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1、中英文摘要中英文摘要摘要：摘要：文本主要介绍 CAD/CAM 在模具上的应用，其中包括 PRO/E,AUTOCAD。机械部分的设计，内容包括塑料注塑模具的工作原理及应用、设计准则，以及产品的简介。塑料注塑模的设计计算，包括模具结构设计，注塑机的选用，浇注系统的设计等方面。关键词：关键词：CAD/CAM；PRO/E；塑料；注塑模；注塑机。Abstract:Abstract:In this paper ,it is about the application of the CAD/CAM in plastic injection mould ,it include PRO/E,AUTOCAD. I
2、t is about the working theory and application of a plastic injection mould, the design princible, and the introduction of production, and the design calculation of the plastic mould .The includes the structure design of the mould, the selecting of plastic injection mould machine, and the pour system
3、 design, and so on.Key Words:CAD/CAM; PRO/E; Plastic Injection Mould;Plastic Injection Mould Machine.第一章绪论第一章绪论1.11.1 塑料成型模具在加工工业中的地位塑料成型模具在加工工业中的地位模具是利用其特定形状成型具有一定形状和尺寸的制造工具。成型塑料制品的模具叫做塑料模具。全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等方面均能满足使用要求的优质制品。从模具使用角度，要求高效率、自动化、操作简便；从模具制造角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。塑料模具影响着塑料制品的质量。首先，模具型
4、腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在塑料加工过程中，模具结构对操作难易程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少分模。合模和取制件过程中的手工劳动，为此常采用自动开合模和自动顶出机构。在全自动生产时还要保证制品能自动从模具上脱落。另外，模具对塑料制品的成本也有相当的影响。除简易模具外，一般来说制模费是十分昂贵的，一副优良的注射模具可生产制品百万件以上，压制模约能生产二十五万件。当批量不大的时候，模具费用
5、在制件成本中所占比例将会很大，这时应尽可能地采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代塑料制品中合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要因素，尤其是塑料模具对实现塑料加工工艺要求，塑料制件使用要求和造型设计起着重要作用。高效的全自动的设备也只有装上能自动化生产的模具才能发挥基效能，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提。由于工业塑件和日用塑料制品的品种和产量需求量很大，对塑料模具生产不断向前发展。1.21.2 塑料成型模具发展趋势塑料成型模具发展趋势随着塑料成型加工机械和成型模具的迅速增长，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占比例越来越大。
6、从模具设计和制造技术角度来看，模具的发展趋势可归纳为以下几个方面：1.2.1 加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经由经验设计阶段逐渐向理论计算方面以发展。1.2.2 高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；各种能可靠地自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流道浇注系统注射出模具等。高速自动化的塑料成型机械配合以先进的模具，对提高生产效率，降低成本起了很大作用。1.2. 3 大型、超小型及高精度 由于模料应用的扩大，塑料制件已应用到建筑、机械、电子、仪器、仪表等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足
7、这些要求，研制了高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工，热处理变小、导热性能优异的制模材料。1.2.4 革命模具制造工艺 为了更新产品花式和适应小批量产品的生产要求，除大力发展高强度、高耐磨性的材料外，同时又重视简易制模工艺研究。1.2.5 标准化 开展模具标准化工作，使模板，导柱等通用零件标准化、商品化，以适应大规模地成批生产塑料成型模具。1.2.6 开发计算机辅助设计与辅助制造（CAD/CAM）随着计算机技术的发展，计算机已广泛应用于模具工业，在注射成型系统中，针对每一个环节都可将计算机作为辅助工具而加入。构成该环节的CAD 或 CAM 或 CAE。1.2.6.1 塑件设计 件的设计包括塑件结
8、构、尺寸、精度、表面、性能等方面的设计。塑件设计方面的计算机辅助技术有：塑件 CAD、塑料、辅料、辅件选择的专家系统。1.2.6.2 注射机的使用 常见注射机的使用方面的计算机辅助技术有：注射机选择专家系统：注射机故障诊断系统。A 注射模使用状况的好坏直接影响到注射质量，在对于高技术注射模来说，都要对注射模在使用过程中进行监控或对注射模的服役模拟仿真，由此知注射模的工作状况。B 注射工艺 注射工艺方面的计算机辅助技术有：注射工艺制定的专家系统；塑件质量故障诊断。C 注射模设计 注射模设计主要完成注射模的结构尺寸、精度、表面性能等方面的设计，并选择模具的材料等。计算机在注射模设计方面的工作有：注
9、射划 CAD：注射模材料、辅料、辅件选择专家系统；工装选择专家系统；注射模 CAPP；1.31.3 软件简介软件简介本设计中主要为模具的设计与计算，为后面完成装配图作好资料准备。装配图用 AutoCAD 来完成其三个视图的显示。零件为手机可换机壳的下盖，整体由不规则曲面构成，壳内有多处定位和固定结构，发球小型复杂零件，不能用一般的拉伸剪切就能达到要求。1.31.31 1 总装配图的建立总装配图的建立计算机辅助设计（Computer Aided Design，简写为 CAD） ，是指利用计算机的计算功能和高效的图形处理能力，对产品进行辅助设计分析、修改和优化。它终合计算机知识和工程设计知识的成果
10、，并随计算机软硬件的不断提高而逐渐完善。AutoCAD 的最大特点是让设计者更为轻松，设计者或绘图者几乎可不必离开屏幕就能连续地完成工作。AutoCAD 适合于工程制造、建筑设计、装潢设计等各行业技术人员作为设计依据，完成图纸上的工作。AutoCAD 是美国 Autodesk 公司开发的一种通用 CAD 软件。1982 年首次推出了 AutoCAD R1.0 版本，经过十余次的版本更新，AutoCAD 已从一个简单的绘图软件发展成为包括三维建模在内的功能十分强大的 CAD 系统，是世界上最流行的 CAD 软件，现已广泛应用于机械、电子、建筑、化工、汽车、造船、轻工及航空航天等领域。1.3.21
11、.3.2 零件模型设计与加工零件模型设计与加工Pre/Engineer 是美国 PTC 参数技术公司推出，是国际上最先进也是最成熟使用参数化特征造型技术的大型 CAD/CAM/CAEA 集成软件。这是我们零件模型设计与加工过程中的主要工具。下面是一些简单的介绍：Pre/Engineer 包括三维实体造型，装配模拟，加工仿真 NC 自动编程，板金设计，电路布线，装配管路设计等专有模块，ID 反求工程，CE 并行工程等先进的设计方法和模式。其主要特点是参数化的牲造型；统一的能使各模块集成起来的数据库；设计修改的关联性，即一处修改，别的模块中的相应图形和数据也会自动更新。它的性能优良，功能强大，是一
12、套可以应用于工业设计，机械设计，功能仿真，制造和管理等众多领域的工程自动化软件包。Pre/Engineer 自动化自 1988 年问世以来，10 多年来已成为全世界最普及的 3DCAD/CAM 系统的标准软件，Pre/Engineer 在今日俨然已成为3DCAD/CAM 系统的标准软件，广泛应用于电子，机械，模具，工业设计，汽车，自行车，航天，家电，玩具等各行各业。Pre/Engineer 是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代产品造型系统，是一个参数化，基于特征的实体造型系统，并且具有单一的数据库功能。第二章第二章 零件的设计零件的设计2.12.1 零件材料选择及性能零件材料选择及性能
13、如立体图所示，该塑料制品是一个手机壳的下盖。该塑料制品选用的是ABS 塑料，ABS 是丙烯晴、丁二烯和苯乙烯三种单体的三元共聚物，ABS 具有较高的强度、硬度、耐热性及耐化学腐蚀性；具有弹性和较高的冲击强度；它具有优良的介电性能及成型加工性能等综合的优良性能，且价格便宜，原料易得。ABS 的主要技术指针如下表所示：密度（g/）3cm105抗拉屈服强度（mpa）50比容（/g）3cm092拉伸弹性模量（mpa）3101.8吸水率 24h（%）03无缺口261收缩率（%）130-160冲击强度kj/2m缺口11熔点（）C130160弯曲强度（mpa）800.45mpa90108强度（hb）9.7热
14、变形温度（）C1.80mpa83103体积电阻率（）2m3109 . 62.22.2 注射机的选择注射机的选择2.2.12.2.1 注射量确定注射量确定该塑件的形状不很规则，很难直接计算出来，现在可先在 pro/e 制造工程师中画出其三维零件图，再查询其体积大小。具体步骤如：analysismold analysismold mass properties） ，得到其体积大小为=3.53。件V3cm塑件的注射容积较小，在此采用一模两腔，即80%件VmaxV2.2.22.2.2 锁模力确定锁模力确定塑件的投影面积 A45002mm由1式(8-5)1000AcnkpF式中 F-注射机的额定锁模力n
15、-型腔数，n=1；k-安全系数，取 k=1.2；-融料在型腔中平均压力，ABS 为 30mpa；cpA-塑件投影面积；F=162kN10004.5301.212.2.32.2.3 成型压力成型压力ABS 的成型压力为=30mpa，取 70-150，cpmaxpmaxpcp根据节 1.1-1.3 选择卧式注射机，其型号为 XS-Z-60（参考2表 6-93） ，主要参数如下： 额定注射量203cm最大成型面积902mm柱塞直径20mm最大开模开程160mm注射压力75mpa动定模板尺寸250 280mm注射行程160mm拉杆空间235mm注射方式柱塞式合模方式液压-机械锁模力250kN定位圈63
16、.5mm模具最大厚度180mm喷嘴球半径12mm模具最小厚度60mm喷嘴孔直径4mm2.32.3 标准模架的选择标准模架的选择2.3.12.3.1 模架尺寸选择模架尺寸选择根据塑件的注射量、动定模固定板的尺寸等，由5表 6-100 选得模架A2-200250-01-F1 GB/T12556.1-90，组合尺寸如下表单位: mm模板宽度100模板长度160动模板厚度20座板宽度160座板厚度16定模板厚度25垫块宽度20垫块厚度40推板厚度12.5推板宽度58推杆固定板厚度10导柱直径12导套直径18复位杆直径8沉头螺钉8-M8沉头螺钉4-M62.3.22.3.2 模具闭合高度校核模具闭合高度校核根据注射机的参数， 180mmmaxH60mmHmin而根据所选标准模
