SD2106鼻毛修剪器上下蓋三維造型及模具設計【11張CAD圖紙+PDF圖】

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班 級 機械設計制造及其自動化09（4）班 姓 名 程 賽 課題名稱 SD2106鼻毛修剪器上下蓋的三維造型及模具設計 目錄 1 引言 2 我國塑料制件的現(xiàn)狀及發(fā)展 3 塑料模具的特點、現(xiàn)狀及發(fā)展 3.1 我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀與國際先進水平的主要差距 3.1.1 模具的精度、壽命和模具制造周期 3.1.2 加工設備、模具制造工藝和測量技術(shù) 3.1.3 新工藝、新材料研究和創(chuàng)新能力 3.1.4 管理及其他方面 3.2 我國塑料模具發(fā)展目標和主要任務 4 塑料模具CAD/CAE/CAM技術(shù)概述、現(xiàn)狀研究及發(fā)展趨勢 4.1 CAD/CAE/CAM在塑料模具設計中的應用 4.1.1 CAD在塑料模具設計中的應用 4.1.2 CAE在塑料模具設計中的應用 4.1.3 CAM在塑料模具設計中的應用 4.2 國內(nèi)外CAD/CAE/CAM現(xiàn)狀研究及發(fā)展趨勢 5 總結(jié) 參考文獻 指導教師 審批意見 簽名： 年 月 日 附件二：浙江理工大學本科畢業(yè)設計（論文）文獻綜述報告 SD2106鼻毛修剪器上下蓋的三維造型及模具設計 程 賽 (機械設計制造及其自動化09(4)班 B09300401) 1 引言 隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需要，塑料制品在工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活等各個領域的應用越來越廣泛，質(zhì)量要求也越來越高。在塑料制品的生產(chǎn)中，高質(zhì)量的模具設計、先進的模具制造設備、合理的加工工藝、優(yōu)質(zhì)的模具材料和現(xiàn)代化的成形設備等都是成形優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。 現(xiàn)今各種塑料制品產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)比較復雜，單使用圖紙已很難正確和詳盡地表達產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)，這就要求模具設計制造者必須使用計算機輔助設計文件描述的手段，如CAD是利用計算機對模具進行幾何設計、實體建模、繪圖等；CAE是利用計算機進行數(shù)值模擬分析計算進而評估和分析模型, 從而對模具模型進行優(yōu)化；CAM指設計的模具模型在經(jīng)過CAE評估分析及優(yōu)化后, 最終進行加工刀具軌跡生成與仿真, 產(chǎn)生數(shù)控加工代碼, 從而控制數(shù)控機床進行加工。同時要求模具制造者必須充分掌握產(chǎn)品的各種資料，包括產(chǎn)品的形狀、尺寸、原料的特性、精度要求、特殊表面效果等。 2 我國塑料制件的現(xiàn)狀及發(fā)展 由于塑料具有質(zhì)量輕、強度高、韌性好、耐腐蝕、絕緣性好、易著色、可成型任意形狀、成本低等優(yōu)點。因此塑料紙制品得到了廣泛的應用，塑件已深入到國民經(jīng)濟的各個部門中，零件塑料化的趨勢不斷加強，并且陸續(xù)出現(xiàn)全塑產(chǎn)品。但當前，塑料制品技術(shù)含量不高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)老化將制約行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。加工企業(yè)利潤下滑虧損面加大，經(jīng)營潛在風險加大。勞動力價格上升、勞動力短缺將繼續(xù)影響加工業(yè)產(chǎn)出和利潤增長。中小企業(yè)缺乏流動資金的局面仍難在短期內(nèi)解決。出口型企業(yè)面對國際市場萎縮和貨幣匯率等多因素制約的壓力持續(xù)加大。塑料制品出口市場相對萎縮，加工成本是制約企業(yè)盈利的主要因素。 針對以上狀況，我國塑料加工業(yè)必須重視技術(shù)創(chuàng)新，重視產(chǎn)品內(nèi)在品質(zhì)的增長，創(chuàng)造條件迎接挑戰(zhàn)。培育塑料加工業(yè)集群式發(fā)展應成為行業(yè)協(xié)會和政府的工作重點，繼續(xù)深化產(chǎn)業(yè)集群服務功能，推動生產(chǎn)、技術(shù)集約化發(fā)展，倡導綠色低碳、創(chuàng)新發(fā)展模式，走資源節(jié)約型、環(huán)保低碳型發(fā)展之路，加快產(chǎn)業(yè)由速度增長型向質(zhì)量效益型轉(zhuǎn)變。塑料制品作為配套產(chǎn)品將緊隨國家經(jīng)濟健康發(fā)展而穩(wěn)步增長，從長遠來看，塑料因其優(yōu)異性能在許多領域?qū)⒗^續(xù)獲得擴大應用。 3 塑料模具的特點、現(xiàn)狀及發(fā)展 塑料制品的應用日益廣泛, 為塑料模具提供了一個廣闊的市場 。據(jù)有關方面預測,模具市場的總體趨勢是平穩(wěn)向上的,在未來的模具市場中, 塑料模具的發(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。 近年來模具結(jié)構(gòu)的復雜程度、制品的質(zhì)量水平、新技術(shù)研發(fā)應用水平都有了很大的進步。主要表現(xiàn)出兩個重要特點:一是“聚焦推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展，以模具創(chuàng)新支持產(chǎn)品創(chuàng)新”。二是“高效、綠色環(huán)保、節(jié)能減排模具已成為模具技術(shù)創(chuàng)新的主要方向”，充分體現(xiàn)出模具對制造業(yè)發(fā)展的推動作用。 3.1 我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀與國際先進水平的主要差距 我國塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國，起步較晚，但發(fā)展很快，特別是最近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上都有很大發(fā)展，取得了很大成績。然而，由于我國模具制造基礎薄弱，各地發(fā)展極不平衡，因此總體來看，與國際先進水平相比和與國內(nèi)外市場需求相比，差距還很大。具體體現(xiàn)在一下幾方面： 3.1.1 模具的精度、壽命和模具制造周期 國外的汽車企業(yè)都在實施2 mm工程, 在國內(nèi), 單一零件還能夠做到, 幾百個零件裝配到一起就沒有保證了。零件精度低造成修配量大, 整模故障率高、穩(wěn)定性差。日本的汽車模具精度可達0.02 mm, 塑料模分模面的精度控制在0. 01 mm。而國內(nèi)汽車模具的品牌企業(yè), 汽車模具精度控制在0. 03~ 0. 05 mm; 塑料模分模面配模精度在0. 03 mm 左右。 德國的模具制造周期在2 周~ 20天, 備料4~ 5 天,試模2~ 3 天。日、韓的模具周期要求2 周, 原因是他們有專門的模具配件城,滑塊、頂桿、澆口套組 件等均可以買到, 型腔件加工好裝上就行了。國內(nèi)配件標準化做不到;零件加工精度做不到。國外對發(fā)出去的模具進行可靠性、穩(wěn)定性跟蹤。國內(nèi)是模具出了問題, 再派人去。 3.1.2 加工設備、模具制造工藝和測量技術(shù) 德國、日本模具企業(yè)的加工設備先進,基本都是數(shù)控、高速切削、單向走絲線切割或4 軸~ 5 軸聯(lián)動的高速加工機床, 能實現(xiàn)模具型面的鏡面加工。而國內(nèi)模具企業(yè)的4 軸~ 5 軸聯(lián)動的高速加工機床占 的比例有限, 高光模具的加工與國外相比差距較大。 德國、日本汽車模具的制造工藝已標準化,制品 精度高、制造周期短。精密模具零件的加工均采用在線測量,這方面國內(nèi)至少差15~ 20 年。德國的精密品牌產(chǎn)品, 除了加工過程中的在線檢測外,手機類、剃須刀類的產(chǎn)品,全部通過可靠性測試、耐候性測試、壽命測試、剃刀表面和間隙的微觀顯微放大測試、主要零件外形和裝配后外形的激光3D測試等。這些重要數(shù)據(jù)為產(chǎn)品的更新?lián)Q代提供了非常重要的依據(jù)。 3.1.3 新工藝、新材料研究和創(chuàng)新能力 國外模具企業(yè)技術(shù)人員比例很高，多數(shù)企業(yè)在25%以上，有些在50%以上，有些企業(yè)往往是大多數(shù)職工可在技術(shù)與生產(chǎn)崗位上互換，具有很高素質(zhì)，加之企業(yè)對產(chǎn)品開發(fā)很重視，經(jīng)常與產(chǎn)品廠一起共同開發(fā)產(chǎn)品與模具，因此有很強的開發(fā)能力。我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，多數(shù)企業(yè)在10%一15%之間，且大多數(shù)只注重模具開發(fā)，不重視產(chǎn)品開發(fā)，因此綜合開發(fā)能力很低，在市場上常處于被動地位。 塑料加工新工藝的研究, 日本、德國、美國、意大利等發(fā)達國家處于領先地位, 模內(nèi)貼膜、回轉(zhuǎn)成形、業(yè)格局。雙料雙色三色注射、啤酒瓶周轉(zhuǎn)箱注射裝配集成化自動生產(chǎn)線、奶制品快餐面盒的注射- 模內(nèi)貼膜自動生產(chǎn)流水線、一模200 腔的瓶蓋疊式- 回轉(zhuǎn)成型的自動化注射生產(chǎn)線等, 在多年前就已用于批量生產(chǎn)。 3.1.4 管理及其他方面 德國、日本模具企業(yè)的車間均采用6S 管理系統(tǒng), 現(xiàn)場有塑料廢料損耗跟蹤、模具損壞跟蹤; 全廠物流采用倉儲自動化管理系統(tǒng); 車間有中央電腦室,可展示、查詢?nèi)囬g的加工工藝、質(zhì)量、產(chǎn)量、當天、當周、當月的報表等,售出的產(chǎn)品跟蹤和次品跟蹤。而國內(nèi)還很少采用計算機進行科學管理。到目前為止，通過ISO 9000認證的模具企業(yè)全國還不到1%。另外，諸如企業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)及企業(yè)運營機制等方面，國內(nèi)外差距也較大。 3.2 我國塑料模具發(fā)展目標和主要任務 塑料模具的發(fā)展必須依托國家重點建設工程, 面向六大產(chǎn)業(yè)(交通運輸產(chǎn)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)、重大裝備產(chǎn)業(yè)、電站及輸配電設備產(chǎn)業(yè)), 大力發(fā)展IT行業(yè)的精密注塑模、汽車業(yè)的覆蓋件模具和大型注塑模。大規(guī)模開展技術(shù)改造, 提高基礎配套件和基礎工藝水平; 通過加快企業(yè)兼并重組和產(chǎn)品更新?lián)Q代, 促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級, 全面提高產(chǎn)業(yè)競爭力, 引導專業(yè)化零部件生產(chǎn)企業(yè)向?qū)?、精、特方向發(fā)展, 形成優(yōu)勢互補、協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)格局。 依托十大領域的重點工程, 振興塑料模具制造業(yè);配合九大產(chǎn)業(yè)的重點項目( 鋼鐵、汽車、石化、船舶、輕工、紡織、有色金屬、電子信息、國防軍工) ,提升大型、精密注塑模、高檔模具標準件的制造能力;實現(xiàn)模具鋼的國產(chǎn)化和優(yōu)質(zhì)化、改善模具材料的供應體系、提供較為全面的各種規(guī)格和牌號的材料, 大力壓縮模具生產(chǎn)企業(yè)的備料周期; 提高模具新材料、新型塑料成形工藝和新型高強、高韌、耐高溫塑料制品的研發(fā)能力; 提高企業(yè)的信息化管理和模具集成化制造的總體水平。為使我國的塑料模具行業(yè)趕上國際先進水平打下良好的基礎。 4 塑料模具CAD/CAE/CAM技術(shù)概述、現(xiàn)狀研究及發(fā)展趨勢 在現(xiàn)代塑料模具設計與制造中, CAD 是利用計算機對模具進行幾何設計、實體建模、繪圖等 ； CAE是利用計算機進行數(shù)值模擬分析計算進而評估和分析模型, 從而對模具模型進行優(yōu)化 ； CAM 指設計的模具模型在經(jīng)過CAE 評估分析及優(yōu)化后, 最終進行加工刀具軌跡生成與仿真, 產(chǎn)生數(shù)控加工代碼, 從而控制數(shù)控機床進行加工。 4.1 CAD/CAE/CAM在塑料模具設計中的應用 4.1.1 CAD在塑料模具設計中的應用 三維CAD造型軟件如Pro/E、UG、CATIA等為設計師提供了方便的設計平臺,它們強大的曲面造型和編輯修改功能以及逼真的顯示效果使設計者可以自如地表現(xiàn)自己的設計意圖,真正做到所想即所得,而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)一并計算保存,為后續(xù)的模具設計和分析打下良好的基礎。同時,這些軟件還有專門的設計模塊,提供模具分型面工具,使得復雜的成型零件都能自動生成,而且標準模架庫、典型結(jié)構(gòu)及標準零件庫品種齊全,調(diào)用簡單,添加方便,這些功能大大縮短了模具設計時間。下面以三維軟件Pro/ E為例,簡要介紹三維CAD 造型軟件在塑料模設計中的應用。 Pro/ Engineer 是美國參數(shù)技術(shù)公司( PTC)推出的新一代CAD/ CAE/ CAM軟件,其強大的功能深受業(yè)內(nèi)人士歡迎。在模具設計模塊中,Pro E提供了方便又實用的工具,這些功能可以讓使用者在最短的時間內(nèi)進行模具組裝 ( Mold Assembly )、模型檢驗(Model Check)、分模面 ( Parting Surface)建立等過程,順利完成拆模的工作。 4.1.2 CAE在塑料模具設計中的應用 Modflow、Polyflow 等CAE軟件可以在模具制造前對模具設計的效果進行分析和預測。在注射模設計過程中利用模擬流動分析軟件。Moldflow 提前對模具的設計效果進行分析和預測,其內(nèi)容包括確定最佳澆口位置、填充、保壓、冷卻、翹曲、結(jié)構(gòu)應力、最佳成型工藝等 。通過分析, 在設計階段就預測產(chǎn)品可能出現(xiàn)的缺陷,指導模具設計師對已設計的模型進行修改和優(yōu)化,從而提高一次試調(diào)模的成功率,降低生產(chǎn)成本,縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。在擠出模設計過程中可利用Polyflow 指導模具的優(yōu)化設計。如果將結(jié)構(gòu)分析軟件引入模具CAE中,如Ansys等。會使注射模設計的CAE具有更高的可行性、有效性、真實性,也才會使注射模設計CAE 具有更大的價值。 4.1.3 CAM在塑料模具設計中的應用 模具結(jié)構(gòu)通過CAD/CAE 階段的優(yōu)化設計和分析, 將模具設計的錯誤消除在設計階段,然后再利用CAM 技術(shù),自動生成加工模具型腔的NC 代碼,實現(xiàn)數(shù)字化制造。例如,在利用Pro/ E進行注射模設計時,將設計的注射模模型經(jīng)過CAE評估分析及優(yōu)化后,最終在CAM 中進行刀具軌跡生成與仿真,產(chǎn)生數(shù)控加工代碼,從而控制數(shù)控機床進行加工。這種方法使產(chǎn)品造型設計、模具設計、加工編程及工藝設計都以3D 數(shù)據(jù)為基礎,實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享,不僅能快速提高設計效率,而且能保證質(zhì)量,降低成本。 另外,也可以采用專業(yè)的CAM軟件MasterCAM來實現(xiàn)注射模的CAM。利用Pro/ E 設計的注射模模型經(jīng)過CAE評估分析及優(yōu)化后,便可在Pro/E中提取相關加工信息,通過IGES或DXF傳入MasterCAM軟件中進行模擬加工。MasterCAM是數(shù)控加工自動編程常用的軟件,它提供刀具選擇、加工路徑規(guī)劃、切削用量設定等功能,設置有關參數(shù),編輯好后處理文件,就可以自動生成加工程序并傳輸至數(shù)控機床,最終完成零件的加工。 4.2 國內(nèi)外CAD/CAE/CAM現(xiàn)狀研究及發(fā)展趨勢 國外在航空航天、汽車、造船、機床制造等工業(yè)部門都已實現(xiàn)模具CAD/ CAE/ CAM技術(shù)的應用。如波音飛機公司應用模具CAD/ CAE/ CAM技術(shù)，在波音777飛機上對全部零件進行了三維實體造型，設計了除發(fā)動機以外的其他機械零件，比傳統(tǒng)設計和裝配流程效率提高了一倍。 相比之下，國內(nèi)模具CAD/ CAE/ CAM技術(shù)的研究和應用遠落后于國外，但也有應用較為成功的例子。如云馬飛機制造廠采用模具CAD/ CAE/ CAM技術(shù)，為數(shù)十個單位數(shù)控加工零件等，使得產(chǎn)品開發(fā)的周期比未采用CAD/ CAE/ CAM前平均縮短32%，設計效益提高3—5倍。 據(jù)統(tǒng)計，CAD/ CAE/ CAM技術(shù)20世紀末已應用于近百個工業(yè)領域。到了21世紀，CAD/ CAE/ CAM技術(shù)將在各行各業(yè)都有所應用，可以說在目前的各個領域的制造業(yè)，已離不開CAD/ CAE/ CAM技術(shù)的應用，其中CAD/ CAE/ CAM技術(shù)在模具領域的應用最為出色，其前景也將更為廣闊。 目前，隨著全球創(chuàng)新技術(shù)能力的提高和網(wǎng)絡計算環(huán)境的普及，針對高質(zhì)量產(chǎn)品及高生產(chǎn)效率的市場要求，最大限度地提高模具制造業(yè)的應變能力，滿足用戶需求，模具CAD/ CAE/ CAM技術(shù)的發(fā)展總體上朝著集成化、網(wǎng)絡化、標準化、專業(yè)化、開放性、虛擬化、專業(yè)化和智能化方向發(fā)展。 5 總結(jié) 在當下的社會環(huán)境中我們都知道創(chuàng)新能力是模具企業(yè)核心競爭力提升的關鍵，專業(yè)化是模具企業(yè)技術(shù)發(fā)展的快速之路。隨著我國先進制造業(yè)的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型和發(fā)展，我國模具行業(yè)技術(shù)水平正在迅速提升，快速與國際接軌。以服務制造為龍頭的模具服務化和產(chǎn)業(yè)鏈一體化解決方案的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)的模具供給方式帶來了挑戰(zhàn)。企業(yè)必須認識和充分重視這一發(fā)展的新動向，跟著科技的步伐，啟用創(chuàng)新性人才、開發(fā)新工藝、采用新材料、引用新型先進的管理方案、研發(fā)新型設備，只有這樣我們的模具行業(yè)才能站在世界模具行業(yè)的前沿。時刻做好充分準備，蓄勢待發(fā)，抓住機遇，迅速發(fā)展。 參考文獻 [1] DMC 2012模具評定評述專家組.第十四屆中國國際模具技術(shù)和設備展覽會模具水平評述[J]. 模具工業(yè).2012，5：10～20 [2] 劉學.中國塑料加工工業(yè)協(xié)會.中國塑料工業(yè)(2011)[J].中國塑料，2012，26(4)：3～4 [3] 趙杰.第十三屆中國國際模展評定評述專家組[J].第十三屆中國國際模具技術(shù)和設備展覽會模具水平評述.模具工業(yè)，2010，36(10)：1、8～10 [4] 陳暉，周細應，李名堯.模具CAD /CAE /CAM技術(shù)的應用及其發(fā)展趨勢[J].鑄造技術(shù)，2010:1～3 [5] 劉方輝，錢心遠，張杰.CAD/ CAE/ CAM技術(shù)在現(xiàn)代塑料模設計制造中的應用[J].模具工業(yè)，2010, 36( 1) : 1～5. 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