肥皂盒的注塑模具设计【1模2腔推杆推出含UG三维及12张CAD图带开题报告】
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肥皂盒
注塑
模具设计
推杆
推出
ug
三维
12
十二
cad
开题
报告
讲演
呈文
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肥皂盒的注塑模具设计【1模2腔推杆推出含UG三维及12张CAD图带开题报告】
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- 内容简介：
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一、选题依据1论文（设计）题目肥皂盒的注塑模具设计2. 研究领域机械设计，注塑模具设计3. 论文（设计）工作的理论意义和应用价值塑料制品在日常生活中为人们提供了极大的便利，其中肥皂盒几乎是必不可少的家用品，具有防水功能，能有效保护肥皂不被水淋湿，延长了肥皂的使用寿命。随着社会生产方式的不断推动，塑料工业的发展面临着诸多机遇与挑战，其中以家用肥皂盒的注塑模具设计为例，如何在形状复杂的产品制作过程中保证注塑模具成型的效率与精度，是现阶段摆在模具行业面前的一个崭新问题。除了基本的生产方式之外，对于生产成本的有效控制也应成为家用肥皂盒注塑模具设计过程中需要考虑的重要因素。全球经济一体化趋势的发展加剧了市场的竞争格局，这也使得塑料工业的发展遭遇阻滞。从产品的生产周期角度来看，产品质量与设计成果与注塑模具设计之间存在着密切联系，而生产方式的多样化也是注塑模具设计在实施过程中需要考虑的问题。类似 CAM 或是 CAD 等集成技术对于家用肥皂盒注塑模具的设计都有积极影响。本文从 CAD 软件的开发方面通过 Pro/Engineer 手段实现了对家用肥皂盒模设计的有效处理，从基本结构分析到注塑模具确定等方面实现了对材料处理的高精度，成功实现了对成型零件的安装，这一融合了经济及效率因素的注塑模具设计方案也指明了塑料工业的发展方向。4目前研究的概况和发展趋势一、模具的发展现状如下：（1）实体层面模具加工方法。在现代模具加工过程中通常运用的方式是电火花。电火花加工作用在仪器工具形成瞬间的极高温度将蚀除去。它的作用原理主要是形成电火花,形成局部高温发生电蚀反应进行对金属的切割,制造产品合适的大小与规模。（2）软件层面的模具加工方法。整体使用 cAD/CAWCAE 计算机程序实现模型设计。其它模型设计方式还包括: 有快速模型设计技术、虚拟模型设计技术、反(逆)求工程技术、有限元仿真及模型设计等。（3）冲裁模的设计。第一步要完成对冲裁件的数据分析;第二步需要依照对产品分析设计加工方案（4）橡胶硫化模具的设计。硫化模的通常需要三道程序:设计前的准备。结构的设计。图案的审核。二、肥皂盒模具的发展趋势（1）生产的专业化与规模化现代化生产的主要特点就是生产比较专业,规模比较庞大。目前西方工业发达国家的模具生产规模化已超过 80%。标准化的生产为推动了我国机械生产向着更深入的技术领域出发。（2）模具制造技术的发展我国仍然处于机械制造向数控制造的方面转变,而西方工业发达国家的模具生产已经从传统的加工技术(数控、自动),正在向着无人化生产的方式快速发展。（3）数控铣削机床的应用目前因为数控机床的运用,模具生产中自由曲面和型腔的加工都在数控机床中完成,使型腔的规模大小非常接近产品形状,大大缩短了工人铣削的时间,还降低了样品和靠模的生产难度,增加了产品的质量,提高了生产效率。（4）电加工机床的应用它的主要特征是制造效率高、平均生产量大、自动器械普及率高, 适合加大规模的模具生产。非常适用于深槽、深型腔、筋肋、多型腔及多件制造。（5） 新型模具制造工艺的快速发展国外,已经较成熟。国内现代在汽车和家电行业中使用越来越广泛。综上，随着模具行业不断发展技术化，规模化，肥皂盒模具也越来越多样化，市场竞争也在不断提高。二、论文（设计）研究的内容1.重点解决的问题设计中需要不断调整，才能得出最好的方案，预见的重点解决的问题如下：（1）如浇注系统的设计如何避免产品出现空洞。（2）冷却系统的管道要怎样分布使冷却达到最好效果。（3）怎样确定合适的脱模斜度使模具容易取出。这些都是设计过程中需解决的问题。我设计的肥皂盒尺寸大约为 6065mm*100mm110mm，模具尺寸长宽高大约为300350mm*300350mm*250280mm。2.拟开展研究的几个主要方面（论文写作大纲或设计思路）(1)查阅资料，了解做研究课题的研究意义、研究概况和发展趋势；(2)利用 CAD，SolidWorks 或者 UG 进行建模，总体方案设计；(3)计算确定肥皂盒模具各个尺寸画出零件图和装配图；(4)进行总的结构设计及修改。3.本论文（设计）预期取得的成果通过学习及查阅有关资料掌握肥皂盒模具设计的原理以及其结构的设计, 了解现肥皂盒模具的发展趋势、相关技术的对比及市场前景。通过自主设计并选择最合理的方案设计能够得到以下结果：(1)肥皂盒模具设计原理及总体方案设计；(2)主要部件的结构设计（装配图、零件图）(3)设计说明书；(4)与肥皂盒模具设计相关的一篇外文翻译（2000 字以上） 。参考文献1王雷，李明，蔡劲草.肥皂盒底盖注塑模具设计及数控加工仿真J.新乡学院学报,2016 年.2苏辉.家用肥皂盒的注塑模具设计J.济南职业学院学报，2014 年,第五期.3龚婵媛.家用肥皂盒的注塑模具设计J.长春大学学报,2013 年，23 卷(6 期).4冯刚，林克伟，王华峰，张朝阁，孟爱英.注塑成型可视化技术的最新研究进展及前景预测J.塑料工业，2014 年，42 卷（12）期.5田勇峰.模具设计与制造的现状及发展趋势C.南方农机，2016 年.6李洪波，白英博，周天亮.高密齿散热器型材挤压的数值模拟及模具结构优化J.锻压技术，2017 年，42 卷(12 期).7石常路，蒋图，柯旭贵.基于数值模拟的挡泥板成形工艺与模具设计J.模具工业，2017 年，43 卷(12 期).8张蓓，陈聪.圆形壳体模流分析及注射模设计J.型腔模技术,2017 年，43 卷(12 期).9狄远德，徐家连.CAD/CAM 在模具设计与加工中的关键技术J.西安科技大学学报,2014 年,34 卷(1 期).10李海生,寇菲菲,蔡强,李楠,姜同强.基于知识元的冲压模具设计方法J.计算机集成制造系统，2014 年，20 卷(2 期).11李明亮，刘平,刘新宽，陈小红,马凤仓,李 伟. 铜合金连续挤压工艺及模具设计J.锻压技术，2014 年，39 卷(11 期).12冯晓梅，许同德，赵 然.应用 Pro/E 实现压铸模加工孔表自动生成J.机电工程技术，2017 年，46 卷(9 期).13陈牡丹，徐永平.支架冲压工艺分析与模具设计J.模具工业,2014 年,40 卷(6期).14王敏杰，赵丹阳，宋满仓，于同敏.聚合物微成型模具设计与制造技术J.模具工业，2015 年，41 卷(5 期).15郑兴睿. CAD/CAM 在高精密复杂模具设计与制造中的应用D.中国优秀硕士学位论文全文数据库，2013 年.16刘斌，谭景焕.现代模具设计技术的现状及发展趋势J.塑料工业，2017 年，45 卷(2 期).17刘玲，田龙，蒋修宏.基于 Pro/E 的塑料水龙头弧形抽芯模具设计J.塑料科技，2014 年，42 卷(2 期).附：文献综述一、引言从现代塑料工业的发展来看，模具行业作为其中重要的制造工业基础，对于工业材料的流动性控制有着积极作用，在特定的工业要求之下模具能够通过特定的固定处理来实现对制造工业的有效定型。通过模具设计来制造零件不仅能够最大程度提升塑料产品的质量，同时还可以尽可能减少对材料的使用消耗，是对工业成本投入的有效控制。此外，现代模具行业的发展其重要性还在市场发展需求中有所体现，像是汽车制造业的飞速发展就展现出现代模具工业与市场需求之间的对应性。在广阔的市场空间环境之下，模具市场被汽车领域占据了大多数空间，而随着市场需求的不断变化也使得这一模具工业发展向家居用品转化，像是家用肥皂盒的模具设计也成为了现代模具发展的重要组成部分之一。类似美国、日本这样的模具进口国在模具使用方面有着极大的需求，而纵观国内模具工业的发展也受到了数控设备以及模具生产周期的影响，导致模具在制造工艺方面显得质量并不太高。由此可见关于现代模具行业的技术开发与设计优化对于提升模具生产水平以及控制生产成本等方面都有积极的促进意义。而肥皂盒作为我们日常生活不可或缺的日用品，在模具制造中它也具有自己独特的存在意义，我就肥皂盒对近年来国内外学者们对模具制造进行的研究做个综述。2、课题国内外现状文献15 中提到虽然中国整个模具行业在过去的十余年中取得了长足的发展,部分模具设计与加工已经达到了国际先进水平,但在高精度和复杂模具的制造中无论是数量还是质量仍不能满足国内市场的需求。特别是在长寿命、大型精密和复杂模具技术生产上差距明显。并且这类模具的生产量也不能满足国内的需求,因此我国每年仍需进口大量的模具。总体来说,我国与发达国家相比,在模具设计与加工技术上仍有较大的差距。例如,先进的模具加工设备在生产中应的用比重较低,CAD/CAE / CAM 技术的推广及应用率不高等。就模具行业而言,中国目前唯一优势在于人工成本较低,国外人工成本在 5060%,而我国在 20%左右。文献16 目前，大部分企业在进行模具设计时，一般都是先利用三维 CAD 软件进行三维造型设计，再运用其工程制图模块导出二维工程图，然后将导出的工程图导入专用的二维 CAD 件中去进行二维设计，也即进行修改!尺寸标注等后期工作，最后生成最终的二维图纸。模具设计中，常用的三维 CAD 软件有 UG NX Pro/E SolidWorks CATIA Delcam PowerSHAPE 中望 80 等“利用三维 CAD 软件进行模具设计主要是利用它们的三维造型功能及模具设计模块。以上三维软件设计图如下：此外文献16也提出钣金冲压模具 CAE 软件。Dynaform 软件是美国 ETA 公司和 LSTC 公司联合开发的，用于板料成型数值模拟与模具设计的专用软件，其最新版本是 Dynaform 5.9。 软件几乎涵盖冲压模模面设计的所有要素，包括: 确定最佳冲压方向，坯料的设计，工艺补充面的设计!拉延筋的设计!凸凹模圆角设计，冲压速度的设置，压边力的设计，摩擦因数!切边线的求解，压力机吨位等。基于 Dynaform软件的钣金成型模拟分析如图 所示。Autoform 软件是德国 Autoform 公司开发的应用于薄板冲压成型仿真领域 ( 尤其是汽车工业) 的 CAE 软件，其最新版本是 Autoform R6 是。Autoform 专门针对汽车工业和金属成形工业中的板料成形而开发和优化的，用于优化工艺方案和进行复杂型面模具设计的有限元分析软件，具有工件设计，模面设计，坯料设计，排样设计，修边设计，工艺优化，管胀模具设计，快速分析，精密分析等模块。文献1915利用 CAD、CAM、 UG 进行图纸设计，三维建模，完成了注塑模具的详细设计过程、加工参数设置、刀具选择、走刀路极大方便了加工过程。CAD/CAM 技术已经在航空航天、机械、汽车、电子、纺织 、建筑和化工等行业得到较为广泛的应用。利用 CAD/CAM 技术不但能够彻底解决传统模具设计与制造的周期长、 成本较高等问题， 同时还能有效减轻劳动强度，保证产品质量等。文献1217应用 Pro/E 软件设置压铸模具加工孔参数，建立孔图形数据库，实现加工孔表自动生成。有助于压铸模具孔尺寸自动标注，模具孔加工生产和检测。有助于模具加工孔数据传递，能保证模具生产质量，提高劳动效率。应用 Pro/E 软件实现压铸模具加工孔表自动生成，有助于压铸模具孔加工生产。对于型芯孔、顶杆孔和冷却孔多的复杂压铸模具型腔设计是最有效的。主要便于生产操作者孔位加工，使用方便，能避免设计加工失误，节省成本，缩短压铸模具制作周期。压铸模具设计要不断创新，要建立人工智能和专家系统，充分利用先进 3D 设计软件，将产品 3D 造型快速分型设计，及时进行模具流模分析，定出模具结构方案，模具设计2D 图形要清晰，要分类建立加工孔表，多为生产加工者考虑。压铸模具加工，要使用先进高速切削加工设备，精确加工出模具各个部件，实现模具加工智能制造。文献5 模具加工方法的现状分以下几种：实体层面模具加工方法。在现代模具加工过程中通常运用的方式是电火花。它的作用原理主要是形成电火花,形成局部高温发生电蚀反应进行对金属的切割,制造产品合适的大小与规模。软件层面的模具加工方法。整体使用 cAD/CAWCAE 计算机程序实现模型设计。其它模型设计方式还包括: 有快速模型设计技术、虚拟模型设计技术、反(逆)求工程技术、有限元仿真及模型设计等。快速模型设计技术(RPM)被称为是在数控(NC)制造方式过后崭新的技术革命,或将成为模具生产的热点和主要的发展趋势。除了表面建模方式外,还存在浇铸建模方式、冷挤压及超塑性成形建模等多种方式,目前也在快速的进行技术的更新与完善。逆向工程方式是先对要加生产的物品进行数据扫描,转换成多种样式的 CAD 数据,再放入以 D/以 E/cMA 等其它分析工具中完成产品的改造设计, 该种方式是目前模具制造中最常见现代工具的应用。冲裁模的设计。第一步要完成对冲裁件的数据分析,最大地节约材料、简化生产方式、使模具生产更加快捷、模具使用时间加长、操作程序简单,从而提高产品的质量;第二步需要依照对产品分析设计加工方案, 主要是保证冲裁的组合方式与加工的顺序,最后一步进行数据的计算,包括排版技术、使用压力的范围、压力面积的标准等等。2)橡胶硫化模具的设计。硫化模的通常需要三道程序:设计前的准备。主要包括了设计的大致内容、朔件材料的主要性能测试、成型标准的规定等。结构的设计。其中包含了对型腔数量、多样的尺寸结构与脱模方法、设计整体结构草图等。图案的审核。主要是对橡胶件尺寸和规模进行检查、对运用的硫化机机械完成审核、对模具结构的审核及对图样的审核。文献2 采用动态模冷却的方式从动模板方向注入型芯等装胶配件，这不仅能够起到绝佳防水作用，并且在动模处理方面也有积极作用。文献3说明注塑模具成型方式因其能高效率,高精度,低成本的生产出各种具有复杂形状的产品，是塑料制品的重要生产手段然而，面对全球化的市场竞争，塑料工业也面临着巨大的压力#为了缩短产品设计周期，提高产品质量，将各种先进生产方式应用到注塑模具设计中是大势所趋，比如 CAD/CAM/CAE 集成技术, 塑件采用 Pro/E5.0 建模后，其三维模型结构如图 1 所示，图 2 所示为其二维工程图,3、发展趋势如文献16所说现代模具产品制造是典型的单件小批量，离散型生产提高产品质量和生产效率，缩短模具设计制造周期，最大限度地降低生产成本及满足用户需求，提高模具设计技术在社会进步中的应变能力，是模具工业不断追求的目标，因此，肥皂盒模具设计的发展趋势如下：（1）多集成趋势。现代模具设计应该打破传统的单一发展模式，应该把技术使用!人力资源和管理技术的引用都囊括在内，往多集成趋势发展“多集成概念还表现在学科综合方面，模具设计不仅仅要用到最基础的机械科学与模具设计理论，而且还会用到热学!电磁学!光学以及控制理论等学科。( 2 ) 智能化趋势。从产品设计到模具设计，再到中间的模具制造，最后到产品的成型，每个环节都将走向智能化。另外，模具设计者以及实际操作者，也将会在科学理论的指导下，实现人与工具系统的有机密切配合。( 3) 网络化趋势。模具设计常用的软件都是需要通过网络上的一些软件技术或者硬件技术实现的“自动化，网络化趋势越来越明显，跨国合作设计模具的成功例子己经是屡见不鲜了，而且这种趋势越来越明显。（4） 不断更新趋势。模具设计人员应该用发展的眼光看待同行业的竞争情况，瞄准时代发展的最前沿，不断更新，保持在同行业的竞争力，稳稳立足于机械制造业，生产革命化的重要措施之一就是采用 CAD/CAE/CAM 技术，这也是模具设计技术发展的一个显著特点.。( 5) 模具软件功能集成化。模具软件功能集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型或同一数据库，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计，制造装配，检验，测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。( 6) 模具设计，分析及制造三维化。传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计，分析，制造的三维化，无纸化要求新一代模具软件以立体的，直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的 CAE 分析，模具可制造性评价和数控加工。成型过程模拟及信息的管理与共享。( 7) 产品数据管理 ( PDM) 。PDM 是一门用来管理所有与
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