常用小五金零件手柄套的三维参数化建模及模具设计.doc
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1、机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业设计 需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 定做毕业设计常用小五金零件手柄套的三维参数化建模及模具设计常用小五金零件手柄套的三维参数化建模及模具设计摘摘 要要手柄是一种机械配件,有了它能够方便工人师傅对机器等进行操作,在实际应用中也十分广泛。手柄通过安装手柄套不但可使操作更方便、效率也更高而且美观大方。但由于传统的生产加工模具的设计存在很多不足,例如设计周期长、成本高、人工反复开展、效率低等缺点。.这些缺点已经严重妨碍了模具工业的发展,而 PRO/ENGINEER 是一套由设计到生产的机械自动化软件,新一
2、代的产品造型系统,一个参数化、基于特征的实体造型系统,一套使用 3D 实体模型的设计工具,其最基本的实体功能就是构建零件的 3D 实体模型,其他功能都以此为基础。运用 PRO/ENGINEER 系统完成手柄套三维参数化建模和模具设计,不仅可以快速设计完成对应的凹、凸模零件设计,而且可以直观、方便的看到产品设计的整个过程,从而缩短了设计周期,降低了生产成本,提高了设计人员的效率,且改善了产品的质量。关键词关键词:参数化;三维参数化建模;模具设计;机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业设计 需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 定做毕业设计Com
3、mon Hardware Parts Handle Sets 3D Parametric Modeling And Mold DesignAbstractThe handle is a mechanical accessories, it can easily worker on the machine operation, such as in practical application are also very extensive. Handle by installing handle set is not only can make the operation more conven
4、ient, more productive and beautiful and easy. But the traditional production processing mould designing exist, such as design many deficiencies in the long life cycle, the high cost and low efficiency of artificial development, repeatedly shortcomings. These weaknesses have been serious hinders the
5、development of die and mould industry, and PRO/ENGINEER is set by the design to production machinery automation software, a new generation of product modeling system, a feature-based parametric, solid modeling system, a set of using 3D entity model design tools, its most basic entity function is con
6、structing the 3D entity model, parts of other functions are base on this. Using PRO/ENGINEER system to accomplish the handle set of 3D of parameterized modeling and mold design, not only can fast design completed the corresponding concave and convex mould parts design, not only can be intuitive and
7、convenient to see the whole process of product design, so as to shorten the design cycle, lower production cost and improve the efficiency of design personnel, and improve the quality of the products. Key Words:Parametric;3D Parameterized Modeling;Mold Design;机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业
8、设计 需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 定做毕业设计目目 录录1 绪论绪论.11.1 选题背景及意义.21.2 塑料模具的种类和应用.21.2.1 塑料模具的种类.21.2.2 塑料模具的应用.31.3 塑料注射模具的结构组成和作用.31.4 本次毕业设计的主要工作内容.42 手柄套的三维建模手柄套的三维建模.52.1 小五金件手柄套类型划分.52.2 手柄套的结构特征分析和建模.52.2.1 手柄套的结构特征.52.2.2 手柄套的建模步骤.52.2.3 手柄套的三维建模结果.83 A 型手柄套的模具设计型手柄套的模具设计.93.1 A 型手柄套的工艺分析.93.1.1A 型手
9、柄套的结构和特点.93.1.2 分析 A 型手柄套使用材料的种类及工艺特征.103.2 注射机的选择.133.2.1 注塑机简介.133.2.2 初选注塑机.133.3 计算塑体体积和质量.133.3.1 A 型手柄套体积和质量的计算.133.3.2 初选定型腔数目.143.3.3 计算浇注系统的体积和质量.143.4 模具结构设计.143.4.1 确定模具类型.143.4.3 设计浇注系统.173.4.4 浇口的设计.193.5 确定主要零件结构尺寸和成型零部件的设计.203.5.1 分型面的设计.20机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业设计 需
10、CAD 图纸加 QQ:2215891151 定做毕业设计3.5.2 侧抽机构设计.213.5.3 斜导柱分型抽芯机构的设计.213.5.4 成型零件的结构设计.233.6 模具的凹凸模设计.233.6.1 凹模的种类.233.6.2 凹模尺寸的计算.243.6.3 凸模尺寸的计算.253.6.4 型芯型腔的结构分析及三维建模.263.7 导向机构的设计.283.7.1 导柱的设计.293.7.2 导套的结构设计.303.7.3 推出机构的设计.303.8 冷却系统的简易设计.323.9 排气槽的设计.333.10 模具部分相关尺寸校核.333.10.1 最大注射压力的校核.333.10.2 最
11、大注塑量的校核.333.10.3 锁模力校核.343.10.4 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核.343.10.5 开模行程校核.344 模具的装配总图与开模过程模具的装配总图与开模过程.354.1 模具的装配总图.354.2 模具的开模过程.355 结论结论.37参考文献参考文献.38致致 谢谢.39毕业设计(论文)知识产权声明毕业设计(论文)知识产权声明.40毕业设计(论文)独创性声明毕业设计(论文)独创性声明.41主要符号表主要符号表R 半径 S 抽芯距机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业设计 需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 定
12、做毕业设计 Scp 收缩率 塑料对钢的摩擦系数 z 制造公差 K 安全系数 T 注塑机的额定锁紧力 塑件公差值1 绪论绪论1.1 选题背景及意义选题背景及意义手柄是一种机械配件,有了它能够方便工人师傅对机器等进行操作,在实际应用中也十分广泛。手柄通过安装手柄套不但可使操作更方便、效率也更高而且美观大方。但由于传统的生产加工模具的设计存在很多不足,例如设计周期长、成本高、人工反复开展、效率低等缺点。这些缺点已经严重妨碍了模具工业的发展,而 PRO/ENGINEER 是一套由设计到生产的机械自动化软件,新一代的产品造型系统,一个参数化、基于特征的实体造型系统,一套使用 3D 实体模型的设计工具,其
13、最基本的实体功能就是构建零件的 3D 实体模型,其他功能都以此为基础。运用 PRO/ENGINEER 系统完成手柄套三维参数化建模和模具设计,机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业设计 需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 定做毕业设计不仅可以快速设计完成对应的凹、凸模零件设计,而且可以直观、方便的看到产品设计的整个过程,从而缩短了设计周期,降低了生产成本,提高了设计人员的效率,且改善了产品的质量。Pro/E 是美国 PTC 公司旗下的产品 PRO/ENGINEER 软件的简称。它是一款集 CAD/CAM/CAE 功能一体化的综合性三维软件,
14、在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,并作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最成功的 CAD/CAM 软件之一。PTC 的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能,还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、 产品数据管理 等等。PRO/ENGINEER 还提供了全面、集成紧密的产品开发环境。是一套由设计至生产的机械自动化软件,是新一代的产品造型系统,是一个参数化、基于特征的 实体造型系统,并且具有单一数据库功能的综合性 MCAD 软件。经过 20 多年不断的创新和完善, PRO/ENGINEER 现在已经是三维建模软件领域的领头羊之
15、一,它具有如下特点和优势:a. 参参数数化化设设计计和和特特征征功功能能。PRO/ENGINEER 是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统,工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型。b. 单单一一数数据据库库。PRO/ENGINEER 是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作,不管他是哪一个部门的。c. 全全相相关关性性。PRO/ENGINEER 所有模块都是全相关的,这就意味着在 产品开发过程中某一处进行的修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档。d. 基基于于特特征征的的参参数数化化造造型型。PRO/ENGINEER 使用用户
16、熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象,并且可以按预先设置很容易的进行修改。e. 数数据据管管理理。数据管理模块的开发研制,专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作。f. 装装配配管管理理。PRO/ENGINEER 的基本结构能够使您利用一些直观的命令,例如啮合、插入、对齐等很容易的把零件装配起来,同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理,这些装配体中零件的数量不受限制。机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业设计 需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 定做毕业设计g. 易易于于使使用用。菜单以直观
17、的方式联级出现,提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项,同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助,这种形式使得容易学习和使用。1.2 塑料模具的种类和应用塑料模具的种类和应用1.2.1 塑料模具的种类塑料模具的种类根据塑料成型加工方法可将塑料模具分为以下几类。a. 压制成型模具压制成型模具(简称压膜简称压膜)塑料装于加热的模具型腔或加料室里,模具闭合后加压,型腔内的塑料在加热、加热的条件下,开始熔化并充满模具型腔各处,同时由于化学和物理变化使塑料固化定型,获得所需形状和尺寸的塑料制品的成型方法称压制成型法,所用模具称压制成型模具,简称压膜。压膜多用于成型热固性塑料,也有用来成型热塑型塑料的。另
18、外,还有不加热的冷压成型模具称冷压膜。b. 铸压模具铸压模具(又称剂胶模具又称剂胶模具)塑料装如独立于已闭合的模具外又与模具外又与模具相连的加料室内,在加热和通过压注加压的情况下,开始塑化成半熔化状态,并经模具浇注系统充满型腔各处,达一定固化时间后塑料固化成型的方法称为铸压成型,所用模具称铸压模或挤胶膜。铸压模具多用于成型热固性塑料制品。c. 注射模具。注射模具。这种模具主要用于热塑性塑料制品的成型,模具本身没有加料室,塑料是加在注射机有规定温度的加热料筒内。塑料受热转变成可流动的熔体,经注射机的螺杆或活塞以一定的压力与速度的推动,通过注射机喷嘴和模具的浇注系统被注入已闭合的模具型腔各处,经一
19、定时间冷却、硬化定型得到所需形状的塑料制品。这种成型方法称为塑料注射成型,所用模具称注射模具。随着塑料工业的发展,注射成型已用于热固性塑料成型,但所用模具有其特点。d. 挤出成型模具挤出成型模具(又称挤出机头又称挤出机头)挤出成型模具是用在挤出机上的模具。挤出机内的塑料原料在一定温度和压力条件下熔塑化,并在挤出机螺杆的推动下连续通过具有特定断面形状的口模,并经冷却定型设备冷却硬化定型得到所需断面形状的连续型材的成型方法称挤出成型法,用于挤出成型的模具称挤出成型模具。挤出法几乎能加工所有的热塑性塑料和部分热固性塑料。 e. 中空制品吹塑成型模具中空制品吹塑成型模具中空制品吹塑成型是由挤出机挤出的
20、熔融状态的塑料型坯置于模具内,然机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业设计 需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 定做毕业设计后闭合模具,塑料型坯借压缩空气吹胀而贴与模腔壁,冷却后得到一定形状中空制品的一种加工方法,所用模具称吹塑模具。f. 真空成型模具真空成型模具用辐射加热器加热固定在模具上的热塑性塑料板、片至软化温度,而后用真空泵把板材和模具之间的真空抽掉,借大气的压力使板材紧贴在模具上成型,冷却后塑性收缩,借助压缩空气使塑件从模具中脱出的成型方法称为真空成型法,所用模具称真空成型模具。1.2.2 塑料模具的应用塑料模具的应用近年来,随着
21、塑料工业的飞速发展和通用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高,塑料模具的应用范围也在不断扩大,如:家用电器、仪器仪表,建筑器材,汽车工业、日用五金等众多领域,塑料模具所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。1.3 塑料注射模具的结构组成和作用塑料注射模具的结构组成和作用凡是注射模,均可分为动模和定模两大部件。注射充模时动模和定模闭合,构成型腔和浇注系统;开模时定模和动模分离,取出制件。定模安装在注射机的固定板上,动模则安装在注射机的移动模板上。根据模具上各个零件的不同功能,可由以下几个系统或机构组成。a. 成型零件成型零件指
22、构成型腔,直接与熔体相接触并成型塑料制件的零件。通常有凸模、型芯、成型杆、凹模、成型环、镶件等零件。在动模和动模闭合后,成型零件确定了塑件的内部和外部轮廓尺寸。b. 浇注系统浇注系统将塑料熔体由注射机喷嘴引向型腔的流道称为浇注系统,由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。c. 导向与定位机构导向与定位机构为确保动模与定模闭合时,能准确导向和定位对中,通常分别在动模和定模上设置导柱和导套。深腔注射模还须在主分型面上设置锥面定位,有时为保证脱模机构的准确运动和复位,也设置导向零件。d. 脱模机构脱模机构脱模机构是在模具开模过程的后期,将塑件从模具中脱出的机构。e. 侧向分型抽芯机构侧向分型抽芯机构带有
23、侧凹或侧孔的塑件,在被脱出模具之间,必须先进行侧向分型或拔出机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业设计 需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 定做毕业设计侧向凸模或抽出侧型芯。f . 温度调节系统温度调节系统为了满足注射工艺对模具温度的要求,模具设有冷却或加热额的温度调节系统。模具冷却,一般在模板内开设冷却水道,加热则在模具内或周边安装点加热元件,有的注射模须配备模温自动调节装置。g. 排气系统排气系统为了在注射充模过程中将型腔内原有气体排出,常在分型面处开设排气槽。小型腔的排气量不大,可直接利用分型面排气,也可利用模具的顶杆或型芯与配合孔之
24、间间隙排气。大型注射模须预先设置专用排气槽。1.4 本次毕业设计的主要工作内容本次毕业设计的主要工作内容a. 任务一任务一以新版机械设计手册为依据进行小五金零件手柄套的类型划分及特征结构分析。b. 任务二任务二基于 PRO/ENGINEER 系统完成各类手柄套的参数化建模实现模型的参数化驱动。c. 任务三任务三运用 PRO/ENGINEER 完成 A 型手柄套凸、凹模模具零件的设计,并运用AUTOCAD 设计完成 A 型手柄套模具的装配图。2 手柄套的三维建模手柄套的三维建模2.1 小五金件手柄套类型划分小五金件手柄套类型划分根据机械设计手册可以将手柄套分为四类,他们分别是椭圆手柄套、手柄球、
25、手柄套、长手柄套。它们的外形如表 2.1 所示。表 2.1 手柄套的类型名称手柄套椭圆手柄套手柄球长手柄套外形机械毕业设计需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 机械毕业设计机械毕业设计 需 CAD 图纸加 QQ:2215891151 定做毕业设计2.2 手柄套的结构特征分析和建模手柄套的结构特征分析和建模2.2.1 手柄套的结构特征手柄套的结构特征从实物图可以看出,手柄套是一个回转体,若从轴线剖开,是个梯形结构,从建模的角度考虑,应选用旋转,可以得到一个回转体。再从截面出发,可以通过不规则的梯形对手柄套进行建模。2.2.2 手柄套的建模步骤手柄套的建模步骤a. 新建新建进入 PRO/
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