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zm037 塑料 肥皂盒 注塑 cadcam kt rw fy 浇口

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【ZM037】塑料肥皂盒注塑模的CADCAM【KT+RW+FY】[侧浇口],zm037,塑料,肥皂盒,注塑,cadcam,kt,rw,fy,浇口

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毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：塑料肥皂盒注塑模的CAD/CAMII、毕 业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：设计原始资料：塑料肥皂盒一个，FANUC-6M系统说明书；设计技术要求：1.设计并绘制注塑模装配图及型腔、型芯零件图,符合塑件生产要求;2.要求英文资料翻译忠实原文；3.利用三维造型软件对模具型面进行CAD造型及生成数控加工程序； 4.能够进行刀具轨迹仿真模拟加工；5.要求图纸设计规范，符合制图标准；6.要求毕业论文叙述条理清楚，设计计算正确，论文格式规范。III、毕 业设计(论文)工作内容及完成时间：1.查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告 第1周第2周2.设计并绘制塑料肥皂盒塑件图 第3周3.设计并绘制模具型腔、型芯零件图 第4周第7周4.设计并绘制塑料肥皂盒注塑模装配图 第8周第10周5.熟练掌握三维造型软件的应用并进行曲面造型设计 第11周第13周6.利用三维软件生成模具型面数控加工程序 第14周7.编写设计计算说明书（毕业论文）一份 第15周8. 毕业设计审查、毕业答辩 第16周第17周 、主 要参考资料：1严烈主编. Mastercam 8模具设计超级宝典. 北京:冶金工业出版社，2000.2王卫兵主编. Mastercam数控加工实例教程. 北京:清华大学出版社，2006.3彭建声主编. 模具技术问答. 北京:机械工业出版社，2003.4伊启中主编. 模具CAD/CAM . 北京:机械工业出版社，2001.5 John Lygers.Claire Tomlin.Shankarsastry Cemtrollers for reachability 7specifications for bybidstystems.Automatic(1999)349-36 Bress,ThomasJ.;Dowling,DavidR. Visualizationofinjectionmolding.JournalofReinforcedPlasticsandCompositesv17n151998.p1374-1381 航空与机械工程 系 机械设计制造及其自动化 专业类 0781052 班学生（签名）： 填写日期： 2011 年 5 月 28 日指导教师（签名）： 助理指导教师(并指出所负责的部分)：机械设计制造及其自动化 系主任（签名）：附注:任务书应该附在已完成的毕业设计说明书首页。毕业设计（论文）开题报告题目 塑料肥皂盒注塑模的CAD/CAM专 业 名 称 机械设计制造及其自动化班 级 学 号 078105233学 生 姓 名 徐 丁 昌指 导 教 师 姚 坤 弟填 表 日 期 2011 年 3 月 17 日一、选题的依据及意义：塑料已成为当今家庭、办公室，以及产业中不可缺少的存在。在包装行业，注塑工艺越来越受到人们的青睐。其原因在于人们使用了多层模具。这是热留道技术上的一个进步，通过采取薄壁注塑工艺，能寄生原材料的费用。塑料包装材料，特别是在食品工业领域，由于其特点，为提高我们今天的生活水平做出了很大的贡献。所以从整体上看，在过去几年里整个塑料包装市场，主要是深拉包装塑料薄膜得到了快速增长。其中，注塑包装材料，如包装箱或杯子，正处于上升阶段，并逐渐取代热成型包装材料。本课题将以塑料产品中最简单，日常生活中经常用到的塑料肥皂盒作为例子，从理论上了解注塑模的设计过程，并结合Mastercam软件对模具型面进行模拟加工并生成数控加工程序，以便更好的掌握模具设计，加工的方法，为以后的工作奠定更好的基础。作为一名在校大学生，我能有这一机会接触如何设计和制造模具，理应珍惜，并为此达到以下要求：1） 能较好的培养自己理论联系实际的设计思想，训练自己综合运用机械和其他先修课程的基础理论，并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展自己有关机械设计方面的知识。2）通过对模具设计过程的理解，树立正确的设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计的能力。3）在毕业设计的实践中对自己进行设计基本技能的训练，培养自己查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图、数据处理、计算机辅助设计等方面的能力。4）培养自己对一门模具设软件的自学能力，并熟练掌握它。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。 1.模具工业产品结构的现状 按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算,目前我国冲压模占50左右，塑料成形模约占20，拉丝模（工具）约占10，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的40以上。 我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达到1亿次以上，精度达到35um，有50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次相比，处于80年代中期国际先进水平。 我国的塑料成形模具设计，制作技术起步较晚，整体水平还较低。目前单型腔，简单型腔的模具达70以上，仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为80万次左右，主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等，注射模精度已达到5um以下，最高寿命已突破2000万次，型腔数量已超过100腔，达到了80年代中期至90年代初期的国际先进水平。 2.模具工业技术结构现状 我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面，仅有约10%的模具在设计中采用了CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用CAM技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近10多年来引进的先进设备）或因计算机制式（IBM微机及其兼容机、HP工作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用CAPP技术进行工艺规划方面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的CAD/CAM技术应用在我国才刚起步。计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有25%左右，设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的8%12%左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。1980年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而80年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高。 3.模具工业配套材料，标准件结构现状 近10多年来，特别是“八五”以来，国家有关部委已多次组织有关材料研究所、大专院校和钢铁企业，研究和开发模具专用系列钢种、模具专用硬质合金及其他模具加工的专用工具、辅助材料等，并有所推广。但因材料的质量不够稳定，缺乏必要的试验条件和试验数据，规格品种较少，大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。在钢材供应上，解决用户的零星用量与钢厂的批量生产的供需矛盾，尚未得到有效的解决。另外，国外模具钢材近年来相继在国内建立了销售网点，但因渠道不畅、技术服务支撑薄弱及价格偏高、外汇结算制度等因素的影响，目前推广应用不多。模具加工的辅助材料和专用技术近年来虽有所推广应用，但未形成成熟的生产技术，大多仍还处于试验摸索阶段，如模具表面涂层技术、模具表面热处理技术、模具导向副润滑技术、模具型腔传感技术及润滑技术、模具去应力技术、模具抗疲劳及防腐技术等尚未完全形成生产力，走向商品化。一些关键、重要的技术也还缺少知识产权的保护。我国的模具标准件生产，80年代初才形成小规模生产，模具标准化程度及标准件的使用覆盖面约占20%，从市场上能配到的也只有约30个品种，且仅限于中小规格。标准凸凹模、热流道元件等刚刚开始供应，模架及零件生产供应渠道不畅，精度和质量也较差。 4.模具工业产业组织结构现状 我国的模具工业相对较落后，至今仍不能称其为一个独立的行业。我国目前的模具生产企业可划分为四大类：专业模具厂，专业生产外供模具；产品厂的模具分厂或车间，以供给本产品厂所需的模具为主要任务；三资企业的模具分厂，其组织模式与专业模具厂相类似，以小而专为主；乡镇模具企业，与专业模具厂相类似。其中以第一类数量最多，模具产量约占总产量的70%以上。我国的模具行业管理体制分散。目前有19个大行业部门制造和使用模具，没有统一管理的部门。仅靠中国模具工业协会统筹规划，集中攻关，跨行业，跨部门管理困难很多。模具适宜于中小型企业组织生产，而我国技术改造投资向大中型企业倾斜时，中小型模具企业的投资得不到保证。包括产品厂的模具车间、分厂在内，技术改造后不能很快收回其投资，甚至负债累累，影响发展。虽然大多数产品厂的模具车间、分厂技术力量强，设备条件较好，生产的模具水平也较高，但设备利用率低。 我国模具价格长期以来同其价值不协调，造成模具行业“自身经济效益小，社会效益大”的现象。“干模具的不如干模具标准件的，干标准件的不如干模具带件生产的。干带件生产的不如用模具加工产品的”之类不正常现象存在，极大地挫伤了模具企业（包括模具车间和分厂）职工的积极性。这也是模具行业留不住人才，青年技术人员和青年工人不愿学技术的原因之一。5模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 （1）模具软件功能集成化 模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件还包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等。 （2）模具设计、分析及制造的三维化 传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D专业注塑模设计软件，可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。6模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展 （1）模具检测设备的日益精密、高效 精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达23m，目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产3250mm3250mm三坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物建立数学模型输出工程图纸模具制造全过程，成功实现了逆向工程技术的开发和应用。这方面的设备还包括：英国雷尼绍公司第二代高速扫描仪(CYCLON SERIES2)可实现激光测头和接触式测头优势互补，激光扫描精度为0.05mm，接触式测头扫描精度达0.02mm。另外德国GOM公司的ATOS便携式扫描仪，日本罗兰公司的PIX-30、PIX-4台式扫描仪和英国泰勒霍普森公司的TALYSCAN150多传感三维扫描仪分别具有高速化、廉价化和功能复合化等特点。 （2）数控电火花加工机床 日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的NCEDM具有P-E3自适应控制、PCE能量控制及自动编程专家系统。另外有些EDM还采用了混粉加工工艺、微精加工脉冲电源及模糊控制(FC)等技术。 （3）高速铣削机床(HSM) 铣削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高(为普通铣削加工的510倍)及可加工硬材料(60HRC)等诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。瑞士克朗公司UCP710型五轴联动加工中心，其机床定位精度可达8m，自制的具有矢量闭环控制电主轴，最大转速为42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速铣床，其加工范围达2500mm5000mm1800mm，转速达20500r/min，切削进给速度达20m/min。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、压铸模、大型塑料等曲面加工，其曲面加工精度可达0.01mm。7快速经济制模技术 缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。与传统模具加工技术相比，快速经济制模技术具有制模周期短、成本较低的特点，精度和寿命又能满足生产需求，是综合经济效益比较显著的模具制造技术，具体主要有以下一些技术。(1)快速原型制造技术(RPM)。它包括激光立体光刻技术(SLA) ；叠层轮廓制造技术(LOM) ；激光粉末选区烧结成形技术(SLS) ；熔融沉积成形技术(FDM) 和三维印刷成形技术(3D-P)等。(2)表面成形制模技术。它是指利用喷涂、电铸和化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术。(3)浇铸成形制模技术。主要有铋锡合金制模技术、锌基合金制模技术、树脂复合成形模具技术及硅橡胶制模技术等。(4)冷挤压及超塑成形制模技术。(5)无模多点成形技术。(6)KEVRON钢带冲裁落料制模技术。(7)模具毛坯快速制造技术。主要有干砂实型铸造、负压实型铸造、树脂砂实型铸造及失蜡精铸等技术。(8)其他方面技术。如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。8模具材料及表面处理技术发展迅速 模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具钢有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，火焰淬火钢(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型热作模具钢有美国H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用钢有预硬钢(如美国P20)、时效硬化型钢(如美国P21、日本NAK55等)、热处理硬化型钢(如美国D2，日本PD613、PD555、瑞典一胜白136等)、粉末模具钢(如日本KAD18和KAS440)等；覆盖件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V铸铁等，大型模架用HT250。多工位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金YG20等。在模具表面处理方面，其主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗(如TD法)发展；由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；可采用的镀膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀(刷镀)防腐强化等技术也日益受到重视。三、研究内容及实验方案： 1. 分析肥皂盒塑件以及塑件成型工艺和过程。2. 设计肥皂盒塑件图，利用注塑成型原理对肥皂盒塑件进行成型分析，并设计和绘制注塑模模具装配图及型腔、型芯等部分零件图。3. 利用Mastercam软件对模具型腔、型芯进行三维曲面造型与数控仿真加工，同时生成数控加工程序。4. 设计过程可利用计算机模拟加工检验。四、目标、主要特色及工作进度1目标设计并绘制注塑模装配图及模腔、模芯零件图并用Mastercam软件对模具进行CAD造型及生成数控加工程序,系统的把大学里的专业知识复习应用到实际设计和生产中去，提高自己的动手能力和创新能力，掌握造型软件，锻炼自己的自主能力和查阅资料的能力,以此提高自己的综合素质来适应社会发展的需求。2主要特色模具通用简单、制造成本较低。注射成型工艺可由机床按照一定程序完成，便于实现自动化,生产效率高，适于大批大量生产。注射一般可一次成形，减少了制品再加工程序。注射成形后的废品及废料可以重新加热注射，节约材料。操作易于掌握，不需要等级较高的技术操作。 3.工作进度 查阅资料，英文资料翻译（6000字符），撰写开题报告3月1日3月10日2周设计并且绘制塑料肥皂盒塑件图3月11日3月17日1周设计并且绘制模具型腔，型芯零件图3月18日4月18日4周设计并且绘制塑料肥皂盒注塑模装配图4月19日5月10日3周熟练掌握三维CAD/CAM软件的应用比起技能型曲面造型设计5月11日5月30日3周利用三维CAD/CAM软件生成模具型面数控加工程序5月31日6月6日1周编写设计计算说明书（毕业论文）一份6月7日6月25日3周毕业设计审查，毕业答辩6月26日7月2日1周五、参考文献1.严烈主编. Mastercam 8模具设计超级宝典. 北京:冶金工业出版社，2000.2.王卫兵主编. Mastercam数控加工实例教程. 北京:清华大学出版社，2006.3.彭建声主编. 模具技术问答. 北京:机械工业出版社，2003.4.伊启中主编. 模具CAD/CAM . 北京:机械工业出版社，2001.5.John Lygers.Claire Tomlin.Shankarsastry Cemtrollers for reachability 7 specifications for bybidstystems.Automatic(1999)349-36.Bress,ThomasJ.;Dowling,DavidR. .Visualizationofinjectionmolding. JournalofReinforcedPlasticsandCompositesv17n151998.p1374-13817屈华昌主编.塑料成型工艺与模具设计.北京:高等教育出版社,20018李澄,吴天生,闻百桥主编.机械制图.北京:高等教育出版社,19979塑料模设计手册编写组主编.塑料模设计手册(第二版).北京:机械工业出版社,200210许发樾主编.实用模具设计与制造手册.北京：机械工业出版社，200211吴兆祥主编.模具材料及表面处理.北京:机械出版社,200012陈于萍主编.互换性与测量技术基础.北京:机械工业出版社,200113冯炳尧，韩泰荣，将文森主编模具设计与制造简明手册，上海科学技术 学士学位论文原创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师的指导下独立完成的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含法律意义上已属于他人的任何形式的研究成果 ,也不包含本人已用于其他学位申请的论文或成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有 关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌航空 大学 可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 日期： 导师签名： 日期： 毕业设计（论文）题目： 塑料肥皂盒注塑模的CAD/CAM 系 别 航空工程系专业名称 机械设计制造及其自动化班级学号 078105233学生姓名 徐 丁 昌指导教师 姚 坤 弟二O一一 年 六 月 二 日南昌航空大学科技学院学士学位论文目录1 前言（01）1.1 模具业发展现状（01） 1.2 CAD/ CAM的发展情况（01） 1.3 模具CAD/CAM技术的优越性（02） 1.4 我国模具技术的现状及发展趋势（03）1.5 本课题的研究内容及实验方案（04）2 肥皂盒塑件的分析与注塑成型原理 （05）2.1 塑件的分析与成型工艺（05）2.1.1 塑件的工艺分析（05）2.1.2 塑料的分类与性能（06）2.1.3 注射成型原理及分类（06）2.1.4 注射机的分类（07）2.1.5 注射机技术参数（08）3 肥皂盒注塑模的设计（09） 3.1 初步确定型腔数目（09） 3.2 注射机的选择（09）3.2.1 塑件体积的计算（09）3.2.2 按注射机的最大注射量确定型腔数目（09）3.2.3 估算浇注系统体积（10）4 浇注系统的设计 （11）4.1 主流道的设计（11）4.2 分流道的设计（12）4.3 分型面的选择设计原理（12）4.4 浇口的设计（13）4.5 冷料穴的设计（14）4.6 排气系统的设计（14）5 注塑模模架设计 （15）6 注塑模模架设计 （16）6.1 型腔、型芯工作尺寸计算（16）6.1.1 型腔尺寸计算（17） 6.1.2 型芯尺寸计算（18） 6.2 导向机构的设计（19） 6.2.1 导柱的设计（19） 6.2.2 导套的结构设计（19） 6.2.3 推出机构的设计（19） 6.2.4 推件力的计算（20） 6.2.5 推杆的设计（20）7 模具温度调节系统的设计 （21） 7.1 求塑件在硬化时每小时释放的Q（21） 7.2 求冷却水的体积流量V（21）8 校核（22）8.1 整体式原形型腔壁厚度的计算（22）8.1.1 按刚度条件计算（22）8.1.2 整体式圆形型腔底版厚度的计算（22）8.2 注射机有关工艺参数的校核（22）8.3 模具厚度H与注射机闭和和高度（23）9 模具型芯、型腔的三维造型与数控仿真加工（24）9.1 Mastercam软件简介（25） 9.1.1 Mastercam软件的特点与功能（26） 9.1.2 三维设计与加工系统（27） 9.2 模具型芯、型腔型面三维造型（28） 9.3 模具型腔的数控仿真加工（28） 9.3.1 加工路线的确定（28） 9.3.2 部分工序加工流程及数控程序的生成（28） 9.4 型芯的数控加工（33） 9.4.1 加工路线的确定（33） 9.4.2 工序加工方法的确定及数控程序（33）结论（37）参考文献（39）致 谢（40）南昌航空大学学士学位论文肥皂盒注塑膜的设计学生姓名： 徐丁昌 班级： 0781052指导老师： 姚坤弟 摘要；模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高产品质量和市场竞争力的重要手段，已越来越受到各工业部门的重视。随着工业技术不断向前发展。随着全球经济的发展，模具工业在国民经济中所发挥的作用越来越明显，模具水平的高低直接影响产品的质量及生产效率。本次毕设是完成肥皂盒注塑模设计，肥皂盒在我们的生活中非常的普遍，几乎每家都要用到。市场上也有各种各样的肥皂盒，形状各异，有些是把肥皂盒做成水果造型，有些是动植物造型，来吸引顾客的目光，以引发人们的购买欲。此次设计的肥皂盒的结构较简单，但在设计时考虑其应用,还相应的做了些曲面,所以曲面结构较多,计算也就较多.在生活中,我们把肥皂放在盒上的时候，常常会因肥皂盒内积水而使肥皂软化掉，这样就会降低肥皂的使用寿命。也有些肥皂盒在下盖底部打孔，使水容易流出。在设计过程中需要确定该塑件的注塑成型方案并进行了注射模设计方面的相关计算，并用mastercam对零件进行造型和生成数控加工程序并进行仿真加工。本次设计是依靠书本上的理论和实践的综合性设计。这就需要大量书籍和老师的指导与理论的结合使得设计日趋完善。PROE是现在常用的一种软件，使用它可以进行造型和数控程序的生成。 关键词：注塑模 实体造型 数控仿真加工 MASTERCAM 指导老师签名：The design of injection mold soapboxStudent name：zhang jia hao class：050314 Supervisor：yao kun di Abstract；Die as a means to increase productivity, reduce consumption of materials and to reduce product cost, improve product quality and market competitiveness of an important means to have more and more attention to the industrial sector. With the continuous development of industrial technology. With the global economic development, the mold industry in the national economy, the role played by more and more obvious, die level of a direct impact on product quality and production efficiency. The complete set is to complete the design of injection mold soapbox, soapbox in our lives is a universal, almost every family should be used. The market also has a wide range of soapbox, various shapes, some shapes to soapbox into fruit, some form of animals and plants to attract the attention of customers in order to lead people to purchase. The design of the structure of the soapbox relatively simple, but when considered in the design of their application, but also made some of the corresponding surface, so more surface structure, the calculation will be more. In life, we put the soap box time, often because of soapbox soap to soften water out, which would reduce the life of the soap. Soapbox some cover at the bottom of the next hole, so that outflow of water easily. During the design process to determine the need for injection molding plastic parts of the program and the design of the injection mold-related terms, and using PROE modeling of parts and generate NC machining simulation and processing procedures. The book is designed to rely on the theory and practice of integrated design. This requires a large number of books and teachers guide with a combination of theory makes the design better. PROE is now a commonly used software, use it and shape can be generated NC program.Key words: CNC ；Machining ；Injection Modeling; CAD ; MASTERCAM Signature of supervisor：3南昌航空大学科技学院学士学位论文1 前 言1.1模具业发展现状 模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高产品质量和市场竞争力的重要手段，已越来越受到各工业部门的重视。随着工业技术不断向前发展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作条件下，对模具的精度越来越高，使用寿命越来越长。为了满足这些要求，国内外都在模具材料的研究和开发上作了巨大的努力，也在这方面取得了不少成果。 质量的提高，并能获得极大的经济效益，模具是“效益放大器”，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”，日本把模具誉为“进入富裕社会的模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和原动力”。目前世界上模具工业的年产值约为680亿美元。我国2004年模具产值为530亿元，模具出口4.91亿美元，同时还进口18.13亿美元。我国已成为世界上净出口模具最多的国家。大型多工位级进模、精密冲压模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽车覆盖件模具等虽已能生产，但总体技术水平不高，与国外先进国家相比，仍有很大差距，特别是模具寿命低的问题非常突出。如：国外硅钢片冲模总使用寿命在500万次以上，而国内一般为50万-60晚次，最高150万次。国内热锻模使用寿命50万次，国内只有3-5万次。国外热锻模使用寿命12000次以上，国内一般为3000-5000次。影响模具寿命的因素较多，但模具材料是重要因素。高寿命模具离不开优质模具材料。1.2 CAD/CAM的发展情况CAM中的核心技术是数控技术，编制零件加工程序是数控技术应用的重要环节，靠手工编程无法满足复杂零件数控加工的需求，50年代初期，美国开始了数控自动编程技术-APT语言的研究，形成了早期的CAM系统；如20世纪60年代开发的编程机及部分编程软件FANUC、Siemens编程机。目前，CAM技术已经成为CAX（CAD、CAE、CAM等）体系的重要组成部分，可以直接在CAD系统上建立起来的参数化、全相关的三维几何模型（实体曲面）上进行加工编程，生成正确的加工轨迹。典型的CAM系统有UG、Pro/E、Cimatron 、MasterCAM等。其特点是面向局部曲面的加工方式，表现为编程的难易程度与零件的复杂程度直接相关，而与产品的工艺特征、工艺复杂程度等没有直接相关关系。CAM系统仅以CAD模型的局部几何特征为目标对象的基本处理形式，已经成为智能化、自动化水平进一步发展的制约因素。只有采用面向模型、面向工艺特征的CAM系统，才能够突破CAM自动化、智能化的现有水平1.3模具CAD/CAM技术的优越性现代生活中越来越多的产品，特别是各种塑料制品及大型覆盖件等产品形状结构比较复杂，单使用图纸已很难正确和详尽地表达产品的形状和结构，这就要求模具设计制造者必须使用计算机辅助设计文件描述的手段。因此模具CAD/CAM的优越性赋予了他无限的生命力，使其得以迅速发展广应用。无论在提高生产率、改善质量方面，还是降低成本、减轻劳动度方面，CAD/CAM技术的优越性是传统的模具设计制造方法不能比拟的。(1) CAD/CAM可以提高模具设计和制造水平，从而提高模具质量。(2) CAD/CAM可以接生时间，提高效率。(3)CAD/CAM可以较大幅度降低成本。(4)CAD/CAM技术将技术人员从繁琐的计算、绘图和NC编程中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。采用CAD/CAM一体化技术是现代模具设计制造的要求,可以有效地改善传统方法的不足,由CAD建立的产品模型可以直接生成数控指令,通过DNC接口实现与机床间的数据通讯,使生产中原来用外形模拟传递改变为用数据量传递,使设计与制造环节直接沟通。而且可以在CAD系统中进行外观分析、产品装配、检查配合部件的干涉,对数控加工过程进行仿真,检查加工过程和干涉,实现产品的设计和修改。因此,可以大大降低手工劳动量,缩短新产品研制周期,显著提高产品质量。CAM是设计工作的最终结果。CAD设计的零件模型，经过CAPP工艺编排产生工艺流程图后，最终在CAM中进行加工轨迹生成与仿真，产生数控加工代码，从而控制数控机床进行加工。可以说，CAM系统的强弱直接决定着整个设计过程的成败，CAD的效益最终也是通过CAM体现出来的 1.4 我国模具技术的现状及发展趋势n* y; Z3 $ Z720世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。国民经济的支柱产业如机械，电子，汽车，石油化工和建筑业等都要求模具工业的发展与之相适应，都需要大量模具，特别是汽车、电机、电器、家电和通信产品中60%80%的零件都要依靠模具成形。我国石化工业一年生产500多吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖，墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具，生产塑料管件和塑料门窗，也需要大量的塑料模具成形。80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。尽管中国模具在过去十年里取得了令人瞩目的发展，但是许多方面与发达国家相比仍有较大差距。相对而言，国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑一体注塑；多色注塑等，都在向高效率，高自动化和节约能源、降低成本的方向发展。当前，我国工业生产的特点是产品品种多，更新换代快，市场竞争残酷激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是制件质量要好，交货期要短，模具精度要高，模具价格要低。因此，现代模具的制造应与当前经济发展的形势及以上要求相适应。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。(1)注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。(2)加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。(3)推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。(4)重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。1.5本课题的研究内容及实验方案分析肥皂盒塑件以及塑件成型工艺和过程。设计肥皂盒塑件图，利用注塑成型原理对肥皂盒塑件进行成型分析，并设计和绘制注塑模模具装配图及型腔、型芯等部分零件图。利用Mastercam软件对模具型腔、型芯进行三维曲面造型与数控仿真加工，同时生成数控加工程序。设计过程可利用计算机模拟加工检验。 2 肥皂盒塑件的分析与注塑成型原理2.1塑件的分析和塑料成型工艺2.1.1塑件的工艺性分析 图2-1 肥皂盒零件图如图2-1为肥皂盒塑件图，该零件的材料为ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。2.1.2塑料的分类与性能塑料的品种很多，按其受热后所表现的性能不同可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。(1) 热固性塑料 是指在初次受热时变软，但加热到一定时间或加入固化几后，就硬化定型，再加热则不熔融也不溶解，形成体型结构物质的塑料。这类塑料在成型过程中发生了化学变化，分子结构产生了变化。常见的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等。(2)热塑性塑料 是指在特定温度范围内能反复加热和冷却硬化的塑料。这类塑料在成型过程中只有物理变化而无化学变化。常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃等。塑料具有以下性能和优点：1.质量轻2.比强度高3. 化学稳定好4. 电性能优良5. 减摩、耐磨性能优良、自润滑性能好6. 吸震和消声性能好 7. 成型加工方便但是，塑料也有许多不足的地方，例如刚性差，收缩率大，尺寸精度低，耐热性能差，易老化等等2.1.3注射成型原理及分类注射成型又称注塑成型，是热塑性塑料的成型的主要方法。注射成型原理图如图2.2所示，将粒状或者粉状的塑料加入到注射机的漏斗，在注射机里塑料受热熔融并使之保持流动状态，然后在一定压力下注入闭和的模具，经冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所需塑件。图2-2 注射成型原理2.1.4注射机的分类注射机的种类很多，按外形特征可分为以下几种形式：(1) 卧式注射机 注射系统与合模锁模系统轴线都呈水平布置的注射机。这类注射机重心低、结构稳定、操作维修方便，塑件推出后可自行下落，便于实现生产自动化。常用的卧式注射机型号有：XS-ZY-30、XS-ZY-60、XS-ZY-125、XS-ZY-500、XS-ZY-1000等。其中：XS-塑料成形机，Z-注射机，Y-螺杆式，30、125-注射机的最大注射量。(2) 立式注射机 注射系统与合模锁模系统轴线垂直地面的注射机。这类注射机占地面积较小、模具装卸方便，但重心较高，不稳定，加料不方便，推出的塑件要人工取出，不易实现生产自动化。注射系统一般为柱塞结构，注射量小于60g,常见的立式注射机为：SYS-30等。(3) 角式注射机 注射系统与锁模装置的轴线相互垂直布置的注射机。这类注射机结构简单。注射系统一般为柱塞结构，注射量小于60g,常见的立式注射机为：SYS-45等。此外，按塑化方式注射机还可以分为柱塞式和螺杆式。柱塞式注射机结构简单，但塑化不均匀，注射压力损失大，且注射容量极其有限，故只适用于小型模具生产，立式及角式注射机多采用此注射系统。螺杆式注射机塑化充分，注射量大，适用的塑料品种范围广，因此在注射机中被广泛采用。2.1.5注射机技术参数1. 注射量 也成为公称注射量，它是指对空注射的条件下，注射螺杆或者柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。2. 注射压力 注射时为了克服塑料流经喷嘴、流道和型腔时的流动阻力，注射机螺杆（或柱塞）对塑料熔体必须施加足够的压力，此压力称为注射压力。根据塑件的性能，选取注射压力时，大致可以分为以下几类：(1)注射压力小于70Mpa,用于加工流动性好的塑料，且塑件形状简单，壁厚较大。(2)注射压力为70100Mpa,用于加工塑料黏度较低，形状，精度要求一般的塑件。(3)注射压力为100140 Mpa，用于加工中、高粘度的塑料、且塑件的形状、精度要求一般。(4)注射压力为140180 Mpa，用于加工较高粘度的塑料、且塑件的形状、精度要求较高。3. 锁模力 当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面张开的力。为了夹紧模具，保证注射过程顺利进行。注射机合模机构必须有足够的锁模力，其必须大于张开力。锁模力用公式表示为： FFZ=P(nA+A1) (2-1) 式中：FZ塑料熔体在分型面上的张开力，N；P型腔压力，一般为注射压力的80%左右，通常取2040 Mpa.n型腔数量。 A单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2。A1浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2.3 肥皂盒注塑模的设计3.1初步确定型腔数目根据塑件的结构及尺寸精度要求采用一模两腔。 图3-1 型腔分布图3.2注射机的选择3.2.1塑件体积的计算按照图塑件所示尺寸近似计塑件体积： =（3.14*109*5+75*110）*2 20cm 塑件质量：M=20*1.04g=20.8g3.22按注射机的最大注射量确定型腔数目根据 (3-1)得 (3-2) 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; 注射机最大注射量，cm或g; 浇注系统凝料量，cm或g； 单个塑件体积或质量，cm或g；323估算浇注系统的体积，其初步设定方案如下 图3-2 浇注系统示意图 10.1cm 4.4 =2*20.8+10.1/0.8=65 cm查表文献【4】、【2】得选用 XS-ZY-125型号注射机4 浇注系统的设计4.1主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体 流动通道 根据选用的XS-ZY-125型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径：； 喷嘴前端球面半径：； 根据模具主流道与喷嘴的关系 (4-1) 取主流道球面半径：； 取主流道小端直径：； 为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为，取其值为，经换算得主流道大端直径为 图4-1 主流道示意图4.2分流道的设计 分流道选用圆形截面：直径D=10cm 图4.2 分流道示意图 流道表面粗糙度 4.3分型面的选择设计原理(1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处；(2)分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；(3)分型面的选择应保证塑件的精度要求；(4)分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；(5)分型面的选择要便于模具的加工制造；(6)分型面的选择应有利于排气；(7)分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。其分型面如图4.3 图4 -3 分型面示意图4.4浇口的设计根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求浇口设计如图4.4 图4-4 浇口示意图4.5冷料穴的设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。 其设计如下图（Z字型） 图4-5 冷料穴示意图4.6排气系统的设计当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如气体不能被顺利排出，塑件会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清楚等缺点，甚至因气体受压而产生高温，使塑料焦化。排气槽位置和尺寸的选定是一个较为复杂的问题，主要靠实践经验。通常的作法是根据以往经验，将排气槽开设在可能出现问题的部位，经过试模后进行修改和补充。其设计要点为：（1）排气系统应保证迅速、有序、通畅，排气速度应与注射速度相适应；（2）排气槽应设在塑料流的末端，如塑件、流道、冷料穴的浇注终端；（3）排气槽应设在主分型面的凹模一侧，一是便于加工和修正，二是如果产生排气飞边，凝料也较容易脱模或去除；（4）排气槽应尽量设在塑件较厚的成型部位；（5）排气槽应设在便于清模的位置，以防止积存冷料；（6）排气槽的排气方向应避开操作区，防止注射时高温熔料的溢出而伤人；（7）排气槽的深度与塑料品种的流动性以及注射压力、注射温度有关。ABS的排气槽深度为0.03mm。由于本模具是属小型模具，排气量小，而且分型面较多，所以可利用推杆的配合间隙进行排气，这样可以不必单独设排气槽，又可以起到排气的作用。5 注塑模模架设计 模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。为保证塑件质量，须正确选用标准模架，以节约设计和制造时间。本次设计中模架的型号选用定模和动模模板，有支撑板，设置以推杆推出塑料件的机构组成模架。5.1 标准模架选用依据在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围（型腔投影面积的周界尺寸）、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，以制定塑件成型工艺，确定精料口位置、塑件重量以及每模塑件数（型腔数），并选定注射机的型号及规格。选定的注射机必须满足塑件注射量以及成型压力等要求。为保证塑件质量，还必须正确选用标准模架，以节约设计和制造时间保证模具质量。选用标准模架的程序及要的如下。（1） 模架厚度H和注射机的闭合距离L对于不同型号和规格的注射机，不同结构形式的锁模机构具有不同的闭合距离。模架厚度与闭合距离的关系为： Lmax = H = Lmin式中 H: 模架厚度 Lmax : 注射机最大闭合距离 Lmin :注射机最小闭合距离（2） 开模行程与定、动模分开的间距与推出塑件所需行程之间的尺寸关系，设计时需计算确定，在取出塑件时的注射机开模行程应大于取出塑件所需的定、动模分开的间距，而模具推出塑件距离需小于顶出液压缸的额定顶出行程。（3） 选用的模架在注塑机上的安装 安装时注意：模架外形尺寸不应受注塑机拉杆间距的影响；定位孔径与定位环尺寸需配合良好；注塑机推出杆孔的位置和顶出 行程是否合适；喷嘴孔径和球面半径是否与模具的浇口套孔径和凹球面尺寸相配合；模架安装孔的位置和孔径与注塑机的移动模板及固定模板上的相应螺孔相配。（4） 选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求 为保证塑件质量和模具的使用性能及可靠性，需对模架组合零件的力学性能，特别是他们的强度和刚度进行准确的校核及计算，以确定动定模板及支撑板的长、宽、厚度尺寸，从而正确地选用模架的规格。 图5-1 模架模型图6 成型零部件的设计6.1型腔、型芯工作尺寸计算ABS塑料的收缩率是0.3%-0.8%平均收缩率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔内径： (6-1)型腔深度： (6-2)型芯外径： (6-3)型芯深度： (6-4) 型腔径向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收缩率；-塑件公差（参考文献4）-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸（ mm）;-型芯径向尺寸（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型腔尺寸计算基本尺寸/mm 公差值/mm 计算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型芯的尺寸计算基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 96 0.44 34 0.26 104 0.5 320 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 导向机构的设计 导向机构的作用：（1）定位作用；（2）导向作用；（3）承受一定的侧向压力6.2.1导柱的设计 (1)长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812 cm，以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。 (2)形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。 (3)材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为5055HRC。6.2.2导套的结构设计 (1)材料 用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，一防止导柱或导套拉毛。 (2)形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。6.2.3推出机构的设计采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求，采用四根推杆推出。推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或搞出型腔0.050.1cm.6.2.4推件力的计算对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Q）： (6-5) 式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）; -被包紧部分的深度（cm）; -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取； -磨擦系数，一般取； -脱模斜度； =406.4mm mm 得6.2.5 推杆的设计 1推杆的强度计算 查塑料模设计手册之二由式5-97得d=（） (6-6) d圆形推杆直径cm推杆长度系数0.7l推杆长度cmn推杆数量 E推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2.1107N/) Q总脱模力 取 。2推杆压力校核 查塑料模设计手册式5-98= (6-7) 取320N/mm 推杆应力合格，硬度HRC50657 模具温度调节系统的设计本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。 设定模具平均工作温度为，用常温的水作为模具冷却介质，其出口温度为。7.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量 查表3-26得ABS的单位流量为 得 = 7.2 求冷却水的体积流量V 由式3-41得： (7-1) 查表3-27可知所需的冷却水管直径较小。 由上述可知，设计冷却水道直径为8符合要求。8 校 核8.1整体式圆形型腔壁厚度的计算8.1.1按刚度条件计算设想用通过型腔轴线的两平面截面取侧壁，得到一个单位宽度长条，该长条可以看作一个一端固定、一端外伸的悬臂梁，。由于长条的宽度取得很小，梁的截面可近似视为矩形。由于该梁承受均匀分布载荷，故最大饶度产生在外伸一端，起值为： (8-1) 式中 -型腔材料弹性模量； -梁的惯性矩，其中，； s侧壁厚度。 应使，则取为一单位宽度，可求得： (8-2) 得校核条件成立 8.1.2整体式圆形型腔底板厚度的计算 (1)按刚度条件计算 整体式圆形型腔底板可视为周边固定的圆板，在型腔内熔体压力作用下，最大饶度亦产生在底板中心，其数值为： (8-3) 应使，则 得 校核条件成立8.2注射机有关工艺参数的校核 1锁模力与注射压力的校核 (8-4) -注射时型腔压力 查参考文献得 30MPa -塑件在分型面上的投影面积（） -浇注系统在分型面上的投影面积（） -注射机额定锁模力，按GB XS-ZY-125型注射机额定锁模力为900 得 得 得 符合条件 故选 XS-ZF-125注射机成立8.3模具厚度H与注射机闭和高度注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离即满足下式 (8-5) 式中 -注射机最大开模行程，mm； -推出距离（脱模聚居），mm； -包括浇注系统在内的塑件高度，mm； 条件成立9 模具型芯、型腔的三维造型与数控仿真加工9.1 Mastercam软件简介Mastercam8是一套被模具行业广泛采用的CAD/CAM系统，是我国目前机械加工行业使用最普遍的一种软件，它可用于数控铣床、数控车床、数控镗床、数控坐标镗床、加工中心、数控线切割机床、数控火焰切割机床等，而且能适用于多种数控装置的机床。Mastercam8的强大CAD功能足以应付任何复杂的模具设计，而CAM功能则提供完整的二轴、三轴、四轴和五轴加工。利用Mastercam8的CAD功能建立产品模型后，就可以通过其CAM功能选择加工方式、加工刀具，设定加工参数，进行NC刀具路径计算、实体切削模拟等操作，在检验一切无误后，选择对应的后处理器将刀具路径转换成数控机床所能接受的NC代码，再利用DNC方式传输给CNC控制器进行加工。这大大的节省了时间、资源和产品成本，因此可以提高工作效率和加工精度。Mastercam是美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。 可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。 Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，我厂采用的是FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构，我们编制了专门的后置处理文件，绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。 使用Mastercam 实现DNC加工, DNC（直接数控）是指用一台计算机直接控制多台数控机床，其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。由于本工件较大，处理的数据多，所生成的程序长，数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求，这样就必须采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，将计算机和数控机床连接起来。利用Mastercam的Communic功能进行通讯，而不必考虑机床的内存不足问题,经大量的实践，用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便，而且能对加工过程进行实时仿真，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。 Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。 可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。 Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，我厂采用的是FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构，我们编制了专门的后置处理文件，绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。 911Mastercam软件的特点与功能一CAD绘图部份 1文件中包含单位消息。打开文件时，系统会自动切换单位制(公制/英制)。屏幕左下角包含单位图标(mm或inch)。 实体模式可选定“曲面边界”，在串连的选项中设置。 2 多种串连选取方式：包含“下一个最靠近的”、“由内而外”、“由外而内”、“由内而外最佳化”、“由外而内最佳化”。 3 可动态选定串连的起始点。 4 扩充图素属性的设置。 5.屏幕拷贝及使用打印机出图时，可指定出图的线宽。 6.图素属性管理员：可预先设置各图素的不同属性。 7.自动存档功能中，增加“完成每个刀具路径之操作后存档”。 8.改善选定的限定功能。 9.增加工作座标系统(WCS)及视角管理器。 10. 改善鼠标右键的辅助菜单，增加动态平移及动态缩放。 11.删除重复图素时，可指定特殊的属性。 12.可由快捷方式内容中指定自设的单位(c:mcam9mill9.exe custom.cfg)。 13.分析功能表中增加：小的曲面及实体检测，可过滤不必要的小曲面及实体。 14.可由分析编辑信息中“重新定义”图素，而不需要删除后再重新绘制。 15.绘图功能表中：倒角、文字、椭圆、多边形及边界等功能，更灵活、更人性化。 16.将8版应用程序spiral及thelix合并成标准的功能：绘图螺旋线。 17.改善“修整动态移位”的选项。 18.将8版应用程序squash改为标准功能：转换压扁。 19.简化“转换比例缩放”的设置。 20.打开文件时，如果图素颜色与工作区底色相同，系统会立即提示更改颜色。 21.在9版中，系统会记录先前最后使用的对话窗页次；再选择该对话窗时，系统便直接进入上次离开时的页次。 22.增加功能键F11、F12的设置。 23.支持AutoCAD R13的DWG、DXF及Inventor v5.0。 24.可对STL档运行镜像、旋转、比例缩放及改变法向。 25.支持Parasolids 13.2及ACIS 7.0。 9.1.2三维设计与加工系统完整的曲线功能：可设计、编辑复杂的二维、三维空间曲线。还能生成方程曲线。尺寸标注、注释等也很方便。 强大的曲面功能：采用NURBS、PARAMETRICS等数学模型，有十多种生成曲面方法。还具有曲面修剪、曲面间等（变）半径导圆角、导角 、曲面偏置、延伸等编辑功能。 崭新的实体功能：以PARASOLID为核心，导圆角、抽壳、布尔运算、延伸、修剪等功能都很强。 可靠的数据交换功能，可转换的格式包括：IGES、SAT（ACIS SOLIDS）、DXF、CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。并可读取Parasolid、HPGL、CATIA、PRO/E、STEP等格式的数据文件。 铣床3D加工系统可完成如下功能：多重曲面的粗加工及精加工。 加工刀具轨迹有：等高线加工，环绕等距加工，平行式加工， 放射状加工， 插拉刀方式加工， 投影加工，沿面加工，浅平面及陡斜面加工等。 9.2模具型芯、型腔型面三维造型 利用mastercam软件的绘图造型功能对型芯进行三维造型如图9-1图9-1 型芯型面的三维模型图9-2 型腔型面的三维模型9.3模具型腔的数控仿真加工9.3.1加工路线的确定根据对型面的特征分析，其加工路线为 曲面粗加工（平行铣削）曲面半精加工(曲面流线)曲面精加工（环绕等距）9.32部分工序加工流程及数控程序的生成 (1)选取 刀具路径曲面加工粗加工平行铣削，下一级菜单中选取凹实体实体面(2)选取 刀具路径曲面加工精加工环绕等距，下一级菜单中选取凹实体实体面(3)鼠标选取所要加工的曲面，如图9-3图9-3 型腔加工面的选择界面单击执行，出现图示对话框选择直径为3的球刀如图？图9-4 刀具参数对话框选完刀具后，对加工参数进行设置，如下图图9-4加工参数设置对话框一 图9-5 加工参数设置对话框二点击确定后就自动生成型腔加工路径，可进行实体切削验证图9-6 刀心轨迹模拟仿真一图9-7 刀心轨迹模拟仿真二图9-8 刀心轨迹模拟仿真三实体切削仿真完成后，对刀心轨迹文件进行后置处理，生成数控加工程序具体见电子文档，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.N110Z5.8N112G1Z0.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型芯的数控加工9.4.1工路线的确定根据以上分析，本型腔加工路线可规定如下：（1）曲面精加工（平行