纱库模具CAD 纱库零件注塑模具设计.pdf

目录摘要IABSTRACTII第一章绪论111研究背景112国内外研究现状113理论意义与应用价值2第二章制件功能以及工艺性分析421纱库零件4212制件材料PA615的玻璃微珠。523注射机6第三章成型零件设计931设计要求932凹模设计933凸模设计1134成型零件外部尺寸1235分型面选择12第四章标准模架选择15第五章浇注系统设计1951系统主要组成部分如下1952浇口套2153浇口位置2254冷料穴23第六章冷却加热系统设计2461加热系统2462冷却系统2463冷却系统简单计算28第七章顶出系统设计3071顶出脱模机构分类3072脱模力计算30第八章纱库制件的模流分析34第九章总结与展望38致谢39参考文献40ACAD/CAEINTEGRATEDINJECTIONMOLDDESIGNSYSTEMFORPLASTICPRODUCTS42塑料产品的一个集成CAD/CAE的注塑模设计系统66I摘要在追求效率与零件互换性的今天，模具设计成为了工业上不可或缺的一部分。本次毕业设计通过以纱库零件成型模具设计为例，了解和掌握在CAD软件帮助下进行的模具设计，进而对模具设计有初步了解，掌握一定的模具设计知识。在模具设计过程中，将会涉及制件的材料、功能以及可成型性分析、成型零件设计、浇注系统设计，模架选择，冷却系统设计，顶出系统设计以及制件的模流分析。其间，会参考UG的MOLDWIZARD模块所提供的建议进行设计，但是是在UG建模环境下进行整个注塑模模具设计。关键词模具设计材料CADUG注塑模IIABSTRACTNOWADAYS,ASSOMANYPEOPLEARECHASINGEFFICIENCYANDTHECHANGEABLENESSOFPARTS,MOLDDESIGNHASBECOMEANINDISPENSIBLEPARTOFTHEINDUSTRYIWILLRESEARCHONHOWTODESIGNMOLDFORAYARNLIBRARY,INORDERTOKNOWSOMETHINGABOUTTHEMOLDDESIGNPROCESSWITHCADSOFTWARE,FURTHERMORE,TOEQUIPMYSELFWITHSOMEKNOWLEDGEOFMOLDDESIGNTOATTRIBUTEMYOWNEFFORTTOTHEDEVELOPMENTOFMOLDDESIGNINOURCOUNTRYINTHEFUTURETHEPROCESSOFMOLDDESIGNFORINJECTIONMOULDWILLINTEGRATETHEFOLLOWINGPARTSTHEANALYSISOFTHEMATERIALANDTHEFORMABILITYOFTHEPART,THEFORMINGPARTDESIGN,DESIGNOFTHEFILLINGSYSTEM,THECHOOSINGOFTHEMOLDBASE,DESIGNOFTHECOOLINGSYSTEM,DESIGNOFTHEEJECTIONSYSTEM,ANDTHEMOLDFLOWANALYSISOFTHEPARTDURINGTHEPROCESS,IWILLTAKESOMEADVICESFROMMOLDWIZARDASREFERENCESHOWEVER,THEWHOLEMOLDDESIGNWILLTAKEPLACEINTHEMODELINGENVIRONMENTKEYWORDSMOLDDESIGN,MATERIAL,CAD,UG,INJECTIONMOULD1第一章绪论11研究背景模具的设计制造，实际上就是将原材料转化为模具的过程。顾名思义，该过程包括两大部分，一是设计，二是制造。其主要流程如下（1）对模具的结构方案进行可行性分析，（2）对于模具进行三维建模设计，（3）确定该模具的生产方式，确定分型面等相关内容，（4）出具指导生产的相关工程图样，（5）制定工艺流程，（6）试验生产，（7）车间生产。在现代化工业生产的大背景下，生产效率、产品合格率成为工业生产的两大重要指标，尤其是在丰田“精益生产”模式巨大成功的经验之下，生产效率以及产品合格率提高的观念风靡全球。此时，能适应大规模批量生产、能明显降低生产成本以及能保证产品的外观性能高度一致的模具在现代化工业生产中显得优势明显。而随着计算机技术的飞速发展，CAD（COMPUTERAIDEDDESIGN）的出现，对于模具设计效率以及成功率的提高帮助巨大，可以说，在当前环境下，谁能正确、高效地使用CAD系统进行模具设计，谁就能在市场竞争中占据优势。CAD软件层出不穷，各个软件开发商对于能够更好地在模具设计中提高效率以及成功率不断更新软件，在用户界面等方面进行了一系列改进，对于现在的模具设计师而言，设计软件的使用越来越方便。同时，制造业信息化技术正在改变着我们的设计、制造思维、观念，并行工程、设计决策系统、标准件库等的出现，对于模具设计效率的提高起到很大作用。迅速了解、掌握现代化的设计思维，对于在竞争中掌握主动权显得尤为重要。12国内外研究现状当前，在模具工业总产值中，冲压模具占50，塑料模具约占33，压铸模具约占6，其他模具约占11。虽然我国的模具总量、总产值已达到相当规模，但是，目前国内的模具设计与制造水平相对而言不高，可以说是远远落后于德、美、英、日等国家，国内大型、精密、寿命长、复杂的模具占总产量不足30，而国外在50以上。而目前我国在模具设计与制造方面落后于国外先进水平的主要原因如下2（1）原材料，国产模具多用2CR13和3CR13，而国外多采用DINI以及2316；（2）软件，目前国内的CAD/CAM/CAE水平跟不上国外先进水平，其中三维建模水平远远落后；（3）设计理念，现代化设计生产理念并未在国内得到贯彻；（4）设备，国内的生产加工设备相比于国外，落后程度较大，先进设备只能靠进口，这大大阻碍了国内模具行业的发展。国家对于模具行业的发展十分重视，在“十二五”规划中，对于模具行业的技术发展重点如下（1）模具数字化设计制造及企业信息化管理技术（以推广应用为重点，并进行软件集成和二次开发），包括模具全三维CAD和CAD/CAE/CAM/生产技术及CAPP、ERP、MES、PLM等管理技术。（2）模具加工新技术，如高速高精加工、复合加工、精细电加工、表面光整加工及处理新技术、快速成型与快速制模技术、新材料成形技术、智能化成形技术、热压成形技术、厚板精冲技术、连续复合精冲技术、标准化自动化加工技术、大规模定制生产技术、网络虚拟技术等。（3）具有自主知识产权的模具生产和管理的专用软件的开发及升级。（4）模具精细化制造和精益生产。精细化制造与精益生产不是单纯的技术问题，而是设计、加工、管理技术和科学化、信息化的有机结合的综合反映，对提高模具质量和企业效益至关重要，应作为发展重点予以特别关注。（5）与模具直接关联的模具制品成形过程在线智能化控制技术。它利用信息化和现代控制技术，对模具制品成形过程中的相关工艺参数进行实时检测和在线智能化控制，以进一步提高模具制品的性能质量和成形效率，甚至使原来无法成形的模具制品成为可能，实现模具及模具成形的重大创新。13理论意义与应用价值模具是制造业的重要装备之一，目前，模具的发展水平已经成为一个国家制造业发展水平的一个重要指标。经过几十年的发展，我国的模具设计制造水平已经有了很大的提高，但是，相比于发达国家仍然有不小的差距，近几年，我国一些高技术含量的模具仍需大量进口，平均每年进口数额约20亿美元。国内模具水3平的提高需要各方面的重视，而作为机械设计专业的大学生，了解、掌握模具的CAD设计、模拟制造，对于培养对于模具设计与制造的兴趣、对于打下一定的模具设计基础，有这十分重要的意义。本次设计选择的是纱库模具，而设计对象是意大利SAVIO的纱库模具。纺织业作为我国工业的一大组成部分，学习国外的先进水平，发展自己国家的模具是当前纺织业的一大任务。4第二章制件功能以及工艺性分析21纱库零件制件的模型如图21和图22所示。图21纱库零件三维图5图22纱库零件三视图纱库零件功能在纱库的九个通孔内可放置纱筒，然后将纱库放置在纺织机上，不同的纱筒上的纱线可交互纺织成线。因此，九个通孔内表面表面粗糙度要求较高。纱线在纺织过程中，需要经过上表面的边缘处，因此，在设计零件的时候，需要在纱线经过处设置半径为15MM的倒边圆。制件脱模斜度型腔为2540，型芯为2040。而根据制件二维图可知，制件脱模斜度为30，合格。制件材料为热塑性塑料，其壁厚一般为3MM左右，制件转角处的一半以圆弧过渡，其半径为制件壁厚的1/3以上，最小不小于05MM，满足要求。212制件材料PA615的玻璃微珠。221PA6性状半透明或不透明乳白色结晶形聚合物，热塑性、轻质、韧性好、耐化学品和耐久性好，具有良好的耐磨性、自润滑性和耐溶剂性；热分解温度300平衡吸水率35；密度3G/CM114115；熔点215225；6拉伸强度600MPA；伸长率30；弯曲强度900MPA；缺口冲击强度2/KJM5。222玻璃微珠是近年来发展起来的一种用途广泛、性能特殊的新型材料。该产品由硼硅酸盐原料经高科技加工而成，粒度为10250微米，壁厚12微米。该产品具有质轻、低导热、较高的强度、良好的化学稳定性等优点，其表面经过特殊处理具有亲油憎水性能，非常容易分散于有机材料体系中。化学成份SIO267,CAO80MGO25NA2O015其他20；比重24263G/CM；堆积密度153G/CM；莫氏硬度67莫氏；洛氏硬度4852HRC。223综上可知，制件所用材料PA615玻璃微珠特性如下密度153G/CM151153G/CM85123G/CM；熔化温度250280；注射压力75MPA125MPA；制件体积约为8573CM，因此制件质量约为10284G。23注射机注射机的结构可分为三个主要部分注射装置、锁模装置和模板。注射装置形式很多，一般为螺杆式液压驱动，近年来发展了全电动式注射装置，便于采用自动程序控制。注射机为热塑性或热固性塑料注射成型所用的主要设备，按其外7形可分为立式、卧式、直角式三种，由注射装置、锁模装置、脱模装置，模板机架系统等组成，如图23所示。工作时模具安装于动模及定模板上，由锁模装置合模并锁紧，注射装置加热，塑化塑料。并将融熔的塑料注入模具，注射机设有电加热及水冷却系统供调节模温所用，塑件成型冷却后由锁模机构开模，并由顶出装置顶出塑件。图23卧式注射机注射机的选择需要根据多项参数要求来进行，如最大注射量、最大注射面积、锁模力等等。目前国内市场上使用较多的是海天注射机，根据所提供的参数，初步选定注射机型号为HTF530A型（海天注塑机530T锁模力，A型螺杆）。其相关参数如表21所示型号HTF530A螺杆直径（MM）80理论最大注射量（3CM）1749注射压力（MPA）205锁模力（T）530拉杆内间距（水平垂直）（MMMM）8208208最大模具厚度H（MM）820最小模具厚度1H（MM）50模板最大距离0L（MM）1640模板行程1L（MM）820液压顶出力（KN）158油泵电动机功率（KW）55机器尺寸（长宽高）（MMM）872327机器质量（T）30表21注射机校核1最大注射容量一般而言，注射机的最大射出量应在制件体积的135倍以上，8573CM13511573CM2030520404140150511503006230050082山东大学毕业设计论文205001500102表51主流道尺寸取值经验表D取4MM，R取值20MM，H8MM，D6MM,L取116MM。512浇口1作用1）对塑料熔体流入型腔起控制作用；2）当注塑压力撤销后，封锁型腔，是型腔中为冷却固化的塑料不会倒流。在设计时，浇口位置与尺寸的确定是非常困难的。2类型有以下几类1直接浇口也称中心浇口，多用于热敏性材料和高粘度的材料，以及具有后截面和品质要求较高的制件。优点是制件精度高、品质好、充填性好、压力损失小、无需加工流道等。缺点是去除制件的残余材料较困难，而且易在制件上留下较大的痕迹。2侧浇口应用广泛，适合众多注塑制品的成型。需要注意的是，侧浇口尺寸的微小变化都能英气熔融体流量的较大变化。3扇形浇口适合大型薄壁制件。4耳形浇口适合平面薄壁制件。5点浇口适用于细水口模具，浇口附近的残余应力小，在制件上几乎看不出浇口痕迹。适用于大型制件以及一腔多模且分型面处不允许有进浇口的制件。6盘形浇口使得熔融体在制件的整个截面均匀扩散，同时填充型腔，适用于单型腔且形状简单的制件，由于本制件型芯分布在两侧，所以不适合。7环形浇口适合于成型周期长、界面较薄型芯过长（需要两端固定）的圆柱形制件模具中。8潜伏式浇口又称弧形浇口。与点式浇口相似，但是加工困难、压力损失达、顶出困难。本设计中，不能使用侧浇口，因为产品尺寸过大，偏注成型困难，会导致设备受力偏心。可以选取直浇口或者点浇口形式，但各有优缺点，1）直浇口，成型效果好，但是需要后期加工处理；2）点浇口，处理方便，但是所需流量大。选择直接浇口形式，直接浇口与制品连接处的直径约为制品厚度的2倍，即山东大学毕业设计论文216MM左右。若此处直径不够大，回事熔体流动摩擦剧增，产生暗斑和暗纹；若直径过大，则冷却时间加长，流道凝料过多。直接浇口上端（小端）外径应为0D051MM，其中0D表示注塑机喷嘴直径，浇口斜度为24。出口处应设有圆角，一般为0D/8。52浇口套浇口套常用T8或T10钢材制造，经淬火，洛氏硬度为5055HRC。由UG中直接导入浇口套标准件，浇口套外形如图52所示，尺寸如图53所示图52浇口套三维图山东大学毕业设计论文22图53浇口套尺寸参数53浇口位置考虑因素1）制件的几何形状因素，浇口应位于制件最大壁厚处，熔体从厚壁处流向薄壁处，保持流程相等，防止喷射；2）制件承受最大应力的方向，应考虑将制件所受的主应力拉伸应力以及冲击应力最大的方向与流料方向一致；3）对制件外观质量的影响，浇口位置应设在外观不受影响的部位，通过如图较短流程而形成最佳熔合，以防止接痕；4）尺寸要求，浇口位置应保证制件应力最小。根据以上原则，将浇口位置设置在模具顶部，由上往下直接注入塑料。山东大学毕业设计论文2354冷料穴在注射机注射之前，喷嘴最前端的部分熔融体温度较低，必须防止这部分冷料进入流道，为了集存这部分冷料，在注口末端的动模上开有冷料穴。冷料穴和拉料杆形状有以下几种（如图54所示）1）带Z行拉料杆的冷料穴，常用于热塑性塑料注射模，也用于热固性塑料注塑模；2）带拉料杆的球形冷料穴，常用于推板推出弹性较好的塑料；3）带拉料杆的菌形冷料穴，常用于推板推出弹性较好的塑料；4）主流道延长式冷料穴，常用于直角式注射机上的模具等。我们选取的类型是带Z形拉料杆的冷料穴，其中，1拉料杆，2沟槽，3冷料井，4浇口，5注口，6推板，7拉料杆，8流道，9注口图54拉料杆形式山东大学毕业设计论文24第六章冷却加热系统设计对于大对数较低模温的塑料，仅需设计模具冷却系统，而对于模温超过80的塑料，以及大型模具，需要设计加热装置。本次制件材料为PA615玻璃微珠，模具温度8090，因此需要设计加热装置。61加热系统注射模加热装置有以下两类1）热水或过热水加热，其结构和设计原则与冷却水管道设计无异，只是将冷却水改为热水或过热水，模具温度要求在80以上时，最好采用过热水，优点是加热均匀，有利于制件质量，缺点在于模温调节的滞后期较长；2）电热棒加热即在模具适当部位钻孔，插入电热棒，并接入热电偶，也可与调压变压器相连接，优点在于结构简单且热损失少，使用较为普遍，缺点在于电热棒加热易产生局部过热的现象。本设计选取模温机油加热方式，PP、PC、PA66、PA6、POM等加玻璃纤维的材料，模具加热一般选取模温机油加热方式。62冷却系统冷却系统对于生产效率的影响主要表现在冷却时间上。通常，注塑到型腔内的熔融体温度在200左右，而制件由型腔内取出时的温度多在60一下。在成型过程中的热量，有95的需要由冷却介质（一般为水）带走。缩短冷却时间的途径有以下三种1）让冷却水处于湍流状态；2）扩大模具与冷却水的温差；3）增大冷却介质的传热面积，也就是尽量增大管道孔径和增加孔数。冷却系统设计原则1冷却系统设计应先于脱模机构设计；2要注意凹模与型芯之间的热平衡；3冷却水道数目应尽量多，横截面应尽量大；山东大学毕业设计论文254应当合理确定冷却水道到型腔壁的距离；5冷却水道出入口的水流温差应当尽量小；6加强浇口处的冷却；7冷却水道应沿着塑料收缩方向设计；8允许条件下，孔道距型腔通常在1220MM范围内；9进出口冷却水温差不应过大，以免造成模具表面损伤；10冷却管道布置应当均匀，孔壁间距应为（254）D。常见的冷却水路的截面形状可分为圆形直管、方形直管、圆形弯管和方形弯管。而常见的结构有喷水型、挡板型和热管型。隔板式冷却方式如图61所示图61隔板冷却方式图示在本次设计中，型芯冷却选取隔板式冷却方式，圆周排列钻孔，底面铣穿，加隔板，周边加密封圈。具体设计结构如下钻一条垂直于一系列排列的水道，为主水道。每条水道内有一块挡板，将冷却管路分为两个半圆，冷却液子从一边山东大学毕业设计论文26进入冷却管路，在管道内，经过挡板顶端，流入另一边，回到主冷却水道。隔板一般为青铜片，或者铝片。各水道直径取值大于15MM，一般取16MM，20MM，25MM，而水道离制件距离为15MM20MM。其中，本模具所选择的是钻15个直径为25MM的盲孔，由于型芯是组合式的，上部分底面可以铣串联各个盲孔，在盲孔内分布着厚度为2MM的隔板。如图62所示图62型芯冷却水路图型腔冷却使用如图63所示方式，在型腔侧壁上钻直径为25MM的水孔，然后以塞子密封，内部形成联通的水道，形成的型腔冷却水道如图64所示山东大学毕业设计论文27图63型腔冷却方式图64型腔冷却水路分布山东大学毕业设计论文2863冷却系统简单计算1热平衡计算也就是计算单位时间内熔融体放出的热量等于冷却水带走的热量IINPQM6002012000KJINQ表示熔体每小时冷却放出热量（KJ/H）I表示每千克塑料熔体凝固时放出的热量（KJ/KG），查表得PA6取500600KJ/KGPM表示每小时注射的塑料量，设每小时注射量为20KGOUTOUTINQMCTTOUTQ表示冷却水每小时从模具带走的热量（KJ/H）M表示冷却水每小时用量（KG/H）C表示冷却水的比热容，取值4187KJ/KGOUTINTT表示冷却水进出模具的温差，设计OUTT为28，INT为22由OUTQINQ可计算得到，M47767KG/H2湍流计算冷却水体积流量V60M00083/MINM为使冷却管道内流体雷诺数在410以上，根据V选取D冷却圆管直径为15MM冷却水速V24V60D112M/S山东大学毕业设计论文293冷却面积计算TMTCPT902565T为冷却水与模具平均温差MT为模具温度CPT为冷却水平均温度0A是冷却水物理性质参量的函数，查表取值为793。360A0802VD19015772/KJMH为冷却水的管壁传热系数（2/KJMH）所需的冷却面积IPMT00102M冷却管道总长度L2654MM山东大学毕业设计论文30第七章顶出系统设计71顶出脱模机构分类1顶杆机构有直顶杆、扁顶杆、有托顶杆和顶管四种类型。2推管机构推管适用于推出小直径管状塑件，受力均匀而不致于破坏塑件。设计推管脱模注意事项A推出塑件的厚度也即推管的厚度，一般不小于15MM；B推管淬硬HRC5055，最小淬硬长度要大于与型腔配合长度加上推出距离；C当脱模快时，塑件易被挤缩，其高度尺寸难以保证；可分为长推管型芯固定于模具底板上，简单可靠，但是推管与型芯较长，适应于脱模力较小的中小模具；短推管推管用推杆推拉。3顶块顶板机构推件板机构是利用推件板在分型面处从壳体制件的整个周边推出，推出力大而且均匀，对于侧壁脱模阻力大的薄壁箱体或者圆筒形制件，推出后，外观几乎没有痕迹。当顶出机构必须在制件边上，又不能用推件板顶出时，可以使用顶块。4斜顶机构斜顶机构是侧向抽芯滑块和顶杆部件相结合的一种制件顶出方式，原理在于顶出过程中，斜顶在顶出制件的同时受到制件压力而横向移动，从而使制件脱离成型部分。72脱模力计算EQCQBQEQ表示脱模力（N）CQ表示克服制件对型芯包紧的脱模阻力（N）BQ表示一端封闭壳体所需克服的真空吸力（N），BQ1BARBA01MPABA，BA表示型芯横截面面积（2MM），220002MM所以CQ2200N对于薄壁圆筒制件山东大学毕业设计论文31CQ21FESTHK其中，E表示塑料的拉伸弹性模量，2600N/2MM；S表示塑料平均成型收缩率，取08；表示材料泊松比，取034；H表示型芯脱模方向高度（MM），178MM；T表示制件壁厚（MM），取3MM；FK为脱模斜度修正系数，FKCOSSIN1SINCOSFF，其中F表示制件与钢表面之间静摩擦系数，取04，表示型芯脱模斜度，05，所以，FK04。CQ42296N。EQ44496N。此次设计中，选取的脱模方式是顶杆顶出方式，顶杆的位置选在没有使用要求的表面上，为了平衡压力、防止受压表面产生过大变形，选取的顶杆接触面积尽可能大，顶杆分布位置如图71红色部分所示山东大学毕业设计论文32图71推杆位置分布所设计的顶杆形式如图72和73所示图72推杆1山东大学毕业设计论文33图73推杆2山东大学毕业设计论文34第八章纱库制件的模流分析模流分析，主要指在计算机上模拟实现成型过程中熔融材料的流动、填充、冷却、最终成型的整个过程。常见的模流分析软件有MOLDFLOW、MOLDEX3D等。对制件进行模流分析，有利于我们更好地分析该制件的成型特性，对于容易出现偏差的地方，在设计模具时，设计者可以更加重视，有利于模具设计的合理。此次模具设计过程中进行模流分析使用的软件是MOLDFLOW，使用MOLDFLOW可以对制件的多项成型参数进行分析，以下是其中几项典型参数分析结果。1充型时间（FILLTIME）分析，根据图81可知，充型时间为2594秒，充型平衡，制件结构合理。图81充型时间2充型结束时制件各部分压力，由图82可知，最大压力为2082MPA，位于制件顶部突出部位，该位置壁厚较厚，不影响使用，且分布有加强筋，因此，制件结构合理。山东大学毕业设计论文35图82充型结束时零件压力3包风分布（AIRTRAP），包风分布如图83所示，在设计模具时，应当注意所示的紫色区域的排气。山东大学毕业设计论文36图83包风分布图4整体温度（BULKTEMPERATURE）以下两个图，是制件在不同时间的温度情况，图84是充型结束时，制件大部分地方的温度为2926；图85表示在3227S时，制件大部分温度降为90左右，因此，为了制件的成型效果与模具的使用寿命，应当加强模具的冷却，尽可能设计长的冷却水道，同时应当做到冷却的平衡。山东大学毕业设计论文37图84充型结束时整体温度图853227秒时整体温度山东大学毕业设计论文38第九章总结与展望本次毕业设计通过以为纱库零件设计模具为例，在查阅大量文献、手册的基础上，使用UG软件和MOLDFLOW软件进行零件的三维建模、分析、设计浇注系统、冷却系统等。以实际例子为切入点，使得我对于模具设计的整个流程以及相关的一些常见的设计原则有了一定的了解，对于结合CAD软件进行高效、准确地设计模具有了一点认识。在设计过程中，不存在绝对的对错问题，不同的设计者所考虑的出发点不同，可能需要讲求效率，可能希望实现经济性等等，因此，全面考虑并且抓住重点问题在设计中显得尤为重要。另一方面，在查找资料、进行外文翻译的时候，对于目前我们身边以至于目前国内的模具设计能力与国外先进软件、先进理念的差距感触尤深。在未来的学习中，可以在掌握尽可能多模具设计知识的前提下，多使用CAD软件辅助，学习模具的同步设计等。山东大学毕业设计论文39致谢此次毕业设计是在田良海老师的指导下完成的，从选题、确定思路、零件三维建模、进行模具设计、模流分析等各个方面，田良海老师给了我极大地帮助。老师渊博的学识、丰富的经验、严谨的治学态度以及耐心的指导，无不给我留下来极深的印象，让我在本次毕业设计过程中获益匪浅。此外，我还要感谢在进行毕业设计过程中不断给予我帮助的同学们，正是有了他们随时随地对我的不吝指导，才使我在毕设过程中能进行各项工作。再次感谢所有在毕设设计中帮助过我的老师同学感谢山东大学及机械工程学院对自己四年来的辛勤培养，感谢所有曾经促进自己进步的老师同学山东大学毕业设计论文40参考文献1展迪优，UGNX80模具设计实例精解，机械工业出版社，20122黄成，胡兴波，UGNX75模具设计基础与典型范例,电子工业出版社，20113邱宣怀,机械设计，高等教育出版社,20104张辽远，现代加工技术，机械工业出版社，20085我国模具工业发展现状及前景趋势研究，东北制造网，慧聪五金网6陈婧媛，模具行业设计制造技术现状与趋势，哈尔滨理工大学7刘然，注塑模具CAD型腔布局及流道系统的研究与开发，山东大学,20088杨化林,邓芳,翟红岩,史俊友，基于统一装配模型的模架设计技术研究，工程设计学报,20099聂兰启，聂伯扬，模具制造，200810赵昌盛,朱邦全，我国模具材料的应用发展，200411孙逊,安阁英,苏仕方,王君卿，铸件充型凝固过程数值模拟发展现状，200012柳百成，铸件充型凝固过程数值模拟国内外研究进展,199913江琦，快速制模和快速制造的新进展，今明科技，200614冯炳尧，韩泰荣，蒋文森，模具设计与制造简明手册（第三版），上海科学技术出版社15注塑成型原理与注塑模设计，现代模具技术编委会编，国防工业出版社1996年1月第1版16塑料模设计手册，塑料模设计手册编写组编著，机械工业出版社，1994年10月第2版17王树勋，模具实用技术设计综合手册，华南理工大学出版社1995年6月第一版18路宁，实用注塑模具设计，中国轻工业出版社19刘莹，宋满仓，注射模设计方法与程序，大连理工大学模具研究所20李亚敏，刘洪军，任意布置冷却水道的锌基合金塑料模具试制，兰州理工大学山东大学毕业设计论文4121中国模具设计大典，第二卷，轻工模具设计22蔡毓敏，模具设计合理化，模仁科技山东大学毕业设计论文42ACAD/CAEINTEGRATEDINJECTIONMOLDDESIGNSYSTEMFORPLASTICPRODUCTSABSTRACTMOLDDESIGNISAKNOWLEDGEINTENSIVEPROCESSTHISPAPERDESCRIBESAKNOWLEDGEBASEDORIENTED,PARAMETRIC,MODULARANDFEATUREBASEDINTEGRATEDCOMPUTERAIDEDDESIGN/COMPUTERAIDEDENGINEERINGCAD/CAESYSTEMFORMOLDDESIGNDEVELOPMENTOFCAXSYSTEMSFORNUMERICALSIMULATIONOFPLASTICINJECTIONMOLDINGANDMOLDDESIGNHASOPENEDNEWPOSSIBILITIESOFPRODUCTANALYSISDURINGTHEMOLDDESIGNTHEPROPOSEDSYSTEMINTEGRATESPRO/ENGINEERSYSTEMWITHTHESPECIALLYDEVELOPEDMODULEFORTHECALCULATIONOFINJECTIONMOLDINGPARAMETERS,MOLDDESIGN,ANDSELECTIONOFMOLDELEMENTSTHESYSTEMINTERFACEUSESPARAMETRICANDCAD/CAEFEATUREBASEDDATABASETOSTREAMLINETHEPROCESSOFDESIGN,EDITING,ANDREVIEWINGALSOPRESENTEDAREGENERALSTRUCTUREANDPARTOFOUTPUTRESULTSFROMTHEPROPOSEDCAD/CAEINTEGRATEDINJECTIONMOLDDESIGNSYSTEMKEYWORDSMOLDDESIGN,NUMERICALSIMULATION,CAD,CAE1INTRODUCTIONINJECTIONMOLDINGPROCESSISTHEMOSTCOMMONMOLDINGPROCESSFORMAKINGPLASTICPARTSGENERALLY,PLASTICINJECTIONMOLDINGDESIGNINCLUDESPLASTICPRODUCTDESIGN,MOLDDESIGN,ANDINJECTIONMOLDINGPROCESSDESIGN,ALLOFWHICHCONTRIBUTETOTHEQUALITYOFTHEMOLDEDPRODUCTASWELLASPRODUCTIONEFFICIENCY1THISISPROCESSINVOLVINGMANYDESIGNPARAMETERSTHATNEEDTOBECONSIDEREDINACONCURRENTMANNERMOLDDESIGNFORPLASTICINJECTIONMOLDINGAIDEDBYCOMPUTERSHASBEENFOCUSEDBYANUMBEROFAUTHORSWORLDWIDEFORALONGPERIODVARIOUSAUTHORSHAVEDEVELOPEDPROGRAMSYSTEMSWHICHHELPENGINEERSTODESIGNPART,MOLD,ANDSELECTIONPARAMETERSOFINJECTIONMOLDINGDURINGTHELASTDECADE,MANYAUTHORSHAVEDEVELOPEDCOMPUTERAIDED山东大学毕业设计论文43DESIGN/COMPUTERAIDEDENGINEERINGCAD/CAEMOLDDESIGNSYSTEMSFORPLASTICINJECTIONMOLDINGJONGETAL2DEVELOPEDACOLLABORATIVEINTEGRATEDDESIGNSYSTEMFORCONCURRENTMOLDDESIGNWITHINTHECADMOLDBASEONTHEWEB,USINGPRO/ELOWETAL3DEVELOPEDANAPPLICATIONFORSTANDARDIZATIONOFINITIALDESIGNOFPLASTICINJECTIONMOLDSTHESYSTEMENABLESCHOICEANDMANAGEMENTOFMOLDBASEOFSTANDARDMOLDPLATES,BUTDOESNOTPROVIDEMOLDANDINJECTIONMOLDINGCALCULATIONSTHEAUTHORSPROPOSEDAMETHODOLOGYOFSTANDARDIZINGTHECAVITYLAYOUTDESIGNSYSTEMFORPLASTICINJECTIONMOLDSUCHTHATONLYSTANDARDCAVITYLAYOUTSAREUSEDWHENSTANDARDLAYOUTSAREUSED,THEIRLAYOUTCONFIGURATIONSCANBEEASILYSTOREDINADATABASELINATAL4,5DESCRIBEASTRUCTURALDESIGNSYSTEMFOR3DDRAWINGMOLDBASEDONFUNCTIONALFEATURESUSINGAMINIMUMSETOFINITIALINFORMATIONINADDITION,ITISALSOAPPLICABLETOASSIGNTHEFUNCTIONALFEATURESFLEXIBLYBEFOREACCOMPLISHINGTHEDESIGNOFASOLIDMODELFORTHEMAINPARTSOFADRAWINGMOLDTHISDESIGNSYSTEMINCLUDESMODULESFORSELECTIONANDCALCULATIONOFMOLDCOMPONENTSITUSESPRO/EMODULESPRO/PROGRAMANDPRO/TOOLKIT,ANDCONSISTSOFMODULESFORMOLDSELECTION,MODIFICATIONANDDESIGNDENGETAL6,7ANALYZEDDEVELOPMENTOFTHECAD/CAEINTEGRATIONTHEAUTHORSALSOANALYZEDSYSTEMSANDPROBLEMSOFINTEGRATIONBETWEENCADANDCAESYSTEMSFORNUMERICALSIMULATIONOFINJECTIONMOLDINGANDMOLDDESIGNAUTHORSPROPOSEAFEATUREONTOLOGYCONSISTINGOFANUMBEROFCAD/CAEFEATURESTHISFEATUREREPRESENTSNOTONLYTHEGEOMETRICINFORMATIONOFPLASTICPART,BUTALSOTHEDESIGNINTENTISORIENTEDTOWARDSANALYSISPARTFEATURESCONTAINTHEOVERALLPRODUCTINFORMATIONOFAPLASTICPART,WALLFEATURES,DEVELOPMENTFEATURESSUCHASCHAMFER,RIBS,BOSS,HOLE,ETC,TREATMENTFEATURESWHICHCONTAINANALYSISRELATEDDESIGNINFORMATIONANDSUBWALL/DEVELOPEDFEATURESWALLANDDEVELOPMENTFEATURESARESOCALLEDCOMPONENTFEATURESGODECETAL8,9DEVELOPEDACAESYSTEMFORMOLDDESIGNANDINJECTIONMOLDINGPARAMETERSCALCULATIONSTHESYSTEMISBASEDONMORPHOLOGYMATRIXANDDECISIONDIAGRAMSTHESYSTEMISUSEDFORTHERMAL,RHEOLOGICALANDMECHANICALCALCULATION,ANDMATERIALBASEMANAGEMENT,BUTNOINTEGRATIONWITHCOMMERCIALCAXSOFTWAREIS山东大学毕业设计论文44PROVIDEDHUANGETAL10DEVELOPEDAMOLDBASEDESIGNSYSTEMFORINJECTIONMOLDINGTHEDATABASETHEYUSEDWASPARAMETRICANDFEATUREBASEDORIENTEDTHESYSTEMUSEDPRO/EFORMODELINGDATABASECOMPONENTSKONGETAL11DEVELOPEDAPARAMETRIC3DPLASTICINJECTIONMOLDDESIGNSYSTEMINTEGRATEDWITHSOLIDWORKSOTHERKNOWLEDGEBASEDSYSTEMS,SUCHASIMOLD,ESMOLD,IKMOULD,ANDIKBMOULD,HAVEBEENDEVELOPEDFORINJECTIONMOLDDESIGNIMOLDDIVIDESMOLDDESIGNINTOFOURMAJORSTEPSPARTINGSURFACEDESIGN,IMPRESSIONDESIGN,RUNNERSYSTEMDESIGN,ANDMOLDBASEDESIGNTHESOFTWAREUSESAKNOWLEDGEBASEDCADSYSTEMTOPROVIDEANINTERACTIVEENVIRONMENT,ASSISTDESIGNERSINTHERAPIDCOMPLETIONOFMOLDDESIGN,ANDPROMOTETHESTANDARDIZATIONOFTHEMOLDDESIGNPROCESSIKBMOULDAPPLICATIONCONSISTSOFDATABASESANDKNOWLEDGEBASESFORMOLDMANUFACTURINGLOUETAL12DEVELOPEDANINTEGRATEDKNOWLEDGEBASEDSYSTEMFORMOLDBASEDESIGNTHESYSTEMHASMODULEFORIMPRESSIONCALCULATION,DIMENSIONCALCULATION,CALCULATIONOFTHENUMBEROFMOLDPLATESANDSELECTIONOFINJECTIONMACHINETHESYSTEMUSESPRO/EMOLDBASELIBRARYTHISPAPERDESCRIBESKBSANDKEYTECHNOLOGIES,SUCHASPRODUCTMODELING,THEFRAMERULEMETHOD,CBS,ANDTHENEURALNETWORKSAMULTILAYERNEURALNETWORKHASBEENTRAINEDBYBACKPROPAGATIONBPTHISNEURALNETWORKADOPTSLENGTH,WIDTH,HEIGHTANDTHENUMBEROFPARTSINTHEMOLDASINPUTANDNINEPARAMETERSLENGTH,WIDTH,ANDHEIGHTOFUPANDDOWNSETIN,MOLDBASESSIDETHICKNESS,BOTTOMTHICKNESSOFTHECORE,ANDCAVITYPLATESASOUTPUTMOKETAL13,14DEVELOPEDANINTELLIGENTCOLLABORATIVEKBSFORINJECTIONMOLDSMOKATEL15HASDEVELOPEDANEFFECTIVEREUSEANDRETRIEVALSYSTEMTHATCANREGISTERMODELEDSTANDARDPARTSUSINGASIMPLEGRAPHICALUSERINTERFACEEVENTHOUGHDESIGNERSMAYNOTKNOWTHERULESOFREGISTRATIONFORADATABASETHEMOLDDESIGNSYSTEMWASDEVELOPEDUSINGANOPENAPIANDCOMMERCIALCAD/COMPUTERAIDEDMANUFACTURINGCAM/CAESOLUTIONTHESYSTEMWASAPPLIEDTOSTANDARDIZEMOLDBASESANDMOLDPARTSINHYUNDAIHEAVYINDUSTRYTHISSYSTEMADOPTEDTHEMETHODOFDESIGNEDITING,WHICHIMPLEMENTSTHEMASTERMODELUSINGFEATURESTHEDEVELOPEDSYSTEMPROVIDESMETHODSWHEREBYDESIGNERSCANREGISTERTHEMASTERMODEL,WHICHIS山东大学毕业设计论文45DEFINEDASAFUNCTIONOF3DCAD,ASSTANDARDPARTSANDEFFECTIVELYREUSESTANDARDPARTSEVENTHOUGHTHEYDONOTRECOGNIZETHERULESOFTHEDATABASETODICETAL16DEVELOPEDASOFTWARESOLUTIONFORAUTOMATEDPROCESSPLANNINGFORMANUFACTURINGOFPLASTICINJECTIONMOLDSTHISCAD/CAPP/CAMSYSTEMDOESNOTPROVIDECAECALCULATIONOFPARAMETERSOFINJECTIONMOLDINLANDMOLDDESIGNMAICANETAL17USEDCAEFORMECHANICAL,THERMAL,ANDRHEOLOGICALCALCULATIONSTHEYANALYZEDPHYSICAL,MECHANICAL,ANDTHERMALPROPERTIESOFPLASTICMATERIALSTHEYDEFINEDTHECRITICALPARAMETERSOFLOADEDPARTNARDINETAL18TRIEDTODEVELOPTHESYSTEMWHICHWOULDSUITALLTHENEEDSOFTHEINJECTIONMOLDINGFORSELECTIONOFTHEPARTMOLDTECHNOLOGYSYSTEMTHESIMULATIONRESULTSCONSISTOFGEOMETRICALANDMANUFACTURINGDATAONTHEBASISOFTHESIMULATIONRESULTS,PARTDESIGNERSCANOPTIMIZEPARTGEOMETRY,WHILEMOLDDESIGNERSCANOPTIMIZETHERUNNINGANDTHECOOLINGSYSTEMOFTHEMOLDTHEAUTHORSDEVELOPEDAPROGRAMWHICHHELPSTHEPROGRAMMERSOFTHEINJECTIONMOLDINGMACHINETOTRANSFERSIMULATIONDATADIRECTLYTOTHEMACHINEZHOUETAL1DEVELOPEDAVIRTUALINJECTIONMOLDINGSYSTEMBASEDONNUMERICALSIMULATIONMAETAL19DEVELOPEDSTANDARDCOMPONENTLIBRARYFORPLASTICINJECTIONMOLDDESIGNUSINGANOBJECTORIENTEDAPPROACHTHISISANOBJECTORIENTED,LIBRARYMODELFORDEFININGMECHANICALCOMPONENTSPARAMETRICALLYTHEYDEVELOPEDANOBJECTORIENTEDMOLDCOMPONENTLIBRARYMODELFORINCORPORATINGDIFFERENTGEOMETRICTOPOLOGIESANDNONGEOMETRICINFORMATIONOVERTHEYEARS,MANYRESEARCHERSHAVEATTEMPTEDTOAUTOMATEAWHOLEMOLDDESIGNPROCESSUSINGVARIOUSKNOWLEDGEBASEDENGINEERINGKBEAPPROACHES,SUCHASRULEBASEDREASONINGRBR,ANDCASEBASECBRANDPARAMETRICDESIGNTEMPLATEPDTCHANATAL20DEVELOPEDA3DCADKNOWLEDGEBASEDASSISTEDINJECTIONMOLDDESIGNSYSTEMIKBMOLDINTHEIRRESEARCH,DESIGNRULESANDEXPERTKNOWLEDGEOFMOLDDESIGNWEREOBTAINEDFROMEXPERIENCEDMOLDDESIGNERSANDHANDBO