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鹽城工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2006 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 摘要 本課題設(shè)計(jì)是對(duì)玩具汽車的模具設(shè)計(jì)和成型零件的加工仿真 設(shè)計(jì)過程 中采用 Pro E Wildfire 2 0 進(jìn)行三維造型 分型面設(shè)計(jì)和模流分析 使用 EMX 4 1 模塊進(jìn)行模具整體設(shè)計(jì) 使用 Master cam 9 0 進(jìn)行模具型腔仿真加工 本模具依據(jù)廠方給定的注塑機(jī)型號(hào)和經(jīng)濟(jì)性確定型腔為一模四腔 考慮模 具中的成型位置及精度等諸多種因素的影響 選取分型面在塑件的底面 為使 塑件能夠快速均勻冷卻 冷卻流道布置為環(huán)繞式 為使鑲塊結(jié)構(gòu)不發(fā)生泄漏 使用負(fù)壓冷卻水系統(tǒng) 采用平衡式分流道 側(cè)澆口 使型腔同時(shí)得到均勻的充 填和成型 頂出機(jī)構(gòu)是制品的脫模裝置 依據(jù)塑件結(jié)構(gòu)采用 12 根頂桿 由于塑 件是薄壁結(jié)構(gòu)可能出現(xiàn)注塑不完整 通過模流分析驗(yàn)證注塑流體可以充滿型腔 符合設(shè)計(jì)要求 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù) 使用 EMX 對(duì)模具整體設(shè)計(jì) 分析型腔的加工工 藝 在 Master cam 9 0 中完成刀具路徑設(shè)定 確定數(shù)控加工代碼 通過仿真加 工確定是否滿足加工要求 通過使用模具設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件 使模具設(shè)計(jì)效率大大提高 完全符合設(shè)計(jì)要 求 關(guān)鍵詞 模具設(shè)計(jì) 加工仿真 注塑模具 CAM 技術(shù) 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 The design of the toy automobile top shell mould And the simulation processing of the mold cavity Abstract This topic is to design the toy automobile mold and the simulation processing of the mold cavity In the design process Pro E Wildfire 2 0 were used to construct carries on the three dimensional modeling design demould the plane and analyse mold flows the EMX 4 1 modules were used to carry on the mold overall design Master cam 9 0 were used to carry on the mold cavity simulation processing This mold according as the injection molding machine model and the efficient deterministic cavity which assigns based on the factory is four cavities Considered in the mold takes shape the position and the precision and so on the various many kinds of factors influence a selection divided profile is modeling a bottom surface In order to cause to model to be able the fast uniform cooling cools the flow channel arrangement for to surround the type In order to cause to inlay the block structure not to occur divulges use negative pressure cooling water system Uses a balance like divided flow channel the side runner at the same time the causing cavity obtains even fills and takes shape prop up the organization is the product taking off patterns installment go on the basis models a structure to use 12 mandril Because models are the thin wall construction possibly appears casts not completely get across flows the analysis confirmation the mold to cast the fluid to be possible the filling cavity conforms to the design requirement According to the design variable uses EMX for the mold overall design The analysis cavity processing technics completes the cutting tool way hypothesis in Master cam 9 0 the definite numerical control processing code through the simulation processing determined whether satisfies the processing request Through the use mold design application software makes the mold rated capacity to enhance greatly conforms to the design requirement completely Key words mold design processing simulation enjection mould cam technology 1 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真設(shè)計(jì) 目 錄 1前言 1 2 總體方案論證 3 3具體設(shè)計(jì)說明 4 3 1塑件三維造型 4 3 1 1塑件測(cè)繪 4 3 1 2塑件造型 4 3 2模具設(shè)計(jì)計(jì)算 5 3 2 1塑件材料性能分析 5 3 2 2型腔數(shù)的確定 5 3 2 3型腔壁厚計(jì)算 6 3 3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 7 3 3 1澆口位置選擇 7 3 3 2 澆注系統(tǒng)平衡 7 3 3 3澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 7 3 4分型面設(shè)計(jì) 9 3 5冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 3 5 1設(shè)計(jì)計(jì)算 11 3 5 2冷卻流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 12 3 6頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 3 7模架設(shè)計(jì) 15 3 8模流分析 16 3 9型腔加工仿真 22 3 9 1加工零件工藝審查 22 3 9 2 毛坯的選擇 22 3 9 3 基準(zhǔn)選擇 22 3 9 4 Master CAM 9 0仿真加工 22 4結(jié)論 24 參考文獻(xiàn) 25 致謝 26 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 2 附錄 30 摘要 本課題設(shè)計(jì)是對(duì)玩具汽車的模具設(shè)計(jì)和成型零件的加工仿真 設(shè)計(jì)過程中 采用 Pro E Wildfire 2 0進(jìn)行三維造型 分型面設(shè)計(jì)和模流分析 使用 EMX 4 1 模塊進(jìn)行模具整體設(shè)計(jì) 使用 Master cam 9 0進(jìn)行模具型腔仿真加工 本模具依據(jù)廠方給定的注塑機(jī)型號(hào)和經(jīng)濟(jì)性確定型腔為一模四腔 考慮模具中 的成型位置及精度等諸多種因素的影響 選取分型面在塑件的底面 為使塑件能夠 快速均勻冷卻 冷卻流道布置為環(huán)繞式 為使鑲塊結(jié)構(gòu)不發(fā)生泄漏 使用負(fù)壓冷卻 水系統(tǒng) 采用平衡式分流道 側(cè)澆口 使型腔同時(shí)得到均勻的充填和成型 頂出機(jī) 構(gòu)是制品的脫模裝置 依據(jù)塑件結(jié)構(gòu)采用 12根頂桿 由于塑件是薄壁結(jié)構(gòu)可能出 現(xiàn)注塑不完整 通過模流分析驗(yàn)證注塑流體可以充滿型腔 符合設(shè)計(jì)要求 根據(jù)設(shè) 計(jì)參數(shù) 使用 EMX對(duì)模具整體設(shè)計(jì) 分析型腔的加工工藝 在 Master cam 9 0中 完成刀具路徑設(shè)定 確定數(shù)控加工代碼 通過仿真加工確定是否滿足加工要求 通過使用模具設(shè)計(jì)應(yīng)用軟件 使模具設(shè)計(jì)效率大大提高 完全符合設(shè)計(jì)要求 關(guān)鍵詞 模具設(shè)計(jì) 加工仿真 注塑模具 CAM 技術(shù) The design of the toy automobile top shell mould And 3 the simulation processing of the mold cavity Abstract This topic is to design the toy automobile mold and the simulation processing of the mold cavity In the design process Pro E Wildfire 2 0 were used to construct carries on the three dimensional modeling design demould the plane and analyse mold flows the EMX 4 1 modules were used to carry on the mold overall design Master cam 9 0 were used to carry on the mold cavity simulation processing This mold according as the injection molding machine model and the efficient deterministic cavity which assigns based on the factory is four cavities Considered in the mold takes shape the position and the precision and so on the various many kinds of factors influence a selection divided profile is modeling a bottom surface In order to cause to model to be able the fast uniform cooling cools the flow channel arrangement for to surround the type In order to cause to inlay the block structure not to occur divulges use negative pressure cooling water system Uses a balance like divided flow channel the side runner at the same time the causing cavity obtains even fills and takes shape prop up the organization is the product taking off patterns installment go on the basis models a structure to use 12 mandril Because models are the thin wall construction possibly appears casts not completely get across flows the analysis confirmation the mold to cast the fluid to be possible the filling cavity conforms to the design requirement According to the design variable uses EMX for the mold overall design The analysis cavity processing technics completes the cutting tool way hypothesis in Master cam 9 0 the definite numerical control processing code through the simulation processing determined whether satisfies the processing request Through the use mold design application software makes the mold rated capacity to enhance greatly conforms to the design requirement completely Key words mold design processing simulation enjection mould cam technology 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 4 1 前言 近年來 隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展和通用工程塑料在強(qiáng)度和精度等方面的不斷 提高 塑料制品的應(yīng)用范圍也在不斷擴(kuò)大 如 家用電器 儀器儀表 建筑器材 汽車工業(yè) 日用五金等眾多領(lǐng)域 塑料制品所占的比例正迅猛增加 一個(gè)設(shè)計(jì)合理 的塑料件能代替多個(gè)傳統(tǒng)金屬件 工業(yè)產(chǎn)品和日用產(chǎn)品塑料化的趨勢(shì)不斷上升 采用模具生產(chǎn)制件具有生產(chǎn)效率高 質(zhì)量好 切削少 節(jié)約能源和原材料 成 本低等一系列優(yōu)點(diǎn) 模具成型已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段 成為多種成型工 藝中最具有潛力的發(fā)展方向 模具是機(jī)械 電子等工業(yè)的基礎(chǔ)工業(yè) 它對(duì)國民經(jīng)濟(jì) 和社會(huì)發(fā)展起著越來越大的作用 一個(gè)國家模具生產(chǎn)能力的強(qiáng)弱 水平的高低 直接影響著許多工業(yè)部門的新產(chǎn) 品的開發(fā)和老產(chǎn)品的更新?lián)Q代 影響著產(chǎn)品質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益的提高 對(duì)塑料模具的 全面要求是 能高效地生產(chǎn)出外觀和性能均符合使用要求的制品 模具制造要求模 具零件的加工工藝性能好 選材合適 制造容易 成本低廉 應(yīng)該特別強(qiáng)調(diào)塑料制 品質(zhì)量和模具之間的關(guān)系 模具的形狀 尺寸精度 表面粗糙度 分型面的位置 脫模方式對(duì)塑件的尺寸精度 形位精度 外觀質(zhì)量影響很大 發(fā)展概況和應(yīng)用背景 塑料工業(yè)近 20年來發(fā)展十分迅速 早在 7年前塑料的年產(chǎn)量按體積計(jì)算已經(jīng) 超過鋼鐵和有色金屬年產(chǎn)量的總和 塑料制品在汽車 機(jī)電 儀表 航天航空等國 家支柱產(chǎn)業(yè)及與人民日常生活相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用 塑料制品成形 的方法雖然很多 但最主要的方法是注塑成形 世界塑料成形模具產(chǎn)量中約半數(shù)以 上是注塑模具 隨著塑料制品復(fù)雜程度和精度要求的提高以及生產(chǎn)周期的縮短 主要依靠經(jīng)驗(yàn) 的傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)方法已不能適應(yīng)市場(chǎng)的要求 在大型復(fù)雜和小型精密注射模具方面 我國還需要從國外進(jìn)口模具 我國模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊 懸殊較大 從總體上來講 與發(fā)達(dá)工業(yè) 國家及港臺(tái)地區(qū)先進(jìn)水平相比 還有較大的差距 在采用 CAD CAM CAE CAPP等技術(shù)設(shè)計(jì)與制造模具方面 無論是應(yīng)用的廣泛性 還是技術(shù)水平上都存在很大的差距 在應(yīng)用 CAD技術(shù)設(shè)計(jì)模具方面 僅有約 10 的 模具在設(shè)計(jì)中采用了 CAD 距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走 在應(yīng)用 CAE進(jìn)行 模具方案設(shè)計(jì)和分析計(jì)算方面 也才剛剛起步 大多還處于試用和動(dòng)畫游戲階段 在應(yīng)用 CAM技術(shù)制造模具方面 一是缺乏先進(jìn)適用的制造裝備 二是現(xiàn)有的工藝設(shè) 備 包括近 10多年來引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備 在應(yīng)用 CAPP技術(shù)進(jìn)行工藝規(guī)劃方面 基 本上處于空白狀態(tài) 需要進(jìn)行大量的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)工作 在模具共性工藝技術(shù) 如模 具快速成型技術(shù) 拋光技術(shù) 電鑄成型技術(shù) 表面處理技術(shù)等方面的 CAD CAM技術(shù) 應(yīng)用在我國才剛起步 計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的軟件開發(fā) 尚處于較低水平 需要知識(shí)和 經(jīng)驗(yàn)的積累 中國模具行業(yè)中的技術(shù)人員 只占從業(yè)人員的 8 12 左右 且技術(shù)人 5 員和技術(shù)工人的總體技術(shù)水平也較低 由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和企業(yè)信息化的需要 企業(yè)對(duì)計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)有著強(qiáng)烈的需求 國內(nèi)外學(xué)者在模具 CAD技術(shù)方面已經(jīng) 進(jìn)行了大量的研究工作 并進(jìn)行了一些實(shí)用系統(tǒng)的開發(fā) 但是 目前大多數(shù)的模具 CAD系統(tǒng)是基于二維 CAD平臺(tái) 如 AutoCAD 開發(fā)的 在計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的今天 這種二維模具 CAD系統(tǒng)已不能滿足要求 當(dāng)前逐漸完善起來的三維 CAD軟件 如 Pro E UG 等具有強(qiáng)大的造型 裝配功能和豐富的輔助設(shè)計(jì)手段 為三維模具 CAD 系統(tǒng)的開發(fā)與研究提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障 本課題是對(duì)玩具汽車上殼制品進(jìn)行測(cè)繪 模具設(shè)計(jì) 模具型腔仿真加工及數(shù)控 編程 課題來源于生產(chǎn)實(shí)踐 基于生產(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)小汽車制品的模具設(shè)計(jì)以及仿 真加工 在設(shè)計(jì)過程中要解決小汽車制品測(cè)繪 模具設(shè)計(jì) 在模具設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)分型面 的選擇 澆口形式與位置的確定 型腔位置的安排 定模冷卻水道的設(shè)置 工藝分 析及數(shù)控編程及加工仿真等問題 小汽車制品的幾何尺寸進(jìn)行測(cè)量后要進(jìn)行合理的 后處理 模具分型面處在同一平面時(shí)不需要一定的角度 所以選擇底面為分型面 本模具設(shè)計(jì)采用側(cè)澆口 并要避開制品點(diǎn)畫線所示的高光量區(qū)域 為使流道平衡 應(yīng)使各型腔距主流道距離均等 由于所成型的制品形狀簡(jiǎn)單且?guī)缀纬叽巛^小 因此 可采用冷卻水道圍繞型腔鑲件的冷卻方式 模具方案設(shè)計(jì)完成后對(duì)型腔進(jìn)行仿真加 工及數(shù)控編程 據(jù)此方案可以達(dá)到設(shè)計(jì)的預(yù)期效果 并且大大提高了注塑模的質(zhì)量 和效率 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 6 2 總體方案論證 本課題的設(shè)計(jì)目的是對(duì)玩具汽車上殼的三維造型及優(yōu)化 塑料注射模具設(shè)計(jì) 模具型加工仿真及數(shù)控編程 其中 a 制品的尺寸精度要求 長度方向小于 0 50 厚度方向小于 0 10 b 制品材料 ABS c 制品表面粗糙度 不低于實(shí)物 表面 d 制品生產(chǎn)批量 5 萬 e 制品其他要求 符合設(shè)計(jì)規(guī)范 在進(jìn)行零件的 三維造型之前 首先對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪 繪制塑件二維工程圖 然后根據(jù)工程圖進(jìn)行 塑件的三維造型 再進(jìn)行型腔的設(shè)計(jì)主要是分型面的設(shè)計(jì) 接著就是把分型后的型 腔裝配組件調(diào)入 EMX4 1進(jìn)行整個(gè)模架的設(shè)計(jì) 最后進(jìn)行仿真加工及數(shù)控編程 首先是對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪 由于該塑件大都為曲面實(shí)際測(cè)量有一定困難所以采用 多次取斷面進(jìn)行測(cè)量的方法 測(cè)繪好后使用 Pro E Wildfire2 0進(jìn)行三維造型 主 要采用拉伸 除料 抽殼等步驟造型 在三維造型之后可以通過 Pro E Wildfire2 0下的 塑料顧問 進(jìn)行模流分析 通過計(jì)算可以驗(yàn)證塑料膠體能不能 完全填充滿型腔 而后使用 Pro E Wildfire2 0下的 EMX4 1模塊進(jìn)行整個(gè)模架設(shè) 計(jì) 根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備的注射量 鎖模力等方面進(jìn)行考慮 還有塑件的精度等級(jí)確 定采用一模四腔 要確保塑件及澆注系統(tǒng)所需的注射量不超過注射機(jī)最大容量的 80 接著對(duì)各個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì) 首先是澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)分為主流道 分流道 澆口 冷料穴等 主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線在同一條直線上 由于主 流道與高溫高壓的熔融塑料接觸所以外面要加個(gè)澆口套 澆口套要進(jìn)行淬火處理 這樣可以延長模具的使用壽命 分流道的半徑與塑料種類和所需熔融塑料的體積有 關(guān) 本模具設(shè)計(jì)取 6mm 主流道與分流道采用圓角過渡 這樣可以減小料流轉(zhuǎn)向過 渡時(shí)的阻力 分流道的布置要均勻處理 確保熔融塑料由主流道到各分流道的距離 相等 分流道表面不必很光 可以使熔融塑料的冷卻皮層固定 有利于保溫 分流 道與澆口采用圓弧過渡 有利于熔料的流動(dòng)及填充 澆口主要有兩個(gè)作用 一是起 控制作用 二是壓力撤銷后封鎖型腔 不產(chǎn)生倒流 在整個(gè)模架設(shè)計(jì)中所有的模架 零部件都在 EMX中根據(jù)自己計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行選取 所有零部件的三維造型都會(huì)在設(shè) 計(jì)完成夠自動(dòng)生成 對(duì)以后的二維工程圖的繪制提供依據(jù) 模具設(shè)計(jì)完成后 進(jìn)行 型腔的加工工藝分析 在確定加工工藝步驟后 在 Master CAM 9 0 中進(jìn)行刀具路 徑設(shè)定完成仿真加工 而后輸出數(shù)控程序 7 3 具體設(shè)計(jì)說明 3 1 塑件三維造型 3 1 1塑件的測(cè)繪 塑件為玩具汽車上蓋 使用游標(biāo)卡尺對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪 我們最終設(shè)計(jì)制造的是 這個(gè)玩具的模具 而我們所取的塑件是模具生產(chǎn)出來的大量塑件中的一個(gè) 由于制 造的原因 塑件在出模后不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的變形 因此對(duì)該零件的測(cè)量數(shù)值 需要進(jìn)行分析處理 如對(duì)塑件較大尺寸誤差的進(jìn)行修正 對(duì)相同形狀處所測(cè)不同尺 寸的取均值進(jìn)行圓整 對(duì)一些結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化 然后繪出零件的測(cè)繪草圖 由于條件 限制所以采用多次取斷面進(jìn)行測(cè)量的辦法 量具 游標(biāo)卡尺 0 300 0 02 垂直卡尺等 測(cè)繪時(shí)應(yīng)該注意做到以下幾點(diǎn) a 測(cè)繪過程中必須把被測(cè)物體放在工作平面上 b 采用多次測(cè)量求平均值 c 正確地讀取數(shù)據(jù) 該塑件外形尺寸約為 102 88 31 46 33 55 mm 制品投影面積約為 13885 12mm2 體積約為 9 383 cm3 3 1 2塑件三維造型 塑件測(cè)繪草圖出來以后 應(yīng)該根據(jù)塑件的測(cè)繪圖 對(duì)塑件的進(jìn)行三維造型 三 維造型可以選用 Pro e Wildfire2 0軟件 三維造型的所有參數(shù)與測(cè)繪的數(shù)據(jù)一致 首先打開三維軟件 Pro e Wildfire2 0 進(jìn)入零件設(shè)計(jì)界面 然后在豎直面內(nèi)畫玩 具汽車的中間截面的斷面圖 點(diǎn)擊 命令 向兩邊進(jìn)行放樣拉伸 接著在繪制好 的曲面上進(jìn)行除料繼續(xù)使用 命令 選擇其中的去除材料 命令 由于塑件玩具 汽車的上蓋的外殼所以還要進(jìn)行薄壁 處理 由于該塑件大都是曲面都是圓滑過 渡所以在三維造型中要使用倒圓角 命令 三維造型如圖 3 1所示 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 8 圖 3 1 塑件三維造型 3 2 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 3 2 1塑件材料性能分析 塑件材料 ABS 密度取 1 01g cm3 脫模斜度取 1 ABS 收縮率 0 3 0 8 取 0 5 成型性能 a 無定形料 流動(dòng)性中等 比聚苯乙烯 AB 差 但比聚碳酸脂 聚氯乙烯 溢邊值為 0 04mm左右 b 吸濕性強(qiáng) 必須充分干燥 表面要求光澤的塑件必須經(jīng)長時(shí)間的預(yù)熱干燥 c 成型時(shí)宜取高料溫 高模溫 但料溫過高易分解 分解溫度為 250 對(duì)精度較高的塑件 模溫宜娶 50 60 對(duì)光澤 耐熱塑件 模溫宜取 60 80 注射壓力高于聚苯乙烯 用柱塞式注射機(jī)成型時(shí) 料溫為 180 230 注射壓力為 1000 1400 10 5Pa 用螺桿式注塑機(jī)成型時(shí) 料溫為 160 220 注射壓力為 700 1000 10 5Pa 塑件的尺寸精度一般是根據(jù)使用要求確定的 但還必須充分考慮塑料的性能及 成型工藝的特點(diǎn) 由于該塑件是作為普通的兒童玩具 要求其外表面光滑 既不會(huì) 在使用過程中對(duì)人造成傷害 還要必須考慮其外形的美觀 因此取一般精度等級(jí)為 6級(jí) 3 2 2型腔數(shù)的確定 型腔的數(shù)量是由廠方給定的注塑機(jī)型號(hào) XS ZY 125來確定的 并且從塑件 的尺寸精度考慮 由于該制品精度等級(jí) 6所以型腔數(shù)控制在四腔之內(nèi) 并且零件是 汽車玩具上殼 體積小 大批量生產(chǎn) 從注塑經(jīng)濟(jì)效益出發(fā)來確定 熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào) XS ZY 125 具體參數(shù)如下表 表 3 1 注塑機(jī)參數(shù) 型號(hào) XS ZY 125 螺桿 柱塞 直徑 mm 42 9 注射容量 cm 3 125 注射壓力 10 5Pa 120 鎖模力 kN 900 最大注射面積 cm 2 320 最大 mm 300模具厚度 最小 mm 200 模板行程 mm 300 孔直徑 mm 4噴嘴 球半徑 mm 12 定位孔直徑 mm 100 注射時(shí)間 s 1 6 動(dòng) 定模固定板尺寸 mm 428 458 以機(jī)床的注塑能力為基礎(chǔ) 每次注射量不超過注射機(jī)最大注射量的 80 3 1 0 8SWN 澆件 式中 N 型腔數(shù) S 注射機(jī)的注射量 g 澆注系統(tǒng)的質(zhì)量 g W澆 塑件質(zhì)量 g 件 塑件體積 9 383 cm 3 塑件質(zhì)量 9 383 1 1 10 3 g 澆注系統(tǒng)體積 15 79 cm 3 15 79 1 1 17 89 g 澆 經(jīng)計(jì)算 N 4 因此型腔數(shù)確定為一模四腔 額定鎖模力 選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開模力 不然模具分型面要分開 而產(chǎn)生溢料 注射時(shí)產(chǎn)生的型腔壓力對(duì)柱塞式注射機(jī)因注射壓力損失較大 所以型 腔壓力為注射壓力的 40 70 而有預(yù)塑裝置的注射機(jī)及螺桿式注射機(jī)損失較小 所以型腔壓力較大 另外 對(duì)不同流動(dòng)性的塑料 不同的噴嘴和模具結(jié)構(gòu)形式 其 壓力損失也不一樣 一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá) 60 80MPa 經(jīng)澆注系統(tǒng)入型 腔時(shí)則型腔壓力一般為 25 50MPa 鎖模力和成型面積的關(guān)系由下式確定 3 10PA 腔鎖 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 10 2 式中 鎖模力 kN P鎖 型腔壓力 一般取 40 50 MPa 腔 A 澆道 進(jìn)料口和塑件的投影面積 mm 2 計(jì)算 A 1000 50 13885 12 1000 694 256 KN腔 900KNP鎖 所以 A 1000 公式成立鎖 腔 3 2 3 型腔壁厚計(jì)算 型腔和底是一體的 其壁厚 h可按下式計(jì)算 3 432pltEH 3 式中 t 側(cè)壁厚度 mm p 型腔壓力 一般取 50MPa l 側(cè)壁邊長 l 102 88mm E 彈性模量 鋼取 2 058 MPa 允許變形量 cm 取 0 05 h 承受塑料壓力部分側(cè)壁高度 h 25 44mm H 側(cè)壁全高 H 33 55mm 計(jì)算得 t 23 44mm 3 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 3 1 澆口位置選擇 模具設(shè)計(jì)時(shí) 澆口的位置及尺寸要求比較嚴(yán)格 初步試模后還需進(jìn)一步修改澆 口尺寸 無論采用何種澆口 其開設(shè)位置對(duì)塑件成型性能及質(zhì)量影響很大 因此合 理選擇澆口的開設(shè)位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié) 同時(shí)澆口位置的不同還影響模具結(jié) 構(gòu) 總之要使塑件具有良好的性能與外表 一定要認(rèn)真考慮澆口位置的選擇 通常 要考慮以下幾項(xiàng)原則 a 盡量縮短流動(dòng)距離 b 澆口應(yīng)開設(shè)在塑件壁厚最大處 c 必須盡量減少熔接痕 d 應(yīng)有利于型腔中氣體排出 e 考慮分子定向影響 f 避免產(chǎn)生噴射和蠕動(dòng) 11 g 澆口處避免彎曲和受沖擊載荷 h 注意對(duì)外觀質(zhì)量的影響 根據(jù)本塑件的特征 綜合考慮以上幾項(xiàng)原則 確定每個(gè)型腔使用一個(gè)進(jìn)澆點(diǎn) 澆口點(diǎn)在塑件分型面上 對(duì)塑件外觀影響很小 人工切除澆注系統(tǒng)殘料 3 3 2 澆注系統(tǒng)的平衡 對(duì)于中小型塑件的注射模具己廣泛使用一模多腔的形式 設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證所有 的型腔同時(shí)得到均勻的充填和成型 一般在塑件形狀及模具結(jié)構(gòu)允許的情況下 應(yīng) 將從主流道到各個(gè)型腔的分流道設(shè)計(jì)成長度相等 形狀及截面尺寸相同 型腔布局 為平衡式 的形式 否則就需要通過調(diào)節(jié)澆口尺寸使各澆口的流量及成型工藝條件 達(dá)到一致 這就是澆注系統(tǒng)的平衡 顯然 我們?cè)O(shè)計(jì)的模具是平衡式的 即從主流 道到各個(gè)型腔的分流道的長度相等 形狀及截面尺寸都相同 3 3 3 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算 澆注系統(tǒng)是塑料熔體自注射機(jī)的噴嘴射出后 到進(jìn)入模具型腔以前所流經(jīng)的一 段路程的總稱 澆注系統(tǒng)是由主流道 分流道 進(jìn)料口 冷料穴等組成 在設(shè)計(jì)澆 注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮下列有關(guān)因素 a 塑料成形特性 設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)應(yīng)適應(yīng)所用塑料的成形特性的要求 以保證 塑件質(zhì)量 b 塑件大小及形狀 根據(jù)塑件大小 形狀壁厚 技術(shù)要求等因素 結(jié)合選擇 分型面考慮設(shè)置澆注系統(tǒng)的形式 進(jìn)料口數(shù)量及位置 保證正常成形 還應(yīng)注意防 止流料直接沖擊塑件及細(xì)弱型芯或型芯受力不勻 以及應(yīng)充分估計(jì)可能產(chǎn)生的質(zhì)量 弊端和部位等問題 從而采取相應(yīng)的措施或留有修整的余地 c 型腔數(shù) 設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到模具是一模一腔還是一模多腔 澆注系 統(tǒng)需按型腔布局設(shè)計(jì) d 塑件外觀 設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到去除 修整進(jìn)料口方便 同時(shí)不影響塑 件的外表美觀 e 注射機(jī)安裝板的大小 在塑件投影面積比較大時(shí) 設(shè)置澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮到 注射機(jī)模板大小是否允許 并應(yīng)防止偏離模具中心開設(shè)主流道 造成注射時(shí)受力不 勻 f 成形效率 在大量生產(chǎn)時(shí)設(shè)置澆注系統(tǒng)還應(yīng)考慮到在保證成形質(zhì)量的前提下 盡量縮短流程 減少斷面積以縮短填充及冷卻時(shí)間 縮短成形周期 同時(shí)減少澆注 系統(tǒng)損耗的塑料 g 冷料 在注射間隔時(shí)間 噴嘴端部的冷料必須除去 防止注入型腔影響塑件 質(zhì)量 在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)時(shí)應(yīng)考慮儲(chǔ)存冷料的措施 A 澆口設(shè)計(jì) 一般情況下 如圖 3 2所示的澆口 其參數(shù)通取數(shù)值如下 a d 注射機(jī)噴嘴孔直徑 0 5 1 mm b a 2 4 對(duì)流動(dòng)性差的塑料等情況 也有取 3 6 c D 流道的寬度 mm 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 12 d H按具體情況選擇 一般為 3 8mm e R 注射機(jī)噴嘴的球面半徑 2 3 mm f r按具體情況一般取 1 3mm g L應(yīng)盡量縮短 若 L值大 使塑料降溫過多 損耗大 一般不超過 60mm 如需要很長時(shí)應(yīng)采用熱延長噴嘴等諸措施 圖 3 2 澆口參數(shù) B 分流道設(shè)計(jì) 確定分流道的尺寸應(yīng)考慮以下因素 a 塑件的形狀和壁厚 要能充分填滿模腔 充分傳遞注射壓力 保證補(bǔ)縮 b 澆口和型腔的距離 為了克服流動(dòng)阻力 應(yīng)按分流道的長短決定分流道的粗 細(xì) c 對(duì)澆道硬化的考慮 澆道過粗則固化時(shí)間過長 影響成型周期 d 成型材料的種類 按流動(dòng)性大小決定澆道的斷面 e 加工澆道的工具 應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)刀具的輪廓和尺寸 由于模具是一模四腔 采用平衡式分流道 側(cè)澆口 設(shè)計(jì)如圖 3 3 圖 3 4所示如下 13 圖 3 3 流道參數(shù) 3 4 分型面的設(shè)計(jì) 如何確定分型面 需要考慮的因素比較復(fù)雜 由于分型面受到塑件在模具中的 成型位置 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性及精度 嵌件位置形狀以及推出方法 模具的制造 排氣 操作工藝等多種因素的影響 因此在選擇分型面時(shí)應(yīng)綜合分析 比較 從幾種方案中優(yōu)選出較為合理的方案 選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原 則 a 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處 b 便于塑件順利脫模 盡量使塑件開模時(shí)留在動(dòng)模一邊 c 保證塑件的精度要求 d 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求 e 便于模具加工制造 f 對(duì)成型面積的影響 g 對(duì)排氣效果的影響 h 對(duì)側(cè)向抽芯的影響 根據(jù)以上原則確定分型面在塑件最底面 在做分型面之前 先進(jìn)入 Pro E Wildfire 2 0下的制造模塊 選擇 子菜單 去掉默認(rèn)選擇 選擇 mm為單位 首先要做的是把塑件的三維 造型調(diào)入 其次選擇型腔工件的大小 這里我們選擇一模四腔 接著制作分流道的 制作 選擇 特征 型腔組件 流道 制做完成流道 制作分型面 首先 復(fù)制 整個(gè)塑件表面 接著對(duì)塑件的破孔進(jìn)行修補(bǔ) 使用 平整 命令 接著和先前復(fù)制的 塑件外表面進(jìn)行 合并 再創(chuàng)建底平面 使用 拉伸 命令分割整個(gè)工件 在和先前 合并的曲面再次合并 使之成為一個(gè)曲面 接著 分割 整個(gè)工件 完成整個(gè)分型面 的制作 之后 抽取 分型面分割的上下兩工件 全選 生成凸模 圖 3 5 凹模 圖 3 6 通過 Pro E Wildfire 2 0軟件制作分型面效果圖 圖 3 7 圖 3 5 分型面 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 14 圖 3 6 型芯 圖 3 7 型腔 3 5 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3 5 1設(shè)計(jì)計(jì)算 模具設(shè)計(jì)冷卻裝置的目的 一是防止塑件脫模變形 二是縮短成型周期 三是 使結(jié)晶性塑料冷凝形成較低的結(jié)晶度 以得到柔軟性 擾曲性 伸長率較好的塑件 冷卻形式一般在型腔 型芯等部位合理地設(shè)置通水冷卻水路 并通過調(diào)節(jié)冷卻水流 量及流速來控制模溫 冷卻水一般為室溫冷水 必要時(shí)也有采用強(qiáng)迫通水或低溫水 來加強(qiáng)冷卻效率 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)塑料質(zhì)量及成型效率直接有關(guān) 尤其在高速 自動(dòng)成型時(shí)更應(yīng)注意 A 設(shè)計(jì)冷卻管道考慮因素 a 模具結(jié)構(gòu)形式 如普通模具 細(xì)長型芯的模具及脫模機(jī)構(gòu)障礙多的或鑲塊 多的模具 對(duì)冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)直接有關(guān) b 模具的大小和冷卻面積 c 塑件熔接痕位置 B 冷卻水孔的開設(shè)原則 a 邊離型腔的距離一般保持在 15 25mm 距離太近則冷卻不宜均勻 太遠(yuǎn)則 15 效率低 水孔直徑一般在 8mm以上 根據(jù)模具大小 塑件重量 決定 b 孔通過鑲塊時(shí) 應(yīng)該考慮鑲套管等密封問題 c 孔管路應(yīng)暢通無阻 e 管接頭 冷卻水嘴 的位置盡可能放置在不影響操作的一側(cè) f 冷卻水孔管路最好不開設(shè)在型腔塑料熔接的地方 以免影響塑件強(qiáng)度 C 冷卻計(jì)算 單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具應(yīng)除去的總熱量 Q 可以用下式計(jì)算 Q W1 a 3 5 式中 W 1 單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料的重量 g a 克塑料的熱容量 J g 查表 6 171 得 130 J g 經(jīng)計(jì)算 Q 66 6525 1 1 1 6 130 5957 067 J 則帶走上述熱量 所需的冷卻水量按下式計(jì)算 3 134 WaKT 6 式中 W 通過模具冷卻水的重量 g h T3 出水溫度 查表得 ABS 模具溫度 40 60 T4 入水溫度 取常溫 24 K 熱傳導(dǎo)系數(shù) 凹模板或凸模板鉆孔的冷卻水道 K 0 64 經(jīng)計(jì)算 W 357 997 g h 由下式可以計(jì)算出冷卻水道的直徑 3 WdLp 7 式中 p 冷卻液容重 g cm3 L 冷卻水道長度 cm d 冷卻水道直徑 cm 經(jīng)計(jì)算 d 1 068 cm 取 12mm 3 5 2冷卻流道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本模具采用一模四腔結(jié)構(gòu) 為使各個(gè)塑件都能均勻冷卻 設(shè)計(jì)如圖 3 8 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 16 圖 3 8 冷卻流道 普通冷卻系統(tǒng)是將壓力水送入模具冷卻系統(tǒng) 由于模具使用鑲塊結(jié)構(gòu) 當(dāng)水道 通過鑲拼結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)發(fā)生漏水問題 這里使用美國 Logic Devices公司研制的一種負(fù) 壓冷卻水系統(tǒng) 通過特殊的容積泵來抽吸泵送模具冷卻水路中的冷卻水 使冷卻水 系統(tǒng)形成負(fù)壓 即使冷卻水系統(tǒng)直接通過鑲拼模塊的鑲拼縫 而不采用特殊的密封 裝置 也不會(huì)發(fā)生漏水的問題 3 6 頂出系統(tǒng)設(shè)計(jì) 塑件在模具中冷卻定型時(shí) 由于熱收縮其體積和尺寸逐漸縮小 在塑料的軟化 溫度以前熱收縮并不造成對(duì)型芯包緊力 但制品固化后繼續(xù)降溫則會(huì)對(duì)型芯產(chǎn)生包 緊力 包緊力帶來的正壓力 垂直于型芯表面 脫模溫度越低正壓力越大 脫模時(shí) 必須克服該包緊力所產(chǎn)生的摩擦力 注射模具的頂出系統(tǒng)是制品的脫模裝置 在設(shè)置頂出系統(tǒng)時(shí) 首先需要確定當(dāng) 模具開啟后 制品的留模形式 頂出系統(tǒng)必須是建立在制品所滯留的模具部分中 通常 由于注塑機(jī)的頂出機(jī)構(gòu)是設(shè)置在動(dòng)模板一側(cè) 因此大多數(shù)模具的頂出系統(tǒng)是 安裝在動(dòng)模中的 本套模具設(shè)計(jì)每個(gè)塑件用三根直徑 3的推桿頂出 總共使用 12 根 推桿直徑確定 薄壁塑件收縮使型芯全面積所受總壓力 3 12pFEtlu 8 E 塑料拉伸彈性模量 2 GPa 塑料收縮率 0 5 塑料泊松比 0 33u 17 t 壁厚 1 l 型芯長 經(jīng)計(jì)算得 F P 9 37 104 推桿設(shè)計(jì) 穩(wěn)定裕度 3 0Fn 9 穩(wěn)定裕度對(duì)于鋼錐桿取 2 對(duì)于常見的等截面圓形推桿直徑 3 1240 6dLF 10 F0 臨界負(fù)荷 N F 一根推桿允許的負(fù)荷 N L 等斷面推桿為推桿全長 經(jīng)計(jì)算得 d 1 96 結(jié)合塑件結(jié)構(gòu)取推桿直徑為 3mm 根據(jù)模具各零件的設(shè)計(jì)參數(shù)繪制模架結(jié)構(gòu)裝配圖如圖 3 9 a 主視圖 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 18 b 俯視圖 圖 3 9 裝配結(jié)構(gòu)圖 3 7 模架設(shè)計(jì) 使用 Pro E 專家模座系統(tǒng) EMX4 1設(shè)計(jì)整個(gè)模架 專家模座系統(tǒng) 是 Pro E系統(tǒng)的一個(gè)模塊 專門用來創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)模座零件及滑塊 斜銷等其他附件 此 外 在 EMX系統(tǒng)中還能自動(dòng)產(chǎn)生 2D工程圖及 BOM表 是一個(gè)功能相當(dāng)強(qiáng)大且使用 上非常方便的工具 專家模座系統(tǒng) 有下列幾個(gè)重要的特點(diǎn) a 2D的操作接口 使用方便 b 易于修改及重新定義 c 內(nèi)建非常豐富的模座組件數(shù)據(jù)庫 d 可動(dòng)態(tài)模擬開模動(dòng)作及干涉檢查 在做模架之前 首先設(shè)置工作目錄到特定文件夾 EMX4 1 項(xiàng)目 新建 設(shè)置項(xiàng)目名稱 不可以和前面的型腔型芯的名稱組件相同 加載型腔型芯組件命 令 使用默認(rèn)裝配 項(xiàng)目 準(zhǔn)備 設(shè)定每個(gè)工件是屬性 項(xiàng)目基體 組 件定義 載入 保存組件 載入 如下圖 3 10所示為模 架基本體 根據(jù)設(shè)計(jì)計(jì)算和模具手冊(cè)設(shè)定各板參數(shù) 并且 添加設(shè)備 定位環(huán) 復(fù)位銷 澆口襯套 最后根據(jù)型腔型芯組件的尺寸設(shè)定 型腔切口 完成基本設(shè)置 確定 后 EMX4 1 自動(dòng)生成整個(gè)模架 接下來是設(shè)定頂桿和冷卻水道 通過 EMX 頂桿 水線 設(shè)定 完成后如圖 3 11所示 19 圖 3 10 組件定義 圖 3 11 模具三維裝配圖 開模模擬圖 3 12 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 20 圖 3 12 開模圖 3 8 模流分析 使 Pro E Wildfire2 0的 塑料顧問 對(duì)塑件進(jìn)行模流分析 塑料顧問 Plastic Advisor 是 Pro E系統(tǒng)的外掛程序之一 屬于計(jì)算機(jī)輔助工程 CAE 分析軟件 專門用來處理塑料射出成型的模流分析 使設(shè)計(jì)者能在模具設(shè) 計(jì)階段 對(duì)塑料在模穴中的填充情況能有所掌握 使用 塑料顧問 作模流分析必須先了解幾個(gè)重要的特點(diǎn) 現(xiàn)分述于下 a 直接讀取 Pro E 3D模型資料 無需另外創(chuàng)建網(wǎng)格 b 計(jì)算時(shí)將膠體視為牛頓流體 即線性的假設(shè) c 著重的初期填充分析 并不支持后填充及冷卻 d 內(nèi)建相當(dāng)豐富的塑料數(shù)據(jù)庫 包括世界知名企業(yè) 運(yùn)行 Plastic Advisor 按下窗口上方圖標(biāo)工具欄 出現(xiàn) Molding Parameters對(duì) 話框 在 Specific Material區(qū)域按下 Search 出現(xiàn) Search criteria對(duì)話框 在對(duì)話框的 Search Fields區(qū)域按下 Add 出現(xiàn) Add Search Fields對(duì)話框 選 取 Family name 按下 Add 回到 Search Criteria對(duì)話框 在對(duì)話框右側(cè) Substring處鍵入 abs 按下 OK 后 出現(xiàn) Select Thermoplastics material對(duì)話 框 在 Select Thermoplastics material 對(duì)話框中列出了數(shù)據(jù)庫中搜索到的 ABS 材料 在對(duì)話框中選取標(biāo)號(hào) 1的材料 按下 Select 回到 Molding Parameters 對(duì)話框 按下 確定 完成材料的選擇 按下窗口上面圖標(biāo)工具欄的 出現(xiàn) Analysis Selection 對(duì)話框 圖 3 13 運(yùn)行下面界面中的各項(xiàng) 21 圖 3 13 分析選擇界面 按下 Start 系統(tǒng)開始進(jìn)行計(jì)算 測(cè)試第一項(xiàng)結(jié)果如圖 3 14下 圖 3 14 模具窗口測(cè)試 測(cè)試第二項(xiàng)結(jié)果分析如圖 3 15所示 測(cè)試后結(jié)果圖 4 16 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 22 圖 3 15 注塑表面分析結(jié)果 圖 3 16 注塑表面效果圖 分析結(jié)果顯示注射表面完全可以達(dá)到要求 測(cè)試第三項(xiàng)結(jié)果分析如圖 3 17所示 23 圖 3 17 填充性能分析 分析結(jié)果顯示選用此塑料可以很容易的填滿型腔 但品質(zhì)可能不佳 故窗口上 方的燈亮黃色 意味著不滿意但可以接受 測(cè)試第四項(xiàng)結(jié)果分析如圖 3 18所示 測(cè)試結(jié)果如圖 3 19所示 圖 3 18 冷卻分析結(jié)果 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 24 圖 3 19 冷卻效果分析圖 分析結(jié)果顯示圖中紅色區(qū)域的溫度比其他的區(qū)域溫度高出很多 這是由于這部 分膠體比較厚實(shí) 在同等時(shí)間內(nèi)比其他區(qū)域冷卻的比較慢 但這并不影響塑件的質(zhì) 量和使用 測(cè)試第五項(xiàng)結(jié)果分析如圖 3 20所示 測(cè)試結(jié)果如圖 3 21所示 25 圖 3 20 表面凹陷分析結(jié)果 圖 3 21 表面凹陷效果圖 分析結(jié)果顯示圖示區(qū)域?yàn)橄鲁涟呒y 但由于在塑件內(nèi)部并且下沉的的深度小于 0 05mm不影響外觀和使用要求 結(jié)合前面的冷卻質(zhì)量分析結(jié)果 這是由于這個(gè)部位 冷卻較慢所引起的 綜合上述分析 可以了解到制品完全達(dá)到設(shè)計(jì)使用要求 3 9 型腔加工仿真 3 9 1加工零件工藝審查 A 零件結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 該零件是注塑模的型腔 矩形外表面和動(dòng)模板配合 型腔結(jié)構(gòu)以曲面為主加工 比較復(fù)雜 由于型芯在注塑時(shí)需要承受一定的壓力和溫度 故該零件需要有足夠的 強(qiáng)度 剛度 耐磨性和韌性 B 主要技術(shù)要求 零件圖上的主要技術(shù)要求有 a 熱處理 HB230 270 b 銳角去毛刺倒鈍 c 未注圓角 R 0 25mm d 孔與基準(zhǔn) C的垂直度公差等級(jí)為 7級(jí) 加工表面及其要求 矩形配合面的表面粗糙度 Ra 1 6 m 與基準(zhǔn) A的垂直度公 差為 0 01mm 分模面的平面度公差為 0 01mm 與基準(zhǔn) A的平行度公差為 0 015mm 內(nèi)輪廓表面的粗糙度為 Ra 0 8 m C 零件材料 由于大批量生產(chǎn)及型腔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 成型零件的材料選用淬硬性模具鋼 9Mn2V 3 9 2 毛坯的選擇 a 考慮到零件所需的性能 選用鍛件作毛坯 b 確定毛坯的形狀 尺寸 選用模具鋼 9Mn2V鍛件 280 160 60 mm 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 26 3 9 3 基準(zhǔn)選擇 加工中心的一次裝夾希望能夠進(jìn)行在該基準(zhǔn)下的全部加工 這樣可以降低由于 基準(zhǔn)不重合而導(dǎo)致的基準(zhǔn)不重合度誤差 根據(jù)對(duì)工件的加工的初步分析在毛坯的初 次裝夾后可以完成加工 故選用毛坯的初始輪廓面為裝夾基準(zhǔn) 3 9 4 Master CAM 9 0仿真加工 Master cam 9 0是一套被模具行業(yè)廣泛采用的 CAD CAM軟件系統(tǒng) CAM 部分提 供了完整的二軸 三軸 四軸和五軸銑削加工方式 利用 Master cam 9 0的 CAM 部分選擇加工方式 加工刀具 設(shè)定加工參數(shù) 計(jì)算 NC刀具路徑 實(shí)體切削模擬 結(jié)果等步驟 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 材料設(shè)置 在生成刀具路徑時(shí) 只有選用當(dāng)前材料列表中的材料來生成刀具路 徑 在主菜單中依次選擇 NC utils Def matls 選項(xiàng) 彈出 Material List對(duì) 話框 在對(duì)話框中列出了當(dāng)前材料列表中的材料名稱 在 Material List 對(duì)話框中 單擊鼠標(biāo)右鍵 彈出快捷菜單 單擊 Create new 該選項(xiàng)是用來創(chuàng)建新的材料 彈 出 Material Definition對(duì)話 在 Material輸入框 輸入新的材料名字 45 鋼 在 Base cutting speed 輸入框 設(shè)置材料的基本切削線速度 100m min 在 Base feed per tooth revolution 輸入框 設(shè)置材料的基本進(jìn)刀量 500mm 工件設(shè)置 工件的設(shè)置包括設(shè)置工件的大小 原點(diǎn) 材料等 在主菜單中選擇 Toolpaths Job setup 選項(xiàng)后 彈出 Job setup 對(duì)話框 直接輸入 X 280 Y 160 Z 60 設(shè)定工件原點(diǎn)坐標(biāo) 在 Stock origin框中輸入 X 0 Y 0 Z 5 65984 工序步驟 a 使用直徑 20mm的平頭銑刀銑削出外輪廓 轉(zhuǎn)速 1500 粗銑削進(jìn)給量 5mm 進(jìn)給次數(shù) 3 精銑削進(jìn)給量 0 5mm 進(jìn)給次數(shù) 2 加工余量 0 4mm b 使用直徑 100mm的面銑刀銑削上平面 轉(zhuǎn)速 1000 銑削深度 5 66mm 加工 余量 0 4mm c 使用直徑 6mm的球頭銑刀進(jìn)行放射形曲面粗銑削 轉(zhuǎn)速 1500 進(jìn)給量 2mm 加工余量 0 4mm d 使用直徑 3mm的球頭銑刀進(jìn)行放射形曲面精加工 轉(zhuǎn)速 3000 加工余量 0 3mm e 使用直徑 3mm的球頭銑刀進(jìn)行平行曲面精加工 轉(zhuǎn)速 3000 加工余量 0 3mm f 使用直徑 5mm的鉆刀加工中心孔 轉(zhuǎn)速 1500 進(jìn)給深度 60mm 刀具路徑控制管理如圖 3 22 27 圖 3 22 刀具控制器 仿真加工效果如圖 3 23所示 圖 3 23 仿真加工效果圖 4 結(jié)論 這次為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)已接近尾聲 在這段時(shí)間里我結(jié)合設(shè)計(jì)課題和設(shè) 計(jì)任務(wù)書的要求 首先進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí) 在工廠中對(duì)模具結(jié)構(gòu)有了理性的認(rèn)識(shí) 對(duì)模 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 28 具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ) 同時(shí)對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)和制造進(jìn)行文獻(xiàn)檢索 了解模具的現(xiàn)狀和 發(fā)展趨勢(shì) 并制定了設(shè)計(jì)方案和計(jì)劃 按照畢業(yè)進(jìn)度安排 我先對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪 確定尺寸精度和加工要求 并對(duì)其 進(jìn)行加工工藝分析 確定了各個(gè)零件之間的關(guān)系 對(duì)模具整體按照設(shè)計(jì)手冊(cè)進(jìn)行設(shè) 計(jì)計(jì)算 取得各個(gè)零件的設(shè)計(jì)參數(shù) 繪制了模具裝配圖 在確定模具整體結(jié)構(gòu)參數(shù) 后使用 EMX進(jìn)行模架的生成 確認(rèn)設(shè)計(jì)無誤后繪制零件圖 最后實(shí)現(xiàn)型腔的仿真加 工 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我對(duì)模具結(jié)構(gòu)有了清楚的認(rèn)識(shí) 了解了注塑模具的工作方式 對(duì)型腔 型芯等主要零件的設(shè)計(jì)及要求有了初步知識(shí) 能夠?qū)δ＞咴O(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問 題予以解決 正確選取了型腔數(shù) 模具結(jié)構(gòu)尺寸 在模具設(shè)計(jì)中 精度要求的確定 是至關(guān)重要的一步 要綜合考慮尺寸精度及配合要求 特別是各模板及型腔 型芯 等配合精度要求高的部件 其精度確定的合理與否將影響到塑件的質(zhì)量 從而對(duì)產(chǎn) 品的使用性能及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大的影響 在設(shè)計(jì)中由于使用最新的模具設(shè)計(jì)軟件是工作效率大大提高 并且提高了模具 結(jié)構(gòu)的合理性 但由于實(shí)踐工程經(jīng)驗(yàn)的欠缺 在設(shè)計(jì)中對(duì)零件的加工精度和成型零 件的加工工藝的確定由很多不足之處 在以后的工作學(xué)習(xí)中還有待改進(jìn) 參 考 資 料 1 何滿才 模具設(shè)計(jì)與加工 Mastercam 9 0實(shí)例詳解 北京 人民郵電出版社 2003 7 2 王睿 Mastercam 9 實(shí)用教程 北京 人民郵電出版社 2003 2 3 曹德權(quán) 唐定勇 Pro ENGINEER Wildfire 2 0 中文曲面與逆向工程設(shè)計(jì) 北京 電子工業(yè)出版社 2004 10 4 王樹勛 蘇樹珊 模具實(shí)用技術(shù)設(shè)計(jì)綜合手冊(cè) 廣州 華南理工大學(xué)出版社 2003 6 5 曹巖 Mastercam 9 1 模具加工實(shí)例精解 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 9 6 何博 Pro ENGINEER Wildfire 實(shí)用速成教程 北京 中國電力出版社 2004 4 7 二代龍震工作室 Pro DETAIL Wildfire 2 0 工程圖設(shè)計(jì) 北京 電子工業(yè)出版 社 2004 10 8 宜凱得科技 張祥杰 黃圣杰 Pro ENGINEER Wildfire 模具設(shè)計(jì) 北京 中國 鐵道出版社 2004 6 9 許越樾 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 10 10 陳孝康 陳炎嗣 周興隆 實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè) 北京 中國輕工業(yè)出版社 2001 1 11 林清安 Pro ENGINNER Wildfire2 0 模具設(shè)計(jì) 北京 電子工業(yè)出版社 2005 4 12 申開智 塑料成型模具 北京 中國輕工業(yè)出版社 2002 9 13 第一機(jī)械工業(yè)部機(jī)床研究所 機(jī)械工程手冊(cè) 第 46篇 金屬切削方法 北京 29 機(jī)械工業(yè)出版社 1981 12 14 李云程 模具制造工藝學(xué) 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 10 致 謝 本人在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中 充分利用這四年所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)和平時(shí)自學(xué)的軟件 應(yīng)用 特別是在工程領(lǐng)域分析問題 解決問題的方法 通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì) Pro E Master CAM有了進(jìn)一步的掌握 對(duì)于使用 Pro E三維造型和使用 EMX制作 模架感到很是方便 對(duì)其中 塑料顧問 模塊有的新的認(rèn)識(shí) 通過這個(gè)模塊在先前 就可以了解到制品注射成型后的質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求 對(duì)于使用 Master cam9 0 進(jìn)行仿真加工和數(shù)控編程中的實(shí)際加工問題進(jìn)行了分析 對(duì)于 AUTO CAD有的使用 進(jìn)一步的練習(xí) 在使用過程中對(duì)這些應(yīng)用軟件的優(yōu)缺點(diǎn)有了很深的印象 充分利用 它們的優(yōu)點(diǎn)對(duì)我的設(shè)計(jì)幫助很大 不僅效率高了而且對(duì)工作質(zhì)量有很大的益處 本人在本次玩具汽車模具設(shè)計(jì)中承蒙劉道標(biāo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助 在畢業(yè)設(shè) 計(jì)過程中提供了很多寶貴的資料 設(shè)計(jì)和方向 設(shè)計(jì)思路 以及模具結(jié)構(gòu)原理方面 的知識(shí) 在此向他表示衷心的感謝 因本人工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論水平有限 時(shí)間較 短促 設(shè)計(jì)過程中難免存在錯(cuò)誤 請(qǐng)讀者批評(píng)指正 玩具汽車上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔加工仿真 30 附 錄 序號(hào) 名稱 圖幅 數(shù)量 1 塑件測(cè)繪圖 A3 1 2 模具零件圖 A4 11 3 模具零件圖 A3 5 4 模具零件圖 A2 3 5 模具裝配圖 A0 1 6 三維圖冊(cè) 1 冊(cè) 7 數(shù)控代碼 1 冊(cè)