基于ANSYS挤出跑步机塑料边条模具设计及机头加工仿真.docVIP

目 录 1 绪论 2 1.1 行业模具 2 1.2 国内外模具发展状况和趋势 3 2 挤出工艺与模具设计 4 2.1 挤出模具设计 4 2.2 机头设计 5 2.3 分流锥及其支架设计 5 2.4 冷却定径套设计 6 2.4.1 内定径芯模 6 2.4.2 压缩空气外定径套 6 2.4.3 真空外定径套 7 2.5 过滤部分（机头过滤体） 8 2.6 机头和挤塑机联接设计 10 2.7 机筒 11 2.8 模具内熔料的流变特性 12 2.9 挤塑模设计的理论基础 12 3 模具的装配和校核 13 3.1 塑料熔体在圆管内流动 13 3.2 口模联接螺钉的强度校核 14 3.3 口模尺寸 15 3.3.1 成形端长度 15 3.4 机筒材料 16 3.5 分流器支架的校核 16 3.6 PRO/E 模具装配 19 3.6.1 绘制三维图 19 3.6.2 零件装配 20 3.6.3 装配爆炸图 23 3.7 ANSYS有限元静力分析 26 3.7.1 分析问题 26 3.7.2 建立模型 26 3.7.3 机头的底部施加位移约束 27 4 仿真加工 35 4.1 Master CAM 仿真加工 35 4.1.1 工艺性审查 35 4.2.2 加工仿真 36 5 结论 44 参考文献 45 致 谢 46 附 录 47 1 绪论 当今市场上出售的塑料制品中,挤出成形制品的种类日益增多，塑料管材、板材、薄膜和异形材等已在应用中占有非常重要的地位。其中异型材制品应用的范围最为广大，相应的异型材挤出机头的需求量也在增加。挤出机头是挤出成型的关键设备，其主要作用是将塑料熔体分布于流道中，以使物料以均匀的速度从机头中挤出，形成所需要的端面形状和尺寸的制品。流道设计是挤出机头设计的关键，其结构的合理性直接影响到挤出制品的质量和生产效率。 1.1 行业模具 没有高水平的模具就没有高水平的产品。模具生产水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水品高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表家电和通信等产品中，大部分的零件都要依靠模具成型。 1.2 国内外模具发展状况和趋势 我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。目前，我国以汽车覆盖件模具为代表的大型挤压模具的制造技术和软件，实现了CAD（计算机辅助设计）/CAE（计算机辅助试验）一体化，提高了挤压模具的设计开发和制造能力，缩短了模具的生产周期。国内的模具企业也在充分抓住现代工业所带来的发展契机，加大设备、产品、生产规模的升级步伐，积极开拓国内外市场。 然而，我国模具制造技术与工业发达国家的差距还很大，挤出模具CAD/CAE/CAM技术的开发手段比较落后、技术的普及率不高，应用不够广泛，仅有约10%的模具在设计中采用了CAD技术，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走，在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，在应用CAE技术制造模具方面，由于缺乏先进适用的制造装备和工艺设备，只有5%左右的模具制造设备被应用于这项工作。精密加工设备在模具加工设备中所占比重较低，工艺设备落后，直接影响国产模具质量的提高。 我国模具工业现有生产能力只能满足需求量的60%左右，大部分模具厂的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，还不能适应国民经济发展的需要。生产挤出模具的专用技术尚未成熟，大多仍还处于试验摸索阶段，如模具的表面涂层、表面热处理技术、导向副润滑技术、型腔传感及润滑技术、去应力技术、抗疲劳及防腐技术等未完全形成生产能力，走向商品化。一些关键、重要的技术缺少知识产权的保护。 模具标准件标准化程度及使用覆盖效率较低，在塑料制造业中被大量使用的模具是挤压模具。近几年来，塑料模具标准的使用覆盖率尽管有了较大，已从20世纪末的25%～30%提高到目前的45%。但这种增长距国际先进水平（一般在70%以上，中小模具在80%以上）差距还很大。这是模具交货期长，也是我国成为模具进口大国的重要原因之一。 目前模具技术的发展趋势模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展；模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展；快速经济制模技术的广泛应用；模具材料及表面处理技术的研究；模具研磨抛光将向自动化、职能化方向发展；模具标准件的应用将日渐广泛；压铸模、挤出模及粉末锻模比例增加；模具工业新工艺、新理念和新模式。还有模具工业新工艺、新理念和新模式，在成型工艺方面，主要是挤出模具功能复合化，模具加工系统自