杯子的模具设计

1、 #参考文献13 目录TOC o 1-5 h z目录1 HYPERLINK l bookmark2 第1章前言2 HYPERLINK l bookmark4 第2章课题的相关内容3 HYPERLINK l bookmark6 课题提出3 HYPERLINK l bookmark8 课题内容3 HYPERLINK l bookmark10 构思课题4 HYPERLINK l bookmark12 第3章CimatronE介绍5 HYPERLINK l bookmark14 灵活性5 HYPERLINK l bookmark16 零件设计5 HYPERLINK l bookmark18 曲面的光顺

2、6 HYPERLINK l bookmark20 快速分模6 HYPERLINK l bookmark22 分析工具6 HYPERLINK l bookmark24 分模线和分模面7 HYPERLINK l bookmark26 绘图7 HYPERLINK l bookmark28 数控加工7 HYPERLINK l bookmark30 第4章杯子的设计过程8 HYPERLINK l bookmark32 4.1杯子三维实体8 HYPERLINK l bookmark34 程序修改、程序传输9 HYPERLINK l bookmark36 4.2.1.程序修改9 HYPERLINK l bo

3、okmark38 程序传输9 HYPERLINK l bookmark40 4.3刀入轨迹10 HYPERLINK l bookmark42 第5章结论11致谢12第1章前言模具作为模压产品生产的关键工装，其设计与生产周期日益成为决定新产品开发周期的决定因素。目前工业发达国家的航空航天、汽车、机械、模具、机床等行业首先得益于该项新技术，使上述行业的产品质量明显提高，成本大幅度降低，获得了市场竞争优势。在汽车工业中，过去新车型的开发周期一般为10年，现在缩短为23年。福特、通用、丰田等公司的新车型开发周期仅为1年半，这一切都得益于企业模具设计与制造手段的现代化水平的提高。模具设计是否合理会直接影

4、响塑料制品的质量。由于模具型腔尺寸是由塑料制品要求尺寸加上所用材料的收缩率得来，而收缩率常常是由塑料生产厂家或工程塑料手册推荐的一个范围内的数值，它不仅与模具的浇口形式、浇口位置与分布有关，而且与工程塑料的结晶取向性（各向异性）、塑料制品的形状、尺寸到浇口的距离及位置有关。影响塑料收缩率的主要因素包括热收缩、相变收缩、取向收缩、压缩收缩与弹性回复等，而这些影响因素与精密注塑制品的成型条件或操作条件有关。因此，模具的设计者必须有丰富的设计和注塑成型经验，必须考虑这些影响因素与注塑条件的关系及其表观因素，如注塑压力与模腔压力及充填速度、注射熔体温度与模具温度、模具结构及浇口形式与分布，以及浇口截面

5、积、制品壁厚、塑料材料中增强填料的含量、塑料材料的结晶度与取向性等因素的影响。上述因素的影响也因塑料材料的不同，或者其它成型条件如温度、湿度、继续结晶化、成型后的内应力、注塑机的变化而不同。随着数控加工装备水平提高，企业正在纷纷加大塑料模具开发力度，塑料模具已成为模具品种中最为诱人的“奶酪”。- - -第2章课题的相关内容课题提出随着电子元件、计算机、传感与检测、自动控制及机械制造等技术的不断发展，数控制造技术也得到了迅速的发展和广泛的应用。数控制造技术是柔性制造系统、计算机集成制造系统等先进技术的基础。提高数控化率是当前机械制造技术革新的必由之路。我国是制造大国，要加快经济的发展，必须掌握制

6、造技术的核心，而先进的数控制造技术就是其中之一。但是目前国内数控技术的发展相对于国外还比较落后，数控化率还不够，有待进一步的发展。我院数控加工技术在重庆市区内具有较高的知名度，这样本课题就顺应提出了。课题内容学习并熟练地使用软件，理解计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、CimatronE的真正含义。该课题分三阶段完成：首先设计杯子三维曲面或实体，生成刀具路径，进行仿真加工，并自动生成数控加工程序；其次导出数控加工程序，形成文件通过RS-232接口输入机床，在完成人工的装夹和对刀以后，利用数控机床自动加工零件；最后设计其它五个三维曲面或实体，同时生成刀具路径，并进行仿真加工。该课

7、题采用由南京四开机床厂生产的数控雕铣机加工零件，分别对零件进行粗精加工以及投影加工。构思课题根据自己测量的尺寸的要求，对零件的高度有一定的限制。最终要加工的零件的设计要求美观、新颖、实用且有创造性，具有内涵。起初的构想是一个直齿圆柱齿轮。齿轮外形复杂，仿真加工成型美观，但是考虑齿轮的加工可以使用滚齿机大批量的加工，采用数控机床加工，成本过高。最后设计确定曲线流畅、外形美观的杯子的造型。实际的杯子都经过雕琢修饰，本设计为了简化程序就只考虑其外形结构的设计其他曲面的造型也遵守设计新颖、美观的特点。第3章CimatronE介绍CimatronCAD/CAM工作环境使专门针对工模具行业设计开发的。在整

8、个工具制造过程中的每一个阶段，用户都会得益于全新的、更高层次的针对注模和冲模设计与制造的迅速性和灵活性CimatronE包括一套非常超强，卓越的，易于使用的3D设计工具。该工具融合了线框造型、曲面造型和实体造型，允许用户方便地处理获得的数据模型或进行产品的概念设计。在整个工具设计过程中，CimatronE提供了一套集成的工具，帮助用户实现模具的分型设计、进行设计变更的分析与提交、生成模具滑块与嵌件、完成工具组件的详细设计和电极设计。针对工具的制造过程，CimatronE支持具有高速铣削功能的2.55轴铣削加工，基于毛坯残留知识的加工和自动化加工模板，所有这些大大减少了数控编程和加工的时间。零件

9、设计在单一的混合造型环境中，使用强大的建模工具来生成复杂的几何形状。以实体建模技术的快捷性进行先进的参数化的曲面设计。对开放实体和封闭实体具有同样容易的操作。为制造应用提供一系列的工具，使几何造型最优化，纠正倒扣负角，增加过渡曲面，实现。曲面的光顺-在装配和零件环境中，都能在对象之间进行布尔操作。-读取二维图纸并可使用已有的轮廓形状设计三维模型。-读取二维图纸并可使用已有的轮廓形状设计三维模型。-完全参数化设计功能使模型的编辑更加简单。-运用快速设计变更分析工具处理设计变更。-在设计过程中的任何阶段，用户都可随时更改几何造型。-提供完全和部分几何模型的相关性来满足用户的不同需求。-使用户能够在

10、装配环境中，动态地观察模型以确保所有零件互不干扰，协调工作。快速分模-用快速分模技术把零件分成型芯，型腔，嵌件和滑块。-不需要事先对物体进行缝合或修正就可以进行分模设计。-沿着最大外轮廓线完成零件表面的分离，同时允许用户指定特定的拔模角度。-使用滚动条就可以模拟分模过程。分析工具-识别倒扣负角和不能分模的区域，以不同颜色显示出来。-允许用户定义颜色并设定拔模角度值。-使用动态的剖切工具检查模型的剖面。-在工作过程中，可以保持动态剖切工具保持激活，使用户对存在的潜在倒扣负角实现即时检查。分模线和分模面-生成分模线和分模面。-采用参数化的、全相关的曲面功能。-可以对所有分模的组件应用分模面的功能。

11、绘图-为开放的和封闭的物体生成视图和剖面。-提供基于PDM的BOM。-使用全相关的数据库实现基于设计修改的图纸更新。-利用用户定义的绘图模板实现自动化出图以提高工作效率-简化了剖面和尺寸编辑。-支持并行工程。数控加工-粗加工。-处理大型，复杂模型。-自动识别零件形状和毛坯信息。-高效去除材料。-用检查面来定义铣削边界。-提供多轴加工功能。-利用模板使相似的程序编制自动化。-模拟连续铣削。-检验加工结果。第4章杯子的设计过程由于该杯子芯有大量的加工余量，所以首先要进行粗加工。根据工件尺寸大小，粗加工选用直径22mmR6的环行刀加工。而由于该杯子侧壁有脱模斜度，使用12mmR2刀具环行半精加工。最

12、后采用曲面铳-根据层精加工和清角加工，使用5mmR1的刀具精加工。4.1杯子三维实体在CimatronE中制作杯子三维实体如图4-1所示图4-1杯子三维实体程序修改、程序传输4.2.1.程序修改CimatronE在加工中心上的应用是以程序为纽带的，而生成的程序，有的指令或符号往往与加工中心或数控机床不兼容，这就需要根据采用的系统进行程序修改。我对生成的程序作如下修改：将生成的程序中的半径符号R,改为CR=0.5；根据零件的实际要求和机床的实际情况，对主轴速度S、进给率F、有无切削液等参数进行适当修改。程序传输数控程序的传输可以利用CimatronE软件的通信功能,通过接口与数控机床进行通信，也

13、可以通过专用的通信软件，如DNC软件进行传输。通过控制系统的RS232接口，可以从机床中读出数据并传输到外部设备中，同样，也可以从外部设备把数据再读入到机床中。读入操作步骤：打开“程序管理器”，进入程序主目录；按“读入”键，按此键通过RS232接口装载零件程序；在PC机上选定程序，按“回车”键；(4)按机床上的“启动”键，用此键启动输入过程。 - #-4.3刀入轨迹杯子的刀路轨迹如图4-2所示图4-2刀路轨迹- - -第5章结论模具是工业生产的基础工艺装备，由于用模具加工成形零部件具有生产效率高，质量好，节约原材料和能源，成本低等一系列优点，以成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。近年来，

14、中国模具发展速度相当快。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为30%。随着中国汽车、家电、电子通讯、各种建材迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。为了提高模具的质量、精度和生产效率，人们在模具生产过程中越来越广泛地使用CAD/CAM设计和CNC数控加工相结合的制造方式。如何使模具结构更合理，数控加工效率和精度更高，一直是模具设计和制造人员努力研究的方向。特别是对三维型面的造型和加工，传统的造型和加工方法很难实现，即使能够实现效率和精度也很低，因此将造型设计与数控加工有机地结合起来，对小型模具加工将是很好的选择。在这次过程中，我对软件

15、的运用有了近一步的提高，以前的知识难点都在这里有了一个很好的解决。我很感谢这次大作业，首先让我把所学知识有效的结合起来，还促进了同学之间的友谊。我觉得这次大作业是对自己能力的一个检测。致谢我的大学学习即将结束，在这将近两年的时间里，众多的良师益友在学习及生活上给予我关怀、照顾，在思想上给我的鞭策、鼓励，所有的一切将使我终生难忘。在此期间，在重庆信息工程学院的各位老师的教育指导下，我感到不论是自己的个人素质还是科学知识方面都得到了很大的提高。本毕业设计与编写过程中，我的指导老师给了我很大的帮助，在此深表谢意，同时在两年的学习生活中他们给予了我很大的帮助，大家相互关心，共同学习，彼此之间建立了深厚的友谊。同时也对各位同学给予我的关心与帮助表示感谢。我也要感谢我所列出的所有参考文献的著者、编著者、编者，以及那些未被我列出的参考文献的作者，他们的研究成果给了我莫大的帮助。参考文献1孙建甫Mastercam3D设计及模具加工