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1一、选题的依据及意义：模具是工业生产的基础工艺装备，被称为"工业之母"。75%的粗加工工业产品零件、50%的精加工零件由模具成型，模具涉及机械、航空和航天、汽车等行业。同时，以高分子为代表的新兴材料技术得到发展，这就促进了塑料模的发展，其中以注塑模为代表。波音787用的复合材料达到50%，空客A350的复合材料预计达到52%。在波音787飞机中，塑料件得到了全面应用，机身和机翼用增强塑料制成，机身和机翼采用高强度塑料和碳纤维，方向舵和尾翼用增强塑料制造。随着模具工业信息化的发展，美国UGS公司研制针对塑料注射模设计系统MoldWizard软件。模具工业和数字化设计和制造代表了现代工程的发展方向。我选这个与注塑模具相关的CAD/CAM的课题的目的就是努力适应这种发展趋势。希望通过这次的毕业设计机会能够了解到与数字化的产品设计制造相关的理论知识和技能。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：2.1国内注塑模及其数字化发展的概况和趋势我国塑料模工业从起步到现在，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已即能生产大型模具、多型腔小模数齿轮模具，还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等。注塑模型腔制造精度可达0.02mm～0.05mm，表面粗糙度Ra0.2μm，非淬火钢模寿命可达10～30万次，淬火钢模达50～1000万次。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得进展。气体辅助注射成型技术的使用趋成熟。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平得到提高，引进了大量的CAD/CAM系统，如UGNX、Pro/E和CADS5软件等。但与发达国家相比，中国模具工业存在较大差距，特别在大型、精密、复杂、长寿命模具技术上。国内模具行业分为10大类、46小类。按模具总量排名，中国紧随日本、美国其后，位居世界第三。（2）、我国塑料模具工业及其数字化的发展趋势为了适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求，模具必然会有如下发展趋势：A、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。B、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。C、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。D、开发塑料成型工艺和快速经济模具，以适应多品种的生产方式。E、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。2F、应用优质模具材料和先进的表面处理技术提高模具寿命和质量。G、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪等廉价的检测设备或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。2.2国外注塑模及其数字化的概况和趋势（1）、国外注塑模及其数字化的发展概况国外的注塑模具高速、精密、长寿命方向发展；同时为了满足多品种、小批量、产品更新换代快的需要，模具向着制造周期短、成本低的方向发展。国外模具制造行业的发展特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化,缩短设计周期及制造周期,降低生产成本。世界各国的软件开发商投入了巨大的人力和物力。已使用的有：NX-PDW、MoldWizard、Quick等。这些软件的技术特点是能在统一的系统环境下，使用统一的数据库，完成特定模具的设计。（2）、国外注塑模及其数字化的发展趋势国外的注塑模及其数字化设计制造的技术层次比我们高很多，他们的发展与我们不尽相同，其趋势主要有：A、标准化CAD/CAM系统可建立标准零件数据库和模具参数数据库。B、集成化技术：即信息集成、智能集成、串并行工作集成及人员集成。C、智能化技术：实现产品生命周期、生产过程、模具设备的智能化。D、网络技术的应用：其包括硬件与软件的集成实现,早已出现了通过Internet实现跨国界模具设计的成功例子。E、多学科多功能综合产品设计技术：产品开发用到机械、电磁学、光学、控制理论等知识，要多目标全性能的优化,追求产品动静态特性、精度、使用寿命、可靠性、制造成本与制造周期的最佳组合。F、逆向工程技术的应用：通过实物测量,利用测量数据进行实物的CAD几何模型的重新构造,这过程是逆向工程，能够缩短产品开发周期。G、快速成形技术：基于层制造原理,迅速制造出产品原型,尤其在具有复杂曲面形状的产品制造中更能显示其优越性。三、研究内容及实验方案：3.1毕业设计的研究内容：（1）、自行设计出一款牙签瓶旋盖CAD模型；（2）、设计牙签瓶旋盖的注塑模具；（3）、编制牙签瓶旋盖注塑模具的型腔和型芯的NC加工程序；3（4）、绘制牙签瓶旋盖的注塑模具凸凹模的工程图和模具总装配图；（5）、查阅资料，编写毕业论文；3.2毕业设计的实验方案：牙签瓶旋盖及其模具设计的步骤：（1）、参照“NewMen”牙签瓶旋盖的实物，以人机工程学、注塑模具的制造和工艺性为原则，自行设计出一款牙签瓶盖。（2）、牙签瓶外壳产品开发过程中要全面贯彻数字化设计和制造的理论，进行无纸化设计制造：A、CAD建模过程中运用UGNX4.0软件为基础进行数字化三维设计，完成牙签瓶的建模；B、模型设计完成后利用UGNX4.0的MoldWizard模块进行牙签瓶旋盖模具的凸凹模型面设计，选择材料和注塑机，进行模架、定位环、推杆等模具标准件的加载和浇注系统、冷却系统的设计。C、牙签瓶旋盖的模具设计完成后利用SolidEdge软件进行数字预装配。D、利用UGNX4.0软件进行牙签瓶旋盖上下模型芯和型腔的CAM编程，生成NC加工程序，并在计算机中模拟加工过程。如果可能，在数控机床上加工出牙签瓶旋盖模型芯和型腔的实物。（3）、利用前面已建立的牙签瓶模型和模具设计中加载和设计的数字模型生成工程图数据，完成模具的总装配图，进行工程图的输出和打印。（4）、设计完成过程中，进行毕业论文的编写。模具设计实验所用到的软件和工具：UGNX4.0、SolidEdge、AUTOCAD2006等软件和测量工具等。四、目标、主要特色及工作进度4.1通过牙签瓶旋盖的模具设计所要达到的目标：A、较深入的了解注塑模具的数字化设计和生产工程中的现状和发展趋势；B、通过这次设计，深入学习UGNX4.0（包括建模模块、CAM模块、工程图模块、MoldWizard（模块）、SolidEdge（包括建模模块、工程图模块）、AUTOCAD2006等软件的高级命令；C、深入学习注塑模具设计和制造过程中所用的理论知识，掌握模具设计师应该具备的知识。查阅资料，询问老师，争取使模具产品最优化；D、通过这次毕业设计，学会学习新知识和网上检索信息的能力；4E、通过与老师、同学的沟通和交流，掌握团队合作的能力；4.2牙签瓶旋盖的模具毕业设计的主要特色：结合现代制造业已成为主流的数字化技术，在纯数字化技术支持下自行设计一款牙签瓶旋盖的注塑模具。设计过程中，用到UGNX4.0、SolidEdge、AUTOCAD2006等国际流行的机械专业软件，进行无纸化设计制造，以缩短研发周期，降低成本。4.3毕业设计(论文)工作内容及完成时间：1搜集资料写开题报告，英文翻译。2周(3.20～4.02)2牙签瓶旋盖的三维建模。2周(4.03～4.30)3凸凹模型面设计。2周(5.01～5.28)4注塑模具系统设计。2周5生成牙签瓶旋盖零件的数控加工程序。1周6绘制图纸，撰写毕业论文。4周五、参考文献[1].许鹤峰等.注塑模具设计要点与图例.北京：化学工业出版社,1997[2].王先逛.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社,1996[3].贾润礼等.实用注塑模具设计手册.北京：中国轻工业出版社,2000.4[4].郑贞平等.数控加工典型范例教程.北京：电子工业出版社,2007.1[5].陈为国.模具制造工艺学.南昌：南昌航空工业学院,1998[6].何忠保等.典型零件模具图册.北京：机械工业出版社,2001.1[7].吴裕农等.模具制造工艺.广州：华南理工大学出版社,2005[8].蔡兰等.数控加工工艺.北京：化学工业出版社,2005[9].丁玉兰.人机工程学.北京：北京理工大学出版社,2005

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