鼠標(biāo)上蓋注塑模具設(shè)計（論文+圖紙）
鼠標(biāo)上蓋注塑模具設(shè)計（論文+圖紙）,鼠標(biāo),注塑,模具設(shè)計,論文,圖紙
畢業(yè)設(shè)計（論文）
題 目：鼠標(biāo)上蓋注塑模的CAD/CAM
學(xué) 院： 航空工程系
專業(yè)名稱： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化
班級學(xué)號： 078105237
學(xué)生姓名： 張 毅
指導(dǎo)教師： 姚 坤 弟
二O一一 年 五 月
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
鼠標(biāo)上蓋注塑模的CAD/CAM
學(xué)生姓名： 張毅 班級：0781052
指導(dǎo)老師： 姚坤弟
摘要：塑料工業(yè)是當(dāng)今世界上增長最快的工業(yè)門類之一，而注塑模具是其中發(fā)展較快的種類，因此，研究注塑模具對了解塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和提高產(chǎn)品質(zhì)量有很大意義。
在注塑產(chǎn)品開發(fā)中，模具的設(shè)計和制造決定塑料件的質(zhì)量和成本。綜觀國內(nèi)外先進(jìn)制造技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展，不難看出數(shù)字化制造技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的核心技術(shù)。隨著制造業(yè)的國際化，中國正逐漸成為制造業(yè)大國，
本文探討了基于Mastercam平臺實現(xiàn)注塑模具CAD／CAM的方法和途徑，并以鼠標(biāo)上蓋為例，實現(xiàn)了注塑模具CAD／CAＭ過程。利用Mastercam軟件提供CAM數(shù)控加工模塊，完成了數(shù)控加工的全過程。本文詳細(xì)介紹了注射模具澆注系統(tǒng)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和頂出系統(tǒng)的設(shè)計過程，鼠標(biāo)上蓋零件的結(jié)構(gòu)及工藝性，確定該塑件的注塑成型方案并進(jìn)行了注塑模設(shè)計方面的相關(guān)計算。CAD／CAM技術(shù)在模具行業(yè)中的應(yīng)用,大大減少了模具設(shè)計制造的周期，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，從根本上改變了傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)方式。
本文介紹了CAM技術(shù)在鼠標(biāo)上蓋注塑模具制造的NC加工中的應(yīng)用過程,包括曲面建模、加工路徑的選擇、刀具軌跡計算等，并對該套模具NC加工編程的特殊性及其工藝處理作了分析。本文主要介紹了Mastercam模塊的作用、加工能力和特點以及Mastercam加工類型和加工工藝簡介，并用Mastercam實現(xiàn)仿真加工。
關(guān)鍵詞：注塑模 CAD／CAM Mastercam
指導(dǎo)老師簽名：
The Design Of The Mouse-up-CAD/CAM
Student name：Zhang Yi Class：0781052
Supervisor：KunDi Yao
Abstract：Now the plastics industry is one of the growing quickest industry classes in the world, but the injection mold is develops the quick type. Therefore, There have biggist significance to research injection mold to understood that the plastic of production process and improve the product quality.A comprehensive survey of modern manufacturing technology indicated, that the digitized manufacturing is the key technique of advanced manufacturing technology．Our country is becoming a big factory.
Based on Mastercam，the author present the method for Mastercam to achieve mould CAD/CAM, and take the mouse-up as an example, describe the process of UG mould CAD/C AM in detail．The authors complete the NC manufacturing of mold’s core in Mastercam software．This design introduced the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, the analyzing of the structure and crafts of the mouse-up shells, deciding the way of the injecting and doing certain calculation relating to the injecting-mold. The using of CAD/CAM technology in mold industry decreases the time of mold-making with the result of increasing economies efficiency and ultimately exchanging the mode of traditional model-making．
The application procedure of CAM in the mouse-up injection mold NC manufacturing is introduced in the paper．The procedure includes surface modeling, manufacture path selection, tool path calculating．An analyses of the characteristic of NC program and the dispose of technics about the mouse-up-mold is made. The article mainly introduce the friction、capacity and term of Mastercam and manufacturing types and technics of Mastercam， has stress on the integration of the core of the mouse-up-mould，and realize its emulation．
Key word：Injection Mould CAD/CAM Mastercam
Signature of the Supervisor:
南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
一、選題的依據(jù)及意義：
光陰似箭，大學(xué)三年的學(xué)習(xí)一晃而過，為具體的檢驗這三年來的學(xué)習(xí)效果，綜合檢測理論在實際應(yīng)用中的能力，除了平時的考試、實驗測試外，更重要的是理論聯(lián)系實際，訓(xùn)練自己綜合運用機(jī)械和其他選修課程的基礎(chǔ)理論，并結(jié)合生產(chǎn)實際進(jìn)行分析和解決工程實際問題的能力，鞏固、深化和擴(kuò)展自己有關(guān)機(jī)械設(shè)計方面的知識。即此次設(shè)計的課題為鼠標(biāo)上蓋注塑模CAD/CAM.
經(jīng)過這幾十年的發(fā)展,我國模具CAD/CAM有了長足的發(fā)展,模具CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于我國企業(yè)。我國研制模具CAD/CAM軟件的開發(fā)水平也逐漸接近國外先進(jìn)水平。在政府的大力支持下先后出現(xiàn)了一批先進(jìn)的模具CAD/CAM示范企業(yè),高校和企業(yè)也培養(yǎng)了一大批模具CAD/CAM軟件開發(fā)及應(yīng)用人才。但總的來說,我國目前模具CAD/CAM軟件不管是從產(chǎn)品開發(fā)水平還是從商品化、市場化程度都與發(fā)達(dá)國家有不小的差距。模具CAD/CAM技術(shù)水平還處于向高技術(shù)集成和向產(chǎn)業(yè)化商品化過渡的時期,研制的軟件在可靠性和穩(wěn)定性方面與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家的軟件尚有一些差距,還沒有針對性的軟件,使用一般都是通用性軟件。但是我們不但要看清我們的劣勢,也要看到我們的優(yōu)勢。與國外軟件相比我們的優(yōu)勢是:了解本國市場,便于提供技術(shù)支持,相對價格便宜等。另外,我們有政府的大力支持,各大高校也為CAD軟件的開發(fā)培養(yǎng)了大批的人才。在這些前提下,我國模具CAD/CAM產(chǎn)業(yè)不僅要緊跟時代潮流,跟蹤國際最新動態(tài),遵守各種國際規(guī)范,形成自己獨特的優(yōu)勢,更要立足國內(nèi),結(jié)合國情,面向國內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要,開發(fā)出有自己特色,符合中國人習(xí)慣的CAD/CAM軟件。
在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中,模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)工業(yè),許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),在很大程度上依賴于模具制造技術(shù),特別是在汽車、輕工、電子和航天等行業(yè)中尤顯重要。模具制造能力的強弱和模具制造水平的高低,已經(jīng)成為衡量一個國家機(jī)械制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一,直接影響著國民經(jīng)濟(jì)中許多部門的發(fā)展。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它是計算機(jī)技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個新的飛躍。CAD/CAM技術(shù)的迅猛發(fā)展,軟件、硬件水平的進(jìn)一步完善,為模具工業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持,為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍,已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇。
在注塑模具方面，2006年，注塑模具比例進(jìn)一步上升，熱流道模具和氣輔模具水平進(jìn)一步提高，注塑模具在量和質(zhì)方面都有較快的發(fā)展，我國最大的注塑模具單套重量已超過50噸，最精密的注塑模具精度已達(dá)到2微米。在CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時，CAE技術(shù)應(yīng)用越來越廣，CAD/CAM/CAE一體化得到發(fā)展，模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。
本次畢業(yè)設(shè)計課題來源于生活，應(yīng)用廣泛，但成型難度大，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，對模具工作人員是一個很好的考驗。它能加強對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設(shè)計和制造能力。本次設(shè)計以鼠標(biāo)上蓋模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產(chǎn)的所有過程。能很好的學(xué)以致用的效果。在設(shè)計該模具的同時總結(jié)了以往模具設(shè)計的一般方法、步驟，模具設(shè)計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結(jié)構(gòu)及零部件。把以前學(xué)過的基礎(chǔ)課程融匯到綜合應(yīng)用本次設(shè)計當(dāng)中來，所謂學(xué)以致用。同時在畢業(yè)設(shè)計的實踐中對自己進(jìn)行設(shè)計基本技能的訓(xùn)練，培養(yǎng)自己查閱和使用標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、手冊、圖冊及相關(guān)技術(shù)資料的能力，在設(shè)計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時引用了CAD、Mastercam等技術(shù)，使用Office軟件，力求達(dá)到減小勞動強度，提高工作效率的目的。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：
1.1 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位
模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年3月中國政府頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定》中，將模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位。
模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具在機(jī)械，電子，輕工，汽車，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，日益成為使用最廣泛的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60％~90％的產(chǎn)品的零件，組件和部件的生產(chǎn)加工。
模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車，摩托車行業(yè)是模具最大的市場，在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家，這一市場占整個模具市場一半左右。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。汽車基本車型不斷增加，2005年將達(dá)到170種。一個型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價值上億元。為了適應(yīng)市場的需求，汽車將不斷換型，汽車換型時約有80％的模具需要更換。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計，中國摩托車共有14種排量80多個車型，1000多個型號。單輛摩托車約有零件2000種，共計5000多個，其中一半以上需要模具生產(chǎn)。一個型號的摩托車生產(chǎn)需1000副模具，總價值為1000多萬元。其他行業(yè)，如電子及通訊，家電，建筑等，也存在巨大的模具市場。
目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。中國模具出口數(shù)量極少，但中國模具鉗工技術(shù)水平高，勞動成本低，只要配備一些先進(jìn)的數(shù)控制模設(shè)備，提高模具加工質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，溝通外貿(mào)渠道，模具出口將會有很大發(fā)展。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。
1.2 各種模具的分類和占有量
模具主要類型有：沖模，鍛摸，塑料模，壓鑄模，粉末冶金模，玻璃模，橡膠模，陶瓷模等。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因為他們一般都是依靠三維的模具形腔是材料成型。
（1）沖模：沖模是對金屬板材進(jìn)行沖壓加工獲得合格產(chǎn)品的工具。沖模占模具總數(shù)的50％以上。按工藝性質(zhì)的不同，沖模可分為落料模，沖孔模，切口模，切邊模，彎曲模，卷邊模，拉深模，校平模，翻孔模，翻邊模，縮口模，壓印模，脹形模。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。
（2）鍛模：鍛模是金屬在熱態(tài)或冷態(tài)下進(jìn)行體積成型是所用模具的總稱。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。按工藝用途不同，鍛?？煞譃轭A(yù)鍛模具，擠壓模具，精鍛模具，等溫模具，超塑性模具等。
（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模約占模具總數(shù)的35％，而且有繼續(xù)上升的趨勢。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。
（4）壓鑄模：壓鑄模是壓力鑄造工藝裝備，壓力鑄造是使液態(tài)金屬在高溫和高速下充填鑄型，在高壓下成型和結(jié)晶的一種特殊制造方法。壓鑄模約占模具總數(shù)的6％。
（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工藝分類粉末冶金模有：壓模，精整模，復(fù)壓模，熱壓模，粉漿澆注模，松裝燒結(jié)模等。
模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見。
1.3 我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀
自20世紀(jì)80年代以來，我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù)計每年仍會以10℅~15℅的速度快速增長。
目前，我國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)
在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。
在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50℅（中國臺灣：40℅），塑料模具約占33℅（中國臺灣：48℅），壓鑄模具約占6℅（中國臺灣：5℅），其他各類模具約占11（中國臺灣：7℅）。
中國臺灣模具產(chǎn)業(yè)的成長，分為萌芽期（1961——1981），成長期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三個階段。
萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。由于紡織，電子，電氣，電機(jī)和機(jī)械業(yè)等產(chǎn)品外銷表現(xiàn)暢旺，連帶使得模具制造，維修業(yè)者和周邊廠商（如熱處理產(chǎn)業(yè)等）逐年增加。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。
1981年——1991年是臺灣模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展最為迅速且高度成長的時期。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自1982年起，臺灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入“策略性工業(yè)適用范圍”，大力推動模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。隨著民生工業(yè)，機(jī)械五金業(yè)，汽機(jī)車及家電業(yè)發(fā)展，沖壓模具與塑料模具，逐漸形成臺灣模具工業(yè)兩大主流。從1985年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計算機(jī)輔助模具設(shè)計和制造等CAD/CAM技術(shù)，所以臺灣模具業(yè)接觸CAD/CAM/CAE/CAT技術(shù)的時間相當(dāng)早。
成熟期，在國際化，自由化和國際分工的潮流下，1994年，1998年，由臺灣地區(qū)政府委托金屬中心執(zhí)行“工業(yè)用模具技術(shù)研究與發(fā)展五年計劃”與“工業(yè)用模具技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展計劃”，以協(xié)助業(yè)界突破發(fā)展瓶頸，并支持產(chǎn)業(yè)升級，朝向開發(fā)高附加值與進(jìn)口依賴高的模具。1997年11月間臺灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實力，獲得世界模具協(xié)會（ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會，正式成為世界模具協(xié)會會員，。整體而言，臺灣模具產(chǎn)業(yè)在這一階段的發(fā)展，隨著機(jī)械性能，加工技術(shù)，檢測能力的提升，以及計算機(jī)輔助設(shè)計，臺灣模具廠商供應(yīng)對象已由傳統(tǒng)的民用家電，五金業(yè)和汽機(jī)車運輸工具業(yè)，提升到計算機(jī)與電子，通信與光電等精密模具，并發(fā)展出汽機(jī)車用大型鈑金沖壓，大型塑料射出及精密鍛造等模具。
1.4 國外CAD/CAM發(fā)展及應(yīng)用狀況
1.4.1 Unigraphics(UG)
UG起源于美國麥道(MD)公司的產(chǎn)品,1991年11月并入美國通用汽車公司EDS分部。UG由其獨立子公司UnigraphicsSolutions開發(fā),是一個集CAD/CAM/CAE于一體的機(jī)械工程輔助系統(tǒng),適用于航空、航天、汽車、通用機(jī)械以及模具等的設(shè)計、分析及制造工程。UG是將優(yōu)越的參數(shù)化和變量化技術(shù)與傳統(tǒng)的實體、線框和表面功能結(jié)合在一起,還提供了二次開發(fā)工具GRIP、UFUNG、ITK,允許用戶擴(kuò)展UG的功能。
1.4.2 AutoCAD
AutoCAD是美國Autodesk公司開發(fā)的一個具有交互式和強大二維功能的繪圖軟件,如二維繪圖、編輯、剖面線和圖案繪制、尺寸標(biāo)注以及二次開發(fā)等功能,同時有部分三維功能。AutoCAD軟件是目前世界上應(yīng)用最廣的CAD軟件,占整個CAD/CAE/CAM軟件市場的37%左右,在中國二維繪圖CAD軟件市場占有絕對優(yōu)勢。
1.4.3 MDT(MechanicalDesktop)
MDT是Autodesk公司在基于參數(shù)化特征實體造型和曲面造型的CAD/CAM軟件,它以三維設(shè)計為基礎(chǔ),集設(shè)計、分析、制造以及文檔管理等多種功能為一體,為用戶提供了從設(shè)計到制造一體化的解決方案。據(jù)稱目前已經(jīng)裝機(jī)2萬余套,國內(nèi)已銷售近千套。
1.4.4 SolidWorks
SolidWorks是由美國SolidWorks公司于1995年11月研制開發(fā)的基于Windows平臺的全參數(shù)化特征造型的軟件,SolidWorks是世界各地用戶廣泛使用,富有技術(shù)創(chuàng)新的軟件系統(tǒng),已經(jīng)成為三維機(jī)械設(shè)計軟件的標(biāo)準(zhǔn)。它可以十分方便地實現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實體造型、復(fù)雜裝配和生成工程圖。圖形界面友好,用戶易學(xué)易用。SolidWorks軟件于1996年8月由生信國際有限公司正式引入中國以來,在機(jī)械行業(yè)獲得普遍應(yīng)用,目前用戶已經(jīng)擴(kuò)大到三十多萬個單位。
1.4.5 Pro/Engineer
Pro/Engineer是美國參數(shù)技術(shù)公司(ParametricTechnologyCorporation簡稱PTC)的產(chǎn)品,于1988年問世。Pro/E具有先進(jìn)的參數(shù)化設(shè)計、基于特征設(shè)計的實體造型和便于移植設(shè)計思想的特點,該軟件用戶界面友好,符合工程技術(shù)人員的機(jī)械設(shè)計思想。Pro/Engineer整個系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的完備的數(shù)據(jù)庫以及完整而多樣的模型上,由于它有二十多個模塊供用戶選擇,故能將整個設(shè)計和生產(chǎn)過程集成在一起。在最近幾年P(guān)ro/E已成為三維機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域里最富有魅力的軟件,在中國模具工廠得到了非常廣泛的應(yīng)用。
2.4.1 CAD/CAM在國外企業(yè)中的應(yīng)用
汽車工業(yè)代表著一個國家機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的水平，一直是CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用的先鋒和大戶。下面就以汽車工業(yè)為例，說明國內(nèi)外機(jī)械CAD/CAM技術(shù)的應(yīng)用狀況。
國際上，美國福特汽車公司在CAD/CAM技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位。早在80年代初，福特公司就著手CAD/CAM系統(tǒng)的規(guī)劃，建成了以工作站為主體的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)；1985年已經(jīng)有一半以上的產(chǎn)品設(shè)計工作使用圖形終端實現(xiàn)；1986年新開發(fā)的TAURUS和SABLE轎車，大約70%的外板件采用CAD/CAM;90年代初全面實行產(chǎn)品開發(fā)的CAD/CAM,應(yīng)用率可達(dá)100%。福特公司1990年工作站已達(dá)2000臺，以FGS工作站（約占70%）和CV工作臺（約占18%）為主，其應(yīng)用軟件主要為自行開發(fā)的PDGS和CAD/CAM。1993年以后，福特汽車公司提出了C3P(CAD/CAE/CAM M)概念，并決定今后將采用I-DEAS軟件作為其主流核心軟件。
日本三菱汽車公司1960年從沖模的NC數(shù)控加工著手，以CAD/CAE/CAM為動力，對從設(shè)計到制作的各項工程踏踏實實地進(jìn)行了改革，至今，已形成了從車型款式設(shè)計到車身組裝的新車型開發(fā)的完整的CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。
法國雷諾汽車公司應(yīng)用Euclid軟件作為CAD/CAM的主導(dǎo)軟件，目前已有95%的設(shè)計工作量用該軟件完成，并開發(fā)出很多適合汽車工業(yè)需求的模塊，如用于干涉檢查的Megavision,用于鈑金成形分析的OPTRIS等。
德國各大汽車公司普遍采用CATIA作為其CAD/CAM系統(tǒng)的主導(dǎo)軟件。1994年，德國大眾集團(tuán)決定用CATIA和Pro/Engineer作為其將來開發(fā)新車型的主導(dǎo)CAD系統(tǒng)。1.5模具工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀
模具標(biāo)準(zhǔn)件是模具的重要組成部分，是模具基礎(chǔ)。它對縮短模具設(shè)計制造周期、降低模具生產(chǎn)成本、提高模具質(zhì)量都具有十分重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)意義。國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家的經(jīng)驗證明，模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)，極大地促進(jìn)了模具工業(yè)的發(fā)展。據(jù)國外資料介紹，廣泛應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)件可縮短設(shè)計制造周期達(dá)25-40％；可節(jié)約由于使用者自制標(biāo)準(zhǔn)件所造成的社會工時，減少原材料及能源的浪費；可為模具CAD/CAM等現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)；可顯著提高模具的制造精度和使用性能。通常采用專業(yè)化生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件比自制標(biāo)準(zhǔn)件其配合精度和位置精度將至少提高一個數(shù)量級，并可保證互換性，提高模具的使用壽命，進(jìn)而促進(jìn)行業(yè)內(nèi)部經(jīng)濟(jì)體制、經(jīng)營機(jī)制以及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)管理方面的改革，實現(xiàn)專業(yè)化和規(guī)?；a(chǎn)，并帶動模具標(biāo)準(zhǔn)件商品市場的形成與發(fā)展。可以說沒有模具標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化和商品化，就沒有模具工業(yè)的現(xiàn)代化。近年來隨著我國模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化、專業(yè)化和商品化工作，已具有較高的水平，取得了長足的進(jìn)步。自1983年全國模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會成立以來，組織專家對模具標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定、修訂和審查，共發(fā)布了90多項標(biāo)準(zhǔn)，其中沖模標(biāo)準(zhǔn)22項、塑料模標(biāo)準(zhǔn)20余項。這些標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布、實施，推動了模具行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展，產(chǎn)生了很大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。模標(biāo)準(zhǔn)件的研究、開發(fā)和生產(chǎn)正在全面深入展開，無論是產(chǎn)品類型、品種、規(guī)格，還是產(chǎn)品的技術(shù)性能和質(zhì)量水平都有明顯的提高。 西安解放軍1001模具標(biāo)準(zhǔn)件研究所開發(fā)研制含油導(dǎo)板和導(dǎo)套、球鎖式快換凸模和固定板、斜楔裝置和零部件、高檔塑料模標(biāo)準(zhǔn)件；昆山精密模具導(dǎo)向件有限公司生產(chǎn)的精密導(dǎo)向件；廣州東華模具推桿廠生產(chǎn)的氮化推桿；渭河工模具總廠生產(chǎn)的沖壓模架；福州東方模具公司生產(chǎn)的獨立導(dǎo)柱；深圳南方模具廠生產(chǎn)的注塑模架；上?？死蕦幖夹g(shù)設(shè)備有限公司生產(chǎn)的熱流道系列產(chǎn)品等等。其中有的已達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，有的正在接近或達(dá)到國際水平，填補了國內(nèi)空白。
但是，必須清醒地看到，目前我國模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度和應(yīng)用水平還比較低，樂觀地估計不足30%，與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家(70-80%)相比，尚有較大的差距?，F(xiàn)在生產(chǎn)銷售廠家雖然逐年增加，但大多數(shù)是規(guī)模小、設(shè)備陳舊、工藝落后、成本高、效益低。只有普通中小型標(biāo)準(zhǔn)沖模模架和塑料模模架、導(dǎo)柱、導(dǎo)套、推桿、模具彈簧、氣動元件等產(chǎn)品，商品化程度較高，可基本滿足國內(nèi)市場的需求，并有部分出口。而那些技術(shù)含量高、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、性能優(yōu)異、質(zhì)量上乘、更換便捷的具有個性化的產(chǎn)品，如球鎖式快換凸模及固定板、固體潤滑導(dǎo)板和導(dǎo)套、斜楔機(jī)構(gòu)及其零部件，高檔塑料模具標(biāo)準(zhǔn)件和氮氣彈簧等在國內(nèi)的生產(chǎn)廠家甚少，且由于資金缺乏，技改項目難以實施，生產(chǎn)效率低，交貨周期長，供需矛盾日益突出。因此，每年尚需從國外進(jìn)口相當(dāng)數(shù)量的模具標(biāo)準(zhǔn)件，其費用約占年模具進(jìn)口額的3-8%。國產(chǎn)模具標(biāo)準(zhǔn)件在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、科技開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量等方面，還存在不少問題。諸如，產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)混亂，功能元件少且技術(shù)含量低，適用性差；技改力度小、設(shè)備陳舊、工藝落后、專業(yè)化水平低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定；專業(yè)人才缺乏，管理跟不上、生產(chǎn)效率低、交貨周期長；生產(chǎn)銷售網(wǎng)點分布不均，經(jīng)營品種規(guī)格少，供應(yīng)不足；某些單位為了爭奪市場，不講質(zhì)量，以次充好，偽劣商品充斥市場。還有不計成本、盲目降價、擾亂市場的現(xiàn)象，是需要認(rèn)真研究，丞待解決的。當(dāng)然，我們更應(yīng)當(dāng)看到，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，模具市場的總趨勢是平穩(wěn)向上的。汽車、摩托車行業(yè)是模具的最大市場。家用電器、電子通信、建筑器材、儀器儀表、塑料橡膠等行業(yè)也有相當(dāng)可觀的模具市場。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日益廣泛。在今后的市場經(jīng)濟(jì)中模具標(biāo)準(zhǔn)件必將成為一種十分活躍而又高速發(fā)展的產(chǎn)品。從長遠(yuǎn)發(fā)展的角度看，我國模具工業(yè)必將伴隨著知識經(jīng)濟(jì)時代的來臨而發(fā)生深刻的變革，模具結(jié)構(gòu)的典型化、零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化的專業(yè)化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)，也是今后發(fā)展的必然趨勢。因而深信模具標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的發(fā)展前景是非常樂觀而美好的。
模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和應(yīng)用水平是衡量模具工業(yè)水平的重要標(biāo)志。在我國即將加入世界貿(mào)易組織(WTO)的今天，模具標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)的生存與發(fā)展正面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。但只要我們團(tuán)結(jié)一致，同心同德，正視現(xiàn)實，加快改革，抓住機(jī)遇，迎接挑戰(zhàn)，在競爭中求生存，依*科技進(jìn)步求發(fā)展，深信在不久的將來，我國模具標(biāo)準(zhǔn)件行業(yè)將會發(fā)生根本性變革，迎來更加美好的明天。
1.6 我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢
盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。隨著電子、信息等高新技術(shù)的不斷發(fā)展，今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。
（1） 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展
模具CAD/CAE/CAM技術(shù)是模具設(shè)計、制造技術(shù)的發(fā)展方向，模具和工件的檢測數(shù)字、模具軟件功能集成化、模具設(shè)計、分析及制造的三維化、模具產(chǎn)業(yè)的逆向工程以及模具軟件應(yīng)
用的網(wǎng)絡(luò)化是主趨勢新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的分析、模具可制造性評價和數(shù)控加工、成形過程模擬（CAE）及信息的管理與共享。值得強調(diào)的是，模具數(shù)字化不是孤立的計算機(jī)輔助功能或數(shù)控技術(shù)的集合，其關(guān)鍵是它們與人工智能的有機(jī)集成，不僅可以整理知識、保存知識，還可以挖掘知識、繁衍知識。新一代的模具數(shù)字化將是一個集工程師的智慧和經(jīng)驗、計算機(jī)的硬件和軟件、數(shù)值模擬和數(shù)控技術(shù)、工藝及工程管理為一體的模具優(yōu)化的開發(fā)、設(shè)計和認(rèn)證的系統(tǒng)工程。
(2) 模具制造向精密、高效、復(fù)合和多功能方向發(fā)展
精密數(shù)控電火花加工機(jī)床（電火花成形機(jī)床、快走絲線切割和慢走絲線切割機(jī)床）不斷在加工效率、精度和復(fù)合加工上取得突破，國外已經(jīng)將電火花銑削用于模具加工。加工精度誤差小于1μm的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工將得到發(fā)展。國外近年來發(fā)展的高速銑削技術(shù)和機(jī)床（HSM）開始在國內(nèi)應(yīng)用，將大幅提高加工效率。模具拋光的自動化、智能化也是發(fā)展趨勢之一，日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實現(xiàn)三維曲面模具的自動化研磨拋光。此外，特種研磨方法如擠壓研磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光也應(yīng)是發(fā)展趨勢。其他方面，如采用氮氣彈簧壓邊、卸料、快速換模技術(shù)、沖壓單元組合
技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等。
(3) 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)得到應(yīng)用
快速制模主要從以下四方面加快制模速度：一是提高加工速度（如高速銑削）；二是基于快速原型的快速制模技術(shù)；三是選擇易切削模具材料（如鋁合金）來加快制模速度；四是采用復(fù)合加工、多軸加工提高加工效率?？焖僭椭圃旒夹g(shù)（RPM）被公認(rèn)為是繼數(shù)控（NC）技術(shù)之后的一次技術(shù)革命，基于快速原型的快速制模技術(shù)是現(xiàn)在和未來的一個熱點。此外表面成形制模技術(shù)、澆鑄成型制模技術(shù)、冷擠壓及超塑性成形制模技術(shù)、無模多點成形技術(shù)和KEVRON鋼帶沖裁落料制模術(shù)也在蓬勃發(fā)展。
(4) 特種加工技術(shù)有了進(jìn)一步的發(fā)展
電火花加工向著精密化、微細(xì)化方向發(fā)展。在簡化電極準(zhǔn)備、簡化編程和操作、提高加工速度以及不斷降低設(shè)備制造成本上也做了大量研究和實踐。在其他機(jī)械特種加工（如磨料流動加工、噴水加工、低應(yīng)力磨削、超聲波加工等）和特種加工（如電子束加工、電火花磨削、激光加工、等離子束加工等已經(jīng)進(jìn)入實用階段，在各自的特殊加工領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
(5) 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展
隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)。這也應(yīng)是中國的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控系統(tǒng)同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。
(6) 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速
在模具材料方面，一大批專用于不同成形工藝的模具材料相繼問世并投入使用。在模具表面處理方面，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲（如TD法）發(fā)展；由一般擴(kuò)散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前激光強化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍（刷鍍）防腐強化等技術(shù)也日益受到重視。
(7) 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同
由于車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量 化發(fā)展，許多輕型材料和輕型結(jié)構(gòu)用于汽車業(yè)，如以鋁代鋼，非全密度成形，高分子材料、復(fù)合材料、工程陶瓷、超硬材料。新型材料的采用使得生產(chǎn)成形和加工工藝發(fā)生了根本變革，相應(yīng)地出現(xiàn)了液態(tài)（半固態(tài)）擠壓模具及粉末鍛模、沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成型技術(shù)等。另一方面，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn) 了一些新的設(shè)計、生產(chǎn)、管理理念與模式。主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)模式；模具標(biāo)準(zhǔn)件的日漸廣泛應(yīng)用（模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本）；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件、通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計與制造等。
三、研究內(nèi)容及實驗方案：
1. 分析鼠標(biāo)塑件以及塑件成型工藝和過程。
2. 設(shè)計鼠標(biāo)塑件圖，利用注塑成型原理對鼠標(biāo)塑件進(jìn)行成型分析，并設(shè)計和繪制注塑模模具裝配圖及型腔、型芯等部分零件圖。
3. 利用Mastercam軟件對模具型腔、型芯進(jìn)行三維曲面造型與數(shù)控仿真加工，同時生成數(shù)控加工程序。
4 . 設(shè)計過程可利用計算機(jī)模擬加工檢驗
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
1．目標(biāo)
通過設(shè)計并繪制注塑模裝配圖及模腔、模芯零件圖并用Mastercam軟件對模具進(jìn)行CAD造型及生成數(shù)控加工程序,系統(tǒng)的把大學(xué)里的機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識復(fù)習(xí)應(yīng)用到實際設(shè)計和生產(chǎn)中去，加強對機(jī)械制造、加工的工藝系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。提高自己的動手創(chuàng)新能力，掌握造型軟件，明確模具的一般工作原理、制造、加工工藝。鍛煉自己的自主能力和查閱資料的能力,以此提高自己的綜合素質(zhì)來適應(yīng)社會發(fā)展的需求。
2．主要特色
⑴模具通用簡單、制造成本較低。
⑵注射成型工藝可由機(jī)床按照一定程序完成，便于實現(xiàn)自動化,
生產(chǎn)效率高，適于大批大量生產(chǎn)。
⑶注射一般可一次成形，減少了制品再加工程序。
⑷注射成形后的廢品及廢料可以重新加熱注射，節(jié)約材料。
⑸操作易于掌握，不需要等級較高的技術(shù)操作。
3．工作進(jìn)度
[1]查閱資料，英文資料翻譯（6000字符），撰寫開題報告
（2周）1月23日～2月6日 [2]設(shè)計并繪制鼠標(biāo)上蓋塑件圖
（1周）2月7日～2月14日
[3] 設(shè)計并繪制模具型腔、型芯零件圖
（4周）2月14日～3月10日
[4] 設(shè)計并繪制鼠標(biāo)上蓋注塑模裝配圖
（2周）3月11日～3月24日
[5] 熟練掌握Mastercam軟件的應(yīng)用并進(jìn)行曲面造型設(shè)計
（3周）3月25日～4月16日
[6] 利用Mastercam軟件生成模具型面數(shù)控加工程序
（1.5周）4月17日～4月30日
[7] 編寫設(shè)計計算說明書（畢業(yè)論文）一份
（1.5周）5月01日～5月11日
[8] 畢業(yè)設(shè)計審查、畢業(yè)答辯
（2周）5月14日～ 6月2日
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