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1、浙江水利水電?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì) ZHEJIANG WATER CONSERVANCY AND HYDROPOWER COLLEGE 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目： 系 （部）： 專業(yè)班級： 姓 名： 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師： 年 月

2、 日 目 錄 0、引言…………………………………………………………………………………1 1、零件分析……………………………………………………………………………1 1.1 零件材料 …………………………………………………………………………1 1.2 零件形狀 …………………………………………………………………………1 2、模具設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………2 2.1 模具結(jié)構(gòu)及注塑原理 ……………………………………………………………2 2.2 模具材料 …………………………………………………………………………2 2.3 分型面 ……

3、………………………………………………………………………3 2.4 加工工藝 …………………………………………………………………………3 2.5 凹模設(shè)計(jì) …………………………………………………………………………4 3、模具制造……………………………………………………………………………5 3.1 裝夾定位，工件坐標(biāo)系的建立 …………………………………………………5 3.2 步驟、刀具、切削參數(shù)、加工方法（走刀路徑方式） ………………………5 4、仿真與加工程序 …………………………………………………………………8 4.1 仿真 ……………………………………………………………………

4、…………8 4.2 生成NC文件 …………………………………………………………………… 9 5、總結(jié) ………………………………………………………………………………11 6、參考資料 …………………………………………………………………………12 0、引言 CAD/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它是以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為模具設(shè)計(jì)與制造提供了一種有效的輔助工具。 本文利用ProEneineer設(shè)計(jì)軟件對加濕機(jī)注塑模具的凹模進(jìn)行了設(shè)計(jì)；用MasteCAM軟件對凹模進(jìn)行了自動(dòng)編程和模擬仿真加工。 1 零件分析 1.

5、1零件材料 零件要求無色透明，要求表面光滑、無水紋、毛刺等影響美觀的缺陷。材料為ABS塑料，系丁二烯—丙烯腈—苯乙烯組成的三元共聚物，俗稱工程塑料塑料，其臨界表面張力為34—38mN/cm，熱變形溫度為70—107℃, 比重:1.05克/立方厘米,適于制作一般機(jī)械零件,減磨耐磨零件,傳動(dòng)零件和電訊零件。具有以下性能： (1)綜合性能較好,沖擊強(qiáng)度較高,化學(xué)穩(wěn)定性,電性能良好。 (2)與372有機(jī)玻璃的熔接性良好,制成雙色塑件,且可表面鍍鉻,噴漆處理。 (3)有高抗沖、高耐熱、阻燃、增強(qiáng)、透明等級別。 (4)流動(dòng)性比HIPS差一點(diǎn)，比PMMA、PC等好，柔韌性好。 1.

6、2零件形狀 控制面板零件形狀稍復(fù)雜，屬薄壁殼體類零件如圖1-1所示，模具加工應(yīng)采用注塑方法成型。由于零件形狀大，應(yīng)采用一出一的加工方式，即單型腔注塑。零件有許多的柱形突起物、加強(qiáng)筋等可用電火花加工成型。 圖1-1 控制面板

7、 2 模具設(shè)計(jì) 2.1模具結(jié)構(gòu)及注塑原理 模具結(jié)構(gòu)如圖2-1所示，分為定模板、控制面板凹模、中間板、控制面板凸模、動(dòng)模板。 原理：熔融的塑料從澆口道流入，然后流入型腔，成形出形狀完整、質(zhì)地致密的塑件。待塑件冷卻到一定的溫度即可開模，在頂桿的作用下將模具分開。 圖2-1 模具結(jié)構(gòu)原理圖 2.2、模具材料 3Cr2Mo(P20) 所屬類別:預(yù)硬型塑料模具鋼 鋼材特性: 綜合力學(xué)性能較好,淬透性高,可以

8、使截面尺寸較大的鋼材獲得較均勻的硬度. 具有很好的拋光性能,制成模具的表面90粗糙度值低.用該鋼制造模具使,一般先進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理,硬度為28~35HRC(即預(yù)硬化),在經(jīng)冷加工制成模具后可以直接使用,這樣既保證了模具的使用性能,又避免了熱處理引起模具的變形. 主要用途:適于制造大中型和精密塑料模以及低熔點(diǎn)合金(如錫,鋅,鉛,鉛合金)壓鑄模等. 化學(xué)成分:% 標(biāo)準(zhǔn)GB/T1299-2000, C:0.28~0.40 Si:0.20~0.80 Mn:0.60~1.00 Cr:1.40~2.00 Mo:0.30~0.55 P:≤0.030 S:≤0.030 出廠狀態(tài): 硬度HBS330~280。 用

9、途 ● 熱塑性塑膠注塑模具，擠壓模具； ● 熱塑性塑料吹塑模具； ● 重載模具的主要部件； ● 結(jié)構(gòu)制件； ● 常用制造電視機(jī)殼、洗衣機(jī)、冰箱內(nèi)殼、水桶等。 ● 直接制模 已預(yù)先硬化處理至260-320HB，可直接用于制模加工，并具有尺寸穩(wěn)定性好的特點(diǎn)，預(yù)硬鋼材可滿足一般用途需求，模具壽命可達(dá)到50萬模次。 ● 加硬處理 為提高模具壽命達(dá)到80萬模次以上，可對預(yù)硬鋼實(shí)施淬火加低溫回火的加硬方式來實(shí)現(xiàn)。淬火時(shí)先在500-600℃預(yù)熱2-4小時(shí)，然后在850-880℃保溫一定時(shí)間（至少2小時(shí)），放入油中冷卻至50-100℃出油空冷，淬火后硬度可達(dá)50-52HRC，為防止開裂應(yīng)

10、立即進(jìn)行200℃低溫回火處理，回火后，硬度可保持48HRC以上。 2.3分型面 分型面的選擇要求： （1）應(yīng)保證塑件能順利取出 （2）應(yīng)方便塑件順利脫模 （3）應(yīng)保證塑件的精度要求 （4）應(yīng)考慮塑件外觀質(zhì)量 （5）應(yīng)考慮排氣效果 此外還要考慮模具零件制造的難易程度，鎖模力的方向和鎖模的可靠性，側(cè)向抽芯的方便與否。該零件分型面如圖2-2所示。 圖2-2 分型面 2.4加工工藝 （1）備料 （2）采用鍛件 因?yàn)槟＞咭笫莻€(gè)規(guī)則的矩形，采用棒料浪費(fèi)材料；要求鍛造之后回火，以便加工。 （3）銑外表面

11、 采用普通銑床 因?yàn)槭菃渭∨a(chǎn)，加工效率高，為后續(xù)加工（平面磨）留出余量。 （4）調(diào)質(zhì)處理 （5）平面磨（除上表面） 使模具表面平整，易于裝夾定位和提高精度。 （6） 型腔加工（見數(shù)控工藝卡） （7） 電火花成型加工 型腔內(nèi)部一些刀具無法加工的死角和尖角需用電火花加工。 （8）磨頂面 型腔加工后頂面會(huì)留下一些毛刺和刮痕，磨下可以提高光潔度和精度。 （9）手工拋光 提高模具光潔度。 （10）檢查 2.5凹模設(shè)計(jì) （1）建立模具模型：首先導(dǎo)入設(shè)計(jì)完成的零件或直接在模具模式下創(chuàng)建零件，即模具參考模型，然后裝入預(yù)先設(shè)計(jì)完成的毛坯，或直接創(chuàng)建毛坯。 （2）創(chuàng)建澆道系統(tǒng)，

12、澆道系統(tǒng)主要包括澆道、流道、澆口和水道等。 （3）創(chuàng)建收縮率。 （4）創(chuàng)建分型面。 （5）創(chuàng)建模型的內(nèi)腔。 （6）用分型面分割工件。 （7）向模具型腔內(nèi)注入材料，生成鑄件。系統(tǒng)用工件體積減去提取出的元件體積，根據(jù)剩余的幾何體自動(dòng)生成鑄件。 （8）定義打開模具的步驟，對每一步進(jìn)行靜態(tài)干涉檢查。 （9）根據(jù)需要裝入模具基座元件。 （10）利用Pro/DETAIL模塊完成細(xì)化設(shè)計(jì)。 3 模具制造 3.1裝夾定位，工件坐標(biāo)系的建立 以底面固定安裝在機(jī)床上，將零件固定在工藝板上，將工藝板裝夾壓緊在機(jī)床工作臺(tái)上。因?yàn)楣ぜ莻€(gè)規(guī)則的幾何圖形，坐標(biāo)原點(diǎn)選在工件的中心。 X：模型的中

13、心 Y：模型的中心 Z：工件頂面 在機(jī)床進(jìn)行Z軸對刀時(shí)，模板頂平面設(shè)為0。然后將此刀具與工作臺(tái)臺(tái)面的相對高度設(shè)定為長度補(bǔ)正值，以后各加工程序所用的刀具以工作臺(tái)為對刀基準(zhǔn)。 3.2步驟、刀具、切削參數(shù)、加工方法（走刀路徑方式） （1）打開MasterCAM9.0在主菜單中選擇打開文件，文件轉(zhuǎn)換中的IGES，然后讀取后綴為iges的文件，如圖3-1所示。 圖3-1 文件讀取對話框 （2）選擇刀具路徑，在工件設(shè)定的界面設(shè)定工件的大小，如圖3-2所示。 圖3-2 工件

14、設(shè)定對話框 （3）返回主菜單在刀具路徑中選擇刀具路徑——表面銑削——粗銑——挖槽銑削——選擇加工的槽——選擇刀具，如圖3-3所示。 圖3-3 刀具選擇對話框 （4）選擇球刀Φ10R1的刀具，刃長25.0，進(jìn)給率為800，主軸轉(zhuǎn)速1200，切削深度0.3，如圖3-4所示。 圖3-4 刀具參數(shù)設(shè)定對話框 （5）在主菜單中選擇刀具路徑——操作管理——刀具路徑的模擬，如圖3-5所示。 圖3-5 粗

15、加工的模擬圖 （6）選擇球刀Φ6R1的刀具，刃長25.0，進(jìn)給率為600，主軸轉(zhuǎn)速1400，切削深度0.2，如圖3-6所示。 圖3-6刀具參數(shù)設(shè)定對話框 （7）在主菜單中選擇刀具路徑——操作管理——刀具路徑的模擬，如圖3-7所示。 圖3-7 粗加工的模擬圖 （8）在主菜單中選擇刀具路徑——表面銑削——精加工——平行切削（Parallel）——選擇要加工的型腔，如圖3-8所示。 圖3-8 加工方式選擇對話菜單 （9）選擇球刀Φ4R1，進(jìn)

16、給率為600，主軸轉(zhuǎn)速1500的的刀具，以水平方向環(huán)形銑削，如圖3-9所示。 圖3-9刀具參數(shù)設(shè)定對話框 （10）在主菜單中選擇刀具路徑——操作管理——刀具路徑的模擬，如圖3-10所示。 圖3-10 精加工的模擬圖 最后全部選擇進(jìn)行刀具路徑的模擬，檢查模擬的效果及其導(dǎo)出程序。 4仿真與加工程序 4.1仿真（效果圖） 精加工之后的效果如圖4-1所示。 圖4-1 加工后的效果圖 4.2 生成NC文件并修改 % O0001 N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 N104T1M6 N

17、106G0G90G54X-.025Y-35.99A0.S1200M3 N108G43H1Z60. N110Z4.8 N112G1Z-.2F50. N114X.005F800. N116X6.37Y-35.946 N118X12.749Y-35.81 N120X18.605Y-35.6 ……………… N6214X42.293Z-5.312 N6216X42.142Z-5.201 N6218X42.057Z-5.167 N6220X41.925Z-5.118 N6222X41.83Z-5.081 N6224X41.488Z-5.04 N6226X24.512 N62

18、28X24.17Z-5.081 N6230X24.075Z-5.118 N6232X23.9 N6234 M30 % % O0002 N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 N104T1M6 N106G0G90G54X-.025Y-35.99A0.S1200M3 N108G43H1Z60. N110Z4.8 N112G1Z-.2F50. N114X.005F800. N116X6.37Y-35.946 N118X12.749Y-35.81 ……………… N4342Z-2.213 N4344G1Z-4.213F30. N4346X-

19、8.806Z-4.231F600. N4348X0.Z-4.238 N4350X8.806Z-4.231 N4352X17.287Z-4.213 N4354G0Z-2.213 N4356Z60. N4358M5 N4360G91G28Z0. N4362G28X0.Y0.A0. N4364M30 % % O0003 N100G21 N102G0G17G40G49G80G90 N104T1M6 N106G0G90G54X-.025Y-35.99A0.S1200M3 N108G43H1Z60. N110Z4.8 N112G1Z-.2F50. N114X.0

20、05F800. N116X6.37Y-35.946 N118X12.749Y-35.81 N120X18.605Y-35.6 N122X24.46Y-35.304 N124X29.933Y-34.946 …………… N4342Z-2.213 N4344G1Z-4.213F30. N4346X-8.806Z-4.231F600. N4348X0.Z-4.238 N4350X8.806Z-4.231 N4352X17.287Z-4.213 N4354G0Z-2.213 N4356Z60. N4358M5 N4360G91G28Z0. N4362G28X0.Y0.A

21、0. N4364M30 % 5 總結(jié) 通過控制面板凹模的設(shè)計(jì)使我對大學(xué)三年所學(xué)知識(shí)的一次綜合練習(xí)。在設(shè)計(jì)時(shí)我們綜合運(yùn)用已學(xué)到的知識(shí)，如機(jī)械制圖、模具設(shè)計(jì)與制造、數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與分析，先進(jìn)設(shè)計(jì)與制造方法等專業(yè)技術(shù)知識(shí)，利用AutoCAD等軟件與手工繪圖相結(jié)合，在實(shí)踐中培養(yǎng)自己的設(shè)計(jì)構(gòu)思和創(chuàng)新能力。在這次設(shè)計(jì)中，我從編寫開題報(bào)告，畫零件圖，對控制面板凹模進(jìn)行設(shè)計(jì)和分析，確定加工工藝，編寫加工程序，學(xué)到了很多東西。對數(shù)控銑床、加工中心對刀系統(tǒng)有了更深入的了解，并且加深了對所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的了解。在這次設(shè)計(jì)中，我也碰到了很多困難，比如在機(jī)械制圖，刀具的選擇等方面，但

22、最后我都克服了過來。這次設(shè)計(jì)使我在各個(gè)發(fā)面有了較大的提高。 參考資料 [1] 艾興，肖詩綱.切削用量簡明手冊[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002.6 [2] 李云龍.Mastercam數(shù)控加工實(shí)例精解[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社. 2004.7 [3] 孫江宏.PRO/ENGINEER2000I高級功能應(yīng)用及二次開發(fā)[M].北京：清華大學(xué)出版社.2002.1 [4] 模具技術(shù)編委會(huì).塑料模具設(shè)計(jì)制造與應(yīng)用實(shí)例[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2002.10 [5] 林清安. PRO/ENGINEER模具設(shè)計(jì)[M]. 北京：北京大學(xué)出版社.2001.8 [6] 王孝培.塑料成型工藝及模具簡明手冊[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社。2000.6 [7] 金大鷹.機(jī)械制圖[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2001.5 [8] 張英會(huì).機(jī)械零件[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1991.3 [9] 戴向國，于復(fù)生，劉雪梅.Mastercam9.0數(shù)控加工基礎(chǔ)教程[M].北京：人民郵電出版社.2004.8 [10] 楊建明.數(shù)控加工工藝與編程[M].北京：北京理工大學(xué)出版社.2004.7 13