2022年毕业设计箱体注塑模CADCAM措施一.docx

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1、毕业设计 1.1 应用背景及意义 41.2 论文设计内容 41.3 论文设计重点、难点 4其次章方案论证52.1 结构分析 52.2 成型工艺分析 52.3 生产规模 6第三章箱体注射模结构设计 73.1 成型零件设计 73.2 浇注系统设计 93.3 推出机构的设计 103.4 排气系统的设计 123.5 冷却系统的设计 123.6 模架与注射机的选择 133.7 模具结构草图 163.8 注射模动作过程分析 17第四章成型零件加工工艺 184.1 加工路线 184.2 数控编程 184.3 程序清单 19第五章终止语22谢辞23附件 1:型芯的加工工艺路线 24附件 2:定模板的加工工艺路

2、线25附件 3:动模板的加工工艺路线26参考文献271.1 应用背景及意义第一章前言通过对模具专业的学习，把握常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求， 各种模具的结构特点及设计运算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求；在模具制造方面，把握一般机械加工的学问，金属材料的挑选和热处理，明白模具结构的特点，依据不怜悯形选用模具加工新工艺；箱体的毕业设计是在学习了塑料成型工艺与模具设计以及模具专业相关专业课程以后，对以上各方面的要求加以敏捷的运用；1.2 论文设计内容设计题目：箱体材料： ABS二维结构图：如图 1-1图 1-1 箱体零件图1.3 论文设计重点、难点模具结构的设计既是重点又是难点

3、，主要包括塑件成型的位置和分型面的挑选，模具型腔数目的确定及型腔的排列和流道的布局、浇口位置的挑选，模具工作零件的结构设计，推出机构的设计，拉料杆形式的挑选，排气方式设计等；其次章方案论证2.1 结构分析2.1.1 产品设计图 , 如图 2-1图 2-1 箱体产品图2.1.2 结构类型分析塑件的结构呈盒罩状，塑件底部有一个深39mm的八边形凹槽，表面有一个直径为 6.3 的通孔， 6 个阶梯孔；2.1.3 外观要求分析塑件表面粗糙度要求 Ra 为 0.8 m，其余为 3.2 m，且表面不答应有飞边、毛刺、收缩等缺陷；2.1.3尺寸精度分析精度要求按标准的公差 4 级，2.2 成型工艺分析1）、

4、ABS材料的特性成型的塑件有较好的光泽，其有极好的抗冲击强度，且在低温下也不快速下 降；ABS 属于通用性热塑性材料，其成型性能好，流淌性好，成型收缩率较小；比热容较低，在料筒中塑化效率高，在模具中凝固较快，成型周期短，但吸湿性强， 原料要需干燥，它的塑件尺寸稳固性好；在要求塑件精度高时，模具温度可掌握在50600C，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应掌握在60800C；ABS 在升温时粘度高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大； ABS 易产生熔接痕，模具设计时应留意尽量削减浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响微小；2）、ABS材料主要参数3材料的密

5、度为1.02 1.05g/cm ；收缩率为0.3% 0.8%；注射压力为70 90Mpa；查塑料成型工艺及模具设计表6.4中 ABS 材料答应的溢料值应0.05mm；2.3 生产规模生产规模的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采纳单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用；由制品图可知，塑件尺寸不大，采纳一模两腔，因此适合小批量生产；3.1 成型零件设计第三章箱体注塑模结构设计3.1.1 、塑件在模具中的位置1）、分型面的挑选：分型面应选在塑件外形最大轮廓处；应当有利于塑件的脱模；应保证塑件的精度要求；应满意塑件的外观质量要求；应便于模具

6、的加工制造；应有利于排气等等；对于箱体的分型面应挑选在塑件的最底面；塑料包紧动模型芯而留在动模， 模具结构简洁；图 3-1 分型面的形式2）、型腔布局及浇口的挑选：采纳一模两腔矩形分布，生产效率高；采纳埋伏式浇口，浇口的分流道位于模具分形面上，塑料熔体通过推杆的端部注入型腔；3.1.2 、成型零件工作尺寸的运算图 3-2 零件工作尺寸与塑件尺寸的关系图ABS材料的平均收缩率为： 0.55%查阅课本塑料成型工艺及模具设计，所用的公式如下： 型腔的径向尺寸：=型腔的深度尺寸：=型芯的径向尺寸：=型芯的高度尺寸：=中心距 Cm：=以上式中，型腔径向尺寸 型腔深度尺寸 mm塑件高度公称尺寸 mm塑件深

7、度公称尺寸 mm塑料的平均收缩率 %模具制造公差 mm一般取=）3.2 浇注系统设计一般浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成；3.2.1 、主流道的设计主流道通常设计在模具的浇口套中，为了让主流道凝料能顺当从浇口套中拔出，浊流到设计成圆锥形锥角 为 4，流道的表面粗糙度Ra 0.8 m,浇口套一般采纳碳素钢 如 T8A、T10A等材料），热处理淬火硬度 5357HRC；主流道尺寸，依据所选注塑机、就主流道小端尺寸为：d=注塑机喷嘴尺寸 +0.5 1）=3+1=4mm主流倒球面半径：SR=喷嘴球面半径 +12）=18+2=20mm3.2.2 、分流道的设计在箱体注塑模设计中分流道采纳圆形截

8、面，直径D 为 10mm，分流道长度L 为12mm， 如图 3-3 ；图 3-3 分流道的长度和直径3.2.3 、浇口的设计箱体设计中采纳埋伏式浇口，这种浇口的分流道位于摸具的分型面上，浇口斜向开设在摸具的隐藏处；塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔，因而塑件表面不受损耗，不致于因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观成效；下图3-4为埋伏式浇口开设在推杆的上部而进料口在推杆的上端的形式：图 3-4 埋伏式浇口的形式0000埋伏式浇口的锥角 取 10 20 ，倾斜角 为 45 60 ，推杆上进料口的宽度为 0.8mm2mm；3.2.4 、冷料穴和拉料杆的设计1）冷料穴是浇注系统的结构组成之一

9、，它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；便于在该处设置主流道拉料杆；本设计开设冷料穴长度为1.5d=1.5 10=15mm；2）、拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其伴同塑件一起留在动模一侧，其分 为主流道拉料杆和分流道拉料杆，箱体设计中设计了主流道拉料杆，如图3-5 ：图 3-5 拉料杆的形式材料： T8A热处理 5055HRCd=12mmD=20mm3.3 推出机构的设计1）、推出机构由推杆、推杆固定板、推板、复位杆、拉料杆、回程弹簧组成，其中，拉料杆的作用是勾着浇注系统冷料，使其伴同塑件一起留在动模一侧； 推杆用来顶制品；推杆固定板用来固定推杆，拉料杆；利用回

10、程弹簧起复位导向作用；2）、对推出机构的要求： 1.塑件留于动模； 2.模具的结构应保证塑件在开模过程中留在具有脱模装置的半模上及动模上，不要显现粘模现象；3. 塑件不变形损坏 4. 具有良好的外观 5. 结构牢靠；3）、推杆推出机构由于设置推杆位置的自由度较大因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件；推杆推出机构的特点：推杆加工简洁，更换便利，脱模成效 好；推杆设计的留意事项：、推出位置推杆的推出位置应设在脱模阻力大的地方，推杆不宜设在塑作最薄的处，以免塑件变形或损坏，当结构需要顶在薄壁处时，可增加推出面积来改善塑件受力状 况；推出面积较少时，一般采纳推出盘推出，此设计的推杆

11、放置在产品的中心；、直径和数量推杆直径不宜过细，应有足够的刚度和强度，能承担肯定的推力，一般推杆直 径为 2.5 15mm；为防止变形，对直径为 2.5mm以下的推杆设计成阶梯形；设计中推杆数量为 10 个；、 装配位置推杆端面应和型腔在同一平面或比型腔的平面高出0.05 1mm，否就，会影响塑件使用；、推杆外形与尺寸推杆材料多用钢 45、T8、T10,推杆头部要淬火处理 HRC50以上，工作端面粗糙度低于 Ra0.8；箱体设计中采纳圆形推杆推出；圆形结构简洁，应用最广；推杆直经d 与形腔部分推杆孔一般为采纳H7/e7 H8/f8的间隙协作；配部分应保证D d=4 6mm；轴肩厚约 4 6mm

12、；图 3-6 推杆的结构图材料： T8 钢，热处理 50 55HRC；尺寸： D1 =10mmd1 =4mmS1 =3mmL1 =262mm数目：每个塑件上 6 根推杆；3.4 排气系统的设计排气系统对确保制品成型质量起着重要的作用，排气方式一般有：利用排气槽；利用型芯、镶件、推杆等的协作间隙；利用分型面上的间隙；排气槽即为使模具型腔内的气体排出模具外面在模具上开设的气流通槽或孔，排气槽如设计不合理，将回产生如下弊病：1）、增加熔体充模流淌的阻力，使型腔无法被布满，导致制品棱边不清晰；2）、 在制品上出现明显的流淌痕和熔接痕，使制品的力学性能降低；3）、 滞留气体使制品产生银纹，气孔，剥层等表

13、面质量缺陷；4）、 型腔内气体受到压缩后产生瞬时的局部高温，使熔体分解变色，甚至炭化烧焦；5）、 由于排气不良，降低了熔体的充模速度，延长了注射成形周期；箱体设计中可利用推杆和分型面的间隙排气；3.5 冷却系统的设计依据模具冷却系统设计原就：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原就可知，冷却水孔数量大于或等于3 根都是可行的；这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原就；冷却系统的过程中，仍应同时遵循：（1） 浇口处加强冷却；（2） 冷却水孔到型腔表面的距离相等；（3） 冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；（4） 冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水；（5） 进水口水管接头的位

14、置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面；（6） 冷却水孔应防止设在塑件的熔接痕处；依据书上的体会值，冷却水孔取4 根，由于塑件壁厚为 3mm，因此冷却水口口径为 10mm；3.6 模架与注射机的挑选3.6.1 模架的确定1）、模具型腔的壁厚的确定：设计中挑选矩形型腔，箱体塑件的轮廓尺寸为64 64，因此矩形型腔内壁短边b 为 64，查塑料成型工艺与模具设计书表6.9 ，得整体式型腔侧壁厚 s=40mm，整个型腔的分布图如下图：依据型腔的布局可看出，型腔分布尺寸为124248，考虑到导柱、导套及连接 螺钉布置应占有的位置和采纳推板推出等方面的问题，参考P228 确定选用模架 4005

15、00 结构为 A1的形式如图 3-7 ：图 3-7 模架结构图2）模架的相关尺寸：图中， H1=32m；m H2=20mm；A=28mm； B=80mm； C=50mm； D=125mm模架的总的闭合高度 H=32 288050 12532=347； 在设计时将定模座板和定模板做成整体式；3.6.2 注射机的挑选 39=121758 mm=121.758 cm3V = 3.15 24=124.6 mm3223V4 = 3.85V 3 6 1 2=505.28 mm235 =4 1.35 1.65 3 4 1.65 2.65=131.72 mm3塑件总体积： V=V1V2 V3 V4V5=536

16、08.4 mm塑件重量： m=V =53.6 1.05=56.28g2）、依据塑件的重量或体积，挑选注射机设备的规格：当未限定设备需考虑注射机额定注射量mg，每次注射量不超过最大注射量的80%， 即：n；式中， K注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8 ：注射机的最大注射量， g浇注系统凝料量， g单个塑件的质量， g依据浇注系统初步设计方案进行估算浇注系统的体积：= 6.5 2 1042 6.5 210215 6.5 23=20.43 cm浇注系统凝料的重量：=20.43 1.05=21.45g由于采纳一模两腔，故n=2，就：3V注=159.54 cm查塑料成型工艺与模具设计书P49 表

17、3.1 得， ABS材料的注射压力为 70 90MPa；依据塑料制品的体积或质量，查塑料成型工艺与模具设计书表4.2选定注塑机型号为 XSZY 500.3）、所选注塑机的参数如下表 3-1 ：表 3-1注塑机的参数螺杆直径 /mm65mm额定注塑容量 /500注塑压力 /MP锁模力/kN注射行程 /mm模具最小厚度 /mm 模具最大厚度 /mm 最大合模行程 /mm 喷嘴圆弧半径 /mm喷嘴孔直径 /mm1453500200300450500183、5、6、8,80%；所以，选用的注塑机最大注塑量应满意：式中注塑机的最大注塑量 ,；塑件的体积， cm3浇注系统体积， cm3就 500=92.5

18、4 cm 3、锁模力的校核当高压的塑料熔体布满模具型腔时，会产生使模具分型面张开的力，这个力的大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔的压力，它应小于注塑机的额定锁模力 Fp，才能保证注射时不发生溢料现象，即：Fz=pnA+A1 Fp2式中， Fz 熔融塑料在分型面上的涨开力， N；Fp注射机的额定锁模力， N.A单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2A1浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm p塑料熔体对型腔的成型压力，其大小一般是注塑压力的80%，Mpa查塑料成型工艺与模具设计表4.1 得， p=30 Mpa3投影面积的运算：212A=64 64 3 4 3.152 2 3

19、.85 A =1.3 2 22.6=6.53 cm 3=38.58 cm就 FpnA+A1=30238.58 6.53 ）=251.07KN，即 3500KN 251.07KN，满意要求；、最大闭合高度的校核模具厚度 H与注塑机的闭合高度应当满意：H 式中，注塑机答应最小模厚，为 300mm，注塑机答应最大模厚，为 450mm，挑选的模架中模具的闭合高度 H=347，即 300 347450，因此符合要求；、高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合： 模具长 宽拉杆面积模具长 宽为 400mm400mm注塑机拉杆间距 540mm 440mm故满意要求；、注塑机开模行程的校核注塑机开模行程

20、应大于模具开模时取出塑件mm式中， S注塑机的最大开模行程， mm H1 推出距离 脱模距离）， mmH2 包括浇注系统在内的塑件高度， mm即 500mm39mm64mm5mm=108mm3.7 模具结构草图如图 3-7 所示：图 3-7 箱体注塑模的结构图1定位圈 2压板 3 小型芯 1） 4 小型芯 2） 5 螺钉 6 定模板7动模板 8 大型芯 9 推杆 10 支承板 11 垫块 12 螺钉 13 螺钉14小型芯 3） 15 螺钉 16 浇口套 17 推杆 18 导套 19 导柱 20 拉料杆 21 复位杆 22 推板导柱 23 推杆固定板 24 推板导套 25 动模座板 26 推板

21、27- 水管接头3.8 注射模动作过程分析合模时，在导柱 19 和导套 18 的的导向作用下，动模和定模合模；型腔由定模板 6 上的凹模和固定在动模板 7 上的凸模组成，并由注射机合模系统供应的锁模力锁紧；然后注射机开头注射，塑料熔体经定模上的浇注系统进入型腔，待熔体布满 型腔并经过保压、补缩和冷却定型后开模；开模时，注射机注射机合模系统带动动模后退，模具从动模和定模分型面分开，塑件包在凸模 型芯） 8 上随着动模一起后退，同时拉料杆20 将浇注系统的主流道凝料从浇口套中拉出；当动模移动肯定距离后，注射机的顶杆接触推板26，推板导柱 22 和推板导套 24 的导向作用下，推出机构开头工作，使推

22、杆和拉料杆分别将塑件及浇注系统凝料从凸模和冷料穴中推出，塑件与浇注系统凝料一起从模具中落下，至此完成一次注射过程；合模时，推出机构靠复位杆复位并预备下一次注射；4.1 加工路线第四章 成型零件加工工艺4.1.1 、定模型芯的加工工艺路线：备料车削端面热处理磨研磨检验；分析：型芯总体外形是旋转体，因此备料时挑选圆棒料；公差按塑件标准公差4 级，精度要求不高，可考虑用车削加工主要轮廓然后再磨；材料应挑选锻造性能好、淬透性好、热处理变形的小来制作，如CrWM；n 下料长度因考虑车削时的装夹长度，外圆留 5mm的切削余量； 具体工艺卡见附件 1）4.1.2 、动模的加工工艺路线：备料铣六面热处理钳工镗

23、磨检验；分析：动模的结构主要由很多的通孔组成：四个导柱孔、推杆孔、螺纹孔，两 个型芯孔，因此可以先在钻床上钻孔后再在镗床上镗孔；为保证模板上、下表面的 平行度和表面粗糙度，在铣削之后需要在平面磨床上磨削上、下平面；具体工艺卡见附件 2）4.1.3 、定模的数控加工路线路线：备料铣六面磨线切割数控铣热处理检验；分析：动模由两个型腔和流道组成，为保证模板上、下表面的平行度和表面粗糙度，在铣削之后需要在平面磨床上磨削上、下平面；具体工艺卡见附件 3）数控铣： 1）、型腔铣粗加工分型面：立铣刀EM20_R0.5；2）、型腔铣粗加工两个型腔和分流道：球头刀BM4；3）、固定轮廓铣精加工两个型腔：球头刀B

24、M4；4）、固定轮廓铣精加工分流道：球头刀BM4；5）、参考刀具清根铣精加工转接R：球头刀 BM1；4.2 数控编程1）、进入加工模块，设置加工方法在数控加工环境中挑选型腔铣mill contour，挑选“加工方法视图”并对粗加工和精加工的部件余量设定参数；2）、创建铣刀点击“创建刀具”，并修改立铣刀和球铣刀的参数；3）、创建几何体在“操作导航器”中双击创建几何体WORKPIEC在E,“铣削几何体”对话框中完成部件几何体的设定，然后在弹出的“毛胚几何体”对话框中挑选“自动块”，完成指定毛胚的设定；4）、创建型腔铣粗加工分型面操作挑选“创建操作”对类型、位置、名称进行设定；在“型腔铣”中设定刀轨

25、、切削层、切削参数、非切削移动、进给和速度的参数；参数设定终止，挑选“生成”按钮，生成加工轨迹并点击确认；在“刀轨可视化”对话框中点击“3D 动态” 进行三维动态模拟；5）、后置处理点击“操作导航器”，在“操作导航器- 几何”对话框中点中“ PLANAR-MIL”L程序，右击挑选“后处理”，选取“MILL-3-AXIS ”，在文本框中输入名称后确定便可生成后处理文件；4.3 程序清单1）、型腔铣粗加工分型面： XT_dingmo_a；2）、型腔铣粗加工两个型腔和分流道： XT_dingmo_b；3）、固定轮廓铣精加工两个型腔： XT_dingmo_c；4）、固定轮廓铣精加工分流道：XT_din

26、gmo_d；5）、参考刀具清根铣精加工转接R：XT_dingmo_e；程序 XT_dingmo_a：%N0010 G40 G17 G90 G70 N0020 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06N0040 G0 G90 X-1.9739 Y.1568 S0 M03 N0050 G43 Z.1181 H00N0060 Z.0118N0070 G3 X-1.9739 Y.1568 Z-.0271 I-.0733 J-.0926 K.0062 F9.8 N0080 X-2.0472 Y.1823 Z-.0312 I-.0733 J-.0926 K.0062N0090 G1 X-2.06

27、04 M08N0100 G3 X-2.2296 Y.0131 I.0001 J-.1693 N0110 G1 Y-.0131N0120 G3 X-2.0604 Y-.1823 I.1693 J.0001 N0130 G1 X-2.0341N0140 G3 X-1.8649 Y-.0131 I-.0001 J.1693 N0150 G1 Y.0131N0160 G3 X-1.9296 Y.1462 I-.1693 J-.0001N0170 G2 X-1.9426 Y.158 I.0729 J.0928 N0180 G1 X-2.1091 Y.3345N0190 G3 X-2.2528 Y.356

28、5 I-.0859 J-.0811 N0200 X-2.454 Y.0132 I.1925 J-.3435 N0210 G1 Y-.0132N0220 G3 X-2.0604 Y-.4067 I.3937 J.0002 N0230 G1 X-2.0341N0240 G3 X-1.6405 Y-.0132 I-.0001 J.3937N0250 G1 Y.0132N0260 G3 X-1.9056 Y.3851 I-.3937 J-.0002 N0270 G2 X-1.9511 Y.4138 I.0386 J.1117 N0280 G1 X-2.1307 Y.596N0290 G3 X-2.21

29、47 Y.6311 I-.0841 J-.083 N0300 G1 X-2.3242N2080 G1 Y-.1316N2090 G3 X1.8708 Y-.4829 I.3544 J.0001 N2100 G2 X1.9603 Y-.5451 I-.015 J-.1172 N2110 G1 X2.014 Y-.6471N2120 G3 X2.1185 Y-.7102 I.1046 J.055 N2130 G1 X2.4425N2140 G3 X2.7575 Y-.3953 I0.0 J.315N2150 G1 Y.3953N2160 G3 X2.4425 Y.7102 I-.315 J-.00

30、01 N2170 G1 X1.6519N2180 G3 X1.337 Y.3953 I.0001 J-.315 N2190 G1 Y-.3953N2200 G3 X1.6519 Y-.7102 I.315 J.0001 N2210 G1 X2.0472N2220 X2.0669N2230 Y-.6275 Z-1.6038 N2240 G0 Z.1181 N2250 X-2.1206 Y-.2358 N2260 Z-1.6434N2270 G3 X-2.1206 Y-.2358 Z-1.6823 I.0734 J.0925 K.0062N2280 X-2.0472 Y-.2614 Z-1.686

31、5 I.0734 J.0925 K.0062 N2290 G1 X-2.022N2300 G3 X-1.7859 Y-.0253 I-.0001 J.2362 N2310 G1 Y.0253N2320 G3 X-2.022 Y.2614 I-.2362 J-.0001 N2330 G1 X-2.0725N2340 G3 X-2.3086 Y.0253 I.0001 J-.2362 N2350 G1 Y-.0253N2360 G3 X-2.1793 Y-.2358 I.2362 J.0001N2370 G2 X-2.1477 Y-.2592 I-.0534 J-.1054 N2380 G1 X-

32、1.9664 Y-.4472N2390 G3 X-1.8642 Y-.482 I.085 J.082 N2400 X-1.5614 Y-.1316 I-.0516 J.3505 N2410 G1 Y.1316N2420 G3 X-1.9157 Y.4858 I-.3544 J-.0001 N2430 G1 X-2.1788N2440 G3 X-2.533 Y.1316 I.0001 J-.3543N2450 G1 Y-.1316N2460 G3 X-2.2237 Y-.4829 I.3543 J.0001 N2470 G2 X-2.1342 Y-.5451 I-.015 J-.1172 N24

33、80 G1 X-2.0804 Y-.6471N2490 G3 X-1.976 Y-.7102 I.1045 J.055 N2500 G1 X-1.6519N2510 G3 X-1.337 Y-.3953 I-.0001 J.315N2520 G1 Y.3953N2530 G3 X-1.6519 Y.7102 I-.315 J-.0001 N2540 G1 X-2.4425N2550 G3 X-2.7575 Y.3953 I0.0 J-.315 N2560 G1 Y-.3953N2570 G3 X-2.4425 Y-.7102 I.315 J.0001 N2580 G1 X-2.0472N2590 X-2.0276N2600 Y-.6275 Z-1.6038 N2610 G0 Z.1181 N2620 M02%第五章 终止语在毕业设计中，通过对箱体模具的设计，使得我更深一层的明白了常用塑料在成型过程中对模具的工艺要求，把握了塑料成型模具的结构组成、结构特点、工作原理、设计要点、模具成型生产所用的设备、模具材料和热处理要求及设计运算方法，锤炼了我独立设计模具的才能；设计过程中我把塑料成型工艺与模具设计课本重新温习了一遍，回忆