【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 經(jīng)濟(jì)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(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)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(yíng)國(guó)際化方向發(fā)展。 模具技 術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是：① CAD、 CAM、 CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進(jìn)和 CAD／ CAM／ CAE技術(shù)的進(jìn)一步集成化、一體化、智能化；② PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 )、CAPP(計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)管理 )、 KBE(基于知識(shí)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(tái)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(jìn)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(cè)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(jìn)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(dòng)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(shì) 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）是當(dāng)代計(jì)算機(jī)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域。隨著計(jì)算機(jī)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(gè)十分重要的方面，模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、模擬分析與制造，即模具 CAD、 CAE和 CAM也一直是國(guó)內(nèi)外普遍關(guān)注的熱點(diǎn)。 三十多年來(lái)， 國(guó)外模具 CAD技術(shù)發(fā)展相當(dāng)迅速。 70年代己開(kāi)始應(yīng)用計(jì)算機(jī)對(duì)熔 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 融塑料在圓盤(pán)形、管形和長(zhǎng)方形型腔內(nèi)的流動(dòng)情況進(jìn)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(dòng)過(guò)程，使設(shè)計(jì)人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)，在模具制造前對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，以減少試模時(shí)間，提高模具質(zhì)量。近十年來(lái)，注射模 CAD技術(shù)在不斷進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)研究的同時(shí)，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(shí)際使用中不斷改進(jìn)、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(qiáng)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(dòng)分析軟件 FLOW，冷卻分析軟件 COOLING，流動(dòng)、冷卻分析結(jié)果和模架應(yīng)力場(chǎng)分布的可視化顯示軟件 FRES以及翹曲分析模擬軟件。 美國(guó) 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(dòng)分析軟件 SIMUFLOW，三維有限元流動(dòng)分析軟件SLMUFLOW 3D，冷卻分析軟件 SIMUCOOL，標(biāo)準(zhǔn)模架 (美國(guó) DME標(biāo) 準(zhǔn) )選擇軟件 OPTIMOLD等部分。 美國(guó)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(fèi)用優(yōu)化 TMCMCO、注射流動(dòng)分析TMCFA、型腔尺寸設(shè)計(jì) TMCCSE和模具傳熱分析 TMCMTA等功能模塊。 德國(guó) IKV研究所的 CADMOULD系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有注射模流動(dòng)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(jìn)行三維型腔的流動(dòng)分析。 我國(guó)在 模具 CAD技術(shù)開(kāi)發(fā)、應(yīng)用及研究方 面起步較晚。從 80年代中期開(kāi)始，國(guó)內(nèi)部分大中型企業(yè)先后引進(jìn)了一些國(guó)外知名度較高的注塑模 CAD系統(tǒng)。同時(shí)，某些高等學(xué)校和科研院所也開(kāi)始了注塑模 CAD系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)工作。 多年來(lái)，我國(guó)對(duì) 模具 設(shè)計(jì)制造技術(shù)及其 CAD的開(kāi)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(shí)用 CAD/CAM技術(shù)在精密注射模制造中的應(yīng)用”等國(guó)家重點(diǎn)企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，還安排了國(guó)家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目“塑料注射模CAD/CAM/CAE集成系統(tǒng)研究”。這些項(xiàng)目的成果對(duì)促 進(jìn)我國(guó)注射模 CAD技術(shù)的迅速發(fā)展起到了重要作用，使我國(guó)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(guó)在 模具 CAD技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)方面較具代表性的工作有 : 華中理工大學(xué)是國(guó)內(nèi)較早自行開(kāi)發(fā)研究注射模 CAD/CAE/CAM系統(tǒng)的單位之自80年代中期開(kāi)始，就在注塑模流動(dòng)分析模擬和冷卻分析模擬方面進(jìn)行了較深入的研究與開(kāi)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(dòng)模擬、冷卻分析、型腔強(qiáng)度與剛度校核及模具圖設(shè)計(jì)與 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shí)現(xiàn)商品化。 浙江大學(xué)基于工作站的 UG II系統(tǒng)開(kāi)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(dá)與工藝信息描述統(tǒng)一，并利用特征反轉(zhuǎn)映射實(shí)現(xiàn)了型腔模型的快速生成。 上海交通大學(xué)從 1983年開(kāi)始，對(duì)注射模 CAD進(jìn)行了多方面的研究。在國(guó)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(kāi)發(fā)出集成化注射模智能CAD系統(tǒng)。現(xiàn)在在工作站 UG II平臺(tái)上進(jìn)一步開(kāi)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(kāi)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(shí)用價(jià)值。 合肥工業(yè)大學(xué)在注射模結(jié)構(gòu) CAD技術(shù)方面進(jìn)行了多年的研究與開(kāi)發(fā)工作，先后研制出微機(jī)注塑模 CAD系統(tǒng) PMCAD和微機(jī)注塑模 CAD三維系統(tǒng) IPMCAD ，取得了較好的成績(jī)。 、實(shí)體造型技術(shù)，使系統(tǒng)在設(shè)計(jì)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(jìn)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(shí)用性與通用性方面都達(dá)到較高水平。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(gè) 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(guò)程 通過(guò)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(shí)，圓畫(huà)在坐標(biāo)系中心，其它圖形盡量畫(huà)在第一象限，否則會(huì)出現(xiàn)坐標(biāo)系的約束尺寸，給尺寸驅(qū)動(dòng)帶來(lái)困難。尺寸最好一起驅(qū)動(dòng)，防止視圖混亂。 2. 在使用拉伸、旋轉(zhuǎn)這些最基本的命令時(shí)，一定要注意它們的先后順序，否則 會(huì)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(shí)，如果出現(xiàn)造不出來(lái)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(shí)，想一次將曲面造出有時(shí)會(huì)非常 困難，可以將不規(guī)則曲面分解成一個(gè)個(gè) 規(guī)則曲 面，將這些 曲 面一一造出，然后用 曲面合并 會(huì)得到意想不到的效果。 5. 在造型實(shí)體前最好有一個(gè)造型的大致思路，盡量用最少、最簡(jiǎn)單的命令完成造型，思路一定要清晰。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)（論文） 8 第 3章 閥座體 的 機(jī)械加工工藝規(guī)程設(shè)計(jì) 閥座體工藝規(guī)程 設(shè)計(jì) 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(jì)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(jì)性。它包括零件的整個(gè)工藝過(guò)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(jì)性可能不同，因此對(duì)其結(jié)構(gòu)工藝性的要求也不同。 對(duì)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(jìn)行分析，在制訂機(jī)加工工藝規(guī)程時(shí)，主要是對(duì)零件的切削加工工藝性分析，主要涉及到以下幾個(gè)方面： 1) 工件應(yīng)便于在機(jī)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(jìn)刀、退刀、越程和測(cè)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(shí)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(cè)量。 計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)，確定生產(chǎn)類型 在無(wú)錫鷹貝機(jī)械公司， 閥堵 的年產(chǎn)量為 30000 件，假定其備品率為 10%，機(jī)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(jì)（論文） 9 n每件產(chǎn)品中該零件的數(shù)量（件 /臺(tái)） ； 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(guò)計(jì)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(diǎn)，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(gòu)部負(fù)責(zé)購(gòu)買(mǎi) 。 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(jì)基準(zhǔn)和裝配基準(zhǔn)。 考慮 到定位穩(wěn)定、夾緊方案簡(jiǎn)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(shí)其基本出發(fā)點(diǎn)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(dá)到 的 精度 ， 確定各表面的加工方法 ： 內(nèi)孔 及其 端面 用車(chē)床 、 外圓 及其 端面 用車(chē)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(jī)械 加工工藝路線 工序 工 步 工序內(nèi)容 簡(jiǎn)要說(shuō)明 I 1 粗車(chē)端面 保證尺寸 2 粗車(chē)外圓 保證尺寸 0 ?? 3 粗車(chē)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(chē)端面 保證尺寸 0 ? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 2 粗車(chē)外圓 保證尺寸 0 ?? III 1 半精車(chē)端面 保證尺寸 0 ? 2 半精車(chē)外圓 保證尺寸 0 ?? 3 半精車(chē)臺(tái)階面 保證尺寸 ? 4 粗鏜內(nèi)孔 保證尺寸 ? IV 1 半精車(chē)端面 保證尺寸 0 ? 2 半精車(chē)外圓 保證尺寸 0 ?? V 1 精車(chē)端面 保證尺寸 0 ? 2 精車(chē)外圓 保證尺寸 0 ?? 3 精車(chē)臺(tái)階面 保證尺寸 ? 4 半精鏜內(nèi)孔 保證尺寸 ?? VI 1 精車(chē)端面 保證尺寸 0 ? 2 精車(chē)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(jì)（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(jī)床和工廠現(xiàn)有設(shè)備為主 。其生產(chǎn)方式