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1、（数控模具设计）基于P的气压瓶盖注射模具的设计毕业说明书目录1前言11.1模具行业发展的现状11.2我国模具发展的现状11.3参数化技术慨述21.4选题目的以及意义32塑件成型工艺性分析42.1气压瓶盖三维模型及二维图42.2结构特征分析及成型工艺性分析52.2.1结构特征分析52.2.2成型工艺性分析52.2.3塑件材料的基本性能53塑件成形工艺和设备63.1注塑成型工艺条件63.1.1温度63.1.2压力63.1.3时间63.2型腔数量以及注射机有关工艺参数的校核73.2.1型腔数量校核73.2.2最大注射量校核83.2.3锁模力的校核83.2.4注射压力校核83.2.5开模行程校核94注
2、射模具结构设计94.1型腔的确定94.2制品成型位置及分型面的选择104.3浇注系统设计114.3.1浇口的位置、数量的确定124.3.2排气系统设计144.4成型零部件设计154.4.1凹模结构设计154.4.2型芯结构设计154.5模架的选用164.6导向和定位机构164.7脱模机构的设计174.8侧向分型和抽芯机构设计174.9冷却系统设计184.9.1冷却系统的设计原则184.10模具成型零部件材料的选择194.11装配总图204.12模具的装配过程224.13模具运动分析过程224.14试模235参数化设计245.1设计的流程245.2应用Pro/e系统进行模具设计的流程245.2.
3、1制品的造型245.2.2主要的分型面245.2.3浇注系统的设计255.2.4成型零件生成265.2.5调用标准模架285.2.6爆炸图296仿真加工30总结33参考文献：34致谢351前言1.1模具行业发展的现状模具行业是制造业中的壹项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量壹个国家制造业水平高低的重要标志。目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。二十壹世纪世界制造加工业的竞争更加激烈，对注塑产品和模具的设计制造提出了新的挑战，产品需求的多样性要求塑件设计的多品种、复杂化，市场的快速变
4、化要求发展产品及模具的快速设计制造技术，全球性的经济竞争要求尽可能地降低产品成本、提高产品质量，创新、精密、复杂、高附加值已成为注塑产品的发展方向，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品和模具设计制造系统。当前，国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。有关数据表明,目前仅汽车行业就需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台；到2010年,在建材行业,塑料门窗的普及率为30,塑料管的普及率将达到50。这些都会导致对模具的需求量大幅度增长。近来我国模具工业发展迅速，目前已呈现出市场广阔、产销俩旺的局面。深圳周
5、边及珠江三角洲地区是中国塑料模具工业最为发达、科技含量最高的区域，预计有可能在10年内发展成为世界模具生产中心。其次，浙江东部的余姚、宁海、黄岩温州等地区的塑料模具工业发展也非常快。相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之壹。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，这些是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在，所以中国塑模市场的前景壹片辉煌。1.2我国模具发展的现状虽然近几年来，我国塑料模具无论是在数量上，仍是在质量、技术和能力等方面都有了很大发展，但总体上和工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，在总量供不应求的同时，壹些低档塑料模具已供过
6、于求，市场竞争激烈；壹些技术含量不太高的中档塑料模具也有壹些趋向于供过于求，然而精密加工设备仍很少，壹些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍大量进口。许多先进的技术如技术的普及率仍不高，我国塑料模具行业和其发展需要和国外先进水平相比，仍存在很多方面的问题。当下国外发达国家模具标准化程度为7080，而我国只有30左右。如能广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期2540，且可减少由于使用者自制模具件而造成的工时浪费。当下应用模具CADCAM技术设计模具已较为普遍，随着通用机械CAD/CAM技术的发展，塑料注射模CAD/CAM已经不断的深化。从上世纪60年代基于线框模型的CAD系统开
7、始,到70年代以曲面造型为核心的CAD/CAM系统，80年代实体造型技术的成功应用，90年代基于特徵的参数化实体/曲面造型技术的完善，为塑料注射模采用CAD/CAE/CAM技术提供了可靠的保证。目前在国内外巿场已涌现出壹批成功应用于塑料注射模的CAD/CAE/CAM系统。而且通过推广使用模具标准件，实现了部分资源共享，这样就大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展CADCAM技术、提高模具的精密度有重要意义。因此，模具成为国家重点鼓励和支持发展的技术和产品。现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的壹部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金和劳动相对密集。1.3参数化技术慨述参数化技术是当前
8、CAD技术重要的研究领域之壹，通过改动图形某壹部分或某几部分的尺寸，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现尺寸对图形的驱动。在设计过程中，系统自动地捕获用户的设计意图，且把各个设计对象以及对象之间的关系记录下来，当用户修改图纸中的设计参数时，系统能够自动地更新图纸，使图纸中反映用户设计意图的设计对象之间的关系依旧能够维持。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，极大地改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性，在慨念设计、初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较、动态设计、实体造型、装配、公差分析和综合、机构仿真、优化设计等领域发挥着越来越大的作用，且体现出很高的应用价值，
9、能否实现参数化目前已成为评价CAD系统优劣的重要技术指标。Pro/ENGINEER集合了零件设计、产品组合、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、自动量测、机构仿真、应力分析等功能于壹体。是塑料模具实现参数化的壹个必备的软件。EMX（ExpertMoldbaseExtension）是PRO/E系统中的壹个外挂模块，专门用来建立各种标准模架及模具标准件和滑块、斜销等附件，能够建立冷却水管，能够自动产生模具工程图和明细表，仍能够模拟模具开模过程进行动态仿真和干涉检查，且可将仿真结果输出成视频文件，是个功能非常强大且使用非常方便的模具设计工具。本设计结构和模架设计是利用模架设计专家系统设计的。
10、型腔和型芯设计能够在EMX里设计，也能够事先在PRO/E的制造模块里完成。本设计有壹部分是在EMX里完成。在模架调入之后能够根据需要添加、删除各种模具零件。也能够修改现成的标准件使之满足自身设计。完全的参数化设计，使用非常方便。Pro/ENGINEER参数化设计的特性：(1)3D实体模型除了能够将用户的设计思想以最真实的模型在计算机上表现出来之外，借助于系统参数，仍能够随时计算出产品的体积、面积、重心、重量、惯性大小等，可极大的减少设计人员的计算时间。(2)Pro/ENGINEER可随时由3D实体模型产生2D工程图，且可自动标示工程图尺寸。不论在3D仍是2D图形上作尺寸修正。其相关的2D图形或
11、3D实体模型均自动修改，同时组合、制造等相关设计也会自动修改，如此可确保数据的正确性，且避免反复修正的耗时性。(3)以特征作为设计的单位。可随时对特征做合理、不违反几何顺序调整、插入、删除、重新定义等修正动作。1.4选题目的以及意义毕业设计将总结专业基础和专业技术的学习成果,锻炼和开发学生的综合运用能力。本课题要求跟据图纸以及任务书设计出结构优化的模具。该塑件为高压瓶盖，它是配在高压瓶上用的壹种盖子，由于是配用，批量不是很大，为中批量生产。其结构有点复杂，有三个侧抽芯，因而该塑件的模具有壹个典型结构侧抽芯滑块机构。这个课题能充分体现专业知识，对模具设计能力有壹定的锻炼。通过对高压瓶盖的注射模具
12、的设计，能够巩固专业知识为以后从事本专业实际工作和研究工作奠定了重要的思想基础，也同时具有壹定的初步开发模具能力。另外加深了对机械基础知识的应用。提高了整体的设计能力。2塑件成型工艺性分析2.1气压瓶盖三维模型及二维图如图2-1,2-2所示，制品的侧面有深孔和小孔，中间内腔有2处凸筋。图2-1气压瓶盖三维模型图2-2气压瓶盖二维图2.2结构特征分析及成型工艺性分析2.2.1结构特征分析该塑件为气压瓶盖，其二维图尺寸如图2-2所示，塑件的壁厚为2.5mm,为中批量生产，材料为ABS，成型工艺性好，能够注射成型。2.2.2成型工艺性分析根据塑件的用途以及塑料的性质分析其表面质量，确定塑件的精度等级
13、要求为：IT4；其中塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料和飞边，凹陷和缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出壹个等级。为了便于塑件从模腔中脱出或从塑件中抽出型芯，塑件设计时须考虑其内外壁面应该有足够的脱模斜度。最小脱模斜度和塑料性能、塑件几何形状有关。该塑件壁厚约为2.5mm，大开口处有5的斜角，小开口处有3的倾角，这样足以使型芯很容易抽出。为了容易使大的侧抽芯容易抽出能够查参考文献中的表2-19，脱模斜度（型芯）：1。2.2.3塑件材料的基本性能本塑料制件采用ABS成型，密度为1.02至1.16g/cm3。全称为苯乙烯丁二烯丙烯腈共
14、聚物，它是壹种三元共聚物，拥有三种组元的共同性能，使其具有“坚韧，质硬，刚性”的特点。ABS树脂具有较高的的冲击韧性和力学强度，尺寸稳定，耐化学性及电性能良好。而且有易成型和机加工的特点。此外，表面仍能够镀铬，成为塑料涂金属的壹种常用材料。它是壹种无定形材料，吸湿性强，其吸水率（24h）:0.2%0.3%；含水量应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件要求长时间预热干燥。其拉伸弹性模量为18002900MPa，弯曲强度：99134MPa；和钢的摩擦因数为0.21。在设计时候要注意浇注系统的料流阻力小，浇口处外观不良，易发生熔接痕，要注意选择浇口位置、形式。顶出力不宜过大。3塑件成形工艺
15、和设备3.1注塑成型工艺条件3.1.1温度注塑成型过程中需要控制的温度有料筒温度，喷嘴温度和模具温度等。喷嘴温度通常略微低于料筒的最高温度，以防止熔料在直通式喷嘴口发生“流涎现象”；模具温度壹般通过冷却系统来控制；为了保证制件有较高的形状和尺寸精度，应避免制件脱模后发生较大的翘曲变形，模具温度必须低于塑料的热变形温度。ABS塑料和温度的经验数据查参考资料如表3-1所示。表3-1温度的经验数据料筒温度/喷嘴温度/模具温度/后段中段前段18020021023020021018019050703.1.2压力注射成型过程中的压力包括注射压力，保压力和背压力。注射压力用以克服熔体从料筒向型腔流动的阻力，提供充模速度及对熔料进行压实等。保压力的大小取决于模具对熔体的静水压力，和制件的形状，壁厚及材料有关。对于像ABS流动性壹般的塑料，保压力应该小些，以避免产生飞边，保压力可取略低于注射压力。背压力是指注塑机螺杆顶部的熔体在螺杆转动后退时所受到的压力，背压力除了可驱除物料中的空气，提高熔体密实程度之外，仍能够使熔体内压力增大，螺杆后退速度减小，塑化时的剪切作用
