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文档简介
cad/cam课程设计题目:底座(05)注塑模具设计2011年12月25 日专业名称: 数控加工与模具设计 姓 名 : 学 号 : 班 级: 数控加工与模具设计2010-1 指导教师: 39cad/cam课程设计任务书姓名 班级 数控加工与模具设计2010-1 学号 序号 05 cad/cam课程是数控加工与模具设计专业(专接本阶段)的实践与应用课程,是检验应考者对注射模设计的掌握情况而设置的一门课程。使学生综合运用课堂所学知识完成模具cad/cam的实际应用,培养实践技能,为将来从事数控加工和模具设计工作奠定基础。一、设计任务1、题目:底座模具设计2、产品图:(05为序号)3、设计要求:1) 材料:聚苯乙烯。2) 生产批量:中小批量。3) 产品精度:未注公差取mt5级精度;产品外表面光滑,无明显缺陷,如缩痕、翘曲、凹坑等。二、成果要求及提交形式1、分析模具结构,进行模具的三维设计。1)模具零件尺寸、模具结构合理性符合设计要求;2)标准件造型形成系列(模架、螺钉、销钉、导柱、导套等)存盘;3)造型零件进行必要的渲染、着色;4)生成爆炸图。2、生成二维工程视图(包括:明细表、标题栏、技术要求等)。3、对典型成型零件进行数控自动编程,生成nc代码,并在模拟软件上进行加工模拟。4、设计说明书的要求:目录完整,操作步骤合理,叙述简练,内容全面。说明书格式封面(使用学院统一印制的课程设计封面)设计任务书目录正文:一、前言二、产品分析及方案设计。三、模具结构设计(各部分作用、名称)。四、模具的三维设计流程。五、二维工程视图(模具装配图、零件图)六、成型零件数控编程,加工模拟,生成nc代码。七、设计总结(本设计优缺点、改进设想与展望,设计结果及过程对自己的影响和帮助)参考资料(依说明书中引用顺序,按国家正式出版物标准格式,依次列出引文出处)致谢(对为本工作提供帮助的单位和个人书面致谢)三、主要参考文献1、模具cad/cam,何涛主编,北京大学出版社,2004年。2、模具cad/cam,李名尧主编,机械工业出版社,2004年。3、模具cad/cam,史翔主编,机械工业出版社,1998年。4、塑料成型工艺与模具设计,屈华昌主编,高等教育出版社,2010年。5、ug nx6.0注塑模具设计情境教程,於星编著,大连理工大学出版社,2011年。6、gb/t 41692006 塑料注射模零件7、gb/t 41702006塑料注射模零件技术条件8、gb/t 125552006塑料注射模模架9、gb/t 125562006塑料注射模模架技术条件摘 要在当今科技快速发展的时代,ug已经成为了当今工业产品全设计加工周期的主流三维软件,ug包含了设计,装配,加工等模块,为产品的开发和制造提供了一个良好的平台。此次课程设计是为绕数控技术与模具设计展开的cad/cam课程设计,主要任务是对以底座进行建模和底座注塑模具的一个设计。关键词:ug nx 6.0,建模,底座,模具和成型零件加工。目 录 一产品的造型设计 1 (1)产品的二维图纸分析 1 (2)产品的三维建模 1二产品的制造工艺性分析 3 (1)(1)底座材料,分型线和分型面的选择 3 (2)产品建腔 3三添加标准件 4 (1)添加模架 5 (2)添加定位圈 5 (3)添加浇口套 6 (4)添加推杆 6 (5)添加螺钉 6 (6)添加弹簧 6 (7)添加支撑柱 6 (8)创建流道 6 (9)创建水道和添加接头 7 (10)成型的底座(05)注塑模具的3d图展示 7四底座(05)注塑模具的爆炸图 8 (1)局部爆炸图 8 (2)底座(05)注塑模具的总爆炸视图10五工程图的生成11(1)导出底座(05)注塑模具装配工程图11(2)导出底座(05)注塑模具型芯的工程图11(3)导出底座(05)注塑模具型腔的工程图12六底座(05)注塑模具的编程13(1)型腔坐标系的转换13(2)ug的自动编程13(3)导出加工程序15六心得体会25七参考文献26一产品的造型设计 (1)产品的二维套图纸分析。如图1.1.1。 图1.1.1此底座三个圆面的尺寸分别是26mm,21.2mm,和23.6mm,总高度为3.2mm,底部厚度为1.2mm。(2)产品三维建模主要步骤:1. 打开ug nx 6.0,新建model,命名为bottom_05。2. 进入草绘命令,以yoz作为基准面,点击ok,如图1.2.1。3. 在草绘命令中画出半个底座的刨面形状,如图1.2.2。图1.2.1 图1.2.24. 点击“完成草绘”,进入旋转命令,如图1.2.3。5. 最后刻上字,如图1.2.4。图1.2.3 图1.2.46. 完成最终的造型,如图1.2.5,图1.2.6和图1.2.7。 图1.2.6图1.2.5 图1.2.7二产品的制造工艺性分析(1)方案分析 1模具结构 该底座结构比较简单,既无通孔又无侧向凸凹;成型塑料产品的结构也比较简单,故采用一模两腔二板模结构,如图2.1.1-1。图2.1.1-1 2分型面 分型面应选用在产品的最大截面处,为了保证产品的外观质量,应选用边界a为“分型线”,平面b为“分型面”,如图2.1.2-1。ab图2.1.2-1 3. 浇口类型 考虑产品结构和外观,可采用搭接式浇口进料,加工简单,可有效防止材料的喷射流动,如图2.1.3-1。图2.1.1.-3 4. 推出机构 由于底座包紧力不是很大,故推出机构采用直径为14的推杆推出,且推杆参与底座上文字的成型,如图2.1.4-1。 图2.1.1-4(2)设计步骤 1项目初始化 新建一个底座模具设计的文件夹3d_buttom,并存放底座产品模型文件buttom_05.prt。 启动ug nx 6.0,在ug nx 6.0初始界面中点击“open”(打开)图标按钮,弹出“open”(打开)对话框,在3d_buttom文件夹中找到buttom_05.prt文件,单机“ok”按钮。 选择下拉菜单start(开始),找到all application(所有应用模块)到mold wizard(注塑模向导),显示“mold wizard”(注塑模向导)工具栏。 在“mold wizard”(注塑模向导)工具栏中点击“initialize project”(项目初始)化图标按钮,弹出“initialize project”(项目初始)对话框,设置如图2.2.1-1。 图2.2.1-1 2. 设置模具坐标系 在“mold wizard”(注塑模向导)工具栏中点击“mold csys”(模具坐标系)图标按钮,弹出“mold csys” (模具坐标系)对话框,如图2.2.2-1和图2.2.2-2。 图2.2.2-1 图2.2.2-2 3创建工件在“mold wizard”(注塑模向导)工具栏中点击“workpiece”(工件)图标按钮,弹出“workpiece”(工件)对话框,在“definition type” (定义类型)下拉列表中选择“reference point”(参考点),在“specify point”(指定点)列表中输入(0,0,1.2),如图2.2.3-2,单个型芯,型腔如图2.2.3-1,创建的工件如图2.2.3-3所示,点击“ok”点击 图2.2.3-2 图2.2.3-1 图2.2.3-3 4. 布局 在“mold wizard(注塑模导向)”工具栏中点击“cavity layout” (型腔布局)图标按钮,弹出“cavity layout”( 型腔布局)对话框,所设置的参数如图2.2.4-1所示,参数设置完毕之后点击“start layout”(开始布局)按钮,再单击“auto center”,最后单击“close”。 图2.2.4-2点击点击 图2.2.4-1 5. 分型(创建型腔和型芯) 在“mold wizard”(注塑模向导)工具栏中点击“parting”(分型)图标按钮,弹出“parting manager”(分型管理器)对话框,如图2.2.5-1。 在“parting manager”(分型管理器)对话框中点击“design regions”(设计区域)图标按钮,弹出“mpv initialization”(塑模部件验证初始化)对话框,如图2.2.5-2所示,选择“keep existing”(保持现有的),单机“ok”按钮,弹出“molded part validation”(塑模部件验证)对话框,如图2.2.5-3所示,勾选“crossover vertical faces” (交叉竖直面),在“assign to” (指派为)中选择“cavity region”(型腔区域),单机“apply”按钮,再单击“cancel” 按钮。 图2.2.5-1 图2.2.5-2 图2.2.5-3 6. 抽取区域 在“parting manager”(分型管理器)对话框中点击“extract regions and parting”(抽取区域和分型线)图标按钮,弹出“define regions”(定义区域)对话框,如图2.2.6-1所示。 勾选“creating regions”(创建区域),单击“ok”按钮,自动抽取型腔区域面和型芯区域面。 图2.2.6-1 7编辑分型线 在“parting manager”(分型管理器)对话框中点击“edit parting lines”(编辑分型线)图标按钮,弹出“parting lines”(分型线)对话框,如图2.2.7-1。 单击“auto search parting lines”(自动搜索分型线)按钮,弹出“search parting lines”(搜索分型线)对话框,单击“apply” 按钮,再单击“ok”按钮,最后再单击“ok”按钮,创建分型线如图2.2.7-2。 图2.2.7-1 图2.2.7-2 8. 创建分型面 在“parting manager”(分型管理器)对话框中点击“create/edit parting surface”(创建分型面)图标按钮,弹出“create parting surfaces”(创建分型面)对话框,在“distance”(距离)文本框中输入“30”,如图2.2.8-1所示。单击“create parting surfaces” (创建分型面)按钮,弹出“parting surface”(分型面)对话框,如图2.2.8-2所示。 图2.2.8-1 选择“bounded plane”(有界平面),单击“ok”按钮,创建分型面如图2.2.8-3。图2.2.8-2 图2.2.8-3 9. 创建型芯和型腔 在“parting manager”(分型管理器)对话框中点击“create cavity and core”(创建型腔和型芯)图标按钮,弹出“define cavity and core”(定义型腔和型芯)对话框,如图2.2.9-1所示。 选择“cavity region”(型腔区域),单击“apply”按钮,弹出“view parting result”(查看分型结果)对话框,单击“ok”按钮,创建出型腔,型芯也是如此,如图2.2.9-2所示。 型芯 型腔 图2.2.9-2 图2.2.9-1 10. 创建一模两腔的型腔和型芯 通过装配导航器把单个的型芯连接在一起,型腔也一样,再通过布尔运算把单个型芯合并和单个型腔合并,如图2.2.10-1(型腔)和图2.2.10-2(型芯)所示。 图2.2.10-1 图2.2.10-2三添加标准件(1)添加模架。点击“mold base”如图3.1.1。图3.1.1模架是采用futaba_s中的1820,参数为ap_h是30mm,bp_h是30mm和cp_h是60mm。如图3.1.2 图3.1.2(2)添加定位圈。在采用“pocket”命令去修剪定模座板。如图3.2.1。参数设置如图3.2.2。 图3.2.1 图3.2.2(3)添加浇口套。如图3.3.1。 浇口套参数设置为,head_height为15mm,catalog_height为30mm, r为15mm。(4)添加推杆。如图3.4.1。 推杆的参数设置是catalog_dia为14mm,catalog_height为105mm图3.3.1 图3.4.1 (5)添加螺钉。如图3.5.1。 (6)添加弹簧。如图3.6.1。 图3.5.1 图3.6.1 (7)添加支撑柱。如图3.7.1。 支撑柱参数尺寸是support_dia为30mm, length为50mm。 (8)创建流道,采用侧浇口。如图3.8.1。 流道采用圆孔流道,直径为4mm,采用长方形浇口,l为4mm,h为1mm,b为2mm。 图3.7.1 图3.8.1 (9)创建水道和添加接头。如图3.9.1。 水道参数直径为4mm。图3.9.1(10)成型的底座(05)注塑模具的3d图展示。如图3.10.1,图3.10.2, 图3.10.3和图3.10.4。 图3.10.1 图3.10.2 图3.10.3 图3.10.4以上为底座(05)注射模具标准件的添加。四底座(05)注塑模具的爆炸图(1)局部爆炸图型芯、型腔、流道及产品的爆炸图。如图4.1.1。型腔螺钉底座流道型芯图4.1.1定位圈 定模固定板,定位圈和浇口套的爆炸图。如图4.1.2。螺钉浇口套螺钉螺钉定模固定板 图4.1.2熔融塑料通过浇口套,通过流道分流,最后到达型腔内,通过冷却最终形成产品。 底座(05)注塑模具下模座的爆炸视图。如图4.1.3。水管接头推杆弹簧支撑住图4.1.3(2)底座(05)注塑模具的总爆炸视图。如图4.2.1。图4.2.1五工程图的生成打开模具的3d装配图,进入“draft”命令,(1)导出底座(05)注塑模具装配工程图。如图5.1.1。 图5.1.1.(2)导出底座(05)注塑模具型芯的工程图。如图5.2.1。图5.2.1(3)导出底座(05)注塑模具型腔的工程图。如图5.3.1。图5.3.1最后将ug中的工程图导出dwg格式,在通过auto cad进行编辑,添上标注和标题栏。详细工程图请看详细图纸。六底座(05)注塑模具的编程 (1)底座模具型腔加工 1.备料; 2.锻:锻成130 x 80 x 35; 3.热处理:退火;4.铣:铣六面,成120.5 x 70.5 x 30.5;5.磨:磨六面,成120.2 x 70.2 x 30.2;6.铣:粗加工型腔,留余量单边0.3mm;7.钳:钻4 x 9,扩4 x 9,钻18(浇口套过孔),钻16孔(浇口套配合孔)的线切割穿丝孔5;8.热处理:淬火回火硬度至hrc 60-64;9.磨:磨六面,成120-0.03 x 70 -0.03 x 300.02;10线切割:割成16-0.018 (浇口套孔配合);11.铣:半精加型腔,留余量单边0.05mm;12.电火花:电火花成型加工型腔;13.铣:加工分流道;14.钳:研光各孔;15.检验。 (2)型腔做简化处理,坐标系的转换。 打开型腔,先进行简化处理,把钳工所做的特征删除。转换坐标系,如图6.1.1(转换前)和图6.1.2(转换后)。 图6.1.1 图6.1.2 (3)ug的自动编程 设定加工坐标系和安全平面,如图6.2.1。 图6.2.1 开始编程,首先先粗加工型腔,如图6.2.2。 如图6.2.2 在对型腔进行半精加工,如图6.2.3和图6.2.4。 图6.2.3 图6.2.4 对型腔进行精加工,如图6.2.5。 图6.2.5 加工流道,如图6.2.6。 图6.2.6 (4)导出加工程序1.热处理前的平面铣,留有余量0.2mm。%n0010 g40 g17 g90 g70n0020 g91 g28 z0.0n0030 t00 m06n0040 g0 g90 x-1.0157 y.0086 s5000 m03n0050 g43 z-2.7559 h00n0060 z-3.1102n0070 g3 x-.9843 y.0118 z-3.1604 i.0314 j-.1543 k.0083 f118.1n0080 i0.0 j-.0118n0090 g1 y.3071 m08n0100 g3 x-.7646 y.2146 i0.0 j-.3071n0110 x-.9843 y.3071 i-.2197 j-.2146n0120 g1 y.1102n0130 z-3.0423n0140 g0 z-2.7559n0150 x-1.0157 y.0086n0160 z-3.1211n0170 g3 x-.9843 y.0118 z-3.1713 i.0314 j-.1543 k.0083n0180 i0.0 j-.0118n0190 g1 y.3071n0200 g3 x-.7646 y.2146 i0.0 j-.3071n0210 x-.9843 y.3071 i-.2197 j-.2146n0220 g1 y.1102n0230 z-3.0531n0240 g0 z-2.7559n0250 x-1.0157 y.0086n0260 z-3.1319n0270 g3 x-.9843 y.0118 z-3.1821 i.0314 j-.1543 k.0083n0280 i0.0 j-.0118n0290 g1 y.3071n0300 g3 x-.7646 y.2146 i0.0 j-.3071n0310 x-.9843 y.3071 i-.2197 j-.2146n0320 g1 y.1102n0330 z-3.064n0340 g0 z-2.7559n0350 x-1.0157 y.0086n0360 z-3.1427n0370 g3 x-.9843 y.0118 z-3.1929 i.0314 j-.1543 k.0083n0380 i0.0 j-.0118n0390 g1 y.3071n0400 g3 x-.7646 y.2146 i0.0 j-.3071n0410 x-.9843 y.3071 i-.2197 j-.2146n0420 g1 y.1102n0430 z-3.0748n0440 g0 z-2.7559n0450 x.9929 y.0315n0460 z-3.1102n0470 g3 x.9961 y0.0 z-3.1604 i-.1543 j-.0315 k.0083n0480 i-.0118 j0.0n0490 g1 x1.2913n0500 g3 i-.307 j0.0n0510 g1 x1.0945n0520 z-3.0423n0530 g0 z-2.7559n0540 x.9929 y.0315n0550 z-3.1211n0560 g3 x.9961 y0.0 z-3.1713 i-.1543 j-.0315 k.0083n0570 i-.0118 j0.0n0580 g1 x1.2913n0590 g3 i-.307 j0.0n0600 g1 x1.0945n0610 z-3.0531n0620 g0 z-2.7559n0630 x.9929 y.0315n0640 z-3.1319n0650 g3 x.9961 y0.0 z-3.1821 i-.1543 j-.0315 k.0083n0660 i-.0118 j0.0n0670 g1 x1.2913n0680 g3 i-.307 j0.0n0690 g1 x1.0945n0700 z-3.064n0710 g0 z-2.7559n0720 x.9929 y.0315n0730 z-3.1427n0740 g3 x.9961 y0.0 z-3.1929 i-.1543 j-.0315 k.0083n0750 i-.0118 j0.0n0760 g1 x1.2913n0770 g3 i-.307 j0.0n0780 g1 x1.0945n0790 z-3.0748n0800 g0 z-2.7559n0810 m02%2.热处理后平面铣(半精加工,精加工)%n0010 g40 g17 g90 g70n0020 g91 g28 z0.0n0030 t00 m06n0040 g0 g90 x-.8173 y.0008 s5000 m03n0050 g43 z-2.7559 h00n0060 z-3.1102n0070 g3 x-.8173 y.0008 z-3.1582 i-.084 j.119 k.0076 f39.4n0080 x-.9843 y0.0 z-3.1969 i-.084 j.119 k.0076n0090 g1 x-1.2795 m08n0100 g3 x-.7798 y-.2131 i.2952 j0.0n0110 x-.7666 y-.1995 i-.2045 j.2131n0120 x-.7798 y.2131 i-.2177 j.1995n0130 x-1.2795 y0.0 i-.2045 j-.2131n0140 g1 x-1.0827n0150 z-3.0787n0160 g0 z-2.7559n0170 x1.0013 y-.2551n0180 z-3.1102n0190 g3 x1.0013 y-.2551 z-3.1686 i-.017 j.1764 k.0093n0200 x.9843 y.0984 z-3.1969 i-.017 j.1764 k.0093n0210 i0.0 j-.0984n0220 g1 y.2953n0230 g3 i0.0 j-.2953n0240 g1 y.0984n0250 z-3.0787n0260 g0 z-2.7559n0270 m02%n0010 g40 g17 g90 g70n0020 g91 g28 z0.0n0030 t00 m06n0040 g0 g90 x-1.1024 y0.0 s5000 m03n0050 g43 z-2.7559 h00n0060 z-3.0374n0070 g1 z-3.1555 f118.1 m08n0080 x-1.2992n0090 g3 x-.7541 y.215 i.3149 j0.0n0100 x-1.2992 y0.0 i-.2302 j-.215n0110 g1 x-1.1024n0120 z-3.0374n0130 g0 z-2.7559n0140 z-3.0433n0150 g1 z-3.1614n0160 x-1.2992n0170 g3 x-.7541 y.215 i.3149 j0.0n0180 x-1.2992 y0.0 i-.2302 j-.215n0190 g1 x-1.1024n0200 z-3.0433n0210 g0 z-2.7559n0220 z-3.0492n0230 g1 z-3.1673n0240 x-1.2992n0250 g3 x-.7541 y.215 i.3149 j0.0n0260 x-1.2992 y0.0 i-.2302 j-.215n0270 g1 x-1.1024n0280 z-3.0492n0290 g0 z-2.7559n0300 z-3.0551n0310 g1 z-3.1732n0320 x-1.2992n0330 g3 x-.7541 y.215 i.3149 j0.0n0340 x-1.2992 y0.0 i-.2302 j-.215n0350 g1 x-1.1024n0360 z-3.0551n0370 g0 z-2.7559n0380 z-3.061n0390 g1 z-3.1791n0400 x-1.2992n0410 g3 x-.7541 y.215 i.3149 j0.0n0420 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