真空注型机搅拌机构设计.doc

沈阳理工大学学士学位论文摘 要本文介绍了型真空注型机搅拌机构设计的一般方法，除进行总体设计外，侧重于运功部件校核和三维仿真的设计。设计中以同类产品（型真空注型机搅拌机构）为基础，通过考察、网上查询、借助参考书的帮助，使设计工作如期完成，能较好的实现规定的各项功能目标。带传动系统采用的是同步带传动，同步带兼带传动和链传动的优点：传动平稳；传动比准确；几乎不需张紧力，轴压力小；传动效率在98%左右。三维仿真使用的是UG画图软件，画出三维图后用ADAMS软件进行运动仿真。文中通过计算、校核确定了同步带轮及部分零件的尺寸及材料，本设计的特色部分是在传动系统的设计同步带传动，使结构紧凑、不需要润滑且保养更加方便。另外除了两个专题设计部分外，还进行简要的总体设计及主要参数的确定。由于设计者水平有限，论文一定存在错误和不足之处，请各位老师批评、指正。关键词：真空注型机，搅拌器，带，三维模拟AbstractThis paper introduces the vacuum injection machines mix the general mechanism design approach, in addition to the overall design, the focus on the pump power components and three-dimensional simulation of the design check. Design to similar products (vacuum injection machines mix body) based on through study, online inquiries, with the help of reference books, so that design work be completed, to better achieve goals set forth in function.Belt drive system uses a belt drive, belt drive and chain drive and with the advantages: stable transmission; drive ratio is accurate; almost without tension, axial pressure is small; transmission efficiency of about 98%.UG-D simulation using drawing software, draw three-dimensional diagram with the ADAMS software emulation.The paper by calculation to determine the timing belt check and some parts wheel size and material, part of the design features of the design in the drive belt drive, so compact, does not require lubrication and maintenance more convenient.Because of designer limited level, the thesis must have some mistakes and weak points. I hope to receive the teachers instruction, criticism and helping.Key words: vacuum casting machines, mixers, belt, three-dimensional simulation目 录第一章 绪 论11.1引言11.2国内外发展现状21.3课题研究的意义4第二章 型真空注型机搅拌机构设计62.1课题研究内容62.2搅拌机构的构成及各部分作用6第三章 运动部件设计及校核83.1同步带传动设计与校核83.1.1确定设计功率83.1.2选取同步带型号83.1.3确定带轮节圆直径93.1.4确定中心距a93.1.5初张紧力的校核103.2搅拌器轴的校核10第四章 UG三维建模及其装备124.1 UG软件简介124.2 UG设计思路和方法144.3 用UG进行零件设计144.4 UG装配设计15第五章ADAMS运动仿真215.1 ADAMS软件介绍215.2 用ADAMS做运功仿真21结 论23致 谢24参考文献25附录A26附录B4255沈阳理工大学学士学位论文第一章 绪 论1.1引言近20年来，制造业市场环境发生了很大变化：一方面表现为消费者兴趣的时效性和消费者需求的日益主体化、个性化和多元化；另一方面则是区域性、国际性市场壁垒的淡化和打破，使制造厂商不得不着眼于全球市场的激烈竞争，快速将多样化的产品推向市场是制造商把握市场先机而求生存的重要保障，由此导致了制造价值观从面向产品到面向顾客的重定向、制造战略重点从成本与质量到时间与响应的转移等，此可视为各国致力于并行工程、敏捷制造等现代制造模式研究与实践的重要背景。传统制造业的战略是规模效益第一，上世纪80年代又提出价格第一和质量第一，上世纪90年代以来，已发展为市场响应第一，快速响应制造己成为国际研究的热点，如今市场的机遇要靠企业去把握、去创造。因此，产品的快速开发是快速响应制造的龙头，是成为赢得21世纪国际市场竞争的关键。在这种背景下，20世纪80年代后期发展起来的一种高新制造技术，快速原型(Rapid Prototyping，简称Re)技术，它将现代计算机技术、激光加工技术及新材料技术集于一体。该项技术创立了产品开发的新模式，使设计师以前所未有的直观方式体会设计的感觉，感性而迅速的验证和检查所设计产品的结构和外形，从而使设计工作进入了一种全新的境界，改善了设计过程中的人机交流，缩短了产品开发的周期，加快了产品更新换代的速度，降低了企业投资新产品的风险，加强了企业引导消费的力度。快速模具制造技术(Rapid Tooling)是利用快速成型技术来制造直接生产零件的模具，进一步发挥了快速原型制造技术的优越性，可实现最终零件或产品的快速制造，其材料主要是塑料合金、硅橡胶、金属基材料、陶瓷和其他材料。基于RP技术的快速模具制造由于技术集成度高，从CAD数据到物理实体转换过程快，因而与传统的数控加工方法相比：制模周期短(比如，加工一件模具的制造周期仅为前者的13110，生产成本也仅为前者的13l5。)，质量好，易于推广，制模成本低，精度和寿命能瞒足某种特定的功能需要，综合经济效益良好，特别是用于新产品开发试制、工艺验证。快速成型制造记住不仅能适应各种生产类型特别是单件小批量的模具生产，而且能适应各种复杂程度的模具制造，它既能制造塑料模具，也能制造压模等金属模具。因此，快速成型一问世，就迅速应用于模具制造上。随着社会经济的飞速发展，市场竞争愈来愈激烈，制造商在不断改善产品性能与质量的前提下，最大限度地缩短新产品的开发周期和降低成本，以便能够快速地适应市场的需求。这就要求商家不但要能根据市场的要求很快地设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制造出产品的样品，进行必要的性能测试，征求用户的意见，进行必要的修改，最后形成能投放市场的定型产品。在这种背景之下快速成型技术(Rapid Prototyping，简称RP)年D快速模具技术(Rapid Tooling，简称RT)得到了快速的发展，快速模具技术是以快速成型技术为基础，将传统制模技术与快速成型技术的相结合，侵模具的设计和制造周期缩短，具有广阔的发展和应用前景。1.2国内外发展现状快速成型技术被认为是制造技术的一次重大突破，对制造业的影响可与数控技术相媲美。目前，越来越多的快速成型技术和机器投人了实际应用中，其独特的制造原理和不可比拟的优越性缩短了制造商和客户需求距离，满足了市场变化的需要，应用领域也越来越。据统计，1996年已有230家机构开展了快速成型技术的研究，全世界23个RP系统制造商在2000年共销售了1320套RP系统，同年统计总共安装了6785台RP系统。快速成型技术首先在美国得到使用，1987年3D System公司首次推出商业化的快速成型设备。当1988年将第1台设备sI A一1卖给Bater Heakharc、Pratt and Whitney和Eastman Kodak时，就标志着快速成型技术工业化应用的开始。Kodak公司的一些CAFE镶块已注塑了1000多个工件。对于简单形状的工件，他期望能用CAFE模注塑5000个工件。与传统CNc伍DM加工的模具相比，采用CAFE模后，该公司的交货时间可缩短85，在有的情况下，产品开发周期缩短了整整1年。通常制作模具的费用可节省约25。Kodak公司已制作了加多套简单的小批量生产用CAFE模，制作时间已由810周缩短至2-4周；对于复杂模具，已由26-38周缩短至6周。1988年美国学者SCrump提出熔融沉积造型设想，1992年美国Stratasys公司开发出基于FDM技术的商业化成型设备，先后推出FDM一1600、FDM一1650、Genisys、FDM一8000、FDMQuantuln等机型。同年，在美国的Autofaot展览会上，3D系统公司展出了其第一个工业用的技术设备“立体液相成型装置”(SterolitographApparatus，缩写为SEA)从此以后，大规模的工业应用和研究开始了。DTM公司已开发出DuraFormPA、DuraFormGF等商品化的热塑性塑料粉末，经SLS成型可制得高强度的塑料制件，可直接用于如计算机附件、汽车歧管等复杂产品的小批量生产；ABS等塑料经FDM成型也可直接生产小批量塑料制品。克莱斯勒直接利用RP制造的车体原型进行高速风洞流体动力学试验，节省成本达70。美国底特律的一家制造商，采用RP技术和快速精铸技术，在接到福特公司标书后的4个工作日内便生产出了第一个功能样件，从而在众多的竞争者中夺到了福特公司的一批年总产值达300万美元发动机缸盖精铸件的合同。AGILCAST公司开发了集成化的ReRT系统，该系统可用于制作塑件和金属铸件，整个系统全自动化运行。Agil Cast集成系统包括用于在硅胶模中制作塑件的装(Plastic unit)、浇注蜡模的装置(wax u-_it)、混合和涂挂陶瓷浆料的装置(cera mic mixor)、熔化和浇注有色或黑色金属的装置(Procasting unit)，整套设备用同一控制系统集中控制。Pro Casting unit：铸造熔液体积可达3L，温度可达1 300C，在惰性气体保护下浇注至陶瓷模中，充模压力可调。采用感应加热，功率为20kw。整个系统装有若干监控传感器，保证了操作安全可靠。铸造零件尺寸可达380mmx260mm。Badser Pattem公司、东京大学和日产汽车公司熔射制模法的基本工艺都是在原型表面形成熔射层，然后对熔射层进行补强并将熔射原型去除得到金属模具。但BadserPattern公司只能熔射低熔点锌合金，并采用树脂金属复合材料对熔射层补强，致使模具的耐磨性和热传导性差，只能用于数百件注塑成形。东京大学开发的RHST方法则是以不锈钢或碳化钨合金等高融点材料为熔射材料，并以金属材料对熔射层背衬补强，从而极大地改善了熔射模具的耐久性，使其能用于表面光滑或带天然精细皮革纹饰塑料产品的大批量注塑成型以及金属薄板成形。日产汽车公司的熔射制模法也采用不锈钢作为熔射材料，并采用树脂金属复合材料补强，已用于数万至二十多万件的轿车覆盖件成形，但与RHST法相比，该法不能用于表面带天然精细皮革纹饰耐久注射模具的制造，使用范围受到限制。在我国，关于金属模具间接快速制造技术的研究受到高度重视，清华大学、华中理工大学在铸造模方面取得了许多研究成果；上海交大用精密铸造法快速翻制出汽车轮胎等金属模具：西安交通大学采用树脂原型、研磨石墨电极、电火花加工出钢质模具；殷华公司及烟台机械工艺研究所与烟台泰利汽车快速模具公司合作采用电弧熔射锌合金制作出快速经济注射模具。国内从1994年开始研究SIS技术，北京隆源公司于1995年初研制成功第一台国产化激光快速成型机。随后华中科技大学也生产出了HRPS系列的SIS成型机， 国内还引进了多台SIS成型机，现有多家企业和高等院校在进行SIS技术的研究及应用工作。目前研究SIS工艺的有美国的DTM公司、德国的EOS公司、北京隆源自动化成型系统有限公司、华中科技大学和南京航空航天大学等，其中DTM公司无论在SIS成型设备方面还是在成型材料方面均处于领先地位。国内研究FDM技术的主要有清华大学，该校已开发出FDM成型设备及专用成型材料；广州中望商业机器有限公司作为S仃atasys公司中国总代理，从事FDM产品销售和技术支持工作；许多企业开始应用FDM技术。香港某大学的SLA250三维光刻快速成型机用SL5200光敏树脂制造一种电铸工艺的芯模。中国在90年代初即开始了SLA快速成型的研究，经过近十余年的发展取得了长足的进展，目前国产快速成型机在国内市场的拥有量已超过了进口设备并且其性价比和售后服务却大大优于进口设备。华中科技大学研究LOM工艺，推出了HRP系列成型机和成型材料；西安交通大学开发出LPS和CPS系列的光固化成型系统及相应树脂，CPS系统采用紫外灯为光源，成型精度02 mm。香港较内地RP技术起步较早，香港生产力促进局和香港科技大学、香港理工大学、香港城市大学等都拥有RP设备，但其重点是lip技术应用与推广而不是研制RP设备。台湾大学拥有LOM设备，台湾各单位及军方安装多台进口SL系列设备。在国内，西安交通大学、北京隆源公司、华中理工大学清华大学等单位也在进行适合于快速成型制造的新型材料的研究和开发。目前，快速成型技术材料研究的主要目标是提高原型的成型精度、成型效率并能满足后续应用的要求。1.3课题研究的意义80年代以来，中国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具工业一直以每年15左右的增长速度快速发展。传统的注射模具制造要用到车、铣、刨、钻、磨、电火花等加工方法，才能得到所需的模具形状和尺寸。要设计和制造出一副合格的模具，往往需要经过由设计、加工到试模的多次反复，因此模具制作成本高、周期长，而且精度不易保证，有时甚至造成模具的报废。20世纪80年代以来，随着市场竞争的日趋加剧，要求企业必须能快速响应市场和用户的需求，促使工业产品的生产模式由传统的大、中批量向具有灵活、易变性和快速反应能力的中、小批量转变。在这种条件下，传统的模具制造方法由于其自身固有的生产周期长、投入风险高、产品改进困难等缺点，在一定程度上成为企业在市场竞争中发挥活力的制约因素。快速制模是寻求更快、更好地开发新产品地一种强有力手段。现在和将来，使用快速制模，采用客户所希望的材料来制造零件，都可以大幅度减少零件的交货时间。例如。10年前，开发一辆新汽车，大约需要60个月的时间，使用快速制模技术，则仅需要18个月的时间，电了产品的开发周期己经降至不到一年，而玩具制造业，则在9个月完成开发、大批量生产和销售工作。目前，扩大快速制模的应用范围可能还存在一些问题，但是，快速制模迸一步更大范围的应用，必将成为一种强大的、有益的新产品开发工具。第二章 型真空注型机搅拌机构设计2.1课题研究内容 首先收集相关资料了解国内外研究现状并翻译相关英文资料，在了解基本资料后进行方案总体设计，关键数据计算完成后开始总装配图及主要零件图制，对关键零件进行设计校核后进行三维建模、运动仿真。2.2搅拌机构的构成及各部分作用图2.1 型真空注型机搅拌机构我设计的型真空注型机搅拌机构由直流马达、减速机、同步带轮、盖板底板、轴、接头、连杆及板组成。其中直流马达通过减速机将动力传给带轮1，带轮1经过皮带传给带轮2，带轮2通过轴传给接头，接头通过连杆将动力传给板进行搅拌。图2.1就是对型真空注型机搅拌机构结构分析后得到的型真空注型机搅拌机构。第三章 运动部件设计及校核3.1同步带传动设计与校核3.1.1确定设计功率 考虑载荷性质和每天运转的时间等因素，设计功率要比要求传递的额定功率要大，即 （1.1） 式中 P传递的额定功率，kW； 工作情况系数。液体搅拌机的工况系数=1.6 （普通工作时间1016小时），所选电机功率W由公式1.1得到设计功率kW3.1.2选取同步带型号图3.1同步带选型图由上图根据设计功率（32W）和小轮转速（120）确定选XL型。表1-1 同步带主要参数由表1-1得到XL型同步带节距为5.08mm。3.1.3确定带轮节圆直径XL型带轮最小齿数，所以初步取齿数。故小带轮节圆直径 mm带速m/s传动比大带轮齿数大带轮节圆直径mm3.1.4确定中心距a初定中心距代入节圆直径得 即 取为110mm初定带的节线长度 mm实际中心距mm3.1.5初张紧力的校核基准额定功率kW带宽mm 作用在轴上的力 N切边长 mm挠度mm载荷N查阅机械手册 N 故满足条件3.2搅拌器轴的校核 画出轴的力学模型图分析结构可知：此轴主要受扭转力矩的作用，轴向力很小，忽略不计。 作用在轴上的力由于此轴上安装的搅板，搅动一种特殊的液体，此液体给板一个作用力并传递给轴。经查找资料类比可得轴所受的转矩T是5200NM,所以T=5200NM. 画扭矩图 校核轴的强度由此结构可知危险截面在-和-上由于此轴的材料为Q235，其需用切应力,所以安全。因轴又细又长，为保证其能正常工作，应保证轴的角度应变率也应在一定的范围内。而需用角度变化率，所以能正常工作。第四章 UG三维建模及其装备机械产品从设计到成品面向市场的过程，往往需要经历“设计样机制造、测试评价、修改、产品”这一耗时的过程。如何加速新产品的开发过程，并在新产品投产之前有一个有效的手段来检验新产品的性能和适应性，以避免投产后的失败，这是工程技术人员追求的目标。三维实体模型就是设计者进行实时形象的分析设计，模拟实验，预测结果的虚拟样机。目前二维绘图软件的使用相当普遍，这主要是由于工程设计上传统的绘图习惯，从设计的观点看，人们头脑中所构思的设计对象是三维实体，用二维图形表示三维物体有许多局限性，随着三维图形技术的发展，在三维模型的基础上可以进行装配、干涉检查、有限元分析，运动分析等高级的计算机辅助工作。随着计算机硬件的、技术的发展，二维绘图将很快被三维实体造型所代替。型真空注型机搅拌机构设计大部分还是二维图形设计，难以实现参数化、系列化，难以实现整机分析和计算，图形数据难以为后续工程应用。因此，本文对型真空注型机搅拌机构三维实体模型的设计是利用基于特征的三维绘图软件UG来实现的。4.1 UG软件简介UG现在叫做NX,它是一个三维设计软件，主要用于汽车和机械行业，在航空领域也有部分企业在使用。相似软件还有catia、proe等EDS公司的Unigraphics NX是一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。Unigraphics NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。Unigraphics NX为设计师和工程师提供了一个产品开发的崭新模式，它不仅对几何的操纵，更重要的是团队将能够根据工程需求进行产品开发。Unigraphics NX能够有效地捕捉、利用和共享数字化工程完整过程中的知识，事实证明为企业带来了战略性的收益。来自 UGS PLM 的 NX 使企业能够通过新一代数字化产品开发系统实现向产品全生命周期管理转型的目标。 NX 包含了企业中应用最广泛的集成应用套件，用于产品设计、工程和制造全范围的开发过程。如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。 NX 可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。 NX 建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新， NX 的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得 NX 通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。工业设计和风格造型:NX 为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 NX 建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状， 并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。 (1)产品设计:NX 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 NX 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 NX 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。(2)仿真、确认和优化:NX 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。4.2 UG设计思路和方法用UG进行三维模型设计，是以三维零件为基础的三维图形设计。从而构成产品的设计过程，加工原理，动画以及性能评价与分析结构。三维图形设计不仅具有美学特点和个性特点，而且与产品加工方式有关。三维虚拟图形要求能反应机械产品的外观，空间关系，运动等方面的特性、原理，用户能从不同的角度，以不同的比例观察虚拟模型，还能够通过操纵模型对产品的功能进行定性的评价。其设计过程如图4.1所示。图4.1 UG建模设计说明图4.3 用UG进行零件设计在UG中，具有全面的零件实体建模功能和变量化的草图轮廓绘制，能够自动进行动态约束检查。用UG的拉伸、旋转、倒角，等功能可以方便的得到要设计的实体模型。以我设计型真空注型机搅拌机构接头的三维图形为例说明零件的建模过程（1）生成基体特征，在前视图上画出草图轮廓，在草图上添加几何关系和尺寸，并用回转特征生成基体，即接头的大致基本形状。 （2）在基体上选择一端为基准面，绘制矩形草图，用拉伸求差等特征完成接头与连杆连接缝。（3）在基体上选择另一端面作为参考平面，运用切除拉伸完成螺栓孔的绘制。（4）绘制一基准面，运用拉伸求差生成一小孔。这样就绘制出型真空注型机搅拌机构接头的三维图形如图4.2 图4.2 接头在UG中，对于结构，形状复杂的产品模型进行建模的思路是将整个产品分解为多个零件，通过零件之间的布尔运算逐步得到完整的产品模型，其中，往往将整个产品中最主要或最大的部分视为基本零件，首先完成它的造型，其它部分作为添加特征，以搭积木的方法，在基体零件的基础上，通过添加，最终得整个模型。4.4 UG装配设计装配设计包括部件设计和总装配设计。利用零件的平移、旋转、重合、同心、垂直、平行、相切、距离、夹角等装配约束使设计好的所有零部件装配在一起。同时，在装配过程中进行动态装配干涉检查，一旦发生装配干涉或公差不配合，可在特征树的编辑功能下进行修改。最后，对装配图进行渲染，包括阴影，纹理，透明，高光，漫反射，选择材料等。在UG的装配设计中可以直接参照已有的零件生成新的零件。在型真空注型机搅拌机构的装配中，零部件为底板，其它部分为子部件，如盖板、轴、接头、连杆及板等。最后，将子部件和其它零件装配在基部件上完成装配。以型真空注型机搅拌机构的装配过程为例说明零件的装配过程画出所有零部件的三维模型零件图图4.3底板三维模型零件图图4.4盖板三维模型零件图图4.5轴三维模型零件图图4.6板三维模型零件图图4.7带轮三维模型零件图图4.8电动机减速机三维模型零件图图4.9挡边三维模型零件图图4.10连杆三维模型零件图图4.11 UG装配图上述例子可以看出，运用三维绘图软件，型真空注型机搅拌机构设计与制造过程可以从单一的平面转变可视化的三维动态图形，更接近生产实际，它可直观地检查产品工作过程中相对运动及干涉原因，缩短了产品设计制造周期，可达到高效，快速，敏捷和一次试制成功的目的，有效地降低了设计制造成本。运用基于三维特征造型软件UG构造了产品的三维模型图，将三维动态模拟，图形学与机械产品模型，直观的描述了产品设计过程，大大节省了设计时间和设计周期。第五章ADAMS运动仿真ADAMS，即机械系统动力学自动分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)，该软件是美国MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)开发的虚拟样机分析软件。目前，ADAMS已经被全世界各行各业的数百家主要制造商采用。根据1999年机械系统动态仿真分析软件国际市场份额的统计资料，ADAMS软件销售总额近八千万美元、占据了51%的份额,现已经并入美国MSC公司。5.1 ADAMS软件介绍ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库，创建完全参数化的机械系统几何模型，其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格郎日方程方法，建立系统动力学方程，对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析，输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。ADAMS软件的仿真可用于预测机械系统的性能、运动范围、碰撞检测、峰值载荷以及计算有限元的输入载荷等。 ADAMS一方面是虚拟样机分析的应用软件，用户可以运用该软件非常方便地对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析。另一方面，又是虚拟样机分析开发工具，其开放性的程序结构和多种接口，可以成为特殊行业用户进行特殊类型虚拟样机分析的二次开发工具平台。5.2 用ADAMS做运功仿真图5.1图5.2图5.3总 结在学校安排的毕业设计进入尾声的时候，我的毕业设计也已如期完成了。本次毕业设计实现了课题要求的基本内容：压力小。但同时也引入了如机器安装要求较高、成本偏高等新的缺点；利用UG绘制出型真空注型机搅拌机构的主要部件的三维图，并对其主要部件进行组装，使的型真空注型机搅拌机构的主要部件从单一的平面转变为三维动态图形，从而使人们可以更形象的了解型真空注型机搅拌机构。从整体的设计过程来看，虽有曲折之处，但经不断的研究努力，还是成功地实现了对型真空注型机搅拌机构的改进及对型真空注型机搅拌机构主要零部件的组装，为大学四年的学习划下了一个圆满的句号。致 谢毕业设计终于完成了。在此之际，我思绪万千，心情久久不能平复。记得大学开始一位老师曾说过“等待的过程是最美丽的”。今天，当我坐在电脑前，完成我大学时期的最后一项学习工作时，更深深体会到了这句话的含义。在等待长大，等待学业所成的日子里，虽然并不总是美好，但不论怎样的过程都是值得一辈子记忆的。我的导师张嘉易治学严谨，学识渊博，品德高尚，平易近人，在我毕设期间，循循善诱，不仅传授了知识，还传授了做人的准则给予我无尽的启迪。这些都将使我终生受益。在理论设计阶段以及在我的论文撰写的每一个环节中，张老师都不厌其烦的细心指点。当我迷茫于众多的资料时，他又为我提纲挈领，梳理脉络，使我确立了本文的框架。论文写作中，每一周都得到老师的指点。从框架的完善，到内容的扩充；从行文的用语，到格式的规范，老师都严格要求，力求完美。我再次为张嘉易老师的付出表示感谢。同时，也请允许我愿借此机会向给与过我帮助的各位老师同学表示衷心的感谢！ 路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。愿我在未来的学习和工作过程中，以更加丰厚的成果来答谢曾经关心、帮助和支持过我的所有领导、老师、同学以及朋友。 参考文献1.王广春、赵国群.快速成型与快速模具制造技术及其应用.机械工业出版社.2008第二版2.朱林泉、白培康、朱江淼.快速成型与快速制造技术.国防工业出版社，20033.刘伟军等.快速成型技术及应用.机械工业出版社，20054.李春祥，彭淑慧等著快速成型技术原理及应用甘肃工业大学出版社，20005.王晓玲，唐一平著快速原型技术的研究现状及发展上海第二工业大学出版社，20006.孙致礼，冷兴聚，威延刚，曾海泉主编.机械设计.沈阳：东北大学出版社，20007.陈东源，王点勇，喻子键主编.机械设计习题与解题分析.沈阳：东北大学出版社，20008.成大先主编.机械设计手册.第五版.化学工业出版社，20079.卢佐潮，李桂英编著.计算机辅助机械设计.广州：华南理工大学出版社，199110.国家标准，带传动，GB11544-89附录AIntegrating Rapid Prototyping and Tooling withVacuUm Castingfor ConnectorsChua Chee Kai*,Chew Tong Howe*and Eu Kee Hoes*Nanyang Technological University,Singapore;andTemasek Polytechnic,SingaporeConnectors are developed to satisfy the needs of advancedtechnology in telecommunication switching systems and compa-nies have several products designed to fulfil the needs of themany switching networks available.TheFour-wall-headeris one such product from one company.The traditional manu-facturing line relies heavily on hard tooling which is bothexpensive and time-consuming.This paper presents an alterna-tive method of integrating rapid prototyping technologies,inparticular,stereolithography apparatus(SLA),with a vacuumcasting system to produce a wide range of polyurethane parts.Altogether,three approaches are analysed and evaluated formaking the moulds:rapid pattern,rapid tooling and ahybrid approach.Keywords:Connectors;Rapid pattern;Rapid prototyping;Rapid tooling;Vacuum casting1.IntroductionIn the early development of rapid prototyping(RP)techno-logies,the emphasis was directed towards the creation oftouch-and-feelmodels to support design,broadly classifiedasapplications in design1.In recent years,however,theapplication of RP is focused on functional testing and toolingapplications.This is a natural evolution of applications fromdesign to functional evaluation and testing applications andeventually to tooling2.Recently,RP has become widespreadfor secondary processes,e.g.for RTV moulding,vacuum cast-ing3,plaster mould casting4,spray-metal tooling5,resintransfer moulding6,spin-casting7,the QuickCastTM process8-10,and abrading-die EDM tools.1.1 Stereolithography Apparatus(SLA)While there are many RP technologies11,SLA is chosen forthis project because of its proven technology and availability inthe University,as well as it being a pioneer amongst the RPtechnologies.Stereolithography12is a unique,patented pro-cess that combines CAD/CAM/CAE,chemistry,laser andoptical scanning technologies to produce 3D solid models fromCAD data under computer control.The SLA-250 equipment,used in this project,employs a laser and a tank of photosensi-tive polymer.The laser traces the shape of each cross-sectionover the surface of the polymer to harden it.This process isrepeated for each section,forming a solid object.Parts whose cross-sections contain islands of unsupported material requirefixtures to support them as they are built,otherwise,they mayfloat away as they are being built.1.2 HEK/MCP Vacuum Casting System(VC)Vacuum Casting11,13is the state-of-the-art for prototypeplastic and plaster mould making.The HEK/MCP VacuumCasting system13used in this project,allows copies of SLAmodels in a wide range of polyurethane plastics,and smallproduct runs of prototype parts,to be produced for prolongedevaluation and stringent testing.The MCP equipment is ableto produce moulds with outstanding accuracy of replicationfrom the original models.Moulds used in the VC system are of silicone rubber,tbrmed from a mixture of a dimethylsiloxane base and an organopolysil-xone catalyst.The casting resin comes in a two-part mixture.Part A is based on a polymeric hydroxyl compound or polyol with catalytic additives,while Part B is invariably a di-isocyanate.1.3 Insulation Displacement Connectors(IDC)In this research,the design of afour-wall header(see Fig.1)from the Berg Electronics company is used.It is a MaleIDC 0.1cable pitch mounting header,designed to mate withstandard connector sockets.It consists of 2 parts:1.Housing-the plastic part of the header that holds the pinsin place.2.Contacts-pins that are inserted into the 0.62 mm holes bypress fitting.Conventional manufacturing of the plastic housing involves the following steps:1.Design(on paper).2.Mould making.3.Plastic injection moulding.The mould-making step involves grinding of mild steel to achieve modular patterns(see Fig.2).These modular pieces are then stacked together and placed inside an insert .Injecti on moulding to form the plastic part completes the production process for a typical four-wall-header.In this project the housing part or the mould is first built from the SLA-250 before it is vacuum-cast(either from the silicone mould or from the SLA mould itself)in casting resin(a resin with properties similar to that of ABS).This sample header is then benchmarked against the original header(PBT material).2,Three Different Approaches to Mould MakingThree approaches are evaluated(see Fig,3)with the objective of comparing the various methods.2.1 Rapid Pattern ApproachIn this approach，four master patterns，built from the SLA-250,are used to cast the mould as shown in Fig.4.In the casting process，the following standard steps are taken.2,1,1 Procedure of Preparing the PartFirst,the model is thoroughly cleaned,MCP banier film is applied to it to prevent the SLA part from attacking the silicone rubber