【文章內(nèi)容簡介】 經(jīng)濟快速方面發(fā)展，技術(shù)含量不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細化、自動化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。 模具技 術(shù)的發(fā)展趨勢主要是：① CAD、 CAM、 CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進和 CAD／ CAM／ CAE技術(shù)的進一步集成化、一體化、智能化；② PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 )、CAPP(計算機輔助工藝設(shè)計管理 )、 KBE(基于知識工程 )、 ERP(企業(yè)資源管理 )、MIS(模具制造管理信息系統(tǒng) )及 Inter平臺等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用；③高速、高精加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；④超精加工、復(fù)合加工、先進表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑤快速成型與快速制模 (RP／ RT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；⑥熱流道技術(shù)、精密測量及高速掃描技術(shù)、逆向 工程及并行工程的發(fā)展與應(yīng)用；⑦ 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的發(fā)展及進一步推廣應(yīng)用；⑧優(yōu)質(zhì)模具材料的研制及正確選用；⑨模具自動加工系統(tǒng)的研制與應(yīng)用；⑩虛擬技術(shù)和納米技術(shù)等的逐步應(yīng)用。 模具 CAD/CAE/CAM 發(fā)展概況及趨勢 計算機輔助設(shè)計（ CAD）是當(dāng)代計算機應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域。隨著計算機硬件和軟件技術(shù)水平的迅速提高， CAD技術(shù)及其應(yīng)用一直處于日新月異的發(fā)展浪潮中。作為 CAD技術(shù)應(yīng)用的一個十分重要的方面，模具計算機輔助設(shè)計、模擬分析與制造，即模具 CAD、 CAE和 CAM也一直是國內(nèi)外普遍關(guān)注的熱點。 三十多年來， 國外模具 CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。 70年代己開始應(yīng)用計算機對熔 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 融塑料在圓盤形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。 80年代初，人們成功地采用有限元法分析三維型腔內(nèi)塑料熔體的流動過程，使設(shè)計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設(shè)計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量。近十年來，注射模 CAD技術(shù)在不斷進行理論和實驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些高水平的商品軟件逐步推出，并在推廣和實際使用中不斷改進、提高和完善。比較有代表性的軟件系統(tǒng)有 : 澳大利亞 Moldflow PTY公司的 Moldflow系統(tǒng)該系統(tǒng)具有很強的注射模分析模擬功能，包括繪制型腔圖形的線框造型軟件 SHOD，有限元網(wǎng)格生成軟件 FMESH，流動分析軟件 FLOW，冷卻分析軟件 COOLING，流動、冷卻分析結(jié)果和模架應(yīng)力場分布的可視化顯示軟件 FRES以及翹曲分析模擬軟件。 美國 CRATEK公司的注射模 CAD/CAM/CAE系統(tǒng)該系統(tǒng)包括三維幾何形狀描述軟件 OPTIMOLD III，二維注射流動分析軟件 SIMUFLOW，三維有限元流動分析軟件SLMUFLOW 3D，冷卻分析軟件 SIMUCOOL，標(biāo)準(zhǔn)模架 (美國 DME標(biāo) 準(zhǔn) )選擇軟件 OPTIMOLD等部分。 美國和意大利的 Plasticsamp。Computer Inc公司的 TMCONCEPT專家系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括材料選擇 TMCMS、注射工藝條件和模具費用優(yōu)化 TMCMCO、注射流動分析TMCFA、型腔尺寸設(shè)計 TMCCSE和模具傳熱分析 TMCMTA等功能模塊。 德國 IKV研究所的 CADMOULD系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有注射模流動分析、冷卻分析和力學(xué)性能校核等功能， CADMOULDMEFISTO系統(tǒng)則采用有限元法進行三維型腔的流動分析。 我國在 模具 CAD技術(shù)開發(fā)、應(yīng)用及研究方 面起步較晚。從 80年代中期開始，國內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進了一些國外知名度較高的注塑模 CAD系統(tǒng)。同時，某些高等學(xué)校和科研院所也開始了注塑模 CAD系統(tǒng)的研制與開發(fā)工作。 多年來，我國對 模具 設(shè)計制造技術(shù)及其 CAD的開發(fā)應(yīng)用十分重視，在“八五”期間，這方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技術(shù)”、“多型腔小模數(shù)齒輪精密模具制造技術(shù)”和“實用 CAD/CAM技術(shù)在精密注射模制造中的應(yīng)用”等國家重點企業(yè)技術(shù)開發(fā)項目，還安排了國家“八五”重點科技攻關(guān)項目“塑料注射模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。這些項目的成果對促 進我國注射模 CAD技術(shù)的迅速發(fā)展起到了重要作用，使我國注射模 CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平得到很快提高。 我國在 模具 CAD技術(shù)研究與開發(fā)方面較具代表性的工作有 : 華中理工大學(xué)是國內(nèi)較早自行開發(fā)研究注射模 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的單位之自80年代中期開始，就在注塑模流動分析模擬和冷卻分析模擬方面進行了較深入的研究與開發(fā)工作，并推出了塑料注射模 CAD/CAE/CAM系統(tǒng) HSC1。該系統(tǒng)包括塑料制品三維形狀輸入、流動模擬、冷卻分析、型腔強度與剛度校核及模具圖設(shè)計與 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 繪制等功能，在一些企業(yè)單位應(yīng)用取得較好效果，現(xiàn)已 實現(xiàn)商品化。 浙江大學(xué)基于工作站的 UG II系統(tǒng)開發(fā)出精密注射模 CAD/CAM系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用特征造型技術(shù)構(gòu)造產(chǎn)品模型，使形狀特征表達與工藝信息描述統(tǒng)一，并利用特征反轉(zhuǎn)映射實現(xiàn)了型腔模型的快速生成。 上海交通大學(xué)從 1983年開始，對注射模 CAD進行了多方面的研究。在國內(nèi)首次將人工智能技術(shù)引入注射模 CAD系統(tǒng)中，并于 1988年開發(fā)出集成化注射模智能CAD系統(tǒng)?，F(xiàn)在在工作站 UG II平臺上進一步開發(fā)智能 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)。 北京航空航天大學(xué)華正模具研究所開發(fā)的注射模 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)具有塑 料產(chǎn)品線框造型、曲面造型、分析模擬和數(shù)控仿真與數(shù)控加工程序生成等功能，具有很高的技術(shù)水平與實用價值。 合肥工業(yè)大學(xué)在注射模結(jié)構(gòu) CAD技術(shù)方面進行了多年的研究與開發(fā)工作，先后研制出微機注塑模 CAD系統(tǒng) PMCAD和微機注塑模 CAD三維系統(tǒng) IPMCAD ，取得了較好的成績。 、實體造型技術(shù)，使系統(tǒng)在設(shè)計效率和通用性兩方面都得到較好的兼顧?，F(xiàn)在以 AutoCAD MDT作為環(huán)境，進一步采用參數(shù)化特征模型、特征建模技術(shù)和裝配模型技術(shù)，研制出注射模 CAD三 維參數(shù)化系統(tǒng) IPMCAD ，在技術(shù)水平、實用性與通用性方面都達到較高水平。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第 2章 零件的三維造型 零件的結(jié)構(gòu)特征分析 該零件的整體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜， 零件 上表面有槽和孔，其中的 槽比較難加工。 零件 下表 面 的也有槽和孔，其中的一個 槽比較難造型，槽底面為圓弧面 。零件側(cè)面小孔要保證垂直度 。 零件的三維造型過程 通過零件的結(jié)構(gòu)特征分析，可以確定出造型的方案，利用拉伸增加材料命令造出零件基本形，利用拉伸去除材料命令造出中心孔，以后所有的造型都以中心孔作為基準(zhǔn)。用拉伸去料、旋轉(zhuǎn)除 料、孔加工等命令造出階梯孔、圓槽和側(cè)面；用掃描去料命令造出下表面槽。最后建立各處倒角命令即完成造型。 零件 三維造型 的心得 1. 在 繪制 草圖時，圓畫在坐標(biāo)系中心，其它圖形盡量畫在第一象限，否則會出現(xiàn)坐標(biāo)系的約束尺寸，給尺寸驅(qū)動帶來困難。尺寸最好一起驅(qū)動，防止視圖混亂。 2. 在使用拉伸、旋轉(zhuǎn)這些最基本的命令時，一定要注意它們的先后順序，否則 會出現(xiàn)后面的造型將前面的造型破壞的情況出現(xiàn)。 3. 在使用倒角、倒圓這些命令時，如果出現(xiàn)造不出來的地方，可以考慮用拉伸除料和旋轉(zhuǎn)除料。 4. 當(dāng)需要造一些不規(guī)則的曲面時，想一次將曲面造出有時會非常 困難，可以將不規(guī)則曲面分解成一個個 規(guī)則曲 面，將這些 曲 面一一造出，然后用 曲面合并 會得到意想不到的效果。 5. 在造型實體前最好有一個造型的大致思路，盡量用最少、最簡單的命令完成造型，思路一定要清晰。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 零件三維造型 圖 片 零件直徑： ? ；中心孔直徑： ? ；側(cè)面圓弧半徑： ；上、下表面距離： ；上表面槽深： 和 ；上表面小孔直徑： ? ；零件階梯孔直徑： ? 和 ? 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 第 3章 閥座體 的 機械加工工藝規(guī)程設(shè)計 閥座體工藝規(guī)程 設(shè)計 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析是指所設(shè)計的零件在能夠滿足使用要求的前提下制造的可行性和經(jīng)濟性。它包括零件的整個工藝過程的工藝性，如鑄造、鍛造、沖壓、焊接、熱處理、切削加工等工藝性，涉及面很廣，具有綜合性，而且在不同的生產(chǎn)類型和生產(chǎn)條件下，同樣一種零件制造的可行性和經(jīng)濟性可能不同，因此對其結(jié)構(gòu)工藝性的要求也不同。 對零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析，必須根據(jù)零件的生產(chǎn)類型、生產(chǎn)綱領(lǐng)，全面、具體、綜合地進行分析，在制訂機加工工藝規(guī)程時，主要是對零件的切削加工工藝性分析，主要涉及到以下幾個方面： 1) 工件應(yīng)便于在機床或夾具上裝夾、并盡量減少裝夾次數(shù)。 2) 刀具易于接近加工部位，便于進刀、退刀、越程和測量，以及便于觀察切削情況等。 3) 盡量減少刀具調(diào)整和走刀次數(shù)。 4) 盡量減少加工面積及空行程，提高生產(chǎn)率。 5) 便于采用標(biāo)準(zhǔn)刀具，盡量減少刀具種類。 6) 改善加工條件，便于加工，必要時應(yīng)便于采用多刀、多件加工。 7) 盡量減少工件和刀具的受力變形。 8) 有適宜的定位 標(biāo)準(zhǔn)，且定位基準(zhǔn)至加工表面的標(biāo)注尺寸應(yīng)便于測量。 計算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 在無錫鷹貝機械公司， 閥堵 的年產(chǎn)量為 30000 件，假定其備品率為 10%，機械加工的廢品率為 5%，現(xiàn)在確定其生產(chǎn)綱領(lǐng)： N=Qn(1+a%+b%) （ 21） =30000 1 (1+10%+5%) =34500（件 /年） 式中： N生產(chǎn)綱領(lǐng)； Q產(chǎn)品的年產(chǎn)量（件 /年）； 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 n每件產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件 /臺） ； a%備品的百分率； b%廢品的百分率。 閥 堵 的年產(chǎn)量為 34500 件 /年，現(xiàn)通過計算，該零件的質(zhì)量約為 。根據(jù)生產(chǎn)類型的生產(chǎn)綱領(lǐng)及工藝特點，可以確定其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 毛坯 種類及其制造方法的確定 根據(jù)零件材料 工具鋼 確定毛坯為 棒料 ，有已知零件的生產(chǎn)綱領(lǐng)為 34500 件 /年，該零件的質(zhì)量約為 ，可知，其生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。 棒料尺寸為φ70mm， 由采購部負(fù)責(zé)購買 。 工藝路線的擬訂 定位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，內(nèi)孔是 閥體 的設(shè)計基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。 考慮 到定位穩(wěn)定、夾緊方案簡單、可靠、操作方便等因素， 故應(yīng)選內(nèi)孔作為精基準(zhǔn)， 后續(xù)的所有加工都選用它為基準(zhǔn)，這樣就遵行了基準(zhǔn)統(tǒng)一的原則。 制定工藝路線 制定工藝路線時其基本出發(fā)點是保證加工質(zhì)量、提高生產(chǎn)率、降低成本。在該零件生產(chǎn)類型已確定為大批量生產(chǎn)的情況下，制定的工藝路線就應(yīng)該符合生產(chǎn)類型的工藝特征。根據(jù)先面后孔、先主要表面后次要表面的加工原則， 各表面與孔的加工 應(yīng) 根據(jù) 各 表面的加工要求和各種加工方法 能 夠達到 的 精度 ， 確定各表面的加工方法 ： 內(nèi)孔 及其 端面 用車床 、 外圓 及其 端面 用車床 、 各小孔用鉆床、各 槽用 加工中心 。 綜合以上考 慮，最終制定加工工藝路線如下 ： 閥堵機械 加工工藝路線 工序 工 步 工序內(nèi)容 簡要說明 I 1 粗車端面 保證尺寸 2 粗車外圓 保證尺寸 0 ?? 3 粗車外圓 保證尺寸 0 ?? 4 鉆孔 保證尺寸 ?? 5 切斷 保證尺寸 0 ? II 1 粗車端面 保證尺寸 0 ? 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 2 粗車外圓 保證尺寸 0 ?? III 1 半精車端面 保證尺寸 0 ? 2 半精車外圓 保證尺寸 0 ?? 3 半精車臺階面 保證尺寸 ? 4 粗鏜內(nèi)孔 保證尺寸 ? IV 1 半精車端面 保證尺寸 0 ? 2 半精車外圓 保證尺寸 0 ?? V 1 精車端面 保證尺寸 0 ? 2 精車外圓 保證尺寸 0 ?? 3 精車臺階面 保證尺寸 ? 4 半精鏜內(nèi)孔 保證尺寸 ?? VI 1 精車端面 保證尺寸 0 ? 2 精車外圓 保證尺寸 ?? VII 1 精鏜內(nèi)孔 保證尺寸 ?? VIII 1 磨內(nèi)孔 保證尺寸 ?? IX 1 鉆大盲孔 2 鉆小盲孔 3 鉸大盲孔 4 鉸小盲孔 X 1 鉆兩通孔 2 鉸兩通孔 XI 1 鉆兩階梯孔 2 鉸兩階梯孔 XII 1 鉆側(cè)面盲孔 2 鉸側(cè)面盲孔 XIII 1 粗銑上表面各槽 2 精銑上表面各槽 XIV 1 粗銑下表面各槽 2 精銑下表面各槽 XV 1 精磨下表面 保證尺寸 0 ? 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 選擇加工設(shè)備及工藝裝備 由于生產(chǎn)類型為大批量 生產(chǎn)，故加工設(shè)備宜以通用機床和工廠現(xiàn)有設(shè)備為主 。其生產(chǎn)方式