毕业设计（论文）-保护端盖注塑模具设计与仿真加工

毕业设计说明书[15]。因为前端在流动经过了浇口套和模具分流道，温度存在一定的落差，设置冷料穴，可以大大提升成型填充流动好处。并且浇口套内的主料头在开模脱出，进行设置了脱模角度，再就是在较少阻力的光滑处理浇口内孔，因此对浇口套的内壁进行粗糙度加工达到Ra0.8，在冷料穴的设计可以充当拉料方式，在脱模的时候可以让主料头拉住停在动模具侧。因此设计上，冷料穴和拉料杆设计在统一位置成型为一体。而其冷料穴无法设置，因此整个成型过程会此处位置肉壁最厚，同时也造成成型填充的时候，此位置固化比较久一些，冷却亦会比往常久一些时长。如图3.8为本次直径拉料杆可拉住料头，同时充当冷料穴。图3-8冷料穴所造成成型固化的设计4成型零件设计与主要参数校核4.1动定模的型腔型芯部件设计4.1.1型腔型芯的概念1.型腔的工作尺寸指的是型腔尺寸对塑胶产品成型时的尺寸，通常是指动模与定模的成型零部件在成型腔体在模具分型面平面上的径向尺寸距离，2.型腔和型芯的成型区域容易发生磨损，在加工的过程中会存在很多的工艺限制和未知情况通常都会发生一点点磨损.小型的塑料产品的磨损量大概是精度公差的最大为1/6，大型的塑料产品磨损量大概是精度公差的最大为1/2。如果是底面或者是大尺度的成型面他的磨损量就比较少，因为模具的分型面是按照分型面的位置水平方向拉开，这也可能会产生一点磨损，但是这个值很小，本基本上是可以忽略它，本设计磨损量按δc=0来计算。4.1.2成型腔体的组合形式（1）整体式型腔：整体型腔是指只是由一块板料加工成的型腔，他同样也是安装在定模固定板上，这种方式既有结构简单、安装牢固、模具的成型和强度比较高、可以做到分形量处的夹缝比较小，他的缺点是有一些复杂形状的型腔，就要就要使用大量的降火花加工和数控加工工艺，这样就增加了他的加工难度，同样要使用淬火火来防止它的变形。一般是用在中小型的注塑模具上。（2）组合式型腔：组合式型腔它是由一种或者多种的模具钢材，经过简单的加工后拼接在一起，这种组合式的镶嵌型腔因为它的尺寸比较小，在要处理的时候变形也会比较小，因为它的尺寸比较小所以也节省了一定的模具成本，它的缺点就是对装配和加工的要求比较高，安装后的牢固度不稳定，在每个型腔镶嵌件与镶嵌件间，将会可能留下一些夹缝，这就有可能会影响塑料产品的外观，这种香香零件的结构不是千篇一律的，他需要根据所生产的塑料零件的形状来设计，将局部的成型区域切割成一个或者是多个镶嵌零件，经过组合镶拼后安装到凹模中进行固定。这种模式的形式一般在零件结构很复杂的时候应用。（3）组合式型腔根据种类的不同可以分为，整体式镶嵌，局部式镶嵌，大面积式镶嵌等，通过对零件的结构以及模具的结构进行分析,本次设计了一个整体型腔，如图4-1所示。所选用的方式中，整体式镶嵌更便于加工冷却水路和后续维修护理。图4-1型腔的结构图通过对塑料零件的分析，通常塑料人家的内表面成型区域也是划分为组合式和整体式，根据色相的使用和要求不同会进行不一样的设计，通过对本零件的结构以及模具的结构进行分析,本次设计了一个整体式镶嵌型芯，这样可以保留了整体式的稳定性，进行镶嵌可更换更优质的材料，从而加工达到外观表面需要的标准，并且还能便捷加工。如图4-2所示为本次型芯工程零件图。图4-2型芯的结构图4.2成型零件的尺寸计算与校核因为注塑模具成型的尺寸涉及到了加工的误差，以及塑胶原材料的收缩率不同而不同，所以就要对成型区域重要的尺寸进行计算，塑胶材料的收缩率可以采取平均常用的公差值来进行计算，通过查询《塑料模具设计指导》可以得知，ABS塑胶原材料的收缩率大概为0.4%~0.6%。模具成型零件的尺寸设计主要是型芯和型腔的计算，本次设计采用的是平均法来计算，其中间值收缩率按0.5%来计算。塑料零件的公差对应的模具公差等级为MT3级公差，模具的制造加工尺寸公差1/3~1/4。4.2.1下模型芯成型腔体尺寸计算1.下模型芯的径向成型尺寸计算依据惯用的材质缩放比带入运算型芯的纵向尺寸：根据“塑料模具设计手册”查询,可以知道ABS的常用的平均收缩率为1.005。塑料零件的精度为高精度等级(MT3)。当基本尺寸20.8mm,它的塑件标准管控等级公差应是0.24mm。（4-3）当基本尺寸11.5mm,它的管控等级公差应是0.18mm上面的式子中：LM—零件制造基本尺寸； LS—零件的基本尺寸； δ—小型零件公差为Δ/3（Δ是制品的公差值）；2.型芯的高度尺寸计算按照常用的收缩率计算型芯的高度尺寸：根据“塑料模具设计手册”查询,可以知道ABS的常用的平均收缩率。塑料零件的精度为中精度等级(MT3)。在计算模具型芯的高度时是模具成型区域最大尺寸，一般采用的是负公差。当基本尺寸3mm,它的塑件标准管控等级公差应是0.24mm （4-4） 4.2.2上模型腔腔体成型尺寸计算成型部分需管控的尺寸是存在加工和缩放误差，以及塑胶原材料的收缩率不同而不同，所以就要对成型区域重要的尺寸进行计算，型腔的主要尺寸计算是以基本设计为基础的。（1）型腔径向尺寸计算:ABS的常用的平均收缩率为0.005。塑料零件的精度为高精度等级(MT3)，在指定的情况下型腔的尺寸为最小的基本尺寸，它所需要的尺寸公差为正偏差,公差值表达为δ，型腔的平均计算尺寸表达LMδ2。同样在计算时需要考虑收缩率还有型腔的磨损值,计算公式为：（4-5）当基本尺寸是29.1mm时,它的浮动尺寸公差为0.28mm，可以得到下面的计算； （2）型腔高度尺寸计算按照常用的收缩率计算型腔的高度尺寸：根据“塑料模具设计手册”查询,可以知道ABS的常用的平均收缩率。塑料零件的精度为中精度等级(MT3)。在计算模具型腔的高度时HM是模具成型区域最小尺寸，一般采用的是正公差。并且成型区域的底面和型芯、型腔间分型面的摩擦损耗量不计算过程中考虑，根据计算公式可得：（4-6）当基本深度尺寸是4mm时，查到公差是0.14mm，可以得到下面的计算； 4.3模具排气方式设计在熔体填充型腔的时候，因为型腔和流道系统属于一个空腔状态，里面会存在一此气体，还有塑胶原材料本身也有气体挥发，这些气体在注射填充的时候如果不及时的排出体外，就会对做料产品的成型质量产生影响，比如说会产生气泡、表面的凸凹不平、轮廓不清晰、液体的流动纹等情况出现，同时还会对注塑机的速度造成一定的压力，能让生产效率降低，所以在设计的时候必须要考虑模具的排气问题，因为这个零件尺寸不是很大，他的构造相对性比较简单，可设置在凹模与凸模设计圆形嵌件，根据流动，嵌件位置均在流动的末端，非常的有助于排气，充分地使模具每个成型零件的装配公差间隙，以及分型面间隙将气体排出就能满足塑件的排气要求了。4.4推出方式的设计4.4.1模具推出方式的设计规则：（1）注塑模具的推杆一般是要设计在塑料零件粘模力比较大的地方。（3）推杆应该设计均衡，让零件的每个部位都能合理的推出。（3）如果塑料零件中有细长或者是凸起的区域，应该在这些地方的旁边设计推杆。（4）如果塑料零件它的壁厚很小如果塑料零件它的壁厚很小，在设计推出系统的时候可以考虑使用大直径的推杆。4.4.2脱模力计算根据如下公式进行计算613；继续计算：经过计算得到：F=1118N4.4.3推出机构设计在本次设计中，每个塑料零件内部位都设置了4根2.5毫米的圆形大推杆，对塑件型芯推块进行推起，而塑件的内部虽说外观性要求不高，但是不能存在溢边，过于显著的推出痕迹，否则影响塑件的装配和表面外观性。因为本塑件件有足够的脱模角度，所以根据经验得知包紧力很小，但是因为是圆形，需要保障平衡的推出设计。同时还有足够的推杆数量和尺寸有足够的推出力，所以不需要进行推脱模力的校核计算。推杆形式和分布位置如下图4-4所示。图4-4推杆分布图图4-5推杆安装图4.4.4推杆强度校核根据如下公式进行计算推杆的符合要求:式中：是推杆材料的许用应力，为120Mpa；是推杆所受的应力；F是脱模力，为1118N；n是推杆数目，为4根；d是推杆直径，为2.5mm73.66Mpa所以满足要求。4.5冷却系统的设计注塑模具设计冷却系统的目的是为了帮助模具能够快速的冷却缩短成型周期,适当良好的冷却系统能够有效的提高塑料零件的成型质量，一定要保证每个成型零件都能得到足够的冷却，同时要确保冷却水进口温度和出口温度不能差太远，所以在设计冷却水道时，尽可能的把水管的尺寸设计的大一点，冷却的水管应该使用标准的尺寸来设计，这样子就可以使用标准的麻花钻头对他进行加工，同样也要符合安装以及模具装配方便的条件，具体的设计要按照塑料零件的壁厚和重量来分析决定，包括水管的位置以及尺寸、长度、连接方式、还有冷却水的选择等问题来考虑。所以说冷却系统的设计是模具成败的一个关键。根据零件的分析和要求本次设计是四周围环式绕水道以及考虑到型芯内部的冷却，结合水井增添两组水井进行冷却型芯内部，模具冷却介质使用普通常温水就可以了，，由于塑件的材质是ABS对温度要求一般，中小等规格模架适用直径设计6-10mm管道，本次设计取冷却水路直径为6mm。如图4-7为本次冷却水路设计。图4-7模具冷却水道5模架选择与相关参数校核5.1选择模架根据GB/T12555－2006《塑料注射模模架》，根据塑件的浇注方式、滑块机构、推出机构动作需求三方面为主要进行考虑，从中选择了标准的C型模架,该模架与龙记公司的模架CI型规格是一致，此模架可以满足潜伏式浇口式潜伏式浇口和动模侧滑块抽芯的推出动作需求。C型模架的形式如图所示：图5-1C型标准模架5.1.1模架尺寸规格选择：通过一模二腔的布置可以测量得，型腔的长度L为140mm，宽度W是750mm。所以模具的长度L为：L=140mm+导向机构+复位杆+螺钉+滑块机构200mm。模具的宽度W为：W=75mm+导向机构+螺钉+滑块机构150mm。通过塑件的总投影面积进行查表确定定模与定模的模板的厚度，查的标准数据中，详细模架的规格如下：

表7-1模架各模板标准尺寸规格模架的各板尺寸尺寸C型模架动定模板长宽（L×W）150×200mmC型模架定模板厚度A=50C型模架动模板厚度B=80mmC型模架垫块厚度C=60mmC型模架模具总厚度231mm模具的最大外形尺寸（L×W×H）200×200×231mm5.1.2模架推出高度选择在本设计中,因为使用C型模架，查的新型教材得知与现实中的龙记CI型模架是一致的，根据书籍资料标准型号的模架,它的模架支撑脚到动模固定板的高度为60mm，可以提供最大27mm的总推起行程,可以满足本次塑件的推出要求。实际顶出可以顶起型芯嵌件达到足够的空间摘除塑件即可，经过对比模拟，适合推出脱25mm即可。为了预防推出的不足，进行了预留，因此最终选定标准推出高度为25mm5.2注射机注射量校核通过结合模具注射行业的经验和教科书上面的理论知识，综合分析考虑注塑机的安全系数大约注射成型机公称注射容量的80%。计算塑料产品的重量是为了能够确定注塑机的型号以及模具的型腔布置数量，通过三维计算机辅助设计软件可以测量到塑料产品的体积和重量，一次成型要注入到模具里面的塑胶原材料体积计算公式表达：（4-1）式中——每塑件体积，测量得0.56——模具的浇注部份和溢料毛边的体积量为2。——模具型腔数量，为一模二腔。——注射机额定注射量号称最大量60，0.8Vg=48；则：模具计算所得3.12cm3远远比注射机的小，所以注射量能满足设计要求。5.3注射机锁模力校核锁模力的校核：（4-2）--注射机公称极限锁模力（KN）。--制件对分型面区域产生垂直投影面积。--浇注部份对分型面上产生垂直投影面积，可通过计算分流道和浇口的面积mm。塑件型腔数量。--塑胶原材料熔体对模具型腔内产生的平均压力。使用软件测得：n=2=387=202投影面积总和计算：通过查询《塑料注射成型工艺》,可以知道ABS材料的平均压力与流动所表现，一般要求在20-40MPa,对于一般产品常取24-34MPa,对于精密产品常取39-44MPa。而且ABS流动性适中，所以本设计将熔体成型时对型腔的压力取为30MPa。注射机成型机的标称最大锁模力800KN，比塑料产品成型时需要的锁模力32KN显得大许多，本机设计选用的注塑机锁模力符合使用要求。5.4安装高度尺寸校核（1）模具宽度尺寸安装校核：那么还需要进行模具对运送到注塑机过程中经过注射机最大的四根导柱的空间。查得四根大导柱内距是：330×300mm，而模具是竖立吊立安装，只需要进行校准模具200mm宽度即可，则进行下面宽度对比。330mm>200mm因此高度能满足设计要求。（2）模具总厚尺寸校核：在宽度空间满足的情况，也要模具总厚度的满足。因为设备行程原因，注射机在模厚度进行一个范围值的控制，需模具总厚在此范围内。模具安装高度尺寸计算时，模架闭合时最大的高度必须要能满足下面公式[5]；（5-1）式中--注射机极限的最大模厚250mm；--注射机极限的最小模厚150mm。本次设计的为模具闭合高度231mm得出：150mm<231mm<250mm从结果对比计算可以看出，模具的高度尺寸能很好地模架外形中厚度的进行容纳。5.5注塑机开模行程最大距离的校核因为选用的普通卧式注塑成型机,注射机的开模行程和模具的厚度是密切相关的，并且推起时需要20~30mm取出塑件安全预留空间，结合公式可以通过以下的计算公式来进行校核。（5-2）式中:--成型机的开模行程270mm;--塑件的推出距离=25mm（取整）；塑件在型腔的高度+浇注系统≈72mm;（取整）270mm>128mm所以，本项目校核合格。

6成型过程与模具装配6.1注塑机的成型原理成型设备机器一般有卧躺式，竖立式，双色按照机台式这三类。本次论文中所使用的为卧躺式成型机进行设计模具，使模具达到疲劳生产。本次卧躺式成型机工作原理如下图所示。成型注射机是把模具成型生产的最关键设备，他需要配合模具的需求，同时模具也需要配合注射机信息数据进行设计模具。而注塑机与模具工作时候，需要把固态工程颗粒胶料通过料斗传往到加热器区域，也就是加热室体内进行加热熔融为填充液体。接着在加热时的螺杆高速旋转状态下传达到喷嘴口部准备前往模具，在此状态下，由于螺杆旋转，所行程了一个加压，也就是成型所说的压力，结合材料参数的压力和温度达到等条件下，通过模具的浇口套进行模具成型室内。并在注塑机的加压下状态下，模具冷却系统进行流动对模具进行冷却降低温度，形同胀冷缩的原理下，模具成型室内的塑件逐渐凝固为固态，最后达到推出时候，有注塑机的脱模机构进行驱动力，拉开模具，打开模具，并推出塑件出模具型芯，完成整个塑件的成型过程。图6.1成型机原理图6.2模具的装配模具装配是模具设计制造过程的最后一步，它的成功与否直接与零件的品质与模具的使用寿命相关。认证组件根据装配过程的请求类型连接和固定零件组装到身份验证类型。在模具装配时，需要保证模具的装配精度在可接受的范围内。其中模具的装配精度包括：装位置精度、运动精度、匹配精度和接触精度等，这些都是我们需要着重考虑的。一旦浇口衬套和紧固件组件完成，分离表面必须有一些0.05至0.15mm的间隙，防止在注射成型期间受到喷嘴压力和变形的影响，同时能够有效地预防翻边。6.3模具的装配顺序1).确定好装配标准；2).装配前测定零件的尺寸，认真对零件进行退磁和清洗。3).每个组件的累积误差调整的组合。例如，在每个模板的并行处理中，必须确保模板的组件是紧密闭合的，然后进行修改。4).在组装过程中保持原始维度的基准，检查在组装和调整工具。5).装配导向系统，操作灵活，无松卡现象；6v.安装冷却加热系统，确保管道畅通，无漏水、漏电现象。液压系统的安装允许使用密封填料或密封剂，但是可以防止对系统的访问。7).检查模具是否合格：包括核对模具标准、模具编号、结束标记、组装基地。模具预热方法制热，铝压铸加热板安装在外部模具上，测量从外部向内的热量。加热管和喷嘴基于工艺指南中推荐的工艺参数加热加热缸和喷嘴和模具。8).注塑：使用塑料和模具温度的气缸，可以测试注入、注射成型品的质量缺陷、缺陷的原因和调整工艺参数，可以观察到最佳状态和其它技术参数。9).模具的维护：优化设计刀片性能和更换损坏刀片，在正常或异常磨损部件中起重要作用。绝大多数异常损坏是由于不适当的模具加工造成的。

最后，检查所有零件和附件，并检查型号。另外，在组装过程中，需要严格防止部件的破损，不易生锈。组件热用于引导滚动轴承，并且油温度不应超过1000℃。6基于Moldflow的CAE分析6.1项目创建和模型导入由于三维软件与模流分析的软件不同，需要转制指定的内容格式方和进一步完成模流分析的前期设置，需从UG三维软件创建单独的塑件模型，其格式应保存两软件共同的模型格式，如STP、IGS、STL等,本次零件选择较为便捷的STL模型格式。在添加制品模型后，得先创建若干个三角形而成的网格模型，还要把网格数据模型进行统计一下三角形信息。图6-1三角形网格划分软件推荐设置数值设置图6-2软件推荐值的三角形网格划分结果数值显然划分出现的统计结果比较不理想，本次结合制品的肉厚进行去相近值。以此再而重新划分三角形网格，这里根据制品肉厚参考后，适合选取边长取2mm，，再次三角形网格划分。图6-3重新划分后的网格统计所显示的结果，与先前的对比，现有的纵横比显然好了很多，已从最大值都从18降低到5.5。但还是远远不足达到下一步分析的设置，这里可使用软件三角形网格的处理工具进行合并、移动等功能进行把纵横比较高的三角形所在的三个点进行合理处理。网格的处理后，可大大减低纵横比，要确保网格比10还要低方可达到要求。（网格要求：大型制品需要确保小于20、中小型制品需要确保小于10左右），所以修复值在10以下，约6左右。在处理修复后，使三角形网格各项数值达到要求方可继续下一步。6.2分析处理项目（进料匹配性分析、调温分析+填充分析+保压分析+翘曲分析）6.2.1进料匹配性分析，对比并锁定浇口位置图6-4阻力结果色彩图图6-5浇口最佳结果色彩图从图中的色彩分布图以及右侧的渐变色导航条可了解得知，越是靠近蓝色区域越是最理想的进料位置。但是也不能满目的按照最佳的位置进行选定，还需要结合制品的表面以及脱模机构的接洽分析后进行锁定位置。本次制品零件是表面要求为外观零件，因此需要选择接近蓝色或者浅蓝色区域，实在与模具结构和表面存在冲突，可以通过工艺参数的补给，适当选择黄色区域，而接近红色的区域则非常的不适合做浇口进料，其风险非常的大，届时制品的品质和周期进行调节，所以原则是合理优先选择接近蓝色的部位，尽量避开选择红色部位区域。6.2.2软件推荐的位置与结合模具所选定位置的进料对比图6-6浇口选择右侧是moldflow软件所生产的最佳位置结果，于同时还需多方面考虑模具脱模机构、制品表面要求、注射成型工艺参数等信息指标下。软件所推荐的位置结果，相对于模具脱模机构存在很大的影响，造成浇注溢料过多、与脱模机构存在冲突。以此为主要依据最后选左侧的浇口位置作为后续的模具设计，并且信息分心后，此位置进料的料口位置适选用扇形/矩形等方式，此进料方式对填充流动有着很好的帮助。根据前期模具方案结构所选定了采用一模二腔的腔数，并确定了布局方式，结合前期在浇注方式初选认可方案，再次基础创建建立浇注主流道分流道以及进料口，并生成网格模型，其效果如图所示：图6-7浇注创建和选择6.2.3确定分析序列为：冷却+填充+保压+翘曲成型工艺为：选定热塑分析序列项目，其余操作如下：图6-8环境设置6.3材料的选择制品的材质：ABS材料参数牌号：UMGABSGSM该材料的成型特性描述如下：图6-9热塑性材料描述及工艺参数6.4注射时成型分析6.4.1射料所需时效图6-11填充时间填充射料过程需尽量保证平衡，无特殊影响流动阻挡现象，快速填满零件整体及末端。从上图可见导航条所示，制品可在1.168秒即可完全地射料填充腔体，随即切到保压状态。从上述颜色分布图中，可直观见到红色区域是整个射料过程的最后末端，与整体的色彩分布以及时间对比，大部分在0.876填充完成，红色末端需要1.168饱满，从数据上看填充射料结果不错，无明显阻碍溢料现象，如果最终饱满时长相差大，会严重影响外观的色泽。届时就需调整改善浇口点数据，常见的解决方式增添浇口数目或者加大入料口尺寸等方式解决。严重时，需要制品件进行调整其壁厚或增添肋骨来引导流动。6.4.2速度/压力切换时的压力图6-12速度/压力切换的压力在高速度和高压力切换过程中，其切换交换点可使注射压力值达到巅峰，但该数据较为控制在注射机所限定的注射力还要略低。从上述颜色中可见，本次高速度和高压力其切换交换点主要区域在浇注系统的进料部位，此时压力峰值达到了13.12MPa。6.4.3流动熔接痕图6-13熔接线熔接痕是流动时候，在走向分支后而再次重合相交适的交融位置。从分析结果色彩图中所显示黄色和蓝色的线条，其线条长度较短，可从排气得以改善。但是一些出现线条很长，并且是红色。显然这些是熔接痕最严重的位置。出现这些严重印象制品品质的痕迹红线，恰恰是制件成品强度最为薄弱之处，大部分可在调整浇口和模具上开设排气即可大大改善，必要时可以引导流动的方向设计方向进行调整。6.4.4气穴图6-14气穴从上图中的气体泡泡所分布的位置，气泡出现位置主要是在制品的最大外侧边缘位置，这些存在靠近分型面部位的气泡，可轻易从分型间缝进行排除。但也有少许气泡滞留制品肋骨附近，需要增添镶嵌工件或在此附近位置设计推杆，让其从嵌件或推杆的装配间缝进而排除困气。从上述图片中分析结果，可用排气方式即可解决，其大部分有分型面排气解决，部分需要从推杆间缝排放即可解困气泡。6.4.5回路冷却液温度图6-15流回路冷却液温度从结果看，调温管道回路的进入口和排出口的温度高低相差是1.41℃。查文献资料所知悉，调温管道的进入口和排出口的温度高低不宜超过4℃，不然调温管道的温度调控效果非常的不良。从本次结果可显示模具所布置调温管道回路的效果合适。6.4.6回路管壁温度图6-16回路管壁温度调温管道回路，从每条分支管道上面查看其温度，其整体的温差数值不宜差异特别大，管道侧壁温度控制均匀最佳。结果显示所有回路侧壁的温度最大相差2.1℃。小于文献中所建议的10℃，因此本次的调温管道回路满足本次模具成型冷却需求。6.4.7变形，所有因素：变形图6-17变形，所有因素在分析的接过中，通过X方向、Y方向、Z方向的变形可细化显示制品的具体变形位置，结果中本次的整体最大变形量为0.09mm。主要排布在0.05mm的数值内，本次可以翘曲不算太大。通过MOLDFLOW软件进行模拟仿真的主要部分结果。模具设计中结合模拟成型分析，可以改善模具设计和调节成型数据。通过软件较为直面的结果显示，充分浏览到制品成型的问题根结，模具设计要特为重视起来并要加以改善，把模具工艺和制品品质全面提升。

第七章CAM数控编程加工在对模具零件进行编程数控加工时，需要使用到型腔铣、平面铣加工等方法，这个零件造型难度相对较低，它的表面要求及尺寸精度要求不高，在进行编程加工时需要合理工艺要。表7-1型腔加工工艺卡序号工序名称工序内容1下料80mm×145mm×35mm板料。2铣六面粗铣侧面，保证尺寸在75.5mm×140.5mmX31.5mm，磨削余量0.5mm。3磨削磨六面，保证高度尺寸75mm×140mm×31mm。4铣削1.用Φ6.8m的麻花钻2个螺纹底孔，用M8的丝锥攻16mm深螺纹。2.用Φ6mm麻花钻冷却水道孔，然后用M8的丝锥攻8mm深螺纹。3.用Φ6麻花钻浇口套底孔，然后线切割至Φ10mm。4.数控粗、精铣分型面及定位槽。5.数控粗、精铣成型区域面。5钳工精修6检验入库a型腔表7-2型芯加工工艺卡序号工序名称工序内容1下料80mm×145mm×45mm板料。2铣六面粗铣侧面，保证尺寸在75.5mm×140.5mmX41.5mm，磨削余量0.5mm。3磨削磨六面，保证高度尺寸75mm×140mm×41mm。4铣削1.用Φ6.8m的麻花钻2个螺纹底孔，用M8的丝锥攻16mm深螺纹。2.用Φ6mm麻花钻冷却水道孔，然后用M8的丝锥攻8mm深螺纹。3.线切割Φ6mm及2.5mm推杆孔。4.数控粗、精铣分型面及定位突台。5.数控粗、精铣成型区域面。5钳工精修6检验入库b型芯7.1数控切削刀具的选择在数控机床对被切削零件进行切削加工的时候，数控机床的切削刀具不但在切削区域受到非常大的切削力外，同时还会被切削时生产的高温以及摩擦力受到影响。所以在对刀具进行选择设计时，必须要合理的选用适当的刀具从而来对零件进行加工切削。因为本次加工的零件H13淬火的材料所以需要选择相对比较好的材料，综合考虑后，本次设计的刀具是否有了硬质合金刀具。所选用到的尺寸如表7-2所示。表7-2刀具参数表刀号铣床刀具名称刀具的材料长度补偿备注A01D30硬质合金H01Φ30A02D17硬质合金H02Φ17A03D8硬质合金H03Φ87.1.2加工余量设计在对零件进行切削加工时需要考虑工件的加工余量，因为加工余量对零件的加工质量和生产速度计等都有很大的影响力，在使用数控铣床切削零件时，如果零件要求表面光滑度为为Ra3.2～12.5μm时，那么在粗铣时的加工余量一般需要设计在0.5-1.0mm左右[16]。粗铣时加工余量0.2mm，精加工时余量0.01mm,如图7-2所示。图7-2粗加工余量设计7.1.3数控铣床切削用量设计（1）数控铣床切削时的用量确定可以查询《切削用量建明手册》，中能知道ap=切削时的加工所需要的余量，得出ap=0.5mm。（２）数控加工时进给速度如图7-3所示。图7-3进给和速度7.2数控的加工编程7.2.1型芯的数控编程仿真在UG界面中进入加工模板打开“导航器”工具中单击“程序顺序视图”，在“刀片”工具条中单击“创建程序”按钮，弹出“创建程序”对话框，在名称文本框中输入“PROGRAM1”，单击“应用”按钮，用同样的方法创建“PROGRAM2”，“PROGRAM3”等。在加工模块中“刀片”加工模块中工具条中单击“创建刀具”按钮，定义刀具参数。例如D30平底刀参数及图形如图所示，其它刀、D3依次进行设定。图7-4创建切削刀具在加工模块中的“型腔铣”对话框中刀具选择D30R5,“刀轨设置”中的“切削模式”选择“跟随周边”，以及“步距”下拉列表中选择“刀具平直百分比”选项，在“平面直径百分比”中输入65,在“每刀深度”中选择“恒定”，“最大距离”文本框中输入0.3。在加工模块中“刀轨设置”中点击“切削参数”，选择“策略”标签，在“切削”中“切削顺序”下拉列表中选择“顺铣”；在“余量”标签中，在“部件余量”的侧面输入0.15。点击“进给率和速度”勾选“主轴转速”，输入2000，在“切削”中键入3000.图7-5开粗刀路线在加工模块中“型腔铣”选择刀具D17,单击“选择或编辑铣削区域几何体”，在零件上选择上表面所有水平面。在“刀轨设置”中，“平面直径百分比”中输入75,在“切削参数”中，“切削角”选择“外向”，在“精加工刀路”勾选“添加精加工刀路”。在“进给率和速度”中，修改“切削”为3000。图7-6精加工平面及成型区域侧面用相对方法，按工艺设定的参数进行以上操作，生成正面的各个工步的程序如上图4-3所示。加工模块中选择“面铣”按钮，在刀具下拉选择D17R0.8,“切削方向”选择“逆铣”，“步距”选择恒定，“最大距离”输入0.2。“步距已应用”选择在平面上。在“进给率和速度”中，“进刀”输入为1000。图7-7半精加成型区域底面（4）按照工艺设定的参数在加工模块中进行精加工的走刀路线生成。并加工非成型区域的平面。图7-8精加工成型区域及定位块7.2.2型腔的数控编程仿真在加工模块中的“型腔铣”对话框中刀具选择D30R5,“刀轨设置”中的“切削模式”选择“跟随周边”，以及“步距”下拉列表中选择“刀具平直百分比”选项，在“平面直径百分比”中输入65,在“每刀深度”中选择“恒定”，“最大距离”文本框中输入0.3。在加工模块中“刀轨设置”中点击“切削参数”，选择“策略”标签，在“切削”中“切削顺序”下拉列表中选择“顺铣”；在“余量”标签中，在“部件余量”的侧面输入0.15。点击“进给率和速度”勾选“主轴转速”，输入1500，在“切削”中键入3000.图7-5开粗刀路线在加工模块中“型腔铣”选择刀具D17,单击“选择或编辑铣削区域几何体”，在零件上选择上表面所有水平面。在“刀轨设置”中，“平面直径百分比”中输入75,在“切削参数”中，“切削角”选择“外向”，在“精加工刀路”勾选“添加精加工刀路”。在“进给率和速度”中，修改“切削”为3000。图7-6精加工平面及成型定位面用相对方法，按工艺设定的参数进行以上操作，生成正面的各个工步的程序如上图4-3所示。加工模块中选择“面铣”按钮，在刀具下拉选择D4,“切削方向”选择“逆铣”，“步距”选择恒定，“最大距离”输入0.2。“步距已应用”选择在平面上。在“进给率和速度”中，“进刀”输入为2000。图7-7半精加成型区域面（4）在加工模块中的“深度加工轮毂铣”对话框中刀具选择R1.5,“刀轨设置”中的“切削模式”选择“跟随周边”，以及“步距”下拉列表中选择“刀具平直百分比”选项，在“平面直径百分比”中输入65,在“每刀深度”中选择“恒定”，“最大距离”文本框中输入0.1。在加工模块中“刀轨设置”中点击“切削参数”，选择“策略”标签，在“切削”中“切削顺序”下拉列表中选择“顺铣”；在“余量”标签中，在“部件余量”的侧面输入0.01。点击“进给率和速度”勾选“主轴转速”，输入5000，在“切削”中键入2000.图7-8精加工成型区域及定位块结论本次设计的课题是对ABS塑料材质的保护端盖进行注塑模具设计和成型工艺做出分析。通过分析可以知道这个零件有的形状规则、结构简单等特点、要求精度不是很高并且是一个大批量的产品，所以选用了ABS材料，在模具设计中使用了一模二腔的经典布局方式，分型面设计在零件中间部位的最大边缘处，考虑到塑件的壁厚和体积比较小，为了更好的填充，选择了成型性很好的潜伏式浇口，其浇口设置侧壁的中间，也确保了塑料保护端盖能获得更好的填充性能和缩短凝料的长度。

致谢通过本次毕业设计几个月里，我从中学到了非常多东西。在几年时所累积的知识都全部在这次设计中使用并充分体现了，因为自己的经验不足和专业能力比较差，在设计过程中经常会碰到一些很难解决的问题，在设计周期的毕业设计过程中，我要非常的感谢指导老师给予我的帮助，他的不厌其烦解答给予了我很多的信心，从而能使我按时按量的完成了这次设计，同时也让我学到了很多在书本上没有学习到的知识，从而让我充实了自己知识面。在此我再次衷心的感谢，再过去那几年帮助过我、支持的我、鼓励过我老师和同学，还有本次中给予我的支持和指导老师同学们为我解决了不少的疑惑，同时我也非常的感谢学院的各位老师和同学的教诲与帮助。

参考文献叶久新，王群主编，塑料成型工艺及模具设计，北京：机械工业出版社，2007.11孙立明，胡仁喜，刘昌丽.20147中文版模具设计从入门到精通[M].第三版.北京:机械工业出版社,2014年9月.汪希奎.注塑模具斜导柱抽芯机构智能化匹配设计方法研究