【文章內(nèi)容簡介】 34所示： 表 34 模板各部分主要結(jié)構(gòu)尺寸 1 定模固定板 長 寬 厚 ? 630mm 40mm 2 定模鑲件 長 寬 厚 ? 246mm 65mm 3 型芯上鑲件 長 寬 厚 ? 210mm 68mm 4 型芯主體 長 寬 厚 ? 410mm 560mm 5 型腔 長 寬 厚 ? 410mm 560mm 6 動模固定板 長 寬 厚 ? 630mm 40mm 根據(jù)上述的設(shè)計，最后設(shè)計出的模具的總裝圖 如下： 15 圖 38 模具三維總裝圖 圖 39 模具三維爆炸圖 凸、凹模結(jié)構(gòu)形式 對于極為簡單的形狀可以采用整體式的凸?；虬寄Ｍ猓捎闷磋偡椒ńM合成凸?；虬寄！? 16 圖 310 模具凸模 圖 311 模具凹模 加工零件工藝審查 A. 零件結(jié)構(gòu)特點： 該零件是注塑模的型腔，矩形外表面和動模板配合，型腔結(jié)構(gòu)以曲面為主加工比較復(fù)雜。由于型芯在注塑時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： a. 熱處理： HB230～ 196； b. 銳角去毛刺倒鈍；c. 未注圓角 R=； d. 孔與基準(zhǔn) C的垂直度公差等級為 7級。 加工表面及其要求 :矩形配合面的表面粗糙度 Ra= m、與基準(zhǔn) A的垂直度公差為 ；分模面的平面度公差為 ，與基準(zhǔn) A 的平行度公差為 ；內(nèi)輪廓表面的粗糙度為 Ra= m。 C. 零件材料： 由于大批量生產(chǎn)及型腔結(jié)構(gòu)簡單，成型零件的材料選用模具鋼 45。 D．毛坯的選擇： 考慮到零件所需的性能，選用鑄件作毛坯；確定毛坯的形狀、尺寸：選用模具鋼 45鑄件 ? 650 520（ mm）； 基準(zhǔn)選擇 加工中心的一次裝夾希望能夠進(jìn)行在該基準(zhǔn)下的全部加工，這樣可以降低由于基準(zhǔn)不重合而導(dǎo)致的基準(zhǔn)不重合度誤差。根據(jù)對工件的加工的初步分析在毛坯的初 17 次裝夾后可以完成加工，故選用毛坯的初始輪廓面為裝夾基準(zhǔn)。 4． Cimatron仿真加工 Cimatron 工作環(huán)境是專門針對模具行業(yè)設(shè)計開發(fā)的，可以說是一個高級的模具設(shè)計制造軟件。它支持實體，曲面和線框混合造型，使模具設(shè)計者輕松導(dǎo)入數(shù)據(jù)和創(chuàng)建零件的概念設(shè)計。 CAD文件 打開 cimatron ，在主菜單上選擇“文件” “打開文檔”，在 cimatron 瀏覽器中選擇凹模，打開文件后，在 CAD方式下檢驗?zāi)Ｐ偷耐暾浴? CAM編程模塊 （ 1） 輸出到 CAM主菜單上選擇“文件” “輸出” “到加工”。將當(dāng)前文件作為加工模型輸出到 CAM方式。 （ 2）確認(rèn)模型放置位置。進(jìn)入加工模塊后，模型的放置位置和旋轉(zhuǎn)角度按默認(rèn)方式，即直接放置到坐標(biāo)系的原點，同時不做旋轉(zhuǎn)。在特征向?qū)谥袉螕簟按_定”按鈕完成模型放置。 單擊屏幕左側(cè)的編程向?qū)l 中的“刀具”按鈕，進(jìn)入新建刀具功能，屏幕上會出現(xiàn)“刀具和卡頭”對話框，在對話框中單擊“新建刀具”按鈕，如圖所示 圖 41 刀具的選擇 單擊屏幕左側(cè)的編程向?qū)l中的“新建刀具軌跡”按鈕進(jìn)入刀具新建軌跡功能，屏幕上會彈出“創(chuàng)建刀具軌跡對話框” 窗口內(nèi)定義新建的刀路軌跡的名稱與坐標(biāo)系 18 及安全平面高度。 圖 42 刀具軌跡的選擇 單擊在屏幕左側(cè)的編程向?qū)l中的“創(chuàng)建程序”按鈕，開始創(chuàng)建程序，此時屏幕上的向?qū)l改變成程序向?qū)l。如圖所示 圖 43 程序的創(chuàng)建 19 工藝 在上圖對話框中，主選項選擇 軸加工，子選項中選擇素材環(huán)切 刀具確定后，會切換到加工對象功能下。單擊“工件輪廓”數(shù)量按鈕進(jìn)行曲面選擇，在彈出的對話中設(shè)置參數(shù) 圖 44 刀具參數(shù)的設(shè)置 20 圖 45 刀具參數(shù)的設(shè)置 圖 46 刀具參數(shù)的設(shè)置 圖 47 刀具參數(shù)的設(shè)置 21 圖 48 刀具參數(shù)的設(shè)置 圖 49 刀具參數(shù)的設(shè)置 22 圖 410 刀具參數(shù)的設(shè)置 圖 411 毛坯 23 圖 412 凹模 24 5 結(jié)論 這次為期三個多月的畢業(yè)設(shè)計已接近尾聲，在這段時間里我結(jié)合設(shè)計課題和設(shè)計任務(wù)書的要求，首先進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)，在工廠中對模具結(jié)構(gòu)有了理性的認(rèn)識，對模具設(shè)計奠定了基礎(chǔ)，同時對塑料模具設(shè)計和制造進(jìn)行文獻(xiàn)檢索，了解模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并制定了設(shè)計方案和計劃。 按照畢業(yè)進(jìn)度安排，我先對塑件進(jìn)行測繪，確定尺寸精度和加工要求，并對其進(jìn)行加工工藝分析，確定了各個零件之間的關(guān)系，對模具整體按照設(shè)計手冊進(jìn)行設(shè)計計算，取得各個零件的設(shè)計參數(shù)，繪制了模具裝配圖。最后實現(xiàn)型腔的仿真加工。 通過這 次畢業(yè)設(shè)計我對模具結(jié)構(gòu)有了清楚的認(rèn)識，了解了注塑模具的工作方式，對型腔、型芯等主要零件的設(shè)計及要求有了初步知識。能夠?qū)δ＞咴O(shè)計中出現(xiàn)的問題予以解決，正確選取了型腔數(shù)、模具結(jié)構(gòu)尺寸。在模具設(shè)計中，精度要求的確定是至關(guān)重要的一步，要綜合考慮尺寸精度及配合要求，特別是各模板及型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度確定的合理與否將影響到塑件的質(zhì)量，從而對產(chǎn)品的使用性能及企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生很大的影響。 在設(shè)計中由于使用最新的模具設(shè)計軟件是工作效率大大提高，并且提高了模具結(jié)構(gòu)的合理性。但由于實踐工程經(jīng)驗的欠缺 ，在設(shè)計中對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)中還有待改進(jìn)。 25 參 考 資 料 [1]王衛(wèi)兵 .Cimatron E 模具設(shè)計與數(shù)控編程實例教程 .北京：清華大學(xué)出版社，20207. [2] 陸錦明，黃仕勇，陳江虎 . Cimatron 軟件在模具數(shù)控加工中的應(yīng)用 [J] .模具制造， 2020，（ 7）： 6163. [3]曹德權(quán)，唐定勇 .Pro/ENGINEER Wildfire 中文曲面與逆向工程設(shè)計 .北京：電子工業(yè)出版社， 202010. [4]王樹勛，蘇樹珊 .模具實用技術(shù)設(shè)計綜合手冊 .廣州：華南理工大學(xué)出版社， 20206 [5]陳靜媛 . 模具行業(yè)設(shè)計制造現(xiàn)狀與趨勢 [J].機(jī)械設(shè)計與制造， 2020（ 02）：174175. [5]洪慎章 . 現(xiàn)代模具技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 [J] . 航空制造技術(shù)， 2020，（ 6）： 13. [6]何博 .Pro/ENGINEER Wildfire 實用速成教程 .北京：中國電力出版社， 20204. [7]黃毅宏 .模具制造工藝 [Ｍ ].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,1995． [8]宜凱得科技，張祥杰，黃圣杰 .Pro/ENGINEER Wildfire 模具設(shè)計 .北京：中國鐵道出版社， 20206. [9]許越樾 .實用模具設(shè)計與制造手冊 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 202010. [10]陳孝康，陳炎嗣，周興隆 .實用模具技術(shù)手冊 .北京：中國輕工業(yè)出版社， 20201. [11]林清安 .Pro/ENGINNER 模具設(shè)計 .北京：電子工業(yè)出版社， 20204. [12]申開智 .塑料成型模具 .北京：中國輕工業(yè)出版社， 20209. [13]李云程 .模具制造工藝學(xué) .北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 202010. 26 致 謝 本人在這次畢業(yè)設(shè)計中，充分利用這四年所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識和平時自學(xué)的軟件應(yīng)用，特別是在工程領(lǐng)域分析問題，解決問題的方法。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我對Pro/E、 Cimatron E 有了進(jìn)一步的掌握，對于使用 Pro/E 三維造型和使用 Cimatron制作模架感到很是方便，對其中“塑料顧問”模塊有的新的認(rèn)識，通過這個模塊在先前就可以了解到制品注射成型后的質(zhì)量是否達(dá)到設(shè)計要求，對于使用 Cimatron 進(jìn)行仿真加工和數(shù)控編程中的實際加工問題進(jìn)行了分析，對于 AUTO CAD 有的使用進(jìn)一步的練習(xí)。在使用過程中 對這些應(yīng)用軟件的優(yōu)缺點有了很深的印象，充分利用它們的優(yōu)點對我的設(shè)計幫助很大，不僅效率高了而且對工作質(zhì)量有很大的益處。 在本次水桶模具設(shè)計中承蒙老師的悉心指導(dǎo)和幫助，在畢業(yè)設(shè)計過程中提供了很多寶貴的資料、設(shè)計和方向、設(shè)計思路，以及模具結(jié)構(gòu)原理方面的知識，在此向他表示衷心的感謝。 因本人工程實踐經(jīng)驗與理論水平有限，時間較短促，設(shè)計過程中難免存在錯誤，請老師批評指正。 27 附錄：外文翻譯 薄壁模具成功的秘密 要求生產(chǎn)一種小的輕的零件 ,就要我們尋找一個能夠注出薄壁工件的注塑模具 .現(xiàn)在 ,” 薄壁 ” 在微電子方面通常定義為少于 1m壁厚 .在大的自動化方面 ,” 薄 ” 可能意味是 2mm左右 .無論怎么樣 ,越薄壁的地方 ,在生產(chǎn)過程中要求的變化就越多 :更高的壓力和速度 ,更短的冷卻時間 ,和改注射的方法和工作排列的方式 .這些過程的改變在模具 ,機(jī)構(gòu)和零件設(shè)計中要引起一系列的思考 機(jī)械方面的思考 : 標(biāo)準(zhǔn)的注塑機(jī)都能夠應(yīng)用于大多數(shù)的薄壁注射 .新標(biāo)準(zhǔn)的注塑機(jī)的容量遠(yuǎn)超過了十幾年前的機(jī)器 .先進(jìn)的材料和技術(shù) ,高超過的設(shè)計水平大大的增加了薄壁零件對標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)的要求 . 但是當(dāng)薄壁不斷的收縮 ,要求有更大的高速帶來的特殊壓 力 .例如微電子零件的壁厚少于 1m,填充時間要少于 30000psi是不罕見的 .為薄壁注射而設(shè)計的水力機(jī)械通常儲蓄的能量既用于注射又用于夾緊循環(huán) .純電的和水電混合的機(jī)械的出現(xiàn)往往能夠提供更高的速度和更大的壓力 . 為了抵抗高壓 ,在注射范圍內(nèi) ,夾緊里應(yīng)該是在 57噸每平方英寸 .另外 ,連接桿到壓盤有助于減少彎曲 ,當(dāng)墻壁厚度減少 ,注射壓力上升 .薄壁注射機(jī)的連接桿到壓盤厚度的距離通常是 2:1,或者是更低的比率 .而且 ,隨著壁厚的變薄 ,注射速度的閉環(huán)的控制 ,轉(zhuǎn)移壓力和其他的過程變量能 28 在高速度和壓力擁包的 情況下幫助控制充滿型腔 . 當(dāng)它開始注射容量時，大量的塑料裝入型腔太多了。我們建議注射40%~70%的型腔容量到模的型腔里面。在薄壁注射的應(yīng)用中經(jīng)常能見到的大大地減少的總循環(huán)周期時間可以使把最小注射量降低到型腔容量的20%~30%成為可能，但是 ，只有在徹底了解零件因材料變化而引起的其特性的變化的情況下才能實現(xiàn)。用戶必須小心，小的注射量可能引起材料性能的降低，因此，意味著更長的只社時間。 模子：本身的精度 速度是薄壁模能否做成功的關(guān)鍵的因素之一。更快的折射速度和更高的注射壓力把溶解的熱塑性的材料在一個足夠 的速度下注入狹窄的型腔以避免其凝固。如果標(biāo)準(zhǔn)零件注射時間在 2sec內(nèi)，如果它的厚度減少 25%那么充型時間就能減少 50%，即 1sec鐘就能充滿型腔。 薄壁模具的好處之一是當(dāng)壁厚減少時，需要冷卻的材料也相應(yīng)的減少。隨著主要壁厚的減少，循環(huán)周期能減少 50%，熔化狀態(tài)下的系統(tǒng)的小心的管理能使分流道和主流道縮小循環(huán)周期的時間。熱的分流道和主流道通常用于薄壁零件的注塑以利于把周期時間減少到最小。 模具的材料也應(yīng)該被檢查。 P20鋼在傳統(tǒng)的應(yīng)用中廣大被使用，但是，由于薄壁注射的壓力不斷的增大，模具也必須做得更堅 固。 H13鋼和其它的堅韌的鋼為薄壁的工具提供了額外的安全保證。（另外，如果可能，你也可以選用模具的材料這 可以使在高速度注入型腔的時候，不會加快模具的磨損。） 不過，比標(biāo)準(zhǔn)的零件來說精密的模具可能要多花費 30%~40%?？墒牵?29 生產(chǎn)率成倍提高可以彌補(bǔ)這多花費的部分。實際上，薄壁的注塑的方法是經(jīng)常用