毕业设计论文应用PROE设计遥控器外壳注射模具

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1、毕业设计(论文)正文题 目应用PRO/E设计遥控器外壳注射模具专 业班 级姓 名学 号指导教师职 称2010 年5 月 20日应用PRO/E设计遥控器外壳注射模具摘要：通过某生产企业的实际塑胶产品，利用实体模型测量产品的尺寸，对实体进行建模，并对塑件的模具进行设计，包括塑件成品的设计、工艺参数的分析与计算、工作部分的设计、模具结构的设计和加工方案的制定，其中重点介绍了分型面的设计与计算，本文主要运用Pro/ENGINEER4.0及其EMX5.0模块来完成整个设计工作，此外还利用了Moldflow Adviser 7.1软件对塑件进行模流分析。从中学习到了许多的模具设计的知识和对在校所学知识的深

2、化，设计的整个过程实现了无纸化，有利于提高模具的生产效率和节约了生产成本，并大大缩短了生产的周期。关键词:模具的设计；遥控器外壳； EMX5.0；Moldflow Adviser 7.1；塑件； Application of Plastic Molding Design for Remote Shells on PRO/EAbstract: The actual production of a plastic products, the use of solid model measuring the size of products for physical modeling, mold a

3、nd plastic parts design, plastic parts, including product design, process analysis and calculation of parameters, the working part of design, mold design and processing of the structure of program development, which focuses on the design of surface and the design and calculation, this paper, the use

4、 of Pro / ENGINEER 4.0 and EMX5.0module to complete the design work In addition, use of Moldflow Adviser 7.1 software to mold plastic parts on the flow analysis. To learn a lot of knowledge of mold design and learning in school the deepening of the whole process designed to achieve a paperless and w

5、ill be beneficial to the production of mold production efficiency and to reduce costs and greatly shorten the production cycle.Key words: Mold design; Remote shell; EMX5.0; Moldflow Adviser 7.1; Plastic parts;目 录第一章 前言11.1国内模具相关技术发展和现状11.1.1国内模具市场现状11.1.2国内模具的发展前景21.3本课题选题的意义31.4设计任务41.5遥控器外壳模具的设计流程

6、5第二章 塑件成品、注塑模具设计与构型62.1概述62.2模具设计环境和应用软件62.2.1 Pro/ENGINEER62.2.2 Moldflow Adviser 7.162.2.3 其它软件AutoCAD2004和EMX5.072.3零件的三维图和二维工程图建模72.3.1零件的立体图建模72.3.2零件的二维工程图绘制72.4零件的基本数据72.4.1零件工艺性分析72.4.2零件材质82.4.3 ABS的特性82.4.4 ABS的注塑工艺条件92.5 零件结构分析92.6零件体积与质量102.7零件图及其尺寸公差11第三章 工艺参数分析与计算133.1模流分析133.1.1浇口类型的选

7、择133.1.2一模两腔模流分析143.2成型方案153.3模架型式及规格153.3.1模架概述153.3.2模架的分类153.3.3模架的选择163.4注塑机183.4.1注塑机的选择183.4.2最大注塑量校核193.4.3合模力及注塑面积和型腔数的校核193.4.4模具与注塑机安装部分相关尺寸校核20第四章 工作部分的设计214.1分型面的设计214.1.1分型面的设计原则214.1.2分型面的设计214.2模芯尺寸选定224.3分模22第五章 模具结构设计245.1浇注系统245.1.1主流道和分流道的设计245.1.2冷料穴设计245.1.3浇口尺寸设计255.2顶出系统255.3.

8、1排气系统的设计255.3.2冷却装置设计265.4复位机构设置275.5模芯与模架之间的安装275.6模具立体图与爆炸图28第六章 加工工艺方案制订306.1凹模工艺方案306.2凸模工艺方案316.3模具安装和试模31第七章 总结337.1模具设计难点与特色总结337.2存在问题与解决设想33参考文献34致谢35襄樊学院 毕业设计（论文）报告纸第一章 前言1.1国内模具相关技术发展和现状1.1.1国内模具市场现状当今世界正进行着新一轮的产业调整一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。日本

9、的模具产能约占全球的40%，居世界第一位，每年向国外出口大量模具。现在模具市场竞争日趋激烈，因此日本模具业也在努力降低生产成本。模具行业是人力成本较高的行业，日本的人力成本是中国及东南亚地区的十几倍，而人力成本中有70%以上是非核心技术人员。因此，现在日本模具业正逐渐将技术含量不高的模具转向人力成本低的地区生产，只在本国生产技术含量较高的产品。其次是日本使用模具的主要企业有加快向国外转移的趋势，这使日本本国模具使用量减少。随着模具工业全球化布局的发展，模具行业在美国工业总产值中所占的比重呈现出不断下降的态势，但是美国模具在全球模具的高端产品仍然占据着重要地位。 德国主要世界上主要的制造大国之一

10、，在模具制造方面具有领先的技术。德国拥有世界领先的汽车、船舶等制造技术，受上游行业需求影响，德国模具在世界上具有较为重要的地位。由于德国将将技术含量较高的制造业作为其立国之本，预计未来德国不会放弃模具制造领域，相反会加强技术含量较高的模具的研究和开发。国内模具工业的落后，也与政府相关部门对模具在现代制造业中的重要性认识不够有关。国家自1997年起，对达到一定规模的专业模具生产企业给予了一定的扶持政策，但能够享受的企业毕竟有限，而且今年是政策执行的最后一年，模具行业目前迫切需要一个长久的扶持政策。国家对工业产品实行的是增值税制，模具的原材料价格低，而成品模具的售价却很高，增值率惊人，因而缴纳的增

11、值税也高得很。据国家税务局的统计，模具行业的实际税负比其他行业要高出5.07个百分点。但模具在人力、技术、设备等方面却需要高投入，加上是单件生产，形不成批量，因此，模具的净值虽高，所获的真正利润却不高。因此，政府对模具行业的扶持十分重要。政府部门可通过协调划出部分土地，由行业内部自筹资金，在各地建立一些模具加工区。这种加工区可引入三类企业。一是潜力大、发展速度快的企业；二是基础差、在加大投入中促变化、求发展的企业；三是具有专业设备加工能力的原材料设备供应商。通过提供相关服务达到整合资源，互相配套的目的。这样才有可能使模具业走出目前的不利境地。1.1.2国内模具的发展前景1.汽车覆盖件模具 中国

12、汽车市场的巨大潜力，为汽车模具的发展带来了更加广阔的发展空间。近几年，随着中国模具工业的迅猛发展，汽车模具也获得了空前的发展。 冲压模具占模具重量的40%以上。汽车覆盖件模具主要为汽车配套，也包括为农用车、工程机械和农机配套的覆盖件模具。今后，中高档轿车所需覆盖件模具是重中之重。争取到2010年时中高档轿车及以下水平的汽车覆盖件模具做到可以完全自配。2020年时除个别特别高档的轿车外，所有汽车覆盖件模具应基本立足国内配套。2.精密冲压模具 多工位级进模和精冲模代表了冲压模具的发展方向，精度要求和寿命要求极高，主要为电子信息产业、汽车、仪器仪表、电机电器等配套。这两种模具，国内已有相当基础，并已

13、引进了国外技术设备，个别企业生产的产品已达到了世界水平，但大部分企业仍有较大差距，总量也供不应求，进口较多，对于为超大规模集成电路配套、为引线脚100以上及间隙0.2mm以下的引线框架配套、为精度5m以上的精密微型连接件配套、为1.6mm以下的微型马达铁芯配套及为显像管和电子枪等配套的精密模具是发展的重中之重。 为汽车覆盖件及其他大中型冲压件配套的大型多工位级进模也应重点发展。 3.大型及精密塑料模具 塑料模具占模具总量近40%，而且这个比例还在不断上升。塑料模具中为汽车和家电配套的大型注塑模具，为集成电路配套的精密塑封模具，也电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模，

14、为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等。目前虽然已有相当技术基础并在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量也供不应求，每年进口几亿美元，“十一五”期间应重点发展。 4.其他高技术含量的模具 其他高技术含量的模具占模具总量近8%的压铸模具中，大型薄壁精密压铸模技术含量高，难度大。镁合金压铸模和真空压铸成形模目前虽然刚起步，但发展前景好，有代表性。子午线塑胶轮胎模具也是发展方向，其中活络模技术难度最大。与快速成型技术相结合的一些快速制模技术及相应的快速经济模具具有很好的发展前景。这些高技术含量的模具在“十一五”期间也应重点发展。1.2家电产品模具在本地区的现状 广东模具

15、制造业的优势主要在塑胶、五金模具方面，在模具总产量中，塑胶、五金模具占70%以上，远远高于全国的平均数。广东模具、机械制造业以中小型企业为主，分布范围广，模具制造业比较集中的区域，广州：番禺区、花都区；深圳：龙岗区、宝安区；东莞、中山、顺德、汕头、惠州等。近年来，整体工业水平快速提高，模具、机械制造业的数控设备大量增加，对高档刀具的需求量也逐年加大。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入，例如科龙、美的、康佳和威力等集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。目前，国内已能生产

16、精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命12亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。而近年来家电在国内发展以及家电进入人们生活的巨大转变，也是人们有目共睹的，而随着人们生活水平的不断提高，对家电产品的要求也在不断上升，家电产品的更新换代在不断加快，特别在广东地区，有不少的家电生产企业，家电的模具也要随这家电产品的发展而不断更新。1.3本课题选题的意义随着科技的不断发展，人们对塑料件的要求也越来越高，如何缩短

17、成型周期、降低生产成本、提高制件精度，也直接关系到科学技术的发展，近20年来注射成型工艺及模具新技术发展很快，新的工艺和结构也层出不穷，同时也因为计算机技术的发展，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程（CAE）也促进模具行业的发展。目前深圳周边及珠江三角洲地区已经成为我国模具工业最为发达、科技含量最高的区域。据业内人士估计，今后几年，随着全球制造业重心加快向我国转移，这一地区可能在10年内发展成为世界模具生产中心。就以上的分析而言，外壳这类超薄件注塑模具在国内及国外都有很广阔的前景，而且技术也是相对要求较高的，而且在深圳，此类零件的模具不但在地区内需求量大，而且出

18、口量也是可观的，在深圳的各个产业链的支持下，相信超薄件的注塑模具的生产周期可以缩短、成本可以降低、技术也可以得到更好的发展。1.4设计任务参考所给遥控器外壳立体图（如图1.1所示），首先设计该注塑件结构。为满足大批量自动化生产的需要，为该塑件设计注塑模具。基本内容：塑件设计、工艺参数分析、确定收缩率和分型面、浇道系统设计、冷却系统、模具结构件设计、零部件加工工艺制订、注射设备选择、绘制模具设计图纸。图1.1遥控器外壳立体图1.5遥控器外壳模具的设计流程1.塑件设计，利用软件Pro-E进行塑件的立体建模，再在软件AutoCAD中完成塑件尺寸及公差等技术要求的标注，并输出工程图。2.工艺性分析，利

19、用软件Moldflow进行工艺性分析。3.注塑设备选择，确定塑件的型腔数，并计算塑件的投影面积，通过注射量的校核、注射力的校核、锁模力的校核、安装部分的尺寸校核、开模行程的校核、顶出装置的校核，结合注塑设备的资料确定注塑设备的型号。4.确定收缩率和分型面，首先由塑件性能的要求等，确定塑件的塑料，通过查资料确定塑件的收缩率。根据外壳的工艺及结构特点，确定具体的分形面，大致应为外壳外侧。5.模架，通过塑件的大小及型腔数、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气槽等的初步估算，确定使用模架的型号。6.浇注系统设计，本塑件使用的是冷流道浇注系统，在浇注系统设计中，包括流道的设计、主流道衬套的选择等

20、，还必须研究一模两腔浇注系统的平衡性设计。7.成型件（模腔、模芯），确定型腔数和分型面。对模腔和模芯进行结构设计。计算成型部件的工作尺寸。8.顶出机构的设计，根据外壳的结构特点，设计顶出机构。9.冷却系统，温度调节对塑件质量、生产效率有很大的影响，还针对型腔与型芯冷却回路的形式进行设计。10.零部件加工工艺制定，结合现代加工手段，利用数控CNC，电火花，线切割等方法，制定最符合经济效益的加工工艺。第二章 塑件成品、注塑模具设计与构型2.1概述注塑件的设计是注塑制品加工工序中必不可少的一个步骤。但不同的模具公司，不同的设计人员，采用不同的CAD软件进行模具辅助设计，都有自己的一套设计过程。本毕业

21、设计主要是应用Pro/ENGINEER 4.0及其插件EMX5.0进行模具的设计的。2.2模具设计环境和应用软件2.2.1 Pro/ENGINEERPro/ENGINEER是一个优秀的CAD/CAE/CAM软件，在模具的设计与制造领域，Pro/ENGINEER较早地在广东深圳、东莞、广州以及华东一带得到广泛应用，由于它的应用，可以大大缩短模具设计与制造周期，提高模具质量，降低生产成本，而Pro/ENGINEER的新特点主要表现在：1.高效的操作方法；2.更利于产品创新的新技术；3.互操作性的革新。2.2.2 Moldflow Adviser 7.11.Moldflow Part Advise在

22、设计过程早期，Moldflow Part Adviser 模块是成本变化最小时快速检查塑料零件设计的生产能力的理想工具。用户可以获得有关如何修改墙的厚度、浇口位置、材料或几何体的快速反馈，几何体会影响零件模穴中填充图案、压力和温度的分布。分析结果和详细的设计建议可以用于确定最合适的零件厚度和浇口位置，同时可以用于识别和消除装饰问题，如熔接线、气穴和缩水。2.Moldflow Mold AdviserMoldflow Mold Adviser 模块扩展了Moldflow Part Adviser 的功能，使您可以创建并模拟塑料通过单个模穴、多个模穴和系列模具的流动。用户可以优化浇口类型、大小和位

23、置，以及流道的布局、大小和横截面的形状。分析结果包括循环时间、锁模力吨位和注塑容量，所有这些可以帮助从设计到制造的团队确定注塑机的大小，最小化循环时间并且减少制造废品。可选的Moldflow Mold Adviser 附加模块使用户可以模拟注塑成型过程的更多阶段，并评估成型零件的性能和冷却水路设计。2.2.3 其它软件AutoCAD2004和EMX5.0AutoCAD是著名的工程图画图软件，用以绘制二维工程图。EMX5.0为Pro/ENGINEER下的一个插件，用以调用模架。2.3零件的三维图和二维工程图建模2.3.1零件的立体图建模利用Pro/ENGINEER4.0分析所给零件的外形和尺寸，

24、利用Pro/ENGINEER 4.0的建模方法，根据遥控器的形状和使用特点进行建模（如图2.1所示）。图2.1遥控器外壳立体图在Pro/ENGINEER 4.0中建模2.3.2零件的二维工程图绘制工程图是在设计的最后用作指导生产的三视图图样。工程图图样的制作可以说是正式将零件或装配模型的设计归档的过程，其正确与否，直接影响到生产部门的生产制作。而本设计利用Pro/ENGINEER进行立体模型建模后，再利用Pro/ENGINEER 4.0导出零件的二维工程图，然后在AutoCAD2004中进行修改和标注。2.4零件的基本数据2.4.1零件工艺性分析根据产品三维模型，分析塑件的工艺性对模具设计的要

25、求。开始设计之前，应根据塑件的技术图样和使用要求对其进行仔细地分析研究，并结合注射成型的工艺程序综合考虑成型的难易程度，以便能在保证塑件质量和使用要求的前提下尽量选用比较简单的模具结构，以便减小模具制造难度和降低加工成本。如果塑件的工艺性确实有问题，或者塑件成型需要极为复杂的模具结构，并因此导致模具制造非常困难或经济上极不利时，则应和塑件设计部门及时协商解决有关问题。2.4.2零件材质俗称 ：ABS塑料 ；中文学名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；英文学名：Acrylonitrile Butadiene Styrene ；英文简称：ABS；ABS塑料如图2.2所示。图2.2 ABS塑料2.4.3 AB

26、S的特性1.工作压力高常温状态下工作压力可达1.0Mpa。2.抗冲击性好ABS塑料具有良好的机械强度和较高的冲击韧性。无缺口冲击强度30Mpa，缺口冲击强度3MPa。3.流体阻力小内壁光滑，转弯处呈圆弧形，流动摩擦力小，减小液流阻力。4.化学性能稳定ABS具有耐酸、碱性能。由于化学性能稳定，无毒无味，可广泛应用于食品、饮料、啤酒等行业。5.耐温范围广使用温度为-30+70。6.质轻ABS程塑料比重为钢材的1/7，因此减轻结构重量，降低原料消耗。同时，减轻安装工人劳动强度。7.安装简便，密封性好安装多采用承插式连接，使用溶剂型粘合剂粘接密封。施工简便、效果好、固化速度快。8.使用寿命长本产品在室

27、内使用一般可达三十年以上。9.价格低仅为不锈钢的五分之一左右。2.4.4 ABS的注塑工艺条件干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 熔化温度：210280C，建议温度：245C。 模具温度：2570C（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 注射压力：5001000bar。 注射速度：中高速度。2.5 零件结构分析1) 开模方向由零件的三维图分析，作为外壳类产品，外表面的表面质量是比较重要的，再根据模具的结构分析得到，产品的外表面应该在定模上，在产品的内表面设置顶出机构，所以开模方向应

28、沿零件的Z轴。2) 收缩率ABS的收缩率为0.3%0.8%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为0.5%。3) 零件壁厚本产品的壁厚设置为1.5mm，是根据零件的工作要求、摆放位置和ABS的化学和流动特性确定的。4) 脱模斜度根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效率和表面质量，脱模斜度设置为3。5) 分型面结合零件的使用要求，应保证其外表面的注塑质量，零件的内表面应留在动模侧，开模的时候，零件的外表面应与定模分离，所以零件的分型面应设置在沿零件的外表面上，并根据流道等条件进行设置，具体设定在后文中表述。6) 圆角塑件在面与面之

29、间都设计了圆角过渡，这样不仅可以避免塑件尖角处的应力集中，提高塑件强度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模阻力，便于充模。2.6零件体积与质量由材料的性能特点，可以知道ABS的密度为1.05 g/cm3，由Pro/ENGINEER 2004可以算出零件的体积和质量，如图2.3所示。则可计算零件（两个）的体积为：=2.1403443 cm3零件（两个）质量为：=2.2473615g图2.3 Pro/ENGINEER计算2.7零件图及其尺寸公差标注尺寸在绘制图纸中是非常重要的一步。传统的模具设计需要计算成型零件的加工尺寸，模具型芯和型腔的加工尺寸可以通过公式计算基本尺寸，S指塑件的平均收缩率。而

30、在使用Pro/E进行模具设计的过程中，塑件已经定义了其收缩率，则不需要通过繁琐的计算而直接可以标注出成型零部件的基本尺寸。但尺寸标注还有一个公差的问题，这是无法从软件自动导出的，需要设计者设定。由于塑料收缩率范围和稳定性各有差异，首先必须合理化确定不同塑料成形塑件的尺寸公差。即由收缩率范围较大或收缩率稳定性较差塑料成形塑件的尺寸公差应取得大一些。否则就会出现大量尺寸超差的废品，为此，各国对塑料件的尺寸公差制订了国家标准和行业标准。中国也曾制订了部级专业标准，但大都无相应的模具型腔的尺寸公差。德国国家标准中专门制订了塑件尺寸公差的DIN16901标准及相应的模具型腔尺寸公差的DIN16749标准

31、。此标准在世界上具有较大的影响，因而可供塑料模具行业参考。由于本人没能收集到这个标准，则就按照惯例考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取，指塑件的尺寸公差。 本套模具的装配图和非标准件零件图如附录所示。塑件大致的尺寸（长宽高）为1504012（mm）。大多数尺寸的公差为或更大。对于小于的尺寸的地方就要注意，由于精度比较高，建模时就应该沿减料方向适当加大基本尺寸或者增加脱模斜度以便试模后可以修改达到合乎要求的尺寸精度。零件的三维图如图2.4和图2.5所示。图2.4 零件三维图（外表面）图2.5零件三维图（内表面）第三章 工艺参数分析与计算3.1模流分析3.1.1浇口类型的选择浇口：浇口是连

32、接分流道（或主流道）与模腔的通道，它通常是浇注系统中截面尺寸最小的部分，一般只有分流道截面积的 3%-9%，其截面形状多为矩形或半圆形。1.浇口的作用（1）使熔融塑料在进入模腔时产生加速度，以达到迅速充模的目的；（2）充模及补缩作用完成后，浇口首先冷凝，封闭型腔，防止型腔中熔料倒流，避免因此造成塑件上出现缩孔和凹陷；（3）便于浇注系统凝料与塑件分离；（4）使通过的熔料受到较强的减切作用而升高温度，提高流动性及充模性。2.浇口的形状及开设位置浇口的数量及位置布置的一般原则：（1）考虑熔融树脂的填充性。一般浇口设于制品的中央附近或中心线附近，并且应尽量设置在制品的厚壁部位；（2）浇口的直面应避开小

33、直径的型芯、预埋嵌件，避免因较高的压力造成小直径型芯、预埋嵌件弯曲或变形；（3）浇口不应设在影响制品外观的部位，避免影响制品的商品价值；（4）浇口应设在便于进行浇口修整的部位；（5）浇口应设置在不易产生熔接痕、气体容易排除的部位；（6）因浇口附近易残留应力而变脆，所以浇口应避免设置在受外力的部位及要求强度的部位；（7）应尽量减少因浇口数量或浇口位置造成的制品变形。根据注塑模具设计要点与图要树脂的流动比有：ABS 注塑压力为 90MPa 时，流动比(L/t)为 260300（流动比指熔融树脂的流动长度 L与制品的壁厚 t 之比） 本设计根据以上原则来选择浇口的位置。由于设计中塑件的质量、体积都比

34、较小，故对应每个塑件只需一个浇口即可。同时我们可通过 Moldflow 软件或 pro/e 中的 Plastic Advisor 进行浇口位置的分析。3.浇口的形状选择常见的浇口形式有：边缘浇口（又名标准浇口、侧浇口）、扇形浇口、平缝浇口、圆环浇口、轮辐浇口、爪形浇口、点浇口、潜伏式浇口、护耳浇口、直浇口。侧浇口设于制品的侧端面，其截面形状一般为梯形、半圆形，这种浇口的优点是：加工容易；容易保证浇口的加工精度。缺点是：浇口的修正处理较困难；难以成型后立即去除浇口。本设计选取梯形的侧浇口。3.1.2一模两腔模流分析对单型腔进行模流分析后，根据零件的体积、表面积等数据，同时考虑生产成本和生产效率，

35、对零件进行一模两腔分析，以确定成型方案，一模两腔分析结果如表3.1所示。表3.1单型腔模流分析结果表03191-0325Part Name:03191-0325Material Supplier:Bayer USAMaterial Grade:Lustran LGA-SFMax Injection Pressure:180.00 MPaMold Temperature:55.00 deg.CMelt Temperature:256.00 deg.CModel Suitability:Part model was highly suitable for analysis.Filling Anal

36、ysis03191-0325Moldability:Your part may be difficult to fill, but quality will probably be acceptable with the current injection locations.View the Confidence of Fill plot and use the Dynamic Adviser to get help on how to improve the filling of the part.Confidence:MediumInjection Time:0.71 secInject

37、ion Pressure:20.62 MPaWeld Lines:YesAir Traps:YesShot Volume (cavity, runner):4.57 cu.cm ( 3.96, 0.61 )Filling Clamp Force:2.17 tonnePacking Clamp Force Estimate 20%:( 4.12 )MPa 0.86 tonnePacking Clamp Force Estimate 80%:( 16.50 )MPa 3.44 tonnePacking Clamp Force Estimate 120%:( 24.75 )MPa 5.16 tonn

38、eClamp Force Area:20.46 sq.cmCycle Time:13.95 sec从上面的分析结果可以得出，所设定的浇注系统结合一模两腔后得到的模流分析结果与设计的基本一致，在各个方面上都有不错的表现，气泡和熔接痕都比较少，但在模具设计时也应考虑排气系统的设置。3.2成型方案经过模流分析后，结合生产成本和生产效率问题，可以确定成型的方案，该产品的成型方案采用一模两腔，两腔之间的间隔为37.75 mm，浇注形式采用冷流道，浇口为矩形侧浇口，分流道为圆形，主流道为圆锥形。分型面为产品的上表面且穿过分流道。3.3模架型式及规格3.3.1模架概述模具设计主要是形成产品外形的凹、凸模零件

39、以及开模和脱模方式的设计，模具上的大部分零部件可以直接选购由专门厂家生产的标准件，尤其是模架的直接选购，大大节约了模具制造时间和费用。现在，厂家设计制造出一套中等复杂程度的注塑模具，10天左右的时间即可完成。模具标准件在不同的国家和地区有小小的差别，主要是在品种和名称上有区别，但所具有的结构基本上是一样的。这次设计的模具标准是流行于广东珠江三角洲地区的港台标准，与国家的标准结构基本上是一样的，在型号命名及品种分类上有些不同。3.3.2模架的分类按进料口（浇口）的形式模架分为大水口模架和小水口模架两大类，香港地区将浇口称为水口，大水口模架指采用除点浇口外的其他浇口形式的模具（二板式模具）所选用的

40、模架，小水口模架指进料口采用点浇口模具（三板式）所选用的模架。大水口模架共有A、B、C、D四种型式；小水口共有DA、DB、DC、DD、EA、EB、EC、ED八种型式，其中以D字母开头的四种型号适用于自动断浇口模具的模架。3.3.3模架的选择打开菜单中的“项目|分类”选项，在对话框中指定分类参数。接下来定义模架结构，在该菜单中选择“模架|组件定义”选项，打开“模架定义”对话框，在该对话框中可直接调用标准模架，使用组件构造的标准设置通常比较容易。选择“文件|载入组件”选项，打开“载入EMX组件”对话框，展开“供应商”列表框，将显示供应商可用的标准模架，并显示EMX附带的组件。在该对话框中指定供应商

41、和组件后，即可完成并返回上一个对话框，如图3.1所示。图3.1 模架的选取 系统将根据上述设置自动创建模具组件，如果模架尺寸不符合设计要求，可在“尺寸”列表框中选择对应的尺寸值。3.3.4 模架尺寸的确定及校核在PROE EMX“模架管理”对话框中，用“编辑组件”来编辑该模架。各模板尺寸的确定，如图3.2所示。（1）A板尺寸A板是定模型腔板，塑件最大高度14mm，在模板上还要开设冷却水道，冷却水道离型腔应有一定的距离，因此A板厚度取30mm。（2）B板尺寸B板型芯是凸模（型心）固定板，凸模的成型部分最大高度为16-1.5=14.5mm，再根据成型零件的设计，因此B板厚度可取30mm。图3.2

42、模架尺寸的确定模架编辑完成后，对开模机构行程校核：从选定模架可知，模架外形尺寸：宽*长*高=346*346*209。模具平面尺寸346*346440*340（拉杆间距），合格；模具高度209*100209*340合格（参考文献2式2-12）；模具开模所需行程H（参考文献2式2-13） H=H+H+（510）=12.5+14+（510）=（31.536.5）300（注射机开模行程） 合格；其他各参数在前面校核均合格，所以本模具所选注射机完全满足所用要求。式中 H型芯高度；H塑件高度。模具的设计采用侧浇口，冷流道，所以选择龙记公司的模架库。而模架的大小是由模芯的大小来确定的，有前面的模流分析后可以

43、知道，根据经验数据和模架库的选择，选取模架大小为300300mm，型号为3030的龙记模架。为了配合注塑机使用大多数采用工字模，所以模架的型式采用AI型。根据经验数据和模架库数据，选择A板为30mm，B板为30mm，其它部件按龙记AI型工字模默认大小。3.4注塑机注塑机的选择是根据塑料制品的体积或质量等参数来确定的。因此，在选择注塑机之前要对型腔内塑料的体积和质量进行估算。由前面塑件分析，得=2.14 cm3，=2.25 g。3.4.1注塑机的选择查塑料成型加工与模具教材附录6，初选取型号为XS-ZY-125的注塑机，参数如表3.2所示。表3.2 注塑机XS-ZY-125的参数注塑机最大注塑量

44、：125cm3注塑机最大注塑质量：125g注塑压力：1190MPa最小模厚：200mm最大开距：300mm注塑机定位孔直径：40mm喷涂前端孔径：4mm锁模力：900KN3.4.2最大注塑量校核 1.由于以容量计算时 0.8 式中：注射机最大注射容量 cm3； 成型塑件与浇注系统体积总和 cm3；0.8最大注射容量的利用系数。/0.8=2.14/0.8=2.675cm32.以质量计算时 0.8 式中:注射机最大注射质量 g；成型塑件与浇注系统质量总和g；0.8最大注射容量的利用系数。/0.8=2.25/0.8=2.8125g注塑机符合要求。3.4.3合模力及注塑面积和型腔数的校核合模力的大小必

45、须满足下式 FsFz=P（nAx +Aj）= PA 式中：A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和； Ax塑件型腔在模具分型面上的投影面积； Aj塑件浇注系统在模具分型面上的投影面积； Fz胀模力； Fs合模力； P模腔压力 取30MPa。通过使用Pro/E软件计算面功能自动得出 A=28940mm2由于 Fs3028940 mm2 =868.2KN注塑机符合要求。3.4.4模具与注塑机安装部分相关尺寸校核1.模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具的长宽为300mm300mm2.模具闭合高度校核模具实际高度 H模=265mm 3.开模行程校核注塑机的开模行程应满足下式：S机

46、-（H模-H最小） H1H2（510）mm即S机- (H模-H最小) H1H2（510）42+10=52mm式中：H1推出距离，单位mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度，单位mm；S机注塑机最大开模行程。注塑机符合要求。第四章 工作部分的设计4.1分型面的设计4.1.1分型面的设计原则分型面设计应遵循以下原则：1.分型面的方向尽量采用与注塑机开模方向垂直的方向；2.分型面一般开设在产品的最大截面处；3.尽量使塑件留在动模一侧；4.有利于保证塑件的尺寸精度和外观质量等；5.有利于成型零件的加工与制造。4.1.2分型面的设计分析零件特点后，发现零件的外表面有比较高的精度要求，且经过模流分析，模具浇

47、注是使用侧浇口，所以决定分型面沿零件的外表面，分型面如图4.1所示。图4.1 分型面4.2模芯尺寸选定在章节3.3.3中，已经对模架进行了选择，其中模芯的长和宽可确定为180mm170mm，型腔布局为两产品对置，且A板为30mm，B板为30mm，所以，模芯的高度为A板与B板高度之和，应为60mm。所以，在Pro/E中，建立模芯的总体尺寸为X=180mm，Y=170mm，+Z=30mm，-Z=30mm。4.3分模直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外形的成型零件成为凹模，构成塑件内部形状的成型零件成为凸模。由于凹、凸模件直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，

48、因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度。利用软件Pro/E中的分模功能，选择已经创建的分型面，自动分模，分模后，如图4.2所示。其中图4.3为凹模，图4.4为凸模。图4.2 模芯开模图图4.3 凹模立体图图4.4 凸模立体图第五章 模具结构设计5.1浇注系统浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响， 故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象，而浇口的位置也要适当，尽量避免冲击嵌件和细小的型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说

49、来，需要注意以下问题：1.适应塑料的工艺性；2.流程要短；3.排气良好；4.避免料流直冲型芯或嵌件；5.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小；6.浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称；7.修整方便，保证制品外观质量；8.防止塑件变形。5.1.1主流道和分流道的设计主流道和分流道的尺寸，已经在模流分析中确定，其中主流道长40mm，为圆锥形状，开始半径为R=2mm，结束半径为R=3mm。分流道截面形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积与体积之比值称为比表面积），塑料的温度下降小，阻力亦小，流道的效率最高，所以选较圆形分流道截面形状，半径是R=2mm。

50、分流道的布置选用左右平衡的一模两腔。其中主流道和分流道都开在模芯中，这样就可以简化设计过程，降低设计成本。主流道衬套使用hasco公司的Z511r型主流道衬套，长度为13mm。5.1.2冷料穴设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料穴的直径宜大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。5.1.3浇口尺寸设计浇口尺寸包括断面尺寸和浇口长度尺寸，其断面积约为分流道断面积的 3%9%，浇口长度约为 0.52.5。一般侧浇口的厚度为 0.51.5mm，宽度为 1.55mm，浇口长度为

51、1.52.5mm。侧浇口的具体尺寸也可用如下经验公式计算： h=nt ；b=nA1/2/30 (2-1)其中：t制品厚度：t=11.5mm，取 t=1；n材料系数：查注塑模具设计要点与图要常用树脂的材料系数有ABS：0.6；h浇口厚度：h=0.61=0.6mm；A制品表面积：由 Pro/E 的 Model Analysis 计算得：Atop3.769103mm2,Abottom3.238103mm2；b浇口宽度：btop=0.661.39/301.2278mm ；bbotto=0.6 56.9/301.1381mm；而根据塑料模具设计侧浇口尺寸的推荐值，对塑件壁厚为 0.82.4 的侧浇口截面

52、尺寸：深度 h 为 0.51.5；宽度 b 为 0.82.4mm；浇口长度 L 为 2mm。 对本设计而言，由于塑件壁厚为 11.5mm，故本设计在该范围内选取的浇口尺寸一致为：h=1mm，b=1.5mm，L=2mm，梯形截面角度为 5。 5.2顶出系统薄壳制品的顶出颇具技术性。因为壁和筋都很薄，非常容易损坏，而且壁薄沿厚度方向收缩就很小，使得加强筋和其他小结构很容易粘合，同时高保压压力使收缩更小。为避免顶穿和粘模，应使用比常规成型数量更多、尺寸更大的顶出销。所以在设计时，选用了直径为3的顶杆。5.3.1排气系统的设计注射模内积集的气体有以下四个来源：1.进料系统和型腔中存有的空气，其产生的气

53、泡常分布在与浇口相对的部位上；2.塑料含有的水分在注射温度下蒸发而成的水蒸气，其产生的气泡是不规则地分布在整个塑件上；3.由于注射温度过高，塑料分解所产生的气体，其产生的气泡则沿着塑件的厚度分布； 4.塑料中某些配合剂挥发或化学反应所产生的气体（在热固性塑料成型时，常常存在由于化学反应生成的气体）。在排气不良的模具中，上述这些气体经受很大的压缩作用而产生反作用里，这种反压力阻止熔融塑料的正常快速冲模，而且，气体压缩所产生的热也能使塑料烧焦，所以这些气体必须及时排除。否则，气体在一定的压缩程度下能渗入塑料内部，造成其口、组织疏松、空洞等缺陷。从塑件上气泡的分布状况，不仅可以判断气泡的性质，而且也

54、可以判断模具的排气部位是否正确可靠。排气方式的选择：由于本设计是小型塑件的模具，故本设计可利用分型面的间隙和顶杆间隙作为模具的排气部位。因此，利用型芯、顶杆等的间隙排气，不需要另外设计排气系统。5.3.2冷却装置设计注塑成型时，模具温度直接影响塑胶的填充和塑件的质量，也影响到成型周期，因此在使用模具时必须对模具进行有效的冷却，使模温保持在一定的范围内。要是模具有效的冷却。并提高模具的热传导效率。就应做好冷却通道的设计工作，根据模具设计者的经验。要保证模具的有效冷却。其冷却通道的中线离表面的距离小于通道的直径的3倍；冷却通道的中心距约为冷却通道直径的3-5倍。此外冷却和制模材料的导热性有关。冷却

55、通道的布局，应根据产品的形状及所需温度的要求而定。冷却通道的形式可分成直通式，圆周式，水柱式及循环式等。但在实际中。经常是多种形式并用。在本次设计中。因产品为较大的平板塑件。所以采用直通式的冷却通道进行冷却，直径为8。具体布局如图5.1及5.2所示。图5.1前模运水图 5.2后模运水up down前后模的运水走向及布局是一样的。5.4复位机构设置顶针顶出塑件后，必须回到顶出前的初始位置，才能进行下一循环的工作。本套模具采用弹簧回程。弹簧套在回程杆上，直径需大于模架的回程杆的直径。弹簧设计长一点嵌入垫板底面有15mm左右，确保弹簧的稳定和定位。本模具选用的是futaba公司生产的FSA型弹簧，直

56、径为32mm。5.5模芯与模架之间的安装在本设计中，模芯与模架之间的固定方式为开槽固定，采用这种固定方式，可以简化A板、B板的加工工艺，而且便于安装，同时也简化了冷却水道的设计时间和难度，如图5.3中红色箭头所指位置所示。图5.3 模芯与模架的固定5.6模具立体图与爆炸图模具立体图如图5.4所示，模具爆炸图如图5.5所示。图5.4 模具立体图图5.5 模具爆炸图第六章 加工工艺方案制订6.1凹模工艺方案图6.1 凹模立体图工艺方案：1.铣削周边六面；2.铣削侧面的两个凸台；3.Drilling钻床加工7个6冷却水孔；4.CNC数控加工中心粗加工型芯成型部分；5.Grinding磨床加工厚度平面

57、；6.CNC数控加工中心精加工型芯成型部分；7.EDM电火花加工各精细难于加工的成型部位；8.Polishing抛光成型面。6.2凸模工艺方案图6.2 凸模立体图工艺方案：1.铣削周边六面；2.铣削侧面的两个凸台；3.Drilling钻床加工7个6冷却水孔和4个2.5的顶杆孔；4.CNC数控加工中心粗加工型芯成型部分；5.Grinding磨床加工厚度平面；6.CNC数控加工中心精加工型芯成型部分；7.CNC数控加工中心精加顶杆孔（扩孔、铰孔）；8.EDM电火花加工各精细难于加工的成型部位；9.Polishing抛光成型面。6.3模具安装和试模1.清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物、毛刺。2

58、.因模具外形尺寸不大，故采用整体安装法。先在机器下面两根导轨上垫好板，模具从侧面进入机架间，定模入定位孔，并放正，慢速闭合模板，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具，找正动模，应保证开闭模具时平稳、灵活，无卡住现象，然后固定动模。3.调节锁模机构，保证有足够开模距及锁模力，使模具闭合适当。4.慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运动情况，动作是否平衡、灵活、协调。5.模具装好后，待料筒及喷嘴温度上升到距离预定温度2030，即可校正喷嘴浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间，观察两者接触印痕，检

59、查吻合情况，必须使松紧合适，校正后拧紧注射座定位螺钉，紧固定位。6.开空车运转，观察模具各部分运行是否正常，然后才可注射试模。虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。试模时，塑件上常可能出现各种弊病，为此必须进行原因分析、排除故障。造成次、废品的原因很多，有时是单一的，但经常是多方面综合的原因。需按成型条件、成型设备、模具结构及制造精度、塑件结构及形状等因素逐个分析找出其中主要矛盾，然后再采取调节成型工艺参数、修整模具等方法加以解决。因为成型条件容易改变，所以一般的做法是先变

60、更成型条件，当变更成型条件不能解决问题时，才考虑修理模具。第七章 总结7.1模具设计难点与特色总结在本次的毕业设计中，按照的无纸化模具设计的一般流程，设计了一个比较常见的电池盖的模具，并对所设计的模具进行了模流分析与各数据的计算，大大的降低了设计和制造成本和延长了模具的使用寿命，本设计更是沿着如何降低生产成本，提高生产效率的方向，对产品进行设计，利用了各种CAD软件和各种分析软件，提高了模具的快速响应市场能力。在完成本次毕业设计的过程中，本人渐渐地熟悉了注塑模具设计的一般过程和步骤。设计过程中需大量地运用已学过的知识，因此很好地巩固了书本上所学到的知识，配合自己动手所得到的实践经验，对所学知识

61、（尤其专业知识）掌握得更加牢固。在本次设计过程中遇到过不少问题，例如对软件的不熟悉，软件的很多功能以前都没有接触过，因此需从头学起，边学边做，也因为这样，印象特别深刻，掌握得特别牢固。通过这次模具设计，使我加深了模具方面的认识，在这个过程中，培养了自身的独立思考问题、解决问题的能力。7.2存在问题与解决设想由于本人在模具设计方面经验不足，本毕业设计的模具还有一些不足，例如产品中存在的一定量的溶接痕、产品边缘有气泡产生等问题，希望在以后积累更多的经验，解决可能出现的缺陷问题。另外，本产品属于薄壁类零件，在注塑过程中，使用冷流道可能降低了产品的注塑质量，使产品产生缺陷，而且注塑周期较长，而如果使用热流道技术，可以节约流道中的废料，热流道的优点有大大缩短注塑周期，减少缩模力，改善制品的变形、飞边等，减少废料、有利环保，减少污染，减少噪音，提高制品品质等等。而且热流道技术是现今模具发展的方向，但是技术难度要求较高且成本也较高，因为时