導語：如何才能寫好一篇模具設計論文，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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一般來說，并沒有不好的材料，只有在特定的領域使用了錯誤的材料。因此，設計者必須要徹底了解各種可供選擇的材料的性能，并仔細測試這些材料，研究其與各種因素對成型加工制品性能的影響。本文只就傳統的熱塑性材料進行分析以說明問題。在注射成型中最常用的是熱塑性塑料。它又可分為無定型塑料和半結晶性塑料。這兩類材料在分子結構和受結晶化影響的性能上有明顯不同。一般來說，半結晶性熱塑性塑料主要用于機械強度高的部件，而無定型熱塑性塑料由于不易彎曲，則常被應用于外殼。這是材料選用的大框，其次，還要根據填料和增強材料繼續選擇。

（一）根據填料和增強材料進行選擇的分析

熱塑性塑料可分為未增強、玻璃纖維增強、礦物及玻璃體填充等種類產品。玻璃纖維主要用于增加強度、堅固度和提高應用溫度；礦物和玻纖則具較低的增強效果，主要用于減少翹曲。玻璃纖維會影響到成型加工，尤其會對部件產生收縮和翹曲性。所以，玻璃纖維增強材料不能被未增強熱塑性塑料或低含量增強材料來替代，而不會有尺寸改變。玻璃纖維的取向由流動方向決定，這將引起部件機械強度的變化。試驗（從注射成型片的橫向和縱向截取了10個測試條，并在同一個拉力測試儀上對它們的機械性能進行了比較）表明，對添加了30％玻璃纖維增強的熱塑性聚酯樹脂，其橫向的拉伸強度比縱向（流動方向）低了32％，撓曲模量和沖擊強度分別減少了43％和53％。

在綜合考慮安全因素的強度計算中，應注意到這些損失。

在一些熱塑性塑料中加入了一系列增強材料、填料和改性劑來改變它們的性質。由這些添加劑產生的性能變化必須認真地從手冊或數據庫中查閱，更好的是聽取原材料制造廠家的專家的技術建議。以選用最為合適的材料。

（二）考慮濕度對材料性能影響

一些熱塑性材料，特別是PA6和PA66，吸濕性很強。這可能會對它們的機械性能和尺寸穩定性產生較大的影響。在進行設計時，應特別注意這種性能，考慮其對產品性能的影響。

模具材料的選用取決于制品材料，細致分析制品材料后，才能在模具設計時選用最為合適的模具材料。

（三）塑料制品模具材料選用

細致分析塑料制品使用的材料后，選取最為合適的模具材料。目前我國市場常見的、適合熱縮性材料的模具材料有：非合金型塑料模具鋼（即碳素鋼）、滲碳型塑料模具鋼、預硬型塑料模具鋼、時效硬化型塑料模具鋼、整體淬硬型塑料模具鋼、耐腐蝕型塑料模具鋼幾種。在模具材料選取時，根據制品材料是否改性和增加填充劑，添加何種添加劑來選取適合的模具材料。例如：制作形狀復雜的大、中型精密塑料制品時，其模具材料可選用預硬型塑料模具鋼；制造復雜、精密且生產時間較長，需要高壽命模具時刻采用時效硬化型塑料模具鋼。具體選用時主要還是要針對塑料制品的材料和模具預計使用情況選取。適宜的材料加上合理的設計將極大的提高模具使用周期，同時也可以提高產品質量。

二、壁厚及相關注意事項對產品性能的影響

在工程塑料零件的設計中，還有一些設計要點要經常考慮，其中對于壁厚的設計尤為重要，壁厚設計的合理與否對產品影響極大，改變一個零件的壁厚，對以下主要性能將有顯著影響：零件重量、在模塑中可得到的流動長度、零件的生產周期、模塑零件的剛性、公差、零件質量，如表面光潔度、翹曲和空隙等。

（一）塑料模具設計工藝中的基礎要求

在設計的最初階段，有必要考慮一下所用材料是否可以得到所要求。流程與壁厚比率對注塑工藝中模腔填充有很大影響。如果在注塑工藝中，要得到流程長、而薄，則聚合物應具有相當的低熔融粘度（易于流動熔解）是非常必要的。為了深入了解聚合物熔化時的流動性能，可以使用一種特殊的模具來測定流程。

增加壁厚不僅決定了機械性能，還將決定成品的質量。在塑料零件的設計中，很重要的一點是盡量使均勻。同一種零件壁厚不同可引起零件的不同收縮性，根據零件剛性不同，這將導致嚴重的翹曲和尺寸精度問題。為取得均勻的，模制品的厚壁部分應設置模心。此舉可防止形成空隙，并減少內部壓力，從而使扭曲變形減至最小。零件中形成的空隙和微孔，將使橫截面變窄，內應力升高，有時還存在切口效應，從而大大降低其機械性能。不同壁厚塑料制品的模具設計時，模腔的要求也不同，根據制品的要求，設計模具的模腔及脫模斜度，斜度要與塑膠制品在成型的分模或分模面相適應；是否會影響外觀和壁厚尺寸的精度。

（二）熱塑性塑料設計中的指標分析

熱塑性塑料一般具有高的延展性和彈性，不需要像具有高剛性、低延展性和低彈性的金屬一樣指定嚴格的范圍。設計者在決定熱塑性塑料模具制品的成本方面起了關鍵作用，合理且不影響產品性能的、縮小公差，較少成本是可以實現的。一般商業上可接受的產品與標準尺寸的偏差不高于0.25-0.3%，但這還需要與應用時的具體要求相結合來判斷。精確的模具可以有效的縮小制品公差，從而降低制品成本。因此，模具精密度對制品生產廠家具有重要意義。

三、塑料模具設計時對收縮值的考慮

為了不對塑料部件制定過分嚴格的范圍，必須要注意一些影響塑料制品尺寸準確性的因素。模具制造的標準必須嚴格遵守，同時要特別注意脫模斜度的重要性，因為它決定了脫模容易與否及防翹曲性能。

還有一個與產品設計相關的重要問題是，當成型品是由不同材料或不同壁厚制成時，其模后收縮值與方向和厚度相關如果復雜的成型對加工的要求非常嚴格，必須要獲得模具原型有關收縮值和翹曲行為的準確數據玻璃增強材料的這一性質最為明顯。玻璃纖維的取向性可在水平方向和垂直方向產生具有顯著性差異的收縮，從而導致尺寸不準確。塑料制品的幾何形狀對收縮也有影響，進而影響到產品的性能，這也是設計者值得關注的一點。因此在此類制品模具設計時要注意制品脫模收縮后的尺寸是否為產品要求尺寸，否則因制品模后收縮值的影響，極有可能導致產品尺寸不符合標準。

結論：

與產品模后性能相關問題還有許多，設計人員可以參考手冊進行設計。總之，在塑料制品模具設計時要充分考慮可能影響制品尺寸、性能、外觀等多方面因素，綜合利弊，選用適合的材料，合理的設計，才能保證產品的性能。

參考文獻

[1]張國棟.模具設計概述[J].中國模具設計，2003,6.

[2]李海龍.注塑模具設計[J].模具前沿，2005,12.

[3]肖海燕.模具設計之材料選用[J].西安機械設計，2006,1.

[4]吳利國.塑料模設計手冊[M].機械工業出版社，2005,1.

[5]張旭.塑料成型工藝與模具設計[M].高等教育出版社，2002,7.

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1制件分析

卡箍制件要求成形加工后表面平整、光滑、無皺折、無壓痕及劃傷等現象。在該制件的制造過程中，成形工序是工藝流程中的重要工序，正確的成形工藝方法、模具結構設計合理與否是加工出合格制件、提高生產效率的關鍵。該卡箍制件結構分析無特殊的裝配和使用要求。彎曲件外形簡單，精度要求不高，工件厚度1mm，定位較為容易，且定位精度易保證，該類似結構的制件較多，材料不同，有不銹鋼、高溫合金、鋁合金、20鋼、銅合金等，根據不同環境選擇不同材料的卡箍制件，以下選擇其中的一種規格來進行分析。沖壓技術要求：材料：LY12-M；材料厚度：1mm；生產批量：大批量；未注公差：按GB/T1804-m級確定。

2工藝存在的問題

原工藝流程為：落料、手工整形、成形（彎曲）。存在的問題：由于操作工人手工整形時手工控制，半成品制件無法達到一致性，造成預彎時尺寸和外觀不一致，壓痕、劃傷，表面不平整、不光滑、圓度差等質量問題，并且工作效率很低，給后續工序帶來很大困難，造成最后一道成形工序后的制件外觀不一致，穩定性不好、質量差、安全性較差。目前簡易彎曲模具如圖2所示，要想解決目前存在的這些問題，必須摸索更合理、高效率、高質量的成形工藝方法，設計合理的模具結構，提高加工質量和效益。

二工藝優化成形方法和模具設計必須著重考慮

通過該工件的工藝性分析可知，卡箍是典型的彎曲件。針對上述存在的問題，提出初步的改進方案，確定用2次成形單工序來代替一次成形來完成。如圖3所示。將工藝流程初步改為：落料、預成形（第一次成形）、成形（第二次成形）。

三模具結構改進根據工藝初步方案，確定為二次成形，即預成形和成形，每次成形由模具來保證。

1預彎模裝配圖結構

自動完成制件的預成形。模具工作過程：毛坯件放在凹模2上，用定位板13定位，上下模分別設置壓料桿6和頂料桿15，可避免彎曲過程中毛坯件竄動。當上模下壓時，壓料桿和頂料桿起定位作用，毛坯逐漸受力向下彎曲，直到凸模、坯料和凹模三者完全壓合，彎曲過程結束。當上模回升時，彈簧回復，頂料桿頂出工序件。

2二次成形模

（卷圓模）裝配圖結構完成成形工序，考慮要卸模和取件方便，用連桿機構來完成這個動作。卡箍卷圓模的工作過程：預成形件放在凹模1上，用定位銷6和定位塊7定位，當上模下壓時，連桿機構帶動推件塊以凸模本身作為滑動軌跡向后移動，凸模逐漸向下壓工序件，直到凸模、坯料和凹模完全壓合，彎曲過程結束。當上模回升時，連桿機構的帶動推件塊向前移動，從而推出工件。

四結束語

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CAE軟件實現了計算機與設計人員相互作用，計算機技術發揮其高效率的特長，設計人員發揮其靈活性特點，這樣就使模具的制作流程更加靈活，并且提高了模具的生產效率。CAE軟件采用計算機技術把設計方案優化，使模具在制作過程中結構合理，工藝參數精確。CAE軟件可以提高企業的生產率，節省時間。CAE軟件實現了設計計算的自動化和圖樣繪制的精確化，這樣就大大節省了設計人員的時間，而且使設計的精確度提高。CAE的使用使設計到制作的時間減少，從而降低了勞動力和材料的成本。計算機的運轉提高了繪圖的效率，計算機進行設計的優化時考慮到原材料的使用問題，確保原材料得到充分利用，節省了企業成本，提高了企業的經濟效益。

2散熱器罩的工藝分析

2．1覆蓋件沖壓工藝的主要特征

在進行覆蓋件的沖壓過程中，盡量運用一道工序就可以完成任務，使覆蓋件的輪廓清晰，如果覆蓋件在兩次工藝才成形的話，會導致成形不完整的問題，使覆蓋件的質量降低。當覆蓋件的形狀確定后，盡可能使覆蓋件表面平滑均勻，使各個部位的變形程度能夠達成統一，在不同的工序完成時，能夠確保各個工序能夠相互調整，使工序的狀態良好。覆蓋件上的孔是在各個工藝完成后再制作，以免在孔的形成過程中產生畸變問題。當覆蓋件成型以后，就可以進行翻遍等工作，先確定好工料的形狀和尺寸，然后對成形的工藝進行分析，對模具的結構進行分析，然后分析在模具成形過程中需要的零部件。

2．2散熱器罩沖壓工藝分析

2．2.1結構工藝介紹

散熱器罩在形狀設計的過程中是對稱的，在覆蓋件的制作中，在水平面上形成X和Y兩個方向，這兩個方向在制作的過程中設計的深度是不一樣的，這就導致了在設計覆蓋件的時候，確定形狀會存在很多的問題，按照覆蓋件制作的特點，為了能夠提高制作的效率，就要減少相關的工序，可以將沖孔與兩邊的工藝在統一的模具中完成，運用水平修邊的方法，使修邊與側壁的沖孔工藝同步進行。散熱器罩是沿著Y方向對稱的，而且其頂部形成一個較為平緩的面，在沖壓的時候可以運用正裝的方式，這樣就不會出現凸模的死角，使模具的形狀可以順利地形成，X邊的深度比較大，在制作的過程中需要進行壓邊操作。

2．2.2沖壓方案的確定

在進行沖壓的過程中，一般都會經過成形、修邊這兩個步驟，在成形的過程中，在X方向因為深度比較大，因此要采用拉伸的方式，在修邊的過程中一般會采用單工序的方式，在拉伸成形的時候，在覆蓋件的制作中一定要注意，一定要在一副磨具中完成，這樣才能夠確保拉伸的質量。

3散熱器罩拉伸成形的CAE分析

3．1CAE仿真分析的功能

在對汽車的覆蓋件進行設計時，運用CAE軟件，實現了軟件的制作的仿真，在運用CAE軟件進行仿真的過程中，首先要運用三維建模的方法，建立一個曲面的模型，然后將零部件的模型放到仿真軟件中，分析二者是否可以匹配。按照沖壓設備在設計中拉伸的效果，從而對接觸的方式進行確定。在模具沖壓的過程中，可以在參考力學模型的基礎上，運用有限元的相關知識，建立有限元的模型，加入零部件的曲面模型中沒有確定補充面，這時，就要運用CAE軟件進行模型表面的設計，從而能夠運用軟件自動生成補充面。在CAE軟件中，由于網格的自動劃分功能并不能很好地實現求解器的需求，當網格被劃分完成后，就可以運用CAE對網格進行檢測，將那些不合格的網格檢查出來。通過對模具的類型進行分析，從而建立分析模型。通過對零部件的分析，從而能夠計算出毛坯的尺寸，運用CAE軟件對毛坯的尺寸進行進一步的計算，從而確定毛坯的形狀，運用CAE軟件分析毛坯的主要輪廓，從而能夠制作出毛坯的主要模型。在對拉伸筋進行定義的過程中，可以分析出金屬的流動狀況，能夠在制作模具的時候防止起皺問題的發生，從而能夠制作出更加平整的模具，運用拉伸筋能夠將成形的數據進行模擬和分析，運用拉伸筋建立幾何模型，這種方法在計算數據時精確度比較高，但是，這種方法在建立拉伸筋模型時需要耗費很多時間，而且在建立拉伸筋模型的過程中容易出錯。也可以運用建立等效的拉伸筋模型的方法，這種方法能夠按照尺寸建立出等效的模型，比較靈活，能夠對數據進行準確地分析，被廣泛地應用。

3．2散熱器罩的CAE仿真分析

在散熱器罩的CAE仿真分析的過程中，在對單元進行劃分的時候一定要格外注意，一般都是運用四邊形單元，而且要根據模型，設計合理的劃分方法，在對自動的網格進行劃分后，其中四邊形單元占單元總數的大部分。在分析沖壓方向的時候，一般都會運用CAE來確定，確保沒有死區的產生，而且盡量可以使拉伸的深度減小。為了能夠使拉伸成形更加得成功，就必須要對模具的工藝進行完善，要對補充面進行設計，并且要分析壓料面的問題，在對壓料面進行設計的時候，不能出現凹凸不平的問題，要使壓料面保持平整，而且要盡量簡化壓料面制作的流程。對壓料面的工藝進行完善，要確定好壓料面的拉伸方向和位置，從而能夠使壓料面的各個部位都能夠均勻分布。在進行壓邊設計后，確定了拉伸筋的結構后，運用CAE的分析，對模具的起皺問題進行考量，模具的內部如果出現了起皺的問題，可以發現，模具出現起皺的部分幾乎都在模具的中心部分，在模具的中間部分，在壓邊的過程中由于受力不足，而且，在拉伸筋設計的環節存在一定的問題，因此，在解決這種問題的時候，可以運用強化壓邊力度，或者是增加拉伸筋的數量，對拉伸筋的位置進行調整，將拉伸筋調整到模具的中間部位，也可以通過使用劑，從而能夠減小摩擦系數。在對模具進行計算的過程中，一般來說，模具的厚度在0.8毫米的時候，能夠形成一個較大的節點，這時不會發生模具起皺的問題，而且不會影響模具的美觀度，也不會出現模具出現局部開裂，給汽車帶來安全隱患的問題。

4結語

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隨著科學技術的快速進步，在生產模具的過程中廣泛應用CAD/CAM技術，通常情況下在以市場調查的基礎上進行周密研究，然后進行生產決策，之后生產計劃下達開始操作手段，緊接著開發設計模具的工作人員使用模CAD工作站，對模具設計中的分析、造型、計算以及繪制工程圖等工作進行完成，而且評價產品性能在設計階段就可以進行，設計者從繁重的繪圖中可以得到解脫，可以在創造性的工作上應用更多的時間。

2CAM過程

2.1集成制造CAD/CAM技術

建立單一的圖形數據庫是模具CAD/CAM系統的集成重點，在CAD、CAM各單元間獲得自動轉換與傳遞數據，使CAM階段能對CAD階段的三維圖形完全吸收，降低了中間建模的誤差和時間；利用計算機反復優化和修改溫度在模具工作中的分布情況，以及在模具中的模具結構、性能以及塑料液體流動、加工精度情況等，在正式生產前查找問題、發現問題，使制模時間大大減少，模具加工精度大大提高。模具集成制造運行圖見圖1，采用CAD/CAM軟件具備詳細設計、基礎設計、概念設計等功能，面向的對象是參數化造型和統一數據庫，它提供了一個良好的平臺發展模具的集成制造技術。

2.2模具高速加工應用CAD/CAM

Salomon于60多年前提出高速加工的概念，并進一步研究了高速加工技術。刀具直徑與主軸速度對高速加工產生很大作用，刀具壽命、所切削的材料及加工工藝等對還高速加工也會產生一定的影響。通常來講，達40000r/min以上主軸速度可加工小型模具細節結構，而稱12000r/min以上的主軸加工速度為高速加工，通常可加工大型汽車覆蓋件模具。高速加工相比于傳統模具的加工方式，其優點為：模具加工工序簡化；模具表面的質量加強；模具加工的速度提高；利于模具修復。因高速加工與傳統加工存在區別，高速加工的加工工藝要求比較特殊，所有的工藝過程都包含于數控加工的數控指令，所以，應用CAM系統在高速加工的系統中對其相應的特殊要求必須滿足：具有全程自動刀柄干涉檢查和自動防過切處理能力；CAM系統的計算編程速度必須很快；優化處理進給率功能；模具高速加工改變編程方式與要求編程人員；具有豐富的、與高速加工要求符合的加工策略。

2.3生產過程管理應用CAD/CAM

基本由個人計算機和小型計算機終端組成CAD/CAM系統的應用網絡，在整個生產過程中FMS管理系統軟件可實施跟蹤管理。如外購件的采購狀況、流轉零件狀況、加工進度、加工品質、收貨狀況等都能夠掌握。通過對這種軟件的應用可以節省勞動力，幫助進行適當的外購物品時機選擇。完善的材料清單生成，就是在庫存管理中使所有加工狀況信息全部進入。然后以加工工藝路線為依據實施加工。停工待料的時間、機床運轉時間的數據及操作人員加工工時都可以通過該系統逐日提供。這樣不僅能夠減少機床空耗的時間，還能計算出實際的生產成本，以此實現生產成本減少的目的。

2.4模具檢測應用CAD/CAM

可移動式三坐標測量儀在傳統模具加工中的作用與三坐標測量儀在配合CAD/CAM系統進行檢驗中的作用有很大區別。CAD/CAM系統測量空間在3250×2090×1370mm中，三標測量儀的任何一點都為0.015mm精度定位，可達40t測量塑料模或沖模的零件質量。測量儀的測量精度如何保持最好的效果，應將它放在一個獨立的機房中，與外界環境隔絕，保持室溫20℃。為了避免振動影響測量結果，安裝三坐標測量儀應在質量為100t的由氣墊支承的混凝土底座上。三坐標測量儀作為一種工具，不僅可以最終檢驗模具品質，也可以在加工過程實施檢測，也就是中間檢驗各道加工工序，從而掌握所需的幾何形狀如何更精確地加工。在對模具實施檢驗的過程中，零件的各部位需以較密的軌跡進行檢測。通常情況下檢驗每一副模具需兩次，在沖壓加工之前一次、之后一次。檢驗的過程中，上、下模型腔的對合狀況應通過理論計算厚度方式測量，從而了解CAD設計數據精度的具體情況。

2.5提高模具精度應用CAD/CAM

引入CAD/CAM系統實施模具制造，對于沖壓模具來講，提高了加工精度，而主模型和靠模不必再使用。如公差加工具有很嚴的要求，且磨削主要型腔面后需要的模具需手工拋光，具有良好效果的是用CAD數據加工，遠勝于靠模和主模型的效果，其根本差距就是加強了控制尺寸。一般情況下模具的主要型腔表面是用CAD數據精確地加工出來的，然后把主要型腔面與其他零件一起配合加工。現階段模具工程師可以利用各種CAD/CAM軟件生成CNC機床的刀具軌跡和實施模具設計，并且還能夠提供用于模具的熱性能分析和鑄造品質改進的有限元分析。

3結語

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（1）理論內容抽象難懂。該課程既有較強的實用性，也有較多的概念和原理知識，但缺少簡明易懂、與理論相結合的實例。學生普遍反映學習難度大，不易理解，漸漸喪失了學習興趣。

（2）缺少對知識的融會貫通和運用。在教學過程中重視單個知識點，卻忽略了從鍛件項目的層面對知識點進行梳理，從而將各知識點貫通運用起來。結果學生知道自由鍛、模鍛、校正等工藝，卻不知道這些鍛造方法在實際生產中如何發揮作用。

（3）試驗項目中缺少模具設計、制造的練習。該課程有4個學時的試驗，在試驗中安排了使用De⁃form-3D軟件進行材料成型分析的內容，結果學生的主要時間和精力用在軟件操作和有限元分析上，卻忽略了應該重點掌握的模具設計知識。

2CDIO工程教育理念

CDIO理念的核心是：以工業產品從構思、設計、制造、投入使用、反饋改進到終結廢棄的全生命周期為載體，培養、訓練學生的工程意識和能力，其范疇不僅包括專業知識，而且涵蓋了學生在進入社會后的終身學習能力，在企業中的團隊交流能力以及在企業和社會環境下的“構思—設計—實施—運行”能力。CDIO在具體實施中具有“基于項目的教學”和“邊做邊學”的特點，以任務為驅動，通過項目的“構思—設計—實施—運行”過程，實現培養學生能力的目標。

3基于CDIO的課程改革思路和內容

根據CDIO理念和思路，從材料成型及控制工程的專業培養目標和《鍛造工藝及模具設計》課程的要求出發，課程組提出了以典型鍛件的生產項目為載體，以鍛造工藝及模具設計為主線，實施項目演練，對課程現有的教學模式進行改革探索，著重培養學生掌握鍛件的工藝流程和模具設計的綜合技能。基于CDIO理念的課程改革內容如下：

（1）重新調整、分配知識點的學時，在知識點講授上，著重于自由鍛的鐓粗和拔長、開式模鍛、模鍛件設計、模具設計這幾項最常用的鍛造方法，其余如自由鍛沖孔、錘上模鍛、特種鍛造等內容，學生只需用少量學時了解即可。同時，課堂講授的重點放在對知識的運用上，通過簡單易懂的實例，運用實物模型、動畫等手段，向學生介紹各種鍛造工藝方法、模具設計要點及壓力設備的選用。

（2）以典型鍛件項目（如連桿）為范例進行教學，給學生講解其鍛造工藝流程，從下料開始一直到完成鍛壓生產檢驗為止。進一步設計連桿鍛模。在講解鍛造工藝的同時，還詳細介紹鍛件圖設計、鍛模設計方法、鍛模加工及所用設備等知識。在整個過程中，以連桿的鍛造工藝流程及其鍛模設計為主線，將各知識點串聯起來，同時結合其他專業課程，使學生學習工藝規程的設計規范、產品檢測、成本分析等知識。學生在這一過程中，初步掌握項目規劃、工藝設計、質量管理等工程方面的概念，對理解鍛造工藝理論知識更加深刻，對課程學習產生了濃厚的興趣。

（3）教師給出2~3個典型的桿類鍛件，要求學生全盤考慮其鍛造過程，規劃工藝路線，編寫工藝規程，設計模具以及制定模具加工方案，并設計詳細的鍛件圖和鍛模圖，作為課程的最終作業。學生可3~5人為1組，也可獨自完成作業。整個過程類似于本科生的畢業設計，學生在指導教師的幫助下，全面深入地了解鍛件生產的規律、規范及要點，建立鍛造專業技術人員的項目觀念和意識。

（4）指導教師選出最有代表性的幾組學生作業進行分析總結，并根據最好的一組作業將鍛模加工出來。這種基于CDIO理念的教學過程與學校的傳統教學方式有很大區別，但與企業中培養工程技術人員的模式基本一致，通過實際的鍛件項目幫助學生獲取技術知識和經驗，有效地激發了學生的學習興趣，使學生從中初步建立起工程意識和概念，對學生適應今后的工作有極大的幫助。

4新課程體系特點

新《鍛造工藝及模具設計》課程體系主要有以下特點：

（1）基于CDIO理念，以典型鍛件項目為載體，以鍛造工藝及模具設計為主線，實施工程項目演練，培養學生的技術綜合能力和工程實踐能力。

（2）實行“從實踐到理論，再從理論到實踐”的教學模式，使學生在這一過程中獲得的知識和經驗，遠比單純地實習或學習理論課程豐富，理解更加深刻。

（3）以典型鍛件項目為范例進行教學，先給學生一個可以參照、模仿的對象，使學生吸收、消化其中的知識和經驗后，進行自主創新設計時不會覺得無所適從。

（4）新課程內容以鍛造工藝及模具設計為主線，涵蓋了鍛造技術的主要知識點，具有較強的實用性和系統性，學生在學習時不再覺得抽象、空洞，起到了良好的效果。

（5）以鍛模的設計、制造為課程最終要求，使學生建立基本的工程意識和創新能力，為今后工作打下扎實的基礎。

5新課程體系實施的關鍵點

新《鍛造工藝及模具設計》課程體系在實施過程中，有以下幾個關鍵點：

（1）教師不僅要有豐富的教學經驗和理論知識，更要有較強的技術能力和實踐經驗，是“雙師型”教師。

（2）選作范例的鍛件項目，內容難度要適中，以鍛造工藝流程和鍛模設計為主線，較全面地涵蓋了相關知識點，從實際出發，使學生清楚地了解作為鍛造專業技術人員所需具備的知識和技能。

（3）教師要采用科學的評價體系，對學生完成鍛件項目的評價不應只以簡單的結果為標準，而應全面地看待學生在這一過程中的表現，不僅需要關注學生對各知識點的掌握程度、鍛造工藝方案的經濟性和可行性、鍛模設計的合理性和實用性等專業技能，還需要關注學生在項目完成過程中的主動性，對新知識、新技能的學習能力，能否在工作過程中及時總結經驗等方面，促使學生全面發展，提高學生對今后工作的適應能力。

6結束語

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在疊層式注塑模具的應用過程中，其需要進行背靠背的設置，在一定鎖模力的基礎上，進行注射劑的任意數量的疊層。受到疊層式注塑模具的中心主噴嘴及其分流板的影響，其流動通道會不斷增大，從而影響了分型面的投影面積的增大。由于疊層的變化，影響了其流道，壓力損失水平是非常大的，注射壓力也比較大，從而影響其型腔的壓力水平，鎖模力的不斷增加，需要進行鎖模力的增加。在日常實踐中，疊層式注塑磨具需要分兩個層面進行塑件的頂出。在開模行程的校核過程中，需要進行液壓、機械式鎖模機構注射劑的應用，這里可以先忽略模具的厚度。在疊層式注塑磨具的應用過程中，需要進行抽芯距離的考慮，進行一定傳動比的齒輪齒條的應用，保證這一系列的同步開模機構的應用，這也要明確疊層式注塑模具與塑件高度之間沒有關系。在實踐應用中，中心主噴嘴不能過長或者過短，如果模具閉合時，中心主噴嘴不要超出注射機噴嘴的機座距離。由于模具與中心主噴嘴的分型移動影響，需要保證開模環節中中心噴嘴的定模部分留置，避免中心主噴嘴頭部的溢料的滴入。在疊層式注塑模具的應用中，可以進行普通流道澆注系統的應用，這里完全可以實現冷流道澆注系統及其熱流道澆注系統的協調。在熱流道澆注系統的應用中，進行注射壓力的傳遞，從而提升塑件的成型質量，保證自動化生產工作的開展。

2外疊層式注塑模具發展及其應用情況

目前來說，國外疊層式注塑模具技術體系是比較成熟的。這可以看出國外的冷熱道技術的發展應用速度，熱流道疊層式注塑模具技術在國外被廣泛的應用，發達國家在該技術上的水平是比較高的。這種旋轉疊層式注塑模具技術提升了疊層式注塑模具的應用范圍。注射機開模行程的缺點克服，來自于分配熔體的裝置，克服了注射量的不足，實現了不同層次的熱流道疊層式注塑模具的應用，更好的提升注塑模具的生產應用能力。疊層式注塑模具的應用，也得益于新型疊層式模具的開發利用，從而實現了其各種材料的協調性。新型疊層式模具的應用扮演著非常重要的地位，其功能也呈現多樣化的特點，比如有多種顏色及其多種材料成型功能。旋轉疊層式注塑模具是由中心模板、定模板、動模板等形成，模具打開時可以實現不同方向的旋轉。相對于國外發達國家的疊層式注塑模具技術，我國的疊層式注塑模具技術體系是比較落后的。在生產應用中，進行熱流道疊層式注塑模具的應用比例比較少。在設計環節及其應用環節，和國外的先進疊式模具技術存在較大的差距。為了盡快的適應國際化的市場競爭需要，我國必須進行疊層式注塑模具體系的健全，保證在國際市場中進行主動權的掌握，保證企業經濟的可持續發展。在疊層式注塑磨具的應用過程中，我國的白酒杯蓋雙層注塑模具是比較出名的，其實現了塑件及其流道凝料的模內分離，其內部的各個層的分型面不斷脫出，有利于模具結構的簡化進行了分型距離的降低，有利于當下自動化生產工作的開展。這也需要進行塑件的留模可靠性及其主流道襯套的應用。有一種每層八個型腔的注塑模具，其四級主流道依次進行串聯，進行擺桿同步分型的采用，其模具的結構具備簡單化，運行起來比較可靠。其模具流道比較長，在充模過程中溫降性大。還有一種直角進澆流道疊層式注塑磨具，這種模具進行了進澆口位置的改變，將其進澆口進行中心的布置，其與開模方向形成直角，這也需要進行直角式注射機的應用，進行熱流道的延伸的改善，進行塑料熔體的分流板及其注射機噴嘴的距離改變，進行結構設計的優化。還有一種疊層式磨具，是淺盒形件順序開模熱流道式，這種模具具備兩層型腔，非常有利于生產效率及其設備利用效率的提升，有利于生產成本的降低。碟支架熱流道疊層模具進行了雙層熱流道結構的應用，進行齒輪、齒條等的應用，實現了模具的順序開模及其塑件的頂出，其生產塑件的尺寸及其外觀都滿足工作的需要，從而促進生產效率的提升，從而保證其生產成本及其廢品率的下降。這種應用模式非常有利于工藝參數的優化，能夠針對塑料進行填充、保壓及其冷卻，有利于針對空調面板疊層式模具的成型，有利于進行動態化的模擬，更有利于成型工作的良好開展，有利于其工藝工作的良好開展。還有一種以Pro/EngineerWildfire軟件為基礎，通過模具專家系統EMX4.1調用和修改模架、熱流道板及噴嘴，設計了一款球形攝像頭內側支架疊式熱流道注塑模具，并從設計過程中遇到的問題提出了對疊式模具元件的標準化要求。在疊層式注塑模具的應用中，比如進行熱流道疊層式注塑模具的應用，需要進行注射機能力的有效發揮，從而進行人力資源及其機器設備資源的節省，有利于進行生產效率的提升。目前來說，我國的疊層式注塑模具的設計環節及其加工環節的成本較高，這就需要做好相關的改進工作，從而進行模具成本的降低，從而提升其應用范圍。這需要完善疊層式注塑模具的設計理論，縮短研發周期；延長一些核心元件（如加熱元件、溫控元件等）的使用壽命。這需要保證普通注射模型設備及其疊層式注塑模具的配套性，這也需要進行CAD/CAE/CAM技術的應用，保證設備的良好設計及其應用，保證分析環節及其加工環節的協調，實現模具結構的優化。這就離不開疊層式注塑模具的通用零件的標準化，提升其商品化。進行壓力傳遞能力及其抗壓力的提升。從而保證疊層式注塑模具各種應用能力的提升，實現厚壁塑件的良好生產工作。通過對不同工作工藝的協調，提升疊層式注塑成型工藝的效益，實現疊層式注塑成型工藝水平的提升。實現疊層式注塑成型的全自動化。隨著相關技術的不斷改進，疊層式注塑模具在塑料制品加工中的應用將會不斷擴大，尤其是熱流道疊層式注塑模具的經濟性更能適應市場的需要，更能創造出巨大的經濟效益，也符合我國裝備制造業發展的要求，將來必有廣闊的市場前景。

3結束語

篇7

某汽車零件扇齒，材料為玻璃纖維增強聚酰胺66，平均收縮率為0．5％。該零件同時具有扇形斜齒輪和直齒輪，為了減少產品變形，內部設計了加強筋，此外，產品在3個方向有內凹結構。斜齒輪的成型與推出，以及側抽芯機構是該模具設計的難點。

2模具設計要點

2．1模塊總體結構

該模具為假三板模結構，需要3次分型，其中，動模板和定模板之間的C－C分型面為主分型面，它的作用是取出產品和澆注系統凝料。動模座板和動模板之間為A－A分型面，它是為動模滑塊機構而設計的。與一般模具不同，它在支撐板和動模板之間增加了B－B分型面，以保證產品斜齒輪部分能夠順利脫模。模架為非標準模架，為縮短模具開發周期，降低制造成本，可在龍記EAI－3535－A100－B100－C100－L340標準模架的基礎上進行改造，將定模一側的導柱安裝在撐板上，同時相應在動模板上增加導套與導柱配合。

2．2斜齒旋轉脫模機構

塑件斜齒部分的脫模是本模具設計的難點，斜齒輪要采用旋轉頂出機構才能順利脫模。完整斜齒輪的頂出一般依靠斜齒的扭力讓型腔旋轉，為了使轉動順暢，需在型腔外套裝軸承，只能適用于較小的齒輪。本塑件為非完整齒輪，內部結構復雜，因此型腔不能整體旋轉，同時如果僅依靠齒輪的扭力使型腔轉動，也容易破壞塑件。本模具設計了一個圓弧形滑塊，滑塊的側面加工成與斜齒輪相同螺旋角的螺旋面，斜齒輪成型塊通過銷釘和螺釘安裝在圓弧滑塊上。同時將動模板和動模型芯加工出1個半圓槽，槽的側面也是螺旋面，與圓弧滑塊配合，圓弧滑塊裝在支撐板上的T型槽內，在動模板和支撐板之間增加一個分型面，當動模板和支撐板分開時，圓弧滑塊隨支撐板一起移動，由于型芯螺旋面的約束作用，對圓弧滑塊產生一個扭力，使圓弧滑塊同時在支撐板的T型槽內旋轉，實現塑件斜齒部分的脫模。

2．3動模型芯鑲件

動模型芯比較復雜，為簡化其加工工藝，將塑件直徑14mm軸孔的成型部分設計成小型芯的形式，小型芯一般固定在主型芯上，因本模具型芯比較復雜，塑件對型芯包緊力較大，為分散脫模力，防止脫模時塑件變形，將小型芯固定在支撐板上，開模時該小型芯和斜齒輪成型塊一起首先與塑件脫開。小型芯設計成階梯形，與主型芯配合部分有1°的錐度，以減少小型芯與主型芯之間的摩擦，同時為了防止小型芯的旋轉，在其安裝端加工成一個平面。

2．4側抽芯機構

側向抽芯機構包含2個定模滑塊和1個動模滑塊。由于產品有2個倒扣位置距離動模板較遠，如果采用動模滑塊成型，滑塊的高度尺寸會很大，開模時易產生較大的顛覆力矩，使滑塊運動不暢，容易卡死。因此距離動模較遠的2個倒扣位置使用定模滑塊成型。為了獲得滑塊運動的動力，需要增加一分型面，因此，定模滑塊結構復雜，加工難度大，成本高。圖4為2個定模滑塊，鎖緊塊和滑塊采用T型槽聯接，鎖緊塊通過螺釘固定在定模座板上，滑塊安裝在動模板上，動模座板和動模板分開時，鎖緊塊帶動滑塊實現抽芯動作。因此，鎖緊塊既負責滑塊的鎖緊，又提供滑塊動作需要的抽芯力。這種類型的抽芯結構，加工成本高，裝配不方便，但其承載力大，結構緊湊，動作可靠，在定模滑塊中應用廣泛。設計時注意在開模的極限位置鎖緊塊不能脫離滑塊的T型槽。動模滑塊為滑塊＋斜導柱的結構形式。因定模板較厚，并且開模時定模板和定模座板要分開，所以將斜導柱安裝在楔緊塊上，依靠定模板壓緊。

2．5順序打開機構

由模具總體結構可以看出，模具有3個分型面，模具必須先打開A－A分型面，接著打開B－B分型面，最后打開C－C分型面。為了保證3個分型面的打開順序和打開距離，需要使用定距分型機構。在本模具中，保證分型面打開順序和距離的元件有彈簧、限位螺釘、尼龍開閉器限位螺釘和滑塊式順序開模機構組成。滑塊式順序開模機構由拉鉤63、滑塊座64、小滑塊6及推塊66組成，需要2套，對角安裝在模具的外側。彈簧、限位螺釘以及尼龍開閉器各需要4個，對稱安裝在模具的內部。

2．6推出系統

推出系統主要由圓推桿、扁推桿、推管、中心銷、復位桿、推板、推板固定板等元件組成。因為支撐板和動模板之間有一個分型面，為防止支撐板和動模板分開時推出系統跟隨支撐板移動，采用比標準長度短25mm的復位桿，然后加工4個高度為25mm的錐臺，作為擋塊，使用M8內六角螺釘將擋塊安裝在4個復位桿的頭部，限制整個復位系統的后移。

3模具動作過程

經過合模、注塑、保壓、冷卻等階段，模具的開模過程如下。第1階段：注塑機合模系統拉動動模開模，在彈簧34的作用下，模具首先從A－A分型面分開，同時鎖緊塊50，59分別驅動側滑塊49，32運動，實現側向抽芯；澆口套與定模板分離，主流道凝料從澆口套內拉出。該分型面分開的距離為55mm，由定距螺釘9決定。當定距螺釘的頭部與定模板接觸后，定模板停止移動，A－A分型面分型結束。第2階段：定模板停止移動后，開模系統的拉力大于尼龍開閉器16和動模板圓孔之間的摩擦力時，B－B分型面分開，斜齒輪成型塊48和圓弧滑塊47在支撐板3的帶動下后移，同時因為型芯螺旋面的約束作用，在支撐板T型槽內旋轉，實現斜齒輪成型塊與塑件斜齒部分的分離，該分型面分開距離大于18．9mm后，斜齒輪成型塊與塑件斜齒部分完全脫開，該分型面最終分開的距離為25mm，由定距螺釘17決定。第3階段：在第2階段的后期，斜齒輪成型塊與塑件斜齒部分完全脫開后，外置定距分型機構中的小滑塊65即開始在推塊66的作用下滑動，并在B－B分型結束時與拉勾63脫開，C－C分型面開始打開，動模滑塊13開始在斜導14柱的作用下做抽芯動作，同時定模一側的型芯嵌件也逐漸與塑件分離。第4階段：完成開模動作后，頂出機構推動推板41、推板固定板40、推桿21、推管24，將塑件從動模型芯36及中心銷23推出，推出行程為55mm。將塑件取出后，注塑機合模，開始下一注塑循環過程。

4結論

篇8

Linux下802.11驅動的結構

1802.11網卡分類

802.11無線網卡的軟硬件結構如圖2所示：圖2的最左側是天線和收發器，用來從空中接收信號或將信號發向空中。中間部分的基帶處理器（BasebandProcessor）是數字和模擬組件之間的接口，它負責處理負載的擴頻調制，檢測物理載波，并且當接收到的電波能量超過一定的閾值時，會加以解調。MAC負責完成協議規定的部分介質訪問控制功能，具體的功能隨不同的硬件實現而不同，其他的介質訪問功能由驅動模塊實現。QoS是服務質量功能的實現模塊。SecurityEngine實現硬件加解密功能。在不同的硬件實現中，QoS和SecurityEngine兩個模塊可能有也可能沒有，如果沒有，其對應的功能就由驅動模塊實現。圖3的左側和中間部分是硬件實現部分，它們通過不同的總線接口和主機相連，這個接口可以使USB，也可以是PCI或其他總線接口。最右側是主機的軟件部分，底部驅動模塊負責控制硬件，結合硬件的功能實現完整的MAC層功能。從硬件接收的幀在驅動模塊中進行處理后將被傳遞到上層協議棧，上層協議棧傳來的數據包將被驅動模塊封裝成幀后傳給硬件。

從上面的討論可以看出，802.11協議規定的功能可以由硬件實現，也可以交給驅動模塊去實現，根據MAC層管理實體（MLME）的管理功能是由軟件實現還是硬件實現，802.11網卡可分為三類：FullMAC：MLME由硬件實現的網卡，當前只有很少的網卡是FullMAC類型的，Intel的iwmc3200是其中的代表。SoftMAC：MLME由驅動軟件實現的網卡，由于這種網卡允許通過軟件對硬件進行更精細的調整，便于功能升級，所以現在大部分的網卡都是SoftMAC類型的，比如Ralink的RT2X00系列，Atheros的AR5xxx系列等。

HalfMAC：介于上面兩者之間，MLME的一部分由硬件實現，另一部分由軟件實現。然而，即使同樣是SoftMAC類型的網卡，不同廠家不同系列的網卡在軟硬件之間的功能分配仍然會存在不同，所以針對不同系列的網卡，仍然需要不同的驅動模塊。本文接下來討論的內容將主要集中在SoftMAC類型的網卡上。

2Linux下802.11協議棧結構

在Linux內核2.6.22及以后的版本下實現SoftMAC類型網卡的驅動比較簡單，因為2.6.22及以后版本的內核中包含了802.11協議棧框架，這個協議棧實現了802.11不同模式下的MLME的功能和其他相關功能。協議棧結構如圖3所示：由于802.11協議棧在2.6.22版本加入內核，所以當前多種方式開發的網卡驅動模塊并存于一個Linux內核里。一些舊的驅動程序（Olddriver）使用WirelessExtension（wext）作為用戶空間配置驅動的接口，這些舊的驅動程序可能自己實現MLME的功能（SoftMAC類型的網卡）也可能使用其驅動的網卡硬件提供的MLME的功能（FullMAC類型網卡）。

當前的802.11協議棧由兩部分構成：cfg80211和mac80211。cfg802.11負責管理網卡設備和網絡接口的關聯關系，并通過nl802.11接收用戶空間對網卡的配置，同時，為了向后兼容，也支持使用WirelessExtension（wext）進行配置。對于FullMAC類型的網卡，可直接通過cfg80211提供的框架來編寫驅動模塊。mac80211使用cfg80211提供的配置框架，為驅動開發者提供一個給SoftMAC/HalfMAC類型的網卡開發驅動模塊的框架。驅動需要的MLME的功能由mac80211提供。

Linux下802.11驅動模塊的總體設計流程

Linux內核代碼由許多子系統模塊組成，并且各個子系統之間可能會有依賴關系。各個子系統模塊實現相應功能的通用操作流程，并提供定義好的結構體和函數指針，而與硬件或具體算法相關的數據信息和操作由開發者提供。內核開發者只需要按照子系統的要求實現相關函數，填寫并向子系統注冊相關結構體就可以實現具體的功能。例如要開發USB設備驅動程序，開發者需要根據具體的設備信息填寫描述驅動程序信息的structusb_driver結構體和描述驅動程序所支持的設備信息的structusb_device_id結構體，并實現structusb_driver結構體中規定的回調函數。至于這些函數如何實現，則由具體的設備和開發者設計的算法決定。

一個802.11網卡驅動的設計，需要Linux內核中多個子系統模塊的支持，例如，一個使用USB總線的SoftMAC類型802.11網卡驅動模塊與Linux內核中各子系統的依賴關系如圖4所示：在圖4中，箭頭由依賴模塊指向被依賴模塊。網卡驅動模塊需要依賴usb子系統提供的功能來驅動總線和網卡通信，同時，為了完成802.11協議規定的功能，驅動模塊需要使用相關的結構體向mac80211子系統注冊自己，并實現mac80211規定的回調函數。mac80211依靠cfg80211子系統與用戶空間通信，使用戶空間能夠對網卡進行配置。綜上所述，802.11網卡驅動的設計過程就是按照各子系統的規定，填寫并注冊結構體，設計子系統規定的函數的過程，設計流程如圖5所示

數據包信號強度信息的提取與向協議棧上層的傳遞

1設計思路

為了滿足一些分布式網絡平臺對于接收數據包的信號強度信息的需求，需要在接收每個數據包時，從硬件中提取能夠指示接收這個包時的信號強度的數值，并與接收到的包對應存儲，傳遞到協議棧的上層。802.11協議中，在物理介質相關層（PMD）及以上各層使用接收信號強度指示（RSSI）來衡量接收到的當前物理幀的信號強度。對應到圖2的軟硬件結構中，就是由基帶處理器（BasebandProcessor）測量并生成。RSSI的取值范圍為0至RSSIMax，802.11協議規定RSSIMax的值小于等于255。

802.11協議規定的RSSI是一個相對值，它僅僅用來指示信號強度的相對大小，而其與dBm值之間的對應關系由網卡芯片廠商自己定義。RSSI值在網卡和驅動內部用來指示接收到的信號強度的大小，網卡和驅動借此來完成判斷某個信道是否空閑，判斷是否該切換接入點，控制傳輸功率等操作。由于RSSI值僅僅用在網卡和驅動內部，所以即使各個廠商的定義方法不同，只要驅動程序正確，并不影響兼容性。RSSI值是在網卡和驅動內部使用的，不傳到上層協議棧。

為了使分布式網絡平臺的上層協議能夠得到接收包的信號強度信息，需要在驅動模塊里針對每一個接收到的數據包，提取RSSI值，并根據特定的網卡芯片將RSSI值轉換成dBm值，與數據包對應存儲，一并傳遞到協議棧上層。數據包在協議棧中的傳輸路徑如圖6所示一般而言，網卡芯片廠商都會選擇將RSSI值與接收到的幀一并通過USB總線傳遞給主機，而負責驅動模塊和USB子系統之間數據傳遞的是structurb結構體，所以驅動模塊可以從接收數據幀的structurb結構體中得到RSSI值，具體的操作過程會因不同的網卡芯片而不同。

在Linux內核中，負責在協議棧各層之間傳遞數據包的結構體是structsk_buff。驅動模塊在得到數據幀和對應的RSSI值后，將RSSI值轉換成dBm值，與數據幀一并存入structsk_buff中，向協議棧的上層傳遞。這樣分布式無線網絡平臺的相關協議在得到接收到的數據包的同時就可以得到接收這個包時的信號強度dBm值。具體結構如圖7所示：

2應用：使用RSSI改進AODV路由協議性能

分布式無線網絡平臺可以根據自己的需要來使用數據包對應的信號強度信息。下面以筆者曾經使用過的瑞士烏普薩拉大學開發的AODV協議來說明信號強度信息的使用。AODV路由協議會維護當前的鄰居列表，并在需要傳輸數據時從鄰居中選擇一個作為下一跳節點。標準的AODV協議會選擇最先響應路由請求信息的鄰居節點作為下一跳節點，但這種方式在以802.11無線網絡中卻有可能造成選擇的下一跳節點不理想的情況。這是因為802.11中節點是公平的競爭無線網絡信道，這就會造成可能鏈路質量不高的鄰居節點最先占用了信道，從而成為一個不理想的下一跳節點。這樣的下一跳節點不僅使數據傳輸速率不高，而且容易使傳輸失敗。如果利用接收包的信號強度信息，只維護信號強度足夠好的鄰居節點，那么在路由請求時獲得的鏈路質量就會比較高，網絡會更加穩定，數據傳輸速率也有顯著提高。具體的設計結構如圖8所示：AODV內核在過濾維護鄰居列表的控制信息的時候，會過濾掉信號強度過低的控制信息，這樣act_nb_list中都是鏈路質量足夠好的鄰居。AODV路由守護進程在路由請求過程中會參照鄰居列表的信息選取下一跳節點。

3測試結果

經過實際網絡實驗平臺的測試，更改后的AODV在路由特別是多跳路由穩定性方面要提高很多，多跳路由的數據傳輸速率也有顯著提高。具體測試環境如下表：

篇9

模具畢業論文

產品分析：汽車連桿油封蓋如圖1所示,材料為08Al,料厚1.5mm。零件尺寸精度高,為保證密封,內表面要求光亮平整,為方便裝配,端口內外均倒角。對于倒角國內廠家大都采用金屬切削加工成形,生產效率和經濟效益低,不利于降低生產成本。本設計采用沖壓成形。

圖1汽車連桿油封蓋

2工藝分析及計算

2.1沖壓工藝分析

(1)制件材料塑性較好

對拉伸、成形比較合適。

(2)對于制件端口倒角,從工藝上首次提出利用沖壓成形。如果坯件端口平齊,端口倒角可以利用沖模鐓角成形,但由于板料具有方向性和凸、凹模之間的間隙不均等原因,拉伸后的工件頂端一般都不平齊,為保證端口平齊需要增加修邊工序。

鐓角采用冷鐓擠壓成形,而工件端口內外都需鐓角,如在同一道工序上實現則出件困難,需分成兩道鐓角工序。

(3)從制件形狀看,屬階梯形拉伸件。階梯形件的拉伸與圓筒形件的拉伸基本相同,其主要考慮的問題是階梯件是否可以一次拉成。

毛坯尺寸計算采用一種新的方法,按拉伸件體積不變原則,毛坯直徑D按如下公式計算:

式中:T———材料體積

t———材料厚度。

按圖1可計算得:D=70.9mm,毛坯相對厚度為t/D×100=(1.5/70.9)×100=2.1,按小階梯直徑得拉伸系數為m=(24+1.5)/70.9=0.36,查表得相應筒形件極限拉伸系數為0.50,前者小于后者,可以判斷不能一次拉伸成形。

小階梯直徑與大階梯直徑之比d2/d1=24/49=0.49,接近極限拉伸系數0.5,按階梯形件的多次拉伸原則,先拉出小階梯法蘭件。考慮到直接在壁部修邊會使模具結構復雜,成本高,不易操作,在小階梯法蘭件上修邊,然后將法蘭翻邊拉伸大臺階,以保證端口平齊。

(4)制件尺寸精度、同軸度要求高,內表面要求光亮平整,且圓角R0.5、

R1mm較小,需要增加整形工序。

篇10

課程組教師通過走訪寧德地區模具行業、企業進行調研，獲悉沖壓（五金）模具相關企業的產品主要以沖裁模具、拉深模具、彎曲模具等為主.按照企業實際生產過程及學生的認知規律，設計了沖壓成形基礎、沖壓模具與設備、沖裁模設計、彎曲模設計、拉深模設計、成形模具設計、沖壓模具制造與裝配共七個教學單元，30個工作任務.每個單元以典型沖壓件為載體，載體由簡單到復雜，涵蓋了沖壓模具設計及主要零部件制造所涉及的全部知識點和技能點，每個單元都是一個沖壓制件完整的模具設計及其主要零部件制造的過程.學生由易到難完成這些項目，逐步掌握沖壓模具設計及主要零部件加工的方法和技能，最終達到“沖壓三級模具設計師”的職業能力，實現“學生”到“準員工”的轉換.

2單元教學設計

第一單元“沖壓成形基礎”，計劃6學時，擬安排在多媒體教室、模具制造實訓中心實施教學.本單元通過到模具制造實訓中心參觀講解及多媒體展示，明確本課程的學習內容、任務及要求；同時掌握沖壓成形的基本概念及特點，以及沖壓成形技術的現狀和發展方向.第二單元“沖壓模具與設備”，計劃10學時，擬安排在模具設計實訓中心、模具制造實訓中心實施教學.本單元通過到模具企業參觀，在模具制造中心進行模具拆裝及安裝調試，并進行模具測繪，了解沖壓模具及沖壓設備的種類，知道沖壓模具的構成及工作原理，了解模具在壓力機中的固定方式及簡單調試，了解現代模具的設計手段和方法，了解模具的設計制造流程.第三單元“沖裁模設計”，計劃40學時，擬安排在多媒體教室、模具設計實訓中心、模具制造實訓中心、模具CAD/CAM實訓室實施教學.本單元通過對閩東常見的一種Y70電機定子沖片沖裁工藝及模具的設計，借助動畫錄像等影音資料，使學生明白沖裁的基本概念，沖裁變形過程分析，沖裁工藝及模具與壓力機的關系，沖裁模間隙對沖裁質量的影響，沖裁模設計程序；能進行排樣設計，凸模與凹模刃口尺寸的計算，沖裁力和壓力中心的計算，沖裁模的結構設計及其主要零部件結構設計和標準選用.第四單元“彎曲模設計”，計劃26學時，擬安排在多媒體教室、模具設計實訓中心、模具制造實訓中心、模具CAD/CAM實訓室實施教學.本單元通過對保持架彎曲工藝及模具的設計，借助動畫錄像等影音資料，使學生明白彎曲成形的概念、特點和用途，彎曲變形的過程及變形特點，彎曲工藝及模具與壓力機的關系，彎曲件的工藝性影響因素，卸載后彎曲件的回彈對彎曲件的影響；會彎曲件坯料尺寸的計算，彎曲回彈值的確定，彎曲力的計算及壓力機的選擇，彎曲件的工藝設計，彎曲模結構及各零部件的設計或選用.第五單元“拉深模設計”，計劃32學時，擬安排在多媒體教室、模具設計實訓中心、模具制造實訓中心、模具CAD/CAM實訓室實施教學.本單元通過對蓋零件拉深工藝及模具的設計，借助動畫錄像等影音資料，讓學生知道拉深成形的基本概念和特點，圓筒形件拉深變形的過程和力學特征，拉深工藝及模具與壓力機的關系，其它形狀拉深件的工藝；能進行拉深件工藝性分析，分析拉深工藝中的起皺和拉裂現象，回轉體件的拉深坯料尺寸計算，圓筒形件拉深工序尺寸計算，拉深力計算及壓力機的選用，拉深工藝的輔工序的選用，拉深模具的典型結構及工作零件的設計.第六單元“成形模具設計”，計劃18學時，擬安排在多媒體教室、模具設計實訓中心、模具制造實訓中心、模具CAD/CAM實訓室實施教學.本單元通過對脹形、翻邊、縮口及校形工藝及模具設計，借助動畫錄像等影音資料，了解成形工藝的分類和模具特點，脹形、翻邊、縮口及校形的變形特點和極限變形程度；學會脹形、翻邊、縮口及校形工藝設計及其計算，正確選擇壓力機，脹形、翻邊、縮口及校形模具結構及零部件的設計.第七單元“沖壓模具制造與裝配”，計劃24學時，擬安排在模具設計實訓中心、模具制造實訓中心、模具CAD/CAM實訓室、生產現場實施教學.本單元通過對普通機械加工方法、特種加工方法、及典型沖壓模具常用的裝配方法和裝配工藝路線等知識的講授，使學生掌握模具結構類零件加工工藝路線的擬定以及工藝系統的選擇方法，會分析加工中所產生的質量問題；掌握模具工作零件常見特種加工方法的原理、加工精度，會分析加工中所產生的質量問題；會擬定和編制中等復雜程度模具的裝配工藝，會分析、解決裝配過程中出現的質量問題，培養學生分析問題和解決問題的能力.

3教學方案設計

本課程的七個教學單元———沖壓成形基礎、沖壓模具與設備、沖裁模設計、彎曲模設計、拉深模設計、成形模具設計、沖壓模具制造與裝配———共設計出30個工作任務.這30個工作任務分別為：沖壓成形技術與模具材料選用；沖壓變形理論基礎；沖壓模具與沖壓工序；沖壓設備及選用；沖裁變形過程分析；沖裁工藝計算；沖裁工藝規程制定；沖裁模典型結構；沖裁模零部件設計；沖裁模設計程序；彎曲變形過程分析；彎曲工藝計算；彎曲工藝規程制定；彎曲模典型結構；彎曲模零部件設計；彎曲模設計程序；拉深變形過程分析；拉深工藝計算；拉深工藝規程制定；拉深模典型結構；拉深模零部件設計；拉深模設計程序；復雜形狀工件拉深模設計；脹形工藝與模具設計；翻邊工藝與模具設計；縮口工藝與模具設計；校形工藝與模具設計；沖裁模的制造與裝配；彎曲模的制造與裝配；拉深模的制造與裝配.根據這些工作任務，學生由易到難，逐步掌握沖壓模具設計與制造的知識、方法和技能，最終達到“沖壓三級模具設計師”的職業能力，提升學生的就業本領.根據這30個工作任務各自不同的知識和技能要求，教師按照統一的欄目內容和順序分別進行合適的教學方案設計，使之滿足教學要求，實現教學目標.經過近幾年的研究和實踐，教師制定并完善了工作任務教學方案的欄目內容和順序，共16項：單元三、教學任務三、教學參考學時、學時分配、學習目標、教學主要內容、教學實施、教學參考綜合案例、學生綜合實訓案例、教學方法與教學手段、考核標準與評價（對知識與能力進行定性或定量的評定）、學生知識與能力要求、教師的知識與能力要求、課程教學實施條件、教學準備與實施、課后強化.比如“沖裁模設計程序”工作任務中“教師參考綜合案例”所選取的企業典型產品為閩東地區企業中非常常見的電機定子片的模具設計實例.電機電器是閩東地區最大的支柱產業，而定子片是電機里一個非常常見的零部件.其形狀尺寸與要求，該載體的工作任務具有綜合性、完整性和代表性的特征，同時源于企業真實產品，并經過教學加工，能夠滿足教學要求.在“沖裁模設計程序”工作任務中“學生綜合實訓案例”中，給出了上述電機定子片模具設計工作任務的一種設計結果.要求學生根據其裝配圖與排樣圖，進行其非標準零件圖的進一步設計和完善，并在標準圖紙上完成該模具裝配圖和零件圖的繪制.

4教學資源開發與利用

（1）充分利用教育信息化技術開發教師ppt課件、教學輔助光盤、網上在線答疑與測試等，通過搭建多功能動態的課程學習與訓練平臺，使學生的興趣、熱情、創造思維得到充分調動和提高.

（2）利用現代多媒體技術開發模具庫和模具動畫素材，將模具拆裝、典型模具結構等視頻上網，通過網絡為學生提供大量模具技術方面的素材、輔助資料以及在線幫助，為學生的自主學習提供一個技術平臺.學生在豐富的感性認識基礎上可以更好地理解、掌握抽象的內容.

（3）積極利用學校圖書館、專業期刊、行業企業網站等多種資源，使教學內容朝多元化發展，以拓展學生的就業能力。

（4）利用計算機仿真技術及模具CAE軟件虛擬現實技術，進行虛擬項目、虛擬設計、質量分析等，提高教學效率.這些技術的合理利用，使學生盡快完成從學生到員工的轉化.