基于Mastercam的收音机上壳的模具设计与加工
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第1章 绪论 1
课题的背景及意义 1
我国模具的发展 2
3
注塑模设计原则 4
.注塑模具结构 5
壳体的加工工艺 7
论文主要内容 8
第2章 Pro/E Wildfire 模具设计 10
模具材料选择 10
模具各部分设计 11
第3章 工艺规程设计 13
3.1 确定生产类型 13
3.2 毛坯的选择 13
3.2.1 毛坯种类及制造方法的形状及选择 13
3.2.2 毛坯的精度等级 13
3.3 基准的选择 14
3.3.1 粗基准的选择 14
3.3.2 精基准的选择 14
3.4 工艺路线的制定 14
3.5 确定个工序余量及工序尺寸极限偏差 16
3.6 确定切削用量和切削 18
3.7 确定工序单件工时 19
第4章 机床专用夹具设计——镗工序的专用夹具设计 22
4.1 工作量分析 23
4.2 定位基准的选择 24
4.3 夹紧力的计算 24
4.4 定位误差分析 26
4.5 结构特点 28
4.6 使用方法和应注意的问题 28
致谢 29
参考文献 30
第一章 绪论
１本课题的背景和研究意义
在现代化工业生产中，几乎一半以上的工业产品需要使用模具加工，许多新产品的开发在很大程度上都依赖于模具加工．利用模具生产可以产品具有生产效率高，质量好，节约能源和原材料，成本低等优点．人类进入２１世纪，伴随着计算机，Internet,信息化的发展，基于ＣＡＤ／ＣＡＭ技术并借助Internet，制造业信息化进程正在加速．
按工艺性质，模具可分为冲模中的冲孔模，落料模，拉深模，弯曲模等，塑料模中的注塑模，吸塑模，吹塑模等．＂基于Ｍastercam的收音机上壳的设计与加工＂这一课题的目的在于认真查阅模具方面的资料，了解模具的种类．根据题目确定应该采用的模具类型为注射模具．然后就注塑模具进行学习研究，最后设计并绘制模具总装配图．学习并熟练掌握Ｍastercam和Pro/E软件．借助现代模具设计与制造软件模拟仿真设计与加工过程．然后通过 CAM 模块生成刀具路径,最后利用MasterCAM 软件中的后处理实现 NC 程序 ,并且通过模拟加工 ,验证程序的可行性。从而对模具设计与加工的总流程有一个立体化的概念．然后通过 CAM 模块生成刀具路径,经过后处理换成NC程序
- 内容简介：
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附件7：毕业设计（论文）文献综述题 目基于Mastercam的收音机上壳的模具设计与加工 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机电033 学 生 黄小妮 指导教师 鲁珍珠 2007 基于Mastercam的收音机上壳的模具设计与加工文献综述模具现状和发展趋势：我国模具工业的发展，日益受到人们的关注，在电子，汽车，电机，电器，仪器，仪表，家电和通信等产品中，60%70%的零件都要依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和代消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。近几年，我国模具工业一直以15%左右的增长速度发展。1我国模具行业虽然基础薄弱，起步较晚，但发展很快。至2002年，全国模具产值已达360亿元。2003年是高速发展的一年，全国模具产值达450亿元。遇此同时，模具水平提高也很高，目前我国模具工业规模已为世界第三，仅次于美国和日本，但模具水平与国外发达国家相比还有很大的差距。2 近年来，我国模具设计和制造水平有了很大提高,模具生产技术也有了很大进步。在冲压模具方面,目前已能生产步距精度和成形精度达到2 m左右的多工位级进模;在大型注塑模具方面,已能生产8 kg 双缸洗衣机连体桶、汽车保险杠和整体仪表板模具,34大屏幕彩电及65背投电视塑壳模具,模具最大重量已达50 t ;在精密塑料模具方面,已能生产手机和照相机塑料模具、精度达5 m 的多型腔小模数齿轮模具及2 560 腔塑封模具等;在大型精密复杂压铸模方面,已能生产自动扶梯整体踏板及汽车后齿桥轮箱压铸模;汽车覆盖件模具方面,已能生产新型汽车的部分覆盖件模具。子午线轮胎活模具、铝合金和塑料门窗异型材高速挤出成形模、精铸或树脂快速成形拉延模等,也已达到相当高的水平,可替代进口。模具CAD/ CAE/ CAM 技术、热流道和气辅技术、快速成形技术、高速切削技术等方面,也有了很大进步。模具技术直接影响制造业的发展。模具工业潜力很大。近十多年来，美国，日本，德国等发达国家的模具总产值已超过机床总产值。模具技术的进步极大的促进了工业产品生产的发展，因而深受赞誉。模具及制造技术发展的趋势：（1）模具日趋大型化（2）多功能复合型模具将进一步发展（3）模具的精度将越来越高（4）快速经济模具将的前景十分广阔（5）压铸模将得到快速的发展（6）全面推广CAD/CAM/CAE技术3随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM 技术也日益成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。我国模具工业面临的机遇和挑战加入WTO后，各行业大批境外企业的涌入，使作为支持工业的模具行业迎来了新一轮的发展机遇，同时也面临国外先进技术和高品质产品的挑战。据有关部门统计，近年外资对我国模具行业的投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势明朗化。由于模具行业是一个技术，资金，劳动力都相对密集的产业，我国平均劳动力成本仅是美国的1/401/30。随着我国经济的快速发展，我国技术人才的水平也逐步提高，而工业发达国家模具发展逐渐萎缩的趋势，也加速了这些国家把本国模具工业向工业和技术基础较好的国家（包括我国）的转移。众多的日本制造业正在积极寻找中国本土的模具加工伙伴，原因就是日本模具加工成本大约是中国模具加工成本的三倍；其次，我国的模具加工业正日趋成熟，技术水平正在提高，人员素质也有大幅度提高。第三，模具加工的发展趋势是向高速度，高精度，高性能方向发展。日本模具加工企业逐渐向精密模具加工集中，而一般模具加工则开始向中国等地转移。据业内人士估计，今后几年，随着全球制造业重心加快向我国转移，深圳周边及珠江三角洲地区已经成为我国模具最为发达，科技含量高的地域。并有望在10年内发展成为世界模具生产中心。此外，国内浙江东部的余姚，宁海，黄岩，温州等地区的模具工业也发展特别快。随着我国制造业的发展，这些地区的模具工业将会有更大的发展。我国生产的模具有些已经或达到国际水平，但总的看来，还远不适应国民经济发展的需要。大型，精密，复杂，长寿命的高档模具仍有很大一部分依靠进口。另外，在模具技术标准，模具数字化生产，模具零部件的参数化等方面，也与发达国家有一定的差距。4我国模具工业主要存在的问题和原因:我国模具工业主要存在的问题（1) 总量供不应求,国内模具自配率只有70 %左右。其中中低档模具供过于求,中高档模具自配率只有50 %左右(2) 企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不合理。(3) 模具产品水平要比国际水平低许多,而模具生产周期却要比国际水平长许多。产品水平低主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度等方面。(4) 开发能力较差,经济效益欠佳(5) 与国际水平相比,模具企业的管理落后更甚于技术落后。技术落后易被发现,管理落后易被忽视。造成上述差距的原因很多,除了历史上长期以来未将模具作为产品得到应有的重视以及多数国有企业机制仍不能适应市场经济以外,还有下列几个主要原因:(1) 国家对模具工业的政策支持力度不够。虽然有了正确的产业政策,但配套政策少、力度弱。目前享受模具产品增值税先征后返的企业全国只有160 家左右,杯水车薪,大多数企业仍旧税负过重。模具企业进行技术改造及采用高新技术引进设备要交纳不少税,影响技术进步。(2) 人才严重不足,科研开发及技术攻关方面投入太少。模具行业是技术密集、资金密集、劳动密集的产业,随着时代的进步和技术的发展,能掌握和应用新技术的人才异常紧缺,高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺。由于模具企业效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视,科研单位和大专院校则因将主要精力放在创收上,因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少,致使科技进步的步伐不大,进展不快。(3) 工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低。近年来我国机床行业进步较快,已能提供比较成套的高精度加工设备,但与国外装备相比,仍有较大差距。虽然国内许多企业已引进了不少国外先进设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,特别是设备数控率和CAD/ CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。(4) 专业化、标准化、商品化的程度低,协作差。目前国内每年生产的模具,商品模具只占40 %左右,其余为自产自用。模具企业之间协作不好,难以完成较大规模模具成套任务,与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低,模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,特别是对模具制造周期有很大影响。(5) 模具材料及模具相关技术落后。模具材料性能、质量和品种问题往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比有较大差距。塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高。MasterCAM在数控加工中的应用MasterCAM软件是美国的CNC software公司开发的PC机CAD/CAM系统，它集二维绘图，三维建模，曲面设计，体素拼合，刀具路径模拟，数控编程集真实感模拟等功能于一身，对系统运行环境要求低，因该系统具有良好的性假币，在国际CAD/CAM领域中，气装机量居世界领先水平，包括美国等在内的许多西方工业大国都采用该系统作为设计，加工制造的行业标准。5MasterCAM软件在功能上，模块上虽然不如PRO-E和UG等大型工程软件，但就其性价比来说具有更好的灵活性，特别是它在模具设计和35轴的数控加工中有其独到之处，基于PC平台的低性能要求和我国企业的经济和技术实力，预示着MasterCAM在国内的数控加工领域有着广阔的前景。MasterCAM由造型，铣削加工，车削加工和线切割4个模块组成。造型用于零件的造型设计，铣削加工用于生成铣削加工刀具路径。车削用来生成车削加工刀具路径。线切割生成切割加工刀具路径。MasterCAM的CAD部分，可以轻松的构件二维图形及三维图形或曲面造型，图形可以换至AutoCAD或其他软件，也可以从其他软件转换MasterCAM；CAM部分不但可以提供精确的刀具路径，而且可以轻松的设计出最有效率的NC数控加工代码。在数控加工方面，该软件具有以下几个特点：（1）提供精确的刀具路径；（2）能直接在曲面及实体上进行加工；（3）提供外形铣削，挖槽，钻孔等多种数控加工方式；（4）提供完整的刀具库和加工参数数据库；（5）可建立各种管理，如操作管理，刀具管理，串联管理及工件管理和工作报表；（6）拥有多种后置处理功能，用来生成NC数控代码或NCI文件。6MasterCAM在数控加工中的流程：1 零件的二维或三维建模 2 零件工艺参数的确定和刀具的选取3 加工零件的刀具路径的确定4 零件的模拟数控加工5 NC数控代码或NCI文件的生成6 数控指令代码的输出7 数控设备上的零件加工采用MasterCAM软件进行零件建模和数控代码的自动生成，能大大的减少编程人员的工作量，特别是复杂零件的数控程序编制，用手动几乎是很难实现，利用MasterCAM，其优势相当明显，免去了烦琐的数值计算，缩短了手动编程在机床上的调试时间，提高了工作效率。收音机注射成型工艺分析及模具设计1 塑件特点要求和工艺性分析收音机外壳为塑料制品,属于典型的腔类注塑件.采用一模一腔的注射模.模具设计采用潜伏式浇口,点浇口进料.避免在制品表面留下浇口痕迹.材料选用ABS,黑色.要求塑料件外行美观,没有斑点和熔接痕等外观质量缺陷.材料ABS是由丙烯氰,一丁二烯,一苯乙烯共聚而成.具有良好的综合力学性能.ABS有一定的强度和尺寸稳定性,易于成型加工.其缺点是耐热性不高,连续温度为70.7 模具型腔壁的温度高低及均匀性对塑件质量影响很大,过高的模温会导致塑件粘模.8 因此型腔和型芯采用较为复杂的冷却水道进行冷却,控制模温.型腔和型芯各开设两条水路,水道直径为10mm,使制品冷却较为均匀.2 模具设计注射模采用一模一腔,点浇口进料.ABS塑料的计算成型收缩率范围为0.3%0.8%,根据实际经验取值0.5.9 由于塑件为腔类零件,分型面大多选择在腔口部.经分析收音机外壳,选择以塑件最大轮廓大端面为定动模的分型面导向机构是保证动定模和模时,正确定位和导向的零件.和模导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式.本模具采用导柱导向定位.注射模具采用一模一腔的形式设计.注塑机顶出形式为中心顶出,因此塑件采用中心位置进料,同时也方便塑件四周均匀进料便于四周最后的注塑成型.考虑到注塑件如从型腔内部进料,模具机构将变的相当复杂,为了不影响注塑件的外表质量,选用点浇口进料形式,同时采用拉料板进行浇口废料的脱模形式.通过采用点浇口进料形式从产品的正面中心位置进料,保证塑料熔料在注射成型过程中能够均匀的填充到模具的型腔中,从而保证注塑件的整体质量.注射模主要零件由定模型腔,动模型芯,侧向分型机构等组成.其中定模型腔为整体型腔,材料采用国产P20预硬刚板材.型腔部分在保持零件口部尺寸不变的情况下采用0.3.的拔模斜度.型腔利用加工中心一次加工成型.为保证后期钳工的装配质量及装配效率,导柱孔及定距拉杆孔与型腔利用加工中心同时完成.相应的动模固定板等模具零件也采用此方法,导向孔和型腔孔同时加工. 由于塑件投影面积较大,为保证塑件能够在同一温度均匀注塑成型,同时提高生产效率,对冷却系统的设计要求很高.在收音机外壳注射模中采用型腔,型芯同时进行冷却的设计方法.参考文献：1 李和平等：现代模具行业现状与发展趋势综述 2007。12 我国模具工业的现状和发展 2004。43 邓明等 现代模具制造技术 2004 化学工业出版社4 张小宁MasterCAM9实用培训教程 北
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