【文章內(nèi)容簡介】 ，如工模具的成本可以更低，而且原料的成本也大大的降低，研究適合微型注塑模具和微型注塑機的成型理論和制造方法，尋找和研制 適合微型塑料制件生產(chǎn)的塑料原料，以及開發(fā)相應(yīng)的檢測儀器設(shè)備，已經(jīng)成為目前國內(nèi)外的研究熱點。 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 5 六、 CAD/CAM技術(shù)概述 CAD/CAM 即計算機輔助設(shè)計與制造 ,其含義是指產(chǎn)品設(shè)計和制造人員根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計和制造流程 ,在計算機系統(tǒng)的支持下 ,進(jìn)行設(shè)計和制造的一項技術(shù)。一般講 ,一個完整的CAD/CAM 系統(tǒng)是由計算機、外圍設(shè)備及附加生產(chǎn)設(shè)備等硬件和控制這些硬件運行的指令、程序即軟件組成。 CAD/CAM 技術(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，先后走過大型機、小型機、工作站、微機時代，每個時代都有當(dāng)時流行的 CAD/CAM 軟件?，F(xiàn)在，工作站和 微機平臺 CAD/CAM 軟件已經(jīng)占據(jù)主導(dǎo)地位，并且出現(xiàn)了一批比較優(yōu)秀、比較流行的商品化軟件。 七、 CAD/CAM系統(tǒng)的發(fā)展方向 CAD/CAM 軟件的功能將不斷得到完善和優(yōu)化 ,逐步實現(xiàn) CAD/CAM 無縫整體化集成。具體體現(xiàn)在以下幾方面。 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)與多媒體技術(shù)更好的結(jié)合 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)與多媒體更好的結(jié)合 ,增強使用的靈活性。未來的人機交互界面將會更加友善和方便 ,還可引入觸摸式、聲控式等各種操作方式。 CAD/CAM 系統(tǒng)應(yīng)具有高度的開發(fā)性 CAD/CAM 系統(tǒng)的開放性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)的 工作平臺、用戶接口、應(yīng)用開發(fā)環(huán)境及與其他系統(tǒng)的信息交換等方面?，F(xiàn)在市場上的 CAD/CAM 產(chǎn)品一般都會為用戶提供二次開發(fā)環(huán)境 ,方便用戶訂制自己的 CAD/CAM 系統(tǒng) ,具有較好的開放性。 CAD/CAM 系統(tǒng)應(yīng)具備更好的集成性 集成就是向企業(yè)提供 CAD/CAM 一體化的解決方案 ,企業(yè)中各個環(huán)節(jié)不可分割 ,統(tǒng)一考慮。企業(yè)的整個生產(chǎn)過程實質(zhì)上是信息的采集、傳遞和加工處理的過程。 CAD/CAM 系統(tǒng)應(yīng)具備更強的智能性 智能化設(shè)計功能是未來 CAD/CAM 軟件的一個重要標(biāo)志。 CAD/CAM 系統(tǒng)將包括專家系統(tǒng)、經(jīng)驗儲存、 智能庫、推理規(guī)則和自動學(xué)習(xí)功能。軟件開發(fā)要將產(chǎn)品設(shè)計加工過程直接與系統(tǒng)相結(jié)合 ,使用戶輕松完成工作任務(wù)。 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 6 八 、 CAD/CAM技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用前景 CAD/CAM 技術(shù)給企業(yè)帶來了全面的、根本的變革 ,使傳統(tǒng)的企業(yè)設(shè)計與制造發(fā)生了質(zhì)的飛躍 ,在全國范圍內(nèi)受到普遍重視和廣泛應(yīng)用。企業(yè)要想進(jìn)一步跟上時代步伐 ,CAD/CAM 必須要把握好正確的發(fā)展方向。 在 CAD/CAM 軟件的選用上 ,堅持高、中、低并存 。 高檔 CAD/CAM 軟件實現(xiàn)了 CAD、 CAE(計算機輔助工程分析 )、 CAPP(計算機輔助工藝過程設(shè)計 )、 CAM、 PDM(產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理 )和 PPC(生產(chǎn)計劃與控制 )等技術(shù)的高度集成 ,能實現(xiàn)設(shè)計制造及生產(chǎn)管理的一體化。這類高檔的CAD/CAM 軟件 ,典型的有 Pro/Engineer、 CATIA 等國外開發(fā)的軟件。中、低檔 CAD/CAM 軟件只具備部分功能 ,但是由于成本低、實用性強 ,易學(xué)易用 ,所以大部分企業(yè)都具備應(yīng)用條件 。 加大創(chuàng)新力度 ,不斷開發(fā)具有特色的 CAD/CAM 軟件 。 開發(fā) CAD/CAM 軟件的目的應(yīng)用CAD/CAM技術(shù) ,科研單位不僅要緊跟時代潮流 ,加快 CAD/CAM軟件的二次開發(fā)步伐 ,同時要結(jié)合國情、遵守各國規(guī)范 ,面向國 內(nèi)企業(yè)發(fā)展的需要 ,加大創(chuàng)新力度 。 九、 CAD/CAM技術(shù)在國 內(nèi) 的應(yīng)用 綜合來看 ,CAD/CAM 技術(shù)的在國內(nèi)的應(yīng)用主要有以下幾個特點 : (1)起步晚、市場份額小 我國 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用從 20 世紀(jì) 80 年代開始 ,經(jīng)過四十多年的發(fā)展，與發(fā)達(dá)國家還有很大的差距。 有些小企業(yè)由于經(jīng)濟實力不足 、技術(shù)人員缺乏 ,CAD/CAM 技術(shù)還不能夠完全應(yīng)用到生產(chǎn)實踐中。國內(nèi)研發(fā)的 CAD/CAM 軟件在包裝和功能上與發(fā)達(dá)國家還存在差距 ,市場份額小。 (2)應(yīng)用范圍窄、層次淺 CAD/CAM 技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用在 CAD 方面 主要包括二維繪圖、三維造型、裝配造型、有限元分析和優(yōu)化設(shè)計等。其中 CAD 二維繪圖技術(shù)在企業(yè)應(yīng)用情況較好 ,這一方面得益于國家大力推進(jìn) “ 甩圖板 ” 工程 ,另一方面是由于二維繪圖技術(shù)解決的是所有企業(yè)的共性問題。 (3)功能單一、經(jīng)濟效益不突出 CAD/CAM 技術(shù)在企業(yè)中的應(yīng)用只是單元的智能技術(shù)應(yīng)用 ， 是從企業(yè)生產(chǎn)的幾個側(cè)面來提高效率。功能分散的 CAD/CAM 技術(shù)其效果是有限的 ， 只有將 CAD、 CAPP、 CAM、 PDM 等技術(shù)集成在一起 ,綜合應(yīng)用在設(shè)計與制造生產(chǎn)的過程中 ， 才能產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益。 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 7 第一章、塑件工藝 分析 、塑件的原始材料分析 該材料為丙烯腈 丁二烯 苯乙烯共聚物（ ABS塑料），骨架塑件如圖 1： 圖 1 骨架塑件 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 8 ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學(xué)單體合成，收縮率為 %~% 。 ABS 無毒、無味、呈微黃色，成型的塑件有較好的光澤。從使用性能上看，該塑料具有極好的抗沖擊強度，有良好的機械強度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化學(xué)穩(wěn)定性和電氣性能。從成型性能上看，該塑料在升溫時粘度增高，所以成型壓力較高，故塑件上的脫模斜度宜稍大； ABS 易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理； ABS 易產(chǎn)生熔接痕，模具設(shè)計時應(yīng)注意盡量減少澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在正常的成型條件下，壁厚、熔料溫度對收縮率影響極小。在要求塑件精度高時，模具溫度可控制在 50~60℃，而在強調(diào)塑件光澤和耐熱時，模具溫度應(yīng)控制在 60~80℃。 、塑件的結(jié)構(gòu)、尺寸精度及表面質(zhì)量分析 、結(jié)構(gòu)分析 從零件圖上分析，該零件總體形狀為回轉(zhuǎn)體，在一個直徑為 38mm 高為 17mm 的圓柱中間有一個直徑為 16mm 高為 11mm 和一個直徑為 19mm 高為 6mm 的臺階孔，然后留壁厚為 。該塑件有凹槽，因此，模具設(shè)計時必須設(shè)置側(cè)向分型抽心機構(gòu)，該零件屬于中等復(fù)雜程度。 、尺寸精度分析 該塑件所有尺寸的精度為 IT4 級，對塑件的尺寸精度要求不高，對應(yīng)的模具相關(guān)零件的尺寸加工可以保證。 從塑件的壁厚上來看，該塑件的所有壁厚均勻，都為 ，有利于塑件的成型。 、表面質(zhì)量分析 對該塑件表面沒有什么要求，故比較容易實現(xiàn)。 綜合以上分析，注射時在工藝參數(shù)控制的好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。 、 明確塑件生產(chǎn)批量 該塑件要求大批量生產(chǎn)。 、估算塑件的體積和重量 按照圖 2 塑件各部分體積近似計算： 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 9 32 mm????總 321 mm 1 7 0 0 .3 169 .53 .1 4 V ???? 3222 mm 4 5 2 1 .66)11( 1 93 .1 4 V ???? 3223 mm 6 8 0 1 . 2 58)9 .5( 1 93 .1 4 V ???? 324 mm 2 2 1 0 .5 61183 .1 4 V ???? 故塑件的體積為： 33 cm 4 . 0 44 0 3 6 . 4 6 m m2 2 1 0 . 5 66 8 0 1 . 2 54 5 2 1 . 61 7 0 0 . 3 11 9 2 7 0 . 1 8V ??? 塑件重量為 g 4 .2 8 2 44 .0 41 .0 6v G S ????? ? 式中 ? 為塑料密度 (ABS 的密度 ~ cmg?? ) 圖 2 塑件各部分體積 、分析塑件的成型工藝參數(shù) 干燥處理： ABS 材料具有吸濕性，要求在加工之前進(jìn)行干燥處 理。建議干燥條件為80~90C 下最少干燥 2 小時。材料溫度應(yīng)保證小于 %。 熔化溫度： 210~280℃；建議溫度： 245℃。 模具溫度： 25~70℃。（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。 注射壓力： 50~70MPa。 注射速度：中高速度。 根據(jù)塑件形狀及尺寸采用一模二件的模具結(jié)構(gòu)，考慮外形尺寸及注射時所需的壓力情況，參考模具設(shè)計手冊初選螺桿式注射機： XS— Z— 60。 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 10 第二章、確定模具結(jié)構(gòu)方案 、脫模原理 制品為骨架。該模具采用斜導(dǎo)柱抽心機構(gòu)來實現(xiàn)垂直分型動作。鎖緊鍥與定模 板做成整體，確保凹模滑塊 14的定位鎖緊。 工作原理 模具分流道與側(cè)澆口開設(shè)在垂直分型面 II— II 上，并由骨架凸翼腔底進(jìn)料。開模時，I— I分型面分型，斜導(dǎo)柱 3帶動凹模滑塊 14 做 II— II 垂直分型面分型。最后，由推板 4推出塑件制品。如圖 3： 圖 3 模具結(jié)構(gòu)原理圖 、確定型腔數(shù)量及布局形式 該塑件在注射 時采用一模二件，即模具需要二個型腔。綜合考慮澆注系統(tǒng)，模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度等因素擬采取圖 4所示的型腔排列方式。 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 11 圖 4 型腔排列方式 、選擇分型面 確定分型面位置 如圖 5： 圖 5 分型面位置 、確定澆注系統(tǒng)與排氣系統(tǒng) 、澆注系統(tǒng)形式 采用普通澆注系統(tǒng)，由于二型腔模，必須設(shè)置分流道，用潛伏式澆口形式從零件內(nèi)部進(jìn)料，利用分型面間隙排氣。 、主流道設(shè)計 根據(jù)《塑料模具設(shè)計手冊》初步得 XS－ Z－ 60 型注射機噴嘴的有關(guān)尺寸： 噴嘴前端孔徑： mm 4d0 ?? ； 噴嘴前端球面半徑： mm 12R0 ? ； 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 12 根據(jù)模具主流道與噴嘴的關(guān)系： mm 2)~(1RR 0 ?? mm 1)~(0 .5d d 0 ?? 取主流道球面半徑： mm 13R? ； 取主流道的小端直徑 mm 5d ?? ； 為了便于將凝料從主流道中拔出，將主流道設(shè)計成圓錐形，其斜度為 ?6~2 ，取 ?4 ，經(jīng)換算得主流道大端直徑為 mm8D ?? 。 、分流道設(shè)計 、分流道的形狀和尺寸 分流道的形狀和尺寸應(yīng)根據(jù)塑件的體積、壁厚、形狀的復(fù)雜程度、注射速度、分流道的長度等因數(shù)來確定。本塑件的形狀不復(fù)雜，熔料填充型腔比較容易。根據(jù)型腔的排列方式可知分流道的形狀長度較短，為了便于加工起見，選用截面形狀為半圓形分流道，查表540(塑料模具設(shè)計手冊 )得 mm ? 。 、分流道的表面粗糙度 由于分流道與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面粗糙度要求不太低， 一般 Ra取 ? 左右，這可增加對外層塑料熔體的阻力，使外層塑料冷卻皮層固定，形成絕熱層。 、澆口的設(shè)計 根據(jù)塑件的成型要求及型腔的排列方式，選用潛伏式澆口較為理想，如 圖 6。 設(shè)計時在模具結(jié)構(gòu)上采取瓣合式型腔，潛伏式澆口的錐角取 ?? 20~10 。 圖 6 潛伏式澆口示意圖 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 13 查表 545(塑料模具設(shè)計手冊 )選尺寸為直徑 mm 1? ,試模時修正。 、排氣系統(tǒng) 該模具為小型模具，可利用分型面 間隙排氣，該分型面位于熔體流動的末端。 、選擇推出方式 該塑件為簿壁塑件，綜合各個因素，選定為推板推出機構(gòu)，如圖 7。為了防止推板刮傷凸模，推板內(nèi)孔應(yīng)比凸模成型部分大 mm 25~mm 外，將凸模和推板的配合做成 錐面，以防止因推板偏心而出現(xiàn)飛邊，其單邊斜度 ?10 左右為易。 圖 7 頂出方式 地球大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計論文 14 第三章、模具設(shè)計的有關(guān)計算 、型芯和型腔工作尺寸的計算 查表《塑料模設(shè)計手冊》表 14 塑料 ABS收縮率： %~%。 平均收縮率： 0. 55 %0. 8% )/ %0(S ???? 計算如下表： 類別 尺寸類型 塑件尺寸 計算公式 型腔或型芯的工作尺寸 型腔的計算 徑向尺寸的計算 ? 38 ZZ SM LSL ?? ??? ???? 00 ]43)1[()( ? ? ? 22 ? ? ? 19 ? ? ? 深度尺寸的計算 8 ZZ SM HSH ?? ??? ???? 00 ]32)1[()( ? 6 ? ? 型芯的計算 徑向尺寸的計算 ? 16