关 键 词：

新科 mp4 注塑 模具设计 仿真 加工 proe ug 机械 毕业设计 论文 a3229

资源描述：

文档包括:

说明书一份，29页，13500字左右。

任务书一份。

开题报告一份。

外文翻译一份。

实习报告一份。

课题申报表一份。

工艺卡片一份。

数控仿真加工一份。

三维图一份。

图纸共20张，如下所示

A0-总装图.dwg

A1-动模板.dwg

A1-定模板.dwg

A3-mp4上盖.dwg

A3-凸模.dwg

A3-凹模.dwg

A3-动模座板.dwg

A3-垫块.dwg

A3-定模座板.dwg

A3-推杆固定板.dwg

A3-推板.dwg

A3-支承板.dwg

A4-复位杆.dwg

A4-定位环.dwg

A4-导套.dwg

A4-导柱.dwg

A4-拉料杆.dwg

A4-推板导套.dwg

A4-推板导柱.dwg

A4-浇口套.dwg

内容简介：

华 南 理 工 大 学 学 报 ( 自 然 科 学 版 )第 32 卷 第 5 期 32 52004 年 5 月 ( 2004文 章 编 号 : 1000- 565X(2004) 05- 0005- 04塑 料 注 塑 模 具 三 维 设 计 系 统 的 实 现 3文 劲 松 1 崔 树 标 2 徐 金 榜 2 李 德 群 2(1. 华 南 理 工 大 学 聚 合 物 新 型 成 型 装 备 国 家 工 程 研 究 中 心 , 广 东 广 州 510640 ;2. 华 中 科 技 大 学 塑 性 成 形 模 拟 及 模 具 技 术 国 家 重 点 实 验 室 , 湖 北 武 汉 430074)摘 要 : 在 分 析 了 国 内 注 塑 模 具 设 计 软 件 开 发 过 程 中 存 在 缺 陷 的 基 础 上 ,开 展 了 面 向 装配 的 注 塑 模 具 设 计 方 法 的 研 究 ;采 用 基 于 广 义 环 图 树 的 装 配 模 型 ,运 用 图 形 库 与 数 据 库 相结 合 的 方 法 ,开 发 了 标 准 模 架 库 ,并 提 供 了 建 库 工 具 ;采 用 基 于 特 征 的 设 计 方 法 ,通 过 定 义分 型 面 ,由 塑 料 制 品 直 接 生 成 成 型 零 件 ;通 过 分 析 模 具 开 模 、 脱 模 和 合 模 运 动 的 特 点 ,实 现了 模 具 运 动 模 拟 仿 真 ,从 而 确 保 了 模 具 结 构 设 计 的 合 理 性 . 同 时 ,在 型 系 统 上实 现 了 注 塑 模 具 统 的 原 型 研 究 ,并 给 出 了 设 计 实 例 词 : 塑 料 注 塑 模 具 ; 三 维 设 计 ; 计 算 机 辅 助 设 计 ; 模 具 特 征中 图 分 类 号 : 20. 5 ;91. 7 文 献 标 识 码 : 日 期 : 2003 - 07 - 153 基 金 项 目 : 国 家 自 然 科 学 基 金 资 助 项 目 (59975032)作 者 简 介 : 文 劲 松 (1968 - ) ,男 ,博 士 ,主 要 从 事 高 分 子 材料 成 型 加 工 及 研 究 . 制 品 在 现 代 生 活 与 生 产 中 的 应 用 越 来 越 广泛 . 注 塑 成 型 由 于 生 产 效 率 高 、 产 品 质 量 稳 定 及 成 本低 的 特 点 已 成 为 塑 料 制 品 的 主 要 成 型 手 段 . 塑 料 注塑 模 具 设 计 制 造 的 特 点 是 : (1) 小 批 量 、 多 品 种 ; (2)设 计 具 有 关 联 性 ; (3) 标 准 化 程 度 高 ; (4) 经 验 性强 1 ,2 . 这 些 特 点 使 得 计 算 机 辅 助 设 计 (、 辅 助工 程 ( 辅 助 制 造 (技 术 已 成 为 模 具 制 造与 使 用 企 业 必 不 可 少 的 工 具 ,模 具 行 业 常 用 的 三 维 型 软 件 如E , 都 带 有 专 门 的 注 塑 模 具 设计 模 块 ,这 些 软 件 由 于 价 格 昂 贵 (每 套 软 件 商 业 价 达到 了 几 十 万 元 人 民 币 ) ,仅 仅 大 型 的 模 具 厂 家 才 使用 ,而 广 大 的 中 小 型 企 业 要 么 采 用 二 维 设 计 ,要 么 使用 盗 版 软 件 . 随 着 中 国 加 入 这 两 种 作 法 都 将使 企 业 失 去 国 际 竞 争 能 力 . 二 维 件 设 计 效 率非 常 低 ,二 维 视 图 的 设 计 方 法 与 后 续 三 维 曲 面 数 控加 工 方 法 格 格 不 入 ,而 且 不 能 为 析 提 供 初 始数 据 . 目 前 ,国 内 注 塑 模 具 三 维 研 究 主 要 集中 在 塑 料 制 品 造 型 、 成 型 零 件 的 自 动 生 成 等 方面 3 8 ,真 正 基 于 商 品 化 三 维 件 的 系 统 还 没有 报 道 . 本 研 究 基 于 华 中 科 技 大 学 心 开 发 的商 品 化 三 维 参 数 化 特 征 造 型 软 件 成 了 注塑 模 具 三 维 设 计 软 件 的 原 型 系 统 . 开 发底 层 是 美 国 司 的 包 括 草图 、 特 征 造 型 、 装 配 和 二 维 工 程 图 4 个 基 本 模 块 ,能满 足 开 发 的 基 本 要 求 系 统 的 整 体 结 构系 统 的 整 体 结 构 如 图 1 所 示 ,它 包 括 模 具 数 据管 理 、 成 型 零 件 生 成 、 模 具 装 配 及 运 动 模 拟 4 个 模块 ,开 发 软 件 是 + 6. 0. 其 中 ,制 品 的 造 型 直 接采 用 维 造 型 功 能 , 析 采 用 华 中 科技 大 学 模 具 技 术 重 点 实 验 室 开 发 的 装 配模 型 采 用 基 于 广 义 环 图 树 的 结 构 ,与 零 件 特 征 造 型系 统 有 机 地 结 合 起 来 ,采 用 实 例 化 ( 的 思想 ,从 而 使 一 个 零 件 可 以 在 装 配 过 程 中 多 次 被 使 用 装 配 利 用 装 配 功 能 ,主 要 是 典 型 结构 的 装 配 . 典 型 结 构 是 指 虽 然 没 有 形 成 国 家 标 准 ,但在 实 际 生 产 中 普 遍 采 用 的 结 构 形 式 ,它 包 括 多 个 零件 组 成 的 子 装 配 体 和 单 个 的 零 件 ,如 拉 料 杆 、 主 流 道衬 套 及 定 位 圈 都 可 看 作 典 型 结 构 . 除 此 之 外 ,在 注 塑模 具 设 计 中 常 用 的 典 型 结 构 还 有 侧 向 分 型 与 抽 芯 机构 和 脱 模 推 出 机 构 . 在 系 统 图 形 库 的 典 型 结 构 库 中已 经 预 先 定 义 了 这 些 零 件 和 结 构 ,用 户 只 需 从 库 中提 取 并 参 数 化 进 行 装 配 即 可 系 统 整 体 结 构1 of 模 具 数 据 管 理在 注 塑 模 具 的 设 计 制 造 过 程 中 ,选 用 标 准 模 架简 化 了 模 具 的 设 计 和 制 造 ,缩 短 了 模 具 的 生 产 周 期 ,方 便 了 维 修 ,而 且 模 架 精 度 和 动 作 可 靠 性 容 易 得 到保 证 ,因 而 使 模 具 的 整 体 价 格 下 降 . 目 前 标 准 模 架 已被 模 具 行 业 普 遍 采 用 , 1 90 塑 料 注 射模 中 小 型 模 架 规 定 ,模 架 结 构 型 式 为 品 种 型 号 ,即基 本 型 和 派 生 型 . 其 中 基 本 型 分 为 个 品 种 . 派 生 型 分 为 个 品 种 . 还 规 定 ,以 定模 、 动 模 座 板 有 肩 、 无 肩 划 分 ,又 增 加 13 个 品 种 ,共26 个 模 架 品 种 . 全 部 采 用 1211 84 塑 料 注射 模 零 件 组 合 而 成 ,以 模 板 的 每 一 宽 度 尺 寸 为 系 列主 参 数 ,各 配 以 一 组 尺 寸 要 素 ,组 成 62 个 尺 寸 系 列 ,按 照 同 品 种 、 同 系 列 所 选 用 的 模 板 厚 度 和 垫 块 高 度划 分 为 每 一 系 列 中 的 规 格 ,供 设 计 时 任 意 组 合 使 用 可 知 ,标 准 模 架 数 据 庞 大 ,因 而 数 据 库 的 使 用 就应 运 而 生 了 1 标 准 模 架 库 的 建 立要 建 立 零 件 库 ,必 须 首 先 绘 制 零 件 的 初 始 图 形 的 初 始 图 形 不 仅 描 述 了 零 件 的 拓 扑 结 构 ,还 包含 了 尺 寸 变 量 的 信 息 . 这 些 尺 寸 变 量 是 连 接 零 件 图形 与 数 据 库 之 间 的 桥 梁 . 零 件 初 始 图 形 设 计 好 后 ,系统 自 动 提 取 零 件 图 形 中 的 所 有 尺 寸 变 量 ,形 成 数 据表 . 数 据 表 分 为 主 数 据 表 和 附 加 的 多 值 参 数 表 ,主 数据 表 描 述 了 数 据 的 系 列 编 号 和 对 应 的 尺 寸 变 量 ,而附 加 的 多 值 参 数 表 是 考 虑 到 在 注 塑 模 具 中 板 类 零 件或 杆 类 零 件 的 相 似 性 . 许 多 不 同 规 格 的 板 类 零 件 ,仅仅 是 板 厚 不 同 ,其 余 的 尺 寸 完 全 相 同 . 使 用 多 值 参 数表 ,就 可 以 极 大 地 减 少 数 据 的 冗 余 度 . 因 此 ,模 架 零件 库 包 括 图 形 库 和 数 据 库 两 部 分 . 数 据 存 放 在 数 据库 中 ,可 由 多 个 程 序 同 时 共 享 . 如 果 数 据 库 发 生 变化 ,则 零 件 的 最 终 图 形 也 会 发 生 变 化 ,但 零 件 的 拓 扑结 构 不 变 . 如 果 零 件 初 始 图 形 的 拓 扑 结 构 发 生 变 化 ,则 数 据 库 的 结 构 也 会 有 相 应 的 变 化 . 同 时 每 一 个 零件 都 对 应 着 数 据 库 中 的 一 个 或 多 个 表 ,一 旦 对 应 关系 建 立 后 ,只 需 简 单 地 对 数 据 库 中 的 记 录 进 行 编 辑(添 加 、 删 除 或 修 改 )即 可 生 成 新 的 零 件 图 形 模 架 库 的 建 立 是 在 已 建 立 的 标 准 零 件 库中 ,逐 一 提 取 零 件 ,并 参 数 化 ,运 用 系 统 提 供 的 装 配功 能 组 装 成 标 准 模 架 . 在 零 件 参 数 化 的 过 程 中 ,可 以使 用 同 一 品 种 的 任 一 系 列 的 任 一 规 格 ,但 对 同 一 模架 的 所 有 零 件 都 应 使 用 同 一 规 格 . 用 户 模 架 与 典 型结 构 的 建 立 同 样 如 此 2 标 准 模 架 库 的 管 理模 架 库 中 ,不 仅 存 储 了 标 准 模 架 ,还 要 存 储 厂 家的 典 型 模 架 ,所 以 必 须 建 立 一 个 有 序 的 管 理 系 统 ,以便 将 模 架 与 零 件 图 形 库 、 零 件 数 据 库 有 机 地 结 合 起来 是 图 库 管 理 系 统 界 面 ,其 中 右 边 为 零 件 的 数据 表 ,上 面 的 表 为 主 数 据 表 ,下 面 的 表 为 多 值 参 数 表 模 架 数 据 管 理 系 统 界 面2 of of 3 标 准 模 架 的 调 用需 要 使 用 标 准 模 架 时 ,只 需 打 开 相 应 的 模 架 库选 择 基 本 型 ,然 后 选 择 系 列 ,最 后 指 定 规 格 ,系 统 自动 查 询 零 件 数 据 库 ,对 模 架 中 的 每 个 零 件 实 现 参 数化 ,然 后 自 动 求 解 模 架 装 配 模 型 的 几 何 约 束 ,得 到 新的 尺 寸 的 模 架 三 维 装 配 体 ,实 现 模 架 的 变 量 装 配 设计 . 在 数 据 查 询 过 程 中 ,所 有 有 多 值 参 数 的 零 件 ,既可 以 采 用 数 据 库 的 数 值 ,也 可 以 由 用 户 重 新 定 义 成 型 零 件 与 浇 注 系 统 生 成注 塑 模 具 的 成 型 零 件 是 指 构 成 模 腔 的 模 具 零件 ,其 中 型 腔 用 以 形 成 制 品 的 外 表 面 ,型 芯 用 以 形 成制 品 的 内 表 面 ,成 型 杆 用 以 形 成 制 品 的 局 部 细 节 . 浇注 系 统 是 指 注 塑 模 具 中 从 主 流 道 的 始 端 到 型 腔 之 间6 华 南 理 工 大 学 学 报 (自 然 科 学 版 ) 第 32 卷的 熔 体 进 料 通 道 ,一 般 开 设 在 型 腔 和 型 芯 零 件 上 . 成型 零 件 和 浇 注 系 统 是 注 塑 模 具 的 最 关 键 部 分 . 笔 者采 用 基 于 特 征 的 设 计 方 法 开 发 了 成 型 零 件 生 成 模块 ,成 型 零 件 通 过 交 互 定 义 分 型 面 直 接 从 制 品 生 成 ,把 浇 注 系 统 也 作 为 设 计 特 征 ,使 浇 注 系 统 与 成型 零 件 同 时 生 成 1 设 计 特 征 定 义目 前 对 于 特 征 的 概 念 还 没 有 统 一 的 定 义 ,不 同的 应 用 环 境 特 征 的 定 义 也 不 同 . 根 据 注 塑 模 具 设 计的 特 点 ,把 特 征 分 为 形 状 特 征 、 分 型 面 特 征 、 辅 助 特征 和 浇 注 系 统 特 征 . 形 状 特 征 用 来 构 造 塑 件 实 体 ,在 征 造 型 系 统 中 已 定 义 了 各 种 形 状 特 征 ,如 参 考 特 征 、 凸 起 特 征 、 切 除 特 征 、 倒 角 特 征 和 抽 壳特 征 等 9 . 分 型 面 特 征 是 在 生 成 成 型 零 件 的 过 程 中需 要 用 到 的 面 特 征 . 辅 助 特 征 用 来 定 义 注 塑 模 具 设计 过 程 中 用 到 的 辅 助 实 体 ,如 虚 拟 模 腔 、 型 腔 排 列等 . 浇 注 系 统 特 征 用 来 定 义 浇 注 系 统 的 形 状 . 图 3 是系 统 定 义 的 注 塑 模 具 设 计 特 征 注 塑 模 具 设 计 特 征3 of 2 特 征 数 据 结 构在 模 具 成 型 零 件 的 生 成 过 程 中 ,必 须 采 用 实 体与 面 混 合 表 达 的 方 式 ,系 统 定 义 了 ,可 以 从 它 派 生 出 各 种 特 定 的 特 征 类 . 在派 生 类 中 ,上 面 各 种 特 征 的 生 成 算 法 是 通 过 重 构)函 数 实 现 的 ,而 ) 函 数 在 不 同 的 特 征 中 ,可以 是 交 、 并 、 差 布 尔 运 算 ,还 可 能 为 空 . 通 过 这 种 方法 ,实 现 了 实 体 与 面 的 混 合 运 用 . 下 面 是 设 计 过 程 管理 类 ( 特 征 类 (的 主 要数 据 与 虚 构 函 数 3 / / 标 识 符 3 / / 名 称 3 / / 边 界 表 达 3 / / 管 理 信 息 链3 / / 特 征 链 / / 从 派 生 / / 特 征 号 码 32 ; / / 特 征 名 称 3 / / 特 征 的 边 界 表 示 3 / / 特 征 的 性 质 3 / / 特 征 所 属 的 管 理 类3 / / 下 一 个 特 征 &) ; / / 布 尔 运 算 函 数) ; / / 构 造 特 征 的 边 界 表 达 4 运 动 模 拟注 塑 模 具 结 构 复 杂 ,零 件 多 ,如 果 设 计 不 当 ,很容 易 造 成 干 涉 . 进 行 运 动 模 拟 ,可 保 证 设 计 的 可 靠性 . 在 模 具 的 开 、 合 模 过 程 中 ,一 部 分 零 件 固 定 不 动 ,一 部 分 零 件 移 动 的 距 离 为 模 具 的 开 模 长 度 ,剩 下 的零 件 移 动 的 距 离 小 于 开 模 长 度 ,而 且 所 有 零 件 的 运动 方 向 都 相 同 . 带 有 侧 抽 芯 机 构 的 模 具 开 模 过 程 ,除了 增 加 了 斜 滑 块 与 开 模 方 向 成 角 的 运 动 外 ,其 余的 运 动 与 不 带 侧 抽 芯 机 构 的 模 具 的 开 模 过 程 相 同 模 具 运 动 的 特 点 ,系 统 采 用 的 运 动 模 拟 设 计 思想 是 ,虽 然 模 具 零 件 的 运 动 距 离 、 方 向 不 同 ,但 是 可分 为 几 个 运 动 组 ,在 同 一 个 运 动 组 中 的 零 件 的 运 动距 离 和 方 向 相 同 . 运 动 组 不 同 于 子 装 配 体 ,子 装 配 体是 按 照 零 件 的 功 能 性 或 为 了 装 配 方 便 来 划 分 的 ,而运 动 组 是 按 照 零 件 的 运 动 行 为 来 划 分 的 . 如 侧 抽 芯机 构 可 作 为 一 个 子 装 配 体 ,但 不 能 作 为 一 个 运 动 组 ,因 为 一 般 斜 导 柱 是 不 动 的 ,而 斜 滑 块 是 运 动 的 . 因此 ,运 动 分 组 是 手 动 完 成 的 . 对 不 同 的 运 动 组 给 予 不同 的 运 动 距 离 和 方 向 . 对 所 有 的 运 动 组 ,其 运 动 步 距都 是 一 样 的 . 对 于 斜 导 柱 侧 抽 芯 机 构 中 的 斜 滑 块 需要 进 行 运 动 步 距 换 算 . 同 时 ,在 模 拟 过 程 中 实 时 地 检查 零 件 之 间 的 干 涉 ,以 保 证 模 具 结 构 的 合 理 性 设 计 实 例有 一 制 品 如 图 4(a)所 示 ,采 用 系 统 的 成 型 零 件 生7 第 5 期 文 劲 松 等 : 塑 料 注 塑 模 具 三 维 设 计 系 统 的 实 现成 功 能 完 成 型 芯 、 型 腔 和 侧 抽 芯 杆 设 计 ,并 从 标 准 模架 库 中 调 用 标 准 模 架 . 使 用 装 配 功 能 设 计的 模 具 如 图 4(b) ,模 拟 模 具 的 开 模 过 程 (c) 是 模拟 运 动 中 间 图 (d)是 推 出 制 品 后 的 状 态 设 计 实 例4 A 结 束 语笔 者 基 于 三 维 参 数 化 特 征 造 型 软 件 发了 注 塑 模 具 三 维 设 计 的 原 型 系 统 采 用 基 于 特 征和 约 束 的 三 维 参 数 化 装 配 模 型 ,建 立 了 标 准 模 架 图 库和 数 据 库 ,并 提 供 了 建 库 工 具 ,以 支 持 模 具 设 计 过 程 的重 复 性 ;开 发 了 基 于 特 征 的 成 型 零 件 生 成 模 块 ,可 以 完成 分 型 面 为 平 面 和 阶 梯 面 的 成 型 零 件 设 计 ;开 发 了 模具 运 动 模 拟 模 块 ,确 保 了 模 具 设 计 的 合