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畢業(yè)設計（論文）外文翻譯 題目 基于注塑磨具鋼研磨和拋光 工序的自動化表面處理 專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 068105304 學 生 姓 名 蔡海平 指 導 教 師 于斐 填 表 日 期 2010 年 5 月 15 日 基于注塑模具鋼研磨和拋光工序的自動化表面處理 摘要: 本文研究了注塑模具鋼自動研磨與球面拋光加工工序的可能性，這種注塑模具鋼PDS5的塑性曲面是在數控加工中心完成的。這項研究已經完成了磨削刀架的設計與制造。 最佳表面研磨參數是在鋼鐵PDS5 的加工中心測定的。對于PDS5注塑模具鋼的最佳球面研磨參數是以下一系列的組合：研磨材料的磨料為粉紅氧化鋁，進給量500毫米/分鐘，磨削深度20微米，磨削轉速為18000RPM。用優(yōu)化的參數進行表面研磨，表面粗糙度Ra值可由大約1.60微米改善至0.35微米。 用球拋光工藝和參數優(yōu)化拋光，可以進一步改善表面粗糙度Ra值從0.343微米至0.06微米左右。在模具內部曲面的測試部分，用最佳參數的表面研磨、拋光，曲面表面粗糙度就可以提高約2.15微米到0 0.07微米。 關鍵詞: 自動化表面處理，拋光，磨削加工，表面粗糙度，Taguchi方法 一、引言: 塑膠工程材料由于其重要特點,如耐化學腐蝕性、低密度、易于制造,并已日漸取代金屬部件在工業(yè)中廣泛應用。 注塑成型對于塑料制品是一個重要工藝。注塑模具的表面質量是設計的本質要求,因為它直接影響了塑膠產品的外觀和性能。 加工工藝如球面研磨、拋光常用于改善表面光潔度。 研磨工具(輪子)的安裝已廣泛用于傳統(tǒng)模具的制造產業(yè)。自動化表面研磨加工工具的幾何模型將在[1]中介紹。自動化表面處理的球磨研磨工具將在[2]中得到示范和開發(fā)。 磨削速度, 磨削深度，進給速率和砂輪尺寸、研磨材料特性（如磨料粒度大小）是球形研磨工藝中主要的參數，如圖1（球面研磨過程示意圖）所示。注塑模具鋼的球面研磨最優(yōu)化參數目前尚未在文獻得到確切的依據。 近年來 ，已經進行了一些研究，確定了球面拋光工藝的最優(yōu)參數(圖2) （球面拋光過程示意圖）。 比如，人們發(fā)現(xiàn), 用碳化鎢球滾壓的方法可以使工件表面的塑性變形減少,從而改善表面粗糙度、表面硬度、抗疲勞強度[3,4,5,6]。 拋光的工藝的過程是由加工中心 [3,4]和車床〔5,6〕共同完成的。對表面粗糙度有重大影響的拋光工藝主要參數，主要是球或滾子材料，拋光力， 進給速率,拋光速度,潤滑、拋光率及其他因素等。注塑模具鋼PDS5的表面拋光的參數優(yōu)化，分別結合了油脂潤滑劑，碳化鎢球,拋光速度200毫米/分鐘,拋光力300牛， 40微米的進給量[7]。采用最佳參數進行表面研磨和球面拋光的深度為2.5微米。 通過拋光工藝，表面粗糙度可以改善大致為40%至90%[3-7]。 此項目研究的目的是，發(fā)展注塑模具鋼的球形研磨和球面拋光工序，這種注塑模具鋼的曲面實在加工中心完成的。表面光潔度的球研磨與球拋光的自動化流程工序，如圖3所示。 我們開始自行設計和制造的球面研磨工具及加工中心的對刀裝置。利用田口正交法，確定了表面球研磨最佳參數。選擇為田口L18型矩陣實驗相應的四個因素和三個層次。 用最佳參數進行表面球研磨則適用于一個曲面表面光潔度要求較高的注塑模具。 為了改善表面粗糙, 利用最佳球面拋光工藝參數，再進行對表層打磨。 圖1.球狀研磨過程的簡圖 圖2.球狀拋光過程的簡圖 PDS試樣的設計與制造 選擇最佳矩陣實驗因子 確定最佳參數 實施實驗 分析并確定最佳因子 進行表面拋光 應用最佳參數加工曲面 測量試樣的表面粗糙度 球研磨和拋光裝置的設計與制造 圖3自動球面研磨與拋光工序的流程圖 二、球研磨的設計和對準裝置: 實施過程中可能出現(xiàn)的曲面的球研磨,研磨球的中心應和加工中心的Z軸相一致。 球面研磨工具的安裝及調整裝置的設計，如圖4（球面研磨工具及其調整裝置）所示。電動磨床展開了兩個具有可調支撐螺絲的刀架。磨床中心正好與具有輔助作用的圓錐槽線配合。 擁有磨床的球接軌,當兩個可調支撐螺絲被收緊時，其后的對準部件就可以拆除。研磨球中心坐標偏差約為5微米, 這是衡量一個數控坐標測量機性能的重要標準。 機床的機械振動力是被螺旋彈簧所吸收。球形研磨球和拋光工具的安裝，如圖5（a. 球面研磨工具的圖片. b.球拋光工具的圖片）所示。為使球面磨削加工和拋光加工的進行，主軸通過球鎖機制而被鎖定。 圖4.球面研磨工具及其調整裝置 三 矩陣實驗的規(guī)劃 3.1田口正交表: 利用矩陣實驗田口正交法，可以確定參數的有影響程度[8]. 為了配合上述球面研磨參數，該材料磨料的研磨球(直徑10毫米),進給速率，研磨深度,在次研究中電氣磨床被假定為四個因素(參數)，指定為從A到D（見表1實驗因素和水平）。三個層次(程度)的因素涵蓋了不同的范圍特征,并用了數字1、2、3標明。挑選三類磨料,即碳化硅(SiC),白色氧化鋁(Al2O3,WA),粉紅氧化鋁(Al2O3, PA)來研究. 這三個數值的大小取決于每個因素實驗結果。選定L18型正交矩陣進行實驗，進而研究四——三級因素的球形研磨過程。 3.2數據分析的界定: 工程設計問題,可以分為較小而好的類型,象征性最好類型,大而好類型，目標取向類型等[8]。 信噪比(S/N)的比值，常作為目標函數來優(yōu)化產品或者工藝設計。 被加工面的表面粗糙度值經過適當地組合磨削參數，應小于原來的未加工表面。 因此,球面研磨過程屬于工程問題中的小而好類型。這里的信噪比（S/N）,η,按下列公式定義[8]: η =?10 log （平方等于質量特性) =?10 log 這里，y——不同噪聲條件下所觀察的質量特性 n——實驗次數 從每個L18型正交實驗得到的信噪比（S/N）數據，經計算后，運用差異分析技術(變異)和殲比檢驗來測定每一個主要的因素 [8]。 優(yōu)化小而好類型的工程問題問題更是盡量使η最大而定。各級η選擇的最大化將對最終的η因素有重大影響。 最優(yōu)條件可視研磨球而待定。 圖5.a. 球面研磨工具的圖片. b.球拋光工具的圖片 四、實驗工作和結果: 這項研究使用的材料是PDS5工具鋼(相當于艾西塑膠模具)[9]， 它常用于大型注塑模具產品在國內汽車零件領域和國內設備。 該材料的硬度約HRC33(HS46)[9]。 具體好處之一是, 由于其特殊的熱處理前處理，模具可直接用于未經進一步加工工序而對這一材料進行加工。式樣的設計和制造,應使它們可以安裝在底盤，來測量相應的反力。 PDS5試樣的加工完畢后，裝在大底盤上在三坐標加工中心進行了銑削，這種加工中心是由楊*鋼鐵公司所生產(中壓型三號),配備了FANUC-18M公司的數控控制器(0.99型)[10]。用hommelwerket4000設備來測量前機加工前表面的粗糙度,使其可達到1.6微米。 圖6試驗顯示了球面磨削加工工藝的設置。 一個由Renishaw公司生產的視頻觸摸觸發(fā)探頭，安裝在加工中心上，來測量和確定和原始式樣的協(xié)調。 數控代碼所需要的磨球路徑由PowerMILL軟件產。這些代碼經過RS232串口界面，可以傳送到裝有控制器的數控加工中心上。 圖6.球面磨削加工工藝的設置 完成了L18型矩陣實驗后，表2 （PDS5試樣光滑表層的粗糙度）總結了光滑表面的粗糙度RA值，計算了每一個L18型矩陣實驗的信噪比（S/N）,從而用于方程1。通過表2提供的各個數值，可以得到4中不同程度因子的平均信噪比（S/N），在圖7中已用圖表顯示。 圖7.四種不同程度因子的平均信噪比 表2.PDS5試樣光滑表層的粗糙度 表3.由因素水平(dB)的平均S/N比率 球面研磨工藝的目標，就是通過確定每一種因子的最佳優(yōu)化程度值，來使試樣光滑表層的表面粗糙度值達到最小。因為? log是一個減函數，我們應當使信噪比（S/N）達到最大。因此，我們能夠確定每一種因子的最優(yōu)程度使得η的值達到最大。因此基于這個點陣式實驗的最優(yōu)轉速應該是18000RPM，如表4（優(yōu)化組合球面研磨參數）所示。 表4.優(yōu)化組合球面研磨參數 通過使用數據方差分析的技術和F比檢驗方法，進一步確定了每一種因子有什么主要的影響，從而確定了它們的影響程度(見表5信噪比和表面粗糙度)。F0.1，2，13的F比的比值是2.76，相當于10%的影響程度。（或者置信水平為90%）這個因子的自由度是2，自由度誤差是13，根據F分布表[11]。如果F比值大于2.76，就可以認為對表面粗糙度有顯著影響。結果，進給量和磨削深度都對表面粗糙度有顯著影響。 表5.信噪比和表面粗糙度 為了觀察使用最優(yōu)磨削組合參數的重復性能，進行了5種不同類別的實驗，如表6所示。獲得被測試樣的表面粗糙度值RA大約是0.35微米。使用球研磨組合參數，可使表面粗糙度提高了78%。使用球面拋光的優(yōu)化參數，光滑表面進一步被拋光。經過球面拋光可獲得粗糙度RA值為0.06微米的表面。被改善了的拋光表面，可以在30×光學顯微鏡觀察下進行觀察，如圖8.（未加工表面、光滑面和拋光面的測試樣品的顯微鏡象(30×)的比較）所示。經過拋光工藝，工件機加工前的表面粗糙度改善了近95%。 圖8.未加工表面、光滑面和拋光面的測試樣品的顯微鏡象(30×)的比較 從田口矩陣實驗獲得的球面研磨優(yōu)化參數，適用于曲面光滑的模具，從而改善表面的粗糙度。選擇香水瓶為一個測試載體。對于被測物體的模具數控加工中心，由PowerMILL軟件來模擬測試。經過精銑，通過使用從田口矩陣實驗獲得的球面研磨優(yōu)化參數，模具表面進一步光滑。緊接著,使用打磨拋光的最佳參數，來對光滑曲面進行拋光工藝，進一步改善了被測物體的表面粗糙度。(見圖 9)。模具內部的表面粗糙度用hommelwerket4000設備來測量。模具內部的表面粗糙度RA的平均值為2.15微米，光滑表面粗糙度RA的平均值為0.45微米，拋光表面粗糙度RA的平均值為0.07微米。被測物體的光滑表面的粗糙度改善了：(2.15-0.45)/2.15=79.1%，拋光表面的粗糙度改善了：(2.15-0.07)/2.15=96.7%。 圖9.改善后的粗糙度 五、結論: 在這項工作中,對注塑模具的曲面進行了自動球面研磨與球面拋光加工，并將其工藝最佳參數成功地運用到加工中心上。 設計和制造了球面研磨裝置(及其對準組件)。通過實施田口L18型矩陣進行實驗，確定了球面研磨的最佳參數。對于PDS5注塑模具鋼的最佳球面研磨參數是以下一系列的組合：材料的磨料為粉紅氧化鋁，進給量料500毫米/分鐘，磨削深度20微米，轉速為18000RPM。通過使用最佳球面研磨參數，試樣的表面粗糙度RA值從約1.6微米提高到0.35微米。應用最優(yōu)化表面磨削參數和最佳拋光參數，來加工模具的內部光滑曲面，可使模具內部的光滑表面改善79.1%，拋光表面改善96.7%。 參考文獻 1. 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Zhang） 本文介紹了人工智能在注塑模架工藝規(guī)中的使用。計算機輔助工藝規(guī)劃系統(tǒng)的IMOLD制定中，將提取和識別認為是在連同其優(yōu)先約束和現(xiàn)有的機器前為模具底板進程產生的切削加工.。這種行動計劃所需的操作，該工藝方案用分支定界算法進行了優(yōu)化，而切削加工時間已經被提議作為優(yōu)化目標函數。以智能工業(yè)為例，該算法與具有遺傳算法的工藝規(guī)劃系統(tǒng)相比較，該算法能夠搜索一個可行的優(yōu)化方案。這一發(fā)展的結果將使用戶能夠輕松地優(yōu)化工藝計劃對任何給定模具 基地選擇，以適應在生產車間的動態(tài)變化。 關鍵詞：分支定界算法;計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP系統(tǒng)）;優(yōu)化;注塑模具基地 1.簡介 計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）。近幾年來已備受關注，一直以來它與計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助制造（CAM）系統(tǒng)被認定為是實現(xiàn)完全自動化的工廠的橋梁。盡管CAPP系統(tǒng)已經為不同行業(yè)所需要，但這項技術仍存在許多不足。這項工作的重點是發(fā)展基礎模具制造的CAPP系統(tǒng)。目前，最基礎的模具生產工藝規(guī)劃是手動完成的。該過程在很大程度上取決于這一進程的計劃人員引進的CAPP系統(tǒng)，它應確保更全面的考慮國稅發(fā)制造參數的工藝計劃。 CAPP系統(tǒng)中仍需考慮行因素業(yè)，原因如下： 1、 模具基地公司在收到定制模具制造基地的要求時，這種功能被要求添加到模具基地的情況愈來愈多。因此，需要額外的操作來創(chuàng)建這些新功能，通常，標準模架有一個預定的工藝規(guī)劃，用來優(yōu)化加工所需的金額。隨著新業(yè)務的增加，這種手工工藝規(guī)劃優(yōu)化工藝的方案，是無法跟上變化的步伐的。 CAPP系統(tǒng)能夠重新優(yōu)化工藝方案，以確保不斷提供最優(yōu)方案。 2、 車間整體條件，應考慮到工藝過程規(guī)劃。手工工藝規(guī)劃是無法考慮各車間的變化提高其應用效率的。只有嚴格的讓CAPP系統(tǒng)來進行優(yōu)化考慮。??這項工作的目標是建立一個基地規(guī)劃模具CAPP系統(tǒng)。 IMOLD?（智能模具設計）是一個以知識為基礎的應用軟件。在機械工程學系發(fā)達的新加坡國立大學，用此以方便注塑模具設計，分支定界的技術是選擇的搜索算法，在模具基地計劃建立過程中使用IMOLD優(yōu)先約束工具，機器，模型數據庫中讀取部分文件連同機器可用性實時投入在生產過程規(guī)劃。經營者需要輸入自定義功能來產生工藝方案，然后使用某種形式的人工智能。 本文介紹了一種靈活的CAPP系統(tǒng)，他能在協(xié)助操作過程中更全面的規(guī)劃考慮規(guī)劃旨在系統(tǒng)的運作。在一個簡短的調查中，文獻能提供人工智能一些規(guī)劃并在相關工作過程中使用這一領域。問題制定和分支定界算法的實現(xiàn)都包含在下面的章節(jié)。最后，個案研究表明，該系統(tǒng)具有易用性和非常大的潛力。分支定界之間的CAPP和遺傳算法的CAPP比較顯示在第二個案例研究。 2.背景 工藝規(guī)劃是一個為所有需要建立從產品的原料[1]到最終編制一套步驟的詳細說明。一個進程的計劃質量在很大程度上取決于這一進程的計劃人員的技能。作為可利用的工具，機器，需要建立一個廣泛的知識體系 [2]。因此，一個CAPP系統(tǒng)看作是在工藝規(guī)劃協(xié)助的重要工具。優(yōu)化的CAPP系統(tǒng)應是所有可能的方法制造的一部分。然而，許多報道CAPP系統(tǒng)無法產生整體優(yōu)化工藝方案[3]。因此，出現(xiàn)了越來越多地使用人工智能為全球解決方案搜索[4,5]。所報告的許多方法只涉及功能排序，而不包括整個行動的細節(jié)要求[6,7]。詳細的操作分配應用于執(zhí)行操作車間資源的需要。 績效指標是對目標函數的最大化或最小化問題的所有優(yōu)化。對于過程的規(guī)劃，不標是盡量減少或時間，成本，有時兩者。有多種工作完成使用成本 作為衡量性能的標準[8]，但可用于考慮和計算成本[9,10]車型范圍。據了解，為了盡量減少中的在一個車間內的作業(yè)時間提高工作進度，用最少的整體加工工藝方案時，應使用[11]。因此，我們使用時間，因為它是一個較明確的依據，他是量化的過程中產生的計劃質量。這個選擇進一步說明，模架的交貨時間對模具制造產業(yè)的非常重要。當一個詳盡的計劃解決方案的一個過程順序查找導致不可接受的計算時間時，大量的操作是必需的。這項工作采用分支定界算法來搜索最優(yōu)或接近最優(yōu)的工藝方案智能。分支定界算法是一種搜索空間的隱枚舉著名的搜索算法[12]。它作為一個人工智能方法的使用已被廣泛報道，用于解決工藝規(guī)劃等領域問題[13]。 已經有報道說一些工作開始使用分支定界法,[14-16工藝設計)，然而自然界中作品的計劃不同于過程計劃所需的模具制造產業(yè)。這項工作采用分支定界法,處理計劃考慮的所有操作工具，所有可用的訪問方向，以機器和工具為每個模具底座。據我們所知,這一水平的考慮未見有人論及其他相關研究。 3。問題制定 一個工藝設計操作的次數的約束關系,機器設備、加工方向,和工具的優(yōu)先是一個問題。解決方案的優(yōu)化是一種序列，是與其關聯(lián)的操作機器的生產工藝方案,以最少的生產時間來完成設計。 3.1工藝規(guī)程模型 在所需的信息提取的基礎上, 用數據庫的操作、機器設備、加工方向、工具和優(yōu)先約束等工藝設計提高機器的可用性來優(yōu)化模型，用以模具基地使用。該模型的原理表示圖1顯示的是,以下假設如下: 1.只有一臺機器，一個操作。 2.所有機器都可以訪問這個作用只有一個特定的臉。如果加工是給予另一張鬼臉,那么必須取下來設置的時候還將發(fā)生代替部分面臨著不同的方向。 3。起重機或機器人隨時可用。不需要等待時間許可，將時間浪費在等機械或勞動將部分。 提供度身訂造的學科特點決定次過程中應輸入規(guī)劃師的必需數據操作，因為一個單一的功能可以由許多可能的方法,這會讓過程計劃更多的控制系統(tǒng)。指定的操作和最后生成的進程計劃要滿足下列條件: 1。將模具的基礎板作業(yè)的認可指派給他們。指定的操作應該產生預期的形狀、尺寸、容忍、及完成這個功能。 2。操作序列得到進度計劃的優(yōu)先級關系不應違反有關業(yè)務。 3。操作才能必須在它能加工那個特別的特征內。 計劃應包括得到的數量，進行作業(yè)的層序過程，這些業(yè)務,機器、加工的發(fā)展方向和相應工具的使用。這些細節(jié)是必要的時間，它可以保存某個特定的機器使用，對作業(yè)進行相同的設置。例如,一個盲孔必須打在x軸方向而通過漏洞可以鉆來自x或x的方向。。它可以被考慮的操作,目的就進程計劃應該執(zhí)行這兩種操作在同一臺機器上來自x指導。 3.2目標函數 我們使用類似疾病學組的計算框架作為量化的目標函數[17] 。這是一個全面的加工時間(OMT),目標函數是通過計算每個連續(xù)序列的過程的計劃和序列的最低OMT來確定的視最終的過程。有三個方面,促進了OMT的計算,他們分別是用機器設置次,加工方向設置次和加工次。 3.2.1機器安裝時間 機器安裝時間(MST)被認為兩種操作機器之間的任何變動時間。它的定義是在某一特定方向上時間機器和賽車的各種換模時間機器之間移動所需要的時間。它被定義為總氮的業(yè)務活動 我是指工藝操作機器選擇我,MSTIi指機器安裝時間指數運行機用我,而且操作的次數是挑選了整個系列的操作模具的特點。 3.2.2加工方向安裝時間 準備(MDST)加工方向是在同一臺機器上改變各種模具所需要的時間的方向。計算MDST只有改變加工的方向發(fā)展,但沒有變化機器之間的兩種操作。它的定義是： MDi加工方向是選擇過程的操作方向，MDSTIi加工方向安裝時間指標操作器。有關MDSTIi和MSTIi差異的移動部分在機器的新和舊之間。因為是假定或機器人的起重機所以沒有等待的時間,我們采取MDSTIi和MSTIi一樣。 4．結論 本文說明了基礎的CAPP系統(tǒng)的分枝定界，它為操作序列、機器設備、加工方法,和工具提供詳細的過程計劃。它可以定制容易占模具的更換時間,且能適應不同的環(huán)境。該系統(tǒng)提供的綜合商店地板考慮其優(yōu)化的整體加工時間。 案例研究計劃取得了良好的過程,能調節(jié)操作序列,以適應任何車間的變化。計算實際模具解決方案需要的時間達到發(fā)現(xiàn)合理的工藝設計。比較與基因演算法結合系統(tǒng)證明,分支定界系統(tǒng)是無法與基因演算法結合的，對大多數問題,取得了較好的解決方案。 這個模塊提供了一種假定有固定車間的適合動態(tài)變化的環(huán)境。CAPP系統(tǒng)的發(fā)展將使不同產生之間計劃定量有助于評估過程的生產工藝優(yōu)化，在未來,其他性能措施, 對于較復雜的部分的探索諸如成本還將使用這個模塊。 參考 1. 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China, 26–28 July 2000. 西安工業(yè)大學北方信息工程學院 畢業(yè)設計（論文）中期報告 題目：電話機話筒蓋塑料模具設計 系 別 機電信息系 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 班 級 B070203 姓 名 曹 亢 學 號 B07020301 導 師 王 麗 君 2011年 03 月 15 日 撰寫內容要求（可加頁）： 1. 設計（論文）進展狀況 通過兩個月的不懈努力，我查找的大量的相關資料，到目前為止成功的的將一篇外文通篇翻譯成中文形式，另外，通過翻閱《塑料模具手冊》，《塑料模具設計》等一系列相關書籍，現(xiàn)已將裝配圖的基本草圖通過CAD完成，現(xiàn)已確定自己的模具加工方法，考慮到模型的復雜程度、批量等綜合因素，該模具設計為一模一腔、直澆口、斜導柱滑塊抽芯。該塑件材料采用ABS（丙烯腈/ 丁二烯/苯乙烯樹脂），抗沖擊強度極好，可在低溫下使用，即使ABS 制品被破壞也只能是拉伸破壞而不會是沖擊破壞。其沖擊強度隨溫度的降低下降緩慢，即使-40℃的溫度時，仍能保持原抗沖擊強度的1/3以上。 2. 存在問題及解決措施 存在問題 不同參考書上的資料不吻合，可能用到以前沒有學過的知識，所以還得花費一定的時間去學習; 對設計中的一些細節(jié)步驟不明白怎么操作; 對課題的要求不很清楚。 對一些零件的尺寸還不是很精確。 在中英文翻譯方面，有的專業(yè)的名詞不能理解，在未來的幾個周內我將增加外文文獻的閱讀，制定閱讀計劃，提高自己的英語水平 解決方法： 請教老師; 多與同學交流; 多查相關書籍及論文 3. 后期工作安排 側向分型與側芯機構的設計。 成型零件的結構設計。 成型零件工作尺寸的設計。 排氣系統(tǒng)、溫度調結系統(tǒng)的設計。 對圖型進行CAD繪制。 指導教師簽字： 年 月 日 注：1. 正文：宋體小四號字，行距22磅；標題：加粗 宋體四號字 2. 中期報告由各系集中歸檔保存，不裝訂入冊。 西安工業(yè)大學北方信息工程學院 畢業(yè)設計(論文)開題報告 題目：電話機蓋塑料模設計 系 （部）： 機電信息系 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班 級： B070203 學 生： 曹亢 學 號： B07020301 指導教師： 王麗君 2010年11月25日 一、 畢業(yè)設計（論文）題目背景、研究意義及國內外相關研究情況。 1、課題名稱 電話機話筒蓋塑料模設計 2、課題研究背景和意義 塑料注射模具是成型塑料制件的一種重要工藝裝備，在塑料制品的生產中起著關鍵的作用，利用PRO/E軟件進行塑料模具設計是目前較為先進的塑料模具設計方法，在生產實踐中得到了較為廣泛的應用。本次設計通過對電話機話筒蓋這一具體塑件利用PRO/E進行模具設計，使學生掌握塑料模具設計的基本原則、方法，并能較為熟練的使用PRO/E、AUTOCAD軟件，為今后從事設計工作打下堅實的基礎。 目前，我國塑料模具行業(yè)日趨大型化，而且精度將越來越高。10年前，精密塑料模具的精度一般為5μｍ，現(xiàn)在已達2－3μｍ。不久，1μｍ精度的模具將上市。專家認為，我國塑料模具行業(yè)要進一步發(fā)展多功能復合模具，一套多功能模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務。通過這種多功能的模具生產出來的不再是成批零件，而是成批的組件，如觸頭與支座的組件、各種微小電機、電器及儀表的鐵芯組件等。多色和多材質塑料成形模具也將有較快發(fā)展。這種模具縮短了產品的生產周期，今后在不同領域將得到發(fā)展和應用。 隨著熱流道技術的日漸推廣應用，熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料，這項技術的應用在國外發(fā)展很快，已十分普遍。隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注射成型工藝的模具將隨之發(fā)展。 有關專家認為，模具標準件的應用將日漸廣泛，模具標準化及模具標準件的應用能極大地影響模具制造周期。使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質量和降低模具制造成本。同時，快速經濟模具的前景十分廣闊。另外采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術也會得到發(fā)展和提高。隨著人類社會的不斷進步，模具必然會向更廣泛的領域和更高水平發(fā)展。現(xiàn)在，能把握機遇、開拓市場，不斷發(fā)現(xiàn)新的增長點的模具企業(yè)和能生產高技術含量模具企業(yè)的業(yè)務很是紅火，利潤水平和職工收入都很好。因此，模具企業(yè)應把握這個趨向，不斷提高綜合素質和國際競爭力。 本設計旨在鍛煉學生在專業(yè)技術應用能力上達到培養(yǎng)目標的基本要求，在塑料成型工藝與塑料模具設計技術方面得到全面提高，并受到模具設計工程師的基本訓練。 3、國內外相關研究情況 塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的。近年來，人們對各種設備和用品輕量化及美觀和手感的要求越來越高，這就為塑料制品提供了更為廣闊的市場。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業(yè)近年來都高位運行，發(fā)展迅速，因此，塑料模具也快速發(fā)展。 在生產量高速增長的情況下，中國塑料模具水平也有很大提高 (1)、模具產品將向著更大型、更精密、更復雜及更經濟快速方向發(fā)展；模具生產將朝著信息化、無圖化、精細化、自動化方向發(fā)展；模具企業(yè)將向著技術集成化、設備精良化、產品品牌化、管理信息化、經營國際化方向發(fā)展。 (2)、模具CAD／CAE／CAM／PDM正向集成化、三維化、智能化、網絡化和信息化方向發(fā)展?？旖莞咚俚男畔⒒瘯r代將帶領模具行業(yè)進入新時代。 (3)、模具的質量、周期、價格、服務四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，因此模具生產周期將繼續(xù)不斷縮短。 (4)、大力提高開發(fā)能力，將開發(fā)工作盡量往前推，直至介入到模具用戶的產品開發(fā)中去，甚至在尚無明確的用戶對象之前進行開發(fā)(這需要在有較大把握和敢冒一定風險的情況下進行)，變被動為主動。以及“你給我一個概念，我還你一個產品”的一站式服務模式都已成為發(fā)展趨勢。 (5)、隨著模具企業(yè)設計和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說：? “模具是一種工藝品”的概念正在被“模具是一種高新技術工業(yè)產品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被? “只裝不配"的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g。這不但是一種生產手段的改變，也是一種生產方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標準化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高。 (6)、高速加工、復合加工、精益生產、敏捷制造及新材料、新工藝、新技術將不斷得到發(fā)展。 設計的電話機話筒蓋零件圖見圖1： 圖一 設計的電話機話筒蓋模型見圖2 圖二 3、研究方法、手段第1頁 ： 本設計題目涉及目標均為工程實際零件，通過對塑件的實體測繪，完成基本參數的采集，然后運用《塑料模具設計》、《塑料成型工藝》等知識，指導學生利 用Pro/E軟件完成模具結構的設計，并進行相關的校核計算，完成包括選材熱處理、制造工藝規(guī)程、可行性分析等工作。本設計旨在鍛煉學生在專業(yè)技術應用能力上達到培養(yǎng)目標的基本要求，在塑料成型工藝與塑料模具設計技術方面得到全面提高，并受到模具設計工程師的基本訓練。 三.預期成果形式。 ① 實驗（時數）*或實習（天數）： 3天 ② 圖紙（幅面和張數）*： 不少于3張0號圖紙 ③ 其他要求： 英文翻譯漢字字數在3000字以上；中文文獻不得少于15篇，外文文獻不少于3篇 四.本課題研究的重點及難點，前期已開展工作。 1、重點及難點: 本課題研究的重點是模具總體結構的設計優(yōu)化選擇,應用相關軟件進行零件圖和裝配圖繪制,以及對模具結構進行三維剖析輸出開合模具結構圖.難點在于抽芯機構的設計和總體方案的優(yōu)化選擇,以及模具三維結構剖析和開合模具圖輸出. 2、前期工作： （1）查閱了相關專業(yè)資料為設計做好準備； （2）完成模具三維圖的繪制、文獻綜述； （3）完成了零件圖的測繪及其工藝性分析； （4）進行了模具結構的分析，擬訂了兩套備選結構方案。 五、完成本課題的工作方案及進度計劃（按周次填寫）。 1）1-4周，下達任務書，收集資料，分析塑件零件圖，撰寫開題報告； 2）5-10周，完成方案設計、裝配圖設計，完成外文翻譯、撰寫中期報告； 3）11-15周，完成全部零件設計，并對模具結構進行三維剖析，作出模具開合結構圖； 4）16-17周，撰寫畢業(yè)設計論文 5）18周，整理資料，準備答辯。 參考文獻 [1] 張克惠，注塑模設計，西北工業(yè)大學出版社，1955年1月 [2] 模具實用技術叢書編委會，塑料模具設計制造與應用實例，機械工業(yè)出版社 [3] 葛正浩，楊芙蓮，Pro/E塑料制品設計入門與實踐，化學工業(yè)出版社 [4] 徐政坤，塑料成型工藝與模具設計，北京：國防工業(yè)出版社，2008 [5] 李秦蕊，塑料模具設計，西北工業(yè)大學出版社，2006 [6] 王樹勛，蘇樹珊模具實用技術設計綜合手冊，華南理工大學出版社， 2003 [7] 凱德Pro/ENGINEER，中國野火版4.0， 中國青年出版社，2008 [8] 申開智，塑料成型模具，中國輕工業(yè)出版社，2002 [9] 陳劍鶴，模具設計基礎，機械工業(yè)出版社，2003 [10] 陳萬林，實用模具技術，機械工業(yè)出版社，2000 [11] 陳志剛，塑料模具設計，機械工業(yè)出版社，2002 [12] Frank W. 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