数码相机面壳注塑模的设计与数控加工

数码相机面壳注塑模的设计与数控加工,姓名：刘佳伟指导教师：王振宁班级：机教042,1 摘 要,Pro/ENGINEER及MasterCAM是当前国内外模具设计与数控加工领域中使用最为广泛的CAD/CAM软件。二者的功能各有优缺点,联合应用可提高模具设计及其数控加工的质量和效率。本论文阐述了用Pro/ENGINEER软件进行数码相机面壳的三维造型及模具设计,然后将图形数据转换到MasterCAM软件中进行数控编程的具体实现方法,并利用MasterCAM软件生成数控加工代码并输送到数控铣床进行加工的方法和主要工艺。关键词：注塑模，模具设计，刀具路径，数控加工，凸、凹模,2 用Pro/ENGINEER软件对数码相机 面壳进行三维造型,在进行数码相机面壳模具设计与加工前，首先要利用Pro/ENGINEER系统下的【零件】模块对数码相机面壳进行三维造型，效果如下图所示。,该面壳尺寸为1106420（mm），壁厚t=1mm，尺寸不大，适宜于注塑加工。面壳材料选用工程塑料PC+ABS（聚碳酸酯+丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），此材料的流动性好，强度不错，价格适中。适用于绝大多数的数码相机和手机外壳，只要结构设计比较优化，强度是有保障的。,4 用Pro/ENGINEER软件对数码相机面壳进行模具设计,（1） 模具设计 1. 调入模具参考模型 隐藏参考模型自身的基准面和基准轴，只显示模具的三个基准面，效果如下图所示。,2. 设置收缩率 根据铸造理论，铸件在温度下降而凝固的过程中体积会缩小。因此在进行模具设计时，必须考虑材料对零件大小的影响，通常的做法是根据材料的特性适当加大参考模型的尺寸。这样在元件成型后会略有收缩，最后生成的零件才能得到设计要求。该产品的收缩率设置为“0.005”。 3. 设计毛坯工件,4.设计分型面 模具型腔设计的重点在于分型面的创建，模具分型面是型芯与型腔的分界线，分型面的实质是曲面，是分割体积块创建模具元件的依据。 5.分割体积块 在成功设计毛坯工件、设计分型面后，还须对模具进行分割。分割模具就是以建立好的分型面为依据，分割出相应的凹模和凸模。效果如下图所示。,6.抽取模具元件 在Pro/ENGINEER的模具设计中，模具元件常常是通过用实体材料填充先前定义的模具体积块而形成的，我们将这一自动执行的过程称为抽取。完成抽取后，模具元件成为功能强大的Pro/ENGINEER零件，并在模型树中显示出来。 7.铸模 在创建完凸模和凹模之后，可以在模型中进行模拟浇注，产生一个模拟的塑料件，以便检查分型面的设计是否合理。效果如下图所示。,8. 开模 铸模完成后，Pro/ENGINEER系统能模拟开模过程，以便更清晰地观看模具型腔和型芯系统的结构。效果如下图所示。,（2）模具的工艺性分析 1. 模具的结构尺寸 （1）凹模：尺寸为14010025（mm） （2）凸模：尺寸为14010035（mm）,2.模具的材料 工件选用硬铝12（2A12）挤压棒材作为材料，此材料的抗拉强度b=470MPa，屈服强度为325MPa，疲劳强度为105 MPa，伸长率为10%，硬度为120HB。根据以上分析该材料的综合性能好，硬度适中，适合数控切削加工。,5 用MasterCAM软件对数码相机面壳凹模进行数控加工,1.加工坯料及对刀点的确定 在规划数码相机面壳凹模加工刀具路径前，先确定加工几何图形所需要的坯料尺寸及加工边界，并将图形中心的最高点设为对刀点移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。效果如下图所示。,2. 规划曲面挖槽粗加工刀具路径，预留量“0.3” 规划数码相机面壳凹模曲面挖槽粗加工刀具路径，目的是粗切除大部分的工件材料。效果如下图所示。,3. 工件参数设置 在数码相机面壳凹模进行曲面挖槽粗加工模拟前，先要对坯料工件参数进行设定。 4. 曲面挖槽粗加工实体加工模拟 利用Mastercam系统提供的实体加工模拟功能，对工件进行实体粗加工模拟，可以及时发现曲面挖槽粗加工中存在的问题，以便对不合理的粗加工参数加以改进。效果如下图所示。,5. 规划曲面挖槽加工刀具路径，清除底部平坦部位残料 规划数码相机面壳凹模曲面挖槽加工刀具路径，目的是清除大刀加工后在底部平坦部位余留下的残料。效果如下图所示。,6. 规划曲面平行粗加工刀具路径 规划数码相机面壳凹模曲面平行粗加工刀具路径，将针对圆弧形凹曲面进行粗切削。效果如下图所示。,7. 规划曲面平行精加工刀具路径 规划数码相机面壳凹模曲面平行粗加工刀具路径，将针对圆弧形凹曲面进行精切削。效果如下图所示。,8. 规划曲面等高外形精加工刀具路径 规划数码相机面壳凹模曲面等高外形精加工刀具路径，主要针对较陡曲面的余留残料进行精加工。效果如下图所示。,6 用MasterCAM软件对数码相机 面壳凸模进行数控加工 1. 加工坯料及对刀点的确定 在规划数码相机面壳凸模加工刀具路径前，先确定加工几何图形所需要的坯料尺寸及加工边界，并将图形中心的最高点设为对刀点移到系统坐标原点，便于加工时以图形中心对刀。效果如下图所示,2. 规划曲面挖槽粗加工刀具路径，预留量“0.3” 规划数码相机面壳凸模曲面挖槽粗加工刀具路径，目的是粗切除大部分的工件材料。效果如下图所示。,3. 工件参数设置 在数码相机面壳凸模进行曲面挖槽粗加工模拟前，先要对坯料工件参数进行设定。 4. 曲面挖槽粗加工实体加工模拟 利用MasterCAM系统提供的实体加工模拟功能，对工件进行实体粗加工模拟，可以及时发现曲面挖槽粗加工中存在的问题，以便对不合理的粗加工参数加以改进。效果如下图所示。,5.规划曲面挖槽加工刀具路径，将模具靠面加工到位 规划数码相机面壳凸模曲面挖槽加工刀具路径，目的是清除上一步曲面挖槽粗加工后在模具靠面余留下的残料。效果如下图所示。,6. 规划曲面挖槽加工刀具路径，清除顶部平坦部位残料 规划数码相机面壳凸模曲面挖槽加工刀具路径，目的是清除第一步曲面挖槽粗加工后在工件顶面余留下的残料。效果如下图所示。,7. 规划外形加工刀具路径 规划数码相机面壳凸模外形加工刀具路径，将针对顶面曲面挖槽加工无法清除的残料进行切削。效果如下图所示。,8. 规划曲面等高外形精加工刀具路径 规划数码相机面壳凸模曲面等高外形精加工刀具路径，主要针对较陡曲面的余留残料进行精加工。效果如下图所示。,9. 规划曲面等高外形精加工刀具路径 规划数码相机面壳凸模曲面等高外形精加工刀具路径，主要针对前一等高外形精加工刀具路径在曲面下部余留的残料进行精加工，同时清角。效果如下图所示。,总结： 在此次设计的过