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吹风机外壳的模具设计与加工[3D-UG]【13张CAD图纸和说明书】

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3d.prt

A0注射模装配图.dwg

A2动模型芯.dwg

A2动模座板.dwg

A2动模板.dwg

A2定模型腔.dwg

A2定模座板.dwg

A2定模板.dwg

A2推杆固定板.dwg

A2推板.dwg

A2胶件.dwg

A3主流道衬套.dwg

A4垫铁.dwg

A4定位圈.dwg

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关键词：: 吹风机外壳模具设计加工 ug 13 cad 图纸以及说明书仿单

资源描述：

摘要

近几年好多国家都在发展机械行业，与机械相关的各个行业都越来越重视CAD/CAM技术，如今CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，我国家电工业的高速发展对模具工业，尤其是塑料模具提出了越来越高的要求，2004年，塑料模具在整个模具行业中所占比例已上升到30%左右，据有关专家预测，在未来几年中，中国塑料模具工业还将持续保持年均增长速度达到10%以上的较高速度的发展。国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。同时还因为塑料制品及模具的3D设计与成型过程中3D分析正在塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。在本次毕业设计中，通过运用三维实体造型高端软件UG对“吹风机外壳”外形进行3D造型，同时也设计了其塑料外壳注塑模的3D模型；还根据所设计的模具尺寸选择安装了相应的模架，最终生成了直观的结构设计图；此外还利用CAD绘制了模具装配图以及各种成型零件图。这是本人第一次利用UG软件对一整套模具进行设计，使大学四年所学的知识得到运用，并加以指导老师的指导，受益匪浅！

关键词：CAD/CAM；塑料；模具；UG

Abstract

Years, a lot of countries in the development of the machinery industry, mechanical industry more and more attention to the CAD / CAM technology, today's CAD / CAM technology has developed into a more mature common technology, the rapid development of China's household electrical appliance industry moldindustry, especially the plastic mold ever-increasing demands, 2004, plastic mold in the mold industry proportion has risen to about 30% in the coming years, experts predict China plastic mold industrywill continue to maintain an average annual growth rate of more than 10% higher speed. Domestic plastic mold market to the demand for plastic injection mold, the focus of development for engineering plastics mold. Also because the plastic products and mold 3D design and molding process 3D analysis play an increasingly important role in the plastic mold industry. In this graduation project, through the use of dimensional solid modeling high-end software UG "hair dryer shell" shape 3D modeling, at the same time also designed the its plastic shell injection mold 3D model; also based on the design of the mold size choose to install the corresponding mold, the resulting intuitive structure design; addition, the use of CAD drawing mold assembly drawing and a variety of molded parts diagram. This is the first time I use the the UG software on a set of mold design, four years in college to learn to use the knowledge and to the guidance of the instructor and benefit!

Key words:CAD/CAM;plastics;mold;UG

摘要 III

ABSTRACT IV

目录 V

1 绪论 1

1.1 本课题的研究内容和意义 1

1.2 国内外的发展概况 2

2 产品材料 5

2.1 成型产品材料 5

2.2 注塑模具材料 6

3 成型工艺分析 8

3.1 吹风机外壳零件图 8

3.2 塑件的工艺性分析..............................................................................................................8

3.2.1 功能分析 8

3.2.2 塑件的原材料分析 8

3.2.3 ABS的主要性能指标 9

3.3 ABS塑料的注射过程及工艺 10

3.3.1 注射成型过程 10

3.3.2 ABS的注射工艺参数 10

3.3.3 ABS的主要缺陷及消除措施 11

3.3.4 尺寸精度分析 12

3.3.5 表面质量分析 12

3.4 模塑设备的选择 12

3.5 塑件注射工艺参数的确定 12

3.6 注射模的结构设计 13

3.6.1 分型面的选择 13

3.6.2 确定型腔的排列方式 13

3.6.3 浇注系统的设计 14

3.6.4 主流道设计 15

3.6.5 浇注系统的平衡 16

3.6.6 推件机构的设计 16

4 模具的有关计算 19

4.1 型腔和型芯工作尺寸计算 19

4.2 型腔侧壁厚度和底版厚度计算 21

5 模架的选择 22

6 注射机的校核 24

6.1 最大注射量的校核 24

6.2 注射压力的校核 24

6.3 锁模力的校核 24

6.4 模具外形尺寸校核 24

6.5 开模行程的校核 25

7 模具的加工 26

8 结论与展望 28

8.1 结论 28

8.2 不足之处与未来展望 28

致谢 29

参考文献 30

1 绪论

1.1 本课题的研究内容和意义

模具是基础工业的生产技术和设备，发展和振兴我国的模具行业，日益受到人们的关注和重视。模具工业的一个组成部分是属于高新技术产业，重要组成部分是装备工业。在每一个国家的模具被称为“工业（百业）之母”，“重点行业”，“不可估量的电力行业”，“产业发展”的全部秘密，“效益放大器”和一系列的声誉。模具行业的现状是很重要的，而且在国民经济工业机械，石化，汽车，电子，建筑的五大支柱，需要相应的模具行业。在资源节约的当今时代，塑料工业的强大也要求注塑模具的发展紧随其后，所以相关研究也逐步深入并实现实践。注塑模具的研究包含着产品材料、模具设计、模具制造，国内外研究学者投入的心血都转化成海量的文献，对注塑模具的发展有着承前启后的作用。

全部文件.jpg

塑件3D.gif

塑件3D-1.gif

三维装配.gif

三维装配1.gif

A2胶件.gif

A0注射模装配图.gif

A2定模板.gif

A2定模型腔.gif

A2定模座板.gif

A2动模板.gif

A2动模型芯.gif

A2动模座板.gif

A2推板.gif

A2推杆固定板.gif

A3主流道衬套.gif

A4垫铁.gif

A4定位圈.gif

论文字数统计.gif

内容简介：: 编号毕业设计（论文）相关资料题目吹风机外壳的模具设计与加工系专业学号学生姓名指导教师（职称）（职称）2013年5月25日目录一、毕业设计（论文）开题报告二、毕业设计（论文）外文资料翻译及原文三、学生“毕业论文（论文）计划、进度、检查及落实表”四、实习鉴定表毕业设计（论文）开题报告题目吹风机外壳的模具设计与加工系专业学号学生姓名指导教师（职称）（职称）2012年11月14日课题来源自拟题目科学依据（包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等）（1）课题科学意义模具工业是国民经济的基础产业，据统计，金属零件粗加工的75、精加工的50和塑料零件的90是用模具加工完成的。被誉为“工业之母”、“皇冠工业”的模具制造业是高技术密集型产业，模具工业已成为先进制造技术的重要组成部分。模具工业的发展水平标志着一个国家工业水平及产品开发能力。注塑模具是在成型中赋予塑料以形状和尺寸的部件。模具的结构虽然由于塑料品种和性能、塑料制品的形状和结构以及注射机的类型等不同而可能千变万化，但是基本结构是一致的。模具主要由浇注系统、成型零件和结构零件三部分组成。其中浇注系统和成型零件是与塑料直接接触部分，并随塑料和制品而变化，是塑模中最复杂，变化最大，要求加工光洁度和精度最高的部分。塑料相对金属，密度小，但强度比较高，绝缘性能优良，具有非常好的抗化学腐蚀性，在机械、化工、汽车、航空航天等领域，塑料已经大规模的取代了金属。目前塑料制件在工业、日常生活各领域几乎无处不在。所以掌握模具设计这一门技巧，对于未来从事相关行业的我们极其重要。在本课题的制做过程中，我们还锻炼使用UG、AUTOCAD等CAD,CAE绘图软件的技巧。使我们在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具数字化设计、塑料模具零件的选材、热处理、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为未来工作适应期奠定坚实的基础。（2）国内外研究概况改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。随着制造业的发展，模具于20世纪2030年代，特别是美国于20世纪30年代制定了第一部模具零件的标准后，进入产业化生产。模具产业化生产经历了作坊式和工业化生产两个阶段，直至20世纪80年代初计算机工业和数控机床的广泛应用，特别是模具标准化程度与水平的提高，模具生产开始进入现代化生产时代，各工业国家才形成现代模具工业体系。我国随着现代制造业的发展，在学习工业国家建设模具业基础上，经历20多年的努力与进步，与20世纪90年代，在制定完善模具技术标准体系，并实行标准件专业化生产的条件下，创建了20余个群体式模具生产基地，从而形成了模具生产齐全具有近两万个模具生产能力，以及与之相关的企业的模具工业体系。其中，有近20的模具生产企业，已实现了现代化模具生产方式。但是，国内在模具制造方面仍需继续努力。（3水平和发展趋势纵观我国模具设计制造，其水平上在总体上要比工业发达国家落后许多，其差距主要表现在下列六方面1国内自配率不足80，中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60。2企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。3模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。4开发能力弱，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低，不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。5模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。6与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。未来我国的模具将呈现十大发展趋势一是模具日趋大型化。二是模具的精度越来越高。三是多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求也越来越高。四、是热流道模具在塑料模具中的比重逐渐提高。五、是随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。六、是标准件的应用将日渐广泛。七、是快速经济模具的前景十分广阔。八、是随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九、是以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。十、是模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。研究内容塑件成型工艺分析分型面及浇注系统的确定塑料模具设计的方案论证主要零部件的设计计算绘制装配图的基本规范绘制零件图的基本规范设计计算的说明书的编写。拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析研究方法1利用现有资料对零件了解2确定合理的工艺方案3设定合理的模具结构4设计要全面介绍模具的工作原理可行性分析设计概念产生了以后，就有了比较明确的设计方案，但这个设计方案是否可行，还必须从社会文化、技术经济等方面进行各种形式的评估与验证，从而更好地提升设计阶段的工作效果。A,社会文化社会文化影响着人们的生活方式、价值观念和消费习惯，从而影响到市场需求。产品的价值往往体现在以最低的价格获取最多的功能，与目标用户的价值观念和生活方式相吻合的价格适宜。B，吹风机问卷调查显示对于使用者对电吹风有什么要求,从这表上,我们知道大多数人对于电吹风的质量是要求比较高,因为在使用的时候,他们认为如果质量好些的话会比较安全,其次就是功能上,电吹风的功能可能主要体现在电吹风的科技水平上,现在有的电吹风用红外线杀菌,保护头皮等有先进的恶功能,是再是价格上大家都喜欢用物美价廉的东西对于品牌上,在于品牌的选择还是相对来说还是比较少点,但是品牌也是质量等其它方面的象征,选择品牌的人还是有的，调查中女孩子对于电吹风的外观要求好看些。研究计划及预期成果研究计划2012年10月12日2011年12月25日按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。2013年1月11日2012年3月5日填写毕业实习报告。2013年3月8日2012年3月14日按照要求修改毕业设计开题报告。2013年3月15日2012年3月21日学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。2013年3月22日2012年4月11日模具设计。2013年4月12日2012年4月25日模具设计。2013年4月26日2012年5月21日毕业论文撰写和修改工作。预期成果达到预期的设计结果，使吹风机利用设计的模具在厂家拿到图纸的同时就能生产出成品并且设计的吹风机在市场上有一定的前景。特色或者创新之处1、这款吹风机是创新造型设计，不仅仅是对这一普及性产品的重新设计，更赋予了产品新的艺术生命。2、整体造型简洁美观，收纳简便。后带凹槽可整洁地收纳电缆，隐藏式的开关设置在手柄的一端。3、本设计的产品成本低，简单方便易使用，每处细节的都完美的体现出精心设计下的良苦用心。已具备的条件和尚需解决的问题1、产品设计的思路明确已经具备了绘制UG图形的能力和方法。2、产品零件图样的绘制和工艺标准的确定方面需要加强指导教师意见指导教师签名王士同2013年2月25日教研室（学科组、研究所）意见教研室主任签名年月日系意见主管领导签名年月日英文原文CONCURRENTDESIGNOFPLASTICSINJECTIONMOULDSASSISTPROFDRAYAYLA/PROFDRPAAYAYLAABSTRACTTHEPLASTICPRODUCTMANUFACTURINGINDUSTRYHASBEENGROWINGRAPIDLYINRECENTYEARSONEOFTHEMOSTPOPULARPROCESSESFORMAKINGPLASTICPARTSISINJECTIONMOULDINGTHEDESIGNOFINJECTIONMOULDISCRITICALLYIMPORTANTTOPRODUCTQUALITYANDEFFICIENTPRODUCTPROCESSINGMOULDMAKINGCOMPANIES,WHOWISHTOMAINTAINTHECOMPETITIVEEDGE,DESIRETOSHORTENBOTHDESIGNANDMANUFACTURINGLEADINGTIMESOFTHEBYAPPLYINGASYSTEMATICMOULDDESIGNPROCESSTHEMOULDINDUSTRYISANIMPORTANTSUPPORTINDUSTRYDURINGTHEPRODUCTDEVELOPMENTPROCESS,SERVINGASANIMPORTANTLINKBETWEENTHEPRODUCTDESIGNERANDMANUFACTURERPRODUCTDEVELOPMENTHASCHANGEDFROMTHETRADITIONALSERIALPROCESSOFDESIGN,FOLLOWEDBYMANUFACTURE,TOAMOREORGANIZEDCONCURRENTPROCESSWHEREDESIGNANDMANUFACTUREARECONSIDEREDATAVERYEARLYSTAGEOFDESIGNTHECONCEPTOFCONCURRENTENGINEERINGCEISNOLONGERNEWANDYETITISSTILLAPPLICABLEANDRELEVANTINTODAYSMANUFACTURINGENVIRONMENTTEAMWORKINGSPIRIT,MANAGEMENTINVOLVEMENT,TOTALDESIGNPROCESSANDINTEGRATIONOFITTOOLSARESTILLTHEESSENCEOFCETHEAPPLICATIONOFTHECEPROCESSTOTHEDESIGNOFANINJECTIONPROCESSINVOLVESTHESIMULTANEOUSCONSIDERATIONOFPLASTICPARTDESIGN,MOULDDESIGNANDINJECTIONMOULDINGMACHINESELECTION,PRODUCTIONSCHEDULINGANDCOSTASEARLYASPOSSIBLEINTHEDESIGNSTAGTHISPAPERPRESENTSTHEBASICSTRUCTUREOFANINJECTIONMOULDDESIGNTHEBASISOFTHISSYSTEMARISESFROMANANALYSISOFTHEINJECTIONMOULDDESIGNPROCESSFORMOULDDESIGNCOMPANIESTHISINJECTIONMOULDDESIGNSYSTEMCOVERSBOTHTHEMOULDDESIGNPROCESSANDMOULDKNOWLEDGEMANAGEMENTFINALLYTHEPRINCIPLEOFCONCURRENTENGINEERINGPROCESSISOUTLINEDANDTHENITSPRINCIPLEISAPPLIEDTOTHEDESIGNOFAPLASTICINJECTIONMOULDKEYWORDSPLASTICINJECTIONMOULDDESIGN,CONCURRENTENGINEERING,COMPUTERAIDEDENGINEERING,MOULDINGCONDITIONS,PLASTICINJECTIONMOULDING,FLOWSIMULATION1INTRODUCTIOINJECTIONMOULDSAREALWAYSEXPENSIVETOMAKE,UNFORTUNATELYWITHOUTAMOULDITCANNOTBEPOSSIBLEHOHAVEAMOULDEDPRODUCTEVERYMOULDMAKERHASHIS/HEROWNAPPROACHTODESIGNAMOULDANDTHEREAREMANYDIFFERENTWAYSOFDESIGNINGANDBUILDINGAMOULDSURELYONEOFTHEMOSTCRITICALPARAMETERSTOBECONSIDEREDINTHEDESIGNSTAGEOFTHEMOULDISTHENUMBEROFCAVITIES,METHODSOFINJECTION,TYPESOFRUNNERS,METHODSOFGATING,METHODSOFEJECTION,CAPACITYANDFEATURESOFTHEINJECTIONMOULDINGMACHINESMOULDCOST,MOULDQUALITYANDCOSTOFMOULDPRODUCTAREINSEPARABLEINTODAYSCOMPLETIVEENVIRONMENT,COMPUTERAIDEDMOULDFILLINGSIMULATIONPACKAGESCANACCURATELYPREDICTTHEFILLPATTERNSOFANYPARTTHISALLOWSFORQUICKSIMULATIONSOFGATEPLACEMENTSANDHELPSFINDINGTHEOPTIMALLOCATIONENGINEERSCANPERFORMMOULDINGTRIALSONTHECOMPUTERBEFORETHEPARTDESIGNISCOMPLETEDPROCESSENGINEERSCANSYSTEMATICALLYPREDICTADESIGNANDPROCESSWINDOW,ANDCANOBTAININFORMATIONABOUTTHECUMULATIVEEFFECTOFTHEPROCESSVARIABLESTHATINFLUENCEPARTPERFORMANCE,COST,ANDAPPEARANCE2INJECTIONMOULDINGINJECTIONMOULDINGISONEOFTHEMOSTEFFECTIVEWAYSTOBRINGOUTTHEBESTINPLASTICSITISUNIVERSALLYUSEDTOMAKECOMPLEX,FINISHEDPARTS,OFTENINASINGLESTEP,ECONOMICALLY,PRECISELYANDWITHLITTLEWASTEMASSPRODUCTIONOFPLASTICPARTSMOSTLYUTILIZESMOULDSTHEMANUFACTURINGPROCESSANDINVOLVINGMOULDSMUSTBEDESIGNEDAFTERPASSINGTHROUGHTHEAPPEARANCEEVALUATIONANDTHESTRUCTUREOPTIMIZATIONOFTHEPRODUCTDESIGNDESIGNERSFACEAHUGENUMBEROFOPTIONSWHENTHEYCREATEINJECTIONMOULDEDCOMPONENTSCONCURRENTENGINEERINGREQUIRESANENGINEERTOCONSIDERTHEMANUFACTURINGPROCESSOFTHEDESIGNEDPRODUCTINTHEDEVELOPMENTPHASEAGOODDESIGNOFTHEPRODUCTISUNABLETOGOTOTHEMARKETIFITSMANUFACTURINGPROCESSISIMPOSSIBLEORTOOEXPENSIVEINTEGRATIONOFPROCESSSIMULATION,RAPIDPROTOTYPINGANDMANUFACTURINGCANREDUCETHERISKASSOCIATEDWITHMOVINGFROMCADTOCAMANDFURTHERENHANCETHEVALIDITYOFTHEPRODUCTDEVELOPMENT3IMPORTANCEOFCOMPUTERAIDEDINJECTIONMOULDDESIGNTHEINJECTIONMOULDINGDESIGNTASKCANBEHIGHLYCOMPLEXCOMPUTERAIDEDENGINEERINGCAEANALYSISTOOLSPROVIDEENORMOUSADVANTAGESOFENABLINGDESIGNENGINEERSTOCONSIDERVIRTUALLYANDPART,MOULDANDINJECTIONPARAMETERSWITHOUTTHEREALUSEOFANYMANUFACTURINGANDTIMETHEPOSSIBILITYOFTRYINGALTERNATIVEDESIGNSORCONCEPTSONTHECOMPUTERSCREENGIVESTHEENGINEERSTHEOPPORTUNITYTOELIMINATEPOTENTIALPROBLEMSBEFOREBEGINNINGTHEREALPRODUCTIONMOREOVER,INVIRTUALENVIRONMENT,DESIGNERSCANQUICKLYANDEASILYASSESTHESENSITIVITYOFSPECIFICMOULDINGPARAMETERSONTHEQUALITYANDMANUFACTURABILITYOFTHEFINALPRODUCTALLTHESECAETOOLSENABLEALLTHESEANALYSISTOBECOMPLETEDINAMETEROFDAYSOREVENHOURS,RATHERTHANWEEKSORMONTHSNEEDEDFORTHEREALEXPERIMENTALTRIALANDERRORCYCLESASCAEISUSEDINTHEEARLYDESIGNOFPART,MOULDANDMOULDINGPARAMETERS,THECOSTSAVINGSARESUBSTANTIALNOTONLYBECAUSEOFBESTFUNCTIONINGPARTANDTIMESAVINGSBUTALSOTHESHORTENSTHETIMENEEDEDTOLAUNCHTHEPRODUCTTOTHEMARKETTHENEEDTOMEETSETTOLERANCESOFPLASTICPARTTIESINTOALLASPECTSOFTHEMOULDINGPROCESS,INCLUDINGPARTSIZEANDSHAPE,RESINCHEMICALSTRUCTURE,THEFILLERSUSED,MOULDCAVITYLAYOUT,GATING,MOULDCOOLINGANDTHERELEASEMECHANISMSUSEDGIVENTHISCOMPLEXITY,DESIGNERSOFTENUSECOMPUTERDESIGNTOOLS,SUCHASFINITEELEMENTANALYSISFEAANDMOULDFILLINGANALYSISMFA,TOREDUCEDEVELOPMENTTIMEANDCOSTFEADETERMINESSTRAIN,STRESSANDDEFLECTIONINAPARTBYDIVIDINGTHESTRUCTUREINTOSMALLELEMENTSWHERETHESEPARAMETERSCANBEWELLDEFINEDMFAEVALUATESGATEPOSITIONANDSIZETOOPTIMIZERESINFLOWITALSODEFINESPLACEMENTOFWELDLINES,AREASOFEXCESSIVESTRESS,ANDHOWWALLANDRIBTHICKNESSAFFECTFLOWOTHERFINITEELEMENTDESIGNTOOLSINCLUDEMOULDCOOLINGANALYSISFORTEMPERATUREDISTRIBUTION,ANDCYCLETIMEANDSHRINKAGEANALYSISFORDIMENSIONALCONTROLANDPREDICTIONOFFROZENSTRESSANDWARPAGETHECAEANALYSISOFCOMPRESSIONMOULDEDPARTSISSHOWNINFIGURE1THEANALYSISCYCLESTARTSWITHTHECREATIONOFACADMODELANDAFINITEELEMENTMESHOFTHEMOULDCAVITYAFTERTHEINJECTIONCONDITIONSARESPECIFIED,MOULDFILLING,FIBERORIENTATION,CURINGANDTHERMALHISTORY,SHRINKAGEANDWARPAGECANBESIMULATEDTHEMATERIALPROPERTIESCALCULATEDBYTHESIMULATIONCANBEUSEDTOMODELTHESTRUCTURALBEHAVIOUROFTHEPARTIFREQUIRED,PARTDESIGN,GATELOCATIONANDPROCESSINGCONDITIONSCANBEMODIFIEDINTHECOMPUTERUNTILANACCEPTABLEPARTISOBTAINEDAFTERTHEANALYSISISFINISHEDANOPTIMIZEDPARTCANBEPRODUCEDWITHREDUCEDWELDLINEKNOWNALSOKNITLINE,OPTIMIZEDSTRENGTH,CONTROLLEDTEMPERATURESANDCURING,MINIMIZEDSHRINKAGEANDWARPAGEMACHININGOFTHEMOULDSWASFORMERLYDONEMANUALLY,WITHATOOLMAKERCHECKINGEACHCUTTHISPROCESSBECAMEMOREAUTOMATEDWITHTHEGROWTHANDWIDESPREADUSEOFCOMPUTERNUMERICALLYCONTROLLEDORCNCMACHININGCENTRESSETUPTIMEHASALSOBEENSIGNIFICANTLYREDUCEDTHROUGHTHEUSEOFSPECIALSOFTWARECAPABLEOFGENERATINGCUTTERPATHSDIRECTLYFROMACADDATAFILESPINDLESPEEDSASHIGHAS100,000RPMPROVIDEFURTHERADVANCESINHIGHSPEEDMACHININGCUTTINGMATERIALSHAVEDEMONSTRATEDPHENOMENALPERFORMANCEWITHOUTTHEUSEOFANYCUTTING/COOLANTFLUIDWHATSOEVERASARESULT,THEPROCESSOFMACHININGCOMPLEXCORESANDCAVITIESHASBEENACCELERATEDITISGOODNEWSTHATTHETIMEITTAKESTOGENERATEAMOULDISCONSTANTLYBEINGREDUCEDTHEBADNEWS,ONTHEOTHERHAND,ISTHATEVENWITHALLTHESEADVANCES,DESIGNINGANDMANUFACTURINGOFTHEMOULDCANSTILLTAKEALONGTIMEANDCANBEEXTREMELYEXPENSIVEFIGURE1CAEANALYSISOFINJECTIONMOULDEDPARTSMANYCOMPANYEXECUTIVESNOWREALIZEHOWVITALITISTODEPLOYNEWPRODUCTSTOMARKETRAPIDLYNEWPRODUCTSARETHEKEYTOCORPORATEPROSPERITYTHEYDRIVECORPORATEREVENUES,MARKETSHARES,BOTTOMLINESANDSHAREPRICESACOMPANYABLETOLAUNCHGOODQUALITYPRODUCTSWITHREASONABLEPRICESAHEADOFTHEIRCOMPETITIONNOTONLYREALIZES100OFTHEMARKETBEFORERIVALPRODUCTSARRIVEBUTALSOTENDSTOMAINTAINADOMINANTPOSITIONFORAFEWYEARSEVENAFTERCOMPETITIVEPRODUCTSHAVEFINALLYBEENANNOUNCEDSMITH,1991FORMOSTPRODUCTS,THESETWOADVANTAGESAREDRAMATICRAPIDPRODUCTDEVELOPMENTISNOWAKEYASPECTOFCOMPETITIVESUCCESSFIGURE2SHOWSTHATONLY37OFTHEPRODUCTMIXFROMTHEAVERAGEINDUSTRIALORELECTRONICSCOMPANYISLESSTHAN5YEARSOLDFORCOMPANIESINTHETOPQUARTILE,THENUMBERINCREASESTO1525FORWORLDCLASSFIRMS,ITIS6080THOMPSON,1996THEBESTCOMPANIESCONTINUOUSLYDEVELOPNEWPRODUCTSATHEWLETTPACKARD,OVER80OFTHEPROFITSRESULTFROMPRODUCTSLESSTHAN2YEARSOLDNEEL,1997FIGURE2IMPORTANCEOFNEWPRODUCTJACOBS,2000WITHTHEADVANCESINCOMPUTERTECHNOLOGYANDARTIFICIALINTELLIGENCE,EFFORTSHAVEBEENDIRECTEDTOREDUCETHECOSTANDLEADTIMEINTHEDESIGNANDMANUFACTUREOFANINJECTIONMOULDINJECTIONMOULDDESIGNHASBEENTHEMAINAREAOFINTERESTSINCEITISACOMPLEXPROCESSINVOLVINGSEVERALSUBDESIGNSRELATEDTOVARIOUSCOMPONENTSOFTHEMOULD,EACHREQUIRINGEXPERTKNOWLEDGEANDEXPERIENCELEEETAL1997PROPOSEDASYSTEMATICMETHODOLOGYANDKNOWLEDGEBASEFORINJECTIONMOULDDESIGNINACONCURRENTENGINEERINGENVIRONMENT4CONCURRENTENGINEERINGINMOULDDESIGNCONCURRENTENGINEERINGCEISASYSTEMATICAPPROACHTOINTEGRATEDPRODUCTDEVELOPMENTPROCESSITREPRESENTSTEAMVALUESOFCOOPERATION,TRUSTANDSHARINGINSUCHAMANNERTHATDECISIONMAKINGISBYCONSENSUS,INVOLVINGALLPERSPECTIVESINPARALLEL,FROMTHEVERYBEGINNINGOFTHEPRODUCTLIFECYCLEEVANS,1998ESSENTIALLY,CEPROVIDESACOLLABORATIVE,COOPERATIVE,COLLECTIVEANDSIMULTANEOUSENGINEERINGWORKINGENVIRONMENTACONCURRENTENGINEERINGAPPROACHISBASEDONFIVEKEYELEMENTS1PROCESS2MULTIDISCIPLINARYTEAM3INTEGRATEDDESIGNMODEL4FACILITY5SOFTWAREINFRASTRUCTUREFIGURE3METHODOLOGIESINPLASTICINJECTIONMOULDDESIGN,ASERIALENGINEERINGBCONCURRENTENGINEERINGINTHEPLASTICSANDMOULDINDUSTRY,CEISVERYIMPORTANTDUETOTHEHIGHCOSTTOOLINGANDLONGLEADTIMESTYPICALLY,CEISUTILIZEDBYMANUFACTURINGPROTOTYPETOOLINGEARLYINTHEDESIGNPHASETOANALYZEANDADJUSTTHEDESIGNPRODUCTIONTOOLINGISMANUFACTUREDASTHEFINALSTEPTHEMANUFACTURINGPROCESSANDINVOLVINGMOULDSMUSTBEDESIGNEDAFTERPASSINGTHROUGHTHEAPPEARANCEEVALUATIONANDTHESTRUCTUREOPTIMIZATIONOFTHEPRODUCTDESIGNCEREQUIRESANENGINEERTOCONSIDERTHEMANUFACTURINGPROCESSOFTHEDESIGNEDPRODUCTINTHEDEVELOPMENTPHASEAGOODDESIGNOFTHEPRODUCTISUNABLETOGOTOTHEMARKETIFITSMANUFACTURINGPROCESSISIMPOSSIBLEINTEGRATIONOFPROCESSSIMULATIONANDRAPIDPROTOTYPINGANDMANUFACTURINGCANREDUCETHERISKASSOCIATEDWITHMOVINGFROMCADTOCAMANDFURTHERENHANCETHEVALIDITYOFTHEPRODUCTDEVELOPMENTFORYEARS,DESIGNERSHAVEBEENRESTRICTEDINWHATTHEYCANPRODUCEASTHEYGENERALLYHAVETODESIGNFORMANUFACTUREDFMTHATIS,ADJUSTTHEIRDESIGNINTENTTOENABLETHECOMPONENTORASSEMBLYTOBEMANUFACTUREDUSINGAPARTICULARPROCESSORPROCESSESINADDITION,IFAMOULDISUSEDTOPRODUCEANITEM,THEREARETHEREFOREAUTOMATICALLYINHERENTRESTRICTIONSTOTHEDESIGNIMPOSEDATTHEVERYBEGINNINGTAKINGINJECTIONMOULDINGASANEXAMPLE,INORDERTOPROCESSACOMPONENTSUCCESSFULLY,ATAMINIMUM,THEFOLLOWINGDESIGNELEMENTSNEEDTOBETAKENINTOACCOUNT1GEOMETRYDRAFTANGLES,NONREENTRANTSSHAPES,NEARCONSTANTWALLTHICKNESS,COMPLEXITY,SPLITLINELOCATION,ANDSURFACEFINISH,2MATERIALCHOICE3RATIONALISATIONOFCOMPONENTSREDUCINGASSEMBLIES4COSTININJECTIONMOULDING,THEMANUFACTUREOFTHEMOULDTOPRODUCETHEINJECTIONMOULDEDCOMPONENTSISUSUALLYTHELONGESTPARTOFTHEPRODUCTDEVELOPMENTPROCESSWHENUTILISINGRAPIDMODELLING,THECADTAKESTHELONGERTIMEANDTHEREFOREBECOMESTHEBOTTLENECKTHEPROCESSDESIGNANDINJECTIONMOULDINGOFPLASTICSINVOLVESRATHERCOMPLICATEDANDTIMECONSUMINGACTIVITIESINCLUDINGPARTDESIGN,MOULDDESIGN,INJECTIONMOULDINGMACHINESELECTION,PRODUCTIONSCHEDULING,TOOLINGANDCOSTESTIMATIONTRADITIONALLYALLTHESEACTIVITIESAREDONEBYPARTDESIGNERSANDMOULDMAKINGPERSONNELINASEQUENTIALMANNERAFTERCOMPLETINGINJECTIONMOULDEDPLASTICPARTDESIGNOBVIOUSLYTHESESEQUENTIALSTAGESCOULDLEADTOLONGPRODUCTDEVELOPMENTTIMEHOWEVERWITHTHEIMPLEMENTATIONOFCONCURRENTENGINEERINGPROCESSINTHEALLPARAMETERSEFFECTINGPRODUCTDESIGN,MOULDDESIGN,MACHINESELECTION,PRODUCTIONSCHEDULING,TOOLINGANDPROCESSINGCOSTARECONSIDEREDASEARLYASPOSSIBLEINTHEDESIGNOFTHEPLASTICPARTWHENUSEDEFFECTIVELY,CAEMETHODSPROVIDEENORMOUSCOSTANDTIMESAVINGSFORTHEPARTDESIGNANDMANUFACTURINGTHESETOOLSALLOWENGINEERSTOVIRTUALLYTESTHOWTHEPARTWILLBEPROCESSEDANDHOWITPERFORMSDURINGITSNORMALOPERATINGLIFETHEMATERIALSUPPLIER,DESIGNER,MOULDERANDMANUFACTURERSHOULDAPPLYTHESETOOLSCONCURRENTLYEARLYINTHEDESIGNSTAGEOFTHEPLASTICPARTSINORDERTOEXPLOITTHECOSTBENEFITOFCAECAEMAKESITPOSSIBLETOREPLACETRADITIONAL,SEQUENTIALDECISIONMAKINGPROCEDURESWITHACONCURRENTDESIGNPROCESS,INWHICHALLPARTIESCANINTERACTANDSHAREINFORMATION,FIGURE3FORPLASTICINJECTIONMOULDING,CAEANDRELATEDDESIGNDATAPROVIDEANINTEGRATEDENVIRONMENTTHATFACILITATESCONCURRENTENGINEERINGFORTHEDESIGNANDMANUFACTUREOFTHEPARTANDMOULD,ASWELLASMATERIALSELECTIONANDSIMULATIONOFOPTIMALPROCESSCONTROLPARAMETERSQUALITATIVEEXPENSECOMPARISONASSOCIATEDWITHTHEPARTDESIGNCHANGESISSHOWNINFIGURE4,SHOWINGTHEFACTTHATWHENDESIGNCHANGESAREDONEATANEARLYSTAGESONTHECOMPUTERSCREEN,THECOSTASSOCIATEDWITHISANORDEROF10000TIMESLOWERTHANTHATIFTHEPARTISINPRODUCTIONTHESEMODIFICATIONSINPLASTICPARTSCOULDARISEFROMMOULDMODIFICATIONS,SUCHASGATELOCATION,THICKNESSCHANGES,PRODUCTIONDELAYS,QUALITYCOSTS,MACHINESETUPTIMES,ORDESIGNCHANGEINPLASTICPARTSFIGURE4COSTOFDESIGNCHANGESDURINGPARTPRODUCTDEVELOPMENTCYCLERIOSETAL,2001ATTHEEARLYDESIGNSTAGE,PARTDESIGNERSANDMOULDERSHAVETOFINALISEPARTDESIGNBASEDONTHEIREXPERIENCESWITHSIMILARPARTSHOWEVERASTHEPARTSBECOMEMORECOMPLEX,ITGETSRATHERDIFFICULTTOPREDICTPROCESSINGANDPARTPERFORMANCEWITHOUTTHEUSEOFCAETOOLSTHUSFOREVENRELATIVELYCOMPLEXPARTS,THEUSEOFCAETOOLSTOPREVENTTHELATEANDEXPENSIVEDESIGNCHANGESANDPROBLEMSTHATCANARISEDURINGANDAFTERINJECTIONFORTHESUCCESSFULIMPLEMENTATIONOFCONCURRENTENGINEERING,THEREMUSTBEBUYINFROMEVERYONEINVOLVED5CASESTUDYFIGURE5SHOWSTHEINITIALCADDESIGNOFPLASTICSPARTUSEDFORTHESPRINKLERIRRIGATIONHYDRANTLEGONEOFTHEESSENTIALFEATURESOFTHEPARTISTHATTHEPARTHASTOREMAINFLATAFTERINJECTIONANYWARPINGDURINGTHEINJECTIONCAUSESOPERATINGPROBLEMSANOTHERIMPORTANTFEATURETHEPLASTICPARTHASTOHAVEISAHIGHBENDINGSTIFFNESSANUMBEROFFEEDERSINDIFFERENTORIENTATIONWEREADDEDTOTHEPARTASSHOWNINFIGURE5BTHESEFEEDERSSHOULDBEDESIGNEDINAWAYTHATITHASTOCONTRIBUTETHEWEIGHTOFTHEPARTASMINIMUMASPOSSIBLEBEFORETHEDESIGNOFTHEMOULD,THEFLOWANALYSISOFTHEPLASTICPARTWASCARRIEDOUTWITHMOLDFLOWSOFTWARETOENABLETHESELECTIONOFTHEBESTGATELOCATIONFIGURE6ATHEFIGUREINDICATESTHATTHEBESTPOINTFORTHEGATELOCATIONISTHEMIDDLEFEEDERATTHECENTREOFTHEPARTASTHEDISTORTIONANDWARPAGEOFTHEPARTAFTERINJECTIONWASVITALFROMTHEFUNCTIONALITYPOINTOFVIEWANDITHASTOBEKEPTATAMINIMUMLEVEL,THESAMESOFTWAREWASALSOUTILISEDTOYILEDTHEWARPAGEANALYSISFIGURE5BSHOWSTHERESULTSIMPLYINGTHEFACTTHATTHEWARPAGEWELLAFTERINJECTIONREMAINSWITHINTHEPREDEFINEDDIMENSIONALTOLERANCES6CONCLUSIONSINTHEPLASTICINJECTIONMOULDING,THECADMODELOFTHEPLASTICPARTOBTAINEDFROMCOMMERCIAL3DPROGRAMSCOULDBEUSEDFORTHEPARTPERFORMANCEANDINJECTIONPROCESSANALYSESWITHTHEAIDOFCEATECHNOLOGYANDTHEUSEOFCONCURRENTENGINEERINGMETHODOLOGY,NOTONLYTHEINJECTIONMOULDCANBEDESIGNEDANDMANUFACTUREDINAVERYSHORTOFPERIODOFTIMEWITHAMINIMISEDCOSTBUTALSOALLPOTENTIALPROBLEMSWHICHMAYARISEFROMPARTDESIGN,MOULDDESIGNANDPROCESSINGPARAMETERSCOULDBEELIMINATEDATTHEVERYBEGINNINGOFTHEMOULDDESIGNTHESETWOTOOLSHELPPARTDESIGNERSANDMOULDMAKERSTODEVELOPAGOODPRODUCTWITHABETTERDELIVERYANDFASTERTOOLINGWITHLESSTIMEANDMONEYREFERENC1SMITHP,REINERTSEND,THETIMETOMARKETRACE,INDEVELOPINGPRODUCTSINHALFTHETIMENEWYORK,VANNOSTRANDREINHOLD,PP313,19912THOMPSONJ,THETOTALPRODUCTDEVELOPMENTORGANIZATIONPROCEEDINGSOFTHESECONDASIAPACIFICRAPIDPRODUCTDEVELOPMENTCONFERENCE,BRISBANE,19963NEELR,DONTSTOPAFTERTHEPROTOTYPE,SEVENTHINTERNATIONALCONFERENCEONRAPIDPROTOTYPING,SANFRANCISCO,19974JACOBSPF,“CHAPTER3RAPIDPRODUCTDEVELOPMENT”INRAPIDTOOLINGTECHNOLOGIESANDINDUSTRIALAPPLICATIONS,EDPETERDHILTONPAULFJACOBS,MARCELDECKER,20005LEERS,CHEN,YM,ANDLEE,CZ,“DEVELOPMENTOFACONCURRENTMOULDDESIGNSYSTEMAKNOWLEDGEBASEDAPPROACH”,COMPUTERINTEGRATEDMANUFACTURINGSYSTEMS,104,287307,19976EVANSB,“SIMULTANEOUSENGINEERING”,MECHANICALENGINEERING,VOL110,NO2,PP3839,19987RIOSA,GRAMANN,PJANDDAVISB,“COMPUTERAIDEDENGINEERINGINCOMPRESSIONMOLDING”,COMPOSITESFABRICATORSASSOCIATIONANNUALCONFERENCE,TAMPABAY,2001中文译文塑料注射模具的并行设计摘要塑料产品制造业已在近几年迅速增长。用于制造塑料部件的最流行的过程之一是注塑。注塑模具的设计是非常重要的产品质量和高效的产品加工。模具制造公司，谁愿意以保持竞争优势，缩短应用系统的模具设计过程中，设计和制造领先时代的欲望。模具行业在产品开发过程中的重要支撑产业，作为产品的设计者和制造商之间的一个重要环节。从产品的发展，改变了传统的串行设计过程中，其次是制造，一个更有组织的并发设计和制造过程中被认为是在一个非常早期的设计阶段。并行工程（CE）的概念已不再是新鲜事，但它仍然是适用的，在今天的化学品制造ACTURING环境相关。团队合作精神，管理人员的参与，整个设计过程和集成的IT工具仍然是CE的本质。同时考虑应用的CE程序设计的一个注入进程涉及的塑料零件设计，模具设计和注塑机选择，生产调度和成本尽早在设计雄鹿本文介绍了注塑模具设计的基本结构。这个系统的基础上产生的注塑模具设计过程的分析，模具设计公司。注塑模具设计系统涵盖了模具设计工艺和模具知识管理。最后的原则的并发工程过程的概述，然后被施加到其原理的塑料注射模具的设计。关键词注塑模具的设计，并行工程，计算机辅助工程，成型条件，注塑成型，流程模拟1导论注塑模具往往成本很大，不幸的是没有的模具，它不能是可能浩有一个模制产品。每一个模具制造商都有他/她自己的方式来设计模具，模具的设计和建设一个有许多不同的方式。当然，模具的设计阶段，要考虑的最重要的参数之一是空腔，注射方法，跑步者的类型的，选通的方法，喷射，容量和特性的注塑机的方法的数量。模具成本，模具的模具产品的质量和成本是分不开的。在今天的环境，计算机辅助模具填充仿真工具包，可以准确地预测任何部分的填充图案。这可以快速模拟的门安置，并帮助找到最佳的位置。以前的部分设计完成后，工程师可以在电脑上进行成型试验。工艺工程师可以系统地预测设计和工艺窗口，可以获取信息的过程变量影响性能，成本和外观的累积效应。2注塑成型注塑成型是最好的塑料带出最有效的方法之一。这是普遍使用的，往往是在一个单一的步骤，使复杂，成品零件经济，精确和废物少。大规模生产的塑料部件大多采用的模具。后通过的外观评价及结构优化的产品设计，制造过程中，涉及模具的设计必须。设计人员面临的注塑成型部件的选择，当他们创建一个庞大的数字。并行工程要求工程师在开发阶段考虑制造过程的设计的产品。一个好的设计的产品是不能去的市场，如果其生产过程中是不可能的，或过于昂贵。与从CAD到CAM过程的仿真，快速原型制造的集成可以降低风险，进一步提升产品开发的有效性。3计算机辅助注塑模具设计的重要性注塑模具设计任务可以是非常复杂的。计算机辅助工程（CAE）分析工具使设计工程师提供了巨大的优势，几乎和零件，模具及注塑参数没有真正的使用任何制造和时间的考虑。尝试另一种设计或概念在计算机屏幕上的可能性给出了工程师的机会，以消除潜在的问题，然后再开始真正的生产。此外，在虚拟环境中，设计人员可以快速，方便地评估特定的成型参数对最终产品的质量和可制造性的灵敏度。所有THESECAE工具，使所有这些分析，在一米的几天甚至几个小时内完成，而不是几周或几个月需要对实际的试验和错误周期。由于采用的是早期设计的零件，模具和成型工艺参数CAE不仅是因为最佳的功能的一部分，节省时间，也缩短了所需的时间向市场推出的产品，节约成本是巨大的。需要设定的公差，以满足的塑料部分关系到成型过程中的各个方面，包括零件的尺寸和形状，树脂的化学结构，使用的填料，模腔布局，浇注，模具冷却和释放机制。鉴于这种复杂性，设计人员经常使用电脑的设计工具，如有限元分析（FEA）和模流分析（MFA），以减少开发时间和成本。有限元分析确定应变，应力和偏转通过划分成小的元素，这些参数可以很好地定义的结构的一部分中。MFA评估浇口位置和大小以优化树脂流动。它还定义的焊接线，过度紧张的地区，壁和肋骨厚度如何影响流量的位置。其他有限元设计工具，包括模具的冷却温度分布，分析和三维控制和预测分析的冻结应力和翘曲的周期时间和收缩。图1中所示的压缩模制零件的CAE分析。分析周期开始与创建的CAD模型和有限元网格的模腔。注射后的条件规定，可以模拟模具填充，纤维取向，固化和热历史，收缩和翘曲。通过模拟计算出的材料性能，可以使用的部分的结构的行为进行建模。如果需要的话，部件设计，浇口位置和加工条件可以在计算机中进行修改，直到获得一个可以接受的部分。分析完成后，就可以生产出一个优化的部分减少熔合线（又称KNITLINE），优化的强度，控制温度和固化，最小化收缩和翘曲。模具加工的前身是手工完成，检查每个切与工具制造商。这个过程变得更加自动化的发展和广泛使用的计算机数控CNC加工中心。安装时间也显着减少了通过使用特殊的软件，能够直接从CAD数据文件生成的刀具路径。高达10万转的主轴转速提供高速加工的进一步发展。切削材料表现出惊人的性能，而无需使用任何任何切割/冷却流体。其结果是，已加速加工复杂的过程中，芯和模腔。不断地被降低，所花费的时间，以生成的模具，这是好消息。，另一方面，坏消息是，即使所有这些进步，设计和制造的模具还需要很长的时间，可能会非常昂贵。CAE分析图1的注射成型部件现在很多公司高管意识到它是多么的重要部署新产品迅速推向市场。新产品是企业繁荣的关键。他们带动公司收入，市场份额，底线和股价。一个公司能够推出优质的产品，合理的价格，领先的竞争不仅实现了100的市场份额，竞争对手的产品之前到达，但也往往保持优势地位，竞争力的产品后，终于被宣布为几年（史密斯，1991）。对于大多数产品，这两方面的优势是显着的。快速的产品开发竞争中获得成功的一个重要方面。从图2可以看出，只有37的平均工业电子

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