畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-基于UGCAD系統(tǒng)上的扇葉注塑模具設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)基于UG/CAD系統(tǒng)上的扇葉注塑模具設(shè)計(jì)PlasticInjectionMoldintegrationDesigninUG/CADforFanblade系別：機(jī)電工程系專業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師姓名、職稱：完成日期2012年4月1日吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告選題風(fēng)扇扇葉模具設(shè)計(jì)及數(shù)控加工院系機(jī)電工程系專業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名指導(dǎo)教師吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書3本選題的意義及國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r：模具制造是制造業(yè)的基礎(chǔ)，電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電等產(chǎn)品80%的零件都要依靠模具成型?！笆濉逼陂g，我國模具企業(yè)得到快速增長，年均增速達(dá)20。2005年中國模具行業(yè)模具銷售額610億元，比上年增長25，加上20多億美元的進(jìn)口份額，2005年中國模具市場容量已達(dá)800億元左右。隨著近年來中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的增長，有著“工業(yè)之母”美譽(yù)的模具行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，特別是中國汽車工業(yè)“井噴”式的發(fā)展，為模具行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇。中國的模具企業(yè)不但為國內(nèi)工業(yè)的發(fā)展提供模具，而且大量模具實(shí)現(xiàn)出口，2010年中國模具業(yè)市場份額達(dá)到1200億元。當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下，用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價(jià)格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展和趨勢是非常明顯的。1.模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化、精密化模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔（如塑封模已達(dá)到一模幾百腔）使得模具日趨大型化。隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求（如多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高）精密模具精度已由原來的5um提高到23um，今后有些模具加工精度公差要求在1um一下，這就要求發(fā)展超精加工。2.多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展新型多功能復(fù)合模具是在多工位級(jí)進(jìn)模基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。一套多功能模具除了沖壓成型零件外，還可負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過這種多功能模具生產(chǎn)出來的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機(jī)、電器以及以表的鐵芯組件等。3.熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高支座的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。國外熱流道模具已經(jīng)有一半用上了熱流道技術(shù)，有的廠甚至已經(jīng)達(dá)到80%以上，效果十分明顯。國內(nèi)近幾年已開始推廣應(yīng)用，但總體還達(dá)不到10%，個(gè)別企業(yè)已達(dá)到20%-30%。制定熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。4.氣體輔助注射模具和適應(yīng)高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn)，可在保護(hù)產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書45.快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時(shí)代，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。6.模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制定統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種，發(fā)展和完善銷售網(wǎng)，保證供貨迅速。7.模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受重視在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之間，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。模具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)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。8.在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。，是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向?，F(xiàn)在全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)已經(jīng)基本承受。近年來模具CAD/CAM/CAE技術(shù)的硬件與軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是危機(jī)的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)及模具CAD/CAM/CAE創(chuàng)造了良好的條件。9.快速原型制造（RPM）技術(shù)得到更好的發(fā)展快速原型制造（RPM）技術(shù)是美國首先推出的。它伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光成形技術(shù)和新材料技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，是一種全新的制造技術(shù)，是基于新穎的離散/堆積（即材料累加）成形思想，根據(jù)零件CAD模型、快速自動(dòng)完成復(fù)雜的三維實(shí)體（原型）制造。RPM技術(shù)是集精密機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、NC技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學(xué)最新發(fā)展的高科技技術(shù)，被公認(rèn)是繼NC技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。10.高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別是對汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。11.模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用英國雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國200多家模具廠點(diǎn)得到應(yīng)用，取得良好效果。該系統(tǒng)提供了從模型或事物掃描到加工出期望的模型所需要的諸多功能，大大縮短了研制的制造周期。12.模具研磨拋光將向自動(dòng)化智能化方向發(fā)展模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對模具的使用壽命、之間外觀質(zhì)量等方面均有較大的英系那個(gè)，我國目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率低（約占整個(gè)模具制造周期的1/3)，而且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。13.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，國外已楚翔了模具自動(dòng)化加工系統(tǒng)。這也是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5模具制造是制造業(yè)的基礎(chǔ)，電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電等產(chǎn)品80%的零件都要依靠模具成型?！笆濉逼陂g，我國模具企業(yè)得到快速增長，年均增速達(dá)20。2005年中國模具行業(yè)模具銷售額610億元，比上年增長25，加上20多億美元的進(jìn)口份額，2005年中國模具市場容量已達(dá)800億元左右。隨著近年來中國經(jīng)濟(jì)持續(xù)穩(wěn)定的增長，有著“工業(yè)之母”美譽(yù)的模具行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，特別是中國汽車工業(yè)“井噴”式的發(fā)展，為模具行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了前所未有的機(jī)遇。中國的模具企業(yè)不但為國內(nèi)工業(yè)的發(fā)展提供模具，而且大量模具實(shí)現(xiàn)出口，2010年中國模具業(yè)市場份額達(dá)到1200億元。目前，我國模具大多集中在中低檔領(lǐng)域，技術(shù)水平和附加值偏低。據(jù)國際模協(xié)秘書長羅百輝介紹，我國制造業(yè)急需的精密、復(fù)雜沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等，仍然大量依靠進(jìn)口，模具產(chǎn)品的進(jìn)出口逆差超過10多億美元。雖然模具產(chǎn)業(yè)具有廣闊市場空間，但內(nèi)資企業(yè)自身存在種種問題以及外資壟斷產(chǎn)業(yè)利潤空間受擠壓，產(chǎn)業(yè)投資風(fēng)險(xiǎn)陡然上升。1.行業(yè)創(chuàng)新能力薄弱模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國目前共有生產(chǎn)模具的廠點(diǎn)約3萬多家，其中一半以上是自產(chǎn)自用的。同時(shí)，絕大部分都是小型企業(yè)，高級(jí)模具鉗工及企業(yè)掛管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視，因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少。民營企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術(shù)改造，致使科技進(jìn)步的步伐不大，進(jìn)步不快。開發(fā)能力弱，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中常處于被動(dòng)地位。我國每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合2萬美元左右，而模具工業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是20萬美元。由此而來的是我國模具企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差，大都微利，缺乏后勁。2.行業(yè)整體效率低下2006年我國模具進(jìn)口總額為20.47億美元，出口總額為10.41億美元，進(jìn)出口相抵后凈進(jìn)口為10.06億美元，為凈進(jìn)口額最大的國家。雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等方面的原因，引進(jìn)設(shè)備不配套、設(shè)備與配附件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好的解決。裝備水平低，帶來我國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。3.專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化程度低、協(xié)作差企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），專業(yè)模具廠也大多數(shù)是“大而全”、“小而全”的組織形式。國外模具企業(yè)大多是“小而?！?、“小而精”；國內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例只有30左右，國外在50以上。我國模具自產(chǎn)自配不足80，而國外70以上是商品模具。其中中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率不足60。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國家落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。國外先進(jìn)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70以上，國內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率只有45左右。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，特吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書6別是對模具制造周期有很大影響。4.模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進(jìn)水平長許多。生產(chǎn)水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度；工藝水平低主要表現(xiàn)之設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面。模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。5.與國際先進(jìn)水平比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后易被發(fā)現(xiàn)，管理落后易被忽視。國內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理模式。真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。與此同時(shí)，國際模具制造巨頭在中國投資設(shè)廠的新一輪擴(kuò)張正如火如荼。德國海拉吉林落戶；日本豐田模具天津設(shè)廠；芬蘭貝爾羅斯公司投資興建的深圳模具制造廠不久前正式投產(chǎn)，專為電信、保健、電子、汽車等行業(yè)提供高檔模具產(chǎn)品。外資大量獨(dú)自進(jìn)入，對提高我國自身的模具水平無任何幫助。外資企業(yè)擁有先進(jìn)的技術(shù)和資金實(shí)力，再利用中國的勞動(dòng)力和便宜的原材料，競爭優(yōu)勢不言而明，其一直占領(lǐng)的高端模具市場中國企業(yè)更加無法進(jìn)入，也就是說中資企業(yè)沒有機(jī)會(huì)提升檔次。中資企業(yè)最怕的是自身實(shí)力尚未增強(qiáng)，外資企業(yè)已對中國模具市場完成壟斷。國內(nèi)與出現(xiàn)了不少以低成本為主要競爭戰(zhàn)略的本地化零部件生產(chǎn)制造商，為了抗衡這來自內(nèi)外的雙重競爭壓力、繼續(xù)保持國內(nèi)行業(yè)的領(lǐng)先地位，模具企業(yè)必須有其明確的戰(zhàn)略定位。模具能力做為產(chǎn)品開發(fā)中的一部分，它需要提供核心產(chǎn)品模具設(shè)計(jì)制造、整體項(xiàng)目管理和產(chǎn)品設(shè)計(jì)支持的功能。圍繞戰(zhàn)略定位，首先，模具公司必須具備強(qiáng)大的模具設(shè)計(jì)能力和高效的生產(chǎn)制造能力，為“做強(qiáng)”的綜合競爭力打好扎實(shí)的基礎(chǔ)；其次，模具公司必須解決多品種、多數(shù)量的模具整包項(xiàng)目的整體開發(fā)問題，這就要求模具公司形成強(qiáng)大的項(xiàng)目管理能力；再次，模具公司必須為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)同步開發(fā)的并合工程提高支持，模具前期工程能力又顯得尤為重要。研究內(nèi)容：本課題為風(fēng)扇扇葉的模具設(shè)計(jì)與數(shù)控加工，要求材料為ABS，收縮值為1.005，該零件不透明，其形狀主要由非曲面構(gòu)成，具有良好的受力性能。精度要求高、材料耐熱、耐沖擊、耐磨、硬度高、耐腐蝕、拋光性能好；前模不容許燒焊。后模用于產(chǎn)品內(nèi)表面的成型，后模材料較硬，表面質(zhì)量一般情況下比前模要求低一些，因此選用和前模一樣的材料。研究方法、手段及步驟：模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。近些年來,隨著模具工業(yè)的飛速發(fā)展,CAD/CAM技術(shù)被逐漸。應(yīng)用于模具工業(yè),收到了良好的效果1針對所給塑件，用模具設(shè)計(jì)模塊實(shí)現(xiàn)模具型腔和型芯的設(shè)計(jì)，演示分模過程。并用分析成型件的合理性。進(jìn)行工藝分析,確定工藝方案,完成工藝設(shè)計(jì)。最后在此基礎(chǔ)上完成一套完整的模具設(shè)計(jì),繪制出模具的裝配圖和零件圖。所給塑件形狀尺寸比較小，應(yīng)進(jìn)行多腔設(shè)計(jì)，以降低成本，提高生產(chǎn)效率。加之每件件帶2個(gè)側(cè)抽芯，難度較大。大型三維軟件UG是世界上最先進(jìn)的CAD/CAM/CAE集成的高端軟件之一,綜合利用UGCAD/CAM和UGMoldWizard模塊設(shè)計(jì)注塑模具并且對其進(jìn)行數(shù)控編吉林大學(xué)珠海學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書7程,能夠大大提高模具設(shè)計(jì)及制造的效率和質(zhì)量。本文應(yīng)用UG的最新版本UGNX5.0,以吹風(fēng)機(jī)外殼為例,探討UG在模具設(shè)計(jì)、制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)CAD/CAM/CAE一體化的應(yīng)用。1分型前的準(zhǔn)備工作這個(gè)塑件由UG的建模模塊建立。手機(jī)中殼CAD模型是后續(xù)工作(分型處理,生成型芯、型腔及電極與導(dǎo)入U(xiǎn)GCAM模塊進(jìn)行數(shù)控加工等)的基礎(chǔ)。接下來要做的準(zhǔn)備工作是模具坐標(biāo)系的建立、確定產(chǎn)品的收縮率以及確定模具毛坯的大小等工作。2塑件的分型設(shè)計(jì)分型設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)必不可少的一個(gè)步驟。定義分型線、創(chuàng)建分型面、分離型芯和型腔等是注塑模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。分型設(shè)計(jì)的過程主要由以下三個(gè)步驟組成:2、抽取分型線3、創(chuàng)建并編輯分型面4、創(chuàng)建型芯和型腔3后續(xù)處理工作一套完整的注塑模具還需要模架做支撐,需要頂出機(jī)構(gòu)將塑件頂出模腔,需要抽芯機(jī)構(gòu)完成抽芯動(dòng)作,需要澆口套、定位圈等零件與注射機(jī)匹配,需要澆口、流道、冷卻系統(tǒng)所有的這些零部件的選用與設(shè)計(jì)構(gòu)成了注塑模具的后續(xù)處理工作。4模具的數(shù)控加工（1）型腔加工的工藝分析（2）刀具路徑的生成和仿真加工（3）設(shè)計(jì)電極（4）后置處理參考文獻(xiàn)：1劉勝國.我國沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展J黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào)，20072揚(yáng)玉英.使用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊