塑料肥皂盒注塑模具的CADCAM設(shè)計(jì)【一模兩腔】【說明書+CAD】

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Mastercam 8模具設(shè)計(jì)超級(jí)寶典. 北京:冶金工業(yè)出版社，2000. [2]王衛(wèi)兵主編. Mastercam數(shù)控加工實(shí)例教程. 北京:清華大學(xué)出版社，2006. [3]彭建聲主編. 模具技術(shù)問答. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2003. [4]伊啟中主編. 模具CAD/CAM . 北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2001. [5] John Lygers.Claire Tomlin.Shankarsastry Cemtrollers for reachability 7 specifications for bybidstystems.Automatic(1999)349-3 [6] Bress,?Thomas?J.;Dowling,?David?R. Visualization?of?injection?molding. Journal?of?Reinforced?Plastics?and?Composites?v?17?n?15?1998.?p?1374-1381 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)類 班 學(xué)生（簽名）： 填寫日期： 2011 年 5 月 28 日 指導(dǎo)教師（簽名）： 助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系主任（簽名）： 附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書首頁。 學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名： 日期： 導(dǎo)師簽名： 日期： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 前 言 1.1模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 ????模具作為提高生產(chǎn)率，減少材料和消耗，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力的重要手段，已越來越受到各工業(yè)部門的重視。隨著工業(yè)技術(shù)不斷向前發(fā)展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作條件下，對(duì)模具的精度越來越高，使用壽命越來越長。為了滿足這些要求，國內(nèi)外都在模具材料的研究和開發(fā)上作了巨大的努力，也在這方面取得了不少成果。 質(zhì)量的提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品的價(jià)值往往是模具價(jià)值的幾十倍、上百倍。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本把模具譽(yù)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的模具技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。模具技術(shù)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和原動(dòng)力”。 目前世界上模具工業(yè)的年產(chǎn)值約為680億美元。我國2004年模具產(chǎn)值為530億元，模具出口4.91億美元，同時(shí)還進(jìn)口18.13億美元。我國已成為世界上凈出口模具最多的國家。大型多工位級(jí)進(jìn)模、精密沖壓模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽車覆蓋件模具等雖已能生產(chǎn)，但總體技術(shù)水平不高，與國外先進(jìn)國家相比，仍有很大差距，特別是模具壽命低的問題非常突出。如：國外硅鋼片沖?？偸褂脡勖?00萬次以上，而國內(nèi)一般為50萬-60晚次，最高150萬次。國內(nèi)熱鍛模使用壽命50萬次，國內(nèi)只有3-5萬次。國外熱鍛模使用壽命12000次以上，國內(nèi)一般為3000-5000次。影響模具壽命的因素較多，但模具材料是重要因素。高壽命模具離不開優(yōu)質(zhì)模具材料。 1.2 CAD/CAM的發(fā)展情況 CAM中的核心技術(shù)是數(shù)控技術(shù)，編制零件加工程序是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，靠手工編程無法滿足復(fù)雜零件數(shù)控加工的需求，50年代初期，美國開始了數(shù)控自動(dòng)編程技術(shù)-APT語言的研究，形成了早期的CAM系統(tǒng)；如20世紀(jì)60年代開發(fā)的編程機(jī)及部分編程軟件∶FANUC、Siemens編程機(jī)。目前，CAM技術(shù)已經(jīng)成為CAX（CAD、CAE、CAM等）體系的重要組成部分，可以直接在CAD系統(tǒng)上建立起來的參數(shù)化、全相關(guān)的三維幾何模型（實(shí)體＋曲面）上進(jìn)行加工編程，生成正確的加工軌跡。典型的CAM系統(tǒng)有UG、Pro/E、Cimatron 、MasterCAM等。其特點(diǎn)是面向局部曲面的加工方式，表現(xiàn)為編程的難易程度與零件的復(fù)雜程度直接相關(guān)，而與產(chǎn)品的工藝特征、工藝復(fù)雜程度等沒有直接相關(guān)關(guān)系。CAM系統(tǒng)僅以CAD模型的局部幾何特征為目標(biāo)對(duì)象的基本處理形式，已經(jīng)成為智能化、自動(dòng)化水平進(jìn)一步發(fā)展的制約因素。只有采用面向模型、面向工藝特征的CAM系統(tǒng)，才能夠突破CAM自動(dòng)化、智能化的現(xiàn)有水平 1.3模具CAD/CAM技術(shù)的優(yōu)越性 現(xiàn)代生活中越來越多的產(chǎn)品，特別是各種塑料制品及大型覆蓋件等產(chǎn)品形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，單使用圖紙已很難正確和詳盡地表達(dá)產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)，這就要求模具設(shè)計(jì)制造者必須使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)文件描述的手段。因此模具CAD/CAM的優(yōu)越性賦予了他無限的生命力，使其得以迅速發(fā)展廣應(yīng)用。無論在提高生產(chǎn)率、改善質(zhì)量方面，還是降低成本、減輕勞動(dòng)度方面，CAD/CAM技術(shù)的優(yōu)越性是傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)制造方法不能比擬的。 (1) CAD/CAM可以提高模具設(shè)計(jì)和制造水平，從而提高模具質(zhì)量。 (2) CAD/CAM可以接生時(shí)間，提高效率。 (3)CAD/CAM可以較大幅度降低成本。 (4)CAD/CAM技術(shù)將技術(shù)人員從繁瑣的計(jì)算、繪圖和NC編程中解放出來，使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動(dòng)。 采用CAD/CAM一體化技術(shù)是現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造的要求,可以有效地改善傳統(tǒng)方法的不足,由CAD建立的產(chǎn)品模型可以直接生成數(shù)控指令,通過DNC接口實(shí)現(xiàn)與機(jī)床間的數(shù)據(jù)通訊,使生產(chǎn)中原來用外形模擬傳遞改變?yōu)橛脭?shù)據(jù)量傳遞,使設(shè)計(jì)與制造環(huán)節(jié)直接溝通。而且可以在CAD系統(tǒng)中進(jìn)行外觀分析、產(chǎn)品裝配、檢查配合部件的干涉,對(duì)數(shù)控加工過程進(jìn)行仿真,檢查加工過程和干涉,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和修改。因此,可以大大降低手工勞動(dòng)量,縮短新產(chǎn)品研制周期,顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量。 CAM是設(shè)計(jì)工作的最終結(jié)果。CAD設(shè)計(jì)的零件模型，經(jīng)過CAPP工藝編排產(chǎn)生工藝流程圖后，最終在CAM中進(jìn)行加工軌跡生成與仿真，產(chǎn)生數(shù)控加工代碼，從而控制數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工?？梢哉f，CAM系統(tǒng)的強(qiáng)弱直接決定著整個(gè)設(shè)計(jì)過程的成敗，CAD的效益最終也是通過CAM體現(xiàn)出來的 1.4 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢n* y; Z3 [$ Z7 20世紀(jì)80年代開始，發(fā)達(dá)工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機(jī)床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨(dú)立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級(jí)制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。 模具工業(yè)在我國已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)如機(jī)械，電子，汽車，石油化工和建筑業(yè)等都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)，都需要大量模具，特別是汽車、電機(jī)、電器、家電和通信產(chǎn)品中60%~80%的零件都要依靠模具成形。我國石化工業(yè)一年生產(chǎn)500多噸聚乙烯、聚丙烯和其他合成樹脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，用于生產(chǎn)和生活的消費(fèi)。生產(chǎn)建筑業(yè)用的地磚，墻磚和衛(wèi)生潔具，需要大量的陶瓷模具，生產(chǎn)塑料管件和塑料門窗，也需要大量的塑料模具成形。 80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個(gè)多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。盡管中國模具在過去十年里取得了令人矚目的發(fā)展，但是許多方面與發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距。相對(duì)而言，國外注塑成型技術(shù)在向多工位、高效率、自動(dòng)化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。例如：組合模、即鈑金和注塑一體注塑；多色注塑等，都在向高效率，高自動(dòng)化和節(jié)約能源、降低成本的方向發(fā)展。當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多，更新?lián)Q代快，市場競爭殘酷激烈。在這種情況下，用戶對(duì)模具制造的要求是制件質(zhì)量要好，交貨期要短，模具精度要高，模具價(jià)格要低。因此，現(xiàn)代模具的制造應(yīng)與當(dāng)前經(jīng)濟(jì)發(fā)展的形勢及以上要求相適應(yīng)。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進(jìn)水平的距離。 (1)注重開發(fā)大型，精密，復(fù)雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。 (2)加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 (3)推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要里程碑。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計(jì)制造水平。 (4)重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動(dòng)研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。 1.5本課題的研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案 分析肥皂盒塑件以及塑件成型工藝和過程。設(shè)計(jì)肥皂盒塑件圖，利用注塑成型原理對(duì)肥皂盒塑件進(jìn)行成型分析，并設(shè)計(jì)和繪制注塑模模具裝配圖及型腔、型芯等部分零件圖。利用Mastercam軟件對(duì)模具型腔、型芯進(jìn)行三維曲面造型與數(shù)控仿真加工，同時(shí)生成數(shù)控加工程序。設(shè)計(jì)過程可利用計(jì)算機(jī)模擬加工檢驗(yàn)。 2 肥皂盒塑件的分析與注塑成型原理 2.1塑件的分析和塑料成型工藝 2.1.1塑件的工藝性分析 圖2-1 肥皂盒零件圖 如圖2-1為肥皂盒塑件圖，該零件的材料為ABS（丙烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化學(xué)腐蝕及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。密度為1.02~1.05g/cm3。ABS有良好的機(jī)械強(qiáng)度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機(jī)鹽、堿和酸類對(duì)ABS幾乎無影響。 為了滿足制品表面光滑的要求與提高成型效率采用潛伏式澆口。該澆口的分流道位于模具的分型面上，而澆口卻斜向開設(shè)在模具的隱蔽處。塑料熔體通過型腔的側(cè)面或推桿的端部注入型腔，因而塑件外表面不受損傷，不致因澆口痕跡而影響塑件的表面質(zhì)量與美觀效果。 2.1.2塑料的分類與性能 塑料的品種很多，按其受熱后所表現(xiàn)的性能不同可分為熱固性塑料和熱塑性塑料兩大類。 (1) 熱固性塑料 是指在初次受熱時(shí)變軟，但加熱到一定時(shí)間或加入固化幾后，就硬化定型，再加熱則不熔融也不溶解，形成體型結(jié)構(gòu)物質(zhì)的塑料。這類塑料在成型過程中發(fā)生了化學(xué)變化，分子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了變化。常見的熱固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂等。 (2)熱塑性塑料 是指在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)加熱和冷卻硬化的塑料。這類塑料在成型過程中只有物理變化而無化學(xué)變化。常見的熱塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、有機(jī)玻璃等。 塑料具有以下性能和優(yōu)點(diǎn)： 1.質(zhì)量輕 2.比強(qiáng)度高 3. 化學(xué)穩(wěn)定好 4. 電性能優(yōu)良 5. 減摩、耐磨性能優(yōu)良、自潤滑性能好 6. 吸震和消聲性能好 7. 成型加工方便 但是，塑料也有許多不足的地方，例如剛性差，收縮率大，尺寸精度低，耐熱性能差，易老化等等 2.1.3注射成型原理及分類 注射成型又稱注塑成型，是熱塑性塑料的成型的主要方法。注射成型原理圖如圖2.2所示，將粒狀或者粉狀的塑料加入到注射機(jī)的漏斗，在注射機(jī)里塑料受熱熔融并使之保持流動(dòng)狀態(tài)，然后在一定壓力下注入閉和的模具，經(jīng)冷卻定型后，熔融的塑料就固化成為所需塑件。 圖2-2 注射成型原理 2.1.4注射機(jī)的分類 注射機(jī)的種類很多，按外形特征可分為以下幾種形式： (1) 臥式注射機(jī) 注射系統(tǒng)與合模鎖模系統(tǒng)軸線都呈水平布置的注射機(jī)。這類注射機(jī)重心低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、操作維修方便，塑件推出后可自行下落，便于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。常用的臥式注射機(jī)型號(hào)有：XS-ZY-30、XS-ZY-60、XS-ZY-125、XS-ZY-500、XS-ZY-1000等。其中：XS---塑料成形機(jī)，Z---注射機(jī)，Y---螺桿式，30、125---注射機(jī)的最大注射量。 (2) 立式注射機(jī) 注射系統(tǒng)與合模鎖模系統(tǒng)軸線垂直地面的注射機(jī)。這類注射機(jī)占地面積較小、模具裝卸方便，但重心較高，不穩(wěn)定，加料不方便，推出的塑件要人工取出，不易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。注射系統(tǒng)一般為柱塞結(jié)構(gòu)，注射量小于60g,常見的立式注射機(jī)為：SYS-30等。 (3) 角式注射機(jī) 注射系統(tǒng)與鎖模裝置的軸線相互垂直布置的注射機(jī)。這類注射機(jī)結(jié)構(gòu)簡單。注射系統(tǒng)一般為柱塞結(jié)構(gòu)，注射量小于60g,常見的立式注射機(jī)為：SYS-45等。 此外，按塑化方式注射機(jī)還可以分為柱塞式和螺桿式。 柱塞式注射機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，但塑化不均勻，注射壓力損失大，且注射容量極其有限，故只適用于小型模具生產(chǎn)，立式及角式注射機(jī)多采用此注射系統(tǒng)。 螺桿式注射機(jī)塑化充分，注射量大，適用的塑料品種范圍廣，因此在注射機(jī)中被廣泛采用。 2.1.5注射機(jī)技術(shù)參數(shù) 1. 注射量 也成為公稱注射量，它是指對(duì)空注射的條件下，注射螺桿或者柱塞作一次最大注射行程時(shí)，注射裝置所能達(dá)到的最大注射量。 2. 注射壓力 注射時(shí)為了克服塑料流經(jīng)噴嘴、流道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力，注射機(jī)螺桿（或柱塞）對(duì)塑料熔體必須施加足夠的壓力，此壓力稱為注射壓力。根據(jù)塑件的性能，選取注射壓力時(shí)，大致可以分為以下幾類： (1)注射壓力小于70Mpa,用于加工流動(dòng)性好的塑料，且塑件形狀簡單，壁厚較大。 (2)注射壓力為70~100Mpa,用于加工塑料黏度較低，形狀，精度要求一般的塑件。 (3)注射壓力為100~140 Mpa，用于加工中、高粘度的塑料、且塑件的形狀、精度要求一般。 (4)注射壓力為140~180 Mpa，用于加工較高粘度的塑料、且塑件的形狀、精度要求較高。 3. 鎖模力 當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生使模具分型面張開的力。為了夾緊模具，保證注射過程順利進(jìn)行。注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)必須有足夠的鎖模力，其必須大于張開力。鎖模力用公式表示為： F>FZ=P(nA+A1) (2-1) 式中：FZ——塑料熔體在分型面上的張開力，N； P—型腔壓力，一般為注射壓力的80%左右，通常取20~40 Mpa. n—型腔數(shù)量。 A—單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積，mm2。 A1—澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2. 3 肥皂盒注塑模的設(shè)計(jì) 3.1初步確定型腔數(shù)目 根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)及尺寸精度要求采用一模兩腔。 圖3-1 型腔分布圖 3.2注射機(jī)的選擇 3.2.1塑件體積的計(jì)算 按照?qǐng)D塑件所示尺寸近似計(jì) 塑件體積： =（3.14*109*5+75*110）*2 ≈20cmз 塑件質(zhì)量：M=20*1.04g=20.8g 3.2．2按注射機(jī)的最大注射量確定型腔數(shù)目 根據(jù) (3-1) 得 (3-2) 注射機(jī)最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機(jī)最大注射量，cmз或g; 澆注系統(tǒng)凝料量，cmз或g； 單個(gè)塑件體積或質(zhì)量，cmз或g； 3．2．3估算澆注系統(tǒng)的體積，其初步設(shè)定方案如下 圖3-2 澆注系統(tǒng)示意圖 10.1cmз 4.4 =2*20.8+10.1/0.8=65 cmз 查表文獻(xiàn)【4】、【2】得選用 XS-ZY-125型號(hào)注射機(jī) 4 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 4.1主流道的設(shè)計(jì) 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機(jī)噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動(dòng)通道 根據(jù)選用的XS-ZY-125型號(hào)注射機(jī)的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑：； 噴嘴前端球面半徑：； 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系 (4-1) 取主流道球面半徑：； 取主流道小端直徑：； 為了便于將凝料從主流道中取出，將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形，起斜度為，取其值為，經(jīng)換算得主流道大端直徑為 圖4-1 主流道示意圖 4.2分流道的設(shè)計(jì) 分流道選用圓形截面：直徑D=10cmз 圖4.2 分流道示意圖 流道表面粗糙度 4.3分型面的選擇設(shè)計(jì)原理 (1)分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處； (2)分型面的選擇應(yīng)有利于塑件的順利脫模； (3)分型面的選擇應(yīng)保證塑件的精度要求； (4)分型面的選擇應(yīng)滿足塑件的外觀質(zhì)量要求； (5)分型面的選擇要便于模具的加工制造； (6)分型面的選擇應(yīng)有利于排氣； (7)分型面的選擇還要考慮到型腔在分型面上投影面積的大小。 其分型面如圖4.3 圖4 -3 分型面示意圖 4.4澆口的設(shè)計(jì) 根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動(dòng)距離，避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件的缺陷，澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚處等要求 澆口設(shè)計(jì)如圖4.4 圖4-4 澆口示意圖 4.5冷料穴的設(shè)計(jì) 冷料穴是澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成之一。冷料穴的作用是容納澆注系統(tǒng)流道中料流的前鋒冷料，以免這些冷料注入型腔。這些冷料既影響熔體充填的速度，有影響成型塑件的質(zhì)量，另外還便于在該處設(shè)置主流道拉料桿的功能。注射結(jié)束模具分型時(shí)，在拉料桿的作用下，主流道凝料從定模澆口套中被拉出，最后推出機(jī)構(gòu)開始工作，將塑件和澆注系統(tǒng)凝料一起推出模外。 其設(shè)計(jì)如下圖（Z字型） 圖4-5 冷料穴示意圖 4.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 當(dāng)塑料熔體充填型腔時(shí)，必須順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如氣體不能被順利排出，塑件會(huì)由于填充不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清楚等缺點(diǎn)，甚至因氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。排氣槽位置和尺寸的選定是一個(gè)較為復(fù)雜的問題，主要靠實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。通常的作法是根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)，將排氣槽開設(shè)在可能出現(xiàn)問題的部位，經(jīng)過試模后進(jìn)行修改和補(bǔ)充。其設(shè)計(jì)要點(diǎn)為： （1）排氣系統(tǒng)應(yīng)保證迅速、有序、通暢，排氣速度應(yīng)與注射速度相適應(yīng)； （2）排氣槽應(yīng)設(shè)在塑料流的末端，如塑件、流道、冷料穴的澆注終端； （3）排氣槽應(yīng)設(shè)在主分型面的凹模一側(cè)，一是便于加工和修正，二是如果產(chǎn)生排氣飛邊，凝料也較容易脫模或去除； （4）排氣槽應(yīng)盡量設(shè)在塑件較厚的成型部位； （5）排氣槽應(yīng)設(shè)在便于清模的位置，以防止積存冷料； （6）排氣槽的排氣方向應(yīng)避開操作區(qū)，防止注射時(shí)高溫熔料的溢出而傷人； （7）排氣槽的深度與塑料品種的流動(dòng)性以及注射壓力、注射溫度有關(guān)。ABS的排氣槽深度為0.03mm。 由于本模具是屬小型模具，排氣量小，而且分型面較多，所以可利用推桿的配合間隙進(jìn)行排氣，這樣可以不必單獨(dú)設(shè)排氣槽，又可以起到排氣的作用。 5 注塑模模架設(shè)計(jì) 模架是設(shè)計(jì)、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件。為保證塑件質(zhì)量，須正確選用標(biāo)準(zhǔn)模架，以節(jié)約設(shè)計(jì)和制造時(shí)間。本次設(shè)計(jì)中模架的型號(hào)選用定模和動(dòng)模模板，有支撐板，設(shè)置以推桿推出塑料件的機(jī)構(gòu)組成模架。 5.1 標(biāo)準(zhǔn)模架選用依據(jù) 在模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)塑件圖樣及技術(shù)要求，分析、計(jì)算、確定塑件形狀類型、尺寸范圍（型腔投影面積的周界尺寸）、壁厚、孔型及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成型工藝，確定精料口位置、塑件重量以及每模塑件數(shù)（型腔數(shù)），并選定注射機(jī)的型號(hào)及規(guī)格。選定的注射機(jī)必須滿足塑件注射量以及成型壓力等要求。為保證塑件質(zhì)量，還必須正確選用標(biāo)準(zhǔn)模架，以節(jié)約設(shè)計(jì)和制造時(shí)間保證模具質(zhì)量。選用標(biāo)準(zhǔn)模架的程序及要的如下。 （1） 模架厚度H和注射機(jī)的閉合距離L對(duì)于不同型號(hào)和規(guī)格的注射機(jī)，不同結(jié)構(gòu)形式的鎖模機(jī)構(gòu)具有不同的閉合距離。模架厚度與閉合距離的關(guān)系為： Lmax <= H <= Lmin 式中 H: 模架厚度 Lmax : 注射機(jī)最大閉合距離 Lmin :注射機(jī)最小閉合距離 （2） 開模行程與定、動(dòng)模分開的間距與推出塑件所需行程之間的尺寸關(guān)系，設(shè)計(jì)時(shí)需計(jì)算確定，在取出塑件時(shí)的注射機(jī)開模行程應(yīng)大于取出塑件所需的定、動(dòng)模分開的間距，而模具推出塑件距離需小于頂出液壓缸的額定頂出行程。 （3） 選用的模架在注塑機(jī)上的安裝 安裝時(shí)注意：模架外形尺寸不應(yīng)受注塑機(jī)拉桿間距的影響；定位孔徑與定位環(huán)尺寸需配合良好；注塑機(jī)推出桿孔的位置和頂出 行程是否合適；噴嘴孔徑和球面半徑是否與模具的澆口套孔徑和凹球面尺寸相配合；模架安裝孔的位置和孔徑與注塑機(jī)的移動(dòng)模板及固定模板上的相應(yīng)螺孔相配。 （4） 選用模架應(yīng)符合塑件及其成型工藝的技術(shù)要求 為保證塑件質(zhì)量和模具的使用性能及可靠性，需對(duì)模架組合零件的力學(xué)性能，特別是他們的強(qiáng)度和剛度進(jìn)行準(zhǔn)確的校核及計(jì)算，以確定動(dòng)定模板及支撐板的長、寬、厚度尺寸，從而正確地選用模架的規(guī)格。 圖5-1 模架模型圖 6 成型零部件的設(shè)計(jì) 6.1型腔、型芯工作尺寸計(jì)算 ABS塑料的收縮率是0.3%--0.8% 平均收縮率: =（0.3%--0.8%）/2=0.55% 型腔內(nèi)徑： (6-1) 型腔深度： (6-2) 型芯外徑： (6-3) 型芯深度： (6-4) 型腔徑向尺寸（mm ）; - 塑件外形基本尺寸（mm）; -塑件平均收縮率； -塑件公差（參考文獻(xiàn)[4]） -成形零件制造公差，一般取1/4—1/6； -塑件內(nèi)形基本尺寸（ mm）; -型芯徑向尺寸（mm）; -型腔深度（mm）； -塑件高度（mm） -型芯高度（mm）； -塑件孔深基本尺寸（mm）； 6.1.1型腔尺寸計(jì)算 基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算 100 0.44 4 0.14 30 0.24 104 0.5 324 1.2 6 0.14 80 0.38 25.5 0.24 6 0.14 29 0.24 14 0.20 26 0.24 12 0.18 106 0.5 6.1.2型芯的尺寸計(jì)算 基本尺寸/mm 公差值/mm 計(jì)算 96 0.44 34 0.26 104 0.5 320 1.2 6 0.14 80 0.38 25.5 0.24 8 0.16 12 0.18 27 0.24 10 0.18 24 0.24 110 0.5 6.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用：（1）定位作用；（2）導(dǎo)向作用；（3）承受一定的側(cè)向壓力 6.2.1導(dǎo)柱的設(shè)計(jì) (1)長度 導(dǎo)柱導(dǎo)向部分的長度應(yīng)比凸模端面的高度高出8—12 cm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進(jìn)入型腔的情況。 (2)形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺(tái)形，以使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔。 (3)材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅(jiān)韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為50—55HRC。 6.2.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) (1)材料 用與導(dǎo)柱相同的材料制造導(dǎo)套，其硬度應(yīng)略低與導(dǎo)柱硬度，這樣可以減輕磨損，一防止導(dǎo)柱或?qū)桌? (2)形狀 為使導(dǎo)柱順利進(jìn)入導(dǎo)套，導(dǎo)套的前端應(yīng)倒圓角。導(dǎo)向孔作成通孔，以利于排出孔內(nèi)的空氣。 6.2.3推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動(dòng)作靈活可靠，推桿損壞后也便于更換。推桿的位置選擇在脫模阻力最大的地方，塑件各處的脫模阻力相同時(shí)需均勻布置，以保證塑件推出時(shí)受力均勻，塑件推出平穩(wěn)和不變形。根據(jù)推桿本身的剛度和強(qiáng)度要求，采用四根推桿推出。推桿裝入模具后，起端面還應(yīng)與型腔底面平齊或搞出型腔0.05—0.1cm. 6.2.4推件力的計(jì)算 對(duì)于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計(jì)算，并確定其脫模力（Q）： (6-5) 式中 --型芯或凸模被包緊部分的斷面周長（cm）; --被包緊部分的深度（cm）; --由塑件收縮率產(chǎn)生的單位面積上的正壓力，一般取 ； --磨擦系數(shù)，一般?。? --脫模斜度； =406.4mm mm 得 6.2.5 推桿的設(shè)計(jì) [1]推桿的強(qiáng)度計(jì)算 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)之二》由式5-97得 d=（） (6-6) d——圓形推桿直徑cm ——推桿長度系數(shù)≈0.7 l——推桿長度cm n——推桿數(shù)量 E——推桿材料的彈性模量N/(鋼的彈性模量E=2.1107N/) Q——總脫模力 取 。 [2]推桿壓力校核 查《塑料模設(shè)計(jì)手冊(cè)》式5-98 = (6-7) 取320N/mm2 < 推桿應(yīng)力合格，硬度HRC50～65 7 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本塑件在注射成型機(jī)時(shí)不要求有太高的模溫因而在模具上可不設(shè)加熱系統(tǒng)。是否需要冷卻系統(tǒng)可作如下設(shè)計(jì)算計(jì)。 設(shè)定模具平均工作溫度為，用常溫的水作為模具冷卻介質(zhì)，其出口溫度為。 7.1 求塑件在硬化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量 查表3-26得ABS的單位流量為 得 = 7.2 求冷卻水的體積流量V 由式3-41得： (7-1) 查表3-27可知所需的冷卻水管直徑較小。 由上述可知，設(shè)計(jì)冷卻水道直徑為8符合要求。 8 校 核 8.1整體式圓形型腔壁厚度的計(jì)算 8.1.1按剛度條件計(jì)算 設(shè)想用通過型腔軸線的兩平面截面取側(cè)壁，得到一個(gè)單位寬度長條，該長條可以看作一個(gè)一端固定、一端外伸的懸臂梁，。由于長條的寬度取得很小，梁的截面可近似視為矩形。由于該梁承受均勻分布載荷，故最大饒度產(chǎn)生在外伸一端，起值為： (8-1) 式中 --型腔材料彈性模量； --梁的慣性矩，其中，； s—側(cè)壁厚度。 應(yīng)使，則取為一單位寬度，可求得： (8-2) 得 校核條件成立 8.1.2整體式圓形型腔底板厚度的計(jì)算 (1)按剛度條件計(jì)算 整體式圓形型腔底板可視為周邊固定的圓板，在型腔內(nèi)熔體壓力作用下，最大饒度亦產(chǎn)生在底板中心，其數(shù)值為： (8-3) 應(yīng)使，則 得 校核條件成立 8.2注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核 [1]鎖模力與注射壓力的校核 (8-4) --注射時(shí)型腔壓力 查參考文獻(xiàn)得 30MPa --塑件在分型面上的投影面積（） --澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（） --注射機(jī)額定鎖模力，按GB XS-ZY-125型注射機(jī)額定鎖模力為900 得 得 得 符合條件 故選 XS-ZF-125注射機(jī)成立 8.3模具厚度H與注射機(jī)閉和高度 注射機(jī)開模行程應(yīng)大于模具開模時(shí)，取出塑件（包括澆注系統(tǒng)）所需的開模距離 即滿足下式 (8-5) 式中 --注射機(jī)最大開模行程，mm； --推出距離（脫模聚居），mm； --包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，mm； 條件成立 9 模具型芯、型腔的三維造型與數(shù)控仿真加工 9.1 Mastercam軟件簡介 Mastercam8是一套被模具行業(yè)廣泛采用的CAD/CAM系統(tǒng)，是我國目前機(jī)械加工行業(yè)使用最普遍的一種軟件，它可用于數(shù)控銑床、數(shù)控車床、數(shù)控鏜床、數(shù)控坐標(biāo)鏜床、加工中心、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床等，而且能適用于多種數(shù)控裝置的機(jī)床。 Mastercam8的強(qiáng)大CAD功能足以應(yīng)付任何復(fù)雜的模具設(shè)計(jì)，而CAM功能則提供完整的二軸、三軸、四軸和五軸加工。利用Mastercam8的CAD功能建立產(chǎn)品模型后，就可以通過其CAM功能選擇加工方式、加工刀具，設(shè)定加工參數(shù)，進(jìn)行NC刀具路徑計(jì)算、實(shí)體切削模擬等操作，在檢驗(yàn)一切無誤后，選擇對(duì)應(yīng)的后處理器將刀具路徑轉(zhuǎn)換成數(shù)控機(jī)床所能接受的NC代碼，再利用DNC方式傳輸給CNC控制器進(jìn)行加工。這大大的節(jié)省了時(shí)間、資源和產(chǎn)品成本，因此可以提高工作效率和加工精度。 Mastercam是美國CNC公司開發(fā)的基于PC平臺(tái)的CAD/CAM軟件，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設(shè)計(jì)零件外形所需的理想環(huán)境，其強(qiáng)大穩(wěn)定的造型功能可設(shè)計(jì)出復(fù)雜的曲線、曲面零件。 Mastercam具有強(qiáng)勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多種先進(jìn)的粗加工技術(shù)，以提高零件加工的效率和質(zhì)量。Mastercam還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復(fù)雜的零件。Mastercam的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。 可靠的刀具路徑校驗(yàn)功能 Mastercam可模擬零件加工的整個(gè)過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。 Mastercam提供400種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，我廠采用的是FANUC系統(tǒng)，機(jī)床為四軸聯(lián)動(dòng)臥式銑床。根據(jù)機(jī)床的實(shí)際結(jié)構(gòu)，我們編制了專門的后置處理文件，繩槽曲面加工刀具路徑NCI文件經(jīng)后置處理后生成加工程序。 使用Mastercam 實(shí)現(xiàn)DNC加工, DNC（直接數(shù)控）是指用一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)數(shù)控機(jī)床，其技術(shù)是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于本工件較大，處理的數(shù)據(jù)多，所生成的程序長，數(shù)控機(jī)床的磁泡存儲(chǔ)器已不能滿足程序量的要求，這樣就必須采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，將計(jì)算機(jī)和數(shù)控機(jī)床連接起來。利用Mastercam的Communic功能進(jìn)行通訊，而不必考慮機(jī)床的內(nèi)存不足問題,經(jīng)大量的實(shí)踐，用Mastercam軟件編制復(fù)雜零件的加工程序極為方便，而且能對(duì)加工過程進(jìn)行實(shí)時(shí)仿真，真實(shí)反映加工過程中的實(shí)際情況，不愧為一優(yōu)秀的CAD/CAM軟件。 Mastercam具有強(qiáng)勁的曲面粗加工及靈活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多種先進(jìn)的粗加工技術(shù)，以提高零件加工的效率和質(zhì)量。Mastercam還具有豐富的曲面精加工功能，可以從中選擇最好的方法，加工最復(fù)雜的零件。Mastercam的多軸加工功能，為零件的加工提供了更多的靈活性。 可靠的刀具路徑校驗(yàn)功能 Mastercam可模擬零件加工的整個(gè)過程，模擬中不但能顯示刀具和夾具，還能檢查刀具和夾具與被加工零件的干涉、碰撞情況。 Mastercam提供400種以上的后置處理文件以適用于各種類型的數(shù)控系統(tǒng)，我廠采用的是FANUC系統(tǒng)，機(jī)床為四軸聯(lián)動(dòng)臥式銑床。根據(jù)機(jī)床的實(shí)際結(jié)構(gòu)，我們編制了專門的后置處理文件，繩槽曲面加工刀具路徑NCI文件經(jīng)后置處理后生成加工程序。 9．1．1Mastercam軟件的特點(diǎn)與功能 一．CAD繪圖部份 1．文件中包含單位消息。打開文件時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)切換單位制(公制/英制)。屏幕左下角包含單位圖標(biāo)(mm或inch)。 實(shí)體模式可選定“曲面邊界”，在串連的選項(xiàng)中設(shè)置。 2． 多種串連選取方式：包含“下一個(gè)最靠近的”、“由內(nèi)而外”、“由外而內(nèi)”、“由內(nèi)而外最佳化”、“由外而內(nèi)最佳化”。 3． 可動(dòng)態(tài)選定串連的起始點(diǎn)。 4． 擴(kuò)充圖素屬性的設(shè)置。 5.屏幕拷貝及使用打印機(jī)出圖時(shí)，可指定出圖的線寬。 6.圖素屬性管理員：可預(yù)先設(shè)置各圖素的不同屬性。 7.自動(dòng)存檔功能中，增加“完成每個(gè)刀具路徑之操作后存檔”。 8.改善選定的限定功能。 9.增加工作座標(biāo)系統(tǒng)(WCS)及視角管理器。 10. 改善鼠標(biāo)右鍵的輔助菜單，增加動(dòng)態(tài)平移及動(dòng)態(tài)縮放。 11.刪除重復(fù)圖素時(shí)，可指定特殊的屬性。 12.可由快捷方式內(nèi)容中指定自設(shè)的單位(c:mcam9mill9.exe custom.cfg)。 13.分析功能表中增加：小的曲面及實(shí)體檢測，可過濾不必要的小曲面及實(shí)體。 14.可由分析→編輯信息中“重新定義”圖素，而不需要?jiǎng)h除后再重新繪制。 15.繪圖功能表中：倒角、文字、橢圓、多邊形及邊界等功能，更靈活、更人性化。 16.將8版應(yīng)用程序spiral及thelix合并成標(biāo)準(zhǔn)的功能：繪圖→螺旋線。 17.改善“修整→動(dòng)態(tài)移位”的選項(xiàng)。 18.將8版應(yīng)用程序squash改為標(biāo)準(zhǔn)功能：轉(zhuǎn)換→壓扁。 19.簡化“轉(zhuǎn)換→比例縮放”的設(shè)置。 20.打開文件時(shí)，如果圖素顏色與工作區(qū)底色相同，系統(tǒng)會(huì)立即提示更改顏色。 21.在9版中，系統(tǒng)會(huì)記錄先前最后使用的對(duì)話窗頁次；再選擇該對(duì)話窗時(shí)，系統(tǒng)便直接進(jìn)入上次離開時(shí)的頁次。 22.增加功能鍵F11、F12的設(shè)置。 23.支持AutoCAD R13的DWG、DXF及Inventor v5.0。 24.可對(duì)STL檔運(yùn)行鏡像、旋轉(zhuǎn)、比例縮放及改變法向。 25.支持Parasolids 13.2及ACIS 7.0。 9.1.2三維設(shè)計(jì)與加工系統(tǒng) 完整的曲線功能：可設(shè)計(jì)、編輯復(fù)雜的二維、三維空間曲線。還能生成方程曲線。尺寸標(biāo)注、注釋等也很方便。 強(qiáng)大的曲面功能：采用NURBS、PARAMETRICS等數(shù)學(xué)模型，有十多種生成曲面方法。還具有曲面修剪、曲面間等（變）半徑導(dǎo)圓角、導(dǎo)角 、曲面偏置、延伸等編輯功能。 嶄新的實(shí)體功能：以PARASOLID為核心，導(dǎo)圓角、抽殼、布爾運(yùn)算、延伸、修剪等功能都很強(qiáng)。 可靠的數(shù)據(jù)交換功能，可轉(zhuǎn)換的格式包括：IGES、SAT（ACIS SOLIDS）、DXF、CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。并可讀取Parasolid、HPGL、CATIA、PRO/E、STEP等格式的數(shù)據(jù)文件。 銑床3D加工系統(tǒng)可完成如下功能： 多重曲面的粗加工及精加工。 加工刀具軌跡有：等高線加工，環(huán)繞等距加工，平行式加工， 放射狀加工， 插拉刀方式加工， 投影加工，沿面加工，淺平面及陡斜面加工等。 9.2模具型芯、型腔型面三維造型 利用mastercam軟件的繪圖造型功能對(duì)型芯進(jìn)行三維造型如圖9-1 圖9-1 型芯型面的三維模型 圖9-2 型腔型面的三維模型 9.3模具型腔的數(shù)控仿真加工 9.3.1加工路線的確定 根據(jù)對(duì)型面的特征分析，其加工路線為 曲面粗加工（平行銑削）——曲面半精加工(曲面流線)——曲面精加工（環(huán)繞等距） 9.3．2部分工序加工流程及數(shù)控程序的生成 (1)選取 刀具路徑—曲面加工—粗加工—平行銑削，下一級(jí)菜單中選取凹—實(shí)體—實(shí)體面 (2)選取 刀具路徑—曲面加工—精加工—環(huán)繞等距，下一級(jí)菜單中選取凹—實(shí)體—實(shí)體面 (3)鼠標(biāo)選取所要加工的曲面，如圖9-3 圖9-3 型腔加工面的選擇界面 單擊執(zhí)行，出現(xiàn)圖示對(duì)話框 選擇直徑為3的球刀如圖？ 圖9-4 刀具參數(shù)對(duì)話框 選完刀具后，對(duì)加工參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，如下圖 圖9-4加工參數(shù)設(shè)置對(duì)話框一 圖9-5 加工參數(shù)設(shè)置對(duì)話框二 點(diǎn)擊確定后就自動(dòng)生成型腔加工路徑，可進(jìn)行實(shí)體切削驗(yàn)證 圖9-6 刀心軌跡模擬仿真一 圖9-7 刀心軌跡模擬仿真二 圖9-8 刀心軌跡模擬仿真三 實(shí)體切削仿真完成后，對(duì)刀心軌跡文件進(jìn)行后置處理，生成數(shù)控加工程序[具體見電子文檔]，如下： % O0000 (PROGRAM NAME - XINQIANGJIAGONG) (DATE=DD-MM-YY - 26-05-11 TIME=HH:MM - 16:36) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 ( 3. BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 3.) N104T1M6 N106G0G90X-157.5Y-100.A0.S2546M3 N108G43H1Z100. N110Z5.8 N112G1Z0.F3. N114X157.5F203.7 N116Y-99. N118X-157.5 N120Y-98 。。。。。。。。。。。。 N1894X61.596Z-46.566 N1896X61.161Y-.25Z-46.459 N1898X60.761Y-.107Z-46.359 N1900X60.474Y0.Z-46.273 N1902G0Z-41.273 N1904Z100. N1906M5 N1908G91G28Z0. N1910G28X0.Y0.A0. N1912M30 % 9.4型芯的數(shù)控加工 9.4.1工路線的確定 根據(jù)以上分析，本型腔加工路線可規(guī)定如下： （1）曲面精加工（平行銑削） （2）挖槽（一般挖槽） 9.4．2工序加工方法的確定及數(shù)控程序 具體操作步驟如下 （1）選取 刀具路徑—曲面加工—精加工—平行洗削 — 選取凹—實(shí)體—實(shí)體面 （2）選取 刀具路徑—挖槽 （3）鼠標(biāo)選取所要加工的曲面，如圖： 圖9-9 型芯加工面的選擇界面 選擇刀具如下 圖9-10 刀具參數(shù)對(duì)話框 設(shè)置刀具參數(shù) 點(diǎn)擊確定后自動(dòng)生成型芯加工路徑，可進(jìn)行實(shí)體切削驗(yàn)證 圖9-11 刀心軌跡模擬仿真一 圖9-12 刀心軌跡模擬仿真二 實(shí)體切削無誤后，后置處理自動(dòng)生成程序如下（具體見電子檔） N134X157.5F244.3 N136G0Z53.3% O0000 (PROGRAM NAME - 333333333333) (DATE=DD-MM-YY - 26-05-11 TIME=HH:MM - 13:53) N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 ( 10. BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 10.) N104T1M6 N106G0G90X-157.5Y-100.A0.S1527M3 N108G43H1Z100. N110Z54.3 N112G1Z48.3F3.6 N114X157.5F244.3 N116G0Z53.3 N118Z54.3 N120X-157.5Y-99.5 N122G1Z48.3F3.6 N124X157.5F244.3 N126G0Z53.3 N128Z54.3 N130X-157.5Y-99. N132G1Z48.3F3.6 。。。。。。。。。。。。。 結(jié)論 為期近3個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，回顧整個(gè)畢設(shè)過程，我覺得受益匪淺。在對(duì)塑料肥皂盒注塑模具設(shè)計(jì)及其數(shù)控加工的過程中，我對(duì)模具設(shè)計(jì)和數(shù)控加工有了更深刻的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也鞏固了以前學(xué)習(xí)的軟件知識(shí)和機(jī)械理論知識(shí)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，我學(xué)到了更多的知識(shí)，開闊了我的視野，為以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 整個(gè)的設(shè)計(jì)內(nèi)容過程包括： 1. 自行設(shè)計(jì)一塑料肥皂盒 2. 利用Mastercam 對(duì)塑料肥皂盒注塑模具的型芯和型腔生成數(shù)控加工程序和工藝，并進(jìn)行模擬加工。 3. 利用AutoCAD 2006軟件繪制模具和零件的工程圖。 4. 編寫設(shè)計(jì)說明書，此過程是把整個(gè)過程以文字的方式表示出來。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)：設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用了現(xiàn)代制造業(yè)流行的CAD/CAM一體化技術(shù)，從產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)制造過程中，不再需要生成工程圖。在數(shù)控加工過程中，通過把Mastercam中建立的型芯和型腔的數(shù)字實(shí)體導(dǎo)入到Mastercam/CAM中，設(shè)定相關(guān)的工藝參數(shù)后計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成數(shù)控加工程序。 本次設(shè)計(jì)的塑料肥皂盒注射模，在理論上說是成功的。經(jīng)過校核，本模具的注射量、鎖模力等都沒有超過初選的注射機(jī)的額定參數(shù)，基本滿足塑件在外形方面的基本要求。但客觀的說，由于本人水平有限，本設(shè)計(jì)在許多方面還存在不足，現(xiàn)說明如下： 1. 由于本模具的型芯和型腔是三維曲面，而且表面要求也比較高，在數(shù)控加工時(shí)，采用放射狀加工方法，可能加工時(shí)間會(huì)比較長，在節(jié)約成本方面，本人考慮不夠全面。 2. 因?yàn)樗芗潜”诩紤]其容易變形的缺點(diǎn)，本模具的推出機(jī)構(gòu)裝在肥皂盒底。 為的是保證其在推出時(shí)受力均勻。但是，本人忽略了一點(diǎn)，由于推塊與型芯配合，并且它的上方就是澆口，如果與型芯的配合不夠緊密，就會(huì)造成瀉料，成型件的內(nèi)腔就不能達(dá)到預(yù)先的要求，必須使兩者的配合十分緊湊，所以，對(duì)加工的要求會(huì)比較高。因此從經(jīng)濟(jì)方面考慮，本機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不夠理想。 3. 現(xiàn)在塑料模具已經(jīng)頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)，但是本次的設(shè)計(jì)，在有些機(jī)構(gòu)上沒有采用標(biāo)準(zhǔn)件，有些零件還需要加工，不能直接外購，可能在省時(shí)方面做的不夠好。 4. 由于數(shù)控加工工藝設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)的設(shè)定的參考資料不足，所以其在工程中難免有不合理的地方。 因此，本模具在諸多方面還不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化，經(jīng)濟(jì)化的要求。只有在改正以上幾項(xiàng)不足的前提下，才能使本模具的通用性，實(shí)用性，經(jīng)濟(jì)性有所提高，所以，以后的設(shè)計(jì)還要往這個(gè)方向努力。 參考文獻(xiàn) [1].嚴(yán)烈主編. 《Mastercam 8模具設(shè)計(jì)超級(jí)寶典》. 北京:冶金工業(yè)出 版社，2000. 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