門把手注塑模具設(shè)計(jì)

門把手注塑模具設(shè)計(jì),門把手,注塑,模具設(shè)計(jì) 調(diào)研報(bào)告 1 課題來源及意義 “目前，歐洲模具業(yè)已越來越感受到來自中國同行所帶來的影響和壓力，預(yù)計(jì)到2018年，中國將一躍成為全球最大的模具制造業(yè)基地之一。”德國亞琛工業(yè)大學(xué)的亞力山大教授日前在寧?？疾煸摰啬＞咧圃鞓I(yè)基地時(shí)發(fā)出這樣的感嘆。 我國模具技術(shù)有著悠久的歷史，我國考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。如今，模具已不僅僅是人類用來澆鑄錢幣和內(nèi)燃機(jī)殼的砂箱。它凝聚了各類高技術(shù)，能快速精密的直接把材料成型、焊接、裝配成零部件、組件或產(chǎn)品，其效率、精度、流線、超微型化、節(jié)能、環(huán)保，以及產(chǎn)品的性能、外觀等，都是傳統(tǒng)工藝所無與倫比的。 很多人對(duì)模具不了解，什么是模具？模具是能生產(chǎn)出具有一定形狀和尺寸要求的零件的一種生產(chǎn)工具。也就是通常人們說的模子，比如電視機(jī)、電話機(jī)的外殼、塑料桶等商品，是把塑料加熱軟化注進(jìn)模具冷卻成型生產(chǎn)出來的。蒸飯鍋也是由金屬平板用模具壓成這樣的形狀。任何商品都是用模具制造出來的?？梢哉f沒有模具就沒有產(chǎn)品的生產(chǎn)。那么模具又是怎樣做出來的呢？首先它由模具設(shè)計(jì)人員根據(jù)產(chǎn)品（零件）的使用要求，把模具結(jié)構(gòu)用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)出來，繪出圖紙，再由技術(shù)工人按圖紙要求通過各種機(jī)械的加工（如車床、刨床、銑床、磨床、電火花、線切割）做好模具上的每個(gè)零件，然后組裝調(diào)試，直到能生產(chǎn)出合格的的產(chǎn)品，所以模具工需要掌握很高很全面的知識(shí)和技能，模具做的好，產(chǎn)品質(zhì)量好，模具結(jié)構(gòu)合理，生產(chǎn)效率高。工廠效益好。正因如此，模具師傅在外打工的工資都非常的高。少則每月幾千元，多則上萬元，所以學(xué)好模具的設(shè)計(jì)和制造，前途一片光明。但必須下苦功喲！模具行業(yè)被稱之為“永不衰退的行業(yè)”。 2. 國內(nèi)外的發(fā)展 我國模具工業(yè)的產(chǎn)值在國際上排名位居第三位，僅次于日本和美國。國內(nèi)的模具生產(chǎn)廠已超過17000家，從業(yè)人員達(dá)50萬。近年來，我國的模具工業(yè)一直以每年13％左右的增長速度快速發(fā)展我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度達(dá)到13％~15％。 我國模具技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步主要表現(xiàn)在以下方面：1)研究開發(fā)了模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料，并采用了一些新的熱處理工藝，延長了模具的使用壽命。比如沖模廣泛使用合金工具鋼代替碳素工具鋼，提高模具壽命，減少模具熱處理變形；2)開發(fā)了多工位級(jí)進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)需要研制了精密塑料注射模；3)研究開發(fā)了一些模具加工新技術(shù)和新工藝。如三維曲面數(shù)控加工；模具表面拋光、表面皮紋加工及皮紋輥制造技術(shù)；模具鋼的超塑性成型技術(shù)和各種快速成型技術(shù)等；4)模具加工設(shè)備已得到較大發(fā)展，已廣泛使用精密坐標(biāo)磨床、數(shù)控(CNC)銑床、CNC電火花線切割機(jī)床和高精度電火花成型機(jī)床等；5)模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(模具CAD/CAM/CAE)已在國內(nèi)得到了廣泛的開發(fā)應(yīng)用。三維造型軟件和仿真軟件的廣泛應(yīng)用，不僅能自動(dòng)編程，還能進(jìn)行干涉檢查，保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。 不過，現(xiàn)在國內(nèi)精密加工設(shè)備還很缺少大型、精密、復(fù)雜和長壽命的模具；還有許多先進(jìn)的技術(shù)如CAD／CAE／CAM技術(shù)的普及率還不高。 現(xiàn)代模具主要種類有：1）塑料模，從第十三屆中國國際模具技術(shù)和設(shè)備展覽會(huì)上可見，各類塑料模仍然是展會(huì)的主角，其數(shù)量之多、品種之廣、質(zhì)量之高、技術(shù)之新穎創(chuàng)歷屆模展之最，而注射模中又以大型、精密模具居多；2) 沖壓模，模具上沖壓模具的特點(diǎn)是參展廠家多、展出品種多、展品檔次高，盛況空前。代表沖壓模具發(fā)展方向的多工位級(jí)進(jìn)模和精密沖模。涵蓋了電子、通訊、汽車、儀器儀表、電機(jī)電器、辦公設(shè)備和家電產(chǎn)品配套的模具，越來越多的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具出口大幅增加；4) 鑄造模，近幾年我國壓鑄模具制造業(yè)，無論在品種、產(chǎn)量、復(fù)雜程度、綜合設(shè)計(jì)水平、模具大型化、以及企業(yè)的工裝設(shè)備、加工和檢測(cè)手段均有很大的提高，顯示出如下幾個(gè)新特點(diǎn)：①在普遍實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的基礎(chǔ)上，不少廠家還通過CAE后確定流道、溢流、冷卻及排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，個(gè)別廠家還與國外聯(lián)合設(shè)計(jì)或利用外國圖紙進(jìn)行生產(chǎn)(尤其是出口模具)，模具制造前的CAE分析越來越得到重視。②特大型、復(fù)雜壓鑄模具多家企業(yè)可以自行設(shè)計(jì)和制造生產(chǎn)。③出口到歐、美、日等先進(jìn)工業(yè)國家和地區(qū)的模具數(shù)量劇增。多個(gè)展臺(tái)展出了近年來出口模具的樣品，據(jù)了解部分企業(yè)出口模具已占產(chǎn)量的30％以上。這些產(chǎn)品的展示，打破了我國大型、復(fù)雜、精密汽車壓鑄模以往只進(jìn)口無出口的缺口，預(yù)示著壓鑄模具行業(yè)更加輝煌的前景。④近年來企業(yè)裝備有較大提升，不少企業(yè)購進(jìn)高速切削機(jī)床、龍門數(shù)控銑床、三坐標(biāo)測(cè)量儀、大型合模機(jī)、低速走絲電火花線切割機(jī)、石墨加工中心、真空熱處理爐等加工和檢測(cè)設(shè)備，為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具提供了精良裝備。⑤真空壓鑄使用的模具、油溫控制的模具、采用耐熱彈簧、氮?dú)鈴椈傻哪＞?、模具鑲塊采用特殊表面強(qiáng)化處理以及壓鑄鎂合金、銅合金的模具均在展覽會(huì)上亮相。 現(xiàn)代模具發(fā)展趨勢(shì)：（1）粗加工向高速加工發(fā)展；（2）成形表面的加工向精密、自動(dòng)化發(fā)展；（3）光整加工向自動(dòng)化發(fā)展，發(fā)達(dá)國家正在研制數(shù)控自動(dòng)化光整加工設(shè)備。（4）模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展，一模多腔、大型多工位級(jí)進(jìn)模、大型復(fù)合模等高效模具的使用越來越廣泛。超精加工和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。在多工位級(jí)進(jìn)模上開發(fā)多功能復(fù)合模，如將沖壓、疊片攻螺紋、鉚接等工序復(fù)合在一副模具中的電機(jī)鐵芯組件多功能復(fù)合模，一副模就能生產(chǎn)成批的組件。①模具向著精密、復(fù)雜、大型的方向發(fā)展，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的要求越來越高。目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功能。實(shí)現(xiàn)了從測(cè)量實(shí)物到建立數(shù)學(xué)模型到輸出工程圖紙模具制造全過程，成功實(shí)現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用：②高速銑削機(jī)床(HSM) 銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高(為普通銑削加工的5～10倍)及可加工硬材料(<60HRC)等諸多優(yōu)點(diǎn)；③模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動(dòng)加工系統(tǒng)，這也是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)（5）我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高。估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用率已達(dá)30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右，為了適應(yīng)模具工業(yè)的發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必須加強(qiáng)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進(jìn)一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)也必須得到發(fā)展；（6）優(yōu)質(zhì)模具材料和新型材料將得到推廣，沖模常用的優(yōu)質(zhì)模具鋼有合金工具鋼；（7）因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的45％以上。在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20％～30％，因此，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對(duì)于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼，如采用粉末冶金工藝制造的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)因問題。其碳化物微細(xì)，組織均勻，沒有材料方向性，因此，它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，特別對(duì)形狀復(fù)雜的沖件及高速?zèng)_壓的模具，其優(yōu)越性更加突出，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精細(xì)化、制品化，盡量縮短供貨時(shí)間亦是重要發(fā)展趨勢(shì)。熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)；（10）壓鑄模、擠壓模及粉末鍛模比例增加模具工業(yè)應(yīng)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)。隨著汽車、車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿足各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝模的比例將不斷提高，對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也的迫切需求，以實(shí)現(xiàn)我國模具工業(yè)的跨越式發(fā)展，將提出越來越高的要求。同時(shí)擠壓模及粉末鍛模比例也將有不同程度的增加，而且精度要求也越來越高。 3.課題的研究目標(biāo) 通過本次設(shè)計(jì)可以使我掌握注塑模的模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)cad，pro/e等一系列的軟件的應(yīng)用熟練，讓我們能更快的適應(yīng)生產(chǎn)工作，培養(yǎng)自己綜合運(yùn)用所學(xué)基礎(chǔ)和專業(yè)基本理論，基本方法分析和解決測(cè)量與控制及它相關(guān)工程實(shí)際問題的能力，在獨(dú)立思考，獨(dú)立工作能力方面獲得培養(yǎng)與提高。 4. 本課題的基本內(nèi)容 通過網(wǎng)上和市場(chǎng)產(chǎn)品調(diào)查，滿足社會(huì)的需求及生產(chǎn)要求上，在合理的方向上進(jìn)行塑料模具的設(shè)計(jì)并且熟練地掌握手工和電腦繪圖，達(dá)到產(chǎn)品的要求。合理編制模具零件的制造工藝。設(shè)計(jì)圖樣要求符合最新制圖標(biāo)準(zhǔn)，表達(dá)完整，布局合理。內(nèi)容主要包括： 1. 塑料成型工藝（原材料，結(jié)構(gòu)和尺寸）分析 2. 計(jì)算塑料的體積和重量包括注塑機(jī)型號(hào) 3. 塑料注塑工藝的參數(shù)確定 4. 注塑模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇分型面，確定型腔數(shù)量和排列方式，澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成型零件結(jié)構(gòu)尺寸等 5. 模具設(shè)計(jì)的有關(guān)計(jì)算包含注塑機(jī)有關(guān)參數(shù)的校核等 5. 可行性分析 該課題要求根據(jù)給定的制件二維圖，完成基于CAD技術(shù)的注塑模具的設(shè)計(jì)，重點(diǎn)為注射加工方法、模具的結(jié)構(gòu)及模具零件的設(shè)計(jì)，用Pro/E軟件對(duì)制件完成三維造型、干涉檢查、質(zhì)量計(jì)算，然后用Pro/E的Manufacture\Mold模塊進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，包括流道及冷卻水道設(shè)計(jì)。通過本課題的研究與設(shè)計(jì)，我了解了工藝工裝設(shè)計(jì)的全過程，學(xué)會(huì)綜合應(yīng)用所學(xué)的機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、制造工藝學(xué)等知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，拓寬了在沖壓零件的工藝與模具設(shè)計(jì)方面的知識(shí)，進(jìn)一步熟悉了proE軟件，提高了綜合工程素質(zhì)，培養(yǎng)了我自學(xué)、勇于實(shí)踐、開拓創(chuàng)新的精神。由于這是我們初次接觸模具的相關(guān)知識(shí)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的模具設(shè)計(jì)存在一些考慮不周到不完善的地方，希望各位老師給予寶貴的意見與指導(dǎo)。 6. 已具備試驗(yàn)條件 課題所需的實(shí)驗(yàn)條件已具備，譬如現(xiàn)在已經(jīng)熟練掌握proE、CAD、cero軟件。在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下搭建軟件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，對(duì)局部模塊進(jìn)行三維二維圖形的繪制，最后完成整體構(gòu)圖，完成各個(gè)零件圖，裝配圖。 總之，目前理論條件和實(shí)驗(yàn)條件都成熟，完全有可能完成課題。 參考文獻(xiàn) [1] 王衛(wèi)兵,宋欣.可編程序控制器原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009 [2] 任雙艷.S7-300/400 PLC原理與實(shí)用開發(fā)指南[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社， 2008 [3] 崔堅(jiān).S7可編程序控制器:STEP7編程指南[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010 [4] 張建國.電氣控制技術(shù)(第2版)[M].大連：大連理工大學(xué)出版社，2008 [5] Y·P·Huang and J·S·Wang. Envelope pulsed ultrasonic distance measurement system based upon amplitude modulation and phase modulation.Review Of Scientific Instruments,2007 [6] 李和平 肖根福 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)綜述 2006年 27卷 02M期n [7] 宋滿倉 模具制造工藝 電子工業(yè)出版社 2010 （130-252） n [8] 王國中 注塑模具CAD/CAE/CAM技術(shù) 北京理工大學(xué)出版社 1998 （5-16） n [9] 王至堯 單忠德 快速原型技術(shù)及其在模具中的應(yīng)用 2002（11） n [10] 蔣桂芝, 王麗. 我國模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)[J]. 機(jī)電產(chǎn)品開 發(fā)與創(chuàng)新 , 2008,(04) [11] 張文華,馮小軍.美國自動(dòng)噴水滅火系統(tǒng)的新技術(shù)[J].消防技術(shù)與產(chǎn)品信息 2004 [12] 徐德,孫同景.可編程控制器PLC應(yīng)用技術(shù)[M].濟(jì)南:山東科學(xué)技術(shù)出版 社,2001 [13] 廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005 [14] 王兆義.可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004 [15] 陳立定.電氣控制與可編程序控制器的原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版 社，2004 6