1、CAD/CAM课程设计题目：盖件（13）注塑模具设计2011 年 12 月 25 日专业名称： 数控加工与模具设计 姓 名 ： 周绍诚 学 号 ： 058810214058 班 级： 数控加工与模具设计 2010-1 指导教师： 於 星 南京工程学院CAD/CAM 课程设计任务书一、设计任务1、题目：底座模具设计2、产品图：(序号为 13)3、设计要求：1） 材料：聚苯乙烯。2） 生产批量：中小批量。3） 产品精度：未注公差取 MT5 级精度；产品外表面光滑，无明显缺陷，如缩痕、翘曲、凹坑等。二、成果要求及提交形式1、分析模具结构，进行模具的三维设计。1）模具零件尺寸、模具结构合理性符合设计要
2、求；2）标准件造型形成系列（模架、螺钉、销钉、导柱、导套等）存盘；3）造型零件进行必要的渲染、着色；4）生成爆炸图。2、生成二维工程视图（包括：明细表、标题栏、技术要求等） 。3、对典型成型零件进行数控自动编程，生成 NC 代码，并在模拟软件上进行加工模拟。4、设计说明书的要求：目录完整，操作步骤合理，叙述简练，内容全面。说明书格式封面（使用学院统一印制的课程设计封面）设计任务书目录正文：一、前言二、产品分析及方案设计。三、模具结构设计（各部分作用、名称） 。四、模具的三维设计流程。五、二维工程视图（模具装配图、零件图）六、成型零件数控编程，加工模拟，生成 NC 代码。七、设计总结（本设计优缺
3、点、改进设想与展望，设计结果及过程对自己的影响和帮助）参考资料（依说明书中引用顺序，按国家正式出版物标准格式，依次列出引文出处）致谢（对为本工作提供帮助的单位和个人书面致谢）三、主要参考文献1、 模具 CAD/CAM ，何涛主编，北京大学出版社，2004 年。2、 模具 CAD/CAM ，李名尧主编，机械工业出版社，2004 年。3、 模具 CAD/CAM ，史翔主编，机械工业出版社，1998 年。4、 塑料成型工艺与模具设计 ，屈华昌主编，高等教育出版社，2010 年。5、 UG NX6.0 注塑模具设计情境教程 ，於星编著，大连理工大学出版社，2011 年。6、GB/T 41692006
4、塑料注射模零件7、GB/T 41702006塑料注射模零件技术条件8、GB/T 125552006塑料注射模模架9、GB/T 125562006塑料注射模模架技术条件目 录前 言 -0一产品分析及方案设计 -11.设计要求 -12.产品图纸及模具结构 -13.分型面 -14.浇口类型 -25.推出机构 -2二模具结构设计 -3三模具三维设计 -31.项目初始化。 -42.设置模具坐标系。 -43.创建工件 -44.设计分型区域 -55、创建型腔型芯 -66、添加标准模架 -67、添加标准件 -7四盖件（13）注塑模具总爆炸视图 -16五二维工程视图 -17六成型零件数控编程，加工模拟，生成 N
5、C 代码。 -19设计总结 -36参考文献 -37前 言本课程设计是设计了一套盖件的注塑模具。该模具可以大批量的生产塑料制品。进行注塑模具的设计首先需要对产品进行仔细分析，考虑浇注系统，型腔分布以及导出机构的分布。对于较复杂的产品，更需要结合使用目的，外观及装配要求，从使用塑料的流动性，收缩率及产品的尺寸公差要求，表面粗糙度等方面进行综合考虑。同时，在设计的时候要考虑模具的可行性和经济合理性。CAD/CAM课程是数控加工与模具设计专业（专接本阶段）的实践与应用课程，是检验应考者对注射模设计的掌握情况而设置的一门课程。使学生综合运用课堂所学知识完成模具 CAD/CAM 的实际应用，培养实践技能，
6、为将来从事数控加工和模具设计工作奠定基础。UG NX6.0 软件是 SIEMENS 公司推出的集 CAD/CAM/CAE 于一体的三维数字化软件，它提供了完整的产品工程的解决方案，包括概念设计、工业设计、工程分析、产品验证和加工制造等，完全在数字化的环境中建立和捕获 3D 产品信息。Mold Wizard 是 UG NX6.0 中的一个模块，主要用于注塑模具和金属压铸模的设计，它是运行在UG NX6.0 软件基础上的一个智能化、参数化的模具设计模块，它在模具设计中起导向作用，从产品的装载、收缩、布局、分型、模架和标准件的添加以及浇注系统、冷却系统的设计，一直贯穿到模具工程图的整个设计过程。关键
7、词：注塑模具，盖件，浇注系统和装配。- 1 -一产品分析及方案设计1.设计要求产品结构如图所示；材料：聚苯乙烯（PS） 。生产批量：中小批量。产品精度：未注公差取 MT5 级精度；产品外表面光滑，无明显陷。2.产品图纸及模具结构该盖件结构比较简单，既无通孔又无侧向凹凸；成型塑料产品的模具结构也比较简单，采用一模两腔的二板模结构，如图 1 所示。图 1- 2 -3.分型面分型面应该选在产品的最大截面处，为了保证产品的外观质量，分型面的选择如图 2 所示，产品包紧动模，型芯留在动模侧。图 24.浇口类型考虑产品结构和外观，可采用搭接式浇口进料，加工简单，可有效防止塑料熔体的喷射流动,浇注系统如图
8、3 所示。图 35.推出机构由于盖件包紧力不是很大，故推出机构采用 15 推杆推- 3 -出，且 15 推杆参与成型，如图 4 所示。图 4二模具结构设计模具主要的结构有成型零部件，推出机构，冷却机构，合模导向机构以及标准模架等，它们的主要作用如下：成型零部件：模具合模后，在动模板和定模板之间的某些零部件组成一个能充填熔体的模具型腔，模具型腔的形状和尺寸就决定了塑料制品的形状和尺寸。推出机构：每次注塑模在注塑机上合模注射结束后，都必须将模具打开，然后把成型后的塑料制件及浇注系统的凝料从模具中脱出，完成推出脱模。推出机构一般由推出，复位和导向等三大元件组成。冷却机构：注射模具中设置冷却系统的目的
9、，是通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产力。标准模架：模架是注射模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分有机的联系成为一个整体。标准模架一般由定模座板，定模板，- 4 -动模板，动模支承板，垫块，动模座板，推杆固定板，推板，导柱，导套及复位杆等组成。三模具三维设计模具三维在 UG NX6.0 的 Mold Wizard 模块中进行1.项目初始化。选择材料 PS，如图 3.1。2.设置模具坐标系。如图 3.2。3.创建工件在 Workpiece 模块中创建产品的工件，设置参数如图 5 所示，同时在布局类型中选择平衡布置和一模两腔，创建完成的工件布局如图 6 所示。图 3.1
10、图 3.2- 5 -图 5图 64.设计分型区域在 Mold Wizard 中选择 Parting，根据要求完成 Parting Manager中的设计，选择 26 所在的平面作为分型面，如图 7 所示。- 6 -图 75、创建型腔型芯在 Parting Manager 对话框中选择 Creart cavity and core，分别定义型芯和型腔，如图 8。图 8 图 9定义完型腔和型芯后，用几何链接器将一模两腔的型芯和型腔分别合并，得到如图 9 所示的型芯和型腔。6、添加标准模架在 Mold Wizard 模块中选择 Mold Base，选择由 FUTABA 公司生产的二板模模架，根据型芯
11、和型腔的尺寸来决定标准模架的尺寸。根据公式，当型腔（型芯）的长度为 lm、宽度为 wm 时，小型模具的长、宽尺寸一般为：W=wm2（5080）L=lm2（5080）- 7 -得出 W=702（5080）=170230L=1202（5080）=220280所以综合考虑，选择 1820 型的模架比较合适，具体参数如图 10。图 107、添加标准件1）定位圈在 Standard Parts 中选择定位圈，具体参数如图 11，将定位圈安放在定模座板上，然后用 Pocket 做出腔体。定位圈如图 11.1 所示。- 8 -2）浇口套在 Standard Parts 弹出的窗口中选择浇口套，在 Dimen
12、sion 选项中修改浇口套的参数，如图 12 根据要求，在动模座板，型腔上做出腔体。浇口套如图 12.1 所示。图 11 图 12图 11.1 图 12.13）推杆在 Standard Parts 弹出的窗口中选择推杆，由于需要在推杆上- 9 -做序号的成型，因此选择推杆的直径为 15，长度为 110，之后再做修改。如图 13。推杆如图 13.1 所示。然后重新打开推杆的窗口，在 Parent 下选择放在 misc 的菜单中，直径为 8，长度为 95，作为拉料杆。拉料杆如图 13.2 所示。与此同时，在 Cavity layout 中选择 Insert pocket，将动模板和定模板在安放型腔
13、和型芯的四个角上做圆角，便于放入型腔和型芯。如图 14。之后在型芯上草绘出冷料穴的框体，用旋转挖空，最后将推板固定板，支承板，型芯用 pocket 命令做出腔体。图 13 图 14- 10 -图 13.1 图 13.24）紧固螺钉紧固螺钉的作用是将型芯和型腔分别固定在支承板和动模座板上，在 Standard Parts 窗口中选择螺钉，尺寸为 6 的内六角圆柱头螺钉，具体参数如图 15 所示。之后在选择一个面的对话框时选择支承板的上表面，然后输入坐标（25，50，0） 、 （25，-50，0） 、 （-25，50，0） 、 （-2，-50，0） ，完成型腔部分的固定。同理再做型芯部分的固定。最
14、后用 Pocket 命令做出腔体。紧固螺钉如图 15.1 所示。图 10图 15 图 15.1- 11 -5）弹簧在 Standard Parts 弹出的窗口中选择弹簧，具体参数设置如图16，之后在选择一个面的对话框中选择推板固定板的上表面。然后捕捉复位杆的中心，完成弹簧的添加。最后在支承板上用 Pocket 命令做腔体，弹簧如图 16.1 所示。图 16 图 16.16）支承柱在 Standard Parts 弹出的窗口中选择支承柱，直径为 25，长度- 12 -为 60，坐标为（0，55，0）和（0，-55，0） ，然后用 Pocket 命令做腔体。具体参数如图 17。支撑柱如图 17.1
15、 所示。图 17 图 17.17) 分流道运用 Runner 模块先设计引导线，然后再创建流道。如图所示。- 13 -8) 浇口运用 Gate 模块进行浇口设计，完成后如图所示。9) 创建水道和添加接头。如图所示。- 14 -完成流道、浇口、冷却水道设计后分别做腔体，完成后如图 18 所示。- 15 -图 18成型的盖件（13）注塑模具的 3D 图展示。- 16 -四盖件（13）注塑模具总爆炸视图- 17 -五二维工程视图打开模具的 3D 装配图，进入“draft”命令，（1）导出盖件（13）注塑模具装配工程图。（2）导出盖件（13）注塑模具型芯的工程图。- 18 -（3）导出盖件（13）注塑
16、模具形腔的工程图。最后将 UG 中的工程图导出 dwg 格式，在通过 Auto CAD 进行编辑，添上标注和标题栏。详细工程图请看详细图纸。- 19 -六成型零件数控编程，加工模拟，生成 NC 代码。（1）型腔的加工分析。盖件产品表面精度要求和质量要求较高，型腔结构较为简单，而且数控机床加工精度高，故采用数控机床进行加工。（2）加工前准备。将型腔文件单独显示，在“Start”中选择“Manufacturing ”模块。然后选择 mill-contour 开始进行加工。将型腔上的主流道删除，直接作出 block，如下图所示。在加工时，先进行粗加工，先做两个产品的模腔，留有 0.5 的加工余量。然
17、后再做分流道的加工，同样留有 0.5 的余量，最后用相同的步骤进行精加工。- 20 -（3）UG 自动编程打开型腔，转换坐标系，如图 A（转换前）和图 B（转换后） 。图 A 图 B设定加工坐标系和安全平面，如下图所示。开始编程，首先先粗加工型腔，如下图所示- 21 -再对型腔进行半精加工，如下图所示。对型腔进行精加工，如下图所示。加工流道，如下图所示。- 22 -（4）加工模拟（5）生成 NC 代码A.热处理前的平面铣，留有余量 0.5mm。%N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06N0040 G0 G90 X-1.0157 Y
18、.0086 S5000 M03N0050 G43 Z-2.7559 H00N0060 Z-3.1102N0070 G3 X-.9843 Y.0118 Z-3.1604 I.0314 J-.1543 K.0083 F118.1N0080 I0.0 J-.0118N0090 G1 Y.3071 M08N0100 G3 X-.7646 Y.2146 I0.0 J-.3071N0110 X-.9843 Y.3071 I-.2197 J-.2146N0120 G1 Y.1102N0130 Z-3.0423N0140 G0 Z-2.7559N0150 X-1.0157 Y.0086N0160 Z-3.12
19、11- 23 -N0170 G3 X-.9843 Y.0118 Z-3.1713 I.0314 J-.1543 K.0083N0180 I0.0 J-.0118N0190 G1 Y.3071N0200 G3 X-.7646 Y.2146 I0.0 J-.3071N0210 X-.9843 Y.3071 I-.2197 J-.2146N0220 G1 Y.1102N0230 Z-3.0531N0240 G0 Z-2.7559N0250 X-1.0157 Y.0086N0260 Z-3.1319N0270 G3 X-.9843 Y.0118 Z-3.1821 I.0314 J-.1543 K.00
20、83N0280 I0.0 J-.0118N0290 G1 Y.3071N0300 G3 X-.7646 Y.2146 I0.0 J-.3071N0310 X-.9843 Y.3071 I-.2197 J-.2146N0320 G1 Y.1102N0330 Z-3.064N0340 G0 Z-2.7559N0350 X-1.0157 Y.0086N0360 Z-3.1427N0370 G3 X-.9843 Y.0118 Z-3.1929 I.0314 J-.1543 K.0083N0380 I0.0 J-.0118N0390 G1 Y.3071N0400 G3 X-.7646 Y.2146 I0
21、.0 J-.3071N0410 X-.9843 Y.3071 I-.2197 J-.2146N0420 G1 Y.1102N0430 Z-3.0748N0440 G0 Z-2.7559N0450 X.9929 Y.0315- 24 -N0460 Z-3.1102N0470 G3 X.9961 Y0.0 Z-3.1604 I-.1543 J-.0315 K.0083N0480 I-.0118 J0.0N0490 G1 X1.2913N0500 G3 I-.307 J0.0N0510 G1 X1.0945N0520 Z-3.0423N0530 G0 Z-2.7559N0540 X.9929 Y.0
22、315N0550 Z-3.1211N0560 G3 X.9961 Y0.0 Z-3.1713 I-.1543 J-.0315 K.0083N0570 I-.0118 J0.0N0580 G1 X1.2913N0590 G3 I-.307 J0.0N0600 G1 X1.0945N0610 Z-3.0531N0620 G0 Z-2.7559N0630 X.9929 Y.0315N0640 Z-3.1319N0650 G3 X.9961 Y0.0 Z-3.1821 I-.1543 J-.0315 K.0083N0660 I-.0118 J0.0N0670 G1 X1.2913N0680 G3 I-
23、.307 J0.0N0690 G1 X1.0945N0700 Z-3.064N0710 G0 Z-2.7559N0720 X.9929 Y.0315N0730 Z-3.1427N0740 G3 X.9961 Y0.0 Z-3.1929 I-.1543 J-.0315 K.0083- 25 -N0750 I-.0118 J0.0N0760 G1 X1.2913N0770 G3 I-.307 J0.0N0780 G1 X1.0945N0790 Z-3.0748N0800 G0 Z-2.7559N0810 M02%B.热处理后平面铣（半精加工，精加工）%N0010 G40 G17 G90 G70N0
24、020 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06N0040 G0 G90 X-.8173 Y.0008 S5000 M03N0050 G43 Z-2.7559 H00N0060 Z-3.1102N0070 G3 X-.8173 Y.0008 Z-3.1582 I-.084 J.119 K.0076 F39.4N0080 X-.9843 Y0.0 Z-3.1969 I-.084 J.119 K.0076N0090 G1 X-1.2795 M08N0100 G3 X-.7798 Y-.2131 I.2952 J0.0N0110 X-.7666 Y-.1995 I-.2045 J.2131N0120 X-.7798 Y.2131 I-.2177 J.1995N0130 X-1.2795 Y0.0 I-.2045 J-.2131N0140 G1 X-1.0827N0150 Z-3.0787N0160 G0 Z-2.7559N0170 X1.0013 Y-.2551N0180 Z-3.1102N0190 G3 X1.0013 Y-.2551 Z-3.1686 I-.017 J.1764 K.0093
