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1、JIUJIANGUNIVERSITY毕 业 设 计题 目 塑料罩注塑模具设计 英文题目Injection Mold Design of the Plastic Cover院 系 机械与材料工程学院 专 业 金属材料工程 姓 名 年 级 指导教师 二 零 零 九 年 六 月 / 摘 要论文对塑件的成型工艺进行了可行性分析，介绍了该罩类零件的模具设计流程，给出了模具结构与设计要点，并对模具相关结构的重要参数以与注塑机的各项参数进行严格校核。因塑件含有侧孔，需增设侧向抽芯机构，综合多方面因素进行分析、比较，在多种可行性设计方案中选择最优设计方案，以实现产品的顺利顶出，保证产品的自动化生产。Pro/E
2、软件贯穿了此次注塑模具的整个三维设计过程，文中也阐明了基于Pro/E软件构建分型面的基本原理。关键词注塑模具；抽芯机构；分型面AbstractThe thesis mainly introduced the mold design process of the caver-parts, given the mold structure of the injection mold and the key points in the mold design process, as well as checked all of the important parameters of the inje
3、ction machine and mold related structures strictly. Due to the side-hole of the part, core-pulling mechanism agencies had to be added. Taking all kinds of factors into consideration, then selected the most reasonable program among all the available programs at last, ensured that the plastic was ejec
4、ted and was manufactured automatic.Pro/E was wildly used throughout the process of 3D injection mould design, the basic principle of parting surface design based on Pro/E was also stated in the paper.Key wordsInjectionmold;core-pulling mechanism;parting surface目 录前言1第一章概论21.1模具在工业生产中的地位21.2代模具制造中的新技
5、术21.3我国的模具工业的现状41.4我国的模具行业的发展趋势5第二章塑料罩的结构设计62.1设计要求62.2塑件成型工艺的可行性分析与修改说明62.2.1 产品精度分析62.2.2 脱模斜度设计72.2.3 塑件壁厚分析72.2.4 圆角设计102.3修正后的产品图10第三章模具结构设计113.1分型面位置的确定113.2型腔数量和排列方式的确定113.2.1 型腔数量的确定113.2.2 产品布局113.3脱模机构方案的确定123.3.1 脱模机构的设计原则123.3.2 脱模机构的可行方案设计123.4 侧型芯与滑块的设计153.4.1 侧型芯设计153.4.2 滑块设计15第四章注塑机
6、型号的选择164.1 注塑成型工艺简介164.2 注塑成型工艺条件174.3 按预选型腔数选择注塑机184.3.1 注塑机的初步选择原则184.3.2 注塑机型号的选择204.3.3注塑机参数校核21第五章模具设计235.1模架的选择235.1.2 模架尺寸的确定245.1.3 注塑机的再次校核与确定245.2 浇系统的设计245.2.1 主流道设计255.2.2 分流道设计265.2.3 浇口设计285.2.4 冷料井设计295.3 脱模力计算305.3.1 正压力计算305.3.2 包紧力计算305.3.3 脱模力计算315.4推杆设计325.4.1 推杆尺寸计算325.4.2 推杆的固定
7、形式325.5 支承板板厚设计335.6 排气系统设计335.7冷却系统设计345.7.1 温度调节对塑件质量的影响345.7.2 温度调节系统的要求345.7.3 冷却系统设计345.8 合模导向与定位机构的设计385.8.1 导向机构的整体设计385.8.2 导柱、导套设计385.8.3 锥面定位机构的设计385.8.4弹簧滑块复位时弹簧的设计385.9 成型零件尺寸计算385.9.1 成型零件尺寸计算395.9.2 成型零件尺寸校核41第六章典型零件的制造工艺436.1凸模制造工艺流程436.2 凹模制造工艺流程446.3 型腔的数控加工程序代码45结论47参考文献48辞49前 言塑料作
8、为现代社会经济发展的基础材料之一，已广泛应用于国民经济的各个领域，与钢铁、木材、水泥成为材料领域的四大支柱，有着以塑代钢、以塑代木的发展趋势。塑料模具是塑料成型加工中重要的装备之一，在塑料制品制造过程中起着重要的作用，直接影响着塑料制品的质量、性能与生产周期。先进的制造技术对注塑模具制造产生了重大的影响，利用先进的CAD/CAM/CAE技术进行模具的设计与制造，不仅省时省力，实现了无图纸化加工，而且制品的准确性，减少了试模的次数，缩短模具的设计与生产周期，反过来，注塑成型技术的产生与发展也对制造技术不断提高提出了新的要求。将信息技术与现代管理技术应用于制造全过程，为了注塑模具制造将是以计算机辅
9、助技术为主导技术，以信息流畅作为所要备件的有极强应变能力于竞争力的技术1。第一章 概论1.1模具在工业生产中的地位模具工业是国民经济的基础工业，是产业化经济不可或缺的战略性基础产业，是整个工业链条中最基础的重要因素之一。模具生产技术水平的高低不仅是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，而且在很大程度上决定着这个国家的产品质量、效益与新产品开发能力。“模具是工业之母”也已经取得了共识。工业强国一定是模具强国1。自改革开放以来，到目前为此制造业在中国国民经济中占的比重已占到45%，制造业部门成为GDP增长的主要支撑力量。无论从制造业占国民生产总值和财政收入的比重来讲，还是从扩大就业，保持社会稳定
10、性来讲，可以说，至少在21世纪前50年制造业仍然是我国国民经济增长的主要源泉。“十五”期间，我国模具工业以年均20%的速度持续快速增长。2001年全国模具工业总产值达300亿元人民币，我国模具年产值位居世界第四。至2005年，我国模具销售额达610亿元，同比增长25%，已跃居世界第三，仅次于日本和美国。2007年，我国模具销售额达800多亿元，直接带动实现工业产值2.4万亿元1。模具主要类型有：冲模、锻摸、塑料模、压铸模、粉末冶金模、玻璃模、橡胶模、瓷模等。在电子电器、五金工具、冶金加工等产品中， 80以上的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制造所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和
11、低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。现代模具行业是技术，资金密集性的行业，模具行业的发展，可以带动制造业的蓬勃发展。对国民经济的发展有着辐射性的影响。1.2 代模具制造中的新技术随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。利用先进的CAD/CAM/CAE技术进行模具的设计与制造，不仅省时省力，实现了无图纸化加工，而且制品的准确性，减少了试模的次数，缩短模具的设计与生产周期。模具制造技术将向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。最为重要的是保证了模具
12、使用寿命。（1）CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟、制造一体化：CAD/CAE/CAM一体化集成技术是现代模具制造中最先进最合理的生产方式2。使用计算机辅助设计、辅助工程与制造系统，按设计好的模具零件分别编制该零件的数控加工程序是从设计到制造的一个必然过程，该过程都是从CAD/CAE/CAM系统进行的，其加工程序直接由联机电缆输入加工机台，在编制程序时可利用系统中的加工模拟功能，将零件刀具、刀柄、夹具，平台与刀具移动速度、路径等显示出来，以检查程序编制的正确性。总之在CAD/CAE/CAM系统编制和模拟加工程序可以充分了解发现的问题，从而在加工之前，将整套加工程序作好完善修改工作，这对
13、于高效、准确的加工模具零件有着相当重要的意义。 （2）先进设备在现代模具制造中的作用：现代模具制造的必然趋势,就是机械加工尽可能地取代人工加工，尤其现在数控车床、多轴联动机床、数控模具雕刻机、电火花加工机床、数控精密磨床、三坐标测量机、扫描仪等现代设备在工厂中的广泛使用，而且这些设备大部分所用的程序基本上都是应用CAD/CAE/CAM系统产生的，操作人员工作按照规定的程序装夹工件,配备刀具和操作，机台就能自动地完成加工任务,并将理想的模具零件制造出来或为下一加工工序完成规定的部分。 （3）模具材料与表面处理技术：因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。在整个模具价格构成
14、中，材料所占比重不大,一般在20%30%,因此，选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说,要采用电渣重熔工艺，如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要发展趋势。 模具热处理的主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗（如TD法）发展；由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术与电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益受到重视。 目前，世界上大型的CAD/CAE/CAM软件系统有英国Delcam公司的系列化软件；以色列Cimatron公司
15、的Cimatron系统；澳大利亚Modflow公司的软件MPA、MPX、MPI；美国PTC公司CAD/CAE/CAM集成软件系统Pro/E；美国EDS公司的UG；美国Solidworks公司的Solidworks软件；C-mold公司的注塑模CAE软件C-mold；近年来，我国自主开发的有交大的冲裁模CAD/CAM系统；北航海尔软件的CAXA系列软件；金网格模具工程研究中心的冲压CAD/CAE/CAM系统；华中科技大学研制的软件HSC3D4.5F；工业大学Z-mold软件等2。1.3 我国的模具工业的现状我国的模具工业在改革开放以来获得了飞速的发展，设计制造加工能力和水平都有了很大的提高。改革开放使中国成了世界加工厂，中国的制造业也突飞猛进，尤其是珠三角和长三角地区，模具行业已经驶入发展快车道，、形成了国模具行业的“三足鼎立”，是模具工业最为发达、科技含量最高的区域。 截至2007年底已拥有3万多家模具生产企业2。目前，中国制造
