剃須刀刀頭注塑模具的設計與數(shù)控加工研究畢業(yè)設計（含外文翻譯）

1、<p>　　剃須刀刀頭注塑模具的設計與數(shù)控加工研究</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　由于注塑成型方法有其它塑料成型方法無法取代和比擬的優(yōu)點，己引起人們普遍關注。注射模設計理論及方法，已經(jīng)歷了從經(jīng)驗設計到理論設計的過程。結合塑模設計的理論利用相關CAD/CAM軟件，可大大的提高設計、制造的效率和質量。</p>

2、<p>　　本課題首先用SolidWorks軟件的CAD功能對該剃須刀刀頭的塑件進行設計，并對塑件的材料進行選型和工藝分析；然后對剃須刀刀頭的注塑模的結構進行設計，注塑模結構包括：澆注系統(tǒng)的設計、型芯和型腔的設計、抽芯機構的設計和推出與復位機構等的設計，并用SolidWorks軟件的CAD功能對模具結構進行三維實體設計和總體裝配。</p><p>　　利用Mastercam軟件完成了模具成型零件的計算機

3、輔助加工工藝及NC程序設計；數(shù)控加工技術是現(xiàn)代自動化、柔性化及數(shù)字化生產(chǎn)加工技術的基礎與關鍵技術。論文完成了基于SolidWorks的注塑模具設計、加工工藝設計和數(shù)控加工試驗的全過程。通過設計研究為企業(yè)解決了技術難題，本文提出的數(shù)控仿真加工方法對于縮短生產(chǎn)周期、降低產(chǎn)品成本、提高工件加工質量具有實際意義。</p><p>　　關鍵詞：SolidWorks；注塑模；MasterCam；數(shù)控加工</p>

4、<p>　　Design and NC machining of the injection mold design of the cutter head of the shaver</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Due to the injection molding method has other plas

5、tic molding methods cannot replace and advantages over, it has aroused people's attention. Injection mould design theory and method, it has experienced from experience design to the theoreticaldesign process. Combini

6、ng the design theory of plastc mould using relevant CAD/CAM software, can greatly improve the design, the manufacture efficiency and quality.</p><p>　　First,the paper discussed the development process and t

7、he mould CAM on the developing process and manufacturing technology of the status quo, analyzed the injection mold design and process analysis principle and methods; second,Using SolidWorks studies the typical die design

8、, design completed car of injection mold two-year mirror, completing the parting design, the design of gating system, mold temperature system design and mould assembly; The processing technology of forming parts are anal

9、yzed,</p><p>　　Nc machining technology is the modern automation, flexibility and digital production processing technology foundation and key technology. The paper based on completed complete SolidWorks of in

10、jection mold design and analysis, processing technology design and analysis and numerical control processing experiment process. Through the design research for enterprises to solve the technical problems, this paper put

11、s forward the nc simulation processing methods to shorten the production cycle, reduce t</p><p>　　Nc machining technology is the modern automation, flexibility and digital production processing technology fo

12、undation and key technology. The paper based on completed complete SolidWorks of injection mold design and analysis, processing technology design and analysis and numerical control processing experiment process. Through

13、the design research for enterprises to solve the technical problems, this paper puts forward the nc simulation processing methods to shorten the production cycle, reduce t</p><p>　　Keywords: SolidWorks; Inje

14、ction mould; Mastercam; Nc machining</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 緒 論7</p><p>　　1.1 數(shù)控技術的發(fā)展背景7</p><p>　　1.1.1 數(shù)控技術對工業(yè)發(fā)展的重要作用7</p><p>　　

15、1.1.2 數(shù)控技術的發(fā)展過程7</p><p>　　1.2 注塑模具的發(fā)展背景8</p><p>　　1.2.1 模具工業(yè)對社會經(jīng)濟發(fā)展的重要作用8</p><p>　　1.2.2 注塑模的發(fā)展背景8</p><p>　　1.3 數(shù)控技術國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀9</p><p>　　1.3.1 國內(nèi)數(shù)控技術的發(fā)展

16、現(xiàn)狀9</p><p>　　1.3.2 國外數(shù)控技術的發(fā)展趨勢10</p><p>　　1.4 本課題的提出和主要研究內(nèi)容12</p><p>　　1.5 本課題研究的目的和意義12</p><p>　　第二章 塑件結構與工藝分析14</p><p>　　2.1 剃須刀刀頭零件結構的分析14</p&g

17、t;<p>　　2.2 成型零件的尺寸計算15</p><p>　　2.3 塑件材料性能分析16</p><p>　　2.3.1 塑件材料選擇16</p><p>　　2.3.2 ABS塑料-性能17</p><p>　　2.3.3．ABS塑料涂料17</p><p>　　2.4 塑件結構的設

18、計18</p><p>　　2.5注塑材料成型過程18</p><p>　　2.6 注塑材料成型工藝條件18</p><p>　　2.7 注塑機的發(fā)展及選用19</p><p>　　2.7.1 注塑機的發(fā)展19</p><p>　　2.7.2 注塑機的組成及作用19</p><p>

19、　　2.7.3 設備分類19</p><p>　　2.8 注塑模的冷卻系統(tǒng)分析20</p><p>　　2.9 本章小結20</p><p>　　第三章 注塑模的結構設計21</p><p>　　3.1 solidworks軟件功能與特點21</p><p>　　3.2 注塑模的結構設計21</p&g

20、t;<p>　　3.2.1 分型面選擇22</p><p>　　3.2.2 確定型腔的排列方式22</p><p>　　3.2.3 澆注系統(tǒng)設計23</p><p>　　3.2.4 抽芯機構設計24</p><p>　　3.2.5 成型零件結構設計25</p><p>　　3.3 模具設計的有關

21、計算26</p><p>　　3.3.1 型腔和型芯工作尺寸計算26</p><p>　　3.3.2 型腔側壁厚度和底板厚度計算26</p><p>　　3.4 模具加熱和冷卻系統(tǒng)計算與結構28</p><p>　　3.4.1 加熱和冷卻系統(tǒng)計算28</p><p>　　3.4.2 冷卻系統(tǒng)結構28<

22、/p><p>　　3.4.3 模具溫度對制品質量和生產(chǎn)效率的影響29</p><p>　　3.5 推出機構設計30</p><p>　　3.5.1 對推出機構設計的要求30</p><p>　　3.5.2 推出機構結構30</p><p>　　3.6 總體裝配三維圖30</p><p>　

23、　3.7 模具的總體結構設計和工作原理32</p><p>　　3.8 本章小結34</p><p>　　第四章 剃須刀刀頭注塑模具的數(shù)控加工35</p><p>　　4.1 模具零件加工的工藝分析35</p><p>　　4.1.1 機械加工工藝規(guī)程的設計的內(nèi)容及步驟36</p><p>　　4.1.2

24、零件的工藝性分析36</p><p>　　4.1.3 切削用量的選擇原則36</p><p>　　4.2 刀具的選型37</p><p>　　4.2.1 數(shù)控銑削加工常用刀具37</p><p>　　4.2.2 數(shù)控加工刀具的選擇38</p><p>　　4.2.3 粗加工刀具的直徑選擇39</p&g

25、t;<p>　　4.2.4 加工參數(shù)的選擇40</p><p>　　4.2.5 刀具進退刀41</p><p>　　4.3 機床夾具42</p><p>　　4.3.1 鉆床夾具42</p><p>　　4.3.2 鏜床夾具43</p><p>　　4.3.3 銑床夾具43</p>

26、<p>　　4.3.4 車床夾具44</p><p>　　4.3.5 工件的裝夾方式44</p><p>　　4.4 模具型芯型腔的三維造型設計44</p><p>　　4.4.1 Mastercam 介紹及功能特點44</p><p>　　4.4.2 三維實體設計45</p><p>　　4.

27、4.3 坐標系的設定46</p><p>　　4.5 模具數(shù)控加工試驗與分析46</p><p>　　4.5.1 數(shù)控加工的實現(xiàn)過程46</p><p>　　4.5.2 工藝處理階段46</p><p>　　4.5.3 零件程序的編制46</p><p>　　4.5.4 零件試驗設計思想47</p&g

28、t;<p>　　4.5.5 數(shù)控型腔零件加工47</p><p>　　4.6 本章小結53</p><p>　　第五章 總結與展望54</p><p>　　5.1 總 結54</p><p>　　5.2 展 望54</p><p><b>　　致 謝55</b><

29、/p><p><b>　　參考文獻56</b></p><p><b>　　附錄A：57</b></p><p><b>　　附錄B：62</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p>　　1.1

30、 數(shù)控技術的發(fā)展背景</p><p>　　1.1.1 數(shù)控技術對工業(yè)發(fā)展的重要作用</p><p>　　隨著科學技術的飛速發(fā)展，社會對產(chǎn)品多樣化的要求日益強烈，產(chǎn)品更新越來越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加；同時伴隨著航天工業(yè)、汽車工業(yè)和輕工業(yè)消費品生產(chǎn)的高速增長，復雜性狀的零件越來越多，精度要求也越來越高，此外，激烈的市場競爭要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短，傳統(tǒng)的加工設備和制造方法已

31、難于適應多樣化、柔性化與復雜形狀的高效高質量加工要求。因此近幾十年來，能有效解決復雜、精密、小批多變零件加工問題的數(shù)控（NC）加工技術迅速發(fā)展和廣泛應用，使制造技術發(fā)生了根本性的變化。努力發(fā)展數(shù)控技術，并向更高層次的自動化、柔性化、敏捷化、網(wǎng)絡化和數(shù)字化制造方向推進，是當前機械制造行業(yè)發(fā)展的方向。</p><p>　　數(shù)控技術是機械加工現(xiàn)代化的重要基礎與關鍵技術。應用數(shù)控加工可大大提高生產(chǎn)效率、穩(wěn)定加工質量、縮短

32、加工周期、增加生產(chǎn)柔性、實現(xiàn)對各種精密零件的自動化加工，易于工廠或車間實行計算機管理，還使車間設備總數(shù)減少、節(jié)省人力、改善勞動條件，有利于加快產(chǎn)品的開發(fā)和更新?lián)Q代，提高企業(yè)對市場的適應能力并提高企業(yè)綜合經(jīng)濟效益、數(shù)控加工技術的應用，使機械加工的大量前期準備工作與機械加工過程聯(lián)為一體，使零件的計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）、和計算機輔助制造（CAM）的一體化成為現(xiàn)實，使機械加工的柔性化、自動化水平不斷提高。<

33、;/p><p>　　數(shù)控加工技術也是發(fā)展軍事技術的重要戰(zhàn)略技術。美國與西方各國在高檔數(shù)控機床與加工技術方面，一直對我國封鎖限制，因為許多先進武器裝備的制造，如飛機、導彈、坦克等的關鍵零件，都離不開高性能的數(shù)控機床加工。我國的航空、能源、交通等行業(yè)也從西方引進了一些五軸聯(lián)動機床等高檔數(shù)控設備，但其使用受到國外的監(jiān)控和限制，不準用于軍事用途零件的加工。這一切都說明數(shù)控加工技術在我國現(xiàn)代化建設方面的重要作用。</p&

34、gt;<p>　　1.1.2 數(shù)控技術的發(fā)展過程</p><p>　　數(shù)控研究的歷史始于20世紀40年代前后，美國帕森斯公司和麻省理工學院伺服機構研究所合作，進行數(shù)控機床的研究工作，在1952年研制成功了世界上第一臺三坐標數(shù)控銑床。從此，傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質的變化。近半個世紀以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了四個階段、八代的發(fā)展。</p><p>　　(1)數(shù)控(NC)階段</p>

35、<p>　　早期計算機運算速度低，這對當時的科學計算和數(shù)據(jù)處理影響還不大，但不能適應機床實時控制的要求。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路“搭”成一臺機床專用計算機作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬件連接數(shù)控，簡稱為數(shù)控(NC)。隨著元器件的發(fā)展，這個階段歷經(jīng)了三代，即 1952年第一代一電子管;1959年第二代一晶體管;1965年第三代一小規(guī)模集成電路。</p><p>　　(2)計算機數(shù)控(CNC)階段 </

36、p><p>　　到1970年，通用小型計算機業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)，其運算速度比五、六十年代有了大幅度的提高，這比專門“搭”成的專用計算機成本低、可靠性高。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部件，從此進入了計算機數(shù)控(CNC)階段。1970年在美國芝加哥數(shù)控展覽會上，首次展出了由小型計算機為核心的計算機數(shù)控系統(tǒng)，標志著數(shù)控系統(tǒng)進入了計算機為主體的第四代。至此，原來由硬件實現(xiàn)的功能逐步改由軟件完成，從此系統(tǒng)進入了軟件數(shù)控時

37、代。</p><p>　　1974年，首次出現(xiàn)了采用微處理器芯片的軟件CNC系統(tǒng)，象征著數(shù)控系統(tǒng)進入了以微機為背景的第五代。這一發(fā)展真正實現(xiàn)了機電一體化，進一步縮小了體積，降低了成本，簡化了編程和操作，使數(shù)控系統(tǒng)達到了普及的程度。</p><p>　　70年代末、80年代初，隨著超大規(guī)模集成電路、大容量存儲器、CRT的普及應用，CNC系統(tǒng)進入了第六代。它雖然仍以微處理器為基礎，但控制功能更

38、為完備，達到了多功能的技術特征，尤其在軟件技術方面發(fā)展更快，具有了交互式對話編程，三維圖形動態(tài)顯示/校驗，實時精度補償?shù)裙δ?。在系統(tǒng)結構上，開始出現(xiàn)了柔性化、模塊化的多處理機結構。數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品也逐步實現(xiàn)了標準化，系列化。</p><p>　　(3)高速高精度CNC的開發(fā)與應用階段</p><p>　　進入八十年代，為了實現(xiàn)高速、高精度曲面輪廓精加工，必須提高微輪廓線的解釋處理能力和伺服驅動

39、特性，為保證零件程序的傳送、插補、加工線速度控制等連續(xù)處理，CNC系統(tǒng)應具有足夠高的數(shù)據(jù)處理速度和能力。32位CPU以其很強的數(shù)據(jù)處理能力在CNC中得到了應用，使CNC系統(tǒng)進入了面向高速、高精度的第七代。1986年，三菱電機公司率先推出了CPU為68020的32位CNC，掀起了32位CNC的熱潮，并逐漸成為當今數(shù)控系統(tǒng)的主流。</p><p>　　(4)基于PC的開放式CNC的開發(fā)與應用</p>&

40、lt;p>　　進入九十年代，個人計算機(Personal Computer, PC)的性能已發(fā)展到很高的階段，從8位、16位發(fā)展到32位，可以滿足作為數(shù)控系統(tǒng)核心部件的要求，而且PC機生產(chǎn)批量很大，價格便宜，可靠性高。數(shù)控系統(tǒng)從此進入基于PC的CNC系統(tǒng)階段。1994年，這種基于PC的CNC控制器在美國首先亮相市場，并在此后獲得了高速發(fā)展。PC的引入，不僅為CNC提供高性能價格比的硬件資源和極其豐富的軟件資源，更為CNC的開放化提

41、供了基礎，使之成為數(shù)控歷史最具影響的發(fā)展。人們常稱這種PC-NC結構為第八代數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　1.2 注塑模具的發(fā)展背景</p><p>　　1.2.1 模具工業(yè)對社會經(jīng)濟發(fā)展的重要作用</p><p>　　隨著科學技術和經(jīng)濟的快速發(fā)展以及生活質量的不斷提高，人們對塑料制品 要求也越來越高。汽車、家電、辦公用品、工業(yè)電器、建筑材料、電子通

42、信等行業(yè)的塑料產(chǎn)品需求量正在逐年增大，其產(chǎn)品也在不斷的創(chuàng)新、變化之中，這種變化促進了機械制造業(yè)的快速發(fā)展，而模具工業(yè)又是機械制造業(yè)中的一項基礎產(chǎn)業(yè)，同時模具工業(yè)又處在高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域。所以，模具工業(yè)的發(fā)展是科學技術成果新品轉化、開發(fā)成功的關鍵因素之一。</p><p>　　一個國家模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量這個國家產(chǎn)品制造水平高低要標志之一。因為，模具技術在很大程度上決定著塑料產(chǎn)品的質量、效益以及產(chǎn)

43、品的開發(fā)能力。近年來，我國模具工業(yè)的發(fā)展很快，模具水平也在不斷提高。在這種情況下，可以說國內(nèi)模具工業(yè)的發(fā)展挑戰(zhàn)與機遇并存。目前，我國模具工業(yè)在產(chǎn)值上僅次于日本和美國。我國經(jīng)濟的高速發(fā)展同樣也給模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的空間?，F(xiàn)今，國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家己超過2萬家，模具制造從業(yè)人員己超過50萬人。近10年來，國內(nèi)模具在數(shù)量、質量、技術等方面有了很大的跨躍，現(xiàn)正以每年15%左右的增長穩(wěn)步發(fā)展。</p>&

44、lt;p>　　我國模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關注。在電子、汽車、電機、儀器、儀表家電和通信等產(chǎn)品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型，模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，它加工制造方法所不能比擬的。用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具本身價值的幾十倍、上百倍。</p><p>　　1.2.2 注塑模的發(fā)展背景</p><p>　　塑料

45、做為四大工程材料之一，與其它材料相比，塑料具有重量輕、耐腐蝕強度高、電性能優(yōu)異、絕熱、阻燃以及成型容易等特點。當前，塑料己成為材工業(yè)中不可缺少的重要組成部分。隨著全球經(jīng)濟一體化進程的不斷加快，世界各國對機械、建筑材料、電子等諸多領域的塑料產(chǎn)品的需求量正在逐年增加，這為模具工業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎。模具工業(yè)既是社會進步、科技發(fā)展的基石，又是人們生活水平不斷提高的基礎，是國家經(jīng)濟快速發(fā)展的根本之一，模具工業(yè)被形象地喻為“工業(yè)基石”、“關鍵

46、工業(yè)”、“促進社會繁榮富裕的動力”。這些定義明確地說明了模具工業(yè)在國家的工業(yè)以及經(jīng)濟中所處的地位，也表明了模具工業(yè)在社會發(fā)展中的重要位置。據(jù)資料顯示，美、日等發(fā)達國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè)[2]。模具工業(yè)的發(fā)展己超越了近年來快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)電子工業(yè)近年來，隨著汽車、航天航空、國防、電子、家用電器等行業(yè)的不斷發(fā)展使得大型塑件也受到越來越廣泛的重視和應用。由于國內(nèi)在一些新的成型工藝在模具設計等相關技術方面的問題還不能很好地加以解決，

47、與國外相比尚有一定的差距。因此，我們應加強對大型塑件以及大型模具的理論研究并提高企業(yè)的實應用水平。</p><p>　　目前，國內(nèi)對塑料制品的精度、質量及使用性能等的要求也在不斷提高，這些具體要求除了與制件的結構及所選用的注塑材料有關外，主要還與其成型的方法和模具的結構設計有關。因此，為生產(chǎn)出合格的大型塑料制品，對注塑模具質量也提出了更高的要求。要求塑料注塑模具具有高效的自動化、高精度、長命、成本低以及制造周期短

48、。而國外CAD/CAE/CAM技術等新技術的引入，使傳統(tǒng)技術進行塑料模具設計與制造的國內(nèi)模具設計行業(yè)面臨更大的挑戰(zhàn)。所以我們應該在這個方面加大人力與技術投入的力度，并進行深入研究。</p><p>　　1.3 數(shù)控技術國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　1.3.1 國內(nèi)數(shù)控技術的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，新的技術革命不斷取得新的進展和突破，

49、技術的飛躍己經(jīng)成為推動世界經(jīng)濟增長的重要因素。市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn)越來越向多品種、小批量、高質量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強產(chǎn)品在市場上的競爭力，產(chǎn)品的開發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來越短，相應的對數(shù)控技術的要求也越來越高。一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得數(shù)控向著高速、精密、長壽命方面發(fā)展。另一方面企業(yè)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場的。計算機、激光、電子、新材料、新技術的發(fā)展，使數(shù)控技術如虎添翼，所涉及的范圍不斷擴

50、大，類型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟效益和社會效益越來越顯著。高科技新技術在國外的機加工企業(yè)中己得到廣泛應用。</p><p>　　我國數(shù)控技術起步于20世紀50年代末期，經(jīng)歷了初期的封閉式開發(fā)階段，“六五”、“七五”期間的消化吸收、引進技術階段，“八五”期間建立國產(chǎn)化體系階段，“九五”期間產(chǎn)業(yè)化階段，現(xiàn)已基本掌握了現(xiàn)代數(shù)控技術，建立了數(shù)控開發(fā)、生產(chǎn)基地，培養(yǎng)了一批數(shù)控專業(yè)人才，初步形成了自己的數(shù)控產(chǎn)業(yè)。目前，較具規(guī)模的

51、企業(yè)有廣州數(shù)控、航天數(shù)控、華中數(shù)控等，生產(chǎn)了具有中國特色的經(jīng)濟型、普及型數(shù)控系統(tǒng)。經(jīng)半個世紀的發(fā)展，產(chǎn)品的性能和可靠性有了較大的提高，逐漸被用戶認可，在市場上站穩(wěn)了腳跟。但是由于系統(tǒng)技術含量低，產(chǎn)生的附加值少，不具備與進口系統(tǒng)進行全面抗衡的能力，只在低端市場占有一席之地，還不能為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)起到支撐的作用，與國外相比，還有不小的差距。主要問題有以下幾方面：</p><p>　　(1)技術創(chuàng)新成分低、消化吸收能力不

52、足目前我國數(shù)控技術的研究主要還是依照國外開發(fā)的一些模式按部就班地進行。真正創(chuàng)新的成分不多，對國外技術的依賴度較高，對所引進技術的消化依舊停留在掌握已有技術和提高國產(chǎn)化率上，沒有完全形成產(chǎn)品自主開發(fā)能力和技術創(chuàng)新能力。技術引進是加快我國控技術發(fā)展的一條重要途徑，但引進的技術要實現(xiàn)從根本上提高我國數(shù)控技術水平，必須進行充分的消化吸收。消化吸收的力度不強，不但無法擺脫對國外技術的依賴，而且還會造成對國外技術依賴性增強的反作用。</p&g

53、t;<p>　　(2)技術創(chuàng)新環(huán)境不完善我國尚未形成有利于企業(yè)技術創(chuàng)新的競爭環(huán)境。企業(yè)技術創(chuàng)新的動力來源于對經(jīng)濟利益的追求和外部市場的競爭壓力，其技術創(chuàng)新意識不強。企業(yè)還沒有建立良好的技術創(chuàng)新機制，絕大部分企業(yè)的技術創(chuàng)新組織仍處于一種分散狀態(tài)，很難取得高水平的科研成果。</p><p>　　(3)產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性不高可靠性的指標一般采用平均無故障時間(MTBF，單位為h)，國外數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時

54、間在10 000 h以上，國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)平均無故障時間僅為3 000—6 000 h。這使得可靠性、穩(wěn)定性上就與國外技術相差很大，必然影響產(chǎn)品的市場占有率。 (4)網(wǎng)絡化程度不夠我國數(shù)控技術的網(wǎng)絡化程度不夠，目前主要用于NC程序傳送，采用紙帶閱讀器、串口通訊技術，其集成化、遠程故障排除、網(wǎng)絡化水平有限。</p><p>　　(5)體系結構不夠“開放” 大部分數(shù)控產(chǎn)品體系結構不夠開放，用戶接口不完善，少數(shù)具有

55、開放功能的產(chǎn)品又不能形成真正的產(chǎn)品，只是停留在試驗、試制階段。用戶不能根據(jù)自己的需要將積累的技術經(jīng)驗融入到系統(tǒng)中，無形中流失了很多對數(shù)控技術改進、創(chuàng)新和完善的資源。</p><p>　　1.3.2 國外數(shù)控技術的發(fā)展趨勢</p><p>　　當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對動態(tài)多變市場的適應能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資

56、，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展，提高綜合國力和國家地位的重要途徑。數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，其技術范圍覆蓋很多領域：①機械制造技術；②信息處理、加工、傳輸技術；③自動控制技術；④伺服驅動技術；⑤傳感器技術；⑥軟件技術等。從目前世界上數(shù)控技術發(fā)展的趨勢來看，其主要研

57、究熱點有以下幾個方面。</p><p>　　(1) 高速、高精度化</p><p>　　高速切削加工不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以改善加工質量，所以自20世紀90年代初以來，便成為機床技術重要的發(fā)展方向。各國相繼推出了許多主軸轉速10 000 r／rain至60 000 r／min以上的加工中心和數(shù)控銑床。高速切削加工正與硬切削加工、于切削和準干切削加工以及超精密切削加工相結合；正從銑削向

58、車、鉆、鏜等其他工藝擴展；正向較大切削負荷方向發(fā)展。</p><p>　　高速加工對機床和功能部件的要求是：主軸功能部件的速度應能達到12 000～40 000 r／min；工作臺最高進給速度應達到40～60 m／min；加速度達到lg；高剛性的機械部件結構；高穩(wěn)定、高剛度、冷卻良好的高速主軸；精確的熱補償系統(tǒng)；高速處理能力的控制系統(tǒng)(具有NURBS插補功能和預處理能力的控制系統(tǒng))。 (2) 智能化、開放

59、式、網(wǎng)絡化</p><p>　　將來的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；為提高驅動性能及使用連接方便的智能化，如前饋控制、電動機參數(shù)的自適應運算、自動識別負載、自動選定模型、自整定等；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、specid Repons綜述能化的人機界面等；還有智能診斷

60、、智能監(jiān)控方面的內(nèi)容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。</p><p>　　為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題，目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，如美國的NGC、歐盟的OSACA、日本的OSEC，中國的ONC等。數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象(數(shù)控功能)，形成系列化。

61、并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產(chǎn)品。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。</p><p>　　網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造

62、模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機，如在EM0200l展中，日本山崎馬扎克公司展出的“Cyber-Production Center”(智能生產(chǎn)控制中心，簡稱CPC)；日本大隈機床公司展出的“IT plaza”(信息技術廣場，簡稱IT廣場)；德國西門子公司展出的“Open Manufac—tufing Environment”(開放式制造環(huán)境，簡稱OM

63、E)等，反映了數(shù)控機床加工向網(wǎng)絡化方向發(fā)展的趨勢。</p><p><b>　　(3) 環(huán)保化</b></p><p>　　隨著人們環(huán)境保護意識的加強，對環(huán)保的要求越來越高。不僅要求在機床制造過程中不產(chǎn)生對環(huán)境的污染，也要求在機床的使用過程中不產(chǎn)生二次污染。在這種形勢下，裝備制造領域對機床提出了無冷卻液、無潤滑液、無氣味的環(huán)保要求，機床的排屑、除塵等裝置也發(fā)生了深刻的

64、變化。上述綠色加工工藝愈來愈受到機械制造業(yè)的重視。目前在歐洲的大批量機械加工中，已有10％一15％的加工實行了干切削或準干切削。美國HARDING的QUEST系列車床、德國HUELLER的高速加工中心均采用了干切削技術；日本原洲公司加工中心采用了液氮冷卻技術；日本富士公司的數(shù)控車床采用了冷風冷卻技術。</p><p>　　(4) 采用五軸聯(lián)動加工和復合快速力</p><p>　　采用五軸聯(lián)

65、動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅粗糙度好，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺五軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺三軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼工件時，五軸聯(lián)動加工可比三軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比三軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了五軸聯(lián)動機床的發(fā)展。</p><p>　　當前由于電主

66、軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)五軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小，因此促進了復合主軸頭類型五軸聯(lián)動機床和復合加工機床(含五面加工機床)的發(fā)展。</p><p>　　(5 )重視新技術標準、規(guī)范的建立</p><p>　　如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐盟和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結構數(shù)控系

67、統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟體在短期內(nèi)進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定，預示了數(shù)控技術的一個新的變革時期的來臨。我國在2000年也開始進行中國的ONC數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范框架的研究和制定。</p><p>　　STEP—NC的出現(xiàn)可能是數(shù)控技術領域的一次革命，對于數(shù)控技術的發(fā)展乃至整個制造業(yè)，將產(chǎn)生深遠的影響。首先，STEP—NC提出一種嶄新的制造理念，傳統(tǒng)的制造理念中，

68、NC加工程序都集中在單個計算機上。而在新標準下，NC程序可以分散在互聯(lián)網(wǎng)上，這正是數(shù)控技術開放式、網(wǎng)絡化發(fā)展的方向。其次，STEP—NC數(shù)控系統(tǒng)還可大大減少加工圖紙(約75％)、加工程序編制時間(約35％)和加工時間(約50％)。</p><p>　　歐美國家非常重視STEP—NC的研究，歐洲發(fā)起了STEP—NC的IMS計戈Ⅱ(1999．1．1—2001．12．31)。參加這項計劃的有來自歐洲和日本的20個CAD

69、／CAM／CAPP／CNC用戶、廠商和學術機構。美國的STEP TOOLS公司是全球范圍內(nèi)制造業(yè)數(shù)據(jù)交換軟件的開發(fā)者，已開發(fā)了用作數(shù)控機床加工信息交換的超級模型(Super Model)，其目標是用統(tǒng)一的規(guī)范描述所有加工過程。這種新的數(shù)據(jù)交換格式已在配備了SIE—MENS、FIDIA以及歐洲OSACA—NC數(shù)控系統(tǒng)的原型樣機上進行了驗證。</p><p>　　1.4 本課題的提出和主要研究內(nèi)容</p>

70、<p>　　我國是制造大國，在世界產(chǎn)業(yè)轉移中要盡量接受前端而不是后端的轉移，要掌握先進制造核心技術，否則在新一輪國際產(chǎn)業(yè)結構調(diào)整中，我國制造業(yè)將進一步“空芯”。我們以資源、環(huán)境、市場為代價，交換得到的可能僅僅是世界新經(jīng)濟格局中的國際“加工中心”和“組裝中心”，而非掌握核心技術的制造中心的地位，這樣將會嚴重影響我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展進程。因為制造業(yè)是我國就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國就業(yè)的

71、壓力，保障社會的穩(wěn)定。</p><p>　　據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展狀況，塑料模具的比例將不斷增大，模具技術含量將不斷提高。塑料注射成型是生產(chǎn)塑料制品的主要手段，隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，注塑模傳統(tǒng)的手工設計與制造己無法適應當前的形勢，縮短模具設計與制造時間、提高制品精度與性能的正確途徑是采計算機輔助工程技術，他已經(jīng)成為解決塑料產(chǎn)品開發(fā)、模具設計及產(chǎn)品加工中薄弱環(huán)節(jié)的有效途徑。正是以DAM在模具中的應用，才改變了

72、以鉗工技術為主導的傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式，這一項高效益的系統(tǒng)工程能顯著縮短模具設計與制造周期、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質量，實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)與組織管理的高度自動化，提高產(chǎn)品的市場競爭能力，加速新產(chǎn)品對市場需求的響應，取得了顯著的經(jīng)濟效益。在這樣的大環(huán)境下，就企業(yè)來說加工生產(chǎn)中如何打破傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)方式，將計算機輔助工程技術、數(shù)控加工技術引入模具生產(chǎn)，是一條需要不斷探索的路。而這條探索之路中需要的是大量的技術人才，在實際以計算機輔助工程技術進行模具設

73、計時，對于塑料制品和注塑模的設計要素，需要打破如塑件的強度、冷卻管道的長度、冷卻系統(tǒng)的平衡等等，缺乏一定理論分析，憑經(jīng)驗和直覺確定的結果的現(xiàn)象。本論文的主導思想是：以實際生產(chǎn)的注塑模具為例</p><p>　　1.5 本課題研究的目的和意義</p><p>　　隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，國家的支柱產(chǎn)業(yè)－機械制造業(yè)蓬勃的發(fā)展起來。同時，隨著科學技術和生產(chǎn)技術的發(fā)展，以及生活水平的提高，對產(chǎn)品的

74、性能、規(guī)格、品種不斷地提出新的需求，產(chǎn)品的生命周期愈來愈短，傳統(tǒng)的加工制造模式已經(jīng)不能適應當代的社會需求，各制造企業(yè)為適應市場瞬息多變的需求，使得數(shù)控機床在我國的占有量和使用量大幅提高，這就使我國需要大量的數(shù)控機床的操作人才。但數(shù)控技術是一門技術含量較高的技術，如何更有效、更經(jīng)濟的培養(yǎng)出合格的數(shù)控人才擺在我們面前。數(shù)控機床價格昂貴，精度高，對操作者的要求更高，如果用傳統(tǒng)的教育方法培訓學員，勢必對設備造成損壞的危險性大幅提高，提高了培訓成

75、本。隨著計算機仿真技術的發(fā)展，使得在計算機上利用虛擬技術對學員進行培訓成為可能。</p><p>　　在我國數(shù)控技術的應用表現(xiàn)出不同的層次差別，從完全的手工編程到完全采用計算機實現(xiàn)零件設計及工藝和加工NC代碼的生成都有相當大的覆蓋面，數(shù)控機床往往應用于加工形狀結構較復雜的工件。由于人為因素或計算機程序問題，編制出的NC代碼往往可能存在一定的錯誤，因此加工零件的NC代碼在投入實際的加工之前通常需要進行試切，以檢驗N

76、C代碼的正確性和被加工零件是否達到設計要求。這一過程周期長、成本高、勞動強度大，而且占用了加工設備的工作時間。采用計算機建模和仿真技術來模擬實際的數(shù)控加工環(huán)境并對加工過程進行仿真分析可以幫助設計人員在實驗室就可以檢查制造中的問題，以部分或者完全取消試切環(huán)節(jié)，從而減少設計和制造周期和費用。利用仿真器還可以檢查數(shù)控加工中出現(xiàn)的各種危險，如存在于刀具與工件、夾具、工作臺之間的碰撞、干涉和過切現(xiàn)象，甚至檢查由于工件裝夾的不合理及加工參數(shù)的不合理

77、等問題，減輕了數(shù)控編程和操作人員的勞動強度。因此，用數(shù)控加工仿真技術利用計算機來模擬實際的加工過程，來驗證數(shù)控加工程序的可靠性和預測切削過程，以減少工件的試切，是提高生產(chǎn)效率的有效方法。</p><p>　　第二章 塑件結構與工藝分析</p><p>　　2.1 剃須刀刀頭零件結構的分析</p><p>　　目前市場常見的剃須刀有2種，分別是雙頭的和三頭的，本章內(nèi)容

78、是設計雙頭刀頭的。</p><p>　　圖 2-1 剃須刀刀頭的圖片</p><p>　　該類零件的特點是薄壁件，尺寸不大質量輕、零件的壁厚小、壁厚四處均勻，不利于原料流動，在殼空隙易產(chǎn)生熔積痕與氣穴，其制件表面光滑、無融合線、應力均勻等的高強度高精度產(chǎn)品，其產(chǎn)品不但加工精度要求高，而且零件的一致性和互換性要求也很高，刀頭殼體材料為 PC+ABS，將它看作一般的彈塑性材料，其參數(shù)為：屈服強

79、度為 80MPa，密度為 1140kg/cm3，彈性模量為 2.50GPa，泊松比為 0.3，刀頭殼體厚度為 1.0mm，其外形尺寸為 29.91×14×9.51,剃須刀總體質量為10g。外形結構比較復雜，四周都有圓角過渡。要求塑件表面美觀、光潔、無明顯熔接痕、銀絲和流痕，同時不產(chǎn)生明顯的翹曲變形。塑件兩側都帶有側孔，需采用側抽芯機構。可設置側型芯，利用側滑塊和斜導柱驅動，便于分型。另外，為了從成型零件上順利脫出塑件

80、，必須在塑件內(nèi)外表面沿脫模方向設計足夠的脫模斜度。塑件的轉角處應盡可能采用圓弧過渡，以增加塑件的強度和改善充模流動性，同時增加美觀程度</p><p>　　該模具塑件的三維圖和二維圖如圖2-2、2-3所示。</p><p>　　圖2.2剃須刀刀頭三維圖</p><p>　　圖2.3剃須刀刀頭二維圖</p><p>　　2.2 成型零件的尺寸計

81、算</p><p>　　成型零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接構成塑件的尺寸，它通常包括凹模和凸模的高度尺寸以及位置(中心距)尺寸等：</p><p>　　(1) 成型收縮率：所謂成型收縮率是指室溫時塑件與模具型腔兩者持此的相對差；平均收縮率：Scp=0.5％</p><p><b>　　型腔尺寸：12</b></p><p&

82、gt;　　凹模有關尺寸的計算徑向尺寸：</p><p>　　L=[L塑（1+k）-］=[12(1+0.005)-］=[12.2-0.0285］ =12.18</p><p><b>　　深度尺寸：</b></p><p>　　H=[H塑（1+K）-］ =[2（1+0.005）-］=[2.01-0.025］=1.985</p>&l

83、t;p>　　凸模有關尺寸的計算：</p><p><b>　　高度尺寸：</b></p><p>　　h=[h塑(1+K)+］=[2(1+0.005)+］ =[2.01+0.024］=2.034</p><p>　　) 模具型芯位置尺寸計算： </p><p>　　C=C塑(1+K)=15(1+0.005)=15.

84、425</p><p>　　(2) 確定成型設備及計算</p><p>　　塑件的體積和質量計算(塑件的體積由CAD繪制模型得知)：V=3.6cm3,M=ρv1=3.61.02=3.7 </p><p>　　澆注系統(tǒng)凝料體積的初步計算(此體積可按塑件體積的0.6倍計算，因該模具采用一模四腔。所以凝料體積為)：V=4V0.6=43.60.6=8.64。</p&g

85、t;<p>　　該模具一次注射所需的塑料計算：總體積：V=4V+V=10.9cm，總質量：M=ρV=10.9</p><p>　　2.3 塑件材料性能分析</p><p>　　2.3.1 塑件材料選擇</p><p>　　(1)注塑成型的材料：即塑料，它原材料為樹脂，也可以是加有各種添加劑混合物，性能和注塑條件息息相關。在進行模具設計時需要確定注塑材料

86、后根據(jù)此材料的各種物理、化學、力學性能來確定各種物理參數(shù)大小，保證生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。塑料總體具有如下性能：具有良好的收縮性、流動性、熱性能和冷卻速度，好的吸濕性。</p><p>　　(2)剃須刀刀頭材料分析：塑件所用材料為PC+ABS。ABS塑料的主體是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的共混物或三元共聚物，是一種堅韌而有剛性的熱塑性塑料[8]。苯乙烯使ABS有良好的模塑性、光澤和剛性；丙烯腈使ABS有良好的耐熱、耐化學腐蝕

87、性和表面硬度；丁二烯使ABS有良好的抗沖擊強度和低溫回彈性。三種組分的比例不同，其性能也隨之變化。前者化學名為聚碳酸脂其物理性能為沖擊強度高、尺寸穩(wěn)定性好、無色透明、著色性好、電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性好、但自潤滑性差、有應力開裂傾向、高溫易水解、與其它樹脂相溶性差的性能。于制作儀表小零件、絕緣透明件和耐沖擊零件。后者化學名稱叫丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，其物理性能為綜合性能較好、沖擊強度較高、化學穩(wěn)定性高、電性能良好的性能。有高抗沖

88、、高耐熱、阻燃、增強、透明等級別。流動性比HIPS差一點，比PMMA、PC等好，其柔韌性好。適于制作一般機械零件,減磨耐磨零件,傳動零件和電訊零件。ABS工程塑料一般是不透明的，外觀呈綠牙色、無毒、無味，兼有韌、硬、剛的特性。ABS工程塑料具有優(yōu)良的綜合性能，有極好的沖擊強度、尺寸穩(wěn)定性好、電性能好、耐磨性、抗化學藥品性、染</p><p>　　2.3.2 ABS塑料-性能</p><p&g

89、t;　　一般性能：ABS外觀為不透明呈象牙色粒料，其制品可著成五顏六色，并具有高光澤度。ABS相對密度為1.05左右，吸水率低。ABS同其他材料的結合性好，易于表面印刷、涂層和鍍層處理。ABS的氧指數(shù)為18~20，屬易燃聚合物，火焰呈黃色，有黑煙，并發(fā)出特殊的臭味[9]。力學性能：ABS有優(yōu)良的力學性能，其沖擊強度極好，可以在極低的溫度下使用；ABS的耐磨性優(yōu)良，尺寸穩(wěn)定性好，又具有耐油性，可用于中等載荷和轉速下的軸承。ABS的耐蠕變性

90、比PSF及PC大，但比PA及POM小。ABS的彎曲強度和壓縮強度屬塑料中較差的。ABS的力學性能受溫度的影響較大。熱學性能：ABS的熱變形溫度為93~118℃，制品經(jīng)退火處理后還可提高10℃左右。ABS在-40℃時仍能表現(xiàn)出一定的韌性，可在-40~100℃的溫度范圍內(nèi)使用。電學性能：ABS的電絕緣性較好，并且?guī)缀醪皇軠囟取穸群皖l率的影響，可在大多數(shù)環(huán)境下使用。環(huán)境性能：ABS不受水、無機鹽、堿及多種酸的影響，但可溶于酮類、醛類及氯代烴

91、中，受冰乙酸、植物油等侵蝕會產(chǎn)生應力開裂。ABS的耐候性差，在紫外光的作用下易產(chǎn)生降解；于戶外半年后，沖擊強度下降一半。ABS塑</p><p>　　2.3.3．ABS塑料涂料</p><p>　　ABS塑料涂料的性能特點如表所示。</p><p>　　表3 ABS塑料涂料的性能特點</p><p>　　2.4 塑件結構的設計</p&g

92、t;<p>　　通過SOLIDWORDS軟件來建立塑件的3D模型，造型重點是保證塑件形狀和尺寸精度，本次設計選用剃須刀刀頭造型比較簡單，難點在于刀頭上兩孔的測抽芯以及兩側邊上的曲面造型，為了解決側抽的難點，本次設計采用斜頂側抽，其結構簡單，抽芯效果良好。</p><p>　　刀頭材料為ABS，將它看作一般的彈塑性材料，ABS 具有較高的力學性能,流動性能好,易于成型, 成型收縮率小, 理論計算收縮率

93、為0. 6 % ,溢料值為0. 04 mm ;比熱容較低,在模具中凝固較快,模塑周期短;塑件尺寸穩(wěn)定,表面光滑[13]。ABS制品的使用溫度范圍為40～100 ℃,在該產(chǎn)品的使用溫度范圍內(nèi)。ABS 具有一定的吸濕性,成型時會在制品上產(chǎn)生斑痕、云紋、氣泡等缺陷,故在注射成型前應進行干燥處理。ABS 耐磨性很好,摩擦因數(shù)較低,具有極好的低溫性能,在- 40 ℃下仍表現(xiàn)較好的韌性 。</p><p>　　(1)凹模的設

94、計：由于是凹模形狀簡單的中小型模具，故選用整體式凹模。其特點是牢固、不易變形、不會使塑件產(chǎn)生拼接線痕跡。</p><p>　　(2)脫模斜度的設計：脫模斜度是指為了便于塑件脫模，防止塑件表面劃傷、擦毛等，塑件沿脫模方向平行的內(nèi)外表面設計的一定斜度。塑件上脫模斜度的大小與塑件的性質、收縮率大小、摩擦系數(shù)大小、塑件壁厚和幾何形狀有關。硬質塑料脫模斜度大；形狀復雜或成型孔較多的塑件應取較大的脫模斜度；不厚增加，內(nèi)孔包住

95、型芯，脫模斜度也應大些。一般情況下，脫模斜度不包括在塑件公差范圍內(nèi)，否則在圖樣上應予以注明。在塑件圖上標注時，內(nèi)孔以小端為基準，斜度沿擴大的方向取得；外形以大端為基準，斜度沿縮小的方向取得。</p><p>　　2.5注塑材料成型過程</p><p>　　注塑成型過程包括塑化、填充、保壓和冷卻四個階段。</p><p>　　(1)塑化是由固體狀態(tài)的PC和ABS加熱后

96、變化成為具有流動性能的過程。</p><p>　　(2)填充是將塑化材料充實到模型腔內(nèi)進行填滿的過程。</p><p>　　(3)保壓階段時塑料熔體因受到冷卻而發(fā)生收縮，但因塑料仍處于柱塞或螺桿穩(wěn)定壓力下料筒內(nèi)的熔料[12]會被繼續(xù)注入模腔內(nèi)以補充因收縮而留出空隙。如果柱塞或螺桿停在原址不動，壓力曲線略有衰減。如果柱塞壓力保持不變[2]，也就是隨著熔料入模同時向前作少許移動，則在此階段中模

97、具壓力保持不變。 </p><p>　　(4)冷卻的重要工藝參數(shù)是冷卻時間。在保證冷卻均勻前提下，冷卻時間越短越好，這也就是我們要進行冷卻優(yōu)化的目的。</p><p>　　2.6 注塑材料成型工藝條件</p><p>　　注塑材料成型工藝條件包含溫度控制、壓力的控制和時間。而這三者對塑料</p><p>　　制品質量具有非常重要影響。降低溫度

98、時，需要提高壓力以保證塑料進入型腔，</p><p>　　溫度過低熔料難以注滿型腔；溫度過高塑料易于降解；注射壓力過高產(chǎn)品易產(chǎn)生</p><p>　　飛邊，壓力過低注塑易出現(xiàn)短射，設計過程中必須結合實際特點來確定三者之間</p><p>　　關系。完成一次注射成型周期過程中在保證質量的前提下，盡量縮短成型周期的</p><p>　　時間，其中

99、以注射時間和冷卻時間最為重要，它們對制品質量有很大的直接作用。</p><p>　　注射時間中的保壓時間就是對型腔中材料的壓力時間，在整個注塑時間占有較大</p><p>　　的比例，保壓時間的大小對制品的尺寸精度具有決定性影響。通常依賴澆口和流</p><p>　　道的結構形式以及模溫和料溫的因素。冷卻時間主要決定于之間的厚度和塑料的</p><

100、;p>　　性能等因素。冷卻時間的終點以模件脫模時不引起變動為宜。圖 2-4 所示反映壓</p><p>　　力、溫度、時間三者關系。</p><p><b>　　圖2-4</b></p><p>　　2.7 注塑機的發(fā)展及選用</p><p>　　2.7.1 注塑機的發(fā)展</p><p>　

101、　注塑機為成型設備，原名是注射成型設備，最初是借助于金屬壓鑄機原理設</p><p>　　計，主要用來加工纖維素硝酸脂和醋酸纖維一類塑料。1932 年德國弗蘭姿·布萊恩(FRANG、BRAUN)生產(chǎn)出全自動柱塞式臥式注射機，1948 年注射機塑化裝</p><p>　　置開始使用螺桿。1959 年世界上第一臺往復式螺桿式注塑機問世，它推動了成</p><p&g

102、t;　　型技術工藝的廣泛使用。</p><p>　　2.7.2 注塑機的組成及作用</p><p>　　注塑機主要由合模裝置、注塑裝置、液壓傳動系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。注</p><p>　　塑機的基本功能是：1．加熱塑料，使其達到熔融狀態(tài),便于后續(xù)加工注塑。 2．對熔體施加高壓，使其射出而充滿模腔。注射成型的基本要求是塑化、注射和成型。塑化是實現(xiàn)和保證成型制品質量

103、的前提，而為滿足成型的要求，注射必須保證有足夠的壓力和速度。同時，由于注射壓力很高，相應地在模腔中產(chǎn)生很高的壓力(模腔內(nèi)的平均壓力一般在 20～45MPa 之間)，因此必須有足夠大的鎖模力。由此可見，注射裝置和合模裝置是注塑機的關鍵部件。</p><p>　　2.7.3 設備分類</p><p>　　根據(jù)注塑裝置和合模裝置的相對位置進行分類,分為臥式注塑機、立式注塑</p>

104、<p><b>　　機、角式注塑機。</b></p><p>　　(1)臥式注塑機: 如圖 2-5所示，它是最為常見類型。其合模裝置和注塑裝</p><p>　　置的軸線呈水平一線排列，具有機身低、易維修、操作方便自動化程度高、產(chǎn)品</p><p>　　可自動落下、不需使用機械手也可實現(xiàn)自動成型、安裝水平穩(wěn)等特點、但模具需</p

105、><p>　　通過吊車安裝。適合大型工件加工。</p><p>　　(2)立式注塑機: 如圖 2-6所示，合模裝置和注塑裝置軸線呈一線排列，通</p><p>　　過簡單的機械手可取出各個塑件型腔，有利于精密成型，一般鎖模裝置周圍為開</p><p>　　放式，容易配置各類自動化裝置，特別是容易保證模具內(nèi)樹脂流動性及模具溫度</p>

106、<p>　　分布的一致性。適合于復雜、精巧的小型工件產(chǎn)品加工 。</p><p>　　(3)角式注塑機: 它的特點是合模裝置和注塑裝置的軸線垂直排列，其注射</p><p>　　方向和模具分界面在同一個面上，它特別適合于加工中心部分不允許留有澆口痕</p><p><b>　　跡的平面制品。</b></p><p

107、>　　圖2-5 圖2-6</p><p>　　2.8 注塑模的冷卻系統(tǒng)分析</p><p>　　在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量，如：收縮率、翹曲變形、耐應力、開裂性和表面質量等，并且對生產(chǎn)效率起到?jīng)Q定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約80％，然而，由于各種塑件的性能和成型工藝要求不