模具设计与制造毕业设计（论文）-洗衣机配件制品注射模设计.doc

摘要 本文首先介绍了模具工业的地位 发展及 CAD CAE CAM 在模具设计中的关键作用 接着分析了制品的结构特征及所用材料 ABS 的成型工艺 性能特征 然后根据制品的体积 结构特征选择合适的注塑机型号 确定型腔数目及分型面位置 根据注塑机的参数设计主流 道浇注系统 主流道衬套 接着设计成型零部件 合模导向机构 导柱 导套 顶出机构 采用 EMX4 1 装了配标准模架 设计冷却水道 根据注塑机技术参数校核模具相关参数 接 着介绍了模具的工作原理及 Pro E 软件在模具设计中的应用 最后采用 Master CAM 完成关 键零件的数控加工 关键词 分型面 注射模设计 标准模架 Pro E Master CAM 目 录 摘要摘要 I 1 前言前言 3 2 塑件的结构及工艺分析塑件的结构及工艺分析 3 2 1 塑件结构分析 3 2 2 塑件制品的工艺分析 4 2 2 1 力学性能 5 2 2 2 电学性能 5 2 2 3 热学性能 5 2 2 4 化学性能 5 2 2 5 ABS的加工特性 5 2 2 6注射成型 6 3 模具设计模具设计 6 3 1 注射成型机的型号和规格的选择 6 3 2 注射模具结构设计 7 3 2 1型腔数目的确定 7 3 2 2分型面设计 7 3 3 浇注系统设计 8 3 3 1 主流道的设计 9 3 3 2分流道及浇口布局如图8 9 3 3 3冷料穴 10 3 3 4 排气系统的设计 10 3 4 成型零件的设计 10 3 4 1 采用的形式 10 3 4 2 成型零件工作尺寸的计算 11 3 4 3 型腔刚强度校核 11 3 5 导向机构的设计 12 3 5 1 导向机构的主要作用 12 3 5 2 导向机构的设计原则 12 3 5 3 导柱和导套的设计 12 3 6 脱模机构的设计 13 3 6 1 顶杆顶出机构的设计要点 13 3 6 2 顶杆的设计 14 3 6 3 设计中所涉及到的其它脱模机构零件 14 3 7 抽芯机构的设计 15 3 8 模具的温度调节系统 15 3 8 1 调节模具温度的目的 15 3 8 2 冷却系统设计要点 15 3 9 标准模架的选定 16 3 9 1 模具标准化的意义 16 3 9 2 模具钢材的选用 16 i 3 10 相关参数的校核 16 3 10 1 注射压力校核 16 3 10 2 锁模力校核 16 3 10 3开模行程与顶出机构装置的校核 17 3 10 4注射机安装模具尺寸的校核 17 3 11 模具工作原理介绍 17 4 4 成型零部件的数控加工成型零部件的数控加工 18 4 1 零件分析 18 4 1 1 零件特性 18 4 1 2 工艺分析 19 A确定装夹方案 19 B确定定位方案 19 C孔加工方案的选择 19 4 1 3 技术要求 20 4 2 零件的导入零件的导入 20 4 3 零件的加工零件的加工 20 4 3 1 设定毛坯 20 B画出毛坯 20 3 1 3确定毛坯 21 3 2 铣平面 21 3 3 挖槽 21 3 4 圆弧面的加工 21 3 5 倒角的加工 23 3 5 钻孔 24 3 6 铰孔 28 3 7 铣外轮廓铣外轮廓 31 3 8 生成数控程序生成数控程序 35 5CAD PRO ENGINEER MASTERCAMMASTERCAM 在注塑模具设计中的应用在注塑模具设计中的应用 36 5 1 PRO ENGINEER 的工程技术在模具中的应用 36 5 2 PRO ENGINEER 软件在注塑模设计中的应用 36 4 2 1 注塑模设计流程 36 参考文献参考文献 38 致谢致谢 41 第 2 页 共 43 页 1 前言 模具是工业生产的重要工艺装备 它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种制品 在材料的加工工业中广泛使用模具 75 以上的金属制品 含半成品 95 以上的塑料 制品是通过模具来成型的 在洗衣机 照相机 电视 电话等电器 仪器仪表 通信工 业中 约有 90 以上的零件需要用模具进行生产 采用模具生产制件具有生产效率高 质量好 切削少 节约能源和原材料 成本低 等一系列优点 模具已成为当代生产的重要手段 成为多种工艺中最具潜力的发展方向 模具是机械 电子 仪器仪表等行业的基础工业 它对国民经济和社会的发展起着越来 越大的作用 世界上工业发达的国家无不把发展模具工业放在优先地位 现在我们对产品设计的要求是快速 准确 随着软件技术的发展 三维设计的诞生 使模具实现了可视化 面向装配的设计 模具由二维设计到三维设计实现了模具设计的 重大突破 模具的三维设计直观再现了未来加工出的模具本体 设计资料可以直接用于 加工 真正实现了 CAD CAM 一体化和少 无图样加工 本次设计的目的在于利用 Proe 和 AutoCAD 软件完成塑件的绘制 塑件的模具设计 和模具成型零件的模拟加工来达到掌握 CAD CAM 技术 2 塑件的结构及工艺分析 2 1 塑件结构分析 洗衣机配件制品的结构如图 1 所示 图 1 制品实体模型 第 3 页 共 43 页 图 2 制品图 塑料制品的设计在塑件的生产中起着重要的作用 既要满足其使用功能 还要降低 模具结构的难度 以及降低成型条件 以达到最大化降低生产成本的要求 所以对于塑 件设计者说 不仅要具有机械设计的知识 而且需要有塑件造型 塑料配方 塑料加工 塑料模具和成型工艺等方面的知识 塑件的名称是洗衣机配件 其结构特点 塑件材料为 ABS 其密度为 1 05g cm3 体积为 2 98 102cm3 质量为 3 13 102 g 壁厚 1 5mm 长 宽 高 619 59 113 170 53 制品壁薄 尺寸大 流程长 塑件的外观要求光洁 无裂纹 无银丝 无气泡 无杂质 无凹痕 无顶白 并且要 求有较高的力学强度和较好的电介性能 本塑件设计模具的难点在于曲面计算复杂 里面结构很复杂 及侧面的不规则的锯齿 形状会给分型造成难度 2 2 塑件制品的工艺分析 ABS 的性能如表 1 所示 表 1 ABS 的性能 性能密度 g c m3 拉伸 强度 MP a 伸长 率 弯曲 强度 MP a 弯曲 弹性 模量 GPa 悬臂梁 缺口冲 击强度 23 J m 洛氏 硬度 R 热变形 温度 1 82MP a 线膨 胀系 数 10 5 通用1 02 33 10 68 2 0105 21100 87 967 0 第 4 页 共 43 页 型1 06522087 2 6 51108 8 2 2 1 力学性能 不同级别的 ABS 拉伸强度差异较大 一般为 33 52MPa ABS 树脂有极好的冲击强 度 具有优良的抗蠕变性能 较好的耐磨性能 有良好的尺寸稳定性 2 2 2 电学性能 ABS 在宽广的频率范围内具有良好的电绝缘性能 且很少受温度或湿度的影响 2 2 3 热学性能 ABS 的热变形温度在载荷为 1 82MPa 时约为 93 随着加工过程中退火的处理 可增加 6 10 由于 ABS 无定形结构的特点 它具有平稳的应力 温度效应 ABS 的脆 化温度为 7 通常在 40 时仍有相当的强度 ABS 制品的使用温度为 4 100 ABS 树脂易燃 无自熄性 2 2 4 化学性能 ABS 耐化学药品性能较好 由于其分子结构中有腈基的存在 使他几乎不受稀酸稀 碱及盐类的影响 但能溶于酮 醛 酯和氯代烃中 不溶于乙醇等大部分醇类 但在甲 醇中长期接触会溶胀 与大多数塑料一样 ABS 在应力作用下 其表面受醋酸 植物油 等化学试剂的侵蚀会产生应力开裂 2 2 5 ABS 的加工特性 A ABS 的流动性能 ABS 的熔体流动速率 MFR 一般在 0 02 1g min 200 5kg 之间 个别的 MFR 超出此范围 MFR 越大 流动性越好 一般 MFR 大于 0 1g min 的 ABS 适合注射成型 ABS 熔体属于假塑性流体 表现出 剪切变稀 的流变特性 可通过调整剪切速率 来改变熔体粘度 ABS 熔体粘度适中 其流动性比聚酰胺稍差 比聚碳酸酯要好 熔体 的冷却固化速度较快 B ABS 的热物理特性 ABS 属无定形聚合物 无明显熔点 玻璃化转变温度 Tg 一般在 115 左右 所以 成型温度应大于 115 ABS 的热稳定性较差 受热至 260 以上开始分解 产生有毒挥 发性物质 通常 ABS 的成型温度控制在 250 以下 对于注射成型 加工温度一般为 160 230 ABS 熔融温度较低 一般在 160 190 之间 温度区间较宽 因此易于加 工 热稳定性不仅与加工温度有关 还与加工温度条件下停留的时间有关 加工温度越 高 为使塑料不起化学反应 停留时间应越短 为了提高塑料的热稳定性 通常在塑料 中加入热稳定剂 以便使加工温度区间变宽 延长允许停留时间 ABS 的热稳定性较差 应尽量减少停留时间 同时加工后应清理料筒 C ABS 的干燥特性 由于 ABS 树脂含有腈基等强极性基团 所以吸水性较大 其吸水性大于聚苯乙烯 仅次于聚酰胺 ABS 的吸湿性小于 1 一般为 0 3 0 8 不管采用何种方法 在加 第 5 页 共 43 页 工前应对 ABS 树脂进行干燥 根据含水量的多少 在成型前应在 80 左右干燥 2 4h 使含水量降至 0 1 以下 通常的干燥方法为循环鼓风干燥 温度控制在 70 80 时间 在 4h 以上 也可普通烘箱干燥 温度控制在 80 100 时间 2h 粒层厚度小于 50mm 2 2 6 注射成型 ABS 注射成型的螺杆以单头 等距 渐变 全螺纹 带止回环为宜 螺杆长径比为 20 压缩比为 2 0 2 5 喷嘴可选用敞开式或延伸式 避免采用自锁式喷嘴 以免降低注射流 程或引起物料变色 注射温度应较低 以防止发生分解或对力学性能带来不利的影响 注射压力对薄壁 长流程 小浇口的制品要求较高 因此保压压力不宜过高 成型温度 在 200 260 为了改善制品外观 避免合模线和陷坑等不良现象 减少制品变形 模 具温度为 70 表 2 为推荐成型工艺条件 仅供参考 表 2 推荐成型工艺条件 料筒温度 螺杆 转速 r Min 喷嘴 温度 后部中部前部 模具 温度 注射 压力 MPa 保压 压力 MPa 注 射 时 间 s 保压 时间 s 冷却 时间 s 总周 期 s 30 60 180 190 180 200 210 230 200 210 50 70 70 9 0 50 7 0 3 5 15 30 15 30 40 70 3 模具设计 3 1 注射成型机的型号和规格的选择 对大型注射模 生产中每次实际注射量应为公称注射量的 0 5 0 8 倍 现取 0 65G 进行估测故 V 注 2 V 件 0 65 2 2 98 102cm3 0 65 916 922cm3 考虑到制品的投影 面积和顶出距离 选取型号为 HTF800W2 A 型 该设备的主要技术参数如表 3 所示 表 3 注塑机主要技术参数 型号HTF800W2 A型号HTF800W2 A 结构型式卧移模行程 mm1040 理论注射容量 cm32990最大模具厚度 mm1000 螺杆直径 mm90最小模具厚度 mm420 注射压力 Mpa228模具定位孔直径 mm 250 注射速率 g s 520喷嘴球半径 mmSR20 第 6 页 共 43 页 塑化能力 g s 71 8喷嘴口孔径 mm 6 螺杆转速 r min 0 110 锁模力 KN8000 拉杆内间距 mm 1000 1000 3 2 注射模具结构设计 3 2 1 型腔数目的确定 型腔数目是根据有锁模力 最大注射量 制件的精度要求 经济性等来确定的 本 设计中考虑到该塑件的投影为细长的形状 为了经济性 采用一模两腔 形式如图 3 所 示 图 3 型腔形式 3 2 2 分型面设计 分型面的选择很重要 它对塑件的质量 操作难易 模具结构及制造影响很大 在选 择分型面时一般应考虑以下因素 1 分型面应取在塑件尺寸的最大处 有利于脱模 2 使塑件留在动模部分 这是由于推出机构通常设在动模一边 将型芯设在动模 部分 塑件冷却收缩后包紧型芯 使塑件留在动模边 第 7 页 共 43 页 3 有利于保证塑件的外观精度和精度要求 4 模具结构简单 使用方便 制造容易 5 成型效率及成型操作 6 分型面应该有利于排气 本设计中制品侧向的结构比较复杂 先做侧型芯的分型面 再做主分型面可以降低 分型的难度 侧型芯的分型面选择如图 4 所示 图 4 侧型芯分型面 主分型面如图 5 所示 图 5 主分型面 3 3 浇注系统设计 第 8 页 共 43 页 普通浇注系统一般由主流道 分流道和浇口及冷料穴组成 本设计的模具为一模两 腔 采用侧浇口 它由一个主流道及四个分流道组成 塑件通过主流道进入分流道再由 分流道通过侧浇口进入型腔 由于制品结构比较复杂 成型后收缩包在型芯上能够脱出 浇注系统 所以省去拉料杆 浇注系统手工去除 3 3 1 主流道的设计 1 主流道的大端尺寸 D 20mm 圆锥角一选用 2 则取小端的尺寸为 d 7mm 2 主流道衬套一般用 T8A 并进行淬火处理 浇口套的硬度应低于注塑机喷嘴的 硬度 3 浇口套与注塑机喷嘴头的接触面必须吻合 4 定位环设计 为了保证模具安装在注射机上后 其主流道与喷嘴对中 必须凭借定位零件来实现 通常采用定位环定位 定位环的设计需要与主流道配合 定位环外径 D1 与注射模上固定孔是间隙配合 在端面用螺钉将定位环压在模体内 定位环 D1 250mm 采用 6 个 M6 的螺钉 主流道衬套及定位环如下图 6 图 7 所示 图 6 主流道衬套和定位环 图 7 主流道衬套尺寸 第 9 页 共 43 页 3 3 2 分流道及浇口布局如图 8 图 8 分流道及浇口布局 一次分流道是直径为 14mm 的圆形截面 二次分流道是直径为 14mm 的半圆形截面 浇口为扁浇口 尺寸为 10mm 1mm 3mm 3 3 3 冷料穴 在主流道和二次分流道末端设冷料穴 储存冷料 3 3 4 排气系统的设计 排气槽一般开设在分型面上熔料最后充满处 对大型模具来讲 型腔空间大 需要的 塑料原料多 型腔内形成的气体就更多 因此应设计全面排气系统 考虑到制品的侧抽比 较大 镶块很多 所以没有另外开设排气槽 在本模具中排气的形式有 1 利用分型面排气 2 利用顶杆配合间隙排气 3 利用镶件的间隙排气 3 4 成型零件的设计 直接与塑料接触确定塑件形状的零件称为成型零件 包括凹模和凸模 或型芯 在本次设计中主要包括由型腔 型芯 侧型芯组成的成型零件 型腔如图 9 型芯如图 10 图 11 所示 3 4 1 采用的形式 1 型腔用于成型塑件的外表面 该塑件分型面设在接近下表面处 结构比较简单 所以型腔设计成整体式的 2 型芯用于成型制件的内部结构 型芯上带有两个较大的侧抽 型芯结构较复杂 因此需要设计成组合式型芯 可节省体积 降低加工难度 针对侧型芯比较大 不能采 用斜到柱结构 设计成油缸驱动 开模的时候 油缸驱动侧型芯分型 第 10 页 共 43 页 图 9 型腔二维图 图 10 型芯实体图 3 4 2 成型零件工作尺寸的计算 参照课本内容添加 3 5 导向机构的设计 导向机构是保证动模与定模或上模与下模合模时正确定位和导向的重要零件 其主 要零件是导柱和导套 3 5 1 导向机构的主要作用 1 定位作用 为避免模具在装配时 因方向搞错而损坏成型零件 并在模具闭合 后 使型腔在工作过程中能保持正确的形状和位置 确保塑件壁厚的均匀性 第 11 页 共 43 页 2 导向作用 在动模向定模闭合行进中 导向机构应首先接触 引导动模 定模 沿准确的方向和位置闭合 避免凸模偏离型腔而发生事故 3 承受一定的侧压力 高压塑件熔体注入型腔时 会产生单向侧压力 或者由于 型腔侧面不对称 模具重心与分型面成型的几何中心不一致会产生较大的侧压力 均须 由合模导向机构来承担 但当单向侧压力过大时 需增设锥面定位机构来承担 4 支撑定模型腔板或动模推板 对于双分型面注射模 导柱还需支撑型腔板的重 力 也对此板导向和定位 对于脱模机构中设置的导柱 也有此种功能 3 5 2 导向机构的设计原则 导柱应合理分布在模具边缘空间位置 其中心至模具型腔应有足够的距离 以保证 更好地起到定位导向作用 以便凸 凹模加工容易 对大型模具导向机构的设计原则如 下 1 导柱 或导套 应布置在距离型腔较远的四周处 并保证导套边缘有足够的强 度和刚度 2 导柱压入部分与有效滑动部分的直径的公称尺寸一致时 公差配合应符合间隙 配合公差要求 3 导柱要有足够的耐磨性 硬度要求高 而导套要选择硬度低的材料 4 为了取出塑件的方便 导柱应安装在定模上 导套安装在动模上 5 导柱台肩可防止导柱拔出 起止退作用 台肩应埋在凹坑里其断面应与固定板 平面在同一平面上 以防止导柱与固定板有相对移动 由定模板 或垫板 压紧 6 导柱有效长度上的滑动部分必须制作油槽 以促进润滑和积存灰垢 7 导柱与导套有一定的配合公差 3 5 3 导柱和导套的设计 1 导柱的设计 本设计的导柱为带头导柱 材料选用 T8A 热处理方法为 淬火处理 硬度达到 HRC56 60 设计的导柱如图 12 所示 图 12 导柱 2 导套的设计 在穿透的导向孔中 除了按其直径大小 需要一定长度的配合面外 其余部分孔 径可以扩大 以减少精加工面并改善其配合状况 第 12 页 共 43 页 导套的结构如图 3 11 所示 为使导柱较顺利进入导套孔 其前端应倒圆角 滑动部分按 H8 f8 间隙配合 表 面粗糙度 Ra 为 0 4 m 外径按 H7 m6 过渡配合 材料跟导柱一样采用 T8A 淬硬到 HRc50 55 设计的导套如图 13 所示 图 13 导套结构 3 6 脱模机构的设计 塑料制品注射成型并在模腔中冷却固化后并开启模具 将制品从模体中顶出 是靠 模具顶出机构的动作来实现的 在本次模具设计中采用较简单的顶杆顶出的形式 3 6 1 顶杆顶出机构的设计要点 顶杆应设在脱模阻力较大的部位 顶杆应设在塑件承受力较大的部位 以防止在顶出的过程中塑件的变形和损伤 顶杆的位置应布局均匀合理 在确保塑件顶出的前提下 顶杆的数量应尽可能少 以简化模具结构 减少顶 出对塑件的表面的影响 顶杆应尽可能短 但不能过细 顶杆的材料多为 T8A T10A 顶杆头部脆硬 HRc50 55 3 6 2 顶杆的设计 顶杆的结构形式 直圆柱形顶杆 顶杆的固定方式 台肩式固定 如图 14 所示 第 13 页 共 43 页 图 14 顶杆 顶杆的组装精度 顶杆的头部直径一般在 10 以下选取 本模具中选用的是 8mm 与顶杆孔的配合精度为 d H8 h8 3 6 3 设计中所涉及到的其它脱模机构零件 复位杆 回程杆 作用是将已经完成顶出塑件的顶杆回复到注射成型时的原始位置 复位杆必须装在固定顶杆的同一固定板上 而且各个复位杆的长度必须一致 复位杆端面 常低于模板平面0 02 0 05mm 本模具中选用 35 的复位杆 复位杆的结构如图15 所示 图15 复位杆 整体顶出结构如图16 所示 第 14 页 共 43 页 图 16 整体顶出结构 3 7 抽芯机构的设计 本模具设计采用油缸驱动侧抽芯 油缸选用 30 MOB FA 型 布局如图 17 所示 图 17 油缸布局图 3 8 模具的温度调节系统 3 8 1 调节模具温度的目的 制造出复合技术要求而质量稳定的产品 制造生产成本最低的产品 实现最经济高效的产品制造周期 3 8 2 冷却系统设计要点 冷却水道与成型面各处应取相同的距离 并使水道的排列与成型面的形状相符 第 15 页 共 43 页 冷却水道应使成型零件表面冷却均匀 模具的温差不大 冷却水道的直径一般在 8 12 之间连选 冷却水道的距离应适当 浇注部位由于经常接触注塑机喷嘴 而熔料首先从浇口注入 所以浇口部位是 模具上温度最高的部位 3 9 标准模架的选定 3 9 1 模具标准化的意义 模具技术标准是指在模具设计和制造中所有遵循的技术规范 基准和准则 遵循模 具的标准化可以使设计规范化并且使设计人员摆脱重复的一般性设计 提高了生产效率 改变模具制造行业转为专业化生产 从而提高其质量和精度 也是 CAD CAM 技术实现 的先决条件 设计中模具选用的主要标准模架以 模具设计手册 中的模架为参考依据 选用基本 尺寸为 900mm 900mm 的模架 3 9 2 模具钢材的选用 模具成型材料的选用 主要根据制品的批量 塑料类别来确定 在此 导柱 顶杆 复位杆均采用 65Mn 号钢 型芯采用 P20 号钢 3 10 相关参数的校核相关参数的校核 3 10 1 注射压力校核 根据 塑料模具设计手册 提供的经验数据 ABS 树脂容体流动性能一般 壁薄且尺 寸大精度要求高 注射压力在 70 90Mpa 范围内 0 75 0 9 P0 P P0 注射机额定最大注射压力 MPa P 塑件成型所需的注射压力 MPa 计算得 0 75 0 9 228 171 205 2 90 经校核注塑压力符合要求 3 10 2 锁模力校核 F0 F P模 A 第 16 页 共 43 页 式中 F0 额定锁模力 N A分 塑件制品及浇注系统在分型面上的投影面积之和 mm2 P模 模内平均压力 型腔内的熔体平均压力 MPa F 注射压力在型腔内所产生繁荣作用力 N 根据 塑料模具手册 查得 ABS 的型腔压力为 70Mpa 计算得 8000KN 70 112312 7861 840KN 故锁模力符合要求 3 10 3 开模行程与顶出机构装置的校核 S 1040mm H1 H2 5 10 220 212 430 442 430mm S H1 H2 5 10 故最大开模行程符合要求 3 10 4 注射机安装模具尺寸的校核 注射机喷嘴球半径 SR20mm 主流道衬套的喷嘴直径为 22mm 符合工艺要求 经校核所选注塑机符合要求 3 11 模具工作原理介绍 模具装配图如图 18 所示 其工作原理如下 当模具处于闭合状态时 注塑机喷嘴将 熔融塑料注射到模具型腔约 100 时停止注射 熔体充满整个模具型腔 并且在保压冷却阶 段对塑料进行保压 当塑料冷却完毕 油缸驱动侧型芯侧向分型 然后注射机顶出机构开 始动作 带动模具的顶出系统将制件顶出 浇注系统和制品一并脱模顶出 手动去除浇注 系统 此时模具在注射机带动下又处于合模状态 准备下一个成型循环 第 17 页 共 43 页 图 18 模具装配图 4 4 成型零部件的数控加工成型零部件的数控加工 4 1 零件分析零件分析 4 1 1 零件特性 由图纸可知零件是由外轮廓 槽 孔 螺纹以及圆弧面等组成 其中底面是基准面 上表面有平行度要求 零件多个尺寸有公差要求 在加工过程中应保证其尺寸精度 圆弧 第 18 页 共 43 页 面要进行局部淬火 孔表面粗糙度要求较高 再利用麻花钻进行加工之后 再进行铰孔 4 1 2 工艺分析 工艺编排一般采取工序集中原则 尽可能缩短工艺流程 根据零件的工作状态圆弧 面要进行局部淬火处理 由于零件形状简单 力学性能要求较高则毛坯易采用锻件 所 以零件的加工工艺可以按以下路径进行 铣平面 铣凸台面 凹槽加工 钻中心孔 铰孔 铣圆弧面 铣倒角 A 确定装夹方案确定装夹方案 该零件毛坯的外形比较规则 因此选择精密平口虎钳进行夹紧 B 确定定位方案确定定位方案 根据基准重合原则和基准统一原则以工件下表面和工件一侧面进行定位 采用合适 垫铁和虎钳固定钳口保证定位 C 孔加工方案的选择孔加工方案的选择 孔加工前 为便于钻头引正 先用中心钻加工中心孔然后再钻孔 内表面的加工方 案在很大程度上取决于内孔表面本身的尺寸精度的粗糙度 对于精度较高 粗糙度 Ra 值 较小的表面 一般不能一次加工到规定的尺寸 而要划分加工阶段逐步进行 该零件孔 系加工方案的选择如下 孔 12 40 10 Ra1 6 选择 钻 铰 第一次数控加工 工步工步内容刀具号刀具规格主轴转速 r min 进给速度 mm min 1 铣平面 T01 20 面铣刀2000 400 2 外形铣 T02 10 平底刀 3000500 第二次数控加工 工步工步内容刀具号刀具规格主轴转速 r min 进给速度 mm min 1 凸台铣削 T01 10 平底刀 2500600 2 铣平面 T01 20 面铣刀 2000600 3 凹槽加工 T01 10 平底刀 3500400 4 钻 11 8 孔 T01 10 8 钻头 2800400 第 19 页 共 43 页 5 铰 12 孔 T01 12 铰刀 2500600 6 钻 9 8 孔 T01 8 麻花钻 1800300 7 攻 10 孔 T01 10 右牙刀 2000400 8 钻 39 5 孔 T01 39 麻花钻 2500600 9 铰 40 孔 T01 40 铰刀 3000400 10 铣圆弧面 T01 3 球刀 2900500 11 铣倒角 T01 2 球刀 2500500 4 1 3 技术要求 零件材料为硬铝 没有经淬火加时效处理的硬强度和硬度较低 加工时容易出现变 形和粘刀等不易于加工的性能 因此在粗加工前先退火 粗加工完后 再进行淬火加时 效处理 然后才能精加工 这样可以满足零件的加工要求和使用要求 硬铝的耐蚀性差 通常会在其表面包裹一层纯铝以增强其耐蚀性 4 2 零件的零件的导入导入 4 3 零件的加工零件的加工 4 3 1 设定毛坯 A 设置工作界面 点击工作界面下的层别 打开层别管理 把毛坯设置为当前图层 其余图层关闭 工作界面改为 如图 1 24 所示 B 画出毛坯 点击实体 挤出实体 创建主体 系统弹出串联对话框然后点击要串联的图形 然 后点击 确 系统弹出挤出实体的设置对话框 然后输入挤出实体的距离为 26 挤出方 向向上 如图 1 25 所示 然后单击确认 第 20 页 共 43 页 图 1 25 3 1 3 确定毛坯确定毛坯 点击机床类型 默认 点击属性 材料设置 系统弹出机器群组属性对话框 点击 实体选择毛坯如图 1 26 所示 3 2 铣铣平面平面 点击刀具路径 选择平面铣 点击确认 系统弹出串联选项 点击毛坯底面 点击 确认 点击刀具 系统弹出自定义刀具对话框 选择面铣刀 依次对夹头 切削参数 共同参数进行设置 点击确认 如图 1 27 1 28 1 29 所示 点击可去掉刀具路径 3 3 挖槽挖槽 点击刀具路径 选择标准挖槽 点击确认 系统弹出串联选项 点击凸台的轮廓线 然后点击确认 点击刀具系统弹出自定义刀具对话框选择槽刀 依次对夹头 切削深度 粗加工 进到模式 共同参数进行设置 点击确认 如图 1 30 1 31 所示 3 4 圆弧面的加工圆弧面的加工 首先把实体转换成曲面 选中圆弧面的轮廓线 点击绘图 曲面 由实体转换成曲 面 然后选中轮廓线 点击刀具路径 曲面粗加工 粗加工平行铣削选择轮廓线 依次 选择刀具 道具路径 曲面加工参数 粗加工平行铣削参数中的切削深度 间隙设定 高级设置进行设置 如图 1 32 1 33 1 34 1 35 1 36 所示 第 21 页 共 43 页 图 1 26 图 1 27 第 22 页 共 43 页 图 28 图 1 29 3 5 倒角的加工倒角的加工 第 23 页 共 43 页 点击刀具路径 曲面粗加工 曲面粗加工等高外形加工 分别设置刀具路径参数 曲面加工参数 等高外形粗加工参数中的切削深度 间隙设定 高级设置的参数 如图 1 37 1 38 1 39 1 40 1 41 所示 图 1 30 图 1 31 3 5 钻孔钻孔 点击刀具路径 选择钻孔 系统弹出选取钻孔的点对话框 点击选取图素 点击原 先画好孔的外形轮廓 如图 1 28 所示 点击确定 系统弹出 2D 刀具路径 螺旋式对话框 在对话框内右击鼠标 选择创建新刀具 选择钻孔 系统弹出定义刀具 对刀具进行设 置 点击确认 加工效果如图 1 42 1 43 1 44 1 45 1 46 1 47 所示 第 24 页 共 43 页 图 1 32 图 1 33 第 25 页 共 43 页 图 1 34 图 1 35 第 26 页 共 43 页 图 1 36 图 1 37 第 27 页 共 43 页 图 1 38 图 1 39 3 6 铰孔铰孔 点击刀具路径 选择钻孔 系统弹出选取钻孔的点对话框 点击选取图素 点击原 先画好孔的外形轮廓点击确认 系统弹出 2D 刀具路径 螺旋式对话框 在对话框内右击 鼠标 选择创建新刀具 选择铰孔刀 依次对夹头 切削参数 共同参数进行设置 点 击确认 加工效果如图 1 48 1 49 1 50 1 51 所示 第 28 页 共 43 页 图 1 40 图 1 41 第 29 页 共 43 页 图 1 42 图 1 43 第 30 页 共 43 页 图 1 44 图 1 45 3 7 铣外轮廓 点击刀具路径 选择外形铣削 点击确认 系统弹出串联选项 点击毛坯底面 点 击确认 点击刀具 系统弹出自定义刀具对话框 选择平底刀 依次对夹头 切削参数 共同参数进行设置 点击确认 如图 1 52 1 53 1 54 所示 点击可去掉刀具路径 第 31 页 共 43 页 图 1 46 图 1 47 图 1 48 第 32 页 共 43 页 图 1 49 图 1 50 第 33 页 共 43 页 图 1 51 图 1 52 第 34 页 共 43 页 图 1 53 图 1 54 3 8 生成数控程序 O0000 云言言5 DATE DD MM YY 26 05 11 TIME HH MM 11 01 MCX FILE D 我的文档 桌面 云言言8 MCX NC FILE D 我的文档 桌面 云言言5 NC MATERIAL ALUMINUM MM 2024 T7 H7 T20 H20 T24 H24 T25 H25 T26 H26 T27 H27 T28 H28 第 35 页 共 43 页 T29 H29 T2 H2 T19 H19 T1 H1 T6 H6 T12 H12 T14 H14 T17 H17 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T7 M6 N106 G0 G90 G54 X 72 122 Y 39 122 A0 S0 M5 N108 G43 H7 Z51 N110 Z31 N112 G1 Z23 F0 N114 Y 48 946 F 3 N116 X 61 029 N118 X 69 845 Y 41 549 N120 G2 X 72 122 Y 39 122 I8 999 J10 725 5CAD Pro E MasterCAM 在注塑模具设计中的应用 Pro E Wildfire 4 0 是一个大型软件包 它支持并行工作和协同工作 是一个运用广泛 功能强大的 CAD CAE CAM 工程设计软件 它将产品从设计到生产加工的过程集成在一起 并且能够实现所有用户同时参与同一产品的设计与制造工作 5 1 Pro ENGINEER 的工程技术在模具中的应用 在本次设计中主要用到以下模块 实体装配模块 该模块是一个参数组装管理系统 用户可采用自定义手段去生成一组 组装系列并可以自动地更换零件 同时生成的装配模型包含的零件数目没有限制 因此可用 来构造和管理大型复杂的模型 并且装配模型以按不同的详细程度来表示 从而使用户可以 对某些特定的部件或子装配体进行研究而能够保证整个产品的设计意图不变 模具设计模块 该模块主要用于设计模具部件和进行模版组装 在这个模块中用户可 以很方便的创建模具型腔几何外形 产生模具模芯和腔体 产生加工的塑料零件和完整的模 具装配体文件 自动生成模架 冷却水道 顶出杆和分型面 在模具打开的过程中检测元件 是否干涉 分析设计零件是否可塑 对问题的区域进行检测和修复等 第 36 页 共 43 页 PRO NC 模块 该模块主要用于生产数控加工的相关文件 它能够生成数控加工的全过 程 PRO NC 生成的文件包括 刀位数据文件 刀具清单 操作报告 中间模型 机床控制文件 用户可以通过 NC Check 对生成的刀具轨距进行检查 如果不符合要求 则可以对 NC 数控工序进行修改 如果刀具符合要求 则可以使用 NCPost 对其进行后处理 以便生成数控加工代码 为数控机床提供加工数据 此外 Pro E Wildfire 4 0 还有电路设计模块 曲面设计模块 特征模块 钣金设计模块 和 NC 仿真模块 5 2 Pro ENGINEER 软件在注塑模设计中的应用 4 2 1 注塑模设计流程 在本次设计中运用 Pro E Wildfire 设计的基本过程是 1 建立模具模型 选择 文件 新建 命令 打开对话框 新建 对话框 在类型中选择 制造 在子类型中选择模具 型腔 并取消 使用缺 省模版 缺 省模版 在新文件的模版中选择单击 确定 进入模具设计环境 2 选择装配命令装配制品模型 自动创建毛坯模型 3 设置收缩率 按尺寸来设置收缩率 收缩率的值为 0 5 4 设置分型面 基本上所采用的方法是 创建 增加 复制 的命令来完成 其中也用到分 型面的平整 但是在这过程中要注意的是分型面的合并 5 设置浇注系统和冷却系统 通过 模具 特征操作 命令来完成 6 拆模 用分割法来自动建立体积块 7 生成模具成型零件 在 模具元件 中利用 抽取 来实现 8 充模仿真 利用 铸模 铸模 创建来实现 9 开模仿真 利用 模具进料孔 定义间距 来实现 10 利用 EMX 创建模具基础零件 新建一个 EMX 组建 导入模具型腔组建 准备组建的元件 以定义参照模型 工件 动模板 定模板等 定义模架组建 载入标准模架 自定义相关参数 定义顶杆 螺栓 销等元件 第 37 页 共 43 页 装配定义的元件 EMX 自动生成模具装配图 修改 保存