畢業(yè)設(shè)計（論文）-肥皂盒注塑模設(shè)計（全套圖紙）

1、 常州工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第1章 前 言全套完整版設(shè)計，聯(lián)系174320523各專業(yè)都有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)濟效益，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品的價值往往是模具價值的幾十倍、上百倍。美國工業(yè)界認為“模

2、具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本把模具譽為“進入富裕社會的模具技術(shù)已經(jīng)成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。模具技術(shù)能促進工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和原動力”。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，同時還進口18.13億美元。我國已成為世界上凈出口模具最多的國家。大型多工位級進模、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

3、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60年代開發(fā)的編程機及部分編程軟件FANUC、Siemens編程機。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)

4、化、全相關(guān)的三維幾何模型（實體曲面）上進行加工編程，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對象的基本處理形式，已經(jīng)成為智能化、自動化水平進一步發(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

5、紙已很難正確和詳盡地表達產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)，這就要求模具設(shè)計制造者必須使用計算機輔助設(shè)計文件描述的手段。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、減輕勞動度方面，CAD/CAM技術(shù)的優(yōu)越性是傳統(tǒng)的模具設(shè)計制造方法不能比擬的。(1) CAD/CAM可以提高模具設(shè)計和制造水平，從而提高模具質(zhì)量。(2) CAD/CAM可以接生時間，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。采用CAD/CAM一體化技術(shù)是現(xiàn)代模具

6、設(shè)計制造的要求,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接口實現(xiàn)與機床間的數(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)計與制造環(huán)節(jié)直接溝通。而且可以在CAD系統(tǒng)中進行外觀分析、產(chǎn)品裝配、檢查配合部件的干涉,對數(shù)控加工過程進行仿真,檢查加工過程和干涉,實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計和修改。因此,可以大大降低手工勞動量,縮短新產(chǎn)品研制周期,顯著提高產(chǎn)品質(zhì)量。CAM是設(shè)計工作的最終結(jié)果。CAD設(shè)計的零件模型，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)控機床進行加工。可以說，CAM系統(tǒng)的強弱直接決

7、定著整個設(shè)計過程的成敗，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 $ Z720世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(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)進步的投入力度，將技術(shù)進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構(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制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快

8、速發(fā)展，成為模具制造強國。模具工業(yè)在我國已經(jīng)成為國民經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)如機械，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、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。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%

9、，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)半個多世紀，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大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險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)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。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

10、方面與發(fā)達國家相比仍有較大差距。相對而言，國外注塑成型技術(shù)在向多工位、高效率、自動化、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，高自動化和節(jié)約能源、降低成本的方向發(fā)展。當前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(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，模具價格要低。因此，現(xiàn)代模具的制造應(yīng)與當前經(jīng)濟發(fā)展的形勢及以上要求相適應(yīng)。盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，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，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。與發(fā)達國家的

11、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)在以下幾方面進行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。(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)加強模具標準件的應(yīng)用；使用模具標準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，模具標準件的應(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)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設(shè)計制造水平。

12、(4)重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術(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)容及實驗方案分析肥皂盒塑件以及塑件成型工藝和過程。設(shè)計肥皂盒塑件圖，利用注塑成型原理對肥皂盒塑件進行成型分析，并設(shè)計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軟件對模具型腔、型芯進行三維曲面造型與數(shù)控仿真加工，同時生成數(shù)控加工程序。設(shè)計過程可利用計算機模擬加工檢驗。 第2章 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

13、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1.021.05g/cm³。ABS有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。水、無機鹽、堿和酸類對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

14、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 是指在初次受熱時變軟，但加熱到一定時間或加入固化幾后，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、有機玻璃等。塑料具有以下性能和優(yōu)點：1.質(zhì)量輕2.比強

15、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的漏斗，在注射機里塑料受熱熔融并使之保持流動狀態(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注射機的分類注射機的種類很多，按外形特征可分為以下幾種形式：(1) 臥式注射機 注射系統(tǒng)與合模鎖模

16、系統(tǒng)軸線都呈水平布置的注射機。這類注射機重心低、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、操作維修方便，塑件推出后可自行下落，便于實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。常用的臥式注射機型號有：XS-ZY-30、XS-ZY-60、XS-ZY-125、XS-ZY-500、XS-ZY-1000等。其中：XS-塑料成形機，Z-注射機，Y-螺桿式，30、125-注射機的最大注射量。(2) 立式注射機 注射系統(tǒng)與合模鎖模系統(tǒng)軸線垂直地面的注射機。這類注射機占地面積較小、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，不易實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。注射系統(tǒng)一般為柱塞結(jié)構(gòu)，注射量小于60g,常見的立式注射機為：SYS-30等。(3) 角式注射機 注射系

17、統(tǒng)與鎖模裝置的軸線相互垂直布置的注射機。這類注射機結(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,常見的立式注射機為：SYS-45等。此外，按塑化方式注射機還可以分為柱塞式和螺桿式。柱塞式注射機結(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)，立式及角式注射機多采用此注射系統(tǒng)。螺桿式注射機塑化充分，注射量大，適用的塑料品種范圍廣，因此在注射機中被廣泛采用。2.1.5注射機技術(shù)參數(shù)1. 注射量 也成為公稱注射量，它是指對空注射的條件下，注射螺桿或者柱塞作一次最大注射行程時，注射裝置所能達到的最大注射量。2. 注射壓力 注射時為了克服塑料流經(jīng)噴嘴、流道和型腔時

18、的流動阻力，注射機螺桿（或柱塞）對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，大致可以分為以下幾類：(1)注射壓力小于70Mpa,用于加工流動性好的塑料，且塑件形狀簡單，壁厚較大。(2)注射壓力為70100Mpa,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100140 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140180 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 當高壓的塑料熔體充滿模具型腔時，會產(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行。注射機合模

19、機構(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2040 Mpa.n型腔數(shù)量。 A單個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.第3章 肥皂盒注塑模的設(shè)計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注射機的選擇3.2.1塑件體積的計算按照圖塑件所示尺寸近似計塑件體積： =（3.14*109*5+75*110）*2 20cm 塑件質(zhì)量：M=20*1.04g=2

20、0.8g3.22按注射機的最大注射量確定型腔數(shù)目根據(jù) (3-1)得 (3-2) 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8; 注射機最大注射量，cm或g; 澆注系統(tǒng)凝料量，cm或g； 單個塑件體積或質(zhì)量，cm或g；323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 10.1cm 4.4 =2*20.8+10.1/0.8=65 cm查表文獻【4】、【2】得選用 XS-ZY-125型號注射機第4章 澆注系統(tǒng)的設(shè)計4.1主流道的設(shè)計 主流道是指澆注系統(tǒng)中從注射機噴嘴與模具處到分流道為止 塑料熔體 流動通道 根據(jù)選用的XS-ZY-125型號注射機的相關(guān)尺寸得 噴嘴前端孔徑：； 噴嘴前

21、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 分流道選用圓形截面：直徑D=10cm 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

22、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)計根據(jù)澆口的位置選擇要求，盡量縮短流動距離，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)計如圖4.4 圖4-4 澆口示意圖4.5冷料穴的設(shè)計 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，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)計如下圖（Z字

23、型） 圖4-5 冷料穴示意圖4.6排氣系統(tǒng)的設(shè)計當塑料熔體充填型腔時，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，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較為復(fù)雜的問題，主要靠實踐經(jīng)驗。通常的作法是根據(jù)以往經(jīng)驗，將排氣槽開設(shè)在可能出現(xiàn)問題的部位，經(jīng)過試模后進行修改和補充。其設(shè)計要點為：（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

24、如果產(chǎn)生排氣飛邊，凝料也較容易脫?；蛉コ唬?）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行排氣，這樣可以不必單獨設(shè)排氣槽，又可以起到排氣的作用。第5章 注塑模模架設(shè)計 模架是設(shè)計、制造塑料注射模的基礎(chǔ)部件。為保證塑件質(zhì)量，須正確選用標準模架，以節(jié)約設(shè)計和制造時間。本次設(shè)計中模架的型號選用定模和動模模板，有支撐板

25、，設(shè)置以推桿推出塑料件的機構(gòu)組成模架。5.1 標準模架選用依據(jù)在模具設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)塑件圖樣及技術(shù)要求，分析、計算、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)），并選定注射機的型號及規(guī)格。選定的注射機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，還必須正確選用標準模架，以節(jié)約設(shè)計和制造時間保證模具質(zhì)量。選用標準模架的程序及要的如下。（1） 模架厚度H和注射機的閉合距離L對于不同型號和規(guī)格的注射機，不同結(jié)構(gòu)形式的鎖模機構(gòu)具有不同的閉合距離。模架厚度與閉合距離

26、的關(guān)系為： Lmax <= H <= Lmin式中 H: 模架厚度 Lmax : 注射機最大閉合距離 Lmin :注射機最小閉合距離（2） 開模行程與定、動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)計時需計算確定，在取出塑件時的注射機開模行程應(yīng)大于取出塑件所需的定、動模分開的間距，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上的安裝 安裝時注意：模架外形尺寸不應(yīng)受注塑機拉桿間距的影響；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

27、機的移動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，需對模架組合零件的力學(xué)性能，特別是他們的強度和剛度進行準確的校核及計算，以確定動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 模架模型圖第6章 成型零部件的設(shè)計6.1型腔、型芯工作尺寸計算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；

28、-塑件公差（參考文獻4）-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-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型腔尺寸計算基本尺寸/mm 公差值/mm 計算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型芯的尺寸計算基本尺寸/mm 公差值/mm 計算 96 0.44 34 0.26 104 0.5 320

29、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)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機構(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 (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812 cm，以免出現(xiàn)導(dǎo)柱末導(dǎo)正方向而型芯先進入型腔的情況。 (2)形狀 導(dǎo)柱前端應(yīng)做成錐臺形，以使導(dǎo)柱能順利地進入導(dǎo)向孔。 (3)材料 導(dǎo)柱應(yīng)具有硬而耐磨的表面和堅韌而不易折斷的內(nèi)芯，因此多采用20鋼（經(jīng)表面滲碳淬火處理），硬度為5055HRC。6.2.2導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)設(shè)計 (1

30、)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推出機構(gòu)的設(shè)計采用推桿推出，推桿截面為圓形，推桿推出動作靈活可靠，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需均勻布置，以保證塑件推出時受力均勻，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0.050.1cm.6.2.4推件力的計算對于一般塑件和通孔殼形塑件，按下式計算，并確定其

31、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?。?-磨擦系數(shù)，一般取； -脫模斜度； =406.4mm mm 得6.2.5 推桿的設(shè)計 1推桿的強度計算 查塑料模設(shè)計手冊之二由式5-97得d=（） (6-6) d圓形推桿直徑cm推桿長度系數(shù)0.7l推桿長度cmn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)計手冊式5-98= (6-7) 取320N/mm² < 推桿應(yīng)力合格，硬度HRC5065第7章 模

32、具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計本塑件在注射成型機時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)計算計。 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 求塑件在硬化時每小時釋放的熱量 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)計冷卻水道直徑為8符合要求。第8章 校 核8.1整體式圓形型腔壁厚度的計算8.1.1按剛度條件計算設(shè)想用通過型腔軸線的兩平面截面取側(cè)壁，得到一個單位寬度長條，該長條可以看作一個一端固定、一端外伸的懸臂梁，。由于長條

33、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算 (1)按剛度條件計算 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) -注射時型腔壓力 查參考文獻得 30MPa -塑件在分型面上的投影面積（） -澆注系統(tǒng)

34、在分型面上的投影面積（） -注射機額定鎖模力，按GB XS-ZY-125型注射機額定鎖模力為900 得 得 得 符合條件 故選 XS-ZF-125注射機成立8.3模具厚度H與注射機閉和高度注射機開模行程應(yīng)大于模具開模時，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； 條件成立第9章 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)，是我國目前機械加工行業(yè)使用最普遍的一種軟件，它可用于數(shù)控銑

35、床、數(shù)控車床、數(shù)控鏜床、數(shù)控坐標鏜床、加工中心、數(shù)控線切割機床、數(shù)控火焰切割機床等，而且能適用于多種數(shù)控裝置的機床。Mastercam8的強大CAD功能足以應(yīng)付任何復(fù)雜的模具設(shè)計，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)，進行NC刀具路徑計算、實體切削模擬等操作，在檢驗一切無誤后，選擇對應(yīng)的后處理器將刀具路徑轉(zhuǎn)換成數(shù)控機床所能接受的NC代碼，再利用DNC方式傳輸給CNC控制器進行加工。這大大的節(jié)省了時間、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

36、國CNC公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設(shè)計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設(shè)計出復(fù)雜的曲線、曲面零件。 Mastercam具有強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功能 Mastercam可模擬零件加工的整個過程，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

37、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)，機床為四軸聯(lián)動臥式銑床。根據(jù)機床的實際結(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 實現(xiàn)DNC加工, DNC（直接數(shù)控）是指用一臺計算機直接控制多臺數(shù)控機床，其技術(shù)是實現(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)控機床的磁泡存儲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，將計算機和數(shù)控機床連接起來。利用Mastercam的Co

38、mmunic功能進行通訊，而不必考慮機床的內(nèi)存不足問題,經(jīng)大量的實踐，用Mastercam軟件編制復(fù)雜零件的加工程序極為方便，而且能對加工過程進行實時仿真，真實反映加工過程中的實際情況，不愧為一優(yōu)秀的CAD/CAM軟件。 Mastercam具有強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功能 Mastercam可模擬零件加工的整個過程，模擬中不但能顯示

39、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)，機床為四軸聯(lián)動臥式銑床。根據(jù)機床的實際結(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。 911Mastercam軟件的特點與功能一CAD繪圖部份 1文件中包含單位消息。打開文件時，系統(tǒng)會自動切換單位制(公制/英制)。屏幕左下角包含單位圖標(mm或inch)。 實體模式可選定“曲面邊界”，在串連的選項中設(shè)置。 2 多種串連選取方式：包含“下一個最靠近的”、“由內(nèi)而外”、“由外而內(nèi)”、“由內(nèi)

40、而外最佳化”、“由外而內(nèi)最佳化”。 3 可動態(tài)選定串連的起始點。 4 擴充圖素屬性的設(shè)置。 5.屏幕拷貝及使用打印機出圖時，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.自動存檔功能中，增加“完成每個刀具路徑之操作后存檔”。 8.改善選定的限定功能。 9.增加工作座標系統(tǒng)(WCS)及視角管理器。 10. 改善鼠標右鍵的輔助菜單，增加動態(tài)平移及動態(tài)縮放。 11.刪除重復(fù)圖素時，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：小的曲面及實體檢測，可過濾不必要的小曲面及實體。

41、14.可由分析編輯信息中“重新定義”圖素，而不需要刪除后再重新繪制。 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合并成標準的功能：繪圖螺旋線。 17.改善“修整動態(tài)移位”的選項。 18.將8版應(yīng)用程序squash改為標準功能：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，如果圖素顏色與工作區(qū)底色相同，系統(tǒng)會立即提示更改顏色。 21.在9版中，系統(tǒng)會記錄先前最后使用的對話窗頁次；再選擇該對話窗時，系統(tǒng)便直接進入上次離開時的頁次。 22.增加功能鍵F11、F12的設(shè)置。 23.支持AutoCAD

42、R13的DWG、DXF及Inventor v5.0。 24.可對STL檔運行鏡像、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)計與加工系統(tǒng)完整的曲線功能：可設(shè)計、編輯復(fù)雜的二維、三維空間曲線。還能生成方程曲線。尺寸標注、注釋等也很方便。 強大的曲面功能：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。 嶄新的實體功能：以PARASOLID為核心，導(dǎo)圓角、抽殼、布爾運算、延伸、修剪等功能都很強。 可靠的數(shù)據(jù)交換功能，可轉(zhuǎn)換的格式包括：I

43、GES、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型芯進行三維造型如圖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)對型面的

44、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）9.32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，下一級菜單中選取凹實體實體面(2)選取 刀具路徑曲面加工精加工環(huán)繞等距，下一級菜單中選取凹實體實體面(3)鼠標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)圖示對話框選擇直徑為3的球刀如圖？圖9-4 刀具參數(shù)對話框選完刀具后，對加工參數(shù)進行設(shè)置，如下圖圖9-4加工參數(shù)設(shè)置對話框一 圖9-5 加工參數(shù)設(shè)置對話框二點擊確定后就自動生成型腔加工路徑，可進行實體切削驗證圖9-6 刀心軌跡模擬仿真一圖

45、9-7 刀心軌跡模擬仿真二圖9-8 刀心軌跡模擬仿真三實體切削仿真完成后，對刀心軌跡文件進行后置處理，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)N100G21N102G0G17G40G49G80G90( 3. BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 3.)N104T1M6N106G0G90X-157.5Y-100.A0.S2546M3N108G43H1Z100.N110Z

46、5.8N112G1Z0.F3.N114X157.5F203.7N116Y-99.N118X-157.5N120Y-98。N1894X61.596Z-46.566N1896X61.161Y-.25Z-46.459N1898X60.761Y-.107Z-46.359N1900X60.474Y0.Z-46.273N1902G0Z-41.273N1904Z100.N1906M5N1908G91G28Z0.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）9.42工序加工

47、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 選取凹實體實體面（2）選取 刀具路徑挖槽（3）鼠標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)對話框設(shè)置刀具參數(shù)點擊確定后自動生成型芯加工路徑，可進行實體切削驗證圖9-11 刀心軌跡模擬仿真一圖9-12 刀心軌跡模擬仿真二實體切削無誤后，后置處理自動生成程序如下（具體見電子檔）N134X157.5F244.3N136G0Z53.3%O0000(PROGRAM NAME - 333333333333)(DATE=DD-MM-YY - 26-05-11 TIME=HH:MM

48、- 13:53)N100G21N102G0G17G40G49G80G90( 10. BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 10.)N104T1M6N106G0G90X-157.5Y-100.A0.S1527M3N108G43H1Z100.N110Z54.3N112G1Z48.3F3.6N114X157.5F244.3N116G0Z53.3N118Z54.3N120X-157.5Y-99.5N122G1Z48.3F3.6N124X157.5F244.3N126G0Z53.3N128Z54.3N130X-157.5Y-99.N132

49、G1Z48.3F3.6。結(jié)論為期近3個月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)完成，回顧整個畢設(shè)過程，我覺得受益匪淺。在對塑料肥皂盒注塑模具設(shè)計及其數(shù)控加工的過程中，我對模具設(shè)計和數(shù)控加工有了更深刻的認識，同時也鞏固了以前學(xué)習的軟件知識和機械理論知識。在畢業(yè)設(shè)計的過程中，我學(xué)到了更多的知識，開闊了我的視野，為以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)。整個的設(shè)計內(nèi)容過程包括：1. 自行設(shè)計一塑料肥皂盒2. 利用Mastercam 對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)計說明書，此過程是把整個過程以文字的方式表示出來。本次畢業(yè)設(shè)計的主要特點：設(shè)計過程中運用了現(xiàn)代制造業(yè)流行的C