毕业设计（论文）-肥皂盒注塑模设计（全套图纸）

1、 常州工学院毕业设计 第1章 前 言全套完整版设计，联系174320523各专业都有1.1模具业发展现状     模具作为提高生产率，减少材料和消耗，降低产品成本，提高产品质量和市场竞争力的重要手段，已越来越受到各工业部门的重视。随着工业技术不断向前发展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作条件下，对模具的精度越来越高，使用寿命越来越长。为了满足这些要求，国内外都在模具材料的研究和开发上作了巨大的努力，也在这方面取得了不少成果。 质量的提高，并能获得极大的经济效益，模具是“效益放大器”，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。美国工业界认为“模

2、具工业是美国工业的基石”，日本把模具誉为“进入富裕社会的模具技术已经成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和原动力”。目前世界上模具工业的年产值约为680亿美元。我国2004年模具产值为530亿元，模具出口4.91亿美元，同时还进口18.13亿美元。我国已成为世界上净出口模具最多的国家。大型多工位级进模、精密冲压模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽车覆盖件模具等虽已能生产，但总体技术水平不高，与国外先进国家相比，仍有很大差距，特别是模具寿命低的问题非常突出。如：国外硅钢片冲模总使用寿命在500万次以上，而国内一般为50万-60晚次，最高150万次。国内热锻模使用

3、寿命50万次，国内只有3-5万次。国外热锻模使用寿命12000次以上，国内一般为3000-5000次。影响模具寿命的因素较多，但模具材料是重要因素。高寿命模具离不开优质模具材料。1.2 CAD/CAM的发展情况CAM中的核心技术是数控技术，编制零件加工程序是数控技术应用的重要环节，靠手工编程无法满足复杂零件数控加工的需求，50年代初期，美国开始了数控自动编程技术-APT语言的研究，形成了早期的CAM系统；如20世纪60年代开发的编程机及部分编程软件FANUC、Siemens编程机。目前，CAM技术已经成为CAX（CAD、CAE、CAM等）体系的重要组成部分，可以直接在CAD系统上建立起来的参数

4、化、全相关的三维几何模型（实体曲面）上进行加工编程，生成正确的加工轨迹。典型的CAM系统有UG、Pro/E、Cimatron 、MasterCAM等。其特点是面向局部曲面的加工方式，表现为编程的难易程度与零件的复杂程度直接相关，而与产品的工艺特征、工艺复杂程度等没有直接相关关系。CAM系统仅以CAD模型的局部几何特征为目标对象的基本处理形式，已经成为智能化、自动化水平进一步发展的制约因素。只有采用面向模型、面向工艺特征的CAM系统，才能够突破CAM自动化、智能化的现有水平1.3模具CAD/CAM技术的优越性现代生活中越来越多的产品，特别是各种塑料制品及大型覆盖件等产品形状结构比较复杂，单使用图

5、纸已很难正确和详尽地表达产品的形状和结构，这就要求模具设计制造者必须使用计算机辅助设计文件描述的手段。因此模具CAD/CAM的优越性赋予了他无限的生命力，使其得以迅速发展广应用。无论在提高生产率、改善质量方面，还是降低成本、减轻劳动度方面，CAD/CAM技术的优越性是传统的模具设计制造方法不能比拟的。(1) CAD/CAM可以提高模具设计和制造水平，从而提高模具质量。(2) CAD/CAM可以接生时间，提高效率。(3)CAD/CAM可以较大幅度降低成本。(4)CAD/CAM技术将技术人员从繁琐的计算、绘图和NC编程中解放出来，使其可以从事更多的创造性劳动。采用CAD/CAM一体化技术是现代模具

6、设计制造的要求,可以有效地改善传统方法的不足,由CAD建立的产品模型可以直接生成数控指令,通过DNC接口实现与机床间的数据通讯,使生产中原来用外形模拟传递改变为用数据量传递,使设计与制造环节直接沟通。而且可以在CAD系统中进行外观分析、产品装配、检查配合部件的干涉,对数控加工过程进行仿真,检查加工过程和干涉,实现产品的设计和修改。因此,可以大大降低手工劳动量,缩短新产品研制周期,显著提高产品质量。CAM是设计工作的最终结果。CAD设计的零件模型，经过CAPP工艺编排产生工艺流程图后，最终在CAM中进行加工轨迹生成与仿真，产生数控加工代码，从而控制数控机床进行加工。可以说，CAM系统的强弱直接决

7、定着整个设计过程的成败，CAD的效益最终也是通过CAM体现出来的 1.4 我国模具技术的现状及发展趋势n* y; Z3 $ Z720世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快

8、速发展，成为模具制造强国。模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。国民经济的支柱产业如机械，电子，汽车，石油化工和建筑业等都要求模具工业的发展与之相适应，都需要大量模具，特别是汽车、电机、电器、家电和通信产品中60%80%的零件都要依靠模具成形。我国石化工业一年生产500多吨聚乙烯、聚丙烯和其他合成树脂，很大一部分需要塑料模具成形，做成制品，用于生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖，墙砖和卫生洁具，需要大量的陶瓷模具，生产塑料管件和塑料门窗，也需要大量的塑料模具成形。80年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%

9、，1999年我国模具工业产值为245亿，至2002年我国模具总产值约为360亿元，其中塑料模约30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。尽管中国模具在过去十年里取得了令人瞩目的发展，但是许多

10、方面与发达国家相比仍有较大差距。相对而言，国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑一体注塑；多色注塑等，都在向高效率，高自动化和节约能源、降低成本的方向发展。当前，我国工业生产的特点是产品品种多，更新换代快，市场竞争残酷激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是制件质量要好，交货期要短，模具精度要高，模具价格要低。因此，现代模具的制造应与当前经济发展的形势及以上要求相适应。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的

11、模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。(1)注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。(2)加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。(3)推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。

12、(4)重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。1.5本课题的研究内容及实验方案分析肥皂盒塑件以及塑件成型工艺和过程。设计肥皂盒塑件图，利用注塑成型原理对肥皂盒塑件进行成型分析，并设计和绘制注塑模模具装配图及型腔、型芯等部分零件图。利用Mastercam软件对模具型腔、型芯进行三维曲面造型与数控仿真加工，同时生成数控加工程序。设计过程可利用计算机模拟加工检验。 第2章 肥皂盒塑件的分析与注塑成型原理2.1塑件的分析和塑料成型工艺2.1.1塑

13、件的工艺性分析 图2-1 肥皂盒零件图如图2-1为肥皂盒塑件图，该零件的材料为ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度 ，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm³。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。 为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口

14、痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。2.1.2塑料的分类与性能塑料的品种很多，按其受热后所表现的性能不同可分为热固性塑料和热塑性塑料两大类。(1) 热固性塑料 是指在初次受热时变软，但加热到一定时间或加入固化几后，就硬化定型，再加热则不熔融也不溶解，形成体型结构物质的塑料。这类塑料在成型过程中发生了化学变化，分子结构产生了变化。常见的热固性塑料有酚醛塑料、氨基塑料、环氧树脂等。(2)热塑性塑料 是指在特定温度范围内能反复加热和冷却硬化的塑料。这类塑料在成型过程中只有物理变化而无化学变化。常见的热塑性塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、有机玻璃等。塑料具有以下性能和优点：1.质量轻2.比强

15、度高3. 化学稳定好4. 电性能优良5. 减摩、耐磨性能优良、自润滑性能好6. 吸震和消声性能好 7. 成型加工方便但是，塑料也有许多不足的地方，例如刚性差，收缩率大，尺寸精度低，耐热性能差，易老化等等2.1.3注射成型原理及分类注射成型又称注塑成型，是热塑性塑料的成型的主要方法。注射成型原理图如图2.2所示，将粒状或者粉状的塑料加入到注射机的漏斗，在注射机里塑料受热熔融并使之保持流动状态，然后在一定压力下注入闭和的模具，经冷却定型后，熔融的塑料就固化成为所需塑件。图2-2 注射成型原理2.1.4注射机的分类注射机的种类很多，按外形特征可分为以下几种形式：(1) 卧式注射机 注射系统与合模锁模

16、系统轴线都呈水平布置的注射机。这类注射机重心低、结构稳定、操作维修方便，塑件推出后可自行下落，便于实现生产自动化。常用的卧式注射机型号有：XS-ZY-30、XS-ZY-60、XS-ZY-125、XS-ZY-500、XS-ZY-1000等。其中：XS-塑料成形机，Z-注射机，Y-螺杆式，30、125-注射机的最大注射量。(2) 立式注射机 注射系统与合模锁模系统轴线垂直地面的注射机。这类注射机占地面积较小、模具装卸方便，但重心较高，不稳定，加料不方便，推出的塑件要人工取出，不易实现生产自动化。注射系统一般为柱塞结构，注射量小于60g,常见的立式注射机为：SYS-30等。(3) 角式注射机 注射系

17、统与锁模装置的轴线相互垂直布置的注射机。这类注射机结构简单。注射系统一般为柱塞结构，注射量小于60g,常见的立式注射机为：SYS-45等。此外，按塑化方式注射机还可以分为柱塞式和螺杆式。柱塞式注射机结构简单，但塑化不均匀，注射压力损失大，且注射容量极其有限，故只适用于小型模具生产，立式及角式注射机多采用此注射系统。螺杆式注射机塑化充分，注射量大，适用的塑料品种范围广，因此在注射机中被广泛采用。2.1.5注射机技术参数1. 注射量 也成为公称注射量，它是指对空注射的条件下，注射螺杆或者柱塞作一次最大注射行程时，注射装置所能达到的最大注射量。2. 注射压力 注射时为了克服塑料流经喷嘴、流道和型腔时

18、的流动阻力，注射机螺杆（或柱塞）对塑料熔体必须施加足够的压力，此压力称为注射压力。根据塑件的性能，选取注射压力时，大致可以分为以下几类：(1)注射压力小于70Mpa,用于加工流动性好的塑料，且塑件形状简单，壁厚较大。(2)注射压力为70100Mpa,用于加工塑料黏度较低，形状，精度要求一般的塑件。(3)注射压力为100140 Mpa，用于加工中、高粘度的塑料、且塑件的形状、精度要求一般。(4)注射压力为140180 Mpa，用于加工较高粘度的塑料、且塑件的形状、精度要求较高。3. 锁模力 当高压的塑料熔体充满模具型腔时，会产生使模具分型面张开的力。为了夹紧模具，保证注射过程顺利进行。注射机合模

19、机构必须有足够的锁模力，其必须大于张开力。锁模力用公式表示为： F>FZ=P(nA+A1) (2-1) 式中：FZ塑料熔体在分型面上的张开力，N；P型腔压力，一般为注射压力的80%左右，通常取2040 Mpa.n型腔数量。 A单个塑件在模具分型面上的投影面积，mm2。A1浇注系统在模具分型面上的投影面积，mm2.第3章 肥皂盒注塑模的设计3.1初步确定型腔数目根据塑件的结构及尺寸精度要求采用一模两腔。 图3-1 型腔分布图3.2注射机的选择3.2.1塑件体积的计算按照图塑件所示尺寸近似计塑件体积： =（3.14*109*5+75*110）*2 20cm 塑件质量：M=20*1.04g=2

20、0.8g3.22按注射机的最大注射量确定型腔数目根据 (3-1)得 (3-2) 注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; 注射机最大注射量，cm或g; 浇注系统凝料量，cm或g； 单个塑件体积或质量，cm或g；323估算浇注系统的体积，其初步设定方案如下 图3-2 浇注系统示意图 10.1cm 4.4 =2*20.8+10.1/0.8=65 cm查表文献【4】、【2】得选用 XS-ZY-125型号注射机第4章 浇注系统的设计4.1主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止 塑料熔体 流动通道 根据选用的XS-ZY-125型号注射机的相关尺寸得 喷嘴前端孔径：； 喷嘴前

21、端球面半径：； 根据模具主流道与喷嘴的关系 (4-1) 取主流道球面半径：； 取主流道小端直径：； 为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为，取其值为，经换算得主流道大端直径为 图4-1 主流道示意图4.2分流道的设计 分流道选用圆形截面：直径D=10cm 图4.2 分流道示意图 流道表面粗糙度 4.3分型面的选择设计原理(1)分型面应选在塑件外形最大轮廓处；(2)分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；(3)分型面的选择应保证塑件的精度要求；(4)分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；(5)分型面的选择要便于模具的加工制造；(6)分型面的选择应有利于排气；(7)分型面的选择还

22、要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。其分型面如图4.3 图4 -3 分型面示意图4.4浇口的设计根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求浇口设计如图4.4 图4-4 浇口示意图4.5冷料穴的设计 冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴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。这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。 其设计如下图（Z字

23、型） 图4-5 冷料穴示意图4.6排气系统的设计当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如气体不能被顺利排出，塑件会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清楚等缺点，甚至因气体受压而产生高温，使塑料焦化。排气槽位置和尺寸的选定是一个较为复杂的问题，主要靠实践经验。通常的作法是根据以往经验，将排气槽开设在可能出现问题的部位，经过试模后进行修改和补充。其设计要点为：（1）排气系统应保证迅速、有序、通畅，排气速度应与注射速度相适应；（2）排气槽应设在塑料流的末端，如塑件、流道、冷料穴的浇注终端；（3）排气槽应设在主分型面的凹模一侧，一是便于加工和修正，二是

24、如果产生排气飞边，凝料也较容易脱模或去除；（4）排气槽应尽量设在塑件较厚的成型部位；（5）排气槽应设在便于清模的位置，以防止积存冷料；（6）排气槽的排气方向应避开操作区，防止注射时高温熔料的溢出而伤人；（7）排气槽的深度与塑料品种的流动性以及注射压力、注射温度有关。ABS的排气槽深度为0.03mm。由于本模具是属小型模具，排气量小，而且分型面较多，所以可利用推杆的配合间隙进行排气，这样可以不必单独设排气槽，又可以起到排气的作用。第5章 注塑模模架设计 模架是设计、制造塑料注射模的基础部件。为保证塑件质量，须正确选用标准模架，以节约设计和制造时间。本次设计中模架的型号选用定模和动模模板，有支撑板

25、，设置以推杆推出塑料件的机构组成模架。5.1 标准模架选用依据在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围（型腔投影面积的周界尺寸）、壁厚、孔型及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成型工艺，确定精料口位置、塑件重量以及每模塑件数（型腔数），并选定注射机的型号及规格。选定的注射机必须满足塑件注射量以及成型压力等要求。为保证塑件质量，还必须正确选用标准模架，以节约设计和制造时间保证模具质量。选用标准模架的程序及要的如下。（1） 模架厚度H和注射机的闭合距离L对于不同型号和规格的注射机，不同结构形式的锁模机构具有不同的闭合距离。模架厚度与闭合距离

26、的关系为： Lmax <= H <= Lmin式中 H: 模架厚度 Lmax : 注射机最大闭合距离 Lmin :注射机最小闭合距离（2） 开模行程与定、动模分开的间距与推出塑件所需行程之间的尺寸关系，设计时需计算确定，在取出塑件时的注射机开模行程应大于取出塑件所需的定、动模分开的间距，而模具推出塑件距离需小于顶出液压缸的额定顶出行程。（3） 选用的模架在注塑机上的安装 安装时注意：模架外形尺寸不应受注塑机拉杆间距的影响；定位孔径与定位环尺寸需配合良好；注塑机推出杆孔的位置和顶出 行程是否合适；喷嘴孔径和球面半径是否与模具的浇口套孔径和凹球面尺寸相配合；模架安装孔的位置和孔径与注塑

27、机的移动模板及固定模板上的相应螺孔相配。（4） 选用模架应符合塑件及其成型工艺的技术要求 为保证塑件质量和模具的使用性能及可靠性，需对模架组合零件的力学性能，特别是他们的强度和刚度进行准确的校核及计算，以确定动定模板及支撑板的长、宽、厚度尺寸，从而正确地选用模架的规格。 图5-1 模架模型图第6章 成型零部件的设计6.1型腔、型芯工作尺寸计算ABS塑料的收缩率是0.3%-0.8%平均收缩率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔内径： (6-1)型腔深度： (6-2)型芯外径： (6-3)型芯深度： (6-4) 型腔径向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收缩率；

28、-塑件公差（参考文献4）-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸（ mm）;-型芯径向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；6.1.1型腔尺寸计算基本尺寸/mm 公差值/mm 计算100 0.44 4 0.14 30 0.24 104 0.5 324 1.2 6 0.14 80 0.38 25.5 0.24 6 0.14 29 0.24 14 0.20 26 0.24 12 0.18 106 0.5 6.1.2型芯的尺寸计算基本尺寸/mm 公差值/mm 计算 96 0.44 34 0.26 104 0.5 320

29、1.2 6 0.14 80 0.38 25.5 0.24 8 0.16 12 0.18 27 0.24 10 0.18 24 0.24 110 0.5 6.2 导向机构的设计 导向机构的作用：（1）定位作用；（2）导向作用；（3）承受一定的侧向压力6.2.1导柱的设计 (1)长度 导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812 cm，以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。 (2)形状 导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。 (3)材料 导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为5055HRC。6.2.2导套的结构设计 (1

30、)材料 用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，一防止导柱或导套拉毛。 (2)形状 为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。6.2.3推出机构的设计采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求，采用四根推杆推出。推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或搞出型腔0.050.1cm.6.2.4推件力的计算对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其

31、脱模力（Q）： (6-5) 式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）; -被包紧部分的深度（cm）; -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取； -磨擦系数，一般取； -脱模斜度； =406.4mm mm 得6.2.5 推杆的设计 1推杆的强度计算 查塑料模设计手册之二由式5-97得d=（） (6-6) d圆形推杆直径cm推杆长度系数0.7l推杆长度cmn推杆数量 E推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2.1107N/) Q总脱模力 取 。2推杆压力校核 查塑料模设计手册式5-98= (6-7) 取320N/mm² < 推杆应力合格，硬度HRC5065第7章 模

32、具温度调节系统的设计本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。 设定模具平均工作温度为，用常温的水作为模具冷却介质，其出口温度为。7.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量 查表3-26得ABS的单位流量为 得 = 7.2 求冷却水的体积流量V 由式3-41得： (7-1) 查表3-27可知所需的冷却水管直径较小。 由上述可知，设计冷却水道直径为8符合要求。第8章 校 核8.1整体式圆形型腔壁厚度的计算8.1.1按刚度条件计算设想用通过型腔轴线的两平面截面取侧壁，得到一个单位宽度长条，该长条可以看作一个一端固定、一端外伸的悬臂梁，。由于长条

33、的宽度取得很小，梁的截面可近似视为矩形。由于该梁承受均匀分布载荷，故最大饶度产生在外伸一端，起值为： (8-1) 式中 -型腔材料弹性模量； -梁的惯性矩，其中，； s侧壁厚度。 应使，则取为一单位宽度，可求得： (8-2) 得校核条件成立 8.1.2整体式圆形型腔底板厚度的计算 (1)按刚度条件计算 整体式圆形型腔底板可视为周边固定的圆板，在型腔内熔体压力作用下，最大饶度亦产生在底板中心，其数值为： (8-3) 应使，则 得 校核条件成立8.2注射机有关工艺参数的校核 1锁模力与注射压力的校核 (8-4) -注射时型腔压力 查参考文献得 30MPa -塑件在分型面上的投影面积（） -浇注系统

34、在分型面上的投影面积（） -注射机额定锁模力，按GB XS-ZY-125型注射机额定锁模力为900 得 得 得 符合条件 故选 XS-ZF-125注射机成立8.3模具厚度H与注射机闭和高度注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离即满足下式 (8-5) 式中 -注射机最大开模行程，mm； -推出距离（脱模聚居），mm； -包括浇注系统在内的塑件高度，mm； 条件成立第9章 模具型芯、型腔的三维造型与数控仿真加工9.1 Mastercam软件简介Mastercam8是一套被模具行业广泛采用的CAD/CAM系统，是我国目前机械加工行业使用最普遍的一种软件，它可用于数控铣

35、床、数控车床、数控镗床、数控坐标镗床、加工中心、数控线切割机床、数控火焰切割机床等，而且能适用于多种数控装置的机床。Mastercam8的强大CAD功能足以应付任何复杂的模具设计，而CAM功能则提供完整的二轴、三轴、四轴和五轴加工。利用Mastercam8的CAD功能建立产品模型后，就可以通过其CAM功能选择加工方式、加工刀具，设定加工参数，进行NC刀具路径计算、实体切削模拟等操作，在检验一切无误后，选择对应的后处理器将刀具路径转换成数控机床所能接受的NC代码，再利用DNC方式传输给CNC控制器进行加工。这大大的节省了时间、资源和产品成本，因此可以提高工作效率和加工精度。Mastercam是美

36、国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。 Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。 可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零

37、件的干涉、碰撞情况。 Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，我厂采用的是FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构，我们编制了专门的后置处理文件，绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。 使用Mastercam 实现DNC加工, DNC（直接数控）是指用一台计算机直接控制多台数控机床，其技术是实现CAD/CAM的关键技术之一。由于本工件较大，处理的数据多，所生成的程序长，数控机床的磁泡存储器已不能满足程序量的要求，这样就必须采用DNC加工方式，利用RS-232串行接口，将计算机和数控机床连接起来。利用Mastercam的Co

38、mmunic功能进行通讯，而不必考虑机床的内存不足问题,经大量的实践，用Mastercam软件编制复杂零件的加工程序极为方便，而且能对加工过程进行实时仿真，真实反映加工过程中的实际情况，不愧为一优秀的CAD/CAM软件。 Mastercam具有强劲的曲面粗加工及灵活的曲面精加工功能。 Mastercam提供了多种先进的粗加工技术，以提高零件加工的效率和质量。Mastercam还具有丰富的曲面精加工功能，可以从中选择最好的方法，加工最复杂的零件。Mastercam的多轴加工功能，为零件的加工提供了更多的灵活性。 可靠的刀具路径校验功能 Mastercam可模拟零件加工的整个过程，模拟中不但能显示

39、刀具和夹具，还能检查刀具和夹具与被加工零件的干涉、碰撞情况。 Mastercam提供400种以上的后置处理文件以适用于各种类型的数控系统，我厂采用的是FANUC系统，机床为四轴联动卧式铣床。根据机床的实际结构，我们编制了专门的后置处理文件，绳槽曲面加工刀具路径NCI文件经后置处理后生成加工程序。 911Mastercam软件的特点与功能一CAD绘图部份 1文件中包含单位消息。打开文件时，系统会自动切换单位制(公制/英制)。屏幕左下角包含单位图标(mm或inch)。 实体模式可选定“曲面边界”，在串连的选项中设置。 2 多种串连选取方式：包含“下一个最靠近的”、“由内而外”、“由外而内”、“由内

40、而外最佳化”、“由外而内最佳化”。 3 可动态选定串连的起始点。 4 扩充图素属性的设置。 5.屏幕拷贝及使用打印机出图时，可指定出图的线宽。 6.图素属性管理员：可预先设置各图素的不同属性。 7.自动存档功能中，增加“完成每个刀具路径之操作后存档”。 8.改善选定的限定功能。 9.增加工作座标系统(WCS)及视角管理器。 10. 改善鼠标右键的辅助菜单，增加动态平移及动态缩放。 11.删除重复图素时，可指定特殊的属性。 12.可由快捷方式内容中指定自设的单位(c:mcam9mill9.exe custom.cfg)。 13.分析功能表中增加：小的曲面及实体检测，可过滤不必要的小曲面及实体。

41、14.可由分析编辑信息中“重新定义”图素，而不需要删除后再重新绘制。 15.绘图功能表中：倒角、文字、椭圆、多边形及边界等功能，更灵活、更人性化。 16.将8版应用程序spiral及thelix合并成标准的功能：绘图螺旋线。 17.改善“修整动态移位”的选项。 18.将8版应用程序squash改为标准功能：转换压扁。 19.简化“转换比例缩放”的设置。 20.打开文件时，如果图素颜色与工作区底色相同，系统会立即提示更改颜色。 21.在9版中，系统会记录先前最后使用的对话窗页次；再选择该对话窗时，系统便直接进入上次离开时的页次。 22.增加功能键F11、F12的设置。 23.支持AutoCAD

42、R13的DWG、DXF及Inventor v5.0。 24.可对STL档运行镜像、旋转、比例缩放及改变法向。 25.支持Parasolids 13.2及ACIS 7.0。 9.1.2三维设计与加工系统完整的曲线功能：可设计、编辑复杂的二维、三维空间曲线。还能生成方程曲线。尺寸标注、注释等也很方便。 强大的曲面功能：采用NURBS、PARAMETRICS等数学模型，有十多种生成曲面方法。还具有曲面修剪、曲面间等（变）半径导圆角、导角 、曲面偏置、延伸等编辑功能。 崭新的实体功能：以PARASOLID为核心，导圆角、抽壳、布尔运算、延伸、修剪等功能都很强。 可靠的数据交换功能，可转换的格式包括：I

43、GES、SAT（ACIS SOLIDS）、DXF、CADL、VDA、STL、DWG、ASCII。并可读取Parasolid、HPGL、CATIA、PRO/E、STEP等格式的数据文件。 铣床3D加工系统可完成如下功能：多重曲面的粗加工及精加工。 加工刀具轨迹有：等高线加工，环绕等距加工，平行式加工， 放射状加工， 插拉刀方式加工， 投影加工，沿面加工，浅平面及陡斜面加工等。 9.2模具型芯、型腔型面三维造型 利用mastercam软件的绘图造型功能对型芯进行三维造型如图9-1图9-1 型芯型面的三维模型图9-2 型腔型面的三维模型9.3模具型腔的数控仿真加工9.3.1加工路线的确定根据对型面的

44、特征分析，其加工路线为 曲面粗加工（平行铣削）曲面半精加工(曲面流线)曲面精加工（环绕等距）9.32部分工序加工流程及数控程序的生成 (1)选取 刀具路径曲面加工粗加工平行铣削，下一级菜单中选取凹实体实体面(2)选取 刀具路径曲面加工精加工环绕等距，下一级菜单中选取凹实体实体面(3)鼠标选取所要加工的曲面，如图9-3图9-3 型腔加工面的选择界面单击执行，出现图示对话框选择直径为3的球刀如图？图9-4 刀具参数对话框选完刀具后，对加工参数进行设置，如下图图9-4加工参数设置对话框一 图9-5 加工参数设置对话框二点击确定后就自动生成型腔加工路径，可进行实体切削验证图9-6 刀心轨迹模拟仿真一图

45、9-7 刀心轨迹模拟仿真二图9-8 刀心轨迹模拟仿真三实体切削仿真完成后，对刀心轨迹文件进行后置处理，生成数控加工程序具体见电子文档，如下：%O0000(PROGRAM NAME - XINQIANGJIAGONG)(DATE=DD-MM-YY - 26-05-11 TIME=HH:MM - 16:36)N100G21N102G0G17G40G49G80G90( 3. BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 3.)N104T1M6N106G0G90X-157.5Y-100.A0.S2546M3N108G43H1Z100.N110Z

46、5.8N112G1Z0.F3.N114X157.5F203.7N116Y-99.N118X-157.5N120Y-98。N1894X61.596Z-46.566N1896X61.161Y-.25Z-46.459N1898X60.761Y-.107Z-46.359N1900X60.474Y0.Z-46.273N1902G0Z-41.273N1904Z100.N1906M5N1908G91G28Z0.N1910G28X0.Y0.A0.N1912M30%9.4型芯的数控加工9.4.1工路线的确定根据以上分析，本型腔加工路线可规定如下：（1）曲面精加工（平行铣削）（2）挖槽（一般挖槽）9.42工序加工

47、方法的确定及数控程序具体操作步骤如下（1）选取 刀具路径曲面加工精加工平行洗削 选取凹实体实体面（2）选取 刀具路径挖槽（3）鼠标选取所要加工的曲面，如图：图9-9 型芯加工面的选择界面选择刀具如下图9-10 刀具参数对话框设置刀具参数点击确定后自动生成型芯加工路径，可进行实体切削验证图9-11 刀心轨迹模拟仿真一图9-12 刀心轨迹模拟仿真二实体切削无误后，后置处理自动生成程序如下（具体见电子档）N134X157.5F244.3N136G0Z53.3%O0000(PROGRAM NAME - 333333333333)(DATE=DD-MM-YY - 26-05-11 TIME=HH:MM

48、- 13:53)N100G21N102G0G17G40G49G80G90( 10. BALL ENDMILL TOOL - 1 DIA. OFF. - 1 LEN. - 1 DIA. - 10.)N104T1M6N106G0G90X-157.5Y-100.A0.S1527M3N108G43H1Z100.N110Z54.3N112G1Z48.3F3.6N114X157.5F244.3N116G0Z53.3N118Z54.3N120X-157.5Y-99.5N122G1Z48.3F3.6N124X157.5F244.3N126G0Z53.3N128Z54.3N130X-157.5Y-99.N132

49、G1Z48.3F3.6。结论为期近3个月的毕业设计已经完成，回顾整个毕设过程，我觉得受益匪浅。在对塑料肥皂盒注塑模具设计及其数控加工的过程中，我对模具设计和数控加工有了更深刻的认识，同时也巩固了以前学习的软件知识和机械理论知识。在毕业设计的过程中，我学到了更多的知识，开阔了我的视野，为以后的工作打下了坚实的基础。整个的设计内容过程包括：1. 自行设计一塑料肥皂盒2. 利用Mastercam 对塑料肥皂盒注塑模具的型芯和型腔生成数控加工程序和工艺，并进行模拟加工。3. 利用AutoCAD 2006软件绘制模具和零件的工程图。4. 编写设计说明书，此过程是把整个过程以文字的方式表示出来。本次毕业设计的主要特点：设计过程中运用了现代制造业流行的C