基于ug的鞋底注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)【開(kāi)題報(bào)告】

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告</b></p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化</p><p>　　基于UG的鞋底注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　1 選題的背景、意義</p><p>　　隨著中國(guó)當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的日趨好轉(zhuǎn),在“實(shí)現(xiàn)中華民族的偉大復(fù)興”口號(hào)的倡導(dǎo)下，中國(guó)的制造業(yè)也日趨蓬勃發(fā)展；而模具

2、技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一，模具工業(yè)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的發(fā)展和質(zhì)量提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，因而引起了各國(guó)的高度重視和贊賞。據(jù)各國(guó)報(bào)導(dǎo)，模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱(chēng)之“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”，如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過(guò)了新興的電子工業(yè)，已實(shí)現(xiàn)了模具專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化，因而深受贊譽(yù)。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”，日本稱(chēng)模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”。在德國(guó)，被冠之以“金屬加工業(yè)中的帝

3、王”之稱(chēng)號(hào)，而歐盟一些國(guó)家稱(chēng)“模具就是黃金”，新加坡政府則把模具工業(yè)作為“磁力工業(yè)”，中國(guó)模具權(quán)威經(jīng)理稱(chēng)為“模具是印鈔機(jī)”。可見(jiàn)模具工業(yè)在世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的顯著地位。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。</p><p>　　鞋楦是制鞋的模具，也是鞋樣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。鞋的款式翻新，造型美觀與否及穿著舒適性都直接依賴(lài)于鞋楦。隨著人們生活水平的提高，對(duì)鞋各方面的要求也不斷提高，因而對(duì)鞋楦設(shè)計(jì)與制

4、造提出了更高的要求。</p><p>　　鞋類(lèi)生產(chǎn)屬勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，是關(guān)系到人民群眾日常生活的重要產(chǎn)業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)由輕、化工部歸口的制鞋企業(yè)有1990家，年產(chǎn)量在10億雙左右，數(shù)量相當(dāng)可觀，擴(kuò)大鞋類(lèi)出口具有廣闊的前景。模具是確保膠鞋質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率的重要配套設(shè)備。以前國(guó)內(nèi)的二次硫化鞋鞋?；旧线€是采用手工方式刻制，或是從國(guó)外引進(jìn)現(xiàn)成模具。自1985年起， 潛心研究應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助手段解決膠鞋模具的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題

5、，終于取得了具有實(shí)用價(jià)值的成果[5]。</p><p>　　2 鞋底注射模具設(shè)計(jì)的最新成果及動(dòng)態(tài) </p><p>　　2.1 注塑模三維成型零件的生成研究</p><p>　　注塑模的成型零件包括型芯、型腔和成型桿，型腔用以形成制品的外表面，型芯用以形成制品的內(nèi)表面，成型桿用以形成制品的局部細(xì)節(jié)[6]。成型零件的設(shè)計(jì)思想是：用定義的分型面切割包圍經(jīng)過(guò)尺寸轉(zhuǎn)換的塑料

6、制品的虛擬型腔，得到模具的型芯和型腔。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)過(guò)程如下:</b></p><p>　　(1) 載入塑料制品;</p><p>　　(2) 對(duì)制品進(jìn)行尺寸變換, 即放收縮率;</p><p>　　(3) 如果需要多型腔, 排列塑料制品;</p><p>　　(4) 生成包圍

7、塑料制品的長(zhǎng)方體, 并確定分型方向;</p><p>　　(5) 把長(zhǎng)方體和塑料制品作布爾減運(yùn)算得到虛擬型腔;</p><p>　　(6) 如果需要成型桿, 首先設(shè)計(jì)成型桿;</p><p>　　(7) 定義分型面;</p><p>　　(8) 用分型面切割虛擬型腔得到型芯、型腔。</p><p>　　2.2 鞋楦底部

8、棱邊提取與底面展平</p><p>　　在制鞋工藝中棱邊十分重要，直接影響到制鞋的質(zhì)量。隨著鞋楦CAD／CAM技術(shù)的發(fā)展，有效、快速提取鞋楦棱邊信息對(duì)于鞋楦CAD／CAM具有重要意義。</p><p>　　在鞋楦數(shù)字化過(guò)程中，棱邊上的采樣點(diǎn)稱(chēng)為尖點(diǎn)，也稱(chēng)為拐點(diǎn)。一系列的尖點(diǎn)構(gòu)成了棱邊。許多文獻(xiàn)提出了識(shí)別尖點(diǎn)的方法。張文景等人提出了通過(guò)在尖點(diǎn)的支撐區(qū)域定義曲率角，并根據(jù)曲率角及曲率的符號(hào)，采

9、用模板匹配技術(shù)及附加抑制條件識(shí)別出尖點(diǎn)的方法．彭志牛等人用圓弧逼近的方法求解曲率半徑，對(duì)曲率半徑設(shè)公差帶，從而識(shí)別出尖點(diǎn)。劉冬等在極坐標(biāo)系中求解曲率，設(shè)立曲率閾值。識(shí)別出鞋楦尖點(diǎn)。以上的方法是通過(guò)求解曲率或曲率半徑而識(shí)別尖點(diǎn)。</p><p>　　從鞋楦三維面形光電自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)獲取的鞋楦三維數(shù)據(jù)點(diǎn)模型出發(fā)，提出了一種基于二階差分的尖點(diǎn)識(shí)別方法，進(jìn)而獲得了鞋楦底部棱邊的信息，并在此基礎(chǔ)上給出了展平鞋楦底面的方法，得

10、到了鞋楦底面的展平圖。手工復(fù)楦方法和面積計(jì)算方法均表明楦底棱邊提取具有較高精度[9]。</p><p>　　2.3 轉(zhuǎn)盤(pán)及其驅(qū)動(dòng)裝置</p><p>　　轉(zhuǎn)盤(pán)是安裝模具并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)位的工作裝置。轉(zhuǎn)盤(pán)分上下兩層以支柱連接。上部安裝鋁楦模及其升降機(jī)構(gòu)；下部安裝邊模、底模及鎖模機(jī)構(gòu)以及和這個(gè)機(jī)構(gòu)相聯(lián)系的液壓閥、管路、電器設(shè)備等。</p><p>　　轉(zhuǎn)盤(pán)及其上面所安裝的模具按

11、照每個(gè)工位的加工工藝要求，有節(jié)奏地間歇性旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。每轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)工位停轉(zhuǎn)的時(shí)候，注射頭自動(dòng)推進(jìn)，對(duì)準(zhǔn)模具的注射孔開(kāi)始注射其它的工位有的是硫化過(guò)程（指注膠），或冷卻過(guò)程（指注塑），有的在裝卸制品（即脫鞋或套鞋）。</p><p>　　能實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)盤(pán)步進(jìn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)比較多，如槽輪機(jī)構(gòu)、棘輪機(jī)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等。在這里我們采用液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　轉(zhuǎn)盤(pán)的推進(jìn)機(jī)構(gòu)和注射頭推進(jìn)機(jī)構(gòu)配合動(dòng)作的程序

12、如下：</p><p>　　(1) 定位缸的射銷(xiāo)拔出；</p><p>　　(2) 轉(zhuǎn)盤(pán)推進(jìn)缸推動(dòng)，牽引圈空轉(zhuǎn)到另一工位；</p><p>　　(3) 定位缸射銷(xiāo)射入定位孔；</p><p>　　(4) 轉(zhuǎn)盤(pán)推進(jìn)缸縮回，牽引圈推動(dòng)轉(zhuǎn)盤(pán)作一個(gè)工位行程；</p><p>　　(5) 注射頭推進(jìn)缸推進(jìn)（注射）；</p&

13、gt;<p>　　(6) 注射頭推進(jìn)缸后退（完成一個(gè)工作循環(huán)）。</p><p>　　按照以上六個(gè)程序循環(huán)動(dòng)作，可完成電器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.4 模具及其開(kāi)、合模裝置</p><p>　　模具型腔決定產(chǎn)品形狀，注射成型機(jī)用的模具主要由邊模、楦模和底模組成，注射孔的位置大部分安排在后跟，個(gè)別產(chǎn)品也有安排在邊模側(cè)面的，立式注射機(jī)的模具

14、是底朝上由上向下注射。</p><p>　　模具按照產(chǎn)品的樣式設(shè)計(jì)，模具如何安裝應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　(1) 安裝的位置和連接的方法；</p><p>　　(2) 模具與鎖模機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)的聯(lián)系；</p><p>　　(3) 模具與液壓系統(tǒng)（或氣動(dòng)系統(tǒng)）的聯(lián)系；</p><p>　　(4) 按照注射材料

15、考慮加熱或冷卻系統(tǒng)線路和管路的聯(lián)系；</p><p>　　(5) 模具與電器控制系統(tǒng)的聯(lián)系；</p><p>　　(6) 模具的安裝、拆卸及校對(duì)的方法；</p><p>　　(7) 工作時(shí)清理模具內(nèi)殘?jiān)拇胧?lt;/p><p><b>　　2.6 數(shù)控加工</b></p><p>　　對(duì)于模具的數(shù)

16、控加工，根據(jù)其制造特點(diǎn)和工藝要求，通常上、下模的數(shù)控加工分兩次進(jìn)行。第一次數(shù)控加工是對(duì)模具型面以外的結(jié)構(gòu)構(gòu)造面的數(shù)控加工，如模座的安全平面、導(dǎo)柱、導(dǎo)套平面、鑲塊安裝面、彈簧窩孔、導(dǎo)板安裝平面及各功能凸臺(tái)面等的數(shù)控加工。這部分?jǐn)?shù)控加工主要靠數(shù)控操作者根據(jù)二維圖樣提供的信息進(jìn)行加工。加工效率主要與操作者的熟練程度及理解圖樣的能力相關(guān)。一般節(jié)約不出太多的時(shí)間。第二次數(shù)控加工主要是對(duì)成形部分進(jìn)行的曲面加工，這部分主要靠編程人員的工作完成。這部分

17、也是整個(gè)模具加工的主要部分，同時(shí)也是體現(xiàn)加工效率和模具質(zhì)量的部分。</p><p>　　3 課題的研究?jī)?nèi)容及擬采取的研究方法（技術(shù)路線）、研究難點(diǎn)及預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p><p><b>　　3.1 研究?jī)?nèi)容</b></p><p>　　3.1.1 設(shè)計(jì)前準(zhǔn)備工作</p><p><b>　　(1) 熟悉塑件&

18、lt;/b></p><p>　　熟悉塑件的幾何形狀，采集塑件的基本數(shù)據(jù)，明確塑件的使用要求和原料。</p><p>　　(2) 檢查塑件的成型工藝性</p><p>　　確認(rèn)塑件的材料、結(jié)構(gòu)、尺寸精度等是否符合注射成型的工藝性條件。</p><p>　　(3) 明確注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格</p><p>　　了解注

19、射機(jī)的主要參數(shù)，如注射機(jī)與安裝模具間的相關(guān)尺寸、螺桿類(lèi)型、額定功率等。</p><p>　　3.1.3 注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　(1) 確定型腔的數(shù)目</p><p>　　確定型腔數(shù)目的條件：最大注射量、鎖模力、產(chǎn)品的精度要求、經(jīng)濟(jì)性等。</p><p><b>　　(2) 選擇分型面</b></p&

20、gt;<p>　　應(yīng)以模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、分型容易，且不影響塑件的外觀和使用為原則。</p><p>　　(3) 確定型腔的布置方案；</p><p>　　應(yīng)盡可能采用平衡式排列。</p><p>　　(4) 確定澆注系統(tǒng)</p><p>　　(5) 確定脫模方式</p><p>　　(6) 確定調(diào)溫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)&

21、lt;/p><p>　　模具的調(diào)溫系統(tǒng)主要由塑料種類(lèi)所決定。</p><p>　　(7) 確定凹模和型芯的固定方式</p><p>　　(8) 確定排氣方式</p><p>　　(9) 決定注射模的主要尺寸</p><p>　　根據(jù)相應(yīng)的公式計(jì)算成型零件的工作尺寸及決定模具型腔的側(cè)壁厚度、型腔底板、型芯墊板、動(dòng)模塊的厚度、

22、拼塊式型腔的型腔厚度及注射模的閉合高度。</p><p>　　(10) 選用標(biāo)準(zhǔn)模架</p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)、計(jì)算的注射模的主要尺寸，來(lái)選用注射模的標(biāo)準(zhǔn)模架，并盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)模具零件。</p><p>　　(11) 繪制模具的結(jié)構(gòu)草圖</p><p>　　在以上工作的基礎(chǔ)上，繪制注射模的完整的結(jié)構(gòu)草圖。</p><p&

23、gt;　　(12) 校核模具與注射機(jī)有關(guān)尺寸</p><p>　　要校核的參數(shù)有：最大注射量、注射壓力、鎖模力、模具的安裝部分的尺寸、開(kāi)模行程和頂出機(jī)構(gòu)的校核。</p><p>　　(13) 繪制模具的裝配圖</p><p>　　(14) 繪制模具零件圖</p><p>　　(15) 復(fù)核設(shè)計(jì)圖樣</p><p>　　

24、3.1.3 數(shù)控編程</p><p>　　根據(jù)模具尺寸編寫(xiě)數(shù)控加工程序。</p><p><b>　　3.2 研究方法</b></p><p>　　在市場(chǎng)調(diào)研的基礎(chǔ)上，查閱國(guó)內(nèi)外注射模具的最新動(dòng)態(tài)和相關(guān)成果，進(jìn)行文獻(xiàn)綜述，明確具體的研究方法，提出設(shè)計(jì)思路，并進(jìn)行課題的可行性研究。以41碼運(yùn)動(dòng)鞋底為對(duì)象，提出不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)邊模、底模、楦模

25、的結(jié)構(gòu)組合進(jìn)行詳細(xì)地分析，在對(duì)不同設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比較的基礎(chǔ)上確定并完善具體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。</p><p><b>　　3.3 研究難點(diǎn)</b></p><p>　　(1) 減小鞋底樣本的測(cè)量數(shù)據(jù)與樣本本身數(shù)據(jù)的偏差；</p><p>　　(2) 曲面數(shù)控加工編程。</p><p>　　3.4 預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)</p&

26、gt;<p>　　通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)更好的掌握注射模具的設(shè)計(jì)方法，對(duì)UG軟件的運(yùn)用更加熟練深入并能將所設(shè)計(jì)的模具應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。</p><p>　　4 研究工作詳細(xì)進(jìn)度和安排</p><p>　　1.在2011年2月28日前確定總體設(shè)計(jì)方案草圖。</p><p>　　2.在2011年3月14日前完成注射模具各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及相關(guān)強(qiáng)度校核。</p&g

27、t;<p>　　3.在2011年3月28日前優(yōu)化并確定總體設(shè)計(jì)方案，完成計(jì)算機(jī)繪制的總體結(jié)構(gòu)裝配圖草圖。</p><p>　　4.在2011年4月11日前完成計(jì)算機(jī)繪制的總體結(jié)構(gòu)裝配圖定稿，完成實(shí)習(xí)報(bào)告，完成模具的三維造型。</p><p>　　5.在2011年4月18日前完成楦和底模的零件圖。</p><p>　　6.在2011年4月25日前完成邊模

28、和模架的零件圖。</p><p>　　7.在2011年5月9日前完成模具數(shù)控加工方案，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)初稿。</p><p>　　8.在2011年5月16日前完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)定稿。</p><p>　　9.在2011年5月19日前完成畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯幻燈資料，準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯。</p><p><b>　　5 參考文獻(xiàn)</b>&

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