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1、计算机辅助技术在注射成型中的应用及发展一.前言1.课题研究背景 随着塑料工业的发展，塑料模具也蓬勃发展。近年来。人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更广泛的市场。塑料制品的发展必然带动塑料模具产业的发展，塑料模具占模具总量比例越来越大。由于人们的消费水平提高，对产品质量美观的要求也不断提高，短生命周期产品的开发，产品多样化的增加，高要求质量产品的出现，这也就意味着对塑料模具的精度以及模具的设计都需要很大的提高和改善。由于塑料产品的模塑成型是一个十分复杂的过程，传统的设计方法经验性强，不可能综合权衡所有因素，很难确定能否生产出完全合格的产品，一般需要反复试模
2、与修模，导致模具设计制造周期长和成本偏高。传统的方法根本满足不了现代化模具制造的需求，这就要求必须有更加先进的技术来替代。现在计算机技术发展迅猛，其中计算机辅助技术在模具设计制造也变得越来越重要，信息与网络技术、CAD/CAE/CAM集成技术、并行工程，人工智能等技术来有效地解决了传统模具设计制造的困难。2.课题研究与意义早在20世纪80年代，我国就对CAD软件技术的发展高度重视并给予重点资助。随着注塑模具CAD的发展，大部分的商业软件已不仅仅是CAD，而是CAD/CAM/CAE/CAPP的集成，从而形成了真正意义上的无纸化设计、制造环境。近些年来，随着信息网络的普及，一种新型的模具设计系统应
3、运而生，一个以互联网为基础的注塑模具智能设计系统，它作为协同产品开发系统的一个模块，能够提供一种有效的和切实可行的工具来促进中小企业之间注塑模具设计的合作发展，进而满足当今全球市场对于模具设计的苛刻要求。由于大部分人只是软件的初级用户，需要对软件进行更进一步的学习和应用。本课题研究的是箱包锁具锁孔配件注射模设计，基于对箱包锁具锁孔配件注射模具的设计，应用CAD/CAE/CAM集成技术等一系列软件，以及所学模具设计专业知识来完成任务。通过箱包锁具锁孔配件注射模具的实例设计，从而更加深入了解CAD/CAE/CAM集成技术以及一些未发现的应用领域。二.正文计算机辅助工艺设计技术是制造工程与计算机技术
4、相互结合、相互渗透而发展起来的一项综合性应用技术, 它是作为连接产品设计与生产管理的重要纽带, 是敏捷制造的一个关键环节。随着CAD 技术的发展, 三维造型技术的应用也越来越广泛, 而PRO/E 是三维造型应用比较广泛、功能强大的软件之一。它是美国参数技术公司采用了近几年CAD 方面的一些理论和技术, 采用了先进的基于特征的参数化技术推出的用于产品三维模型设计、加工、分析及绘图等CAD/CAE/CAM一体化软件系统; 并以参数化驱动、单一全关联的数据、功能齐全的模块等强大优势而占据重要地位。在产品信息模型方面, PRO/E把所有的功能模块建立在统一的数据结构上, 提供了所有工程项目之间的全关联
5、, 真正实现了CAD/CAM/CAE的有机集成。用户可以对产品进行并行设计工作, 从而可以提高设计质量, 缩短开发周期, 使设计工作十分灵活和简便。右图为注塑成型模具CAD/CAE/CAM系统的流程。考虑到注塑模CADCAECAM 系统要求有较高的几何造型功能，塑件设计和模具设计采用ProE软件作为注塑模CAD的开发平台。注塑模CAE采用Mudflow分析软件,可进行注塑过程的流动、保压、冷却、翘曲等多种分析。通过分析，模拟了塑料在模具中由熔融态到凝固态的一系列过程，预测塑料充填的效果，如充填不满、有气泡、熔接缝、应力集中、冷却后的翘曲变形等各种问题。设计人员根据这些结果，更改不合理的设计，使
6、设计的塑件用料最省，质量最优。通过分析，也得出了塑料充模的最佳工艺条件，保证试模一次成功。 我国的注塑模具设计与制造技术正朝着数字化方向发展, 国内外一些通用或专用软件特别是模具成型零件方面的软件都得到了比较普遍的应用。通过运用PRO/Engineer 来设计模具, 速度快, 实体感强, 质量高。我们可以用分析命令计算出我们所需要的塑料, 从而更好地控制成本。虽然计算机辅助设计软件给注塑模具设计提供了很大的经济效益，但是总体来说还不是很完善，一般都是由单一软件完成模具设计，为了充分发挥各软件优势模块的性能，也可以使用两个或以上软件优化组合完成注射模具设计。机械产品的标准零部件的数量约占60%左
7、右，30%左右的零部件是通过变型设计得到的通用件，而根据客户特殊需求开发的零部件只有10%左右。为了缩短模具设计周期、减少设计者工作量、减少数据的存储量、便于实现注射模具辅助设计和制造，不断提高模具设计软件的标准化水平是非常必要的。现阶段应用软件设计模具仍以交互设计为主，设计的自动化程度低，效率还不高，大部分工作还都是由人来完成，为了解决这个问题，模具设计软件必须朝着智能化发展，将人工智能技术、专家系统技术应用到模具设计软件系统中。随着Internet和Web技术的发展，网络协作设计已经成为模具设计的重要模式之一，所谓协作性，就是CAD模型在分布式环境中能够被其他设计人员共享用以查看和标记。为
8、了解决大型、复杂、专业模具的设计问题，标准化、集成化、智能化、专业化、网络化是注射模具设计软件的发展方向。三.总结 计算机辅助设计技术在注塑成型中的应用越来越广泛，已经成了注塑成型必不可少的一部分。它使得注塑模具设计周期缩短，精度提高，一次成型，从而取得了较大的经济效益。因此，对计算机辅助设计技术的掌握和灵活应用显得尤为重要，这将成为高级模具设计人员的必经之路。 四.参考文献1.刘细芬，黄家广 Liu Xifen, Huang Jiaguang，CAD/CAE/CAM在注塑模设计中的应用 广西工学院机械工程系，Vol.35 No.12 (Sum.188) December 20072. 宋满仓
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10、展趋势，中国西部科技2011年07月（下旬）第10卷第21期总第254期6. 刘细芬 张帆 CAD/CAE技术在注射模设计中的应用 现代塑料加工应用2009 年第21卷第4期7. 王华侨 赵华萍CimarronE 在注塑模具设计与数控加工编程中的应用 电加工与模具2005年增刊8. 范家福 Pro / Engineer 在注塑模具设计中的应用 铜凌学院学报2007 年第5 期9. C.K.Moka,_, K.S. China, Hongbo Lana,b An Internet-based intelligent design system for injection moulds，Robot
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