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1、 毕业设计用纸摘 要本文具体介绍了一例金属镶件注塑模的从设计到制造的全过程。通过对金属镶件工艺的正确分析，设计了一副一模两腔塑料模具。在塑料模工业发展上，我国今后的发展方向：1、提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。2、在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE一体化系统结构初
2、见端倪，其将解决传统混合型CAD/CAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。3、推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。4、开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5、提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模
3、具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种。 6、应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7、研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD/CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。论文详细地叙述了模具成型零件包括前模板、前模仁、后模板、后模仁、后模镶件、斜导柱、滑块等的设计与加工工艺过程，
4、重要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与浇注系统以及其它结构的设计过程，并对试模与产品缺陷作了介绍。关键词：UG 注塑模 参数化设计与加工目 录摘要3目 录3第一章 设计模具的结构形式及造型21.1镶件注塑模的结构简介及设计方法21.2模具的设计过程31.3对CAD图纸的分析41.4确定型腔数目及排位方式51.5确定模具的结构形式51.6应用UG对产品的造型6第二章 注射机选择与校核72. 1 注射机规格选择72.2 注射机注射容量校核72.3 注射机锁模力校核72.4 注射机注射压力校核82.5 注射机模具厚度校核82.6 注射机最大开模行程校核8第三章 分型面位置的确定10第四章 浇注系
5、统形式和浇口的设计114.1主流道的设计114.1.1 主流道设计114.2 主流道衬套的固定114.3分流道的设计114.3.1分流道的定义114.3.2分流道的形状124.3.3分流道的长度124.3.4分流道的表面粗糙度124.3.5分流道在分型面上的布置形式124.4制作浇注系统134.4.1浇注系统的组成134.5浇口的设计144.5.1浇口的定义及分类144.5.2浇口的形式和特点144.5.3浇口位置的选择164.6冷料穴和拉料杆的设计16第五章 排气系统的设计18第六章 成型零件的设计196.1型腔的设计196.2型芯的设计206.3镶件的设计226.4冷却系统设计236.5推
6、出系统设计23第七章 模架的选用25第八章 模具的装配与调试268.1 模具的装配268.2 模具的调试26第九章 成型零件的加工工艺319.1订材料、开料319.2热处理前的加工319.3热处理后的加工32参考文献33结束语34-第1页 共 18 页 毕业设计用纸第一章 设计模具的结构形式及造型1.1镶件注塑模的结构简介及设计方法1.1.1 镶件注塑模的结构简介本次毕业设计课题镶件注塑模的设计与制造。课题主要来自生产实际中.图1（a、b）为其产品图。本文说明其模具的设计全过程。 装 订 线图11产品图 图12产品图1.1.2 UG 简介UG 自1988年问世以来，日趋盛行，已成为当今最为普及
7、的 3D CAD/CAM 设计系统。它集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、铸造件设计、造型设计、反求工程、自动测量、机构设计、仿真、应力分析、产品数据库管理、协同设计开发等功能于一体。UG 在企业制造三维设计中占有极其重要的地位，世界主要大型汽车制造厂以及空中客车、波音公司等飞机制造公司都有它的用户，UG对世界制造业的贡献是不可磨灭的。你能想一个手机模具需要多长时间就可以制作出来吗？只需要48小时！摩托罗拉使用的就是UG的解决方案。现在，UG已经更进一步地发展到了汽车、航空、造船等重要企业，比如国内汽车行业的一汽、二汽，都分别使用它进行整车设计，而且是全三维的应用。在航天领域负责研发运载
8、火箭和卫星的航天部一院、二院、三院、五院，以及国内船舶行业中的军舰设计企业均采用UG 进行研发与设计。除此之外，在加点、高科技领域，如华为、海尔、联想等国内知名企业，同样也都在使用Pro/ENGINEER 进行模具设计。大到发动机引擎，小到高尔夫球头，现在UG在中国拥有急速增长的用户群体。因为UG包含的模块众多，应用面相当广泛，所以要求工程师全面精通实属不易，最佳方式是按照产业形态，系统习实际使用的模块。1.2模具的设计过程本模具的设计过程为传统模具设计流程图，如下图所示：图1-1 设计流程图 1.3对CAD图纸的分析计算机辅助设计简称（CAD）。AutoCAD是由美国Autodesk公司于1
9、982年12月推出的，十几年来已被广泛应用在航天航空、机械、土木建筑、电子、汽车、造船、冶金、地质、轻工等领域，在同类软件中使用范围最广。AutoCAD的功能包括：绘制及修改二维和三维图形、标注尺寸；用绘图机和打印机输出图形；嵌有AutoLISP语言和ObjectARX环境，可编程实现分析计算和参数化绘图；它还提供了多种定制工具，方便用户按自己的需要开发新的菜单、工具条、应用程序和文件，使软件用户化；它也还可以通过各种标准的图形和图像格式文件，与其它软件交换图形数据信息；此外还可以与外部数据库连接，实现对外部数据库的操作。例如，从数据库中取得有关图形信息，或者进行报表统计、成本预算和方案评估等
10、工程管理；或者输出数据给数控加工设备，以实现计算机辅助制造（CAM）。因此AutoCAD是属于CAD功能范畴的软件。 在这次的设计，我们从的3D档如上图所示：技术要求：材料为ABS未注圆角：R=0.2；表面光洁，无飞边，塌陷，熔结痕；模具为一模两穴左右件未注尺寸公差按GB/T14486-93中MT6级规定；未注尺寸参照三维数据；镶件为不锈铁。1.4确定型腔数目及排位方式在多型腔模具的实际设计中，一种方法是首先确定注射机的型号，再根据注射机的技术参数和塑件的技术经济要求，计算出要求选取型腔的数目；另一种方法是先根据生产效率的要求和制作的精度要求确定型腔的数目，然后再选择注射机或现有的注射机进行校
11、核。就这套模具而言，主要是根据其生产效率的要求以及客户的实际要求（已考虑了本产品的生产批量和现有的注射机型号），确定其模具为“一出二”即一模二腔。考虑到模具成型零件以及出模方式的设计，模具的型腔排列方式如图1-2所示：图1-2 模具型腔图1.5确定模具的结构形式由于塑件外观质量要求高，尺寸精度要求一般，且装配精度要求高，因此设计的模具采用多型腔多分型面。但由于考虑到成本以及其他因素，最终确定了方案为：一模两腔，滑块抽出。1.6应用UG对产品的造型首先打开UG，设置工作目录，设置在文件名镶件文件夹下： 然后打开3D档现在要做的是按照技术要求，对每个角度进行倒角，未注圆角R=0.2。由于对以下的开
12、模要求，对造型进行设置拔模角，得到所要求图形。第二章 注射机选择与校核2. 1 注射机规格选择注射机是热塑性塑料和部分热固性塑料注射成形的主要设备，参照模具设计与制造简明手册，根据客户要求我们选择注射机型号为XS-ZY-250,它的技术规格如表2-1所示。表2-1 注射机型号表型号螺杆直径（mm）注射容量（cm3）注射压力（MPa）锁模力(kN)SZ-100/8035100170800最大注射面积（cm3）模板行程（mm）定位孔直径（mm）500305100模具厚度（mm）喷嘴顶出两侧中心孔径（mm）最大最小球半径（mm）孔半径（mm）孔径（mm）孔距（mm）350250103402802.2
13、 注射机注射容量校核塑件成形所需的注射总量应小于所选注射机的注射容量。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件体积（包括浇注系统）应小于注射机的注射容量，其关系按3-1式校核V件0.8V注 （3-1）式中 V件塑件与浇注系统的体积（cm3）;V注 注射机注射容量（cm3）;0.8 最大注射容量利用系数。在这个设计中，V件= 55cm3V注=250cm3550.8*250=200所以注射机注射容量完全满足要求。2.3 注射机锁模力校核模具所需的最大锁模力应小于或等于注射机的额定锁模力， p腔FP锁 （3-2）式中 p腔 模具型腔压力，一般取4050Mpa；F 塑件与浇注系统分型面上的投影面积（mm2
14、）;P锁 注射机额定锁模力（N）。在这个设计中p腔 = 40 MpaF = 30000mm2P锁 = 1800 kNp腔F = 40 106 30000 10-6 = 1200 (kN)1800(kN)所以注射机的锁模力也满足要求。2.4 注射机注射压力校核塑件所需的注射压力应小于或等于注射机的额定注射压力， p成 P注 （3-3）式中 p成 塑件成形所需的注射压力（Mpa）， P注 所选注射机的额定注射压力(Mpa)。在这个设计中p成 = 80 MpaP注 = 130 Mpa显然，80 130，因此注射压力也满要求。2.5 注射机模具厚度校核模具闭合时的厚度应在注射机动、定模板的最大闭合高度和最小闭合高度之间，其关系按3-4式校核H最小 H模 H最大 （3-4）式中 H最小 注射机所允许的最小模具厚度（mm）；H模 模具闭合厚度（mm）；H最大 注射机所允许的
