1807_鼠標上蓋注塑模的CADCAM
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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文1一、選題的依據(jù)及意義:光陰似箭,大學(xué)三年的學(xué)習(xí)一晃而過,為具體的檢驗這三年來的學(xué)習(xí)效果,綜合檢測理論在實際應(yīng)用中的能力,除了平時的考試、實驗測試外,更重要的是理論聯(lián)系實際,訓(xùn)練自己綜合運用機械和其他選修課程的基礎(chǔ)理論,并結(jié)合生產(chǎn)實際進行分析和解決工程實際問題的能力,鞏固、深化和擴展自己有關(guān)機械設(shè)計方面的知識。即此次設(shè)計的課題為鼠標上蓋注塑模 CAD/CAM.經(jīng)過這幾十年的發(fā)展,我國模具 CAD/CAM 有了長足的發(fā)展,模具 CAD/CAM 技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國企業(yè)。我國研制模具 CAD/CAM 軟件的開發(fā)水平也逐漸接近國外先進水平。在政府的大力支持下先后出現(xiàn)了一批先進的模具 CAD/CAM 示范企業(yè),高校和企業(yè)也培養(yǎng)了一大批模具 CAD/CAM 軟件開發(fā)及應(yīng)用人才。但總的來說,我國目前模具 CAD/CAM 軟件不管是從產(chǎn)品開發(fā)水平還是從商品化、市場化程度都與發(fā)達國家有不小的差距。模具 CAD/CAM 技術(shù)水平還處于向高技術(shù)集成和向產(chǎn)業(yè)化商品化過渡的時期,研制的軟件在可靠性和穩(wěn)定性方面與國外工業(yè)發(fā)達國家的軟件尚有一些差距,還沒有針對性的軟件,使用一般都是通用性軟件。但是我們不但要看清我們的劣勢,也要看到我們的優(yōu)勢。與國外軟件相比我們的優(yōu)勢是:了解本國市場,便于提供技術(shù)支持,相對價格便宜等。另外,我們有政府的大力支持,各大高校也為 CAD 軟件的開發(fā)培養(yǎng)了大批的人才。在這些前提下,我國模具 CAD/CAM 產(chǎn)業(yè)不僅要緊跟時代潮流,跟蹤國際最新動態(tài),遵守各種國際規(guī)范,形成自己獨特的優(yōu)勢,更要立足國內(nèi),結(jié)合國情,面向國內(nèi)經(jīng)濟建設(shè)的需要,開發(fā)出有自己特色,符合中國人習(xí)慣的 CAD/CAM 軟件。在現(xiàn)代機械制造業(yè)中,模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟中的基礎(chǔ)工業(yè),許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),在很大程度上依賴于模具制造技術(shù),特別是在汽車、輕工、電子和航天等行業(yè)中尤顯重要。模具制造能力的強弱和模具制造水平的高低,已經(jīng)成為衡量一個國家機械制造技術(shù)水平的重要標志之一,直接影響著國民經(jīng)濟中許多部門的發(fā)展。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,它是計算機技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個新的飛躍。CAD/CAM 技術(shù)的迅猛發(fā)展,軟件、硬件水平的進一步完善,為模具工業(yè)提供了強有力的技術(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。在注塑模具方面,2006 年,注塑模具比例進一步上升,熱流道模具和氣輔模具水平進一步提高,注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)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達到 2 微米。在 CAD/CAM 技術(shù)得到南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文2普及的同時,CAE 技術(shù)應(yīng)用越來越廣,CAD/CAM/CAE 一體化得到發(fā)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。本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于生活,應(yīng)用廣泛,但成型難度大,模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,對模具工作人員是一個很好的考驗。它能加強對塑料模具成型原理的理解,同時鍛煉對塑料成型模具的設(shè)計和制造能力。本次設(shè)計以鼠標上蓋模具為主線,綜合了成型工藝分析,模具結(jié)構(gòu)設(shè)計,最后到模具零件的加工方法,模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)以致用的效果。在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般方法、步驟,模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當中來,所謂學(xué)以致用。同時在畢業(yè)設(shè)計的實踐中對自己進行設(shè)計基本技能的訓(xùn)練,培養(yǎng)自己查閱和使用標準、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力,在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外,同時引用了CAD、Mastercam 等技術(shù),使用 Office 軟件,力求達到減小勞動強度,提高工作效率的目的。二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(含文獻綜述):1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位 模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備,它的作用是控制和限制材料(固態(tài)或液態(tài))的流動,使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,材料消耗低,生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),是國際上公認的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志,它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。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè),正日益受到人們的關(guān)注。早在 1989 年 3 月中國政府頒布的《關(guān)于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中,將模具列為機械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分,又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機械,電子,輕工,汽車,紡織,航空,航天等工業(yè)領(lǐng)域里,日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備,它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中 60%~90%的產(chǎn)品的零件,組件和部件的生產(chǎn)加工。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上,僅以汽車,摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車,摩托車行業(yè)是模具最大的市場,在工業(yè)發(fā)達的國家,這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)之一,汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件,經(jīng)濟型轎車和重型汽車,汽車模具作為發(fā)展重點,已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加,2005 年將達到 170 種。一個型號的南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文3汽車所需模具達幾千副,價值上億元。為了適應(yīng)市場的需求,汽車將不斷換型,汽車換型時約有 80%的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一,據(jù)統(tǒng)計,中國摩托車共有 14 種排量 80 多個車型,1000 多個型號。單輛摩托車約有零件 2000 種,共計 5000 多個,其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需 1000 副模具,總價值為 1000 多萬元。其他行業(yè),如電子及通訊,家電,建筑等,也存在巨大的模具市場。目前世界模具市場供不應(yīng)求,模具的主要出口國是美國,日本,法國,瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少,但中國模具鉗工技術(shù)水平高,勞動成本低,只要配備一些先進的數(shù)控制模設(shè)備,提高模具加工質(zhì)量,縮短生產(chǎn)周期,溝通外貿(mào)渠道,模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù),提高模具技術(shù)水平,對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別重要的意義。1.2 各種模具的分類和占有量模具主要類型有:沖模,鍛摸,塑料模,壓鑄模,粉末冶金模,玻璃模,橡膠模,陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模,因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。(1)沖模:沖模是對金屬板材進行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的 50%以上。按工藝性質(zhì)的不同,沖??煞譃槁淞夏#瑳_孔模,切口模,切邊模,彎曲模,卷邊模,拉深模,校平模,翻孔模,翻邊模,縮口模,壓印模,脹形模。按組合工序不同,沖模分為單工序模,復(fù)合模,連續(xù)模。(2)鍛模:鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同,鍛模分為錘用鍛模,螺旋壓力機鍛模,熱模鍛壓力鍛模,平鍛機用鍛模,水壓機用鍛模,高速錘用鍛模,擺動碾壓機用鍛模,輥鍛機用鍛模,楔橫軋機用鍛模等。按工藝用途不同,鍛模可分為預(yù)鍛模具,擠壓模具,精鍛模具,等溫模具,超塑性模具等。(3)塑料模:塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的 35%,而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模,擠塑模,注射模,此外還有擠出成型模,泡沫塑料的發(fā)泡成型模,低發(fā)泡注射成型模,吹塑模等。(4)壓鑄模:壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備,壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型,在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6%。(5)粉末冶金模:粉末冶金模用于粉末成型,按成型工藝分類粉末冶金模有:壓模,精整模,復(fù)壓模,熱壓模,粉漿澆注模,松裝燒結(jié)模等。南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文4模具所涉及的工藝繁多,包括機械設(shè)計制造,塑料,橡膠加工,金屬材料,鑄造(凝固理論),塑性加工,玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè),是一個多學(xué)科的綜合,其復(fù)雜程度顯而易見。1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀自 20 世紀 80 年代以來,我國的經(jīng)濟逐漸起飛,也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20 世紀 90 年代以后,大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速,模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990 年僅 60 億元人民幣,1994 年增長到 130 億元人民幣,1999 年已達到 245 億元人民幣,2000 年增至 260~270 億元人民幣。今后預(yù)計每年仍會以 10℅~15℅的速度快速增長。 目前,我國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點,從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外,其他所有制形式的模具廠家,包括集體企業(yè),合資企業(yè),獨資企業(yè)和私營企業(yè)等,都得到了快速發(fā)展。其中,集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如,浙江寧波和黃巖地區(qū),從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達數(shù)千家,成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東,一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力,紛紛加入了對模具制造的投入。例如,科龍,美的,康佳和威力等知名集團都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達地區(qū),現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中,企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二,作為商品銷售的約占三分之一。其中,沖壓模具約占 50℅(中國臺灣:40℅),塑料模具約占 33℅(中國臺灣:48℅),壓鑄模具約占 6℅(中國臺灣:5℅),其他各類模具約占 11(中國臺灣:7℅)。中國臺灣模具產(chǎn)業(yè)的成長,分為萌芽期(1961——1981),成長期(1981——1991),成熟期(1991——2001)三個階段。萌芽期,工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進。由于紡織,電子,電氣,電機和機械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺,連帶使得模具制造,維修業(yè)者和周邊廠商(如熱處理產(chǎn)業(yè)等)逐年增加。在此階段的模具包括:一般民生用品模具,鑄造用模具,鍛造用模具,木模,玻璃,陶瓷用模具,以及橡膠模具等。1981 年——1991 年是臺灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯,自 1982 年起,臺灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”,大力推動模具工業(yè)的發(fā)展,以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文5策略,全力發(fā)展整體經(jīng)濟。隨著民生工業(yè),機械五金業(yè),汽機車及家電業(yè)發(fā)展,沖壓模具與塑料模具,逐漸形成臺灣模具工業(yè)兩大主流。從 1985 年起,模具產(chǎn)業(yè)已在推行計算機輔助模具設(shè)計和制造等 CAD/CAM 技術(shù),所以臺灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT 技術(shù)的時間相當早。成熟期,在國際化,自由化和國際分工的潮流下,1994 年,1998 年,由臺灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計劃”,以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸,并支持產(chǎn)業(yè)升級,朝向開發(fā)高附加值與進口依賴高的模具。1997 年 11 月間臺灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實力,獲得世界模具協(xié)會(ISTMA)認同獲準入會,正式成為世界模具協(xié)會會員,。整體而言,臺灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展,隨著機械性能,加工技術(shù),檢測能力的提升,以及計算機輔助設(shè)計,臺灣模具廠商供應(yīng)對象已由傳統(tǒng)的民用家電,五金業(yè)和汽機車運輸工具業(yè),提升到計算機與電子,通信與光電等精密模具,并發(fā)展出汽機車用大型鈑金沖壓,大型塑料射出及精密鍛造等模具。1.4 國外 CAD/CAM 發(fā)展及應(yīng)用狀況1.4.1 Unigraphics(UG)UG 起源于美國麥道(MD)公司的產(chǎn)品,1991 年 11 月并入美國通用汽車公司 EDS 分部。UG 由其獨立子公司 UnigraphicsSolutions 開發(fā),是一個集 CAD/CAM/CAE 于一體的機械工程輔助系統(tǒng),適用于航空、航天、汽車、通用機械以及模具等的設(shè)計、分析及制造工程。UG 是將優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實體、線框和表面功能結(jié)合在一起,還提供了二次開發(fā)工具 GRIP、UFUNG、ITK,允許用戶擴展 UG 的功能。1.4.2 AutoCADAutoCAD 是美國 Autodesk 公司開發(fā)的一個具有交互式和強大二維功能的繪圖軟件,如二維繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標注以及二次開發(fā)等功能,同時有部分三維功能。AutoCAD 軟件是目前世界上應(yīng)用最廣的 CAD 軟件,占整個CAD/CAE/CAM 軟件市場的 37%左右,在中國二維繪圖 CAD 軟件市場占有絕對優(yōu)勢。1.4.3 MDT(MechanicalDesktop)MDT 是 Autodesk 公司在基于參數(shù)化特征實體造型和曲面造型的 CAD/CAM 軟件,它以三維設(shè)計為基礎(chǔ),集設(shè)計、分析、制造以及文檔管理等多種功能為一體,為用戶提供了從設(shè)計到制造一體化的解決方案。據(jù)稱目前已經(jīng)裝機 2 萬余套,國內(nèi)已銷售近千套。1.4.4 SolidWorksSolidWorks 是由美國 SolidWorks 公司于 1995 年 11 月研制開發(fā)的基于 Windows南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文6平臺的全參數(shù)化特征造型的軟件,SolidWorks 是世界各地用戶廣泛使用,富有技術(shù)創(chuàng)新的軟件系統(tǒng),已經(jīng)成為三維機械設(shè)計軟件的標準。它可以十分方便地實現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖。圖形界面友好,用戶易學(xué)易用。SolidWorks 軟件于 1996 年 8 月由生信國際有限公司正式引入中國以來,在機械行業(yè)獲得普遍應(yīng)用,目前用戶已經(jīng)擴大到三十多萬個單位。1.4.5 Pro/EngineerPro/Engineer 是美國參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation 簡稱PTC)的產(chǎn)品,于 1988 年問世。Pro/E 具有先進的參數(shù)化設(shè)計、基于特征設(shè)計的實體造型和便于移植設(shè)計思想的特點,該軟件用戶界面友好,符合工程技術(shù)人員的機械設(shè)計思想。Pro/Engineer 整個系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的完備的數(shù)據(jù)庫以及完整而多樣的模型上,由于它有二十多個模塊供用戶選擇,故能將整個設(shè)計和生產(chǎn)過程集成在一起。在最近幾年 Pro/E 已成為三維機械設(shè)計領(lǐng)域里最富有魅力的軟件,在中國模具工廠得到了非常廣泛的應(yīng)用。2.4.1 CAD/CAM 在國外企業(yè)中的應(yīng)用汽車工業(yè)代表著一個國家機械制造業(yè)發(fā)展的水平,一直是 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用的先鋒和大戶。下面就以汽車工業(yè)為例,說明國內(nèi)外機械 CAD/CAM 技術(shù)的應(yīng)用狀況。 國際上,美國福特汽車公司在 CAD/CAM 技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。早在 80 年代初,福特公司就著手 CAD/CAM 系統(tǒng)的規(guī)劃,建成了以工作站為主體的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng);1985 年已經(jīng)有一半以上的產(chǎn)品設(shè)計工作使用圖形終端實現(xiàn);1986 年新開發(fā)的TAURUS 和 SABLE 轎車,大約 70%的外板件采用 CAD/CAM;90 年代初全面實行產(chǎn)品開發(fā)的 CAD/CAM,應(yīng)用率可達 100%。福特公司 1990 年工作站已達 2000 臺,以 FGS 工作站(約占 70%)和 CV 工作臺(約占 18%)為主,其應(yīng)用軟件主要為自行開發(fā)的 PDGS和 CAD/CAM。1993 年以后,福特汽車公司提出了 C3P(CAD/CAE/CAM M)概念,并決定今后將采用 I-DEAS 軟件作為其主流核心軟件。日本三菱汽車公司 1960 年從沖模的 NC 數(shù)控加工著手,以 CAD/CAE/CAM 為動力,對從設(shè)計到制作的各項工程踏踏實實地進行了改革,至今,已形成了從車型款式設(shè)計到車身組裝的新車型開發(fā)的完整的 CAD/CAE/CAM 系統(tǒng)。 法國雷諾汽車公司應(yīng)用 Euclid 軟件作為 CAD/CAM 的主導(dǎo)軟件,目前已有 95%的設(shè)計工作量用該軟件完成,并開發(fā)出很多適合汽車工業(yè)需求的模塊,如用于干涉檢查的 Megavision,用于鈑金成形分析的 OPTRIS 等。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文7德國各大汽車公司普遍采用 CATIA 作為其 CAD/CAM 系統(tǒng)的主導(dǎo)軟件。1994 年,德國大眾集團決定用 CATIA 和 Pro/Engineer 作為其將來開發(fā)新車型的主導(dǎo) CAD 系統(tǒng)。1.5 模具工業(yè)標準件結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀模具標準件是模具的重要組成部分,是模具基礎(chǔ)。它對縮短模具設(shè)計制造周期、降低模具生產(chǎn)成本、提高模具質(zhì)量都具有十分重要的技術(shù)經(jīng)濟意義。國外工業(yè)發(fā)達國家的經(jīng)驗證明,模具標準件的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng),極大地促進了模具工業(yè)的發(fā)展。據(jù)國外資料介紹,廣泛應(yīng)用標準件可縮短設(shè)計制造周期達 25-40%;可節(jié)約由于使用者自制標準件所造成的社會工時,減少原材料及能源的浪費;可為模具CAD/CAM 等現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ);可顯著提高模具的制造精度和使用性能。通常采用專業(yè)化生產(chǎn)的標準件比自制標準件其配合精度和位置精度將至少提高一個數(shù)量級,并可保證互換性,提高模具的使用壽命,進而促進行業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟體制、經(jīng)營機制以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)管理方面的改革,實現(xiàn)專業(yè)化和規(guī)模化生產(chǎn),并帶動模具標準件商品市場的形成與發(fā)展??梢哉f沒有模具標準件的專業(yè)化和商品化,就沒有模具工業(yè)的現(xiàn)代化。近年來隨著我國模具工業(yè)的迅猛發(fā)展,模具零件的標準化、專業(yè)化和商品化工作,已具有較高的水平,取得了長足的進步。自 1983 年全國模具標準化技術(shù)委員會成立以來,組織專家對模具標準進行制定、修訂和審查,共發(fā)布了90 多項標準,其中沖模標準 22 項、塑料模標準 20 余項。這些標準的發(fā)布、實施,推動了模具行業(yè)的技術(shù)進步和發(fā)展,產(chǎn)生了很大的社會效益和經(jīng)濟效益。模標準件的研究、開發(fā)和生產(chǎn)正在全面深入展開,無論是產(chǎn)品類型、品種、規(guī)格,還是產(chǎn)品的技術(shù)性能和質(zhì)量水平都有明顯的提高。 西安解放軍 1001 模具標準件研究所開發(fā)研制含油導(dǎo)板和導(dǎo)套、球鎖式快換凸模和固定板、斜楔裝置和零部件、高檔塑料模標準件;昆山精密模具導(dǎo)向件有限公司生產(chǎn)的精密導(dǎo)向件;廣州東華模具推桿廠生產(chǎn)的氮化推桿;渭河工模具總廠生產(chǎn)的沖壓模架;福州東方模具公司生產(chǎn)的獨立導(dǎo)柱;深圳南方模具廠生產(chǎn)的注塑模架;上??死蕦幖夹g(shù)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的熱流道系列產(chǎn)品等等。其中有的已達到國內(nèi)先進水平,有的正在接近或達到國際水平,填補了國內(nèi)空白。 但是,必須清醒地看到,目前我國模具的標準化程度和應(yīng)用水平還比較低,樂觀地估計不足 30%,與國外工業(yè)發(fā)達國家(70-80%)相比,尚有較大的差距?,F(xiàn)在生產(chǎn)銷售廠家雖然逐年增加,但大多數(shù)是規(guī)模小、設(shè)備陳舊、工藝落后、成本高、效益低。只有普通中小型標準沖模模架和塑料模模架、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、模具彈簧、氣動元件等產(chǎn)品,商品化程度較高,可基本滿足國內(nèi)市場的需求,并有部分出口。而那些技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)先進、性能優(yōu)異、質(zhì)量上乘、更換便捷的具有個性化南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文8的產(chǎn)品,如球鎖式快換凸模及固定板、固體潤滑導(dǎo)板和導(dǎo)套、斜楔機構(gòu)及其零部件,高檔塑料模具標準件和氮氣彈簧等在國內(nèi)的生產(chǎn)廠家甚少,且由于資金缺乏,技改項目難以實施,生產(chǎn)效率低,交貨周期長,供需矛盾日益突出。因此,每年尚需從國外進口相當數(shù)量的模具標準件,其費用約占年模具進口額的 3-8%。國產(chǎn)模具標準件在技術(shù)標準、科技開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量等方面,還存在不少問題。諸如,產(chǎn)品標準混亂,功能元件少且技術(shù)含量低,適用性差;技改力度小、設(shè)備陳舊、工藝落后、專業(yè)化水平低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定;專業(yè)人才缺乏,管理跟不上、生產(chǎn)效率低、交貨周期長;生產(chǎn)銷售網(wǎng)點分布不均,經(jīng)營品種規(guī)格少,供應(yīng)不足;某些單位為了爭奪市場,不講質(zhì)量,以次充好,偽劣商品充斥市場。還有不計成本、盲目降價、擾亂市場的現(xiàn)象,是需要認真研究,丞待解決的。當然,我們更應(yīng)當看到,隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,模具市場的總趨勢是平穩(wěn)向上的。汽車、摩托車行業(yè)是模具的最大市場。家用電器、電子通信、建筑器材、儀器儀表、塑料橡膠等行業(yè)也有相當可觀的模具市場。因此,模具標準件的應(yīng)用必將日益廣泛。在今后的市場經(jīng)濟中模具標準件必將成為一種十分活躍而又高速發(fā)展的產(chǎn)品。從長遠發(fā)展的角度看,我國模具工業(yè)必將伴隨著知識經(jīng)濟時代的來臨而發(fā)生深刻的變革,模具結(jié)構(gòu)的典型化、零部件的標準化、標準化的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng),也是今后發(fā)展的必然趨勢。因而深信模具標準件行業(yè)的發(fā)展前景是非常樂觀而美好的。 模具標準化程度和應(yīng)用水平是衡量模具工業(yè)水平的重要標志。在我國即將加入世界貿(mào)易組織(WTO)的今天,模具標準件行業(yè)的生存與發(fā)展正面臨著嚴重的挑戰(zhàn)。但只要我們團結(jié)一致,同心同德,正視現(xiàn)實,加快改革,抓住機遇,迎接挑戰(zhàn),在競爭中求生存,依*科技進步求發(fā)展,深信在不久的將來,我國模具標準件行業(yè)將會發(fā)生根本性變革,迎來更加美好的明天。1.6 我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步,部分模具已達到國際先進水平,但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要,每年仍需進口 10 多億美元的各類大型,精密,復(fù)雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比,在模具技術(shù)上仍有不小的差距。隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展,今后,我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進行不斷的技術(shù)創(chuàng)新,以縮小與國際先進水平的距離。(1) 模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)是模具設(shè)計、制造技術(shù)的發(fā)展方向,模具和工件的檢測數(shù)字、模具軟件功能集成化、模具設(shè)計、分析及制造的三維化、模具產(chǎn)業(yè)的逆向工程以及模具軟件應(yīng)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文9用的網(wǎng)絡(luò)化是主趨勢新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計模具,所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析、模具可制造性評價和數(shù)控加工、成形過程模擬(CAE)及信息的管理與共享。值得強調(diào)的是,模具數(shù)字化不是孤立的計算機輔助功能或數(shù)控技術(shù)的集合,其關(guān)鍵是它們與人工智能的有機集成,不僅可以整理知識、保存知識,還可以挖掘知識、繁衍知識。新一代的模具數(shù)字化將是一個集工程師的智慧和經(jīng)驗、計算機的硬件和軟件、數(shù)值模擬和數(shù)控技術(shù)、工藝及工程管理為一體的模具優(yōu)化的開發(fā)、設(shè)計和認證的系統(tǒng)工程。(2) 模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展 精密數(shù)控電火花加工機床(電火花成形機床、快走絲線切割和慢走絲線切割機床)不斷在加工效率、精度和復(fù)合加工上取得突破,國外已經(jīng)將電火花銑削用于模具加工。加工精度誤差小于 1μm 的超精加工技術(shù)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。國外近年來發(fā)展的高速銑削技術(shù)和機床(HSM)開始在國內(nèi)應(yīng)用,將大幅提高加工效率。模具拋光的自動化、智能化也是發(fā)展趨勢之一,日本已研制了數(shù)控研磨機,可實現(xiàn)三維曲面模具的自動化研磨拋光。此外,特種研磨方法如擠壓研磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光也應(yīng)是發(fā)展趨勢。其他方面,如采用氮氣彈簧壓邊、卸料、快速換模技術(shù)、沖壓單元組合技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等。(3) 快速經(jīng)濟制模技術(shù)得到應(yīng)用 快速制模主要從以下四方面加快制模速度:一是提高加工速度(如高速銑削);二是基于快速原型的快速制模技術(shù);三是選擇易切削模具材料(如鋁合金)來加快制模速度;四是采用復(fù)合加工、多軸加工提高加工效率??焖僭椭圃旒夹g(shù)(RPM)被公認為是繼數(shù)控(NC)技術(shù)之后的一次技術(shù)革命,基于快速原型的快速制模技術(shù)是現(xiàn)在和未來的一個熱點。此外表面成形制模技術(shù)、澆鑄成型制模技術(shù)、冷擠壓及超塑性成形制模技術(shù)、無模多點成形技術(shù)和 KEVRON 鋼帶沖裁落料制模術(shù)也在蓬勃發(fā)展。(4) 特種加工技術(shù)有了進一步的發(fā)展 電火花加工向著精密化、微細化方向發(fā)展。在簡化電極準備、簡化編程和操作、提高加工速度以及不斷降低設(shè)備制造成本上也做了大量研究和實踐。在其他機械特種加工(如磨料流動加工、噴水加工、低應(yīng)力磨削、超聲波加工等)和特種加工(如電子束加工、電火花磨削、激光加工、等離子束加工等已經(jīng)進入實用階段,在各自的特殊加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。(5) 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文10隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展,國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)。這也應(yīng)是中國的長遠發(fā)展目標。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征:多臺機床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機具、刀具數(shù)控庫;有完整的數(shù)控系統(tǒng)同步系統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。(6) 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 在模具材料方面,一大批專用于不同成形工藝的模具材料相繼問世并投入使用。在模具表面處理方面,其主要趨勢是:由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲(如TD 法)發(fā)展;由一般擴散向 CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展;同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外,目前激光強化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍(刷鍍)防腐強化等技術(shù)也日益受到重視。(7) 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同 由于車輛和電機等產(chǎn)品向輕量 化發(fā)展,許多輕型材料和輕型結(jié)構(gòu)用于汽車業(yè),如以鋁代鋼,非全密度成形,高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采用使得生產(chǎn)成形和加工工藝發(fā)生了根本變革,相應(yīng)地出現(xiàn)了液態(tài)(半固態(tài))擠壓模具及粉末鍛模、沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成型技術(shù)等。另一方面,隨著先進制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高,在模具行業(yè)出現(xiàn) 了一些新的設(shè)計、生產(chǎn)、管理理念與模式。主要有:適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點的柔性制造技術(shù);創(chuàng)造最佳管理和效益的精益生產(chǎn);提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)模式;模具標準件的日漸廣泛應(yīng)用(模具標準化及模具標準件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期,且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本);廣泛采用標準件、通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式;適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計與制造等。三、研究內(nèi)容及實驗方案: 1. 分析鼠標塑件以及塑件成型工藝和過程。2. 設(shè)計鼠標塑件圖,利用注塑成型原理對鼠標塑件進行成型分析,并設(shè)計和繪制注塑模模具裝配圖及型腔、型芯等部分零件圖。3. 利用 Mastercam 軟件對模具型腔、型芯進行三維曲面造型與數(shù)控仿真加工,同時生成數(shù)控加工程序。4 . 設(shè)計過程可利用計算機模擬加工檢驗四、目標、主要特色及工作進度1.目標南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文11通過設(shè)計并繪制注塑模裝配圖及模腔、模芯零件圖并用 Mastercam 軟件對模具進行 CAD 造型及生成數(shù)控加工程序,系統(tǒng)的把大學(xué)里的機械制圖、機械設(shè)計、機械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識復(fù)習(xí)應(yīng)用到實際設(shè)計和生產(chǎn)中去,加強對機械制造、加工的工藝系統(tǒng)、全面的理解,達到學(xué)習(xí)的目的。提高自己的動手創(chuàng)新能力,掌握造型軟件,明確模具的一般工作原理、制造、加工工藝。鍛煉自己的自主能力和查閱資料的能力,以此提高自己的綜合素質(zhì)來適應(yīng)社會發(fā)展的需求。2.主要特色⑴模具通用簡單、制造成本較低。⑵注射成型工藝可由機床按照一定程序完成,便于實現(xiàn)自動化,生產(chǎn)效率高,適于大批大量生產(chǎn)。⑶注射一般可一次成形,減少了制品再加工程序。⑷注射成形后的廢品及廢料可以重新加熱注射,節(jié)約材料。⑸操作易于掌握,不需要等級較高的技術(shù)操作。3.工作進度[1]查閱資料,英文資料翻譯(6000 字符) ,撰寫開題報告(2 周)1 月 23 日~2 月 6 日 [2]設(shè)計并繪制鼠標上蓋塑件圖 (1 周)2 月 7 日~2 月 14 日[3] 設(shè)計并繪制模具型腔、型芯零件圖 (4 周)2 月 14 日~3 月 10 日[4] 設(shè)計并繪制鼠標上蓋注塑模裝配圖 (2 周)3 月 11 日~3 月 24 日 [5] 熟練掌握 Mastercam 軟件的應(yīng)用并進行曲面造型設(shè)計 (3 周)3 月 25 日~4 月 16 日[6] 利用 Mastercam 軟件生成模具型面數(shù)控加工程序 (1.5 周)4 月 17 日~4 月 30 日 [7] 編寫設(shè)計計算說明書(畢業(yè)論文)一份 (1.5 周)5 月 01 日~5 月 11 日 [8] 畢業(yè)設(shè)計審查、畢業(yè)答辯 (2 周)5 月 14 日~ 6 月 2 日南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文12五、參考文獻[1] 鄧明等.現(xiàn)代模具制造技術(shù)北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005,1-294[2] 肖祥芷,李德群等. CAD 在模具設(shè)計中的應(yīng)用.北京:科學(xué)出版社 1993:51-152[3]. 孫江宏. Mastercam CAD/CAM 實用教程.北京:科學(xué)出版社,2002.3[4]. 彭建聲. 模具技術(shù)問答. 機械工業(yè)出版社,2003[5]. 伊啟中. 模具 CAD/CAM. 機械工業(yè)出版社,2001[6] 成大先主編,機械設(shè)計手冊 第 3 卷,化學(xué)工業(yè)出版社,2002 年 1 月.[7] 徐 灝主編,機械設(shè)計手冊 第 4 卷,機械工業(yè)出版社,1993 年 8 月. [8] Н·С·阿切爾康,機械制造者手冊,機械工業(yè)出版社,1965 年[9]. 黎漢明. 數(shù)控編程—Mastercam8.0 實用教程.北京:人民郵電出版社,2000[10] 李德群等. 對開展模具 CAD/CAE/CAM 的認識. 模具工業(yè),1992,9(7):58 -65、[11] 《塑料成型工藝與模具設(shè)計》屈華昌 主編,機械工業(yè)出版社,1996.4;[12]《塑料模具設(shè)計》 ,朱光力 萬金寶 等 編著,清華大學(xué)出版社,[13]. Hallum, Diane L. Fundamentals of injection molding Manufacturing Engineering v 118 n 6 Jun 1997. p 68, 70-72
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