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探测器
注塑
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探测器后盖注塑模具设计与型腔仿真加工,探测器,注塑,模具设计,仿真,加工
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毕业设计(论文)开题报告题目：探测器后盖注塑模具设计与型腔仿真加工 2018年 3 月 20 日1. 本课题的背景、国内外相关研究情况及研究意义1.1题目背景塑料工业是当今世界发展最快的工业门类之一，近些年来随着生产制造业的迅猛发展,塑料产品在汽车、电子通信、计算机、家用电器等众多领域的应用越来越广泛,使得对注塑模具的设计制造的要求也随之提高。以往注塑模具设计主要依靠经验以及反复试模来不断的修改工艺参数,这样使得模具设计制造的周期很长、生产成本也随之提高。在这种情况下,CAD/CAE/CAM一体化的技术为现代注塑模具的设计制造提供了新的解决方法。数控加工编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一,其核心工作是生成刀具轨迹,然后将其离散成刀位点,经后置处理产生数控加工程序。它在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用1。1.2国内外相关研究情况及研究意义过去我国的工业发展中，模具长期未受到重视。模具具有制造成本高，要求制造周期短，技术性强等特点，目前随着科技的发展和计算机的不断应用，这些问题得到了很大的改善。由于使用了计算机辅助设计和计算机辅助制造，从根本上改变了模具生产的面貌，可靠的保证了模具所需要的精度与质量。高硬度、易切削等新材料的应用，大大方便了模具加工及热处理。标准件的普及则缩短了制造周期。设计方面使用经验与理论相结合的方法，从而改变了以往的经验类比实验的方法。现在塑料成形、家用电器、仪器仪表、摩托车、汽车等行业进入大批量生产，我国模具工业虽有一定发展，但仍落后与需要，每年进口模具数量很大。除模具本身外，使用模具的本身设备如高效多工位模压设备，现代的锻压设备，压铸设备，大型塑料成型设备以及供应高效冲压用的卷料设备等仍落后于需要2。目前国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。一是注塑成型成组技术；二是多工位连续注塑技术；三是子母螺杆注塑成型技术。另外国外在吹塑成型和压塑成型自动化和连续化生产技术等也有很大进展。CAD/CAM技术的应用越来越广泛，模具的3D与3D分析的重要性也越来越明显。逆向工程技术也被应用到模具加工上来，加之国外的先进加工设备，使得国外的模具制造技术明显要比国内的强一些3。模具是工业生产的主要工艺装备，模具CAD/CAM技术在模具设计当中的应用有重大意义，UG是当今世界上非常先进的面向制造业的CAD/CAE/CAM的高端软件。UG软件的注塑模模块Moldwizard模块，只需设计出产品的3D模型，就可以进行模具结构设计，大大提高了设计效率。在模具非标准件加工方面，利用UG软件提供的UG/CAM模块，可以完成平面铣、型腔铣、规定轴曲面轮廓铣等数控编程4。2. 本课题研究的主要内容和拟采用的研究方案、研究方法或措施2.1主要内容（1）选择并确定探测器后盖结构形状查找资料找寻尺寸符合要求的探测器后盖制品（2）制品的工艺分析要注意的问题有：分型面设计，拔模斜度设计，镶块与抽芯结构设计设计合适的型芯、型腔选择合理的模架、注塑机（3）探测器后盖注塑模具设计运用CAE分析软件Moldflow对探测器后盖的最佳浇口位置进行分析,以此为据创建浇注系统方案,并结合塑料熔体在模具腔体内温度场、应力场、成型缺陷等分析结果,得出理想的浇注系统和冷却系统设计方案。（4）注塑模具型腔数控加工编程与仿真使用UG NX的CAM模块完成型腔的粗、精加工数控编程与后置处理；利用几何仿真软件完成切削轨迹的运动仿真与虚拟切削。2.2研究方案2.2.1模具总体设计（1）制品的分析探测器后盖制品的形状由曲线和一些复杂的凹槽构成，其材料为ABS，产品的要求是造型上要求美观，同时能保护内部的电器系统，以免受到破坏，质量小，机械性能良好，能耐冲击，并且要有很好的耐磨损特性，ABS材料具有超强的易加工性、低蠕变性、优异的尺寸稳定性以及很高的冲击强度5-6。探测器后盖制品三维造型如图1所示。图1 制品的三维造型（2）注射机的选择注塑模具是与注塑机配套使用，因此设计时注塑机的选择尤为重要。从模具设计的角度出发，应了解的注射机的技术要求有：注射机的类型、最大注射量、最大注射压力、锁模力、最大注射面积、模具的最大和最小闭合厚度、最大开模行程以及模具在注射机上安装时所需的定位孔的大小、螺钉孔的位置等等7。（3）模具设计准备阶段第一步，创建模具项目 系统会自动参照定义后的路径将初始化的部件保存至相应文件内，并创建与整个项目相关的文件。在UGNX的注塑模向导模块下，利用项目初始化命令将探测器外盖的三维模型加载到UG工作环境中，系统自动计算并将塑件调入工作环境。第二步，设置模具坐标系 模具坐标系用于产品的重新定位，以便把他们放置在模具装配的正确位置上，通过移动及旋转产品坐标系将其调整到与模具坐标系相同的位置，开模方向为Z轴的正方向，同时也是顶出方向，锁定模具坐标系，完成模具坐标系的设置。第三步，设置产品收缩率 产品材料是ABS，由于ABS塑料的尺寸稳定，收缩率较小，而且要求零件能够抗冲击，产品的精度要求较高，变形要求小，因此收缩率取1.006。第四步，设置工件尺寸 根据制件外形尺寸和模具壁厚来完成工件尺寸的设置8-9。（4）型腔数的确定及型腔的布局以机床的注射能力为基础，每次的注射量不超过注射机最大注射量的80%，按公式计算模具的型腔数。由于型腔的布置与浇注系统布置密切相关,因而型腔的排布在多型腔模具设计中应加以综合考虑。型腔的排布应使每个型腔浇口处有足够压力,以保证塑料熔体同时均匀地充满型腔，使各型腔的塑件内在质量均一稳定,这就要求型腔与主浇道之间的距离尽可能最短,同时采用平衡的浇道和合理的浇口尺寸以及均匀的冷却等10-11。（5）分型面的确定分开模具能取出塑件的面，称作为分型面，其它的面称作分离面或分模面，注射模只有一个分型面。选择分型面时，应根据几何形状的外观质量、浇注系统的合理布置、便于取件、利于排气等因素综合考虑，为了便于脱模，分型面的位置宜取在塑件外形轮廓最大处。创建分型面取决于分型线的形状分型线周边的特征形状以及相关模具设计要求，创建的分型面是否合理直接影响到模具能否正常生产，关系到加工出的零件品质的好与坏以及模具加工的难与易。Moldwizard提供的创建分型面的方式有拉伸扫描有界平面等，根据工件的特征选择有界曲面创建的分型面12。（6）后续处理工作型芯和型腔是模具的成型零件，一套完整的注塑模具还需要模架做支撑，需要浇注系统完成塑料熔体注射到模具型腔，顶出机构实现将塑件顶出模具型腔，冷却系统实现塑件的快速凝固成型，其所有零件可以通过调用模架和标准件来实现。本模具设计包括添加模架、标准件和浇注系统设计、冷却系统设计、顶出机构设计等13。2.2.2模具数控加工工艺设计（1）加工工艺流程的制定模具加工工艺流程的设计内容主要包括毛坯工件的选择，加工区域的确定，工艺路线的拟定，加工刀具的选择，加工方式、走刀路线和切削用量的确定，以及加工仿真。加工仿真合理之后，依据机床类型选择后处理文件，生成NC加工程序。（2）加工工序的设计粗加工工序 粗加工为精加工的预加工工序，也可作为精度、表面粗糙度和质量要求不高，作为非配合面的最终加工。精加工工序 一般可作为最终加工工序，注射模具的凹凸模的成形铣削可达IT810、表面粗糙度可达Ra1.60.8um；电火花加工电极损耗可以达0.02%0.1%、表面粗糙度可达Ra0.31.25um。精饰加工工序 一般在热处理后进行，其工艺内容包括研磨、抛光皮纹加工等。即从模具凹凸模型面上去除极小余量，使工件最终达到形状、尺寸及其精度和表面粗糙度要求。（3）数控仿真a.选择加工参数b.刀具选择c.确定后出现刀具路径d.一系列参数的设置e.进行加工f.数控加工后置处理程序的生成14-152.3研究方法（1）查找注塑模具设计与型腔加工的相关文章，整理有用资料；（2）进行对制品和工艺过程进行分析；（3）对加工工艺过程进行改进；（4）计算主要工艺参数；（5）制作改进后的工艺流程卡片及工艺加工图；（6）基于UG的建模及仿真模块实现模具的建模并生成数控加工代码；（7）整理文件和各种工程图完成论文。3. 本课题研究的重点及难点，前期已开展工作3.1重难点此次的设计任务是探测器外盖注塑模具设计及其型腔数控仿真，有以下个几问题需解决：1.制品的测绘和三维造型2.UG软件的注塑模模块Moldwizard模块的应用3.仿真加工时对UG/CAM的应用3.2前期已开展工作前期主要需要完成相应的准备工作，主要包括：对课题的查询了解、与导师沟通确定设计方向、相关文献的查询准备（中文、外文）、开题报告的撰写、相关软件的学习。4. 完成本课题的工作方案及进度计划（按周次填写）12周 查阅资料，写开题报告。 37周 选择并确定探测器后盖结构形状。 811周 零件图样的工艺性分析，注塑模具设计。 1216周 学习使用UG软件中的加工模块，并对加工零件进行模拟仿真。 1618周 编写设计说明书，所有资料提请指导教师检查，毕业答辩 。5. 参考文献1胡少南.中国通信设备、家用视听、计算机、汽车电子类消费电子产品纸质印刷包装业市场现状及发展趋势分析J.中国包装, 2011, 31 (3) :28-30.2孙安垣, 闫烨, 杨超谈, 桂春. 我国改性塑料行业的发展前景M.工程塑料应用杂志社, 2010, 11(2)：83-87.3J.-H. Han,Y.-C. Kim. Study on Effects of Mold Temperature on the Injection Molded ArticleJ. Archives of Metallurgy and Materials,2017,62(2). 4张会军.UG/CAM在汽车模具加工中的应用J模具制造,2011( 8) :1-3 5孔刚,李珊.基于UG的吹风机外壳注塑模具设计及数控加工J.科学技术与工程,2009,9( 21) :6520-65236Geng Tie.Mould&Die NC computer-aided Tool of Selection NState Key Lab.of Mould&Die Technology,HuaZhong University of Science and Technology， 2004.2(05). 7李斐,王艳萍.基于UG6.0的注塑模具的快速设计与加工技术J塑料科技,2011,39( 2) :74-788Shan Li,Liang Xu,Yu Qi Wang. Design and NC Manufacturing of Plastic Injection Mold Based on UG SoftwareJ. Advanced Materials Research,2013,2194(630). 9杨占尧UG NX3.0注塑与冲压级进模具设计案例精解M化学工业出版社， 2006,10.10赵中华,曹阳根.逆向工程在快速模具制造中的应用研究J.现代模
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