖紙。 1.3.3 進(jìn)度安排 1． 第1～2周查閱技術(shù)文獻(xiàn)資料，了解課題相關(guān)領(lǐng)域的最新開展動態(tài)， 2． 第3 周編寫開題報告； 3．第4～5周認(rèn)真研究參考文獻(xiàn)并翻譯 4．第 6～8 周建立標(biāo)準(zhǔn)零件庫、材料庫，完成模具方案的分析； 5．第9～10周進(jìn)行成型零部件的造型，并進(jìn)行總體裝配，繪制模具裝備圖出圖，繪制模具所有非標(biāo)準(zhǔn)零件圖； 6．第 11-14周編寫畢業(yè)論文并修改； 7．第15 周論文辯論。 整個設(shè)計過程中難點在于該制件的抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計以及成型零件尺寸的計算 參考文獻(xiàn) [1] 鄭生榮.嵌件注塑成型工藝的特點[J].模具工業(yè)，202

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