绝缘壳的两板式注塑模具设计含NX三维及4张CAD图
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摘 要模具是由机械零件和机构构成的精密机器的产品。在成形加工部件、引导部件、定位部件、支承部件、输送机构、抽芯机构、按压机构等对应模具的成型装置(例如冲头、塑料注塑机、压铸机等)中使用时,金属的形状、尺寸、相对位置及性能非金属材料可以直接改变,因此,它们可以形成在修改的部件上。模具设计是模具制作的基础,合理正确的设计是正确的模具制造的保证。模具制造技术的发展对于提高模具质量、耐用年数、精度、制造周期的缩短、模具质量和使用寿命都很重要。制造精度和额定速度很大程度上取决于制造模具的材料和热处理过程。模具的成本直接关系到零件的成本和模具制造业的经济利益。模具加工部件的精度决定部件精度的模具寿命与模具材料、热处理、模具结构、加工材料等诸多因素有关,模具的设置和使用与模具的使用性能和安全性直接相关的模具标准化是模具设计,在模具的大规模、特殊生产中设计制造的基本发挥着重要的作用。模具标准化的水平是模具产业发展水平的符号。塑料是快速发展的新型工程材料。塑料加工成型技术越来越受关注,注塑成型是塑料部件最常见的成型方法。日用品的塑料模具占很大比例。在今天激烈的市场竞争中,电壳的设计成了产品质量的重要部分。目前,便携式电话注射成型模具已成为注塑机行业最复杂的模具之一,难以制造的结构部件。这次的绘图采用CAXA是计算机辅助的绘图工具。这是一款具有强大图像处理功能的专业的机械绘图软件。关键词:模具设计,模具标准化,两板式模具ABSTRACTThe mould is the product of a precision machine made up of mechanical parts and mechanisms. When used in the molding devices (such as punch, plastic injection molding machine, die-casting machine, etc.) corresponding to the molds, such as forming processing parts, guiding parts, positioning parts, supporting parts, conveying mechanism, core pulling mechanism, pressing mechanism, etc., the shape, size, relative position and performance of the metal can be directly changed, so they can be formed on the modified parts. Mold design is the basis of mold making, reasonable and correct design is the guarantee of correct mold manufacturing.The development of mould manufacturing technology is very important for improving mould quality, durable years, precision, shortening manufacturing cycle, mould quality and service life. The manufacturing accuracy and rated speed largely depend on the material The cost of mould is directly related to the cost of parts and the economic benefits of mould manufacturing industry. The mold life of the accuracy of the mold processing parts is related to many factors such as mold material, heat treatment, mold structure, processing material, etc.the mold standardization, which is directly related to the use performance and safety of the mold, is the mold design and plays an important role in the large-scale and special production of the mold. The level of mold standardization is the symbol of the development level of mold industry. Plastics are new engineering materials with rapid development. Plastic processing and molding technology is more and more concerned, injection molding is the most common molding method of plastic parts. Plastic molds for daily necessities account for a large proportion. In todays fierce market competition, the design of electric shell has become an important part of product quality. At present, the portable telephone injection molding mold has become one of the most complex molds in the injection molding machine industry, which is difficult to manufacture structural parts.CAXA is a computer-aided drawing tool. This is a professional mechanical drawing software with powerful image processing function. Key words:mold design, mold standardization two plate mold基于NX的绝缘壳零件两板式模具设计目 录摘要1Abstract2第一章 绪论31.1选题的背景 31.2国内外模具研究现状31.3课题研究的内容和意义3第二章 绝缘壳零件两板式模架设计42.1塑件零件的绘制42.2模具的工件与布局设计42.3模具的分型设计8第3章 浇注系统的设计143.1模具定位环的设计143.2模具流道的设计153.3模具浇口的设计18第4章 温度调节调节系统设计204.1模具冷却水孔的设计20 4.2模具冷却水孔腔体的设计214.3模具冷却水孔和冷却标准件的添加22第5章 设计的总结及部分成果展示245.1绝缘壳零件两板式模具设计总结245.2成果展示245.2.1装配图与爆炸图245.2.2零件图25结束语28致谢29参考文献304第一章 绪论1.1选题的背景现代的模具厂,有着不衰亡工业的名称。一般来说,世界模具市场紧缺,市场需求每年维持在600亿65亿美元之间。同时,中国的模具产业也引导了开发机会的新一轮。近年来,中国模具产业的总输出值保持了13%的年增长率(根据不完全统计,2004年国内模具总进口值达到600亿元以上,出口量约200亿元。到2005年为止,模具的输出值达到65亿元,模具和标准部件的出口量达到200万美元。1.2国内外模具研究现状但因为缺乏创新力,难以攻破行业关键技术,我国模具行业一直以来都面临着低端竞争,高端出口的挑战。面对这样的局面,我们应该在技术水平上有所突破和提升;而想要促成我们模具业的跨越发展,就应该借助先进模具技术,从模仿到自主创新,突破关键技术。在中国,越来越多的人了解了制造模具的重要的基本位置,实现模具技术提升,成为测量国家制造业水平的重要标志。新产品的效率和开发能力伴随着越来越多的模具企业增加投资的重要性,被视为技术开发和企业发展的重要推动力。1.3课题研究的内容和意义本选题设计环境基于NX,NX的主要特征有:3D实体建模;基于特征的参数化实体建模;单一数据库;机构设计技术;行为建模技术;NC加工;强大的装配功能;二次开发技术。基于模具设计的上述特点,可以大大缩短概念设计、精密设计、空腔形成的模具设计、产品开发周期,提高产品竞争力。这个主题被命名为基于nx的绝缘壳部件的双层设计。本研究的意义是利用通过独立研究和研究学到的理论知识和基础技能,发挥分析和解决工程问题的能力。通过使用NX软件,加强综合理解和建模软件应用。第二章 绝缘壳零件两板式模架设计2.1塑件零件的绘制参照事物进行零件图绘制,二维和三维图如2-1和2-2所示图2-2 零件三维图图2-1 零件二维图材料选择为塑料,因为此零件为绝缘壳,塑料由树脂制成而成,光泽度较好,密度接近水的密度,具有良好的亲水性。2.2模具的工件与布局设计(1)加载绘制零件:打开绘制完成的塑件零件,然后在“标准”工具栏上选择开始所有应用模块”注塑模向导命令,打开“注塑模向导工具栏”.单击“注塑模向导”工具栏中的“初始化项目”图标(),弹出“初始化项目”对话框,在“初始化”选项中,“项目路径”和“项目名”采用默认设置,在“材料”下拉列表中选择“Ps”,相应的材料收缩率为1.006,设置“项目单位”为毫米,单击“确定”按钮,系统开始装载产品,并生成项目初始文件。如图2-3所示图2-3 初始化项目 图2-4 工件(2) 定位模具坐标系:在“注塑模向导”工具栏中,单击“模具CSYS”图标(),系统将弹出“模具CSYS”对话框。选择“当前WCS”选项,单击“确定”按钮,系统完成模具坐标系的设置。(3) 设置收缩率:在“注塑模向导”工具栏中,单击“收缩率”图标(),系统将弹出“缩放体”对话框。在“缩放体”对话框中的“类型”下拉列表选择“均匀”,在“比例因子”选项下的“均匀”文本框中,输入1.006,其他参数采用系统默认设置,单击对话框中的“确定按钮”按钮,体统将完成模具收缩率的设置。(4) 定义工件:在“注塑模向导”工具栏中,单击“工件”图标(),系统弹出如图2-4所示对话框,设定好参数,单击“确定”按钮,创建如图2-5所示的工件。图2-5 定义工件(5) 定义布局:单击“型腔布局”(),在“型腔布局”对话框中,“指定矢量”为“XC轴”,单击“开始布局”图标(),单击“自动对准中心”(),坐标系自动移动至模具中心。单击“插入腔体”对话框,定义插入圆角的类型和尺寸,如图2-6所示。图2-6 圆角类型与尺寸最后,单击“确认”按钮,生成如图2-7所示工件与布局。图2-7 工件与布局2.3模具的分型设计(1) 单击“注塑模向导”工具栏中的“分型”图标(),系统会弹出“分型管理器”对话框,如图2-8所示“分型管理器”。在“分型管理器”中,选择“设计区域”图标(),打开“MPV初始化”对话框,在其中选择“保持现有的”选项,观察观察开模方向,单击确认按钮,将会出现“塑模部件验证”对话框。图2-8 分型管理器 图2-9 塑模部件验证(2) 在“塑模部件验证”对话框中,单击“设置区域颜色”按钮,根据视图区域中的“型腔区域”和“型芯区域”可知,两者被划分成了不同颜色。观察“未定义区域”显示为“7”,此时型芯和型腔要进行再定义。在该对话框中的“未定义的区域”选择下,选择“交叉区域面”、“交叉竖直面”,并在“用户定义区域”选项组下选择“型腔区域”,最后单击该对话框的“应用”按钮,将未定义的面定义为型腔面,这时对话框下的“未定义的区域”选项将显示为“0”。将系统无法自动识别的面手动定义为型腔面,定义完后,在“塑模部件验证”对话框中,如图2-9所示。单击“取消”按钮,系统将返回“分型管理器”对话框。(3) 单击“分型管理器”对话框中的“创建/删除曲面补片”图标(),系统将弹出“自动孔修补”对话框。选中“环搜索方法”选项组中的“区域”选项,这时工作区中零件的各个补片环将自动高亮显示。在“自动孔修补”对话框中,单击“自动修补”按钮,自动修补各补片环,单击“后退”按钮,回到“分型管理器”对话框。如图2-10所示。 图2-10 创建曲面补片(4) 单击“分型管理器”对话框中的“编辑分型线”图标(),系统将弹出“分型线”对话框,在该对话框中,单击“自动搜索分型线”按钮,工作区高亮显示零件和顶出方向,如图2-11 所示,同时弹出“搜索分型线”对话框。图2-11 自动搜索分型线(5) 在“搜索分型线”对话框中,点击“应用”按键,选择默认的产品零件和顶出方向,将自动搜索出分型线,选择“确定”。在“搜索分型线”对话框中,点击“确定”按键,创建如图2-12的分型线,在“分型线”中,选择确定,回到“分型管理器”。图2-12 分型线 图2-13 分型面(6)点击“分型线管理器”中的“创建/编辑分型面”(),系统会弹出“创建分型面”对话框。点击“创建分型线”按钮,弹出“分型面”对话框,同时工作区域高亮显示全部分型线。(7)在“分型面”对话框中,设置“曲面类型”为“有界平面”,单击“确定”按钮,生成如图2-13所示的分型面,同时回到“分型管理器”对话框。(8)在“分型管理器”对话框中,单击“抽取区域和分型线”图标(),从“定义区域”选项卡中可以看到,总面数等于型腔面和型芯面之和,表示正确定义了边界面。如图2-13所示。在“设置”选项卡中,选中“创建区域”选项。图2-13 定义区域(9)单击“定义区域”对话框中的确定”按钮,完成型芯和型腔区域的抽取,同时系统回到“分型管理器”对话框。在“分型管理器”对话框中,单击“创建型腔和型芯”图标(),系统将弹出“定义型腔和型芯”对话框。在“定义型腔和型芯”对话框中,“区域名称” 选择“Cavity region”,单击“应用”按钮,显示如图2-14所示的型腔体。同时弹出“查看分型结果”对话框,单击“确定”按钮,接受默认方向,完成腔体的创建。(10)按照同样的步骤完成型芯体的创建,如2-15所示。图2-15 型芯体图2-14 型腔体2.3模具的模架设计(1) 单击“注塑模向导”工具栏中的“模架”(),系统弹出“模架管理”对话框。在“模架管理”对话框的“目录”下选择DME,“类型”选择“2A”,在“模架编号”区域选择3050,在“标准参数列表”区域选择“AP_h”为46,“BP_h”为36,“CP_h”为86。如图2-16所示。图2-16 模架的选择(2) 在“模架管理”对话框中单击“应用”按钮,加载标准模架,模架的前视图为2-17,俯视图为2-18,工件同上下模板厚度之间的关系符合要求,但是模架长度过短,宽度过长,此时我们旋转模架,单击“模布局信息”上方的“旋转模架”,翻转后的结果如2-19所示。图2-17 前视图图2-18 旋转前俯视图图2-19 旋转后俯视图第三章 浇注系统的设计3.1模具定位环的设计单击“注塑模向导”工具栏中的标准件”图标(),弹出“标准件管理”对话框。选择“DME_MM”,在分类中选择injection,并在分类列表框中选择“locating ring”,其余皆为系统默认的参数设置,最终设置如图3-1所示。在“标准件管理”对话框中单击“确定”按钮,系统会在木架上铁架定位环,选择的显示方式为局部着色,最后添加的定位环如图3-2所示。图3-1 定位环参数图3-2 定位环3.2模具流道的设计(1) 添加浇口套:单击“注塑模向导”工具栏中的“标准件”图标(),弹出“标准件管理”对话框。在“目录”下拉列表中选择DME _MM,在“分类”下拉列表中Injetion,并且在“分类”列表框中选择Sprue bushing,选中“引用集”中的“两者皆是”选项,在标准尺寸列表中,CATALOG_ DIA为18, HEAD_ _HEIGHT为26,O为3.5,“半径” 为15.5,CATALOG_ LENGTH为46,如图3-3所示。图3-3 浇口套参数单击“标准件管理”对话框中的“确定”按钮,浇口套会自动加载到合适的位置。最后如图3-4所示。图3-4 浇口套(2)添加推杆:单击“注塑模向导”工具栏中的“标准件”图标(),系统将弹出“标准件管理”对话框,在目录列表中选择DME,分类选择为ejection,将工作部件转为lingle_prod_010,将其中的幕墙作为工作部件高亮显示,在分类下选择ejection pin。在国标列表中,设置catalog dia为6,catalog_length为125,dead_tyte为1,如图3-5所示。图3-5 推杆参数单击“标准件管理”对话框中的“确定”按钮,系统将弹出“点”对话框,在类型中选择“圆弧中心/椭圆中心/球中心”,选择与浇口套重合的5个圆形点。因为父点为prod,所以在一模二腔的另一侧相对应的位置也会同时生成顶针,如图3-6所示。图3-6 推杆(3) 推杆的修剪:单击“推杆后处理”图标(),在“修剪方式”中点击“片体修剪”,在“引用集”中选择“两者皆是”。修剪后的结果如3-7所示。图3-7 推杆修剪后(4) 流道设计:点击“注塑模向导”工具栏中的“流道”(),将产生“流道设计”对话框。“步骤设计”选择为“定义引导线串”(),“定义方法”选择为“草图模式”(),“可用图样”选择为“2腔”,设置流道的长度为A=30点击“流道设计”中的“确定”按钮,系统将给出流道引导线,在弹出的对话框中,将复制方法设置为移动。选择确定后,在“横截面”选项列表中选择(),A=5;到引导线串的Z向距离设置为0。点击确认后,创建的分流道如3-8所示。图3-8 分流道3.3模具浇口的设计点击“注塑模向导”中的“浇口”图标(),在“浇口设计”的对话框中,有“平衡”这一选项,选择是,“位置”选择“型腔”,类型选择潜伏式浇口,在弹出的对话框中选择浇口点。选择“面选择”,选择图3-9中的面,在之后弹出的对话框中,设置X=-25,Y=0,Z=9。图3-9 选取红色的面在“浇口设计”对话框,设置d为1,A为15,B为40,HD为12,OFFSET为1,如图3-10,点击应用,选择面选择中设置的点,在坐标原点出会有一个矢量箭头,选择“XC轴”,点击确认,添加浇口如3-11所示。图3-10 浇口设计参数图3-11 浇口第四章 温度调节调节系统设计4.1模具冷却水孔的设计在窗口菜单中,选择“更改”命令,选择“jueyuan_prod_003.prt”文件,点击确定,如图4-1。图4-1 “jueyuan_prod_003.prt”文件点击“注塑模向导”中的“冷却”(),系统弹出“冷却组件设计”对话框,部件选择“cooling hole”,选择M10,其余保持默认参数。并点击对话框中的“尺寸”,出现冷却组件设计的尺寸选项卡(图4-2)。图4-2 尺寸选择卡在尺寸选项卡中,表达式框中分别设“hole_1_depth=140”,“hole_2_depth=140”,然后选择Y为法向的型腔面。在出现的点对话框中,设置XC=80,YC=11,ZC不变。点击确认按钮。再次打开点对话框,继续创建冷却水孔,设定XC=80,YC=-34完成冷却水孔的创建。重复上述步骤分别创建条件如下的冷却水孔“hole_1_depth=120”,“hole_2_depth=120”,XC=-80,YC=11“hole_1_depth=120”,“hole_2_depth=120”,XC=-80,YC=-34“hole_1_depth=180”,“hole_2_depth=180”,XC=-60,YC=11“hole_1_depth=180”,“hole_2_depth=180”,XC=-60,YC=-34“hole_1_depth=20”,“hole_2_depth=20”,XC=-40,YC=11“hole_1_depth=20”,“hole_2_depth=20”,XC=-40,YC=-34“hole_1_depth=180”,“hole_2_depth=180”,XC=60,YC=11“hole_1_depth=180”,“hole_2_depth=180”,XC=60,YC=-34创建完成后,结果如图4-3所示。图4-3 冷却水孔设计4.2模具冷却水孔腔体的设计点击“注塑模向导”工具栏中的“腔体”(),在“腔体”中,点击“目标”中的“选择体”(),选择型腔和型芯,在“工具”中,选择“部件”,点击“选择对象”(),选择冷却水孔为工具体,点击确定,完成冷却水孔腔体的创建。如图4-4图4-4 冷却水孔腔体4.3模具冷却水孔和冷却标准件的添加(1) 冷却水堵口的添加:点击“注塑模向导”工具栏中的冷却图标(),在工作区域选择创建的冷却水孔1或者2,在“pipe thread”中选择“M10”,点击应用按钮,创建冷却水堵头。选择剩余冷却水道,添加一致的冷却水堵头,如图4-5所示。图4-5 冷却水堵头(2) 添加冷却水接头:打开“jueyuan_top_010.prt”窗口,打开顶层装配图。点击“冷却”图标。选择“cooling hole”,在“pipe thread”中选择“M10”,其余不变,点击尺寸标签,如图4-6所示。图4-6 接头腔体在尺寸标签中,分别设置“hole_1_depth=50”、“hole_2_depth=50”,点击应用按钮,选择AP板以-X为法向的面为放置面。在点对话框中,类型选择为“圆弧中心/椭圆中心/球中心”,选择1号水孔圆,在此处创建M10,深度为50的冷却水孔,以此类推,在2号、3号、4号水孔圆处创建冷却水孔,并在AP、BP上建腔。接着按照同样的方法,建立AP与BP板上的4个相同规格的冷却水孔,并且进行建腔和添加冷却水接头的操作,最终结果如图4-7所示。图4-7 冷却水孔接头第五章 设计的总结及部分成果展示5.1绝缘壳零件两板式模具设计总结结合本次两板式模具制作,总结出以下的经验与教训:1、 梁板式模具在开模后制品会在动模处,在注射机顶出装置作用下,顶出制件,因为制作为不规则形状,但是为对称零件,所以在选取选取了标准模架,减少了加工时间,提高了生产效率。2、 浇口点的设计,曲面产品浇口采用车侧浇口,曲面产品的曲面表面质量必须保证,因此浇口点的设计是难点。3、 在设计主流道时,尽量将其设计成圆锥形,其锥角一般设为24,内壁的表面粗糙度最好为0.4。4、 产品存在未封闭的环,需要通过实体补片的功能来实现零件的特征,将实体补片与型腔链接形成新的型腔。5.2成果展示5.2.1装配图与爆炸图 装配图如图5-1,爆炸图如图5-2,零件图如图5-3、图5-4、图5-5。图5-1 模具装配图图5-2 模具爆炸图5.2.2零件图图5-3 JYT-07水孔接头零件图图5-4 JYT-011 底板零件图图5-5 JYT-08推杆零件图结束语模具的设计不是一下子就可以完成的,需要在不停的试错后,发现这个方法是完全不行的,这个时候就要从头开始,所以在计算时,一定要计算精确,直到这个结构可以毫无错误的进行下去,每一个尺寸都满足精度要求。模具在中国的制造业中发挥着重要的作用,同时模具的制造水平也限制了中国模具的快速发展,虽然我这次的毕业论文知识一个小小的两板式结构设计,但是也包含了模具设计的过程,对我的综合应用能力与积累模具开发经验非常有帮助。四年的大学生活就要在这个结束语中划下句号了,心中自然会有许多的不舍,但是比起伤感我觉得这次的毕业设计与毕业论文真正让我学到了很多,我认识到了时间的宝贵、学校学习到的知识要活学活用、要勤动脑利用自己可以利用的全部力量。致 谢在论文的进行中遇到了很多困难,非常感谢宋昌才老师在我卡壳时对我的帮助,可以说没有宋老师,也就没有这篇毕业论文的出现。宋老师并不是我校老师,却对我们表现出了非凡的热情,有什么问题只要在网络上询问宋老师,宋老师就会尽他的力量帮助我解答问题,这样的精神使我非常感动,再一次对宋老师表示感谢。此外,我还非常感谢同组的同学周小兵,周小兵同学也在我最困难的时候不计辛苦的为我解答问题,有一次长达2小时,明明没有回报,非常感谢。最后,因为这次毕业论文设计期间遭遇了疫情,所以我想给所有为抗击疫情做出贡献的人道一声谢谢。参考文献1查韬 UG NX 6 模具设计M. 北京:清华大学出版社, 2009 2李松江 模具制造技术和发展趋势。模具制造, 2006 年第7期. 3关振宇. UG CAD 快速入门指导M. 北京:清华大学出版社,2002. 4李海平 国内模具工业的现状及研发趋势。科技资讯, 2006, NO.25.5董正卫,田立中,付宜利. UG/OPEN API 编程基础M. 北京:清 华大学出版社,2002. 6洪慎章 现代模具技术的现状及发展趋势。航空制造技术, 2006 年第6期.7郑涌 模具行业现状及其发展趋势。 科技信息,2007年 第3期8王庆林. UG/OPEN GRIP 实用编程基础M. 北京:清华大学出版 社,2002. 9钟佩思等:模具先进制造技术发展趋势综述J.模具制造, 2005,(3) 10中国模协技术委员会专家组:第八届国际模展技术综述.电加工与模具J,2000,(4) 32
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