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1、毕 业 论 文（设 计）题目：一模多腔的注塑模具结构设计及仿真分析（英文）： The Design of Multi-cavity Injection Mould For Multi-way Buttons and Simulation Analysis 院 别： 机电学院 专 业：机械设计制造与其自动化(CAD/CAM) 姓 名： 学 号： 指导教师： 日 期： 2011年5月 一模多腔的注塑模具结构设计及仿真分析摘要本次设计主要特点是根据MOLDFLOW软件仿真模流分析来指导模具结构的设计。MOLDFLOW软件模拟塑料熔体在整个注射过程中的充填、冷却及流动情况，确保获得高质量制件。打破传统
2、模具结构设计的试模、修模等过程，达到降低成本，提高生产率的目的。在得到仿真分析最佳质量效果的数据、参数之后用来作为模具结构设计的依据。本次设计主要包括：（1）模流仿真分析 注射成型时熔体在型腔中的流动过程非常复杂，与许多因素如聚合物性能、制件结构、温度、压力、时间、模具结构及注射设备等有关。仿真定量地给出成型过程的成型窗口状态参数(如压力、温度、速度等)。（2）依据仿真的成型窗口状态参数进行整个注塑模具的结构设计。如注射机的选择、浇注系统、成型零件、合模机构、脱模机构和冷却系统的设计，绘制模具零件图和装配图等。关键词：仿真分析；模具设计；一模六腔；PROE建模The Design of Mul
3、ti-cavity Injection Mould For Multi-way Buttons and Simulation AnalysisABSTRACTThe main features of the design is based on software simulation flow analysis MOLDFLOW to guide the design of die structure. MOLDFLOW software to simulate the injection of plastic melt in the process of filling, cooling a
4、nd flow, ensuring access to high-quality parts. Breaking traditional mold structure design test mode, the process of repair molds, to reduce costs, improve productivity purposes. Obtained the best quality in the simulation results of the data, parameters after the design used as the basis for the mo
5、ld. The design includes: （1）Moldflow injection molding simulation of melt flow in the cavity is very complex process with many factors. Such as polymer properties, parts structure, temperature, pressure, time, and injection mold structure and other related equipment. Quantitative simulation of the m
6、olding window molding process given the state parameters (such as pressure, temperature, speed, etc.). (2) Simulation based on the parameters of the molding window state the structural design of the injection mold. Such as the choice of injection machine, injection system, molded parts, mold bodies,
7、 stripping institutions and cooling system design, drawing die part and assembly drawings, etc. Keywords: Simulation Analysis；Mold Design ；Six-cavity Mold；Proe Modeling目录1绪论11.1 模具工业在国民经济中的地位11.2我国模具工业的现状11.3未来模具发展方向11.4论文的提出及研究意义22多向按键工艺分析及模具方案的初步确定32.1塑件的结构和尺寸精度及表面质量分析42.2塑件的原材料分析42.3模具方案的初步确定62.3
8、1 模具结构各个部件的分析确定62.32 总体结构方案的论证和初步确定63运用MOLDFLOW进行模具结构有限元仿真分析73.1介绍其功能73.2 MOLDFLOW分析的流程73.3应用MOLDFLOW进行分析83.31 划分产品网格83.32 选择成型材料93.33 确定最佳浇口位置103.34 创建浇注系统及优化113.35 创建冷却系统及优化133.36 成型窗口分析163.37 选择分析类型173.38 注射工艺参数的优化204多向按键的注塑模具结构的最终确定244.1型腔数目及布局的确定244.2注塑机的选择254.3分型面的设计274.4浇注系统的设计294.41主流道的设计及计算
9、294.42定位圈304.43分流道的设计304.5浇口的设计324.51浇口形状的分析与确定324.52浇口位置的确定334.6排气系统的设计344.7模架的确定344.8推出机构的设计344.81顶杆的设计及计算354.82复位杆的设计364.83推板和推杆固定板的设计374.9合模导向机构的设计374.10成型零件的设计394.101计算成型零件的工作尺寸404.11冷却系统424.12模具工作原理445设计总结46参考文献47致谢49附录50一模多腔的注塑模具结构设计及仿真分析1绪论1.1 模具工业在国民经济中的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）
10、的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。1.2我国模具工业的现状20世纪80年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模
11、具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其他各类模具约占11%。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生
12、产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。1.3未来模具发展方向与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1） 注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2） 加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3） 推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证
13、明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4） 重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。1.4论文的提出及研究意义(1)提出：在传统的模具结构设计中，塑料制件和模具都是依经验设计和试模修正进行，结果导致开发周期长、成本高。并且制件与模具质量难以得到保证。注射成型CAE技术根据塑料加工流变学和传热学的基本理论。建立塑料熔体在模具型腔中的充填、流动、冷却的数学模型，利用数值计算理论构造其求解方
14、法，利用计算机图形学技术在计算机屏幕上形象、直观地模拟出实际成型中熔体的动态充填、冷却过程。定量地给出成型过程的状态参数 (如压力、温度、速度等)。这就是我们进行模具、塑料仿真分析的原因所在。同时塑料产品在我们日常生活中十分常见及必不可少，通过对多向按键的现状分析，了解到多向按键的用处很广泛，不管是机械，家用，还是娱乐、工作用的都特别的多。它的用途既可以控制电流的接通或断开也可以是各种功能的实现如手机的方向键、游戏机的方向键等。它的用途很简单但它的作用却很大，它直接关系着工作能否顺利进行。目前市场上的塑料模具也非常多,设计的很有创意也非常实用.此套模具设计的着重点主要是简单实用,满足市场需求的
15、经济型模具。(2)设计的目的与意义：在于掌握注塑模模具设计的大体思路，懂得如何着手分析和考虑问题，掌握零件的造型和加工方法，能独立的设计出一套完整的模具，且能将它应用于实际生产。通过Moldflow软件的仿真分析，不断改变注射工艺的参数，优化塑件的壁厚、浇口数量、位置及流道系统设计等。可以快速地设计出最优的塑料制品。(3)设计思路与创新思路：根据多向按键的工件特点进行分析设计，在设计中结合MOLDFLOW软件进行仿真分析及优化，得出各个最优参数。最终实现产品最佳效果。达到以模拟分析减少工作量，提高效率。2多向按键工艺分析及模具方案的初步确定多向按键的造型：图2.01 多向按键主视图 图2.02 多向按键俯视图
