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1、模具CAD/CAE/CAM课程实训项目报告项目名称：电子产品外壳塑料模具设计学生姓名：学 号：班 级：专 业：模具设计与制造学 院：机电工程学院指导教师：李 洪 达时 间：2010年3月一、项目描述学习情境1具有标准结构的两板模具CAD/CAM载 体电子产品外壳制品属性制品材料ABC收缩率（%）0.6制品颜色黑色生产批量5万件表面要求塑件表面光亮平整；塑件表面不允许有缩壁和飞边；未住公差参照标准公差范围模具结构一模二腔注塑机自选设计要求1、完成模具结构的方案设计2、利用UG MoldWizard完成模具的3D结构设计3、完成模具成型零件的镶件设计（至少完成两个镶件的设计）4、根据加工需要设计电
2、极（至少完成两个电极的设计）5、生成模具的物料清单、装配图和零件图6、完成其中两个零件的数控编程（型腔、型芯、镶件、电极任选两个）二、项目实施1、基于Moldflow的产品模流分析1.1产品导入及网格划分 （1）新建工程1保存d盘29，执行“文件输入” 命令，选择网格类型fusion,单位毫米，导入stl文件，（图1-1）（2）网格的生成 执行网格 生成网格 命令，程序弹出“生成网格”对话框，三角形网格的边长为3.51mm ，合并公差0.1 再单击“立即划分网格”按钮，程序就会在表面模型中自动创建网格，（图1-2）1.2 网格修改及材料选择网格修改的原则要求是连通区域的个数为1;自由边和非重叠
3、边的个数为0未配向的单元的个数应为0；交叉单元个数为0，完全重叠单位个数为0，单元的最大纵横比数值视情况而定，一般在1020之间；网格匹配率应大于80%，零面积单元的个数为0。经网格统计的结果显示 最大纵横比与匹配率不符合要求，（1-3） （1）匹配率 改全局网格边长1.8 结果符合要求如图（2）网格修复向导自动修复修复结果还不符合要求（3）用网格诊断，纵横比诊断，显示如图1-4用节点工具修改结果12.96（图1-5）符合要求（4）材料选择用搜索5500牌号，图1-61.3 塑件最佳浇口位置分析工艺过程参数采用程序默认的设置。在模型显示区左边的“方案任务视窗”中，双击“成型条件设置”项目，程序
4、弹出“成型参数设置都选默认 如图（1-7）所示在完成了分析前处理工作之后，点击立即分析 结果如（图1-8）在分析日志中，被框选的部分为浇口最佳位置的节点Near node=45801.4 塑件初步成型分析（流动+翘曲）流动、翘曲分析的计算，发现产品的外观质量、内在强度和整体变形等方面的缺陷，然后对分析结果作出相应的模具设计调整方案。产品的初步成型分析过程也由两部分组成：前处理工作和后处理工作（1）前处理工作 复制“浇口位置”基本分析模型 - 分析设定分析类型流动+翘曲”命令，随后在“方案任务视窗”中可看见分析类型由“浇口位置”变为“流动+翘曲 （1-9）型腔的布局及浇注系统的创建 采用一模两腔
5、的布局。主流道、分流道及侧浇口的位置及相关模型如（图1-10）所示。采用点-线-体创建主流道、分流道及侧浇口 用建模里的型腔复制向导创建一模两腔流动”设置和“翘曲”设置中均保留程序默认的设置，而且不进行成型条件设置，直接进入下一步骤运行分析（2）后处理工作分析计算结束，MPI生成了“流动”和“翘曲” 分析结果。选择对产品质量影响较大的几个因素进行解析。1. 填充时间（Fill time）如图1-18所示，面壳在0.5912s时间内完成熔体填充。通过动态显示，可清晰地看见熔体在型腔内的流动。两型腔充满完毕分别用时0.5911s和0.5912s，基本达到了同时充满。（图1-11） 2.注射位置处压
6、力xy图（图1-12）3.气穴（1-13）4.熔接痕 在产品上的熔接线虽多，但多位于边缘厚壁处，因此不容易产生断裂现象（图1-14）5. warp 变型不同的冷却变形，（图1-15）6.冷却 从云纹图中可以反映出制品冷却过程中温度变化比较稳定均匀，温度控制在38左右。1.5 模流分析结果的优化参数 通过以上对产品的流动、翘曲分析，得知在最佳浇口位置点设置浇口，并且按照以上的浇注系统模型布局型腔位置，熔体的充填情况良好，方案可行。产品及模具设计的指导参数：1.两型腔充满完毕分别用时0.8972s和0.8971s左右；2.注射位置处压力的压力最大60mpa,3.在产品上的熔接线虽多，但多位于边缘厚
7、壁处，因此不容易产生断裂现象；4.制品冷却过程中温度变化比较稳定均匀，温度控制在38左右。5.产品在X、Y、Z方向上均有翘曲发生，位置都处于产品边缘。实际产品及模具设计还要考虑到生产加工的需要，从而进行模具结构及工艺参数的微量调整。MPI分析的相关结果，可以作为指导实际生产的有力依据，可以最大程度地减少模具设计与制造试模、修模次数，降低企业的生产成本。2、基于UG-Moldwizard的模具设计2.1 产品的3d分模设计 1.项目初始化（项目的名称1、单位mm、路径:D-1 塑件的材料ABS、收缩率1.006）(图2-1)2.设置模具设计的坐标系(图2-2) 3. 编辑塑件的收缩率1.006(
8、图2-3) 4. 计算并设计工件选择标准长方体尺寸如(图2-4)5型腔布局 1.创建模具型腔的布局 (腔数2 布局矩形平衡式) 2.插入腔体 3. 模具自动对准中心) (图2-5)6.完成后的一模两腔(图2-6)7.分型设计(1.自动创建补片体 2.自动创建分型线 3创建分型面有界面 4抽取区域边界区域验证总面数26+102=128符合. 5自动创建型腔型芯) 6.分型 结果(图2-7)2.2 模具成型零件的设计1.创建型芯镶件.在目录上CORE SUB_INSERT”，SHAPE=ROUND，FOOT=ON，FOOT_OFFSET=3。在“尺寸”选项卡中修改：X_LENGTH=3.8972，
9、Z_LENGTH=402 .确定,点构造器,自动判断点,选8个圆心 完成结果(图2-8) 3.修剪型心镶件 模具修剪工具完成设计(图2-9)4.行腔设计完成安装孔设计(图2-10) 5. 非标准形状镶件的设计(选择模具工具轮廓分割 取消按面颜色索引)完成封闭环,确定锁定-Z轴 过程如图(2-11)2.3 标准模架的选择 1.添加标准模架 选择标准模架：LKM_SG 2535 - CI - 60 - 40 80(图2-12)EGB OPEN -5.0 2为镶快设计避让腔体 使用腔体设计功能，以A和B板为目标体，以POCKET为工具体，为内模镶件开腔。(图2-14) 结果(图2-15) 3.添加螺
10、钉标准件用以固定型腔和型芯 (1).启动标准件管理对话框按照下图6个步骤设置内六角螺钉的参数：标准件“目录”内六角螺钉（SHCS【Auto】）检查组件的父级和定位方式为PLANE设置螺钉尺寸、原点类型、螺距和模具侧选择【尺寸】选项卡修改连接板高度默认。(图2-16)(2).定位螺钉（平面定位的通用方式）a) 选择动模板（B）的底面，使用光标点初定一个位置。 b) 在“位置”对话框选择“面中心”，定义D1=60、D2=105 ，D1=60 D2=15（图2-17） C）定模板一样操作，挖腔，完成孔的设计 （ 图2-19） 4添加垃圾钉。定位面中心，尺寸D1=100 D2=60，完成如图（2-20
11、）2.4 模具浇注系统的设计1.主流道的设计 根据注塑机资料(HTF58X-A)：定位孔直径100，喷嘴孔直径=2.5mm,喷嘴球半径=15mm(1) 添加定位环和浇口套：标准件-目录（以DME为例） -Injection-Locating Ring（With Screws）-到位方式：Null (2) 添加浇口套（Sprue Bushing）浇口套应该与定位圈配合，且入口直径2.5mm 浇口套的catalog length=65mm 保证其端部与分型面平齐(2) 为定位环与浇口套挖腔(图2-21) 2. 浇口设计（1）浇口尺寸的确定 浇口长度：X=2mm 浇口高度：Y=0.6mm 浇口长度L
12、=2mm即流道末端与塑件的距离为2.5mm。添加浇口：（图2-22）（2）为浇口添加角度拔模 =15度（图2-23）3.创建分流道创建引导线：两点方式创建分流道：圆形6mm（曲线通过点创建线）（图2-25）4.创建冷料穴与拉料杆 使用复位杆作为拉料杆6mm115.5，配合长度=PIN_DIA*2+10mm根据设计标准设计拉料杆。（在建模环境下对拉料杆进行设计 在装配导航器下点击显示父部件）完成图2-26流道与浇口“腔体”设计（图2-27）2.5 模具顶出系统的设计1.顶杆的选择与定位 标准件对话框：直顶杆 直径=5mm，高度=150位置：（-42.5，31）（0，31）（42.5，31）（-4
13、2.5，82）（42.5，82）（0，90.5） 2.顶杆后处理 顶杆的避让孔的建立-腔体（图2-29） 2.6 模具冷却系统的设计(1) 冷却水孔的类型 （hole1=hole2=100）；沉孔深度=0；孔径选用8mm定位类型：以平面方式“Plane”尺寸坐标分别为100.100(45,5) 130.130(30,5) 15.15(45,30) 15.15(-45,30) 设计其它的冷却水路 尺寸15.15（45，90）90，90（45，20） （-45，20）（图2-30）2. 添加密封圈、水嘴3.的复制（组件圆周阵列），添加基准轴Z对所有冷却系统组件进行阵列4.完成的水路图2-302.7 模具的总体结构及工程图（1）3d模型 图2-31（2）创建图纸：选择非主模型，a2纸（拿开定模看动模）（图2-32）拿开动模看定模（2-33）图
