新科MP4上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔仿真加工設(shè)計(jì)【20張CAD圖紙+PROE三維圖+開(kāi)題報(bào)告+任務(wù)書】
新科MP4上蓋模具設(shè)計(jì)及型腔仿真加工設(shè)計(jì)【20張CAD圖紙+PROE三維圖+開(kāi)題報(bào)告+任務(wù)書】,20張CAD圖紙+PROE三維圖+開(kāi)題報(bào)告+任務(wù)書,新科,mp4,模具設(shè)計(jì),仿真,加工,設(shè)計(jì),20,cad,圖紙,proe,三維,開(kāi)題,報(bào)告,講演,呈文,任務(wù)書
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書
1 前言
1.1 課題背景
我的專業(yè)是數(shù)字化制造，在學(xué)習(xí)和實(shí)習(xí)中常常接觸很多的數(shù)碼產(chǎn)品，包括隨身聽(tīng)、CD機(jī)、DVD機(jī)、MP4播放器、翻譯機(jī)等等。我選擇設(shè)計(jì)MP4播放器上蓋。這樣有利于我的設(shè)計(jì)與實(shí)踐更加緊密結(jié)合。
1.2 本產(chǎn)品的特點(diǎn)
（1） 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但功能強(qiáng)大，實(shí)用性強(qiáng)，
（2） 體積小巧攜帶方便，
（3） 顯示屏大，大大提高其可觀性，
（4） 其功能鍵為圓形，美觀實(shí)用且按鍵舒適。
1.3 播放器的主要功能
（1）一般具有可視化功能,
（2）相同的空間能存儲(chǔ)更多的信息,
(3) 不存在防震問(wèn)題，更加適合運(yùn)動(dòng)時(shí)欣賞音樂(lè),
(4) 能隨心所欲編輯自己喜愛(ài)的歌。
1.4 課題意義
模具是工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝設(shè)備，它被用來(lái)成型具有一定形狀和尺寸的各種
制品。在各種材料加工工業(yè)中廣泛地使用各種模具，每種材料成型模具按成型方
法不同又分為若干種類型。其中塑料模具的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展
的。近年來(lái)，人們對(duì)各種設(shè)備和用品輕量化要求越來(lái)越高，這就為塑料制品提供
了更為廣闊的市場(chǎng)。塑料制品要發(fā)展，必然要求塑料模具隨之發(fā)展。模具作為發(fā)
展新產(chǎn)品的重要裝備，不僅市場(chǎng)需要量大，而且技術(shù)含量高。對(duì)于模具的精度、
壽命、交貨期等要求也非常務(wù)實(shí)，模具行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也非常激烈。本課題是MP4上蓋制品進(jìn)行測(cè)繪、模具設(shè)計(jì)、模具型腔仿真加工及數(shù)控編程。課題來(lái)源于生產(chǎn)實(shí)踐?；谏a(chǎn)實(shí)踐之上的對(duì)MP4上蓋制品的模具設(shè)計(jì)以及仿真加工。在設(shè)計(jì)過(guò)程中要解決MP4上蓋制品測(cè)繪、模具設(shè)計(jì)、在模具設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)分型面的選擇、澆口形式與位置的確定、型腔位置的安排、定模冷卻水道的設(shè)置、工藝分析及數(shù)控編程及加工仿真等問(wèn)題。本專業(yè)是機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化，對(duì)制品的模具設(shè)計(jì)使得我們把以前所學(xué)的相關(guān)知識(shí)都運(yùn)用到其中了，對(duì)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)、模具制造工藝、中國(guó)模具工程大典的查找使得我對(duì)設(shè)計(jì)有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和了解，能熟練運(yùn)用PRP/E軟件進(jìn)行制品的造型和模具的裝配，還有Mastercam型腔的仿真加工都得到了掌握。
1.5 設(shè)計(jì)前提及主要問(wèn)題
本課題為MP4上蓋模具設(shè)計(jì)及其型腔仿真加工，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，進(jìn)行MP4
上蓋制品測(cè)繪、模具設(shè)計(jì)、工藝分析及數(shù)控編程及加工仿真。設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù): 1）
制品的尺寸精度要求：長(zhǎng)度方向小于0.50，厚度方向小于0.10；2）制品材料：
ABS；3）制品表面粗糙度：不低于實(shí)物表面；4）制品生產(chǎn)批量：5萬(wàn)；5）制品
其他要求：符合設(shè)計(jì)規(guī)范。
運(yùn)用三維繪圖軟件Pro/E進(jìn)行制品的模型構(gòu)造。PRO/E是一個(gè)高效的三維機(jī)
械設(shè)計(jì)工具，可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。本設(shè)計(jì)中主要是用PRO/E生成平面。
其方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、鏡像等。它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與其它
實(shí)體建模模塊結(jié)合起來(lái)使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等標(biāo)準(zhǔn)。它的功能很
強(qiáng)大，可以應(yīng)用與工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、功能仿真、制造和數(shù)據(jù)管理等領(lǐng)域，涉
及從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的全過(guò)程。
對(duì)于型腔的加工則采用Mastercam 軟件仿真加工。Mastercam系統(tǒng)中，型腔
銑削、輪廓銑削和點(diǎn)位加工的刀具路徑與被加工零件的模型是相關(guān)一致的。當(dāng)零
件幾何模型或加工參數(shù)修改后，Mastercam能迅速準(zhǔn)確的自動(dòng)更新相應(yīng)的刀具路
徑，無(wú)須重新設(shè)計(jì)和計(jì)算刀具路徑。Mastercam能加工簡(jiǎn)單和復(fù)雜的2D、2.5D
零件，它提供了數(shù)控加工所需要的所有工具，可迅速編制出優(yōu)質(zhì)可靠的數(shù)控程序，
極大的提高了工作效率和機(jī)床利用率。Mastercam提供多種先進(jìn)的粗加工技術(shù)，
零件加工的效率和質(zhì)量高。Mastercam曲面精加工功能豐富，零件經(jīng)粗加工后，
表面仍殘留有未除去的材料，若用手工修整，需要花很多的時(shí)間和精力。而且能
自動(dòng)清除零件表面的剩余材料，使被加工零件的表面更加光滑。
1.6預(yù)期成果和實(shí)際價(jià)值
所設(shè)計(jì)的模具能滿足其工作狀態(tài)的質(zhì)量要求,使用時(shí)安全可靠,易于維修，在
注塑成型時(shí)有較短的成型周期,成型后有較長(zhǎng)的使用壽命,具有合理的模具制造
工藝性。在預(yù)定時(shí)間內(nèi)可以完成設(shè)計(jì)任務(wù)，把所設(shè)計(jì)的MP4上蓋模具可以在模擬
中生產(chǎn)出來(lái)。在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中不斷增強(qiáng)有關(guān)模具方面的知識(shí)以及軟件的應(yīng)用，
并在實(shí)踐中得到了更進(jìn)一步的提高。
2 總體方案論證
本課題的設(shè)計(jì)目的是對(duì)MP4上蓋的三維造型及優(yōu)化、塑料注射模具設(shè)計(jì)、模具型加工仿真及數(shù)控編程。在進(jìn)行零件的三維造型之前，首先對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪，繪制塑件二維工程圖，然后根據(jù)工程圖進(jìn)行塑件的三維造型，再進(jìn)行型腔的設(shè)計(jì)主要是分型面的設(shè)計(jì)，接著就是把分型后的型腔裝配組件調(diào)入進(jìn)行整個(gè)模架的設(shè)計(jì)，最后進(jìn)行仿真加工及數(shù)控編程。
首先是對(duì)塑件進(jìn)行測(cè)繪。測(cè)繪好后使用Pro/E進(jìn)行三維造型。主要采用拉伸、除料等步驟造型。在三維造型之后可以通過(guò)Pro/E的“塑料顧問(wèn)”進(jìn)行模流分析，而后進(jìn)行整個(gè)模架設(shè)計(jì)。根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備的注射量、鎖模力等方面進(jìn)行考慮，還有塑件的精度等級(jí)初步確定采用一模兩腔。要確保塑件及澆注系統(tǒng)所需的注射量不超過(guò)注射機(jī)最大容量的80％。接著進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。
先是澆注系統(tǒng)。澆注系統(tǒng)分為主流道、分流道、澆口、冷料穴等,澆注方式初步確定為側(cè)澆口。主流道的中心線與注射機(jī)噴嘴的中心線在同一條直線上。由于主流道與高溫高壓的熔融塑料接觸所以外面要加個(gè)澆口套。澆口套要進(jìn)行淬火處理，這樣可以延長(zhǎng)模具的使用壽命。分流道的半徑與塑料種類和所需熔融塑料的體積有關(guān)，本模具設(shè)計(jì)取6mm。主流道與分流道采用圓角過(guò)渡，這樣可以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)渡時(shí)的阻力。分流道的布置要均勻處理，確保熔融塑料由主流道到各分流道的距離相等。分流道表面不必很光，可以使熔融塑料的冷卻皮層固定，有利于保溫。分流道與澆口采用圓弧過(guò)渡，有利于熔料的流動(dòng)及填充。澆口主要有兩個(gè)作用，一是起控制作用，二是壓力撤銷后封鎖型腔，不產(chǎn)生倒流。
接著是模架的選擇。注塑模模架國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技術(shù)條件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者適用于模板尺寸為B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L為（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。由于塑料模具的蓬勃發(fā)展，現(xiàn)在在全國(guó)的部分地區(qū)形成了自己的標(biāo)準(zhǔn)，該設(shè)計(jì)初步?jīng)Q定采用龍記標(biāo)準(zhǔn)模架。
然后是導(dǎo)向和定位機(jī)構(gòu)。注射模的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)主要有導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐面定位兩種類型。導(dǎo)柱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的開(kāi)合模導(dǎo)向和脫模機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向。錐面定位機(jī)構(gòu)用于動(dòng)、定模之間的精密對(duì)中定位。
接著是頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準(zhǔn)確無(wú)誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅摮鏊芗难b置稱為脫模機(jī)構(gòu)，也稱頂出機(jī)構(gòu)。所以初步?jīng)Q定本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單的推桿脫模機(jī)構(gòu)，因?yàn)樵撍芗姆中兔婧?jiǎn)單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，采用推簡(jiǎn)單的脫模機(jī)構(gòu)可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，給制造和維護(hù)帶來(lái)方便。
最后是冷卻系統(tǒng)。模具設(shè)計(jì)完成后，進(jìn)行型腔的加工工藝分析，在確定加工工藝步驟后，在Mastercam 中進(jìn)行刀具路徑設(shè)定完成仿真加工，而后輸出數(shù)控程序。
3 造型設(shè)計(jì)
3.1 產(chǎn)品主要尺寸的確定
MP4上蓋尺寸如圖3-1所示：
圖3-1MP4上蓋尺寸
MP4上蓋3D造型如圖3-2所示：
圖3-2 MP4上蓋3D造型
3.2 MP4的造型方法與步驟分析：
1) 第一步:畫出MP4播放器上殼的基本輪廓，然后通過(guò)拉伸命令獲得實(shí)體，并拔模。
2）第二步：進(jìn)行邊的倒直角和圓角、再切減材料。
3）第三步：進(jìn)行抽殼并切減材料。
4）第四步：進(jìn)行拉伸做扣位。
5）第五步：最后對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過(guò)程進(jìn)行檢查及確定。
3.3 MP4上殼的造型過(guò)程
1） 啟動(dòng)PRO/E，新建后選擇零件部分并輸入零件名。
2）先加材料，拉伸出零件大致外型。先點(diǎn)選Feature(特征) ——Greate(創(chuàng)建) ——Solid(實(shí)體) ——Protrusion(加材料) ——Extrude(拉伸) ——Soild ——Done(完成) ——One side(單側(cè)) ——Done
3）選取或創(chuàng)建草繪平面（例如：TOP平面）——Okay(正向) ——
Default(缺省)——選取參考分別為F1（RIGHT）、F3（FRONT）——利用創(chuàng)建直線再修改尺寸繪出圖形。長(zhǎng)為90MM、寬為60MM的長(zhǎng)方形。
4）繪制后選擇繼續(xù)操作當(dāng)前截面——選擇拉伸方向——再選擇Blind
（盲孔）——DONE——輸入零件厚度值為7.0MM。這樣就繪出了零件大致外型。
5）拔模。單擊工具欄中的插入——拔?！狽eutral pln(中性面)——Done——Tweak(扭曲)——Nosplit(不分割)——Constant(常數(shù))——Done——指定和選取要拔模的曲面——Done——選取或創(chuàng)建中性平面——選取將垂直于此方向的平面——根據(jù)方向輸入拔模角為1°。
6）倒直角。單擊工具欄中的插入——倒角——邊倒角——45°×d（其中
d=2.5）和d1Xd2(其中d1=2、d2=3) ——選擇要倒直角的邊。同理從插入中選取倒圓角——Simple（簡(jiǎn)單）——DONE（完成）——常數(shù)、邊鏈——DONE——選取要倒圓角的邊——輸入R=2.5。
7）減材料：Greate(創(chuàng)建) ——Solid(實(shí)體) ——Cut(切減材料) ——
Extrude(拉伸) ——Soild(實(shí)體) ——Done(完成) ——One side(單側(cè)) ——
Done。再選擇繪圖平面（例如：零件上表面）——OKAY（正向）——Default(缺
省)。進(jìn)入草繪界面后，選取參照——利用工具條上和畫圓、曲線、直線等繪圖命令草繪出要切減的外形，再修改尺寸和定位并進(jìn)行約束，繪出圖形，3個(gè)小圓R=2.9和3個(gè)大圓R=7相切的圖形。
選擇繼續(xù)操作當(dāng)前截面，再選擇截面內(nèi)側(cè)方向?yàn)檎颍袦p的深度方向?yàn)榧^指向工件的表面，再選擇（Blind）盲孔并輸入切減深度為0.8。
同理切減長(zhǎng)為37，寬為20的長(zhǎng)方形，切減深度為0.9MM。繪出圖形。
8）抽殼。單擊工具欄中的插入——?dú)ぁx取要抽殼的平面（例如：選取
零件的下表面）——完成選取——輸入零件殼的厚度為1MM。
9）切減材料。
（1）選擇繪圖平面為FRONT繪制長(zhǎng)方形將零件上端部分切減。其操作方法如
上第四步所示。
（2）選取工件上表面為繪圖平面，繪制切減圖形（分別為一個(gè)長(zhǎng)方形和3個(gè)
圓），切減深度選取穿過(guò)所有。其操作方法大致如上第四步所示。
（3）分別選取工件兩側(cè)為繪圖平面，繪制切減圖形，在兩側(cè)進(jìn)行切減材料，
切減深度為10。
（4）選取工件下表面為繪圖平面，繪制切減圖形，切減深度維2。
10） 薄壁切割。單擊工具欄中的插入選取薄壁切割——拉伸——單側(cè)——選擇零件下表面為繪圖平面，利用繪圖工具“從邊創(chuàng)建圖元，選擇邊界（單個(gè)），再利用偏距邊來(lái)創(chuàng)建圖元，選擇偏距邊（單個(gè)）根據(jù)方向輸入數(shù)為0.6，從而構(gòu)成封閉圖形進(jìn)行薄壁切割。選擇繼續(xù)操作當(dāng)前截面，再選擇截面內(nèi)側(cè)方向?yàn)檎?，輸入薄壁厚度?.6。再選擇薄壁切割的方向并輸入數(shù)值為0.5MM。
11）拉伸扣位和切減扣孔。
（1）拉伸扣位。先創(chuàng)建DTM1和DTM2兩平面分別是平行TOP平面并偏距6
和47MM。分別以兩平面作繪圖平面，選擇兩側(cè)加材料，利用繪圖工具繪出四個(gè)
扣位。
（2）切減材料（做扣孔）。以RIGHT平面為繪圖平面創(chuàng)建邊為1.3MM的正方
形,切減扣位,選擇兩側(cè)切減材料和切減深度為穿過(guò)所有。
12）上殼的最終造型圖，如圖3-3所示。
圖3-3 MP4三維造型
經(jīng)過(guò)全面檢查,MP4的上殼設(shè)計(jì)無(wú)誤，所以上殼設(shè)計(jì)造型完成。
4 材料的選擇
4.1 塑料的基本概念
4.1.1 塑料的定義及組成 ：
塑料是指以高分子合成樹(shù)脂為主要成份、在一定溫度和壓力下具有 塑性和
流動(dòng)性，可被塑制成一定形狀，且在一定條件下保持形狀不變的材料。
4.1.2 組成：
聚合物合成樹(shù)脂（40 ~ 100%）
4.1.3 輔助材料：
增塑劑、填充劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、著色劑、發(fā)泡劑、增強(qiáng)材料。
4.2 制品材料
本設(shè)計(jì)模具為MP4上蓋，材料采用ABS（丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物），
屬于熱塑性材料。
ABS使用性能：
綜合性能較好，沖擊韌性、機(jī)械強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定，耐化學(xué)性、電性能良
好，易于成形和機(jī)械加工。
ABS成型性能：
A. 無(wú)定性料，流動(dòng)性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯
好，溢邊值為0.04毫米左右。
B. 吸濕性強(qiáng)，必須充分干燥，表面要求光澤的塑件須經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的預(yù)熱干燥。
C. 成型時(shí)易取高料溫、高模溫，但料溫過(guò)高易分解（分解溫度為≥250℃）。
對(duì)于精度較高的塑件，模溫宜取50℃～60℃，對(duì)光澤、耐熱塑件，模溫宜取60
℃～80℃。注塑壓力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為180℃～230
℃，注射壓力為1000～1400kgf/cm3。用螺桿式注射機(jī)成型時(shí)，料溫為160℃～
220℃，注射壓力為700～1000 kgf/cm 3。
4.3 影響聚合物取向的主要因素（以注射成型為例）
4.3.1 溫度的影響：
如果熔體溫度很高，則與凝固溫度之間范圍寬，聚合物大分子松弛時(shí)間延長(zhǎng)，解取向能力加強(qiáng)，取向程度減小。非結(jié)晶聚合物熔體溫度下降到TG溫度的松弛時(shí)間大于結(jié)晶聚合物熔體溫度下降到TM的松弛時(shí)間，因此結(jié)晶聚合物的冷卻速度快，容易凍結(jié)大分子，獲得較高的取向程度。
4.3.2 注射壓力和保壓壓力：
增大注射壓力和保壓壓力，提高剪切應(yīng)力和剪切速度，有利于取向程度的提
高。
4.3.3 澆口凍結(jié)時(shí)間
采用大澆口時(shí)，澆口凍結(jié)較晚，流動(dòng)過(guò)延時(shí)，在一定程度上抵消了因分子熱
運(yùn)動(dòng)而引起的解取向因此澆口附近取向顯著。
4.3.4 模具溫度：
模具溫度較低時(shí)，聚合物大分子運(yùn)動(dòng)容易凍結(jié)，因此解取向能力減小，取向
程提高，高于慢速充模。
4.4 常用塑料分析和數(shù)據(jù)選取
4.4.1 根據(jù)以下表格和結(jié)合實(shí)際情況選取數(shù)據(jù)
（1）常用塑料縮水率（如表4-1所示）
表4-1 常用材料縮水率
塑 膠 材 料
縮水率
ABS 、PMMA、 HIPS825
5/1000
PP+PE
8/1000
SAN
3/1000
POM
15/1000
結(jié)合本身情況，塑膠材料選用ABS，其縮水率取5/1000。
（2）常用塑料成型性能
為減小解取向能力，獲得較高的取向程度。模具溫度選取50°，成型溫度為220°。逃氣孔適宜深為0.03。
（3）常用塑料的壁厚值（MM）
根據(jù)塑料為ABS、產(chǎn)品為小型塑件和商家要求：壁厚取1MM，大于最小壁厚0.75MM。
（4）常用塑料拔模角度
常用材料拔模角度如表4-2所示。
表4-2 常用材料拔模角度
塑料名稱
型 腔
型 腔
型 芯
ABS
40'~1°20'
35'~1°
PE
25'~45'
20°~45'
PMMA
35'~1°30'
30'~1°
POM
35'~1°30'
30'~1°
PC
35'~1°
30'~50'
根據(jù)經(jīng)驗(yàn)常用塑料拔模角度取值為: 型 腔為1°，型 芯為1°。
總結(jié)以上情況：我選用的塑膠材料是ABS，其縮水率取5/1000。模具溫度選
取50°，成型溫度為220°。逃氣孔適宜深為0.03。壁厚取1MM，大于最小壁厚
0.75MM。塑料拔模角度取值為: 型 腔為1°，型 芯為1°。通過(guò)壁厚取1MM，
大于最小壁厚0.75MM，我可對(duì)前一章節(jié)的造型設(shè)計(jì)進(jìn)行反饋。同時(shí)對(duì)后一章節(jié)提供條件。
4.4.2 模具材料的選擇
塑料模具由于成型方法，結(jié)構(gòu)形式，使用要求模具大小及制品產(chǎn)量多少，制
品外觀光澤要求等有許多不同，因此模具選材應(yīng)依據(jù)模具實(shí)際情況合理的選擇。
要求快速出模，快速出樣品，這就不允許按常規(guī)要求，型腔選用號(hào)鋼材，經(jīng)調(diào)質(zhì)
氮化或淬火，按模具壽命可以使用50萬(wàn)次要求精工細(xì)做。而應(yīng)符合市場(chǎng)規(guī)律，
只有當(dāng)產(chǎn)品定型，并占有市場(chǎng)一定數(shù)額時(shí)，在有把握的情況下，才能投入高質(zhì)量、
高壽命的模具制造。
A. 定模板、動(dòng)模板、定模固定板、動(dòng)模固定板、定位圈、推板、推板固定
板、動(dòng)模墊板等零件均要經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)處理才能應(yīng)用,所以采用45號(hào)鋼，且45號(hào)鋼
用途最廣、最經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。
B. 導(dǎo)柱、導(dǎo)套、復(fù)位桿、澆口套等零件采用材料T8A。
C.拉料桿采用T10A材料,其優(yōu)點(diǎn)是拋光性能好，可以拋成鏡面光澤。
5 模具設(shè)計(jì)
5.1 注塑機(jī)的校核
5.1.1 注塑機(jī)設(shè)備的確定
塑料注塑機(jī)按用途可以分為熱塑性塑料通用注塑機(jī)和專用注塑機(jī)；按外形可
以分為臥式注塑機(jī)、立式注塑機(jī)和直角式注塑機(jī)；按塑料在料筒內(nèi)的塑化方式可
以分為柱塞式注塑機(jī)和螺桿式注塑機(jī)。由于廠家提供XS-ZY-125型號(hào)的注塑機(jī)。
熱塑性塑料注射機(jī)型號(hào)：XS—ZY—125
具體參數(shù)如下表：
表5-1 注塑機(jī)參數(shù)
型號(hào)
XS—ZY—125
螺桿（柱塞）直徑／mm
42
最大注射容量/ cm3
125
注射壓力/( 105Pa)
120
鎖模力/(kN)
900
最大注射面積/ cm2
320
模具厚度
最大/mm
300
最小/mm
200
模板行程/mm
300
噴嘴
孔直徑/mm
4
球半徑/mm
12
定位孔直徑/mm
100
注射時(shí)間s
1.6
頂出形式
機(jī)械頂出、兩側(cè)頂桿
5.1.2 注塑機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核
注射量是指注射機(jī)進(jìn)行一次注射成型所能注射出的最大容積，它決定了一臺(tái)
注射機(jī)的所能成型塑件的最大體積。一臺(tái)注射機(jī)的最大注射量受注射成型工藝條
件的影響而有些波動(dòng)，因而在實(shí)際生產(chǎn)中常用公稱注射量或是理論注射量來(lái)間接
的表示注射機(jī)的加工能力。
公稱注射量是指在對(duì)空注射條件下，注射機(jī)螺桿或柱塞作一次最大注射行程
時(shí)注射機(jī)所能達(dá)到的最大注射量，它近似于注射機(jī)的實(shí)際能夠達(dá)到的最大注射
量。
所以塑件及澆注系統(tǒng)的總體積小于注射機(jī)最大注射量，該注射適合注射成型條件。
A. 型腔數(shù)量的選擇
首先必須考慮采用單型腔還是多型腔模，并決定型腔數(shù)量的多少?？紤]的主
要因數(shù)有：現(xiàn)有注塑機(jī)的規(guī)格、所要求的塑件的質(zhì)量、塑件成本及交貨期。起決
定作用的因數(shù)很多，它既有技術(shù)方面的因數(shù)，也有生產(chǎn)管理方面的因數(shù)。當(dāng)尺寸
精度要求很高時(shí)，應(yīng)盡量減少型腔的數(shù)量。模具成本與型腔數(shù)目的關(guān)系。通常認(rèn)
為，模具中每增加一個(gè)型腔，所成型的制品的精度就會(huì)下降4％，對(duì)精度要求高
的制品，隨著型腔數(shù)目的增加，模具的制品精度也勢(shì)必隨之增加，因而導(dǎo)致其制
造成本的加大。
以機(jī)床的注塑能力為基礎(chǔ)，每次注射量不超過(guò)注射機(jī)最大注射量的80%。
（5-1）
式中 N—型腔數(shù)；
S—注射機(jī)的注射量，g；
—澆注系統(tǒng)的質(zhì)量，g；
—塑件質(zhì)量，g；
塑件體積=9.383 cm3 ； 塑件質(zhì)量=3 g ；澆注系統(tǒng)體積=15.79 cm3 ；
=15.79×1.1≈17.89 g ；
經(jīng)計(jì)算：N≤2 ，因此型腔數(shù)確定為一模兩腔。
B．額定鎖模力的校核
選用注射機(jī)的鎖模力必須大于型腔壓力產(chǎn)生的開(kāi)模力，不然模具分型面要分開(kāi)而產(chǎn)生溢料。注射時(shí)產(chǎn)生的型腔壓力對(duì)柱塞式注射機(jī)因注射壓力損失較大，所以型腔壓力為注射壓力的40%～70%；而有預(yù)塑裝置的注射機(jī)及螺桿式注射機(jī)損失較小，所以型腔壓力較大。另外，對(duì)不同流動(dòng)性的塑料，不同的噴嘴和模具結(jié)構(gòu)形式，其壓力損失也不一樣。一般熔料經(jīng)噴嘴時(shí)其注射壓力達(dá)60～80MPa，經(jīng)澆注系統(tǒng)入型腔時(shí)則型腔壓力一般為25～50MPa。
鎖模力和成型面積的關(guān)系由下式確定：
（5-2）
式中：—鎖模力，kN；
—型腔壓力，一般取40～50 MPa ；
A —澆道、進(jìn)料口和塑件的投影面積，mm2；
計(jì)算：A=122×75=9150 mm2
×A/1000=50×9150÷1000=457.5 KN
=900KN
所以：≧×A/1000 公式成立
C. 注射壓力的校核
ABS成型所需注射壓力 MPa
D. 模具高度與注射機(jī)閉合高度關(guān)系的校核
(3-3)
E. 開(kāi)模行程校核
5.2 分型面的設(shè)計(jì)
分型面的設(shè)計(jì)要便于模具加工制造，應(yīng)盡量選擇平直的分型面，這樣的分型
面壁較好處理，對(duì)于分型面不在同一平面的模具，為了避免合模時(shí)動(dòng)、定模兩部
分發(fā)生碰撞，以及減小模具制造的難度可以利用一些角度很小的角作為分型面發(fā)
生變化的部位。選擇分型面時(shí)一般應(yīng)遵循以下幾項(xiàng)原則：
A. 分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處；
B. 便于塑件順利脫模，盡量使塑件開(kāi)模時(shí)留在動(dòng)模一邊；
C. 保證塑件的精度要求；
D. 滿足塑件的外觀質(zhì)量要求；
E. 便于模具加工制造；
F. 對(duì)成型面積的影響；
G. 對(duì)排氣效果的影響；
H. 對(duì)側(cè)向抽芯的影響。
如圖5-1所示：
圖5-1分型面
5.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。其作用是將塑料熔化充滿型腔,并將注射壓力傳遞到模腔的各個(gè)部位,以獲得組織致密、外形清晰、表面光潔和尺寸精確的塑件。澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料井幾部分組成。
5.3.1 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則
A. 流程要短。減少壓力和熱量損失及塑料消耗量,同時(shí)縮短了充模時(shí)間。
B. 排氣良好。使料流平穩(wěn)順利充滿型腔。
C. 防止型芯變形和嵌件位移。
D. 防止塑件翹曲變形和表面形成冷斑、冷等缺陷。
E. 合理選擇冷料穴。
5.3.2 主流道的設(shè)計(jì)
主流道是指連接注射機(jī)噴嘴與分流道或型腔的進(jìn)料通道。負(fù)責(zé)將塑料熔體從
噴嘴引入模具,其形狀、大小直接影響塑料的流速及填充時(shí)間。為了使塑料凝料
能從主流道中順利拔出,需將主流道設(shè)計(jì)成圓錐形,具有α=2°～6°的錐角,內(nèi)
壁為Ra0.8μM以下的表面粗糙度,小端直徑應(yīng)大于噴嘴直徑約0.5～1mm,凹坑半
徑R也應(yīng)比噴嘴頭半徑大1～2mm,以便凝料順利拔出。根據(jù)以上所述和注塑機(jī)的
配合要求,本設(shè)計(jì)的澆口套尺寸如圖5-2所示：
圖5-2澆口套形式
5.3.3 分流道及其平衡布置
A. 分流道 主流道和澆口之間的進(jìn)料通道。其作用是通過(guò)流道截面及方向變化使熔料平穩(wěn)地轉(zhuǎn)換流向,并均衡分配給各個(gè)型腔。常見(jiàn)分流道的截面形狀有圓形、梯形、U形、半圓形及矩形等幾種形式,從壓力損失考慮,圓形截面分流道最好。分流道截面尺寸應(yīng)按塑料制品的體積、形狀、壁厚、塑料品種、注射速率、分流道長(zhǎng)度等因素確定。圓形截面分流道直徑一般取d = 2～12mm 。分流道表面不要求太光潔,表面粗糙度通常取Ra1.25～2.5μM。本設(shè)計(jì)采用圓形分流道的直徑為5mm。
B. 分流道的布置 本設(shè)計(jì)采用平衡式布置,這樣一模兩腔可以均衡布置,使熔融塑料幾乎同時(shí)到達(dá)每個(gè)型腔的進(jìn)料口,這樣,塑料到每個(gè)型腔的壓力和溫度是相同的,塑件的品質(zhì)理應(yīng)相同。如圖所示：
圖5-3分流道布置形式
5.3.4 澆口的設(shè)計(jì)
澆口又稱進(jìn)料口,是分流道與型腔之間的狹窄部分,也是澆注系統(tǒng)中最小的
部分,它是塑料熔體的流速產(chǎn)生加速度,以利于迅速充滿型腔,同時(shí)還起封閉型腔
防止熔體倒流的作用,并在成型后使?jié)部谀吓c塑件易于分離。澆口的理想尺寸
很難計(jì)算,一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估算,澆口斷面積約為分流道斷面積的3%～9%,斷面
形狀常為矩形或圓形,澆口的長(zhǎng)度約為1～1.5mm。在設(shè)計(jì)澆口時(shí)往往先取較大的
尺寸值,以便在試模后逐步加以修正。澆口的形式有多樣:側(cè)澆口、點(diǎn)澆口、潛伏
澆口和直接澆口等等。本設(shè)計(jì)中采用點(diǎn)澆口點(diǎn)澆口垂直設(shè)于制品的平面上，其優(yōu)
點(diǎn)是：開(kāi)模時(shí)澆口可自動(dòng)切斷實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)成型，澆口周圍殘留應(yīng)力小。如圖5-4
所示：
圖5-4 點(diǎn)澆口
5.3.5 冷料穴的設(shè)計(jì)
冷料穴的作用是儲(chǔ)存因兩次注射間隔而產(chǎn)生的冷料頭及熔體流動(dòng)的前鋒冷
料，以防止冷料進(jìn)入型腔而影響制件質(zhì)量。
這種帶Z形頭拉料桿的冷料桿的冷料穴設(shè)計(jì)在主流道的末端的動(dòng)模一側(cè)。既
起冷料儲(chǔ)存作用又兼有分型時(shí)將主流道襯套中拉出凝料作用。開(kāi)模后，凝料及塑
件一起被帶Z形的拉桿脫出。適用于各種塑料的注塑成型，是常用的結(jié)構(gòu)形式。
如圖5-5所示：
圖5-5 冷料穴形式
5.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.4.1 在設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)從多方面考慮：
A. 在保證模具材料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的前提下，冷卻水道盡可能設(shè)置在靠
近型腔（型芯）表面。
B. 在保證模具材料有足夠的機(jī)械強(qiáng)度的前提下，冷卻水道應(yīng)安排的盡量緊
密。
C. 合理確定冷卻水道孔的直徑、中心距以及與型腔壁的距離，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，
水道孔的直徑一般取8～12mm；水道管壁間距離不得超過(guò)5d，水管壁離型腔表面
不得太近，亦不能太遠(yuǎn)。一般不超過(guò)管徑的3倍，以12～15mm為宜；
D. 對(duì)于中、大型模具，由于冷卻水道很長(zhǎng)，會(huì)造成較大的溫度梯度變化，
導(dǎo)致在冷卻水道末端（出口處）溫度上升很高，從而影響冷卻效果。從均勻冷卻
的方案考慮，對(duì)冷卻液在出、入口處的溫差，一般控制在5℃以下，冷卻水道的
長(zhǎng)度在1.2～1.5以下。因此，對(duì)于中、大型模具，可將冷卻水道分成幾個(gè)獨(dú)立
的回路來(lái)增大冷卻液的流量，減少壓力損失，提高傳熱效率。
E. 制品較厚的部分應(yīng)特別加強(qiáng)冷卻。
5.4.2 冷卻計(jì)算
所需冷卻水量按下式計(jì)算：
（5-3） 式中 —通過(guò)模具的冷卻流量（g）；
—單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入模具的塑料重量（g）；
—每克塑料的熱容量（J/g）；
—出水溫度（）；
—入水溫度（）；
—熱傳導(dǎo)系數(shù)；
經(jīng)計(jì)算得：W=220g
再由下式可求出冷卻水道的直徑d：
（5-4） 式中 ρ——冷卻液密度（g/m2）；
L——冷卻水道的長(zhǎng)度（cm）；
經(jīng)計(jì)算水道直徑d約為6mm，經(jīng)查手冊(cè)本設(shè)計(jì)水道直徑d取6mm。
5．5 頂出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.5.1 推出機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)
推出機(jī)構(gòu)的作用是將塑件成型后，順利地把塑件及澆道凝料推出模外。推出
機(jī)構(gòu)一般由推桿、拉料桿、推板、推桿固定板等零件組成。在設(shè)置推出機(jī)構(gòu)時(shí)，
首先需要確定當(dāng)模具開(kāi)啟后，制品的留模形式（留動(dòng)模部分或留定模部分），推
出機(jī)構(gòu)必須是建立在制品所滯留的模具部分中。通常，由于注塑機(jī)的推出機(jī)構(gòu)設(shè)
置在動(dòng)模板一側(cè)，因此大多數(shù)模具的推出機(jī)構(gòu)是安裝在動(dòng)模中的。為了對(duì)推出機(jī)
構(gòu)進(jìn)行位置調(diào)整和防止推出機(jī)構(gòu)復(fù)位時(shí)受到異物阻礙，在動(dòng)模座板上還設(shè)計(jì)了限
位釘。
推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則：
A. 模具的推出機(jī)構(gòu)必須有足夠的強(qiáng)度及剛度，使塑件出模后不致于變
形；
B. 推力要均勻。推力面盡可能要大，其推力應(yīng)設(shè)計(jì)在塑件承受力較大
的地方如筋部、凸緣及殼體壁部等部位；
C. 推件不應(yīng)設(shè)計(jì)在零件外表面，以免影響塑件外觀質(zhì)量；
D. 推出系統(tǒng)要?jiǎng)幼黛`敏可靠、動(dòng)作平穩(wěn)并便于更換于維修。
5.5.2 頂出行程
頂出行程一般規(guī)定使被頂出的制品脫離模具5～10mm， 在成型一些形狀簡(jiǎn)單
且脫模斜度較大的桶形制品，也可使頂出行程為制品深度的2/3。本設(shè)計(jì)的頂出
行程為20mm。
5.5.3 復(fù)位桿
頂桿在將制品頂出后，其頂端位置會(huì)高于型芯（型腔）表面很多，在下一次
合模（模具合緊之前）時(shí)，必須使其退回到頂出前的初始位置，以免碰壞型腔（或
型芯），因此在頂出機(jī)構(gòu)中必須設(shè)有復(fù)位桿幫助頂桿回位。復(fù)位桿與推桿一起固
定在推桿固定板上，設(shè)置了4根，位置均布于推板固定板的四周，位于模具型腔
和澆注系統(tǒng)之外。在合模過(guò)程中，復(fù)位桿的前端面與定模板相接觸才開(kāi)始復(fù)位，
合模和復(fù)位同時(shí)完成。
5.5.4 頂桿的形狀和尺寸選擇
推桿多為圓形結(jié)構(gòu)，細(xì)長(zhǎng)桿可將后部加粗成臺(tái)階形，配合間隙要求小的推桿，
其推桿端部應(yīng)設(shè)計(jì)成錐形。推桿應(yīng)盡量短，推出時(shí)，一般將塑件推到高于型腔（或
型芯）10mm左右即可。推桿的端面應(yīng)高出所在型腔的底面或型芯頂0.05-0.1mm。
推桿與其配合孔采用H7/f7配合，保持一定同軸度。推桿數(shù)量在保證推出前提下，
越少越好。在推桿推出機(jī)構(gòu)中一定要設(shè)計(jì)復(fù)位機(jī)構(gòu)。頂桿需要進(jìn)行淬火處理，使
其具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。本模具采用了八根直徑為φ4的圓形頂桿并經(jīng)過(guò)熱
處理。
5.5.5 導(dǎo)向裝置位置的布置
導(dǎo)向裝置包括兩個(gè)部件，即導(dǎo)柱和導(dǎo)套，具有保證模具精確閉合，保護(hù)型芯，
并防止注射時(shí)模板因受力而偏移等作用。導(dǎo)柱一般安裝在動(dòng)模上，導(dǎo)套安裝在定
模上。根據(jù)模具的形狀和大小,在模具型腔的周邊要設(shè)導(dǎo)柱和導(dǎo)套,本設(shè)計(jì)導(dǎo)柱的
數(shù)量采用四根。導(dǎo)柱的布置最好能保證模具的動(dòng)定模只能按一個(gè)方向合模,防止
在裝配或合模時(shí)因方位搞錯(cuò)而使型腔損壞,本設(shè)計(jì)采用四根直徑相同的導(dǎo)柱對(duì)稱
布置,并且開(kāi)設(shè)了環(huán)槽，這樣避免了安裝錯(cuò)誤和出現(xiàn)以上問(wèn)題。如圖5-6所示:
圖5-6導(dǎo)柱
5.5.6 澆注系統(tǒng)零件的設(shè)計(jì)
澆注系統(tǒng)零件主要是定位圈及澆口套兩個(gè)零件。定位圈的作用是使模具安裝
在注射機(jī)上后有一個(gè)準(zhǔn)確位置。定位圈凸出定模座板部分的徑向名義尺寸應(yīng)與注射機(jī)固定板定位孔的徑向名義尺寸相同，兩者分別設(shè)計(jì)成H7/m6、H7/n6配合形式。如圖5-7所示：
圖5-7澆注系統(tǒng)
5．6 模架的設(shè)計(jì)
塑料注射模模架現(xiàn)已標(biāo)準(zhǔn)化和系列化了,因此,在設(shè)計(jì)時(shí)只需根據(jù)塑件的結(jié)
構(gòu)和尺寸直接選用即可。塑料模的模架起裝配、定位和安裝作用。
A. 動(dòng)模固定板和定模固定板 它們是動(dòng)模和定模的基座,也是固定式塑料
模與成型設(shè)備連接的模板。因此,座板的輪廓尺寸和固定孔必須與成型設(shè)備上模
具的安裝板相適應(yīng)。座板還必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度。因?yàn)檫x擇XS-ZY-125
型注塑機(jī), 根據(jù)中國(guó)模具手冊(cè)查得其尺寸為400mm×400mm 。
B. 定模板、動(dòng)模板和動(dòng)模支承板 動(dòng)模支承板是墊在固定板背面的模板。
它的作用是防止導(dǎo)柱、導(dǎo)套和模板等零件脫出,增強(qiáng)這些零件的穩(wěn)固性并承受模
板等傳遞而來(lái)的成型壓力。它們的尺寸為400mm×350mm 。
C. 墊塊、推板和推板固定板 墊塊的作用是使動(dòng)模支承板與動(dòng)模固定板之
間形成推出機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的空間,或調(diào)節(jié)模具總高度以適應(yīng)成型設(shè)備上模具安裝空間對(duì)模具總高的要求。墊塊的尺寸為32mm×160mm , 推板和推板固定板的尺寸均為220mm×400mm 。
D. 各板的厚度如下:
a.動(dòng)模座板和定模座板根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)選用厚度30mm;
b.定模板選用厚度為65mm；
c.動(dòng)模板選用厚度為80mm；
d.支撐板選用厚度45mm；
e.墊塊根據(jù)已選用的模架，選擇其厚度為80mm；
f.推板的厚度取25mm；
g.推板固定板厚度取20mm。
5．7 凹凸模的造型
根據(jù)MP4上蓋裝配圖即可用Pro/E Widefire中的模具設(shè)計(jì)模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行三維造型,這樣所設(shè)計(jì)的模具便很直觀、明了,也便于后續(xù)加工等等。具體過(guò)程如下：
A. 新建文件mp4.mfg
B. 選擇 模具模型→定位參限零件→創(chuàng)建,出現(xiàn)如圖5-8的對(duì)話框,單擊“確定”，
圖 5-8創(chuàng)建圖
然后再設(shè)置如圖5-8的對(duì)話框，單擊對(duì)話框的確定，即完成了參限零件的創(chuàng)
建
C. 選擇 模具模型→創(chuàng)建→工件→手動(dòng)，彈出“元件創(chuàng)建”對(duì)話框，輸入名
稱，單擊“確定”命令，在彈出的“創(chuàng)建選項(xiàng)”對(duì)話框中選擇“創(chuàng)建特征”，單
擊確定，在彈出的菜單中選擇 加材料→拉伸，實(shí)體→完成，即可通過(guò)對(duì)稱拉伸
生成工件
D. 選擇 收縮，任意選擇一個(gè)參限零件，在菜單中選擇 按尺寸，彈出如下
的對(duì)話框，設(shè)置后單擊，在菜單中單擊“完成/返回”，完成收縮率的設(shè)置
E. 選擇分型面→創(chuàng)建，輸入分型面的名稱，選擇增加→復(fù)制→完成，彈出
如圖5-10的對(duì)話框，選擇要復(fù)制的曲面和要填充的曲面，單擊“確定”，完成分
型面的創(chuàng)建。在菜單中選擇 分型面→創(chuàng)建→增加→拉伸(平整)選擇要拉伸(平整)的平面，完成補(bǔ)充，依此進(jìn)行其他三個(gè)分型面的創(chuàng)建。再創(chuàng)建一個(gè)分型面，將
這四個(gè)分型面分別與第五個(gè)分型面合并，形成一個(gè)完整的分型面。
F. 選擇 模具體積塊→分割→兩個(gè)體積塊→所有工件→完成，選擇上面的分型面，單擊確定，生成兩個(gè)體積塊，分別為型腔和型芯，至此完成型腔和型芯的設(shè)計(jì)，如圖5-12所示，選擇文件→保存。
圖 5-9布局圖 圖 5-10尺寸收縮圖
圖 5-11曲面復(fù)制圖
G. 選擇 特征→實(shí)體→切減材料→旋轉(zhuǎn)→實(shí)體→完成，通過(guò)旋轉(zhuǎn)命令可依次
生成主流道、分流道和澆口。
H. 選擇 特征→型腔組件→水線，彈出“水線”對(duì)話框，根據(jù)提示設(shè)置好所
有的參數(shù)，即可生成水線。
I. 根據(jù)繪制的二維圖，在.prt中分別完成各個(gè)零件的三維造型，包括如
下的零件：定模固定板、定模板、動(dòng)模板、動(dòng)模支承板、推桿固定板、推板、墊
塊、動(dòng)模固定板、鑲塊、定位圈、澆口套、拉料桿、推桿、導(dǎo)套、導(dǎo)柱、復(fù)位桿、
限位釘、滑塊、楔塊。
圖5-12凹凸模
5.8 型腔加工工藝分析及加工仿真
5.8.1 零件的工藝性審查
A. 零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
型腔（見(jiàn)附圖），該零件是注塑模的型芯部分，以矩形配合面與定模固定板配合，凹進(jìn)部分與動(dòng)模型芯形成閉合空間，注入熔融工程塑料ABS經(jīng)冷卻后形成所需收音機(jī)前蓋。
零件的主要工作平面有矩形配合面、分模面、型腔等。由于型腔在注塑時(shí)需要承受一定的壓力和溫度，故該零件需要有足夠的強(qiáng)度、剛度、耐磨性和韌性。
B. 主要技術(shù)要求
零件圖上的主要技術(shù)要求有：1、熱處理：HRC 50-55；2、銳角去毛刺倒鈍；加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度Ra=0.8μm，側(cè)面的表面粗糙度Ra=3.2μm, 內(nèi)輪廓表面的粗糙度為Ra=0.8μm。
C. 零件材料
零件的材料為45鋼，可以通過(guò)熱處理來(lái)獲得所需的機(jī)械和力學(xué)性能。
5.8.2 毛坯選擇
A. 考慮到零件所需的性能，選用鍛件作毛坯。
B. 確定毛坯的形狀、尺寸：選用45鋼鍛件200X150X10（mm）。
5.8.3 擬定加工方案
表5-2 工序表
工序
加工內(nèi)容
刀具
刀具號(hào)
轉(zhuǎn)速(rpm)
進(jìn)給量(mm/min)
1
銑四周
φ15面銑刀
T1
500
1200
2
銑上表面
φ15端銑刀
T2
500
1500
3
粗銑型腔
φ8端銑刀
T3
1500
1200
4
精銑型腔
φ1端銑刀
T4
1500
900
5.8.4 型腔數(shù)控仿真加工
Master cam 9.0是一套被模具行業(yè)廣泛采用的CAD/CAM軟件系統(tǒng)，CAM部分
提供了完整的二軸，三軸，四軸和五軸銑削加工方式。利用Master cam 9.0的
CAM部分選擇加工方式、加工刀具、設(shè)定加工參數(shù)、計(jì)算NC刀具路徑、實(shí)體切
削模擬結(jié)果等步驟，在檢驗(yàn)一切無(wú)誤后，選擇對(duì)應(yīng)的后處理器將刀具路徑轉(zhuǎn)換成
數(shù)控機(jī)床所能接受的NC代碼，再利用DNC方式傳輸給CNC控制器進(jìn)行加工。曲
面刀具路徑用來(lái)加工曲面、實(shí)體或?qū)嶓w表面。本模具選擇型腔來(lái)進(jìn)行仿真加工。
Mastercam 使用CAD的設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)出工程圖紙，而用CAM的功能編制出刀具路
徑（NCI），最后通過(guò)NC程式輸入數(shù)控機(jī)床，加工成型。
仿真加工具體步驟如下：
A. 打開(kāi) mp4.prt,將它另存為mp4.igs,關(guān)閉文件
B. 打開(kāi)Mastercam9.0, Main menu→File→Converts→IGES→Read file選擇mp4.igs文件,將它導(dǎo)入進(jìn)來(lái)
C. Main menu→Screen→Configure→Mill9.CFG(Metric) 單擊“System
configuration”對(duì)話框中的命令,完成設(shè)置
D. 單擊, Main menu→Xform→Rotate→All→Entities→Done→Origin,出現(xiàn)“Rotate”對(duì)話框，輸入旋轉(zhuǎn)角度“180”，單擊完成
E. Main menu→Toolpaths→Job setup，出現(xiàn)Job setup對(duì)話框，設(shè)置
X=335,Y=270,Z=60,單擊完成工件設(shè)置
F. Main menu→Toolpaths→Contour→Chain,選擇型腔上表面的四條邊,選
擇End here
G. Main menu→Toolpaths→Face→Area,選擇型腔上表面，選擇Done
H.選擇Main menu→Toolpaths→Surface→Rough→Pocket→All→Done
I.選擇Main menu→Toolpaths→Dill→Do→Contour→Done
J.選擇Main menu→Toolpaths→Surface→Finish→Paraller→Done
刀具路徑控制管理器如圖5-13所示：
圖5-13 刀具控制器
仿真加工效果如圖5-14所示：
6 結(jié)論
本課題設(shè)計(jì)是MP4上蓋模具設(shè)計(jì)及其型腔仿真加工。在這次為期三個(gè)多月的畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)中，我對(duì)模具結(jié)構(gòu)有了理性的認(rèn)識(shí)，對(duì)模具設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)對(duì)塑料模具設(shè)計(jì)和制造進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，了解模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，并制定了設(shè)計(jì)方案和計(jì)劃。
首先對(duì)制品數(shù)據(jù)收集后進(jìn)行三維實(shí)體造型,再進(jìn)行一系列模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),再應(yīng)用Mastercam軟件進(jìn)行型腔數(shù)控加工,過(guò)程中發(fā)現(xiàn)很多不懂的問(wèn)題，及時(shí)查找書籍和請(qǐng)教老師指點(diǎn)，不斷解決了這些難題。在設(shè)計(jì)中注意了配合尺寸和粗糙度的要求并進(jìn)行工藝分析,盡量滿足生產(chǎn)要求,降低了零件的加工成本,大大提高了加工效率。通過(guò)以上工作的完成，我對(duì)一套模具從設(shè)計(jì)到加工的全過(guò)程有了清醒而直觀的認(rèn)識(shí)，同時(shí)從中受益匪淺。
在設(shè)計(jì)中由于使用最新的模具設(shè)計(jì)軟件使工作效率大大提高，并且提高了模具結(jié)構(gòu)的合理性，同時(shí)自己學(xué)到了很多知識(shí)。但由于實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的欠缺，在設(shè)計(jì)中對(duì)零件的加工精度和成型零件的加工工藝的確定由很多不足之處，在以后的工作學(xué)習(xí)中會(huì)好好改進(jìn)，盡量做到最好。
參考文獻(xiàn)
[1] 唯美科技, 何博.中文版Pro/ENGINEER Wildfire 實(shí)用速成教程[M].中國(guó)電力出版社,2004.5.
[2] 申開(kāi)智.塑料成型模具[M].中國(guó)輕工業(yè)出版社,2004.5.
[3] 何滿才.模具設(shè)計(jì)—Pro/ENGINEER Wildfire中文版實(shí)例詳解[M].人民郵電出版社，2005.5.
[4] 侯文君, 王飛, 盧山.AutoCAD2000實(shí)用教程[M].北京郵電大學(xué)出版社，2000.6.
[5] 王伯平.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003.8.
[6] 李志剛，夏巨諶.中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典[M].中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，2003.5.
[7] 白立新，王爾健，應(yīng)道寧. 模具生產(chǎn)中的CAM技術(shù)[J].模具工業(yè)，1994
[8] 孫俊.Pro/E軟件Pro/ MOLDESIGN模塊在注射模設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].模具工業(yè)，1995.
[9] 嚴(yán)烈.Mastercam模具設(shè)計(jì)實(shí)例寶典[M].北京地質(zhì)出版社，2001.3.
[10] 陳孝康，周興隆.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)[M].北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001.1.
[11] 許發(fā)樾.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.9.
[12] 趙偉. 模具圖樣簡(jiǎn)化畫法的應(yīng)用[J].模具工業(yè)，1994.3.
[13] 陸寧.實(shí)用注塑模具設(shè)計(jì)[M].中國(guó)輕工業(yè)出版社，2001.5.
[14]李云程.模具制造工藝學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.10.
致 謝
在為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，本人充分利用四年來(lái)所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，以及設(shè)計(jì)前一段時(shí)間去工廠實(shí)習(xí)參觀所得的一些經(jīng)驗(yàn),使得我對(duì)模具有了具體的認(rèn)識(shí)。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，本人學(xué)會(huì)了應(yīng)用Pro/E和MasterCAM軟件進(jìn)行三維造型和模具仿真加工，對(duì)于設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題進(jìn)行了分析，并提出了一些解決方法。通過(guò)AutoCAD和PRO/E兩種方式造型，鍛煉了我對(duì)兩種軟件應(yīng)用的熟練程度，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。在模具設(shè)計(jì)中，根據(jù)模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，設(shè)計(jì)出了較為合理的模具，但是由于知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的缺乏,在一些機(jī)構(gòu)的處理上仍欠缺考慮，能完成較為簡(jiǎn)單數(shù)控加工，對(duì)于比較復(fù)雜的加工仍需要繼續(xù)研究。
此次能夠順利完成設(shè)計(jì)是由于本人在設(shè)計(jì)中得到劉道標(biāo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中為我提供了許多寶貴的資料，給我指明了設(shè)計(jì)方向，在此我謹(jǐn)向他表示衷心的感謝。此外，感謝同組的黃杰、潘維軍等同學(xué)對(duì)我的幫助和支持。因本人實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)與理論水平有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中肯定存在一些錯(cuò)誤，請(qǐng)讀者給予批評(píng)和指正。謝謝！
我會(huì)在以后的工作中為社會(huì)作出貢獻(xiàn)去回報(bào)他們對(duì)我的教導(dǎo)。希望每個(gè)人都和我一樣，通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì)，能夠?qū)W到很多的知識(shí)與道理，大家都能用一顆熱誠(chéng)的心去投身未來(lái)的工作，報(bào)效祖國(guó)、父母、老師。
附錄
序號(hào) 圖名 圖號(hào) 圖幅 張數(shù)
1 裝配圖 MPWHY-00 A0 1
2 復(fù)位桿 MPWHY -01 A4 1
3 定模座板 MPWHY -03 A3 1
4 定模板 MPWHY -04 A1 1
5 凹模 MPWHY -05 A3 1
6 定位環(huán) MPWHY -06 A4 1
7 澆口套 MPWHY -07 A4 1
8 成品 MPWHY -08 A3 1
9 凸模 MPWHY -09 A3 1
10 導(dǎo)套 MPWHY -10 A4 1
11 導(dǎo)柱 MPWHY -11 A4 1
12 動(dòng)模板 MPWHY -12 A1 1
13 拉料桿 MPWHY -13 A4 1
14 支撐板 MPWHY -14 A3 1
15 墊塊 MPWHY -15 A3 1
16 推板固定板 MPWHY-16 A3 1
17 推板 MPWHY-17 A3 1
18 動(dòng)模座板 MPWHY-19 A3 1
19 推板導(dǎo)柱 MPWHY -20 A4 1
20 推板導(dǎo)套 MPWHY-21 A4 1
21 三維圖冊(cè) 1 冊(cè)22 數(shù)控代碼 1 冊(cè)
23 零件加工工藝過(guò)程卡片 1份
24 凹模加工工序卡片 1份
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