塑料注射模具设计说明书Word文档格式.docx
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成绩评定是对学生在实训过程的能力、态度表现情况综合给出成绩,具体考核包括以下内容:
1)机械设计能力。
包括结构设计正确、合理性,工程图质量,工艺参数选定等。
(20分)
2)CAD技术应用能力。
利用CAD/CAM软件系统完成设计、编程情况,包括零部件的设计和造型、自动编程的刀位文件和NC程序。
(15分)
3)实际加工操作水平,所完成的零件质量以及装配质量。
(40分)
4)综合训练报告。
5)平时成绩。
(10分)
目录
课程设计任务书…………………………………………………………………………………1前言………………………………………………………………………………4
1.注塑模具的设计…………………………………………………………………6
1.1确定模具类型………………………………………………………………6
1.2选择模具材料………………………………………………………………6
1.3注塑模具结构设计步骤……………………………………………………7
2.动模板的设计…………………………………………………………………8
2.1动模板的结构设计…………………………………………………………8
2.2动模板的精度设计…………………………………………………………10
2.3动模板的加工工艺分析……………………………………………………10
2.3.1毛坯的选择……………………………………………………………10
2.3.2工艺分析………………………………………………………………10
2.3.3刀具及切削用量的选择……………………………………………11
2.3.4机床的选择……………………………………………………………12
2.4确定动模板加工工艺路线………………………………………………11
2.5动模板板数控加工工艺分析……………………………………………12
2.5.1动模板加工工艺卡……………………………………………………13
2.5.2加工程序单……………………………………………………………16
3.动模板检测及分析……………………………………………………………19
4装配……………………………………………………………………………21
4.1装配要求…………………………………………………………………21
4.2装配工艺规程的内容及其拟定步骤………………………………………21
4.3装配工具……………………………………………………………………22
心得体会……………………………………………………………………………23
参考文献……………………………………………………………………………24
前言
模具工业是制造业发展的基础。
近年来,随着模具工业的飞速发展,CAD/CAE/CAM技术逐渐应用于模具工业,效果良好,受到企业的青睐。
为满足模具工业专业性要求,软件厂商针对各类模具的特点推出功能完善、操作简便的CAD/CAE/CAM专用系统。
比如,美国UGS公司针对注射模推出了注射模设计向导CAD(Moldwizard)系统,该系统无缝地集成于三维机械CAD/CAM系统UG中,为用户提供注射模设计环境、工具和相关知识,以及丰富的标准化的模架库、零件库和嵌件库。
Unigraphics(简称UG)是紧密集成面向制造CAD/CAM/CAE/CAID高端软件,作为一个集成的全面产品工程的解决方案,不仅被当今许多世界领先的制造商用来从事概念设计、工业设计、详细的机械设计以及工程仿真等工作,在模具制造行业,尤其是注塑模具CAD/CAM/CAE领域更是被广泛应用。
UG为各用户利用UG软件可实现塑料注射模从设计到数控加工成型的全过程,实现了模具设计的全3D化与加工过程的虚拟化,减少了模具设计制造周期,用Mastercam实现数控编程,带来显著的经济效益。
机械设计制造综合训练是在我们完成的专业基础课和专业课之后,所进行的一种综合性的实践环节,目的是为了加强我们创新能力、工程能力和综合应用能力的培养。
通过强化实践锻炼,让我们成为能够满足企业要求的应用型人才。
本次课程设计以注塑模具设计为例,探讨了UG在模具设计、制造领域CAD/CAM/CAE一体化中的应用。
关键词:
注射模具、UG、CAD/CAM/CAE数控加工
1.注塑模具的设计
设计要求
老师给出塑料制品,利用所学知识按照要求设计制造一副注塑模具。
UG有丰富的建模工具,不但继承了传统的实体造型技术、曲面造型技术,也吸收了参数化建模的优势,从而形成自己独特的“复合建模”特征。
其中实体造型使用UG的modeling模块中的FormFeature工具条中的命令,曲面造型使用FreeFormFeature工具条上的按钮,参数化建模则可用Sketch模块和Expression表达式来完成。
综合运用这些造型工具,可以精确、快速地建立产品的三维模型。
对于本文的一个塑料制品,只要运用UG的三维建模,使用FormFeature工具条,便可以造出如图1所示的三维模型。
图1—塑料制品
1.1确定模具类型
单分型面注射模又称为两板式模具,它是注射模中最简单而又常见的一类,据统计,两板式模具约占全部注射模的70%。
根据老师给出的塑料制品(如图1),确定所选的注塑模具为单分型面注塑模。
1.2选择模具材料
根据塑料制品的各种工艺性能,选择模具材料为45钢和P20模具钢。
1.3注塑模具结构设计步骤
(1)确定模具型腔的数目
根据模具本身精度要求及现场加工条件确定模具型腔数目为单型腔。
(2)选定分型面
根据塑料制品本身结构以及成型工艺的角度判断分型面应为单分型面,且应该选择在制品的上表面。
(3)确定型腔的布置
根据注塑模具的脱模情况及模具的使用寿命,将型腔置于动模板,型芯置于定模板。
(4)确定浇注系统
采用直接浇口,流道选在单分型面的定模板上,直接进料。
(5)确定脱模方式
采用推杆结构,使结构更简单,采用二次推出机构,首先用推杆将动定模分离,再用行程较小的推杆将塑料制品从动模分离。
(6)绘制模具的结构草图
(7)校核有关零件的强度及刚度
(8)绘制模具的装配图(图2)
(9)绘制模具零件图
(10)复核设计图样
图2—注塑模具装配图
1—定模圈2—交流道衬套3—定模座板4—定模板5—型芯
6—垫板7—推出固定板8—动模座板9—动模板10—推杆
11—复位杆12—推板13—紧固螺钉
2.动模板的设计
2.1动模板的结构设计
动模板是成型塑料制品外表面的主要零件,按其结构不同,可分为整体式和组合式两类。
整体式动模板由整块材料加工而成,特点是牢固,使用中不易发生变形,不会使制品产生拼接线痕迹。
但由于加工困难,热处理不方便。
理论分析和生产实践表明,大尺寸的模具型腔,刚度不足是主要矛盾,型腔壁厚应以满足刚度条件为准;
而对于小尺寸的模具型腔,在发生弹性变形前,其内应力往往已超过了模具材料的许用应力,因此强度不够是主要矛盾,设计型腔壁厚应以强度条件为准。
根据整个模具结构设计,动模板设计三维图如下
图3—动模板
根据整个注塑模具的设计动模板的二维图如下
图4—零件图
2.2动模板的精度设计
动模板有四个直径为6mm的孔﹑四个M10的螺纹孔﹑中间一个直径为4mm的孔和四个大径为26mm小径为20mm的沉头孔。
沉头孔的粗糙度为3.2,分型面和型腔的粗糙度为1.6,其余粗糙度为6.3。
2.3动模板的加工工艺分析
绘制好零件图后,同组的同学集体对零件进行了工艺分析,结果如下:
2.3.1毛坯的选择
考虑到模具要求有较高的综合性能,毛坯选用P20的模具钢,毛坯尺寸为250mm×
170mm×
20mm。
2.3.2工艺分析
1)下料,毛坯尺寸为250mm×
180mm×
20mm
2)进行归方,获得毛坯尺寸为162mm×
162mm×
3)下表面
根据表面配合要求,采用粗铣、半精铣
4)钻16mm的通孔,为沉头孔加工做准备,方便立铣刀下刀
5)沉头孔
该孔是与导套配合的,具有精度要求,先钻16mm的通孔再用16mm的立铣刀去铣才能保证精度.要求用16mm的立铣刀铣20mm的通孔和26mm的孔深度为6.3mm
6)M10螺纹孔
该螺纹孔只起连接作用,先用8.5mm的钻头将底孔钻削出,再用螺纹刀攻出螺纹。
7)直径为4mm的小孔
该孔是与推杆配合把注塑好的模具顶出来采用的是间隙配合,一般不加精度考虑,直接用4mm的钻头钻孔就可以,而一般钻孔都稍微有些偏大。
8)直径为6mm的孔
该孔是放置复位杆杆的孔,具有公差配合要求,必须采用先钻孔再进行扩孔才能保证精度要求。
9)上表面
该段表面有配合要求,采用粗铣-半精铣,粗糙度要求为3.2。
10)型腔
型腔是完成模具注塑,具有精度要求,具有粗加工、半精加工和精加工三个步骤,粗糙度要求为3.2。
9)铣外轮廓
该部分为自由公差,粗糙度要求为6.3,粗铣即可达到要求。
10)热处理
为了提高动模板的综合性能需进行硬化处理,获得零件硬度为HRC30-36,为了避免零件热处理过程中变形,将热处理安排在半精铣之前。
2.3.3刀具及切削用量的选择
参考各切削手册参数以及结合实验楼设备实际情况,刀具及切削用量如下表:
工序名称
刀具类型及直径
Vc(m/min)
Vf(mm/min)
1.粗铣下表面
面铣刀50mm
125.6
640
2.半精铣下表面
157
800
3.钻16mm孔
钻头16mm
30.14
300
4.扩20mm孔
铣刀16mm
50.24
640
5.扩26mm孔
50.24
6.钻螺纹底孔
钻头8.5mm
16.01
7.钻小孔
钻头4mm
7.54
300
8.扩6mm孔
铣刀6mm
18.84
9.粗铣表面
125.6
10.精铣表面
157
11.粗铣型腔
铣刀10mm
25.12
12.半精铣型腔
18.84
480
13.精铣型腔
铣刀3mm
11.30
160
14.铣外轮廓
50.24
2.3.4机床的选择
XK系列数控铣床
XK系列数控铣床,具有功率大、整机刚性好、结构合理、外形美观等特点,可自动铣削平面、槽、斜面和各种复杂三维曲面,以及钻孔、扩孔、铰孔等,并能实现多工步连续加工,是小型复杂型腔、模具、箱体等的理想加工设备。
目前本系列产品主要包括XK714、XK715、XK716、XK717、XK718、XK719等型号,工作台有800mm×
420mm、1050mm×
500mm、1300mm×
600mm、1400mm×
710mm、1700mm×
800mm、2000mm(1800mm)×
900mm等规格。
主要技术参数
单位
型号
XK714
XK715
XK716
XK717
XK718
工作台面积
mm×
mm
800×
420
1050×
500
1300×
600
1400×
710
1700×
工作台行程(X向)
650
1000
1300
1500
滑鞍行程(Y向)
400
700
主轴箱行程(Z向)
主轴端面至工作台面的距离
120-600
150-650
170-770
150-800
170-870
主轴中心至柱导轨面的距离
550
785
主轴锥孔度
BT40
BT50
主轴转速
rpm
50-6000
进给速度
mm/min
6000
进给快度
14000
主电机功率
KW
5.5
7.5
9.5
11
15
X、Y、Z轴伺服电机扭矩
N.m
10
23
27
35
X、Y、Z轴定位精度
+/-0.01
重复定位精度
+/-0.005
工作台最大载重
kg
数控系统
KND1000M
根据零件的加工需求,选择XK714型号的铣床加工
2.4确定动模板加工工艺路线
参照前述加工工艺分析,现将动模板的加工工艺路线列述如下:
下料—切方—粗铣下表面—精铣下表面—钻16mm的孔—扩20mm孔—扩26mm孔—钻8.5mm的孔—钻4mm孔—扩6mm孔—粗铣上表面—-精铣上表面—粗铣型腔轮廓—半精铣型腔轮廓—精铣型腔轮廓—铣外轮廓—攻丝
2.5动模板数控加工工艺分析
如图所示,零件外形规则,被加工部分的各尺寸、形位、表面粗糙度值等要求一般。
工件复杂程度一般,包含了平面、孔以及螺纹的加工,且大部分的尺寸均达到IT8~IT7级精度。
选用虎钳装夹工件,校正虎钳。
采用试切法对刀,找正工件X、Y、Z轴零点,零点位于工件下端面中心位置,设置Z轴零点与机械原点重合,刀具长度补偿利用Z轴定位器设定;
有时也可不使用刀具半径补偿功能,而根据不同刀具没定多个工件坐标系零点进行编程加工。
2.5.1动模板加工工艺卡
注塑模动模板加工工艺卡
机械加工工艺过程卡
产品名称
注塑模具
零件名称
动模板
共
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第
(1)页
材料牌号
P20
毛坯种类
毛坯外型尺寸
250×
170×
20
每毛坯可制件数
1
每台件数
备注
工序号
工序内容
设备
夹具
刀具
量具
工时
机床
转速(r/min)
进给率
(mmpm)
01
下料
下料,250×
锯床
虎钳
锯条
游标卡尺
02
切方
162×
¢50面铣刀
03
粗铣下表面
铣削表面,铣削厚度0.3mm,一次加工完毕,保证表面粗糙度达到要求
04
半精铣下表面
铣削表面,铣削厚度0.1mm,表面粗糙度达到要求
05
钻¢18孔
¢18钻头
06
扩¢20孔
扩¢20孔,加工成型,粗糙度和精度等级应达到要求
¢16立铣刀
07
扩¢26孔
扩¢26孔,加工成型,粗糙度和精度等级应达到要求
08
钻¢8.5孔
用¢8.5的麻花钻先打底孔
¢8.5钻头
09
钻¢4孔
钻¢4孔,
¢4钻头
扩¢6孔
扩¢6孔,加工成型,粗糙度和精度等级应达到要求
¢6钻头
铣外轮廓
加工成型,粗糙度和精度等级应达到要求
¢10立铣刀
12
粗铣上表面
铣削表面,铣削厚度0.4mm,一次加工完毕,保证表面粗糙度达到要求
13
精铣上表面
铣削表面,铣削厚度0.2mm,表面粗糙度达到要求
14
粗铣型腔轮廓
用¢10的球头铣刀,去掉大部分毛坯余量,
¢10铣刀
半精铣型腔轮廓
用¢6的球头铣刀
¢6铣刀
精铣型腔轮廓
用¢3的立铣刀,完成最终尺寸控制和表面光洁度,保证表面粗糙度达到要求
¢3立铣刀
16
铣外轮廓,切断
标记
处数
更改文件号
签字
日期
设计
审核
标准化
会签日期
2.5.2加工程序单
整个加工程序是由Mastercamx软件完成,程序如下:
O1235
N100G0G17G40G49G80G90
N102G91G28Z0.
N104S1200M3
N106G0G90G54X-138.Y-82.998
N108Z50.
N110Z10.
N112G1Z-.3F200.
N114X113.F400.
N116G3Y-49.799R16.6
N118G1X-113.
N120G2Y-16.6R16.6
N122G1X113.
N124G3Y16.6R16.6
N126G1X-113.
N128G2Y49.799R16.599
N130G1X113.
N132G3Y82.998R16.599
N134G1X-138.
N136Z9.7F200.
N138G0Z50.
N140G91G28Z0.
N142G0G90G54X-100.6Y-82.998
N144S1500M3
N146Z50.
N148Z10.
N150G1Z-.1F400.
N152X92.6
N154G3Y-71.141R5.928
N156G1X-92.6
N158G2Y-59.284R5.928
N160G1X92.6
N162G3Y-47.427R5.928
N164G1X-92.6
N166G2Y-35.571R5.928
N168G1X92.6
N170G3Y-23.714R5.929
N172G1X-92.6
N174G2Y-11.857R5.929
N176G1X92.6
N178G3Y0.R5.929
N180G1X-92.6
N182G2Y11.857R5.928
N184G1X92.6
N186G3Y23.714R5.928
N188G1X-92.6
N190G2Y35.571R5.928
N192G1X92.6
N194G3Y47.427R5.928
N196G1X-92.6
N198G2Y59.284R5.929
N200G1X92.6
N202G3Y71.141R5.929
N204G1X-92.6
N206G2Y82.998R5.929
N208G1X100.6
N210Z9.9
N212G0Z50.
N214G91G28Z0.
N216G0G90G54X-61.Y61.
N218S1200M3
N220Z10.
N222G99G81Z-21.R10.F400.
N224X61.
N226X-61.Y-61.
N228X61.
N230G80
N232G91G28Z0.
N234G0G90G54X63.Y-61.
N236S1200M3
N238Z50.
N240Z10.
N242G1Z-21.F200.
N244G3X59.R2.F400.
N246X63.R2.
N248G1Z-11.F200.
N250G0Z50.
N252X-59.
N254Z10.
N256G1Z-21.
N258G3X-63.R2.F400.
N260X-59.R2.
……
N970G0Z50.
N972Y10.
N974Z-1.25
N976G1Z-13.125
N978X98.
N980G3X88.Y0.R10.
N982G1Y-83.
N984G2X83.Y-88.R5.
- 配套讲稿:
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