畢業論文（設計）開題報告學院機械與電氣工程學院專業機械設計制造及其自動化級別07級課題名稱玩具汽車上蓋模具設計及型腔加工仿真姓名楊建林學號071501010079指導教師李紅老師職稱學位選題的理論，實踐意義。塑料模具對實現塑料成型工藝要求和塑件使用要求起著十分重要的作用。任何塑件的生產和更新換代都是以模具的制造和更新為前提的，由于目前工業和民用塑件的產量猛增，質量要求越來越高，因而導致了塑料模具研究、設計、和制造技術的迅猛發展。本專業是機械設計制造及其自動化，而工程制圖、機械原理、機械設計、理論力學、材料力學都是必修科，塑料成型模具屬于選修課程，但是設計中所運用的力學計算、模具材料選擇、機械結構都是課本里所學到，對制品的模具設計使得我們把以前所學的相關知識都得到了運用，同時應用三維軟件進行了三維造型和型腔的數控仿真加工。在現在的社會中，汽車業在制造業的比重比較大，對玩具汽車上蓋模具設計及型腔加工仿真的研究設計，是對所學的知識運用于現實的最好的體現，而且比較有實用價值。研究動態，目標及見解。汽車上蓋模具的設計的現狀:據統計汽車工業總產值占GDP額比重以超過10%。而汽車上蓋模具在汽車工業中占有率又是100%。因此做好汽車上蓋模具事非常重要的。模具工業在歐美等工業發達國家被稱之“點鐵成金”的“磁力工業”，如今世界模具工業的發展速度超過了新興的電子工業，已實現了模具專業化、標準化和商業化，因而深受贊譽。美國工業界認為“模具工業是美國工業的基石”，日本稱模具工業為“進入富裕社會的原動力”，在德國，被冠之以“金屬加工業中的帝王”之稱號，而歐盟一些國家稱“模具就是黃金”，新加坡政府則把模具工業作為“磁力工業”，中國模具權威經理稱為“模具是印鈔機”。可見模具工業在世界各國經濟發展中具有重要的地位。模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。近年來，全球制造業正以垂直整合的模式向亞太地區轉移，我國正成為世界制造業的重要基地，中國已成為第一制造大國。作為產品制造的重要工藝裝備，國民經濟的基礎工業之一的模具工業將直面競爭的第一線。模具工業除需要“高技藝”的從業人員外，還需要更多的“高技術”來保證。汽車上蓋模具對其曲面要求較高，所以要加強對其曲面與工藝上進行研究與改進。且在汽車工業中占有比較重要的地位，所以對其研究實用價值比較大。2、汽車上蓋模具的設計的發展：汽車上蓋模具的設計的發展主要是解決高精度、長壽命、高效的復雜型腔結構的現代模具，需積極考慮如下四方面：

（1）模具材料及表面處理技術

汽車上蓋模具工業要上水平，材料應用是關鍵。因選材和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。

（2）設計制造技術

當代模具的設計與制造廣泛采用計算機輔助設計與制造（CAD/CAM），設計過程程序化和自動化，使用程序、模具擬成形過程、采用交互式設計方法，發揮人和計算機的各自特長。數據庫和計算機網絡技術使設計人員擁有大量資料和信息。設計與制造之間的直接傳輸便于設計中的反復修正改變。

（3）高速銑削技術

高速銑削是目前切削技術中應用最多的一種工藝技術，是一種以高主軸轉速、快速進給、較小的切削深度和間距為加工特征的高效、高精度數控加工方式。高速銑削具有工件溫度低、切削力小、加工平穩、質量好、效率高（為普遍銑削加工的5~10倍）及可加工硬質材料（＜60HRC）等諸多優點，因而在模具加工中日益受到重視。專業化生產及標準化

專業化生產是現代工業生產的重要特征之一，國外工業先進的國家模具專業化生產已達75%以上。

標準化是實現模具專業化生產的基本前提，能系統提高整個模具行業技術水平和經濟效益的重要手段，是機械制造業向深層次發展必由之路。。3、我的玩具汽車上蓋模具設計及型腔加工仿真：（1）對玩具汽車上蓋機構與曲面的優化汽車上蓋是一個非常講究結構與曲面光滑曲面造型，這也是消費者購買的一個重要標準之一。因此這部分是我的重點之一。我會運用PRO/E軟件，設計出更有觀賞性的結構與優美的曲面造型。（2）對玩具汽車上蓋模具型腔加工仿真對型腔加工仿真主要是其加工工藝與其加工參數的設定。PRO/E軟件提供一套完整的加工仿真系統，且它加工刀具路線的理想性與加工后曲面的優美性都得到很多工程師的認可。（3）在材料的選用上采用的鍍膜同時真空熱處理的這一最新方法，從而避免因選材和用材不當，致使模具過早失效等不良影響。（4）在模具設計與脫模的工藝上同一結構造型，但在做模具設計與脫模時方法很多，如何找到一種簡單正確而實用的方法至關重要。我會運用所學的知識綜合PRO/E軟件，做出一套完美的模具設計工藝。研究的思路，方法，技術路線。本課題為玩具汽車上蓋模具設計及型腔加工仿真，主要內容：玩具汽車上蓋制品測繪、模具設計、工藝分析及數控編程及加工仿真。設計原始數據：玩具汽車上蓋，其中：1）制品的尺寸精度要求：長度方向小于0.50，厚度方向小于0.10；2）制品材料：ABS；3）制品表面粗糙度：不低于實物表面；4）制品生產批量：5萬；5）制品其他要求：符合設計規范。運用三維繪圖軟件PRO/ECAD進行制品的模型構造。它的三維造型模塊是一個高效的三維機械設計工具，它可繪制任意復雜形狀的零件。在實際中存在大量形狀不規則的物體表面，隨著人們生活水平的提高，對曲面產品的需求將會大大增加。用PRO/E生成曲面僅需2步～3步操作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋轉、曲面造型、掃描、網格等。對于型腔的加工則也采用PRO/E軟件，PRO/E軟件在仿真加工方面應用得不是很廣泛。但在加工時刀具的運動曲線等很優美，得到很多工程師的認可。主要是PTC公司對PRO/E軟件的加工后置處理不夠透明才導致它被運用的不廣泛，在此我順便對PRO/E加工后置處理進行研究，它的加工后置處理非常強大，可供大家添加自己所用的機床、用C語言等計算機語言進行二次開發等，因此在此只是對它進行簡單的研究，有不足與錯誤的地方忘大家指出。旨在忘大家有個更好的運用。PRO/E系統中，型腔銑削、輪廓銑削和點位加工的刀具路徑與被加工零件的模型是相關一致的。當零件幾何模型或加工參數修改后，PRO/E能迅速準確的自動更新相應的刀具路徑，無須重新設計和計算刀具路徑。它提供了數控加工所需要的所有工具，可迅速編制出優質可靠的數控程序，極大的提高了工作效率和機床利用率。玩具汽車上蓋制品測繪、模具設計、型腔工藝分析及加工仿真。注塑機的選擇，模具型腔數目的確定，澆注形式的選擇，動定模板及各模板的尺寸和厚度的確定，模具的頂出機構以及冷卻系統。玩具汽車上蓋的測繪主要是手工測量和繪制，采用PRO/E繪制制品的三維實體模型。總體設計思路：原始數據收集→繪制品工程圖→三維實物模型→模具設計→型腔數控仿真加工總體安排、進度計劃1、2011.3.1-2011.3.26：實習調研、查閱并收集資料，提交開題報告。2、2011.3.27-2011.4.8：對塑件的三維造型進行繪制；3、20114.9-2011.4.11：模具設計計算：a）塑件材料性能分析b）型腔數的確定c）型腔壁厚計算；4、2011.4.12-2011.4.15：澆注系統設計：a）澆口位置選擇b）澆注系統的平衡c）澆注系統設計計算；5、2011.4.16-2011.4.17：分型面的設計；6、2011.4.18-2011.4.20：冷卻系統設計：a）設計計算b）冷卻流道結構設計；7、2011.4.21-2011.4.22：頂出系統設計；8、2011.4.23-2011.4.25：模架設計;9、2011.4.26-2011.4.28：模流分析;10、2011.4.29-2.11.5-5：型腔加工仿真：a）加工零件工藝審查b）毛坯的選擇c）加工參數的確定d)PRO/E4.0仿真加工。主要參考文獻[1]申開智.塑料成型模具.北京：中國輕工業出版社，2002.9[2]陳志剛.塑料模具設計.北京：機械工業出版社，2002.1[3]奚永生.精密注塑模具設計.北京：中國輕工業出版社，1997.4[4]許發樾.實用模具設計與制造手冊.北京：機械工業出版社，2005.9[5]宋滿倉.注塑模具設計與制造實戰.北京：機械工業出版社，2003.4[6]王伯平.互換性與測量技術基礎.北京：機械工業出版社，2000.2[7]成大先.機械設計手冊·單行本·聯接與緊固.北京：化學工業出版社，2004.1[8]吳明友.數控加工自動編程——Pro/EWildfire+Mastercam詳解北京：清華大學出版社，2008[9]方建軍.數控加工自動編程技術：Pro/ENGINEERWildfire在機械制造中的應用北京：化學工業出版社工業裝備與信息出版中心，2005.1[10]林清安.Pro/Engineerwildfire2.0模具設計北京：電子工業出版社，2005.4