注塑模具厂虚拟布局设计与仿真_硕士论文_学位论文
> 优秀研究生学位论文题录展示
注塑模具厂虚拟布局设计与仿真
关键词: &&&&
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 47次
引　用: 0次
模具工业是国民经济的基础工业,注塑成型是目前塑料加工中最普遍采用的一种重要的成型方法,而模具制造企业普遍存在设施布置不合理和物流管理不畅等问题。这些布局问题已影响了企业的发展,在新建厂房扩大生产时,或对原有布局进行改造和重组时,需要快速确定合理的工厂设施布局方案,以满足企业及市场新的需求。在此文中利用系统布置设计法()结合现代物流仿真技术的研究,从市场部门的详细信息,及拟生产的品种和市场对该产品的容量出发,对产品组成情况进行分析研究,从而完成整个具厂的布置规划设计,以促进整个模具生产系统的人流、物流、信息流更加顺畅,减少人员、物料的移动成本,提高空间及设备利用率,达到利于管理的目的。本文分析了模具生产的详细信息,利用SLP法对产品构成进行分析,制定出详细的并绘制工艺流程图,根据工艺流程和各阶段的特点划分出作业单位,计算各作业车间物流强度,并根据生产大纲以及约束条件,进行工厂布置设计,绘制出多个工厂平面布置图,再依据对备选方案进行系统地评价,从而选出最优布置方案。运用软件对模具加工车间的典型作业流程进行建模仿真,并结合注塑成型车间的工艺流程进行分析,完成整套产品的产出流程仿真,使设施布置方案可视化,通过仿真结果,分析流程中可能产生的瓶颈问题,对方案进行系统优化,最终完成整个注塑模具厂的布置设计和仿真优化。
摘要&&4-5ABSTRACT&&5-9第1章 绪论&&9-12&&1.1 研究背景及意义&&9&&1.2 国内外研究概况&&9&&1.3 具厂概况及布局规划技术发展现状&&9-10&&&&1.3.1 注塑模具厂概况&&9-10&&&&1.3.2 工厂布局规划技术的发展现状&&10&&1.4 课题来源及主要研究内容&&10-11&&1.5 本章小结&&11-12第2章 企业设施的系统布置设计法&&12-15&&2.1 设施布置的意义&&12&&2.2 系统布置设计法&&12-13&&2.3 系统布置设计过程&&13&&2.4 工厂布置模型&&13&&2.5
设计模式&&13-14&&2.6 本章小结&&14-15第3章 磐基实业生产系统现状分析&&15-21&&3.1 生产现状&&15&&3.2 主要生产工艺发展状况&&15-16&&3.3 及物流情况&&16&&3.4 目前磐基实业总体设施布置分析&&16-19&&&&3.4.1 目前的设施布置情况&&16-17&&&&3.4.2 注塑模具厂业务操作流程&&17&&&&3.4.3 工厂的现有布置分析&&17-19&&3.5 模具加工中心设施布置分析&&19-20&&&&3.5.1 模具加工中心现状&&19-20&&&&3.5.2 磐基实业快速发展对模具制造的要求&&20&&&&3.5.3 模具加工中心改造的必然性&&20&&3.6 本章小结&&20-21第4章 基于SLP 的注塑模具厂设施布置设计&&21-48&&4.1 模具基本分析&&21-24&&&&4.1.1 模具BOM 的产生过程&&21-23&&&&4.1.2 注塑模具的结构及相关参数&&23-24&&&&4.1.3 作业单位划分&&24&&4.2 模具生产工艺过程&&24-28&&4.3 分析产品工艺过程&&28-33&&4.4 物流分析&&33-35&&4.5 作业单位非物流相互关系分析&&35-37&&4.6 作业单位综合相互关系分析&&37-38&&4.7 工厂总平面布置&&38-42&&&&4.7.1 综合接近程度&&38-39&&&&4.7.2 作业单位位置相关图&&39-40&&&&4.7.3 作业单位面积相关图&&40-41&&&&4.7.4 作业单位面积相关图的调整&&41-42&&4.8 方案的评价与选择&&42-47&&&&4.8.1 建立评价系统的递阶层次结构模型&&42-43&&&&4.8.2 构造判断矩阵&&43&&&&4.8.3 要素相对权重的计算及一致性检验&&43-47&&&&4.8.4 综合评价结果&&47&&4.9 本章小结&&47-48第5章 模具加工中心的Arena &&48-65&&5.1 Arena 简介&&48-49&&&&5.1.1 Arena 软件&&48&&&&5.1.2 Arena 的功能特点&&48&&&&5.1.3 Arena 的应用领域&&48-49&&5.2 系统仿真技术&&49-50&&&&5.2.1 系统仿真定义&&49&&&&5.2.2 仿真在生产系统的应用&&49&&&&5.2.3 仿真步骤及结果类型&&49-50&&5.3 模具系统仿真设计&&50-51&&&&5.3.1 模具车间作业流程&&50-51&&&&5.3.2 模具中心仿真流程&&51&&5.4 基于Arena 的仿真实现&&51-61&&&&5.4.1 模型的数据准备&&51-53&&&&5.4.2 模型的实现及完善&&53-61&&5.5 模型的评价及优化&&61-64&&5.6 本章小结&&64-65第6章 注塑车间的Arena 建模仿真&&65-79&&6.1 注塑车间布置&&65&&6.2 注塑车间的生产流程&&65&&6.3 注塑车间业务流程&&65-66&&6.4 基于Arena 的仿真实现&&66-74&&&&6.4.1 仿真目标&&66&&&&6.4.2 仿真实现&&66-74&&6.5 模型的评价和优化&&74-78&&6.6 本章小结&&78-79第7章 总结与展望&&79-81&&7.1 全文总结&&79-80&&7.2 工作展望&&80-81参考文献&&81-84附录&&84-87攻读硕士学位期间发表的学术论文&&87-88致谢&&88
> 工业技术 >
& 2012 www.xueweilunwen.com最新动态About Us &最新动态
1、时确定塑件在模具中的排布
确定了型腔数目、分型面的位置及浇口类型后, 就需要确定塑件的排布。综合考虑加工的简便及成本等方面因素, 本套模具采用某公司的标准模架。塑件在模具中的排布方式直接影响到模架的大小。多型腔应尽量采用浇道平衡排布以保证各型腔同时充模, 并且所占空间长宽比最为合理。本例中采用每排个, 双列排布。
2、模具加工时确定型腔的成形方式
根据塑件的特点,来确定具体的成形方法, 即采用整体式还是镶拼式, 另外还要确定型腔块的大致尺寸。如果塑件上有和开模方向不同的侧向凸凹, 还要确定侧抽方式, 如斜导柱、斜滑块、斜顶杆、斜楔、齿轮齿
条、液压油缸等。该针基模具由于抽芯距离不大,可采用斜导柱抽芯, 为加工及调整方便, 每个型腔的抽芯单独设计滑块, 一共个。另外由于型腔直接和高温高压的塑料相接触, 所以成形零部件一般都应进行热处理。
在考虑成形方式的同时, 还要考虑制造工艺的可行性。往往初学者设计出的模具有些地方用现有设备很难或根本无法加工出来, 这就需要设计人员和生产人员共同协商, 找出一个最佳的设计方案。
3、确定冷却水道的分布形式
塑料充满型腔后, 应通过冷却使之定型, 从而得到制品。冷却水道的分布应遵循一定的原则, 总的来说, 应保证塑件充分冷却且收缩平衡。本例中水道按型腔的排布方向, 纵向排布。
4、时确定模架大小
通过上述的设计步骤, 成形所需的水平面的投影大小基本得以确定, 再考虑到模板的螺钉固定孔, 导柱、导套的位置是否与滑块、型腔块干涉, 水道孔与复位杆孔是否干涉, 从而可估算出模具的水平面的投影尺寸, 在标准中查出相近的模架, 到此模架大小确定完毕。
5、模具加工时模板厚度尺寸的选用
由于选用的是标准模架, 剩下的任务就是确定动模板和定模板的厚度。模板的厚度主要取决于塑件的高度, 其次还和模板的面积、密封圈的大小、滑块的大小以及冷却水的通过位置等有关。强度和刚度计算是一种方法, 但较繁琐, 目前一般主要靠经验确定。确定时要考虑各部分的合适比例、镶块的固定深度、滑块的高度与长宽比等, 并要尽量选用模架标准中的尺寸系列数。若型腔较深, 需加高垫块以保证足够的顶出距离。
此外, 为了保证推杆在合模前先复位, 可以在
复位杆上加弹簧为了使顶出平稳, 可以加一套顶出导向机构为了使型腔合模准确, 可以加精定位装置, 点浇口形式的三板模还要考虑到安放拉杆的位置等等, 这些均需根据模具的具体情况而定。
济南同康模塑是山东一家具有多年设计经验的老牌企业，欢迎有模具加工www.sdtkzs.com需要的客户咨询洽谈。通过这个案例分析，让你明白机加工车间布局设计的方法！通过这个案例分析，让你明白机加工车间布局设计的方法！智造家百家号点击&脑洞技能不足，650G资料包免费领&点击&最新一波600G工控免费资料包继续来袭&
点击&1000G非标自动化设备模型资料免费送！&高效性、高柔性、易于重构已成为现今车间布局设计中的主要方向，是为了适应生产和生产模式不断改变的需要。归纳了车间布局的必要性及原则。今天给智造家的用户介绍2种比较流行的布局设计方法。并结合案例进行分析，以最优的设计方案满足市场需求和实现企业效益的最大化。我们都知道企业为了生存，为了赢得市场，车间设计前期不仅要求着眼于制造出一流的产品，还要对车间功能的发展有充分地评价及准备。因此，在车间设计前期，设计人员除了必须考虑产品的制造成本、设备的使用效率外，合理选择加工设备，优化设备布局，高效组织并协调各生产要素，也是降低产品的制造成本、提高生产效率的基础。对于制造企业来说，车间是企业的关键生产单元，也是企业的物化中心，它不仅是制造计划的具体执行者，也是制造信息的反馈者，更是大量制造实时信息的集散地，因此车间系统在整个制造系统中起到的作用越来越重要。车间级的工艺流程、资源管理、物流控制、生产过程管理及车间的敏捷性等车间系统中最重要的几个环节，也必然成为了车间系统设计中需要综合衡量考究的重点。1、车间设计的基本原则一个工厂车间的设计，涉及的面是相当广泛的，在设计过程中应遵照当前利益与长远利益相结合，局部利益与整体利益相结合，外部条件和内部条件相结合，定量分析与定性分析相结合的原则。（1）在车间设计初期，对总体布局及规划要有比较清楚的认识，明确设备与工艺、设备与生产计划的关系，设备布置须保证工艺流程的合理运行；同时要兼顾物流关系的合理配置，组织好物流、人流、信息流；确保物料运行畅通无阻并且距离最短，避免交叉往返。（2）要充分考虑车间重构的可能性，在满足现阶段生产的前提下，使车间具有随着生产发展的需要而快速响应的能力，为以后的发展留下空间。（3）对物料储存要加强物质需求预测，努力减少库存，加速库存周转。通过物流节拍与生产节拍相协调，平衡生产力和物流，使在制品的库存极小化。（4）车间的布局、设备的布置要严格遵照“安全第一”的原则，保证工人的操作安全，为职工提供方便、舒适、安全的生产环境。（5）充分利用网络优化，动态仿真分析等新方法、新理论进行分析和优化，并借鉴相关领域的最新技术，如计算机集成制造技术、敏捷生产概念等使工艺过程合理、负荷平衡、加工效率和物流效率较优、生产能力较大，系统柔性较高。2、流行的车间设计方法现阶段的车间布局设计绝大多数是基于工艺过程和车间的信息化管理。工艺过程是生产的要求，是任何时期的车间设计中都必须首先考虑的问题。随着信息化管理在提高生产率和产品利润上的优势逐渐体现，为了提高市场竞争力，企业要有按市场变化需求实现其产品快速变化的能力；尤其是当产品需求发生很大变动时，仍能以较大的柔性、较高的生产率和较低的改造费用实现其产品的转变。因此，敏捷制造的理念被引入到了车间设计中。本文主要介绍2种比较典型的车间布局设计方法。（1）基于工艺设计与车间作业计划的车间优化运行的布局设计工艺设计与车间作业计划是制造系统中的两个重要环节，实现二者的优化运行具有很大的实际意义。为了解决工艺设计与车间作业计划在实际运行时存在的诸多问题，国内外已经进行了一些研究工作，其中的关键是使工艺设计能够考虑车间作业计划的有关要求，已发展起的方法包括非线性工艺设计、柔性工艺设计、可选择的工艺设计、闭环工艺设计、分布式工艺设计等等。工艺设计与车间作业计划优化运行模式的研究中详细分析了工艺设计与车间作业计划之间的联系和区别，研究了串行模式下二者之间存在的问题和目前的解决方法，基于分布式工艺设计的任务划分思想，考虑了并行工程的要求和特点，提出一种工艺设计与车间作业计划的优化运行模式。这种优化模式在工艺设计时就及早考虑了车间作业计划的要求，进行平衡资源负荷的设备选择，提高了工艺设计的合理性、可行性，从根本上消除了产生资源瓶颈的因素；对车间突发事件能够及时做出反应，保证生产顺利进行；实现了工艺设计与车间作业计划的协调优化，工艺设计在优化过程中考虑车间作业计划的要求，车间作业计划则在优化工艺设计基础上进行调度优化。（2）基于敏捷制造理念下的车间布局设计敏捷制造是应制造企业能快速响应市场的变化而提出的生产模式，制造单元作为生产组织的基本单元，具有可重用、可重组和可伸缩的特点，它使企业能适应市场对产品需求向小批量、多品种、快速、精良发展的趋势；它能使企业之间架起信息的桥梁，把企业内部与外部供应商、客户有机地联系起来，快速响应市场需求；迅速设计和制造全新产品。基于敏捷制造理念下的车间布局设计.组合机床与自动化加工技术一文中提到，在对传统的车间布局设计方法的分析基础上，提出了面向敏捷制造的车间分布式布局的设计方法。根据需求情况分布、产品的工艺路线以及产品单位运输负荷，确定每一种需求下的物流量，然后生成每一种需求模式下的产品物流矩阵，选择一个布局能为各种模式提供有效的物流。该种方法从能力的角度出发，为布局设计提供了新的思路，但是它对物流方面考虑得很少，适用于机床种类和数量已经确定后的车间布局。3、案例分析某厂为了满足市场需求并不断提高市场竞争力，欲修建一个大型机械加工车间。计划投入新增设备Φ160mm数控落地铣镗床1台，Φ130mm数控落地铣镗床1台2000mm×4000mm数控龙门铣床1台，Z3080摇臂钻床1台、1650mm×825mm立式加工中心1台、双柱立式车床1台、数控深孔钻床1台、保丽龙数控龙门加工中心1台、电阻炉（退火炉）2台、CX15/13C称动铣头2台；原有设备Φ160mm数控铣镗床、BFP160-Ⅰ落地镗床、2500mm×6000mm数控龙门铣床、1.2m数控单柱立式车床各1台，并要求预留二期工程上12m数控龙门铣床1台。该车间主要加工生产冶金工业产品，其加工设备已基本选定，还需要对设备布局、车间道路布置、起重运输设备选定等进行考虑。该车间规划面积约12100m2，长×宽尺寸为144m×84.4m（外形见图1）。阶梯布置是因为受到周边围墙和道路的限制及提高土地利用率等因素决定的。车间所在地以南北风向为主，因此车间按南北朝向设置；车间运输以道路运输为主，布置时使道路穿过车间东侧贯通南北门。考虑到该车间产品有体积大，重量大的特点，而且车间面积较大，人工搬运和叉车运输都比较困难，需设置吊钩桥式起重机，因此将该车间设计成1主跨和2副跨的厂房结构，主跨和副跨间贯通。主跨建筑面积设计为4752m2，长×宽尺寸为144m×33m，配置50/10t和100/20t吊钩桥式起重机2台；副跨一的建筑面积为3078m2，长×宽尺寸为144m×27m，配置32/5t和20/5t吊钩桥式起重机2台；副跨二建筑面积为2016m2，长×宽尺寸为84m×24m，配置20/5t和10t吊钩桥式起重机1台。为了增加3个跨之间的联系，方便产品运输，在内部设一过跨平车横贯整个车间（见图1）。这种方案首先制定各跨的产品范围，大件产品主要放在主跨车间内加工，这样就只需在主跨中配置较大的起重设备，节约了设备成本，而且便于产品的存放；同时在车间内部配置过跨平车，增加了车间的横纵联系，使物流调度较为便捷。设备布置上主要从2个方面考虑：（1）同类型的加工设备相对集中布置，便于待加工件的分类集中存放，加工中可减少等待时间，加工机动性比较强。但此种布置方法不利于多工序加工件的加工，增加了运输成本。（2）各种不同类型的机床及设备的交叉搭配，可以使需多道工序加工的零件加工路线最短，但对生产工序的连续性要求高，否则容易引起生产堵塞。经过对该车间设备的加工范围及未来产品进行对比、分析，设备作业的独立性强，产品多为单件小批量，且经常对相关产品进行修复加工，产品的不确定性较大，加工工序的联接性不高，因此优先选择同类型的加工设备相对集中布置的方案。同时，根据加工路线最优的要求，公共设备需要分布在整个车间的中心区域，无论产品的发散和集中都最为便捷。考虑此车间的特殊性，产品大型化，搬运困难，因此在设备布局上需有利于大工件的加工。设备大部分为数控机床，环境要求相对较高，对环境影响大的设备应在较远区域。按厂家要求，需设置一个装配区域。综合以上分析，设备布置方案见图1。大型工件加工设备布置于主跨中，其它设备主要布置于副跨一中，将副跨二作为装配车间，同时将模具加工设备置于其中。经综合比较，将翻转机、地槽式平台置于主跨中，并靠近平车位置。方便大型件的翻转加工及运输，其它小型件可直接在车间地面利用起重设备进行翻转。退火炉温度高，对数控设备的影响比较大，因此，将其置于副跨二中，并尽量远离数控机床。同时，公共设备都布置于车间的边缘或者末端，对车间内部设备的重组也提供了较大的空间。4、结语原始车间的设计布局可以决定生产变革的难易度和可行性，因此一个车间的设计布局就显得格外重要，甚至成为决定一个企业是否能够长期适应市场发展的决定因素；原始车间布局设计的优劣对车间建成后生产能力、效益的高低起着决定性作用。本文正是基于这样的考虑，简单阐述了车间布局设计的重要性，总结归纳车间布局设计的基本原则，介绍了现阶段比较流行的设备思路和方法，并结合案例进行分析，希望优化的车间布局设计在促进企业生产、发展及变革的作用越来越大。本文作者：周茂涛、王志文、刘长清欢迎留言分享你的见解。注意！注意！注意了！领取免费650G学习资料包&来自柳钢科技，智造家整编&
点击下面标题，查看更多内容
领取资料 | 650G工程师资料|
600G工控资料| 10个机械设计软件资料| 机械视频、图纸、设计手册资料|
1000G非标自动化资料 近期推送 |
物料优化| 非标产品|汽车零部件采购|料编码、BOM、ERP|生产管理|工厂布局设计|研发物料采购管理|非标机械设计| 数字化采购| 全局设备效率| 视觉自动检测| 车间行车| 加工工艺| 优化供应链| ERP体系自动化| 供应商质量管理| 物料号命名| 供应商投标价格|标准工时|组长180天管理地图| 汽车制造BOM|
采购成本| 特斯拉Model 3产业链|细胞生产方式|工厂现场改善|10大金属表面处理工艺|QC, IQC, IPQC, QA|供应链|物料编码|U型生产线|生产制造|采购困难处理| 漫画精益生产|汽车零部件| 质量与品控|工序成本核算|哎，又催货了|
作QA在工厂车间立足| 零部件进货检验规程| 工装夹具| 产品质量| 中国哈弗汽车工厂|
工厂内部现场5S|
丰田汽车模具厂| 工厂供应链管理|
工厂组织结构|
10款全世界机械设计|
非标机械设计 汽车工厂 | 长安鱼嘴生产工厂| 吉利汽车工厂|
哈弗汽车工厂|
长安福特汽车工厂| 上汽南京工厂|
中国17座大众汽车工厂|
丰田合资汽车工厂| 通用汽车工厂| 宝马汽车新大东工厂| 特斯拉“超级工厂”| 奥迪汽车工厂智造家
IME Future服务制造未来长按二维码进入智造家平台▼欢迎来以下平台寻找我们的足迹新浪微博 | 智造
百度百家 | 智造
今日头条 | 智造长按，识别二维码，加关注转载合作请联系：zhizaojia002-转发是最好的鼓励-点击 |阅读原文| 领取工程师资料 本文仅代表作者观点，不代表百度立场。系作者授权百家号发表，未经许可不得转载。智造家百家号最近更新：简介:集聚智造资源，服务制造未来作者最新文章相关文章精选商家服务
预约次数多
咨询周经理}