CAD CAM课程设计报告

1课程设计报告CAD一模两腔隔弧板注射模设计及CAM课程设计院系：工学部专业：机械工程及自动化班级：学号：姓名：指导老师：完成日期：2014年12月13日2目录第一章CAD一模两腔连接座注射模设计1.1塑料成型工艺分析………………………………………………41.1.1塑件原件图及技术要求……………………………………41.1.2塑料制品的材料…………………………………………41.1.3.PC主要性能指标…………………………………………51.1.4.PC的注塑工艺……………………………………………51.1.5塑料的结构分析………………………………………………61.1.6表面质量分析………………………………………………61.2模具结构分析与设计………………………………………………61.2.1.型腔数目的确定……………………………………………61.2.2分型面的设计………………………………………………61.2.3模架的选择……………………………………………………71.2.4推出机构设计………………………………………………81.2.5浇注系统的设计……………………………………………101.2.6冷却系统的设计……………………………………………111.2.7标准件的选用………………………………………………141.3、模具总装图的绘制………………………………………………141.3.1装配图…………………………………………………………141.3.2工作原理的介绍……………………………………………171.4设计小结…………………………………………………………171.5参考文献…………………………………………………………18第二章CAM本田车标数控加工课程设计2.1数控加工的概述…………………………………………………192.2数控机床的简单介绍……………………………………………192.3本田车标数控加工编程的预处理………………………………192.3.1确定毛坯类型………………………………………………192.3.2数控加工工艺分析………………………………………………202.3.3数控加工坐标系的定义…………………………………………202.3.4数控加工的刀具…………………………………………………202.3.5数控加工工作过程……………………………………212.4本田车标数控加工编程………………………………………2132.4.1分别创建精加工和粗加工的程序………………………………212.4.2创建加工刀具…………………………………………………212.4.3.创建加工几何体………………………………………………242.4.4.创建加工方法组………………………………………………242.4.5.车标的粗加工…………………………………………………242.4.6本田车标的半精加工……………………………………………252.4.7本田车标的曲面精加工…………………………………………262.4.8本田车标侧壁精加工……………………………………………272.4.9本田车标底面精加工……………………………………………282.4.10数控加工导轨可视化2D动态图………………………………302.5CAM课程个人总结………………………………………………304第一章CAD一模两腔连接座注射模设计1.1塑料成型工艺分析1.1.1塑件原件图及技术要求图（1）技术要求：1.壁厚均匀；2.塑件不允许有裂纹和变形缺陷；3.脱模斜度30′~1°；4.未注明尺寸公差按所用塑件的低精度等级查取；5.根据材料查取收缩率。1.1.2塑料制品的材料(1)聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。目前仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，现已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。研究了熔体流动性、分子取向、填料等因素对聚碳酸酯(PC)成型收缩率5的影响。研究结果表明,PC的尺寸稳定性较好,收缩率为0.3％～0.8％;流动性好的PC比流动性差的收缩率大;平行于流动方向的收缩率比垂直于流动方向的大;填料(如玻璃纤维)的加入,会使PC制品的成型收缩率大大降低,并且成型收缩率的波动也大大减小(2)主要成型性能①机械性能：强度高、耐疲劳性、尺寸稳定、蠕变也小（高温条件下也极少有变化）；②耐热老化性：增强后的UL温度指数达120~140℃（户外长期老化性也很好）；③耐溶剂性：无应力开裂；④对水稳定性：遇水易分解（高温、高湿环境下使用需谨慎）；⑤电气性能：a绝缘性能：优良（潮湿、高温也能保持电性能稳定,是制造电子、电气零件的理想材料）；b介电系数：3.0-3.2；c耐电弧性：120s；⑥成型加工性：普通设备注塑或挤塑。由于结晶速度快，流动性好，模具温度也比其他工程塑料要求低。在加工薄壁制件时，仅需几秒钟，对大部件也只要40-60s即可。1.1.3.PC主要性能指标项目参数拉伸强度，MPa61~70断裂伸长率，%80~100拉伸弹性模量，MPa80~100弯曲弹性模量MPa2100弯曲强度MPa100~110压缩强度MPa43~88悬臂梁冲击强度J/m710~950密度g/cm31.02~1.221.1.4.PC的注塑工艺(1)原料的干燥①原料烘干：普通烘干箱温度110—130，时间2—4小时，机顶料斗烘干箱温度100—120，要求水分含量低于0.03%。②判断水含量是否合格：看空注射的料条情况，物料通过塑化后由喷嘴流6出来的料条应是均匀无色、无银丝和无气泡的细条；否则则是烘干不彻底。⑵注射工艺①注塑机调整成型参数（视原料分子量高低调整）：料筒温度：前部250—310，中部240—280，后部230—250.喷嘴温度：比后部低10.模具温度：70—120.注射压力：70—140MPa.螺杆转速：30—120r/min.成型周期：注射1—25s，冷却5—40s.1.1.5塑料的结构分析(1)从图纸上分析，该塑件的外形为方形，壁厚均匀，都为7mm，且符合最小壁厚要求。（2）塑件型腔较大，有尺寸不等的孔，如：Ф30，,Ф8等，他们符合最小孔径要求。从模具总体考虑，由于塑件有三个孔，考虑到加工的方便，则采用镶件1.1.6表面质量分析塑料件没有特别的表面质量要求,故比较容易实现。经过以上分析可以看出,注射时在工艺参数控制得较好的情况下,零件的成型要求可以得到保证。1.2模具结构分析与设计1.2.1.型腔数目的确定制件特点及生产实际，采用一模两腔结构，其主要优点为：（1).保证产品的精度要求。(2).冷却系统便于设置，同时冷却效果很好。（3).模具开模距离小1.2.2分型面的设计图（2）7分型面位置选择的总体原则，是能保证塑件的质量、便于塑件脱模及简化模具的结构，分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较具体可以从以下方面进行选择。选择模具分型面时，通常应考虑以下几项基本原则。（1）.模具分型面应选在塑件外形最大轮廓处塑件在动，定模的方位确定后，其模具分型面应选在塑件外形的最大轮廓处，否则塑件会无法从型腔中脱出，这是最基本的选择原则。（2）.模具分型面的选择应有利于塑件顺利脱模由于注塑机的顶出装置在动模的一侧，所以模具分型面的选择应尽可能使塑件在开模后留在动模一侧，这样有助于在动模部分设置的推出机构工作，若在定模内设置推出机构就会增加模具的复杂程度。(3).模具分型面的选择应保证塑件的精度要求和外观质量模具分型面不能选在塑料之间的光滑表面和外观面，以免影响制件的外观质量。对于塑料制件要求同轴度较高的部分，选择模具分型面时最好将它们设置在模具的同一侧塑腔内。(4).模具分型面的选择应有利于模具的加工通常在模具结构设计中，选择平直分型面居多。但为了便于模具的制造，应根据模具的实际情况选择合理的分型面。(5).模具分型面的选择应有利于排气模具分型面是模具结构中主要的排气渠道，应尽量设置在塑料融体流动方向的末端，并且与浇注系统的设计应同时考虑，便于模具型腔内的气体排出。(6).模具分型面的选择应考虑模具的侧向抽芯为了保证侧向抽芯的放置容易和抽芯机构的动作顺利，选择模具分型面时，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，将较深的凹孔或较高的凸台放置于合模的方向，并尽量把侧向抽芯机构放置在动模一侧。1.2.3模架的选择在proe4.0中选择SC-type长x宽为300x200的模架，如图所示，安装高度241，行程25，重量97kg81.2.4推出机构设计推杆的设计推杆又称顶件杆，材料多为45钢、T8A或T10A碳素工具钢，其装配固定形式如图3所示。推杆仅与型腔或镶件配合，配合长度L1=(1.5~2)d≥15mm，配合间隙最大不能超过塑料的溢边值，否则将出现溢料飞边（多采用H7/f6配合）。由于注射模工作时推杆与型腔或镶件反复摩擦，为降低摩擦磨损，延长推杆的使用寿命，推杆头部需淬火处理，硬度为45~50HRC。另外，为避免影响塑件的使用，装配推杆时，应使推杆端面与型腔或镶件的平面平齐或高出0.05~0.1mm。总共为6个推杆，其Pro.E设计布局如图6所示：9图6.与推杆配合的孔在动模仁上的布局依照GB/T4169.1-2006,确定所需推杆的相关尺寸如表1所示尺寸序号DD1hRL推杆3630.5105图7.标准直杆式的推杆拉料杆的设计隔弧板注塑模，模具为一模两腔，已确定采用推杆推出机构，并且为了便于制造模具，最终确定采用Z字形拉料杆。拉料杆的尺寸可参照标准直推杆的尺寸来设计。设计如下图所示101.2.5浇注系统的设计主流道的设计查得所选定的SZ100/80型塑料注射机喷嘴的有关尺寸为：喷嘴孔直径d1=4mm，喷嘴前端球面半径R1=10mm。根据模具主流道与喷嘴的关系得到：主流道进口端球面半径R2=R1+(1~2)mm=10mm+(1~2)mm，取R2=11mm；主流道进口端孔直径d2=d1+0.5mm=4.5mm。为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，并结合标准浇口套GB/T4169.19-2006，其斜度取3°，同时为了减小熔料转向时的阻力，主流道的出口端有0.5mm的圆角过渡。（2）分流到的设计分流道是主流道与浇口之间的进料通道，在多型腔模具中必不可少，一般圆形截面分流道的直径为2~12mm，对流动性较好的尼龙、聚乙烯、聚丙烯等塑料，分流道的直径可小到2mm。对于多数塑料而言，一般直径为5~6mm。基于以上并且为了尽量减少凝料，最终取直径为4mm。分流道是I形排列。冷料穴方面，根据前面在设计拉料杆时的内容与隔弧板塑件的成型要求，可以选用较为常用的Z字形头冷料穴。确定浇口的形式浇口是浇注系统中的关键部分，它起着调节和控制料流速度、补料时间，防止倒流及在多型腔中平衡进料的作用。浇口的形状、尺寸和进料位置对塑件的质量影响较大。隔弧板的立体图如图13所示：图12.拉料杆尺寸与装配11可以观察到隔弧板的结构并不复杂，但由于整体的壁厚并不均匀，可选择在壁厚粗大的地方设置侧浇口来成型，并对应采用I排列型平衡进料的分流道形式。其浇口与分流道在动、定模仁上的开设结构如图14所示，侧浇口高度为1mm，宽度为2.5mm，连接分流到与型腔。1.2.6冷却系统的设计（1）注塑模中水路的直径一般有6mm、8mm、10mm、12mm，中小模具多选8mm。故该模具的水路直径选用8mm，基于以上的设计原则，直径确定后的水路中心线与型腔的侧壁或者型芯的外侧的距离尽量在9~10mm左右；进出水与出水口的中心线间距为40mm；水路的四周用水堵头堵住；在型腔与定模板的水路连通处，型芯与动模板的水路连通处，用外径16mmx高度2.4mm的密封圈密封（GB12325-76）；从模具的CAD仰视图及俯视图看去，型腔与型芯的水路在