手機(jī)后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)【一模兩腔側(cè)向抽芯優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含10張CAD圖紙帶開(kāi)題報(bào)告+外文翻譯】-zsmj33

手機(jī)后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)【一模兩腔側(cè)向抽芯優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含10張CAD圖紙帶開(kāi)題報(bào)告+外文翻譯】-zsmj33手機(jī)后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)【一模兩腔側(cè)向抽芯】摘  要我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大的提高。由于模具生產(chǎn)產(chǎn)品具有精度高，復(fù)雜性高，一致性好，生產(chǎn)效率高消耗低等優(yōu)點(diǎn)。所以現(xiàn)代工業(yè)中將會(huì)起到更大的作用，得到更多的應(yīng)用。我的塑料發(fā)展至今，已能生產(chǎn)精度高達(dá)2微米的精密，多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá)160個(gè)，壽命12億次。模具時(shí)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)模具行業(yè)的支持。用模具生產(chǎn)制造所表現(xiàn)出來(lái)的的高精度，高復(fù)雜程度，高一致性，高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中塑料模具約占33%。不同的塑料成型方法使得模具原理和結(jié)構(gòu)不通。按照成型方法的不通，塑料模具分為：注塑模具，壓塑模具，吹塑模具等。注塑模具主要用于熱塑性塑料制品的成型中占有很大比重?，F(xiàn)代工業(yè)中，消費(fèi)品外殼的色彩，手感，和精度，厚度等提出了新要求。塑料外殼設(shè)計(jì)成為重要的一環(huán)。設(shè)計(jì)合理的注塑模具將得到越來(lái)越多的應(yīng)用?，F(xiàn)代注塑模具的設(shè)計(jì)方法目前為了應(yīng)付當(dāng)前多樣化的要求，縮短產(chǎn)品只在周期以缺德最佳的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，模具設(shè)計(jì)中都引用了CAD/CAE計(jì)算機(jī)一體化制造技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增加競(jìng)爭(zhēng)力，一般而言，一件完整理想的工業(yè)產(chǎn)品，其制造流程為現(xiàn)有原創(chuàng)型的概念設(shè)計(jì)出原件，配合計(jì)算機(jī)輔助工程分析技術(shù)，再依據(jù)分析結(jié)果修改測(cè)試，最后再依據(jù)設(shè)計(jì)圖經(jīng)由計(jì)算機(jī)輔助制造，進(jìn)行產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)在模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)，以上整個(gè)過(guò)程均在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。在模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用Pro/ENGINEER軟件進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-模具型腔-型芯二維設(shè)計(jì)-工藝準(zhǔn)備-模具型腔，型芯設(shè)計(jì)三維造型等。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就，模具設(shè)計(jì)越來(lái)越多地使用CAD/CAM技術(shù)。在產(chǎn)品生產(chǎn)之前，使用這些新技術(shù)來(lái)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)和改善，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)必然趨勢(shì)在現(xiàn)實(shí)生活里，手機(jī)已經(jīng)成為人們的一個(gè)生活必須品，現(xiàn)代的手機(jī)已經(jīng)不再僅僅是一個(gè)工具同時(shí)一時(shí)裝飾品，所以做出的不管是手機(jī)機(jī)身還是手機(jī)殼都需要美觀大方，因此加工工藝就顯得非常重要。所以在對(duì)手機(jī)殼的模具設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮成型，還需要考慮成型后的美觀。因此在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中多方兼顧。關(guān)鍵字：手機(jī)；模具設(shè)計(jì)；注射模；斜導(dǎo)柱；側(cè)抽芯。AbstractPlastic mold industry in China from the beginning to now, has experienced half a century, has made great development, mould level has greatly improved. Because the mold production product has high accuracy, high complexity, good consistency and high efficiency low consumption etc. So modern industry will play a greater role, get more applications. Precision plastic development up to now, I have been able to produce as much as 2 micron precision, multi-station progressive die, has reached the maximum number of stations in 160, life 1 200 million times.Mould the basis for the development of modern industry, many industry's development cannot leave the mould industry support. With mold manufacturing of high precision, high complexity, high consistency, high productivity and low consumption, is can't be matched by other methods of processing and manufacturing. In the mold industry plastic mould accounted for about 33% of the total output. Different methods of plastic molding makes mold principle and structure. According to the forming method of impassability, plastic mold is divided into: injection mold, compression mold, blow molding mould, etc. In the injection mold is mainly used for thermoplastic plastics molding occupies a large proportion. In modern manufacturing, consumer goods shell color, feel, and precision, thickness, etc. Put forward new requirements. Plastic shell design become important one annulus. Reasonable design of injection mould will be applied more and more.Modern design method of injection mould at present in order to cope with the current diversified requirements, shorten the product by the wicked the best competitive advantage, only in the cycle of mould design reference the CAD/CAE technology of computer integrated manufacturing, in order to improve the product quality, reduce cost, increase the competitiveness, in general, a complete ideal industrial products, the concept of the manufacturing process for existing original type original design, with computer aided engineering analysis techniques, according to the results of analysis, modifying test again, and then on the basis of design through computer aided manufacturing, automated production in the mold design production, more than the whole process are conducted on the computer.In the mold design and production process, the application of Pro/ENGINEER software to design the mould structure - the mold - core of two-dimensional design process to prepare - mold cavity, core design three dimensional modeling, etc.Along with the computer technology and network technology has achieved breakthrough and mold design are increasingly using CAD/CAM technology. Before production, the use of these new technologies for the design of the mould and improvement, is an inevitable trend in the modern design in real life, mobile phones have become a people living necessities, modern mobile phone is no longer just a tool for decoration at the same time, so the mobile body or following needs to be beautiful and easy, so the processing technology is very important. So when opponents casing mold design should not only consider the forming, also need to consider after molding. Therefore, in the mold design process to two or morethings.Key words：Cell phones, mold design, injection mould, inclined guide pillar, side core-pulling目錄引言1第一章  塑件分析21.1 材料的分析21.2 塑件相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì)2    1.2.1 注射溫度的影響21.3 塑件原料的分析3    1.3.1 PC塑料的干燥3    1.3.2注射溫度3    1.3.3注射壓力3    1.3.4注射速度3    1.3.5模具溫度41.4 體積及質(zhì)量計(jì)算4    1.4.1 體積的計(jì)算4    1.4.2 質(zhì)量及面積的計(jì)算4第二章  型腔數(shù)目的確定6第三章  成型零部件的設(shè)計(jì)73.1 型腔尺寸的計(jì)算73.2 型芯尺寸的計(jì)算7第四章  注射機(jī)的選擇9第五章  注射機(jī)的校核105.1注射機(jī)注射容量校核105.2注射機(jī)鎖模力校核105.3注射機(jī)注射壓力校核105.4注射機(jī)模具厚度校核115.5注射機(jī)最大開(kāi)模行程校核11第六章  分型面的選擇136.1 分形面的形式136.2 分型面的選擇13第七章  澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)157.1 分流道的設(shè)計(jì)原則157.2 分流道的設(shè)計(jì)167.3 分流道的尺寸的設(shè)計(jì)17第八章  澆口的設(shè)計(jì)188.1澆口位置選擇的仿真198.2 直接澆口的直徑設(shè)計(jì)198.3 點(diǎn)澆口直徑設(shè)計(jì)20第九章  冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)219.1 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則219.2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式219.3 冷卻系統(tǒng)的計(jì)算219.4冷卻時(shí)間計(jì)算229.5 用水量M的計(jì)算239.6  成型周期計(jì)算23第十章  模具材料選擇25第十一章  模具主要參數(shù)的計(jì)算2611.1 脫模力的計(jì)算2611.2 初始脫模力2611.3 推桿直徑計(jì)算2711.4 推桿的應(yīng)力校核2711.5 推板的厚度計(jì)算28第十二章  推出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)2912.1 推出機(jī)構(gòu)的選用原則2912.2 推桿的形式2912.3 推桿材料3012.4 推桿的復(fù)位3012.5 推出力的計(jì)算3012.6 型腔壁厚和底板厚度計(jì)算31    12.6.1側(cè)壁厚度計(jì)算32    12.6.2矩形型腔底板厚度計(jì)算32第十三章  結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)3313.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)33    13.1.1設(shè)計(jì)導(dǎo)柱需要注意的事項(xiàng)3313.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3313.3 定位圈的設(shè)計(jì)3413.4 側(cè)向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3413.5 斜導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)3613.6 滑塊的設(shè)計(jì)3713.7 楔緊塊的設(shè)計(jì)37第十四章  模架的選擇3814.1模架厚度H和注射機(jī)的閉合距離L3814.2所需行程之間的尺寸關(guān)系38第十五章  排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)40第十六章  成型零件加工工藝規(guī)程41謝辭42參考文獻(xiàn)43附錄44【詳情如下】【需要咨詢(xún)購(gòu)買(mǎi)全套設(shè)計(jì)請(qǐng)加QQ1459919609】CAXA圖紙主澆套.dwg凸模.dwg動(dòng)模座板.dwg動(dòng)模板.dwg定模座板.dwg定模板.dwg手機(jī)后蓋.dwg手機(jī)后蓋的注塑模具設(shè)計(jì).doc手機(jī)后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū).doc手機(jī)后蓋的注塑模具設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告.doc推板固定板.dwg支撐板.dwg文件清單.txt翻譯原文.doc翻譯譯文.doc裝配體.dwg 摘 要 我國(guó)塑料模具工業(yè)從起步到現(xiàn)在，經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大的提高。由于模具生產(chǎn)產(chǎn)品具有精度高，復(fù)雜性高，一致性好，生產(chǎn)效率高消耗低等優(yōu)點(diǎn)。所以現(xiàn)代工業(yè)中將會(huì)起到更大的作用，得到更多的應(yīng)用。我的塑料發(fā)展至今，已能生產(chǎn)精度高達(dá) 2 微米的精密，多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá) 160 個(gè)，壽命 12 億次。 模具時(shí)現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，許多產(chǎn)業(yè)的發(fā)展都離不開(kāi)模具行業(yè)的支持。用模具生產(chǎn)制造所表現(xiàn)出來(lái)的的高精度，高復(fù)雜程度，高一致性，高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中 塑料模具約占33%。不同的塑料成型方法使得模具原理和結(jié)構(gòu)不通。按照成型方法的不通，塑料模具分為：注塑模具，壓塑模具，吹塑模具等。注塑模具主要用于熱塑性塑料制品的成型中占有很大比重?，F(xiàn)代工業(yè)中，消費(fèi)品外殼的色彩，手感，和精度，厚度等提出了新要求。塑料外殼設(shè)計(jì)成為重要的一環(huán)。設(shè)計(jì)合理的注塑模具將得到越來(lái)越多的應(yīng)用。 現(xiàn)代注塑模具的設(shè)計(jì)方法目前為了應(yīng)付當(dāng)前多樣化的要求，縮短產(chǎn)品只在周期以缺德最佳的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，模具設(shè)計(jì)中都引用了 算機(jī)一體化制造技術(shù)，以提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，增加競(jìng)爭(zhēng)力，一般而言，一件完 整理想的工業(yè)產(chǎn)品，其制造流程為現(xiàn)有原創(chuàng)型的概念設(shè)計(jì)出原件，配合計(jì)算機(jī)輔助工程分析技術(shù)，再依據(jù)分析結(jié)果修改測(cè)試，最后再依據(jù)設(shè)計(jì)圖經(jīng)由計(jì)算機(jī)輔助制造，進(jìn)行產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)在模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)，以上整個(gè)過(guò)程均在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行。 在模具設(shè)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程中，應(yīng)用 件進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 型芯二維設(shè)計(jì) 模具型腔，型芯設(shè)計(jì)三維造型等。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就，模具設(shè)計(jì)越來(lái)越多地使用術(shù)。在產(chǎn)品生產(chǎn)之前，使用這些新技術(shù)來(lái)進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)和改善，是現(xiàn)代設(shè)計(jì)必然趨勢(shì)在現(xiàn) 實(shí)生活里，手機(jī)已經(jīng)成為人們的一個(gè)生活必須品 ，現(xiàn)代的手機(jī)已經(jīng)不再僅僅是一個(gè)工具同時(shí)一時(shí)裝飾品，所以做出的不管是手機(jī)機(jī)身還是手機(jī)殼都需要美觀大方，因此加工工藝就顯得非常重要 。所以在對(duì)手機(jī)殼的模具設(shè)計(jì)時(shí)不僅要考慮成型，還需要考慮成型后的美觀。因此在模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中多方兼顧。 關(guān)鍵字： 手機(jī) ； 模具設(shè)計(jì) ； 注射模 ； 斜導(dǎo)柱 ； 側(cè)抽芯 。 to a So a up to I to as of 60, 200 of s of is t be by of In 3% of of to of is In is a In of be of at in to by in of AE of in to in a of to of on of in on In to of to AM of of is an in in a is no a at so or to be so is So to in to or 目錄 引言 .一章 塑件分析 .料的分析 . 2 件相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì) . 2 射 溫度 的影響 . 2 件原料的分析 . 3 C 塑料的干燥 . 3 射溫度 . 3 射壓力 . 3 射速度 . 3 具溫度 . 4 積及質(zhì)量計(jì)算 . 4 積的計(jì)算 . 4 量及面積的計(jì)算 . 4 第二章 型腔數(shù)目的確定 .三章 成型零部件的設(shè)計(jì) .腔尺寸的計(jì) 算 . 7 芯尺寸的計(jì)算 . 7 第四章 注射機(jī)的選擇 .五章 注射機(jī)的校核 . 10 射機(jī)注射容量校核 . 10 射機(jī)鎖模力校核 . 10 射機(jī)注射壓力校核 . 11 射機(jī)模具厚度校核 . 11 射機(jī)最大開(kāi)模行程校核 . 11 第六章 分型面的選擇 . 13 形面的形式 . 13 型面的選擇 . 13 第七章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 15 流道的設(shè)計(jì)原則 . 15 流道的設(shè)計(jì) . 16 流道的尺寸的設(shè)計(jì) . 17 第八章 澆口的設(shè)計(jì) . 18 口位置選擇的仿真 . 19 接澆口的直徑設(shè)計(jì) . 19 澆口直徑設(shè)計(jì) . 20 第九章 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 21 卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則 . 21 卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式 . 21 卻系統(tǒng)的計(jì)算 . 21 卻時(shí)間計(jì)算 . 22 水量 M 的計(jì)算 . 23 成型周期計(jì)算 . 23 第十章 模具材料選擇 . 25 第十一章 模具主要參數(shù)的計(jì)算 . 26 模力的計(jì)算 . 26 始脫模力 . 26 桿直徑計(jì)算 . 27 桿的應(yīng)力校核 . 27 板的厚度計(jì)算 . 28 第十二章 推出脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) . 29 出機(jī)構(gòu)的選用原則 . 29 桿的形式 . 29 桿材料 . 30 桿的復(fù)位 . 30 出力的計(jì)算 . 30 腔壁厚和底板厚度計(jì)算 . 31 壁厚度計(jì)算 .形型腔底板厚度計(jì)算 .十三章 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì) . 33 模導(dǎo)向 機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 33 計(jì)導(dǎo)柱需要注意的事項(xiàng) .向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 33 位圈的設(shè)計(jì) . 34 向分型與抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) . 34 導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) . 36 塊的設(shè)計(jì) . 37 緊塊的設(shè)計(jì) . 37 第十四章 模架的選擇 . 38 架厚度 H 和注射機(jī)的閉合距離 L . 38 需行程之間的尺寸關(guān)系 . 38 第十五章 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) . 40 第十六章 成型零件加工工藝規(guī)程 . 41 謝辭 . 42 參考文獻(xiàn) . 43 附錄 . 424 引言 隨著我國(guó)制造業(yè)的迅速發(fā)展，一些新興產(chǎn)業(yè)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝 備，在機(jī)械、電子、汽車(chē)、航空以及通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著人民生活水平的不斷提高，日常生活中使用的物品越來(lái)越多地用到了模具。目前，模具生產(chǎn)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平高低的重要標(biāo)志。 當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就， 術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)以及快速成型技術(shù)為模具技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。同時(shí)，以高分子塑料為主的模具材料不斷被開(kāi)放出來(lái)，這些材料種類(lèi)繁多，性能優(yōu)良，價(jià)格低廉，這更為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的幫助。 本設(shè)計(jì)主要是為讓讀者們能夠清楚地了解到塑料注射模的設(shè)計(jì)過(guò) 程，能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)過(guò)程中所使用的各種基本工具，例如 等，具有一個(gè)基本的了解。從零件的尺寸確定，模具設(shè)計(jì)，模架設(shè)計(jì)，到最后的注塑仿真，向讀者們展示手機(jī)塑料模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。 隨著 不斷完善，借助于 計(jì)軟件，我們可以比較輕松地完成一些復(fù)雜的設(shè)計(jì)工作，同時(shí)也可以全面地提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。 使用 塑模具設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)可以輕松完成模具模架及配件的設(shè)計(jì)工作，并能模擬開(kāi)模過(guò)程。 有完 整的滑塊結(jié)構(gòu)和完整的開(kāi)模機(jī)構(gòu)，為設(shè)計(jì)者帶來(lái)極大的方便。設(shè)計(jì)完成后可以直接輸出 3D 化模型。 一款應(yīng)用廣泛的模擬仿真軟件，使用該軟件可以全面模擬注塑成型過(guò)程，并以圖形的方式直觀地顯示分析結(jié)果，為設(shè)計(jì)參數(shù)的確定和優(yōu)化提供理論依據(jù)，可以幫助設(shè)計(jì)者進(jìn)一步修改模具設(shè)計(jì)方案。 第一章 塑 件 分析 料的分 析 通常，選擇塑件的材料依據(jù)是它所處在的工作環(huán)境及使用性能的要求，以及原材料廠家提供的材料性能數(shù)據(jù)。對(duì)于常溫工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)件來(lái)說(shuō)，要考慮的主要是材料的力學(xué)性能，如屈服應(yīng)力，彈性模量，彎曲強(qiáng)度，表面硬度等。綜合各項(xiàng)因素最后選擇 料作為本次設(shè)計(jì)所使用的材料最為適合。 料的工藝特點(diǎn)如下： (1） 屬無(wú)定型塑料， 149 150； 215 225；成型溫度為 250310；相對(duì)平均分子質(zhì)量為 2 4 萬(wàn)。 (2） 熱穩(wěn)定性較好，并隨相對(duì)分子質(zhì)量的增大而提高。 (3） 流變特性接近牛頓 液體，表觀粘度受溫度的影響較大，受剪切速率的影響較小，隨相對(duì)平均分子質(zhì)量的增大而增大。無(wú)明顯的熔點(diǎn)，熔體粘度較高。 以，分子鏈的剛性大。 (4） 抗蠕變性好，尺寸穩(wěn)定性好；但內(nèi)應(yīng)力不易消除。 (5） 溫下遇水易降解，成型時(shí)要求水分含量在 下。 (6） 制品易開(kāi)裂。在成型前， 脂必須進(jìn)行充分干燥。干燥方法可采用沸騰床干燥 (溫度 120 130 ，時(shí)間 1 2h)、真空干燥 (溫度 110 ，真空度 96間 10 25h)、熱風(fēng)循環(huán)干燥 (溫度 120 130 ，時(shí)間 6h 以上 )。為防止干燥后的樹(shù)脂重新吸濕，應(yīng)將其置于 90 的保溫箱內(nèi)，隨用隨取，不宜久存。成型時(shí)料斗必須是密閉的，料斗中應(yīng)設(shè)有加熱裝置，溫度不低于 100 、對(duì)無(wú)保溫裝置的料斗，一次加料量最好少于半小時(shí)的用量，并要加蓋蓋嚴(yán)。 件相關(guān)參數(shù)的設(shè)計(jì) 射 溫度 的影響 料的大分子多呈無(wú)定形狀態(tài)，大約 215 開(kāi)始軟化， 225 以上開(kāi)始流動(dòng)。和其它熱塑性塑料相比， 料不僅熔融溫度高，而且熔融后的熔體粘度也較高，熔體粘度對(duì)溫度的敏感性比剪切速率大。一般對(duì)于低于 260 的料溫，由于其 熔體粘度過(guò)高，制品易出現(xiàn)不足，波紋等缺陷，故在成型中較少采用，而大都選用 270 320 之間，在此范圍內(nèi)的熔體粘度適中，適合于大部份制品的成型。 料在正常加工溫度范圍內(nèi)有很好 的熱穩(wěn)定性，在 300 溫度下長(zhǎng)時(shí)間停留于料筒內(nèi)基本不分解 ，熔體粘度變化也很小，由于這一特性使其在成型過(guò)程中可以多次反復(fù)使用。 注射溫度對(duì) 料產(chǎn)品的性能有著重要的影響，在 280 300 之間， 驗(yàn)證明，除了伸長(zhǎng)率有所下降外，沖擊強(qiáng)度，拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度等項(xiàng)性能指標(biāo)均有較高的 值，同時(shí)產(chǎn)品有良好的外觀和光亮的表面。過(guò)高的料溫，如超過(guò) 340 時(shí)， 料將會(huì)出現(xiàn)分解，產(chǎn)品顏色變深，表面出現(xiàn)銀絲、暗條、黑點(diǎn)、氣泡等缺陷，同時(shí)物理機(jī)械性能也顯著下降。另外，含氮化合物的存在也會(huì)使分解加速，需予以注意。 件原料的分析 C 塑料的干燥 該種材質(zhì)對(duì)微量的水分極為敏感 , 極易吸咐水分，使成型塑件表面出現(xiàn)斑痕、云紋等缺陷。為了使注塑制品達(dá)到最佳效果，減少降解的可能性， 材料含水量降至 下，最好在 下，以提高加工穩(wěn)定性 和機(jī)械性能。一般地用電熱鼓風(fēng)烘箱在 90110 ,預(yù)干燥 4 6小時(shí)，可以達(dá)到所需要的含水率。但最長(zhǎng)累積干燥時(shí)間不能超過(guò) 48小時(shí)，否則材料有降解變色的可能。 射溫度 加工成型性好 ,熱變形溫度在 115 左右 , 采用合適的加工溫度 , 可以減少或消除表面凹痕 , 同時(shí)也可以減少縮孔。成型溫度設(shè)定以確保阻燃 盡量使用低溫區(qū)域，以防止材料降解。成型溫度增加會(huì)明顯地降低阻燃 加樹(shù)脂的流動(dòng)性，因而，使流動(dòng)距離變長(zhǎng)。原則上，當(dāng)使用建議的成型溫度上限時(shí)， 應(yīng)使熔膠滯留時(shí)間盡可能短，避免降解的產(chǎn)生。因此 30270 。 射壓力 注射時(shí)采用中等的注射壓力，一般為 80150 對(duì)小型、構(gòu)造簡(jiǎn)單、厚度大的制件可以用較低的注射壓力。 脂的表現(xiàn)黏度強(qiáng)烈地依賴(lài)于剪切速率，因此模具設(shè)計(jì)中大都采用點(diǎn)澆口形式。 射速度 較快的注塑速度，一般會(huì)使流程加長(zhǎng)，適合充填薄壁制品，并形成較好的表面光潔度，但過(guò)快的注塑速度會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)剪切導(dǎo)致材料降解。而慢速注塑速度可以幫助避免澆口白暈、噴射痕和流痕等缺陷。此手機(jī)保護(hù)殼為薄壁制品，宜 采用中等注射速度，將摩擦熱降至最?。徊捎枚嗉?jí)注射，以確保充填順暢和制品外觀。 具溫度 模具溫度模具溫度控制對(duì)決定最終制件的充填程度、外觀、殘余應(yīng)力是非常重要的。 成型溫度相對(duì)較高 , 模具溫度也相對(duì)較高。一般調(diào)節(jié)模溫為模具溫度： 50100 。較高的模具溫度，往往會(huì)產(chǎn)生良好的流動(dòng)、較高的熔接線強(qiáng)度、較小的產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力，但成型周期會(huì)延長(zhǎng)。若模具溫度比建議的低，就會(huì)導(dǎo)致高內(nèi)應(yīng)力并損壞制件的最佳性能。就制件表面和循環(huán)周期而言，模具溫度為建議溫度范圍的中間值時(shí)，可望得到較好的結(jié)果。 積及 質(zhì)量計(jì)算 積的計(jì)算 對(duì) 筆套 面積 進(jìn)行計(jì)算，如圖 示： 圖 手機(jī)后蓋圖紙 已知： 1L =2L = 1H =72H =6D =2D =R =R =4/2R =R =L =4L = 體積為： 2/11)( 2443232221222111 (1 從而總體體積為： V=查表 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二表 知 料的密度為 =量及面積的計(jì)算 （ 1） 單個(gè)塑件質(zhì)量： M=V= g= (1 （ 2）在分型面上面的投影面積為 S 投影 = 3）曲面的整體表面積： S 總 = （ 4）平均厚度為： 1 . 0 0 m m= 203+3 8 2 0 5 1 1 7 8 . 4 8 / 2 .=V /S=L (1圖 機(jī)后蓋 三維圖 第二章 型 腔 數(shù)目的確定 一次注射只能生產(chǎn)一件塑件的模具稱(chēng)為單型腔模具；一次注射能生產(chǎn)兩件或兩件以上塑件的模具稱(chēng)為多型腔模具。與多型腔模具相比較，單型腔模具具有塑件的形狀和尺寸一致性好、成型的工藝條件容易控制、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、模具制造成本低、制造周期短等特點(diǎn)。但是，在大批量生產(chǎn)的情況下，多型腔模具應(yīng)是更為合適的形式，它可以提高生產(chǎn)效率，降低塑件的整體成本。 在多型腔模具的實(shí)際設(shè)計(jì) 中，確定型腔數(shù)目的方法一般有兩種。一種方法是首先確定注射機(jī)的型號(hào)，再根據(jù)注射機(jī)的技術(shù)參數(shù)和塑件的技術(shù)經(jīng)濟(jì)要求，計(jì)算出要求選取型腔的數(shù)目；另一種方法是先根據(jù)生產(chǎn)效率的要求和塑件的精度要求確定型腔的數(shù)目，然后再選取擇注射機(jī)或?qū)ΜF(xiàn)有的注射機(jī)進(jìn)行校核。 現(xiàn)在，計(jì)算塑件的總體積和總質(zhì)量： 塑件總體積： 總V 33 1 8 6 8 8 . 1 4 m m=9 3 4 4 . 0 7 m 2 塑件總體質(zhì)量： 2 2 6 g=1 1 3 2=M 總 圖 模型腔排布 第三章 成型零部件的 設(shè)計(jì) 腔尺寸的計(jì)算 表 式表 型腔徑向尺寸 zz 00 型芯徑向尺寸 00 sm 型腔深度公式 zz 00 1 型芯高度公式 00 1zz 其中 修正系數(shù) x=1/2 2/3，即當(dāng)塑件尺寸較大、精度要 求低時(shí)取小值，反之取大值。 型腔的徑向工作尺寸 塑件的徑向圖樣尺寸 S 收縮率的平均值，查表得 型收縮率 : 塑件尺寸公差 Z型腔制造公差，當(dāng)制件尺寸為中小、級(jí)別精度要求較高時(shí)，可取/3z 在這里 公差等級(jí)選 ，修正系數(shù) （ 1）型腔徑向尺寸計(jì)算 利用公式 zz 00 0 . 1 70 . 3 6 0 . 1 700 0( ) 1 0 . 0 0 7 5 4 9 . 9 8 0 . 7 5 0 . 5 6 5 0 . 0 8 （ 2）型腔深度計(jì)算 利用公式 zz 00 1(3 0 . 1 30 . 0 3 0 . 0 300 01 0 . 0 0 7 5 7 0 . 7 5 0 . 3 6 6 . 7 8 2 5 芯尺寸的計(jì)算 塑件壁 厚為 2過(guò)分析塑件可知，模具包含大型芯 2 個(gè)，圓柱形小型芯 4 個(gè)，螺紋型芯 3 個(gè)，圓柱形凸臺(tái)小型芯 2 個(gè)。 （ 1） 大型芯徑向尺寸計(jì)算 利用公式 00 sm (3 00 0 0 . 1 30 . 1 3 0 . 1 31 0 . 0 0 7 5 4 8 . 7 8 0 . 7 5 0 . 5 6 4 8 . 7 2 5 8 5 （ 2）側(cè)抽小型芯徑向尺寸計(jì)算 00 03 0 . 0 50 . 0 5 0 . 0 51 0 . 0 0 7 5 3 . 7 8 0 . 7 5 0 . 3 4 4 . 0 6 3 3 5 00 04 0 . 0 50 . 0 5 0 . 0 51 0 . 0 0 7 5 2 . 1 0 . 7 5 0 . 3 1 2 . 3 4 8 2 5 00 05 0 . 0 50 . 0 5 0 . 0 51 0 . 0 0 7 5 1 0 . 7 5 0 . 1 4 1 . 1 1 2 5 （ 3） 型芯高度的計(jì)算 利用公 式 00 1zz (3 00 01 0 . 1 30 . 1 3 0 . 1 31 0 . 0 0 7 5 1 4 0 . 7 5 0 . 3 8 1 4 . 3 9 00 0 0 . 1 30 . 1 3 0 . 1 31 0 . 0 0 7 5 6 0 . 7 5 0 . 3 4 6 . 3 第四章 注射 機(jī) 的選擇 注塑模的型腔數(shù)目 ,可以是一模一腔 ,也可以是一模多腔 ,在型腔數(shù)目的確定時(shí)主要考以下幾個(gè)有關(guān)因素： （ 1） 塑件的尺寸精度 ； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的生產(chǎn)效益； （ 4）模具制造難度。 由于手機(jī)保護(hù)殼要求的精度并不高，但有一定 的配合要求，為了同時(shí)兼顧生產(chǎn)效率和成本，根據(jù)塑件圖樣及產(chǎn)量等要求確定型腔數(shù)目為一模 兩 腔。 查模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)，可初選注射機(jī)型號(hào)為： 主要的技術(shù)規(guī)格如下表。 表 注射機(jī)主要技術(shù)規(guī)格 螺桿（柱塞）直徑26 模板行程 0 注射容量 3 噴嘴 球半徑 8 注射壓力 60 孔直徑 4 鎖模力 00 定位孔直徑 最大注射面積 00 頂 出 中心孔徑 模具厚度大 240 兩 側(cè) 孔徑 40 最小 130 孔距 80 第五章 注射 機(jī) 的校核 射機(jī)注射容量校核 塑件成形所需的注射總量應(yīng)小于所選注射機(jī)的注射容量。注射容量以容積（ 示時(shí)，塑件體積（包括澆注系統(tǒng)）應(yīng)小于注射機(jī)的注射容量，其關(guān)系按下式校核 V 件 （ 5 式中 ： V 件 塑件與澆注系統(tǒng)的體積（ ; V 注 注射機(jī)注射容量（ ; 最 大注射容量利用系數(shù)。 根據(jù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)， 注塑機(jī)注塑 每次注射量?jī)H達(dá)標(biāo)準(zhǔn)注射量的 75。為了提高制件質(zhì)量及尺寸穩(wěn)定，表面光澤、色調(diào)的均勻，選定注射量為標(biāo)定注射量的 60 。此時(shí)流道凝料的體積未知，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)可按塑件質(zhì)量的 注射量為 : 3 5 . 8 8 1 6 . 4 2 61 . 60 . 6 ) M(1M 伴 V 注 =588=以注射機(jī)注射容量完全滿(mǎn)足要求。 射機(jī)鎖模力校核 模具所需的最大鎖模力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定鎖 模力， p 腔 FP 鎖 （ 5 式中 p 腔 模具型腔壓力，一般取 40 50 F 塑件與澆注系統(tǒng)分型面上的投影面積（ ; P 鎖 注射機(jī)額定鎖模力（ N）。 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 p 腔 = 40 =（一模二腔估算取最大值） P 鎖 = 400 kN p 腔 F = 401060 400(所以注射機(jī)的鎖模力也滿(mǎn)足要求。 射機(jī)注射壓力校核 塑件所需的注射壓力應(yīng)小于或等于注射機(jī)的額定注射壓力， p 成 P 注 （ 5 p 成 塑件成型所需的注射壓力（ P 注 所選注射機(jī)的額定注射壓力 ( 在這個(gè)設(shè)計(jì)中，所需的注射壓力通常選用 80100于塑件精度為一般精度， 流動(dòng)性比較好 ,p 成 =90p 成 = 90 注 = 160然， 80130，因此注射壓力也滿(mǎn)要求。 射機(jī)模具厚度校核 模具閉合時(shí)的厚度應(yīng)在注射機(jī)動(dòng)、定模板的最大閉合高度和最小閉合高度之間，其關(guān)系按下式校核 H 最小 H 模 H 最大 （ 5 式中 H 最小 注射機(jī)所允許的最小模具厚度（ H 模 模具閉合厚度（ H 最大 注射機(jī)所允許的最大模具厚度（ 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 H 最小 = 130 模 = 232 最大 = 240 然， 130232240 所以注射機(jī)模具厚度也滿(mǎn)足要求。 射機(jī)最大開(kāi)模行程校核 塑件所需的開(kāi)模距應(yīng)小于注射機(jī)的最大開(kāi)模行程。對(duì)在液壓機(jī)械聯(lián)合鎖模的立式、臥式注射機(jī)上使用的一般澆口模具，注塑機(jī)的開(kāi)模行程是有限制的，取出制件所需要的開(kāi)模距離必須小于注塑機(jī)的最大開(kāi)模距離。依據(jù)所設(shè)計(jì)的模具是三板式雙分型面?zhèn)瘸樾咀⑺苣＞撸◣c(diǎn)澆口的注塑模具）開(kāi)模距離必須滿(mǎn)足： 2 +a+5 10 s （ 5 式中 脫模距離（ 塑件高度（包括澆注系統(tǒng)）（ a 定模板與中間板之間的分開(kāi)距離（ S 注射機(jī)最大開(kāi)模行程（ 在這個(gè)設(shè)計(jì)中 502 =25mm a =120 =4601+a+10=58+6一、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的內(nèi)容 1、 塑件的分析 2、 塑件材料的選用與性能分析（特性及成型工藝參數(shù)） 3、 擬定模具的結(jié)構(gòu)形式（型腔的數(shù)目及排布） 4、 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5、 分流道的設(shè)計(jì) 6、 澆口的設(shè)計(jì) 7、 冷料穴和拉料桿的設(shè)計(jì) 8、 成型零件的設(shè)計(jì) 9、 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 10、 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 11、 側(cè)向分型與抽心機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 12、 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 13、 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14、 限位釘設(shè)計(jì) 二、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的要求與數(shù)據(jù) 1、 外型尺寸及 配合 精度 必須標(biāo)注 2、 使用環(huán)境 40 3、 電氣性能符 準(zhǔn) 4、外觀要求美觀堅(jiān)固 5、根據(jù)實(shí)際情況確定脫模斜度 6、 要技術(shù)指標(biāo)及工藝參數(shù) 7、 設(shè)計(jì)中的計(jì)算 8、 安裝尺寸的校核 三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）應(yīng)完成的工作 1、完成二萬(wàn)字左右的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）；在畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）中必須包括詳細(xì)的 300單詞的英文摘要； 2、獨(dú)立完成與課題相關(guān)，不少于四萬(wàn)字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）； 3、對(duì)于 純機(jī)械 類(lèi)課題，繪圖工作量折合 紙 3 張以上，其中必須包含兩張 上的計(jì)算機(jī)繪圖圖紙； 四、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) 1 李學(xué)峰 計(jì)及制造 M械工業(yè)出版社 2 翁其金 M械工業(yè)出版社 3 錢(qián)泉森 M東科學(xué)技術(shù)出版社，2004 4 塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)編著組 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 5 陳劍鶴 M械工業(yè)出版社， 2004 6 王文廣等 M學(xué)工業(yè)出版社，2004 7 章飛 M學(xué)工業(yè)出版社， 2003 8 譚雪松，林曉新，溫利編 冊(cè) 民郵電出版社，9 朱光 M華大學(xué)出版社，2003,1 10 ,of 五、試驗(yàn)、測(cè)試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件 計(jì)算機(jī) ( ,件 ) 任務(wù)下達(dá)時(shí)間： 2013 年 12 月 4 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始與完成時(shí)間： 2013 年 12 月 7 日至 2014 年 05 月 26 日 組織實(shí)施單位： 教研室主任意見(jiàn)： 簽字： 2013 年 12 月 10 日 院領(lǐng)導(dǎo)小組意見(jiàn)： 簽字： 2013 年 12 月 12 日 1. 本課題的研究?jī)?nèi)容、重點(diǎn)及難點(diǎn) 本次研究設(shè)計(jì)了塑料手機(jī)保護(hù)殼的材料特點(diǎn)以及相關(guān)內(nèi)容，主要描述該手機(jī)保護(hù)殼的成型加工工藝，包括注射模結(jié)構(gòu)，各大系統(tǒng)和機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以及各零部件參數(shù)的校核。此次設(shè)計(jì)中有許多地方需要仔細(xì)研究，其重點(diǎn)難點(diǎn)如下： 1、 脫模推出機(jī)構(gòu)和側(cè) 抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 2、塑件的合理性設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)工藝性分析； 3、材料選擇，收縮率計(jì)算。模具強(qiáng)度及剛度分析； 4、塑件壁厚成型工藝考慮及保證塑件的外觀要求； 5、模具型腔數(shù)的確定，模具結(jié)構(gòu)、分型面和進(jìn)料口形式的選擇； 6、保證 塑件成型時(shí)無(wú)變形，注出的制 件表面光滑，無(wú)氣泡和其它缺陷，無(wú)飛邊或少飛邊 ； 7、繪制模具總裝圖、零件圖及尺寸標(biāo)注。 2. 準(zhǔn)備情況（查閱過(guò)的文獻(xiàn)資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件等） 隨著我國(guó)制造業(yè)的迅速發(fā)展，一些新興產(chǎn)業(yè)業(yè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在機(jī)械、電子、汽車(chē)、航空以及通信等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。隨著人民生活水平的不斷提高，日常生活中使用的物品越來(lái)越多地用到了模具，特別是現(xiàn)代社會(huì)，人們對(duì)于手機(jī)的需求越來(lái)越高，手機(jī)已經(jīng)從生活的調(diào)味品變成了必需品，手機(jī)后蓋的生產(chǎn)主要以注塑模具生產(chǎn)，注塑模生產(chǎn)具有生產(chǎn)效率高 ，成本低等特點(diǎn)，非常適合手機(jī)后蓋的生產(chǎn)。 當(dāng)前，計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)取得了突破性的成就， 術(shù)、數(shù)控加工技術(shù)以及快速成型技術(shù)為模具技術(shù)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。同時(shí)，以高分子塑料為主的模具材料不斷被開(kāi)放出來(lái) 。 這些材料種類(lèi)繁多，性能優(yōu)良，價(jià)格低廉，這更為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的幫助。本設(shè)計(jì)主要是為 了 夠清楚地闡述塑料注射模的設(shè)計(jì)過(guò)程，能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)過(guò)程中所使用的各種基本工具，例如 等，具有一個(gè)基本的了解。本 次 主要是 對(duì)手機(jī)的后蓋進(jìn)行設(shè)計(jì)，從零件的尺寸確定， 到 模具設(shè)計(jì) 、 模架設(shè)計(jì)， 全面闡述了 手機(jī) 后蓋注塑 模具的整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程。 到目前，已經(jīng)做了十足的準(zhǔn)備，認(rèn)真閱讀了解了許多相關(guān)資料，其中包括 1 郭新玲編著 M 清華大學(xué)出版社 ,2006. 2 2006 3 張信群 M 人民郵電出版社 ,2008 4 竇召領(lǐng) M 科技大學(xué)出版社 ,2008 5 張信群 M 人民郵政出版社 ,2009 6 謝琴香 M 2008 7 程志遠(yuǎn) M 8 楊叔子 M 機(jī)械工業(yè)出版社 9 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 機(jī)械工業(yè)出版社 10 黃義俊 術(shù) M 人民郵電出版社 ,2009. 11 李小敏 清華大學(xué)出版社 12 顏智偉編著 M 國(guó)防工業(yè)出版社 13 張中元 M. 北京：航空工業(yè)出版社， 2006. 14 陳劍鶴 M 械工業(yè)出版社， 2003. 15 李云程 M 2005 3. 實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料 2013 年 12 月 17 日至 2013 年 12 月 30 日，閱讀執(zhí)行畢設(shè)任務(wù)書(shū)要求并收集整理資料文獻(xiàn)，根據(jù)畢設(shè)內(nèi)容完 成并交開(kāi)題報(bào)告； 2013 年 1 月 6 日至 2014 年 1 月 13 日，開(kāi)展調(diào)研，了解塑件結(jié)構(gòu)，對(duì)原材料進(jìn)行分析，考慮塑件的成型工藝性、模具的總體結(jié)構(gòu)的形式，并完成部分英文摘要翻譯； 2014 年 3 月 4 日至 2013 年 3 月 31 日，查閱資料，熟悉注射模的結(jié)構(gòu)及有關(guān)計(jì)算，擬定模具的方案設(shè)計(jì)、總體設(shè)計(jì)及主要零件設(shè)計(jì)，擬定成型工藝過(guò)程，查閱有關(guān)手冊(cè)確定適宜的工藝參數(shù)，注射機(jī)的選擇及確定注射設(shè)備及型號(hào)規(guī)格； 2014 年 4 月 1 日至 2014 年 4 月 21 日，完成設(shè)計(jì)計(jì)算任務(wù)，總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和完成總裝配圖及零件圖的設(shè)計(jì)； 2014 年 4 月 22 日 至 2014 年 5 月 5 日，完成設(shè)計(jì)，圖紙繪制任務(wù)，工藝規(guī)程說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)； 2014 年 5 月 6 日至 2014 年 5 月 20 日，完善設(shè)計(jì)并完成論文的撰寫(xiě)； 2014 年 5 月 20 日至 2014 年 5 月 26 日，修改并打印畢業(yè)論文及整理相關(guān)資料，交指導(dǎo)老師評(píng)閱，準(zhǔn)備論文答辯。 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師： 年 月 日 開(kāi)題小組意見(jiàn) 開(kāi)題小組 成員簽字： 年 月 日 院系審核意見(jiàn) 院系主管領(lǐng)導(dǎo)簽字： 年 月 日 . K. S. H. . K. L. is of a a or or to as In a P or in is on a as on It is to as or a of to in of in of is of an 1. is as a to It to of is in of a in if TL is de P in of D P is a in 970s in is to D on VP is AM to AE It to in a to 1. 2. P P is a in in it to by to of a or in a of to as 2. to of a in to or is to be of of 1. In VP to 3. P P is P AD to to it P is a P in or s P P is a is in As it to P P. be to as of a a of or C as VP is as of a AD as a a of is of of D VP 1. 2. 3. 4. 5. 6. P P 1. 1. P P 3. wo to P P. P in B, on as It is is to P P. At P of P. C, as It P as a to a D D C TL to P P as a to a of to P, in as as of it to to an AD to is is of P 6 a Of EA on is is to of to to 1. To a or 2. To of on 3. To 4. To to a , P is it EA is of of of P is . RP is to of P P. P 9it of to of to P. A of BS P is . 0% an P C is of P of P is to 1. 2. 3. of to 4. 5. or 6. P, in P is to 1. be P if to 2. at an to 4. : of a of P P RP P or in P is BS P 2. of P 1. in BS 2. 3). s a P is to a of of a VP be to of a is it of a in a s to of it is in is as on or is P on a VP to be of P P is P AD to be in at It is to of RP be be to in a It to of if In of a in AD be be it or or AD be of to in P be as is a of of P as LA to it to to is is by or be of P to if a be in a to at an in P is P is or to ). of in D or in is to be AD to or a to to if he or or a is to a or if to a of in a is no be of is in a be in a of or up to a is or a or of be be in to of of to at be to of a in an to in be by to of a is by of P of or be to or P is no as of or in or a to or is to to as as is AD It to to a or of in a or to to to in of on a is an of a of a of on a be or on or of or of is by AD on an by is AD to 5. : of a in of in TL is no a is a to TL by 4 to P 6). In a CT of a 3D is is TL P is a of T to P In is by P in VP an as a to of et 5 D T in in as is be be In P as a a 3D D a it of AD AD in T AD to of a of T to a D is to T be to to a a is it be an be to be to to or to a If is AD it a or D of of as A to to D it is be by 6. is is to as be in to a a T of it is to do it is P to is T scan 快速成型與虛擬成型在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造中的應(yīng)用 S. 言 快速成型是一種從不需任何加工或數(shù)控加工程序就得到實(shí)體形狀的加工過(guò)程。這種技術(shù)歸諸與階段制造，材料儲(chǔ)存制造業(yè)，剩余 材料制造，固體形式制造和立體印刷。在前十年中，一批 術(shù)得到了發(fā)展。在制造模型中這些技術(shù)應(yīng)用不同的方法和材料，給出不同的收縮量，表面精度和準(zhǔn)確度。 一種已經(jīng)成熟的在計(jì)算機(jī)模式下執(zhí)行分析和模擬。近而像基于實(shí)體上一樣執(zhí)行同樣的測(cè)試。有時(shí)， 會(huì)涉及到 析和工程模擬。 本論文就著兩種技術(shù)的聯(lián)系描述了它們的對(duì)比研究。這次課題研究了兩種技術(shù)在成型方面的適用性和效率。這只是總體設(shè)計(jì)和制造中的一個(gè)環(huán)節(jié)。 關(guān)鍵詞： 產(chǎn)品設(shè)計(jì)，快速成型，虛擬成型 1. 前言 為一種關(guān)鍵的技術(shù)正在發(fā)展。它能迅速成型出復(fù)雜的零件。它還能使產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)周期。即將到來(lái)的這種技術(shù)的時(shí)代已在當(dāng)今的 統(tǒng)中的 映出來(lái)。 一種德國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，在 統(tǒng)中代表實(shí)體 3D 模型。 當(dāng) 一種較新的技術(shù)時(shí)， 經(jīng)在 70 年代很多領(lǐng)域里得到了穩(wěn)定的發(fā)展。采用虛擬成型意味著在計(jì)算機(jī)上分析 3D 模型。 現(xiàn)在 常綜合了 件，并且涉及到 件包。 在不首先制造這個(gè)零件時(shí)用一種模擬的方式來(lái)測(cè)試零件的情況 。 2. 定義 快速成型在工程中應(yīng)用很廣， 尤其在計(jì)算機(jī)軟件業(yè)上，它首先被用于軟件快速開(kāi)發(fā)。 這個(gè)名詞也被制造業(yè)廣泛應(yīng)用來(lái)表現(xiàn)實(shí)體模型從液體固體對(duì)比傳統(tǒng)的制造方法在很短的時(shí)間內(nèi)成型的過(guò)程。這種技術(shù)廣泛用于階段加工，材料剩余加工，材料的額外加工及固體形式的加工，立體印刷。 虛擬成型指一種用計(jì)算機(jī)制造的模式，通常指 擬計(jì)算機(jī)成型通常被理解成用于實(shí)現(xiàn)繪圖模擬目的的產(chǎn)品構(gòu)筑模式。本論文中， 涉及到模仿，虛擬現(xiàn)實(shí)和制造過(guò)程的設(shè)計(jì)領(lǐng)域。 然而，在很多領(lǐng)域中， 區(qū)別是很模糊的。由于 統(tǒng)依賴(lài) 統(tǒng)產(chǎn)生的所需文件來(lái)制造原型 。在制造和零件開(kāi)發(fā)過(guò)程中， 上去是從 生出來(lái)的餓。實(shí)際上， 定義揭示了 一種自由應(yīng)用于成型領(lǐng)域內(nèi)的術(shù)語(yǔ)。因此清楚地定義 很恰當(dāng)?shù)摹?采取快速成型，意味著：從計(jì)算機(jī)模式產(chǎn)生實(shí)體模型而不用任何的夾具和數(shù)控加工。這也包括其他相關(guān)過(guò)程和用 造物體的應(yīng)用如：快速使用工具。 相似地，為了模擬和分析的目的，將 義為實(shí)體 式的連續(xù)操作過(guò)程而不包括 3D 的構(gòu)建。 以下功能： 1. 有限元分析 2. 制造形式，配合和交互檢查 3. 機(jī)械模擬 4. 虛擬視圖分析 5. 裝飾模擬 6. 裝配功能 間 的關(guān)系如圖 1 所 示。 圖 P 和 間的關(guān)系 3. 新加坡的成型 在新加坡選擇兩個(gè)從事產(chǎn)品開(kāi)發(fā)活動(dòng)的多國(guó)合作的公司（一個(gè)是美國(guó)，一個(gè)是德國(guó)），它們顯示了對(duì) 不同態(tài)度。兩個(gè)公司在成型過(guò)程中都用了 第一個(gè)公司 B 更側(cè)重于虛擬成型。他們生產(chǎn)電話通信設(shè)備，如：手機(jī)。公司移動(dòng)了所有的成型應(yīng)用，正在從 移。目前，他們的 式僅應(yīng)用于概念的設(shè)計(jì)和市場(chǎng)的目的。另外的成型由 執(zhí)行。 第二個(gè)公司 C 制造消費(fèi)電子產(chǎn)品如：電視機(jī)， 音頻接收機(jī)，電話等。 作為一種 生產(chǎn) 3D 模型的工具。從實(shí)體 3D 模式生成所需的 件來(lái)制造 型。公司 型，這種模型為各種各樣的成型進(jìn)行測(cè)試和模擬。 公司 B 更傾向于轉(zhuǎn)移更多的成型到 不用實(shí)體造型。虛擬成型在減少成本的同時(shí)提高了質(zhì)量和可靠性。對(duì)比用實(shí)體造型虛擬成型的操作使設(shè)計(jì)的提高更加容易。 公司 B 用 草繪 型，然后用 提前加工模型。用 執(zhí)行靜態(tài)的 用 式來(lái)分析動(dòng)態(tài)方案。當(dāng)執(zhí)行不同的概念和實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)， 于裝 飾模擬。 B 公司常用 行大量的 使公司只用 46 周的時(shí)間設(shè)計(jì)一個(gè)尋呼機(jī)。在執(zhí)行 大多數(shù)集中于靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析和動(dòng)態(tài)測(cè)試分析，偶爾進(jìn)行震動(dòng)測(cè)試。有些正在進(jìn)行的裝飾模擬中，常常是為了當(dāng)前的目的。 用于研究以下問(wèn)題： 1. 估測(cè)一個(gè)設(shè)計(jì)的變化和正確性 2. 基于經(jīng)驗(yàn)估計(jì)失敗的可能性 3. 做一些同實(shí)體測(cè)試有關(guān)的有根據(jù)的測(cè)試 4. 盡力闡明導(dǎo)致失敗的原因 根據(jù) B， 缺點(diǎn)是不能有效的模擬過(guò)程中的問(wèn)題。因?yàn)椴牧蟽?nèi)部的矛盾， 量的計(jì)算也決定了 準(zhǔn)確度。 B 公司的應(yīng)用也是有限的。室內(nèi)層 壓實(shí)體制造 統(tǒng)常用于為概念設(shè)計(jì)的制造的設(shè)計(jì)模型而不是幾何造型。 公司 C 大量用 很少用 收音機(jī)到 29 寸電視的外殼等的零件都用 型 的說(shuō)，公司用一年的時(shí)間來(lái)完成產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到產(chǎn)品銷(xiāo)售。 公司 C 的目標(biāo)在通過(guò) 型所有的零件。 式用 造出來(lái)。 式是為 件開(kāi)發(fā)的。 件的主要目的是檢驗(yàn)設(shè)計(jì)。常用的快速成型零件有以下功能： 1. 裝配形式 2. 工程檢查 3. 概念設(shè)計(jì) 4. 加工性能 5. 動(dòng)力學(xué)檢查 6. 彈性檢查 由于 能模擬，所以 C 公司在 限制上做了很多研究。 1. 觸覺(jué)（對(duì)按鍵）不能 測(cè)量；如果能測(cè)出壓力便可以用 2. 裝配性能 4 實(shí)例 1：成型手機(jī)外殼 這個(gè)例子研究了 式下的設(shè)計(jì)依據(jù)，裝配，干涉檢查。 品， 件都要在各方面進(jìn)行估計(jì)。這里用的 統(tǒng)是 件如圖 2 示，對(duì) 件的研究揭示了： 1. 表面精度比 件還差 2. 翹曲很明顯 計(jì)依據(jù) 做為一個(gè)有實(shí)際尺寸的物理零件， 給設(shè)計(jì)者一種能估計(jì)尺寸的感覺(jué)。這種對(duì)件的判斷是錯(cuò)誤的。因?yàn)榱慵ǔＷ詣?dòng)適應(yīng)可視窗口。實(shí)體零件的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行人類(lèi)工程學(xué)檢查。從通信設(shè)備的配合到危險(xiǎn) 角落和邊緣的深度檢查。它提供了觸覺(jué)檢查，在產(chǎn)品上是很重要的，在人類(lèi)工程學(xué)上也很重要，如觸摸鍵。 能提供這些。 式下的圓邊在 件上證明是不安全的。 式下可以進(jìn)行美學(xué)估價(jià)。 式允許在任何方向上觀察模型，至少有基本的觀察能力。然后，能夠在預(yù)期的模擬燈光和成千上萬(wàn)的陰影顏色的混合下觀察零件。件不能上色，表面和描繪就需另外的工序。任何的一種表面差別都能立即檢查出 來(lái)而不用去檢查實(shí)體零件。這也允許設(shè)計(jì)者估計(jì)美學(xué)價(jià)值，做一些糾正。在大多數(shù)合資公司中，設(shè)計(jì)和制造通常有一定的差距。 件能送出 和接受電子信號(hào)，大大幫助設(shè)計(jì)過(guò)程，而且是可重復(fù)和并發(fā)的。隨著 件的發(fā)展，成型過(guò)程將很迅捷和簡(jiǎn)單。任何一種虛擬成型設(shè)計(jì)的都能生產(chǎn)出來(lái)，幾乎連續(xù)用于設(shè)計(jì)過(guò)程中的零件。 配 因?yàn)閺澢褪湛s隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而提高，所以 件必須迅速執(zhí)行。彎曲是零件幾何設(shè)計(jì)要考慮的問(wèn)題。最好的設(shè)計(jì)零件也有不同程度的彎曲和收縮。一些 件像縮率固定，零件需要設(shè)計(jì)大一點(diǎn)，使它收縮到正確的尺寸。只有這樣安排設(shè)計(jì)，才有可能裝配好，但也有可能被彎曲和收縮損壞。一些零件僅僅在外力作用下才會(huì)裝配好。 件不僅允許用戶(hù)連 續(xù)裝配。而且允許用戶(hù)以一定角度放置在不能線形放置的裝配中。裝配用的 件的缺點(diǎn)是材料易碎，脆弱，不易用緊固件連接。 件允許零件以 3D 形式或平面模式或局部裝配。在虛擬領(lǐng)域中，裝配很普通的用于檢查我們即將談到的配合形式。 件的裝配形式和局部裝配允許產(chǎn)品設(shè)計(jì)者快速檢查自己是否正確設(shè)計(jì)了零件。凸緣是否足夠高并能容納一個(gè)插入的螺釘穿過(guò)另一個(gè)零件，兩個(gè)槽是否水平形成一個(gè)大的槽。虛擬環(huán)境下裝配的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有實(shí)體零件需要制造，因而減少了成本。沒(méi)有實(shí)體零件，也就減少了加工時(shí)間。虛擬環(huán)境下的裝配可在幾分鐘或幾天 內(nèi)完成，比制造實(shí)體零件要快，然后進(jìn)行裝配。用戶(hù)也可以建立和制造一個(gè)零件或修改零件的特征。當(dāng)所有的實(shí)例被改變時(shí)也可以用工程參數(shù)或零件的實(shí)際尺寸的形式寫(xiě)下裝配關(guān)系。當(dāng)進(jìn)行裝配時(shí)，在允許柔韌性條件下，也可以解決平衡問(wèn)題。對(duì)設(shè)計(jì)的公差估計(jì)從最小成本進(jìn)行。也可以通過(guò)縮小公差制造公差，這些公差對(duì)總體尺寸變化很重要，對(duì)疏散公差有很少的作用。 涉檢查和配合形式 件的彎曲和收縮影響著干涉檢查和配合形式。因此干涉或配合取決于彎曲、收縮或設(shè)計(jì)錯(cuò)誤中的一個(gè)或更多因素。即使 件配合好了，仍然不能保證尺寸的正確性。 兩個(gè)或更多零件在同一方向或不同方向收縮仍能產(chǎn)生一個(gè)好的配合。在這種情況下， 式常用于確定干涉和配合是否取決于設(shè)計(jì)缺點(diǎn)。 統(tǒng)廣泛應(yīng)用干涉檢查和配合形式。它描繪了用戶(hù)的一種能力，就是進(jìn)行配合零件和干涉檢查時(shí)，不必生產(chǎn)零件（尺寸不正確的零件），因此降低了成本。 統(tǒng)中的進(jìn)程的相互作用也使用戶(hù)和設(shè)計(jì)者從工程繪圖到檢測(cè)干涉的需要中解脫出來(lái)。這個(gè)過(guò)程允許用戶(hù)建立制造過(guò)程中重要而穩(wěn)定的尺寸公差。當(dāng)配合小數(shù)目零件時(shí)， 統(tǒng)的干涉檢查是不明顯的。對(duì)于復(fù)雜的大量零件的裝配，特殊零件有很多特征。這些零件必 須與另外零件裝配和對(duì)齊。 統(tǒng)不僅不允許任何的不對(duì)齊和干涉的監(jiān)測(cè)，而且會(huì)立即糾正問(wèn)題。當(dāng)用戶(hù)需要時(shí)， 統(tǒng)會(huì)在裝配上進(jìn)行干涉檢查。它比其他方法更快、更準(zhǔn)確和精確。 會(huì)闡述列出特征，用戶(hù)也會(huì)看到實(shí)體 來(lái)糾正位置。 5. 實(shí)例 2：膝蓋修補(bǔ)的成型 景 快速成型已在醫(yī)療事業(yè)中得到應(yīng)用，然而這種應(yīng)用中， 件不會(huì)在 式中得到。通過(guò)醫(yī)療設(shè)備得到數(shù)據(jù)，進(jìn)而從數(shù)據(jù)中產(chǎn)生 件。 出三種方法可以從 描數(shù)據(jù)中成型 件。在大部分情況下，用 界，在 一個(gè) 描器繪制一個(gè) 3D 曲面的表面。這些文件轉(zhuǎn)化成三角文件形式，這些文件再轉(zhuǎn)化成 器需要的 件。從 P 機(jī)械有一個(gè)直接的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，因此掃描平面通過(guò) 器再生出來(lái)。 當(dāng)用這種形式時(shí)， 乎扮演了一個(gè)可忽略的角色。在 助的醫(yī)療成型中，做為一個(gè)觀察者來(lái)改正表面輪廓。 5中從 描的數(shù)據(jù)中構(gòu)建了 3D 模式。他們認(rèn)為這種設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)在于清晰，由于外科是一種精致的人工技術(shù)。我們能在任何一種角度觀察模型，甚至可對(duì)起進(jìn)行操作。用這種方式，醫(yī)生能掌握了解問(wèn)題。這個(gè)研究表 明了 做 3D 的觀察器。當(dāng)研究 3D 模式是否是實(shí)體模式時(shí)，它會(huì)打開(kāi)集成的 件進(jìn)入這個(gè)進(jìn)程，雖然數(shù)據(jù)交換有些問(wèn)題。 同 統(tǒng)對(duì)照線路如下所示。 學(xué)的研究人員從 生成平面模型。經(jīng)過(guò)很多努力研制出臀部的實(shí)體模型，整個(gè)過(guò)程用了幾周的時(shí)間。 把 描的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為 3D 的過(guò)程是復(fù)雜而且易產(chǎn)生錯(cuò)誤。他們必須把得到的 表面層疊時(shí)易發(fā)生混亂。當(dāng)一點(diǎn)在很近的點(diǎn)的下方時(shí)，這一點(diǎn)可能不是對(duì)應(yīng)的連接點(diǎn)。 這些曲線必須是獨(dú)立的并且有人工選擇來(lái)定義平 面，必須細(xì)心以保證形成的平面近似于原平面。形成原平面后，必須把他們連接起來(lái)形成網(wǎng)格，然后把這些平面混合起來(lái)形成平面模型。如果模型完全被封鎖， 統(tǒng)就會(huì)把它轉(zhuǎn)化成 3D 模型。 人類(lèi)身體的復(fù)雜性和仿制也是當(dāng)前面臨的一個(gè)問(wèn)題。抽出的大部分曲線用貝塞爾曲線來(lái)代表。一種繪制算法有時(shí)不能從 3D 數(shù)據(jù)中綜合出貝塞爾曲線。因此這種過(guò)程必須用人工支持 6。在軟件不能識(shí)別出特征時(shí)如：骨架連接處，就需要人的監(jiān)督，為了估測(cè)一種特征，數(shù)據(jù)必須分成獨(dú)立的數(shù)據(jù)。 直接的交接有兩個(gè)問(wèn)題。從 描的數(shù)據(jù)以圖片的形式自動(dòng)分割。從圖形直接計(jì)算也是可以的。它們不包括足夠的表面信息。因此對(duì)支持構(gòu)筑相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的 統(tǒng)，這是很困難的。從各部分成功獲得的輪廓是不明顯的。 描器有一個(gè)入口過(guò)濾器在預(yù)期的密度區(qū)域來(lái)分離區(qū)域。當(dāng)該區(qū)通過(guò)入口裝置時(shí)，在闡明組織時(shí)有一些問(wèn)題。如：對(duì)于一些比一般尺寸大的皮下高密度組織，表面更好定義，轉(zhuǎn)變也很容易。當(dāng)對(duì)低密度結(jié)構(gòu)掃描時(shí)，或結(jié)構(gòu)太小，僅僅部分可以充滿(mǎn)。表 面密度的測(cè)量不會(huì)超越入口，因此，一個(gè)固定的入口過(guò)濾器將會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)尺寸收縮。因此大多樹(shù)調(diào)查聚集在 接處。 虛擬成型在生物力學(xué)上有更多的應(yīng)用。 用于設(shè)計(jì) 修復(fù)術(shù)。模擬參數(shù)和分析參數(shù)常用于幫助精練零件的設(shè)計(jì)。在一些修復(fù)中，如膝蓋，有限元分析也是很重要的工具。在通過(guò)修復(fù)的手足的運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi) ，會(huì)用到運(yùn)動(dòng)模擬和分析。當(dāng)環(huán)境僅 370C 時(shí)，通常不執(zhí)行核心模擬。 為修復(fù)而制造的快速成型零件，用于概念設(shè)計(jì)和尺寸估測(cè)。在一些情況下能執(zhí)行成型和裝配。但對(duì)另外的情況如：球形連接，卻是不可能的。對(duì)運(yùn)動(dòng)零件的修復(fù)必須執(zhí)行嚴(yán)格的動(dòng)力學(xué)檢查。 限元模擬分析 這個(gè)實(shí)例的研究了基礎(chǔ)的有限元模擬能力和相應(yīng)的 型。這次研究的基礎(chǔ)是設(shè)計(jì)的膝蓋修復(fù)，這種修復(fù)是在機(jī)械設(shè)計(jì)的 。文件輸出為 式。當(dāng)用 時(shí)表面形狀是不連續(xù)的并且有時(shí)是不完整的（見(jiàn)圖 分析軟件常用 本。零件用 團(tuán)開(kāi)發(fā)的 建成。 沒(méi)有一種有限元模擬模式。用于這次研究的在 統(tǒng)建立的。 然而， 有一個(gè) 程器允許用戶(hù)： 能通過(guò)創(chuàng)造網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)來(lái)提前加工零件。在 中建立零件然后以 準(zhǔn)輸 出為 裝配對(duì)稱(chēng)時(shí)，可以只建立一半，如圖 9。 用有限元模擬組件的能力依賴(lài)于用戶(hù)的技能和知識(shí)，用戶(hù)必須對(duì)有限元模擬中的概念和術(shù)語(yǔ)熟悉。 并非所有的都有綜合的有限元解決方法。在一些情況下有限元文件可以或不可以接收特殊的 件格式。然后，像 件格式也是需要的。 數(shù)據(jù)交換不是轉(zhuǎn)化零件數(shù)據(jù)到有限元軟件僅有的障礙。每一個(gè) 件系統(tǒng)都有不同的實(shí)體模型。在徑節(jié)制造中，兩個(gè)幾何零件用不同的特征造型技術(shù)制造的。一個(gè)零件可由 網(wǎng)壯形成，不能用 此，用戶(hù)的意見(jiàn)是避免這樣 的問(wèn)題。 在決定零件的哪種特征可以隱去到仔細(xì)分析時(shí)，使用者的意見(jiàn)也是很重要。同時(shí)保持分析的完整。某種幾何形狀和特征尤其是幾個(gè)邊的交接處，會(huì)產(chǎn)生倒錯(cuò)。因此，這些錯(cuò)誤必須刪除。一些有限文件包允許編輯零件。但一些僅限制編輯。 件中必須能做這些轉(zhuǎn)變，然后再輸出到有限元軟件。因此必須要一個(gè)有經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù)提前注意這些問(wèn)題或正確表述這些問(wèn)題，然后改正他們。 式做為可視工具更加有用，一個(gè)實(shí)際零件能給人更好的尺寸感知力比在顯示器上。在膝蓋修復(fù)中能做出一個(gè)堅(jiān)固的裝配來(lái)檢 查腿骨和徑骨的裝配。實(shí)際上， 裝配中幫助 定零件。，也能進(jìn)行一次完全的 動(dòng)力學(xué)檢查暗暗暗暗啊。設(shè)計(jì)者能直觀的估測(cè)零件。當(dāng)模仿腿骨和徑骨的裝配 ,設(shè)計(jì)者可得到對(duì)沿著軸向垂直方向運(yùn)動(dòng)到是否可以得到的一種直觀的感覺(jué)。然而從虛擬成型中獲的時(shí)機(jī)時(shí)，它卻不能顯示可視的線索，如：這個(gè)設(shè)計(jì)是否笨拙或麻煩，這只有物理成型才能正確展示。 6結(jié)論 快速成型在動(dòng)力學(xué)模擬裝配和干涉檢查上優(yōu)于 為一個(gè)實(shí)體零件， 許用戶(hù)測(cè)定形狀尺寸。這也用于人類(lèi)工程學(xué)和觸覺(jué)估計(jì)。大部分 件有機(jī)械性能的缺點(diǎn)。分是易碎和易彎曲的。在一些 統(tǒng)中建立支持的需要也是一個(gè) 問(wèn)題。除此之外， 統(tǒng)不能做很小的零件。 虛擬成型提供了一個(gè)快速的設(shè)計(jì)過(guò)程。從分析中產(chǎn)生的問(wèn)題也會(huì)迅速解決。用 擬成型在硬件和軟件方面要很高的開(kāi)發(fā)成本，這要求有技能和操作熟練的人員來(lái)進(jìn)行，為了完全收益。在 統(tǒng)中數(shù)據(jù)交換是很少的，而且買(mǎi)主要求零件的完全設(shè)計(jì) 。 基于 具壽命的預(yù)測(cè) 摘要 本文 詳細(xì) 介紹了模具基于磨損和塑性變形在熱鍛過(guò)程 中 使用壽命 的 計(jì)算方法。熱負(fù)荷和長(zhǎng)期接觸死亡之間 會(huì) 熱軟化表面層 ， 模具使 用壽命大大縮短。此外，模具使用壽命取決于磨損和塑性變形的模具可在很大程度上取決于有限元分析，磨損和熱軟化試驗(yàn)。這些都是一些主要限制因素影響模具的精度和模具使用壽命，并初步形成速度和模具溫度的影響力大大磨損和塑性變形的熱鍛模。在這項(xiàng)研究中，提出了兩種方法估算的使用壽命熱鍛模的塑性變形和磨損，而這些用于預(yù)測(cè)產(chǎn)品數(shù)量根據(jù)兩個(gè)主要過(guò)程變量，初步形成速度和模具溫度為主軸的組成部分。通過(guò)應(yīng)用所建議的方法，熱軟化的死亡，由于當(dāng)?shù)貧鉁厣仙龑?dǎo)致減少使用壽命的熱鍛模的塑性變形超過(guò)了磨料磨損。 2004埃爾塞維爾灣五，保留所 有權(quán)利 關(guān)鍵詞：熱鍛 ;模具使用壽命 ;磨損 ;塑性變形 ;熱軟化 ; 回火參數(shù) 1. 前言 熱鍛是最傳統(tǒng)的金屬成形過(guò)程中所使用的關(guān)鍵部件生產(chǎn)中各行業(yè)。其實(shí)，它廣泛用于制造汽車(chē)和工業(yè)機(jī)械部件。特別是，這一過(guò)程可以有效地利用，形成材料的高流動(dòng)應(yīng)力。模具使用壽命大大影響了生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量。在熱鍛過(guò)程中，模具的使用壽命大大縮短了熱循環(huán)，過(guò)度金屬流動(dòng)和減少模具硬度。 如今，生產(chǎn)成本取決于模具的使用壽命可以延長(zhǎng)產(chǎn)品的聲音沒(méi)有任何形式的內(nèi)部和外部缺陷 在熱鍛過(guò)程。分包商和供應(yīng)商正在受到越來(lái)越多的壓力就減少成本和責(zé)任的發(fā)展，新的組成部分。這些要求是更重要的汽車(chē)行業(yè)。因此，重要的是要提高技術(shù)技能方面的材料科學(xué)和冶金以及在該地區(qū)的模具設(shè)計(jì) 知識(shí)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ 和數(shù)值模擬也變得非常有幫助。在鍛造工業(yè)，加工費(fèi)用可達(dá)約 50 的元件成本。因此，很顯然，減少元件成本需要有一個(gè)優(yōu)化的工具，特別是改善性能和使用壽命 。在熱鍛過(guò)程中，鍛造工具不僅受到機(jī)械應(yīng)力，而且還熱機(jī)械應(yīng)力引起的熱循環(huán)和連續(xù)鍛造業(yè)務(wù)。 正確選擇模具材料和模具制造技術(shù)決定，在很 大程度上，使用壽命形成死亡。模具可能要取代有許多原因，如變化方面，由于磨損或塑性變形，惡化的表面光潔度，細(xì)目潤(rùn)滑，打擊或斷裂。許多研究人員進(jìn)行調(diào)查的影響，工藝條件對(duì)模具使用壽命在金屬成形過(guò)程 。表面硬度的死亡減少由于熱軟化熱鍛模。這熱軟化效應(yīng)加速工具失敗。的限制因素的模具使用壽命可同時(shí)或分別發(fā)生在熱鍛過(guò)程。由于不同的特點(diǎn)，工序或產(chǎn)品，模具使用壽命可減少磨損或塑性變形。 本研究開(kāi)發(fā)的兩種方法來(lái)估計(jì)模具使用壽命在熱鍛過(guò)程。其中一個(gè)方法，可以預(yù)測(cè)的塑性變形的模具和其他是計(jì)算的數(shù)額的模具磨損。這些方法已應(yīng)用 于評(píng)價(jià)的使用壽命完美收官模熱鍛過(guò)程中汽車(chē)的一部分，可能最大的生產(chǎn)量描述模具使用壽命將評(píng)價(jià)根據(jù)變化的初步成形模具溫度和速度。 本研究開(kāi)發(fā)的兩種方法估算的使用壽命模具在熱鍛過(guò)程。其中一個(gè)方法，可以預(yù)測(cè)的塑性變形的模具 ;另一種是計(jì)算磨具的磨損。 具使用壽命基于塑性變形 在熱鍛過(guò)程中，溫度的增加而死亡之間的接觸死亡和熱變形的材料。率的溫度上升可以歸因于幾個(gè)因素，如初始溫度的模具和坯料，接觸時(shí)間和壓力，模具材料及表面處理?xiàng)l件。熱軟化誘導(dǎo)這一溫度上升逐漸降低模具硬度，并最終 導(dǎo)致的塑性變形的死亡。 較長(zhǎng)的接觸時(shí)間在高溫引起減少了表面硬度的死亡。為了考慮熱軟化效應(yīng)估計(jì)死亡使用壽命對(duì)塑性變形，這是需要引進(jìn)回火參數(shù)， 如圖 顯示的均衡器。這是影響模具硬度變化對(duì)溫度和時(shí)間接觸連續(xù)鍛造周期： 310 10)l o g( 1） 其中 T 是回火溫度（ K ） ， C 是材料常數(shù)其中大約有 20 對(duì)碳鋼， T 是鍛煉時(shí)間。另外，從開(kāi)始變形，直到彈出偽造的部分模具表面的溫度變化 1 鍛造周期，因此采用等效溫度是必需的。相當(dāng)于溫度，可近似表示顯示均衡 器： 32 m i nm a x 式（ 2） 在那里，并且是最高和最低氣溫在 1 鍛造周期分別。 估計(jì)模具使用壽命的塑性變形的熱誘導(dǎo)死亡軟化，回火時(shí)間在均衡器改為硬度日舉行的時(shí)間，在那里次的時(shí)間，考慮到初始模硬度逐漸降低，達(dá)到臨界硬度的熱軟化所示均衡器： )1000e ie 式（ 3） 哪里是 M 值時(shí)，最初的模具硬度 等于相應(yīng)的硬度屈服強(qiáng)度模具。 當(dāng)材料是一個(gè)完美的塑料，硬度（硬度）的材料是 3 倍左右的屈服強(qiáng)度的材料。主要回火曲線這個(gè)熱作模具材料 。 實(shí)際工作完成淬火模具是在 1030 ，然后它的第一個(gè)鍛煉的 3 小時(shí)在 550 和第二回火為 3.5 h 在 600 角模具表面被視為離子滲氮過(guò)程的 14 h 在 520 角 圖 要回火曲線 此，硬度保溫時(shí)間估計(jì)模具使用壽命認(rèn)為，第一次和第二次鍛煉的時(shí)間，可以得出如下： 321 10)lo g ( ie 21)10 00e ie lo g(ex lo g(ex 1 ，時(shí)刻是第一次和第二次回火溫度， 的硬度舉行次在第一次和第二次 為了計(jì)算硬度持有時(shí)間，有效應(yīng)力和等效溫度可從剛塑性有限元分析。 2是代入方程，以獲取硬度保溫時(shí)間。 最后，模具使用壽命整理模具除以硬度保溫時(shí)間由一個(gè)鍛造循環(huán)時(shí)間，及模具使用壽命表示可能最高產(chǎn)量。大綱的估算方法模具使用壽命的影響塑性變形圖 所示。 圖 程圖塑性變形分析 圖 程圖磨損分析 磨粒磨損是指故意去除材料表面，如在研磨和拋光的工程組成部分和有害物質(zhì)損失時(shí)發(fā)生機(jī)械部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。在熱成型，模具鋼應(yīng)具有較高的高溫硬度和應(yīng)保留這項(xiàng)硬度長(zhǎng)時(shí)間暴露于高溫下。影響因素磨損金屬的接觸過(guò)程中的溫度與表面粗糙度，硬度模具材料，正常的壓力，模具表面，滑動(dòng)之間的距離接觸金屬，潤(rùn)滑條件等磨損模具尺寸精度的影響和表面光潔度的產(chǎn)品在熱鍛過(guò)程。 圖 狀和尺寸的產(chǎn)品和整理死亡 圖 在這項(xiàng)研究中，為了預(yù)測(cè)磨損剖面的死在金屬成形過(guò)程，查德磨損模型應(yīng)用于所示，均衡器： （ 5） 其中 V 是磨損深度， K 的磨損系數(shù)， P 是正常的壓力，模具表面， L 是滑動(dòng)距離和 估計(jì)模具使用壽命基于磨粒磨損，這是需要考慮的硬度變 化在高溫下的死和磨損量增加了表層關(guān)于接觸時(shí)間和溫度。數(shù)值模型磨損所顯示的均衡器。 如下公式 ，是發(fā)達(dá)國(guó)家的考慮硬度變化裸片方向的磨損深度。 tw ea r d e p t ),(3 式（ 6） 表 1 工藝條件的有限元分析 坯料 材料 045 導(dǎo)熱系數(shù) (N/s C) 射率 容量 ( N/C) 型 原料 H 13 導(dǎo)熱系數(shù) (N/s C) 射率 容量 (N/C) （續(xù)）表 1 表面處理離子氮化鍛造條件 摩擦系數(shù) (m) 熱系數(shù) (N/) 流系數(shù) (N/) 始坯 /模具溫度 (C) 1200/200 鍛造速度 (mm/s) 250 表 2 條件的變化過(guò)程變量 過(guò)程變量 最初的模具溫度 (C) 200 300 400 鍛造速度 (mm/s) 200 250 300 常壓（ n ） ，在滑動(dòng)速度（比） ，溫度分布對(duì)模具表面的計(jì)算從剛塑性有限元 分析，并允許磨損量和臨界值的表面硬度得到了磨損試驗(yàn)和熱軟化實(shí)驗(yàn) 。 數(shù)額磨損各點(diǎn)的模具表面形成一個(gè)周期，通過(guò)計(jì)算磨損分析均衡器，然后與允許值。此外，硬度在磨損表面造成這一數(shù)額的磨損比較的臨界值。如果磨損量小于允許值，硬度在破舊模具表面仍然大于臨界值，然后磨 粒磨損分析會(huì)重復(fù)，直至綜合磨損量達(dá)到了允許值。最后，生產(chǎn)數(shù)量表達(dá)模具使用壽命決心從總?cè)藬?shù)的磨損分析。流程圖的估算方法模具使用壽命基于磨粒磨損圖所示。 如 圖 示熱鍛產(chǎn)品的基礎(chǔ)上分析塑性變形和磨損。一個(gè)汽車(chē)零部件，主軸的一部分，是生產(chǎn)的三個(gè)階段組成的破壞和兩個(gè)向前 /向后熱鍛行動(dòng)。圖 圖 傷因子的最終產(chǎn)品 圖 度分布的初始模具溫度 該產(chǎn)品具有高度為 320 毫米，最 大直徑一三一毫米和長(zhǎng)期擠壓一部分。這離散部分最少需要加工和高尺寸精度。不幸的是， 圖 示 磨損或塑性變形模具發(fā)生在加緊角落顯示為第 1、 2 點(diǎn)。 模具的使用壽命取決于這一部分的變化，初步形成和加強(qiáng)這些方面的角落在熱鍛。分析條件的形成和變化的過(guò)程變量估計(jì)模具使用壽命列于表 1 和表 2 分別。分布損壞價(jià)值最后階段獲得的有限元分析顯示圖 些價(jià)值觀念出現(xiàn)高度在兩個(gè)加強(qiáng)角落。損害因素可以用來(lái)預(yù)測(cè)骨折的形成行動(dòng)。 圖 點(diǎn)力量和速度分布的初始模具溫度。 因此，一定程度的損害這些彎道可能直接關(guān)系到模具的 使用壽命。當(dāng)最初的模具溫度很低，這可能會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量。當(dāng)最初的模具溫度高，模具的硬度降低。當(dāng)形成速度變得更快，接觸之間的時(shí)間熱變形材料和模具縮短和相當(dāng)于溫度低。最初的模具溫度控制和選擇的變形速度是非常重要的模具壽命。 圖 效應(yīng)力及磨損深度初步模具溫度 在金屬塑性成形過(guò)程中，塑性變形和摩擦有助于熱量的產(chǎn)生。溫度發(fā)達(dá)國(guó)家在這一進(jìn)程中的影響力潤(rùn)滑條件下，刀具壽命，性能的最終產(chǎn)品，以及為生產(chǎn)。最重要的是，當(dāng)最初的模具溫度高，溫差內(nèi)外成為一個(gè)小方坯，這小溫差助攻金屬 流動(dòng)的聲音。另一方面，較高的表面溫度可降低模具的使用壽命。但如此低的溫度，模具表面可能干擾金屬流動(dòng)，造成表面缺陷。 可以看出，在溫度對(duì)模具表面的兩個(gè)加強(qiáng)角落（點(diǎn) 1 ， 2 ）增加不同，由于最初的模具溫度的影響，對(duì)同一鍛造工藝。在初期的模具溫度 400 的第 1 點(diǎn)，模具的溫度 較高的初期，但最高溫度低于 200或 300要么 角另外，這些結(jié)果清楚地表明，溫度梯度的初始模具溫度 400 是非常大的第 2 點(diǎn)。節(jié)點(diǎn)的分布是力量和速度顯示圖可以看出，節(jié)點(diǎn)力模具表面跌幅為初始模具溫度升高，而速度的工件在附近的模具 /材料界面增加，因?yàn)樽畛醯哪＞邷囟壬仙＿@樣做的理由是，金屬流動(dòng)增加隨著溫度的升高。結(jié)果磨粒磨損和應(yīng)力分析整理死于中顯示圖。 9 ，當(dāng)最初的模具溫度為 400 時(shí)，磨損深度（ ）在第 2 點(diǎn)是近似一點(diǎn)八九八毫米，是大約 4 倍，在 200 角這并不奇怪，因?yàn)橄鄬?duì)速度和工件之間的模具第 2 點(diǎn)的初步模具溫度 400 是高于或者 200 或 300 角此外，由于最初的模具溫度升高，硬度鋼表面附近的死亡減少。 圖 溫度分布的形成速度 結(jié)果模具使用壽命據(jù)初步估計(jì)模具溫度，塑性變形和磨損總結(jié)表 3 和表 4 分別。作為最初的模具溫度的 增加，產(chǎn)量下降?？赡茏畲蟮纳a(chǎn)量受磨損高于的塑性變形的模具。一般來(lái)說(shuō)，屈服強(qiáng)度鋼減少，隨著氣溫的升高，屈服強(qiáng)度還依賴(lài)于事先熱處理。在最初的 模具溫度高的原因，減少模具硬度的熱軟化。較高的初始硬度，產(chǎn)量較大的優(yōu)勢(shì)在不同溫度下。從結(jié)果中，模具壽命產(chǎn)生塑性變形的死亡更重要的是從磨損方面初步模具溫度。 表格 3、 4 圖 影響成形速度 當(dāng)變形速度變得快，形成循環(huán)時(shí)間縮短，而變形力之間的模具和工件增加?？梢钥闯?，在圖。溫度對(duì)模具表面的兩個(gè)加強(qiáng)角落（點(diǎn) 1 ， 2 ）增加不同，由于形成速度的影響，對(duì)同一鍛造工藝。形成速度為 250毫米 /秒，模具的溫度逐漸增加，但最高溫度高于 300 毫米 /秒。此外，溫度梯度的形成速度為 300毫米 /秒的大第 2 點(diǎn)。 圖 表格 5、 6 節(jié)點(diǎn)的分布是力量和速度顯示圖。 11 ?？梢钥闯?，節(jié)點(diǎn)力下降的模具表面形成的速度增加，而速度的工件在附近的模具 /材料界面增加，因?yàn)樽畛醯哪＞邷囟壬仙?。這樣做的理由是，金屬流動(dòng)的增加而日益成形速度。結(jié)果磨粒磨損和應(yīng)力分析整理死于中間 。當(dāng)形成速度是 300 毫米 / s 時(shí)，磨損深度（ ）在第 2 點(diǎn)是 261 毫米，約為 3倍，在 200毫米 /秒 當(dāng)形成速度增加， 模具使用壽命評(píng)價(jià)塑性變形變得更長(zhǎng)。但它的生命磨損是相對(duì)較 短。估算結(jié)果模具使用壽命根據(jù)成型速度顯示表 5 和表 6 分別。當(dāng)形成速度是 200 毫米 / s 時(shí)，塑性變形的死亡發(fā)生在年初加緊角落（點(diǎn) 1 ， 2 ）由于當(dāng)?shù)氐母邷厮斐傻拈L(zhǎng)期的接觸時(shí)間。由于形成的速度增加，模具使用壽命塑性變形的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)的地方溫度低的短接觸時(shí)間在加強(qiáng)角落。當(dāng)形成速度增加，模具使用壽命的基礎(chǔ)上減少磨損。從結(jié)果中，模具壽命磨損造成的死亡更重要的是從塑性變形方面形成速度 4. 結(jié)論 在這項(xiàng)研究中，兩種方法估算的使用壽命熱鍛模的塑性變形和 磨損的建議，這些適用于預(yù)測(cè)的產(chǎn)品質(zhì)量，根據(jù)兩個(gè)主要過(guò)程變量，初步形成速度和模具溫度。通過(guò)應(yīng)用所建議的方法，得到了以下結(jié)論。 1）熱軟化模具由于當(dāng)?shù)貧鉁厣仙龑?dǎo)致減少使用壽命的熱鍛模的塑性變形超過(guò)了磨料磨損。當(dāng)形成速度增加，模具使用壽命造成的磨損減少。 2）當(dāng)最初的模具溫度增加，模具使用壽命由塑性變形和磨損降低，特別是塑性變形似乎是主要限制因素模具使用壽命。 3）當(dāng)形成速度增加，模具使用壽命造成的塑性變形，改善由于接觸時(shí)間短的階梯角落，另一方面，它的生命所造成的磨損是短。