加工工艺学位论文

模具专业学生毕业设计模式的实践与探讨深圳大学工程技术学院(广东深圳 51806O) 程 蓉 李积彬 王贤坤 王红志[摘要] 以深圳大学99级模具专业学生的毕业设计模式的改革为例，探讨了计算机技术在模具专业学生毕业设计中的应用范围、步骤及结果，明确指出了模具设计理论同先进设计方法相结合在模具专业学生毕业设计教学环节的重要性和必然性。关键词 模具设计 毕业设计 计算机技术1 引言模具是一种技术密集、资金密集型产品，在我国国民经济巾的地位也非常重要。模具工业已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业。由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。根据社会发展对模具专业学生的新要求以教学生的实际情况，探圳大学工程技术学院对99级模具设计方向学生的毕业设计的进行了较大的改节，并取得了较好的效果。2 模具专业学生培养目标深圳大学模具设计专业隶属于深圳大学工程技术学院机械制造及其自动化专业，主要是从事注射模的设计与制造。为了明确本方向的培养目标，我们对珠江三角洲，特别是深圳周边地区模具企业进行了比较广泛的社会调查，调查结果表明，用人单位要求毕业生有较高的思想品质和道德修养，爱岗敬业和较好的与人协调共事能力，要求毕业生基础理论扎实，着重基本技能的掌握和再学习能力，要求毕业生熟练掌握外语，有一定的计算机软件应用和开发能力。根据调查结果分析，我们把模具专业人才培养的规格定位于：面向各类型企业，培养爱岗敬业，具备机械及各类模具设计与制造基础知识，具有较强的再学习能力和创造能力，能在模具生产第一线从事模具设计制造、技术开发、应用研究和经营销售的应用型工程技术和管理人才。据此把拓宽专业口径，课程体系合理，教学内容优化、实验研究能力强，社会适应面宽，作为本方向教学的基本指导思想，将模具设计理论、实践与及计算机应用融合为一体。3 计算机技术在注射模中的应用领域塑料产品从设计到成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具结构设计、模具加工制造和塑件生产等几个工要方面。它需要产品设计师．模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代、不断优化的过程。传统的手工设计已越来越难以满足市场激烈竞争的需要。计算机技术的运用，正在各方面取代传统的手工设计方式，并取得了显著的经济效益。计算机技术在注射模中的应用主要表现在以下几个方面：(1)塑料制品的设计：基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台，而且制品的质量、体积等各种物理参数为后续的模具设计和分析打下了良妤的基础。(2)结构分析：利用有限元分析软件可以对制品的强度、应力等进行分析，改善制品的结构设计。(3)模具结构设计：根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择．计算公式以及标准模架等，最后给出全套模几结构设计图。(4)模具开合模运动仿真：运用CAD技术可对模具开模、合模以及制品被推出的全过程进行仿真，从而检查出模具结构设计的不合理处，并及时更正，以减少修模时间。(5)注射过程数值分析：采用CAE方法可以模拟塑料熔体在模腔中的流动与保压过程，其结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数有着重要的指导意义，同时还可检验模具的刚度和强度、制品的翘曲性、模壁的冷却过程等。(6)数控加工：利用数控编程软件可模拟刀具在三维曲面上的实时加工过程并显示有关曲面的形状数据，同时还可自动生成数控线切割指令、曲面的三轴，五轴数控铣削刀具轨迹等。目前，国际上占主流地位的注射模CAD软件有Pro/E、I-DEAS、UGⅡ、SolidWorks等；结构分析软件有MSC、Analysis等；注射过程数值分析软件有MoldFlow等；数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等。4 模具专业毕业设计模式模具专业的学生要求综合知识和实践能力较强，它既是学生大学四年所学的机械制图、工程材料、公差配合与技术测量、塑料成型工艺与设备等技术基础课、专业课的综合应用，又需要学生了解大量的实践经验。通过毕业设计，应使学生在下述基本能力上得到培养和锻炼：①塑料制品的设计及成型工艺的选择；②一般塑料制品成型模具的设计能力；③塑料制品的质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力；④了解模具设计的常用商业软件以及同实际设计的结合，以往的毕业设计严格来说只能算是模具设计这门课的课程设计；老师指定一个塑料产品，有时甚至连产品模型图都交给学生，学生按照谍本上的模具设计步骤一步步做下去，由于没有实践经验，学校也不可能将学生的设计变成实际产品，因此，设计的合不合理，学生不知道，即使有经验的老师指不出不合理处，学生也没有感性认识，只能是纸上谈兵。学生踏人社会，从事实际产品设计，往往会发现无从下手，即使设计出来也是废纸一张，通常都要通过1到2年的时间才能入门。因此，学生常会感叹：在学校什么也没学到这不能不说是我们教育的失败。为了改变这种状况，在99级的毕业设计中，我们采取将模具设计内容同CAD/CAM/CAE紧密结合在一起，学生通过先进的软件仿真，可以随时发现自己在每一步设计中的不合理处，会找出各种解决方案让设计趋于合理，同时掌握了最先进的设计，加上及分析技术，提高了学生的学习兴趣和创新能力，使毕业设计真正成为了学生实际工作前的一次全过程模拟。设计流程如图1所示。为了保证毕业设计的质量，我们专门成立了一个 由4名老帅组成的模具设计指导小组，每个老师负责设计流程的一个步骤。此次参加模具设计毕业课题的学生共15人，我们分成5组，每组3人。首先在布置毕业设计题目时，不给出具体的塑件制品，只是告诉学生要做一个开关按钮，学生根据自己的兴趣，确定自己的设计产品：游戏机手柄按钮、眼镜盒开关按钮、电灯墙壁开关按钮以及鼠标按钮等。通过市场调研、查阅大量的文献资料，确定自己塑件的外形及内部结构。采用三维造型软件Pro/E设计出塑件的内外结构，用AutoCAD绘出二维图，在结构设计过程中，运用结构分析软件MSCPatran分析按钮受力后的结构强度、刚度及应力等，对结构进行不断修正，学生会发现机械设计、工业产品设计、材料力学、理论力学等课程的知识在这个阶段都有所体现，对以前所学课程也是一个综合应用的过程。图2为某学牛设计的游戏机按钮装配图及爆炸图，图3为按钮对角两点受力时的最大变形和最大应力图。塑料制品设计完成后，进行模具结构设计，采用的是Prom/E下的模具设计模块对产品建立工件进行分型、分割、抽取得到型芯、型腔文件；通过专家模座系统EMX(Pro/E,系统外挂程序之一)建立标准模座零件及滑块、斜销等其它附件。这个过程实际上并没有结束，它要同后续的注塑过程数值分析紧密联系起来，所采用的注射流动分析软件是MoldFlow，根据熔体在浇注系统和型腔中的流动过程的动态图，改进模具浇注系统、调整注射工艺参数，使模具各系统的设计达到最佳。图4为分析出的最佳浇注位置以及采用圆形排列的流道方式进行注塑，最后注塑出来的结果。图5为按钮模具的装配图及爆炸图。模具结构完成后，进行数控加工，我们采用的是MasterCAM8.0加工软件，完成模具的虚拟加工过程，并自动编制数控加工的NC代码，利用仿真模块可以查看加工完后工件的合理性。最后学生要提供详细的设计说明书以及完整的二维、三维图纸。在论文撰写阶段和答辩过程中，学生还采用了ACDSee图像软件，用来截取设计图像并辅助介绍整个设计过程；采用Office软件用来做文字的处理，写出分析报告。每位学生在整个设计完成后，都必须对自己的没计 过程及结果做一个总结，提出本设计的创新与特色在何处。例如在建模部分或流道设计部分，同时也要考虑设计中存在问题以及相应的解决方法，从大多数学生的总结来看，学生迫切体会到了实践经验的欠缺，因此，在下一届学生的毕业设计中我们力争多请企业的设计人员同学生交流，多让学生接触到实际的设计、生产过程，至此，学生完成了一个项目的全过程：塑料制品设计--模具设汁--模具加工．学生可以在计算机上看到自己设计、加工出来的最终产品，体会到成功的感觉。5 结束语通过对此次毕业设计模式的改革，学生既对大学四年课程的学习做了—个总结，同时又掌握了最流行的、同社会实际最靠近的设计、加工方法。因此，本届模具专业方向的毕业生受到了社会的欢迎，深圳某大型台资公司模具部一次意愿接受本校的毕业生5名．取得了很好的社会效益。参考文献1 曾攀 重视传统课程的教改培养高素质人才，北京学位与研究生教育,2000,(1)2 周华民 现代模具设计方法、注射模部分、现代模具设计方法讲义,19883 曾晓红 游戏机手柄方向按钮注射模设计，深圳大学毕业设计论文集,2003赞同13| 评论

浅谈绿色食品中的添加剂摘要:食品添加剂则是为了改善食品品质和色,香,味,形以及为防腐和加工工艺需要而加入食品中的化学合成或者天然的物质.绿色食品的加工原料是来自经认证的绿色食品产地,在加工过程中食品添加剂必须合理选择,限量添加,防止对绿色食品的二次污染.关键词:食品添加剂 品质 色泽 香气 味感 变质 生产工艺 营养绿色食品是指遵循可持续发展原则,按照特定生产方式生产,经专门机构认定,许可使用绿色食品标志的无污染的安全,优质,营养类食品.而食品添加剂则是为了改善食品品质和色,香,味,形以及为防腐和加工工艺需要而加入食品中的化学合成或者天然的物质.此外,食品营养强化剂也属于食品添加剂的范畴.食品营养强化剂是指为了增强营养成分而加入食品中的天然的或者人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂.绿色食品的加工原料是来自经认证的绿色食品产地,在加工过程中食品添加剂必须合理选择,限量添加,防止对绿色食品的二次污染.生产绿色食品时使用食品添加剂,其目的是:(1) 保持和提高产品的营养价值,并补充或改善在加工过程中损失的风味,色泽;(2) 提高产品的耐储性和稳定性;(3) 改善产品的成品,品质和感官,提高加工速度,方便生产操作.一、改善绿色食品品质的食品添加剂能够改善绿色食品品质的添加剂有七类,分别是乳化剂,增稠剂,水分保持剂,面粉处理剂,稳定和凝固剂,膨松剂,胶母糖基础剂.1、乳化剂是指能使两种或两种以上不相混溶的液体(例如油和水)均匀分散成乳状液(也称乳浊液)的物质.美国FDA的定义是:"能使某乳浊体中的组成相改变表面张力,使成为一种稳定的,黏度很高的物质."(一) 绿色食品生产中乳化剂的种类:(1) 按来源分(2) 按解离型分类(3) 按作用分类(二) 绿色食品中使用的乳化剂有:蔗糖脂肪酸酯,酪蛋白酸钠,单硬脂酸甘油酸,硬脂酰乳酸钠,丙二醇脂肪酸酯,卵磷脂,改性大豆磷脂,松香甘油酯类.2、食品增稠剂是一种改善食品的物理特性,增加食品的粘稠读或形成凝胶,赋予食品黏润,适宜的口感,并且具有提高乳化状和悬浊状稳定性作用的物质.绿色食品中增稠剂的分类:(1) 按来源分(2) 按离子类型分类(3) 按化学结构分类(4) 按凝胶性分类3、水分保持剂过去又称持水剂,品质改良剂,是食品加工过程中用与改善各种食品品质的食品添加剂.它在食品加工中主要有以下作用:(1) 增加肉制品的保水和吸湿作用,提高产品弹性,避免可溶性营养成分丢失增强食品的嫩度;(2) 增强乳制品的脂肪乳化作用,保持制品质地均匀,口感细腻;(3) 增强面包,糕点保水,吸湿,黏结等作用,避免产品表面干燥,组织不易松散掉屑;(4) 对果酱具有增稠作用,改变流变性能,提高口感;(5) 面粉的改良作用,增强面筋的强度和稳定性;4、面粉处理剂是使面粉增白和提高焙烤制品质量的一类食品添加剂.面粉处理剂绝大多数属于化学合成品,是用于绿色食品中应慎重.常用于A级绿色食品面粉处理剂有以下几种:偶氮甲酰胺,L-半胱胺酸盐酸盐,碳酸镁,过氧化钙,活性面筋粉.禁用的面粉处理剂有:过氧化苯甲酰,溴酸钾.5、稳定和凝固剂是使食品结构稳定,或使食品组织结构不变,使蛋白质凝固或防止新鲜果蔬软化的一类食品添加剂.稳定和凝固剂的类型有:凝固剂,果蔬硬化剂,螯合剂,罐头除氧剂,保湿剂,澄清剂.6、膨松剂是糕点,饼干生产中主要添加剂,亦称为膨胀剂或疏松剂.绿色食品使用的膨松剂类别有:碱性膨松剂,酸性蓬松剂,复合蓬松剂,生物蓬松剂.7、胶母糖基础剂是赋予胶母糖起泡,增塑,耐咀嚼等作用的物质.一般以高分子胶状物质如天然橡胶,合成橡胶等为主,加上软化剂,填充剂,抗氧化剂和增塑剂等组成.二、改善绿色食品色泽的食品添加剂食品对人们重要的第一感官刺激是色泽,食品的颜色最能刺激人们的视觉,它与食品的香,味,形一样是评价食品感官质量的重要因素.在绿色食品加工中增强,调整,改善色泽的添加剂主要有着色剂,护色剂,漂白剂.1、着色剂是使食品着色和改善食品色泽的物质,通常包括食用合成色素和食用天然色素两大类.AA级和A级绿色食品中允许使用的着色剂有:玉米黄,甜菜红,姜黄和姜黄素,红花黄,虫胶红,越橘红,辣椒红,茶黄色素,红米红,菊花黄浸膏,黑豆红,高粱红,叶绿素铜钠盐,萝卜红,可可壳色素,玫瑰茄红.2、护色剂是非色素性的化学物质,使之按期食品加工,保藏过程中不致分解,破坏,呈现良好色泽的物质.普通食品常用的护色剂有亚硝酸钾,亚硝酸钠,硝酸钠,硝酸钾.常用的护色助剂有L-抗坏血酸及其钠盐,异抗坏血酸及其钠盐,烟酰胺等.但是在绿色食品中禁用亚硝酸钾,亚硝酸钠,硝酸钠,硝酸钾.3、漂白剂是破坏,抑制食品的发色因素,使其褪色或使食品免于褐变的物质.目前允许使用的漂白剂均为化学合成品,AA级绿色食品中都不能使用,A级绿色食品中目前规定除硫磺不能使用外,其他的都可以使用,但要严格控制使用量并关注国家的有关规定.食品工业中常用的漂白方法还有还原漂白法,氧化漂白法和脱色漂白法,同时包括熏烧法,它不但可以漂白,同时可以抑制褐变.三、增强绿色食品香气的食品添加剂食品中的香气主要通过三个途径形成,一是食品原料中天然存在的,即原料在生长过程中形成的;二是由食品原料中的香味前提物质在加工,储藏过程中形成的'三是在食品加工过程中添加的.凡是能够刺激人们嗅觉器官而引起快感的纯天然或人造合成物质统称为香料.能够用于调配食品用香精的香料称为食品用香料.香料分类:(1) 按香料来源分(2) 按香料组成分(3) 按香料类型分:柑橘型,果香型,薄荷型,豆香型,辛香型,奶香型,肉香型,坚果型.(4) 按香料形态分(5) 按香料的使用目的分四、调节绿色食品味感的食品添加剂食品的风味是由食品的成分刺激味觉感受器所引起的重要因素之一,调节绿色食品味感的食品添加剂主要包括甜味剂,酸度调节剂,增味剂等.1、甜味剂是指能赋予食品甜味的一类添加剂.甜味剂分类:(1) 按来源分(2) 按营养价值分(3) 按其化学结构和基本性状分类2、酸度调节伎亦称pH值调节剂,是用以维持或改变食品酸度的物质,既可以作为加工助剂,也可以作为加工食品中的最终成分.酸度调节剂通常分为酸味剂,碱剂和盐类.酸味剂的分类:(1) 根据酸味分:兼有清凉感的酸味剂,带苦味的酸味剂,带有涩味的酸味剂,兼有刺激性臭味的酸味剂,兼有异味鲜味的酸味剂.(2) 根据酸的种类分(3) 根据酸的来源分3、增味剂是补充或增强原有风味的食品添加剂,又称风味增强剂.鲜味是食品原料本身所具有的或经加工加热分解产生的部分氨基酸,核苷酸酰胺,三甲基胺,肽,有机酸等物质对味蕾刺激所产生的感觉.鲜味剂的分类:(1) 按化学基本性状分(2) 按其来源分五、防止绿色食品变质的食品添加剂绿色食品加工的关键问题之一是防腐保鲜.1、防腐剂是用于防止食品在储存,流通过程中,主要是由微生物繁殖引起的变质,提高保存性,延长使用价值而在食品中使用的添加剂,防腐剂大多是能够杀死微生物或抑制其增殖的物质.防腐剂种类:(1) 按微生物的主要作用性质分(2) 按组成分(3) 按防腐剂的特性分2、现在已经开发了许多天然防腐剂,它具有抗菌性强,安全无毒,水溶性好,热稳定性好,作用范围广特点,主要有:溶菌酶,壳聚糖,纳他霉素,双乙酸钠,乳酸链球菌素,聚赖氨酸,鱼精蛋白.3、绿色食品抗氧化剂指添加于绿色食品后,能阻止或延迟绿色食品氧化,提高绿色食品的稳定性和延长储藏期的食品抗氧化剂.抗氧化剂的分类:(1) 按溶解性质分(2) 按来源分(3) 按作用机理分有:自由基吸收剂,金属离子整合剂,氧清除剂,单线态氧淬灭剂,甲基硅酮和甾醇抗氧化剂,过氧化物分解剂,紫外线吸收剂,多功能抗氧化剂及酶抗氧化剂等.六、改进绿色食品生产工艺的食品添加剂这类食品添加剂通常具有一些独特的功能,在加工过程中可以起到催化,消泡,助滤,蜕皮,被膜,抗结,吸附等作用,能够优化生产工艺,提高生产效率,改善产品质量. 此类添加剂主要有:酶制剂, 被膜剂,消泡剂,抗结剂.七、强化绿色食品营养的食品添加剂强调绿色食品营养的添加剂称为营养强化剂.食品营养强化剂是为了增强营养成分而加入食品中天然的或人工合成的属于天然营养素范围的食品添加剂.这类食品添加剂按性质可以分为氨基酸,维生素和无机盐等三类.功能性营养强化剂是改善我国人民营养与健康,同时发展质量绿色食品的需求.例如:功能性糖醇,活性肽与活性蛋白质,菌类多糖,特种必需脂肪酸,微量活性元素等.绿色食品添加剂的展望:食品添加剂市场有广阔的发展前景.我国拥有丰富的植物资源，目前国内的天然抗氧化剂如茶多酚、天然甜味剂如甘草提取物、天然抗菌剂大蒜素、天然色素和天然香料等天然抽取物受到国际市场的青睐。今后应利用这一优势，加大高新提取技术的应用，提升我国食品添加剂的档次。尽管目前我国食品添加剂生产能力及产量增长较快，但还有一些产品尚处于供不应求的局面。今后应根据国内食品消费结构重点发展一些高效、常用和新型的品种，例如乳化剂中的分子蒸馏单甘酯、蔗糖酯系列产品；营养强化剂中的多种小吨位的维生素及大豆提取物如大豆异黄酮等；甜味剂中的低聚糖、果葡糖浆等；防腐抗氧剂中的丙酸盐及酯类、食品级双乙酸钠、异维生素C钠、儿茶酚等；增稠剂中的改性淀粉。随着人民生活水平的不断提高,食品工业快速发展,食品添加剂的种类和用量日益增多,使用范围不断扩大,食品添加剂工业已经成为一个独立的行业,并且成为现代食品工业的一个重要组成部分,有着巨大的市场空间和广阔的发展前景.

在工业生产、科学研究中，几乎所有的参数获取都依靠传感器和检测仪表，一条生产流水线通常使用为数众多的温度、压力、流量、物位、重量、成分传感器和检测仪表。据介绍，2台300MW机组的传感器和检测仪表总数不少于2000，上海赛科一体化项目总共有80000个I/O点和1万多台FF总线装置，其中绝大多数是来自传感器和检测仪表的信号。

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