基于proe电机支架注塑模设计

正文： 基于PRO/E电机支架注塑模设计理工类 高职专科生毕业设计（论文）( 2010届 ) 题 目： 基于PRO/E的电机支架注塑模设计 学 院： 职业技术教育学院 专 业： 模具设计与制造 学生姓名： 汪少华 学号： 07511139 指导教师： 朱春耕 职称： 副教授 合作导师： 汪红波 职称： 讲师 完成时间： 2010 年 5月 20 日 成 绩： 1浙江师范大学高职专科毕业设计正文目 录摘要11 前言21.1 模具行业及产品发展现状21.2 我国塑料模具工业的现状21.3 模具CAD/CAE/CAM的应用现状和发展趋势31.4 选题意义42 塑件设计分析52.1 塑件造型52.1.1 塑件3D图52.1.2 塑件2D图52.2 塑件参数设计62.2.1 材料选择62.2.2 塑件的壁厚72.2.3 塑件的拔模斜度82.2.4 分型面设计92.2.5 确定型腔数量以及布置方式102.2.6 塑件模流分析102.2.7 分析结果图片113. 注塑设备和模架选择123.1 注塑设备选择123.2 注塑压力校核133.2.1 锁模力校核143.2.2 模具厚度H与注射机闭合高度的校核143.2.3 注射机开模行程的校核144 浇注系统设计154.1 流道设计154.2 分流道设计154.3 分流道布局154.4 分流道的长度164.5 浇口设计165 冷却系统设计175.1 模温调节系统175.1.1 冷却管道的直径计算175.1.2 求冷却水管道的孔数185.1.3 冷却水管道的布局196 脱模机构设计196.1 顶杆的结构形式196.2 顶出机构的布局207型腔的设计207.1 型芯的设计218 模架的选择219 模具装配总图229.1 模具装配图绘制229.2 模具3D爆炸图239.3 模具设计流程2410 模具装配2D图2511 模具设计总结25致 谢26参考文献2756基于PRO/E的电机支架注塑模设计职业技术教育学院 模具设计与制造汪少华 学号（07511139）指导老师：朱春耕（教授）摘要：本课题通过PRO/E对某工厂电机支架进行相关特性和参数进行分析，选择合理的塑件材料，利用软件已有的模流分析软件对注塑的流动过程进行模拟，反复变换分型面的形式和浇注系统的形式、位置和数量，得到不同的流动、充模效果。预测注塑后塑件可能发生的翘曲变形、熔接痕、气泡、应力集中位置，从而找出解决相应问题的方法，由此确定合理的浇口位置、型腔数目、分流道截面形状、顶杆的结构形式和布局，以优化产品的性能，最后用Pro/ENGINEER3.0软件把已有产品模型转换成模具的型腔和型芯。生成必要的型芯、型腔镶块，通过EMX4.1调入标准模架，配上浇注系统、顶杆系统、分型机构和冷却系统， 并通过AUTOCAD把模具实体转换平面的模具总装图和零件图。关键词：型芯; EMX4.1; 模流分析； 电机支架；型腔1 前言1.1 模具行业及产品发展现状模具市场全球化，模具生产周期进一步缩短，模具市场全球化是当今模具工业最主要的特征之一，模具的购买者和生产商遍布全世界，模具工业的全球化发展使生产工艺简单、精度低的模具加工企业向技术相对落后、生产率较低的国家迁移，发达国家的模具生产企业则定位在生产高水准的模具上，模具生产企业必须面对全球化的市场竞争，同时模具生产厂家不得不千方百计地加快生产进度，努力简化和废除不必要的生产工序，模具的生产周期将进一步缩短。模具CAD/CAM向集成化、智能化和网络化发展软件的功能模块越来越齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，实现信息的综合管理与共享，支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程。有的系列化软件包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、模具设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等；模具设计、分析、制造的三维化、无纸化使新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享；同时，随着竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能7。随着模具向精密化和大型化方向发展，加工精度超过1m的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工在今后的模具制造中将有广阔的前景。高速加工使工件获得光滑表面，节省加工时间，典型的步进距仅有0.0254mm，而尖点只有0.001mm高，经过高速加工的工件表面大多数都非常光洁，无需钳工的进一步加工。目前，机加工工具制造商都热衷于生产为高速加工而专门设计的加工中心，在美国采用高速加工技术以减少或省去钳工工序是一种效益相当可观的措施，这种技术在欧洲和日本也颇受欢迎。另外，用充分硬化的材料加工模具的型腔是模具加工业发展的另一个重要趋势。高主轴转速及小的刀具半径所进行的轻度切削形成了足够的转矩，可以用来加工硬度高达64HRC的金属材料，由于不需要再进行热处理，常规热处理后的回火以及抵消由热处理引起的几何变形所进行的磨削加工也都不需要了，该技术在日本倍受青睐，如今在美国也受到了广泛的关注并正向欧洲传播7。1.2 我国塑料模具工业的现状 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。如天津津荣天和机电有限公司和烟台北极星I.K模具有限公司制造的多腔VCD和DVD齿轮模具，所生产的这类齿轮塑件的尺寸精度、同轴度、跳动等要求都达到了国外同类产品的水平，而且还采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型收缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线齿形要求。还能生产厚度仅为0.08mm的一模两腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等等。注塑模型腔制造精度可达0.020.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达1030万次，淬火钢模达501000万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的5080%相比，差距较大4。1.3 模具CAD/CAE/CAM的应用现状和发展趋势我国模具CAD/CAM技术开始于20世纪70年代末，与国外相比尚有一段距离，但目前也趋于成熟，并在模具生产企业得到广泛应用。特别是20世纪80年代后期，我国进入了CAD/CAM技术迅猛发展的时期，各大院校和科研单位不仅自主研发适合国情、专业化极强的CAD/CAM实用系统，也引进国外先进CAD/CAM，同时在国外的CAD/CAM系统之上进行二次开发。如吉林大学依托一汽对汽车覆盖件CAD/CAM系统的研究已经取得显著成效，华中科技大学模具技术国家重点实验室在AutoCAD软件平台上开发出基于特征的级进模CAD/CAM系统HMJC，上海交通大学为瑞士法因托(Finetool)精冲公司开发成功精密冲裁级进模CAD/CAM系统，西安交通大学开发出多工位弯曲级进模CAD系统等，这些CAD/CAM系统的研发促进了国内模具行业快速发展。经过这十几年的发展，我国模具CAD/CAM软件的开发水平也逐渐接近国外先进水平。在政府的大力支持下先后出现了一批先进的模具CAD/CAM示范企业，高校和企业也培养了一大批模具CAD/CAM软件开发及应用人才。但总的来说，我国目前模具CAD/CAM软件不管是从产品开发水平还是从商品化、市场化程度都与发达国家有不小的差距。随着有限元技术的快速发展，早在上世纪80年代，国内就有一批科研单位和高校投入有限元技术的研究、开发和应用中。在此背景下，国内相继取得了可喜的成绩，如：大连理工大学的JIFEX，郑州机械研究所的紫瑞，北京农机学院的有限元分析系统。在模具CAE方面：如湖南大学的冲压CAE系统，华中科技大学冲压成型快速分析软件FASTAMP，清华的铸造CAE分析软件FTStar，华北工学院的铸造分析软件CASTsoft等，但是与CAD/CAM系统的集成度相对较弱。国外模具CAD/CAM技术的研究始于上世纪60年代，到70年代已经研制出了模具CAD/CAM的专门系统，推出了面向中小型企业的CAD/CAM的商业软件，可应用于各种类型的模具设计和制造。1973年，美国的DIE COMP公司率先研制成功PDDC连续模系统。1977年，捷克斯洛伐克金属加工工业研究所研制成功AKT冲模CAD系统。1978年，日本机械工程实验室建立ME1连续模设计系统。1979年，日本旭光学工业公司研究成功的冲空模和弯曲模PENTAX的CAD系统。1985年，日本NISSIN精密机器公司采用了冷冲模CAD/CAM系统。到80年代末，美国、日本等工业发达国家的模具生产已有近50%采用了CAD/CAM技术。 近二十多年来，随着计算机硬件的不断提升，工业发达国家的CAD/CAM技术不断创新、完善、逐步发展，已经形成一个从研究开发、生产制造到推广应用和销售服务的完整的高技术产业7。国外在上世纪60年代开始开发有限元进行软件，1976年发行了第一套流动分析软件。利用CAE技术可以在模具加工前，在计算机上对整个成型过程进行模拟分析，减少甚至避免模具返修报废、提高模具质量和降低成本等。目前国外的模具CAE技术已经相当成熟，完全走向实用化阶段，并取得了显著效果。国外著名的CAE软件有NASTRAN、ADINA 、ANSYS、ABAQUS、MARC、COSMOS等7。1.4 选题意义在未来的模具市场中，为了满足市场对塑料模具越来越高的需求，越来越多的大型公司都投入到塑料模具的研发中去，如美国EDS的UG、美国Parametric Technology公司的Pro/Emgineer、美国CV公司的CADS5、英国Deltacam公司的DOCT5、日本HZS公司的CRADE、以色列公司的Cimatron、美国AC-Tech公司的C-Mold及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析，中国各高校研发的 CAXA系统、注塑模HSC5.0系统及CAE软件等软件等等，这些软件不仅缩短了模具的生产周期，还用能够对成型过程进行模拟仿真，并对参数进行合理的修正，使制造资源得到最优发挥。通过对塑料模具的设计，增加对塑料的各个种类特性了解，掌握各种常用塑料在各种成型过程中对模具的工艺要求，以及成型所需的设备要求，在了解工艺基本知识的基础上掌握模具设计的一般方法和步骤,了解模具的工艺加工，掌握模具设计的常用软件，有Auto CAD、Pro/ENGINEER及其有关组件。2 塑件设计分析2.1 塑件造型电机支架广泛运用了电机的固定，毕业设计的电机支架来源于废旧电器所留下的电机支架，通过相关软件绘制出其2D图和3D图。2.1.1 塑件3D图塑件绘制采用PTC公司的产品Pro/ENGINEER Wildfire 3.0,最终绘制出来的3D结构图2-1所示: 图2-1 塑件模型3D图2.1.2 塑件2D图本模型2D图由Pro/E 3D图转换而来，并在Autocad2004上进行整理绘制出来的2D图如图2-2所示: 图2-2 塑件2D图2.2 塑件参数设计2.2.1 材料选择塑料工业发展很快，到目前为止，塑料的品种已近300种，常用的有约30种。根据塑料的制造方法和应用角度等不同可把塑料分为不同的种类。通常从应用角度来说，塑料可分为普通塑料（如聚乙烯、聚丙乙稀、聚氯乙烯、ABS等）和工程塑料（如聚碳酸酯、聚酰胺、聚甲醛、聚苯醚），其中工程塑料又可分为通用工程塑料和特种塑料。在这里介绍几种常用的热塑性塑料聚丙烯（PP）。聚丙烯属于线性烯烃类聚合物，是20世纪60年代发展起来的热塑性塑料，它是一种高密度、无侧链、高结晶必的线性聚合物，具有优良的综合性能。未着色时呈白色半透明，蜡状；比聚乙烯轻。透明度也较聚乙烯好，比聚乙烯刚硬。物料性能 密度小,强度刚度,硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆,不耐模易老化. 适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件，聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。PP粒料为本色、圆柱状颗粒，颗粒光洁，粒子的尺寸在任意方向上为2mm5mm，无臭无毒，无机械杂质。本品以高纯度丙烯为主要原料，乙烯为共聚单体，采用高活性催化剂在6280及低于4.0MPa的压力下经气相反应生产聚丙烯粉料，再经干燥、混炼、挤压、造粒、筛分、均化成聚丙烯颗粒。密度为0.90 g/cm30.91g/cm3，是通用塑料中最轻的一种。聚丙烯树脂具有优良的机械性能和耐热性能，使用温度范围-30140。同时具有优良的电绝缘性能和化学稳定性，几乎不吸水，与绝大多数化学品接触不发生作用。本品耐腐蚀，抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好；缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。与发烟硫酸、发烟硝酸、铬酸溶液、卤素、苯、四氯化碳、氯仿等接触有腐蚀作用。可用作工程塑料，适用于制电视机、收音机外壳、电器绝缘材料、防腐管道、板材、贮槽等，也用于生产扁丝、纤维、包装薄膜等。丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物（ABS）ABS外观为粒状或粉状，呈浅象牙色，不透明但成型的塑料件有较好的光泽。它无毒、无味，易燃烧、无自熄性，比重:1.05克/立方厘米 成型收缩率:0.4-0.7%，综合性能较好,冲击强度较高,化学稳定性,电性能良好. ABS工程塑料具有优良的综合性能，有极好的冲击强度、尺寸稳定性好、电性能、耐磨性、抗化学药品性、染色性，成型加工和机械加工较好，用ABS可以制造汽车挡泥板、扶手、热空气调节导管、加热器等，还有用ABS夹层板制作小轿车车身等。此外，ABS还可以用来制作水表壳、纺织器材、家用电器外壳文教体育用品、玩具、电子琴及收录机外壳、食品包装容器、农药喷雾器及家具等，ABS树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和烃类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代烃中。聚碳酸酯（PC）比重:1.18-1.20克/立方厘米 成型收缩率:0.5-0.8% 成型温度：230-320 干燥条件：110-120 8小时 可在 -60120下长期使用。冲击强度高，尺寸稳定性好，无色透明，着色性好，电绝缘性、耐腐蚀性、耐磨性好，但自润滑性差，有应力开裂倾向，高温易水解，与其它树脂相溶性差。 适于制作仪表小零件、绝缘透明件和耐冲击零件无定形料,热稳定性好，成型温度范围宽，流动性差。吸湿小，但对水敏感，须经干燥处理。成型收缩率小，易发生熔融开裂和应力集中，故应严格控制成型条件，塑件须经退火处理。.熔融温度高，粘度高，大于200g的塑件，宜用加热式的延伸喷嘴。冷却速度快，模具浇注系统以粗、短为原则，宜设冷料井，浇口宜取大，模具宜加热。料温过低会造成缺料，塑件无光泽，料温过高易溢边，塑件起泡。模温低时收缩率、伸长率、抗冲击强度高，抗弯、抗压、抗张强度低。模温超过120度时塑件冷却慢，易变形粘模。综合上述常用热塑性材料，分析电机支架需要较强的抗冲击震动性能，尺寸稳定性要好，选用ABS材料，该材料的收缩率为0.5%；溢边值为0.05mm，要求的模具温度为30604。2.2.2 塑件的壁厚图2-3 厚度检测 塑件壁厚的设计与塑料原料的性能、塑件结构、成型条件、塑件的质量及其使用要求都有密切的联系。厚度过小，会造成充填阻力增大，特别对于大型、复杂制件将难于成型。塑件壁厚的最小尺寸应满足一下要求：具有足够的刚度和强度，脱模时能经受脱模机构的冲击，装配时能承受紧固力。壁厚过大，不仅浪费原料，还会延长冷却时间，降低生产效率，另外也容易产生表面凹陷、内部缩孔等缺陷。一般而言，在满足使用要求的前提下，制件壁厚尽量取小些。根据材料的的特性，查阅相关的资料，查得ABS制品的壁厚最小取0.75，最大取3mm。对工件检测如图2-3。图中横截面内大于最大壁厚的区域以红色剖面线显示，小于最小壁厚的区域以蓝色剖面显示，而黄色剖面线则表示厚度符合要求。根据图示该设计符合厚度要示。2.2.3 塑件的拔模斜度塑件在模具型腔中的冷却收缩会使它紧紧包裹住模具的型芯或其他凸起部分。因此，为了便于从成型零件上顺利脱出塑件，必须在塑件内外表面沿脱模方向设计足够的斜度，称为脱模斜度，塑料的收缩率大，壁厚，斜度应取偏大值，反之取偏小值。对型芯长或深型的塑件，斜度取偏小值。通常为了便于脱模，在满足制件的使用和尺寸公差要求的前提下可将斜度值取大些。不同材料拔模斜度不一样，ABS塑料的型腔脱模斜度为35130型芯脱模斜度为3040，本设计选择的拔模斜度为1。在设计完成之后，为了检测塑件的拔模斜度是否符合要求，需要对塑件进行拔模检测，PTC公司的产品Pro/ENGINEER Wildfire提供的完善的拔模检测方法，步骤如下：分析模具分析拔模检测计算，输入拔模角度为1。塑件检测完成后的结果如图所示：图2-4、2-5所示，粉红色的表示拔模斜度为正的1，青色的表示拔模斜度为负1拔模斜度为0的曲面以黄色显示,根据图示该塑件的设计完全符合设计的拔模斜度要求。图2-4 塑件正面拔模检测图2-5 塑件反面拔模检测 2.2.4 分型面设计为了能够让产品能够从模腔内顺利取出，这就有对塑件的分型面进行自交检测的必要，如图为对分型面的自交检测，结果为没有发现自交截。如果发现有相交的分型面，应该对分型面作修整，否则在软件中无法分型。分型面设计如图2-6所示：图2-6 分型面及自交检测2.2.5 确定型腔数量以及布置方式电机支架内部有较多的支撑肋，不易直接成型，所以采用直接成型，所以采用直接浇口。这种浇口由主流道直接进料，故熔体的压力损失小，成形容易，具有利于补缩和排气。适用于单型腔、深腔壳形箱形制品。适用于硬质PVC、PE、PP、PC、PS、ABS等多种塑料。故本次模具设计采用的是一模一腔型腔的分布如图2-7：图2-7 模具型腔分布2.2.6 塑件模流分析模流分析采用的是Plastic Advisor7.0软件，对于ABS材料，在实际生产中，通常注射压力70100MPa，注般温度180240，模具温度3060。ABS的最大注射压力为(70100)(1.251.4)，详细见表2-1 ： 表格2-1 模流分析Material Supplier:Generic DefaultMaterial Grade:Generic PPMax Injection Pressure:180.00 MPaMold Temperature:40.00 deg.CMelt Temperature:240.00 deg.CModel Suitability:Part model was highly suitable for analysis.Moldability:Your part will be extremely difficult to fill and part quality may be unacceptable.View the Confidence of Fill plot and use the Dynamic Adviser to get help on how to improve the filling of the part.Confidence:LowInjection Time:0.85 secInjection Pressure:19.92 MPaWeld Lines:YesAir Traps:YesShot Volume :44.39 cu.cm Filling Clamp Force:12.62 tonnePacking Clamp Force Estimate 20%:( 3.98 )MPa 5.67 tonnePacking Clamp Force Estimate 80%:( 15.94 )MPa 22.69 tonnePacking Clamp Force Estimate 120%:( 23.91 )MPa 34.03 tonneClamp Force Area:139.61 sq.cmCycle Time:16.58 sec2.2.7 分析结果图片图2-8 填充时间图2-9 注射压力 图2-10 填充状态图2-11 熔接痕图2-13 气泡易产生位置图2-12 流体温度3. 注塑设备和模架选择3.1 注塑设备选择根据生产经验，注塑机注塑ABS塑料时，其每次注射量仅达标准注射量的75。为了提高制件质量及尺寸稳定，表面光泽、色调的均匀，选定注射量为标定注射量的50，所以采用公式2-1进行计算。 n= （3-1）式中n型腔数注射机最大注射量（g）浇注系统重量（g）塑件重量（g）通过pro/e得出塑件体积Vz=47.411cm3塑件重量 Wg=V=47.411*1.07=50.729g，式中为塑料密度（取ABS密度=1.07g/ cm3）另外估计浇道体积为5cm3 故浇注系统重量为 5*1.07=5.35g设n=1，则得 =112.158g 转换成体积为： =104.820cm3在实际生产中，ABS的注射压力为70100MPa。根据上面的最大注射量和注射压力初步选定型号为HTF110*1c海天注塑机，其主要技术参数见表3-18。表格3-1注射机主要技术参数 型号 参数单位1101A1101B1101C螺杆直径mm343640理论注射容量cm3131147181注射重量PSg119134165注射压力Mpa206183149注射行程mm144螺杆转速r/min0215料筒加热功率KW5.7锁模力KN1100拉杆内间距(水平垂直)mm400400允许最大模具厚度mm410允许最小模具厚度mm160最大开合模行程mm340移模开距(最大)mm750液压顶出行程mm100液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW13油箱容积l210机器尺寸(长宽高)m5机器重量t3.4最小模具尺寸(长宽)mm2802803.2 注塑压力校核由于最大注射压力P是注射机料筒塑化区域的塑料在注射过程中的压力，实际生产中，在考虑注射机类型、喷嘴形式、浇注系统结构和型腔的流动阻力等影响因素之后，熔料进入模腔时的压力远远小于最大注射压力P。用用有效注射压力PA表示塑料进入模腔的压力，则有 (3-2)式中K压力损耗系数，一般取值范围为（）。为了满足塑料制品成形时所需的压力（即模腔压力PM）需要，必需校核注塑机的压力。显然，塑件要顺利成形，则必须有 (3-3)因此,所选注射机的最大注射压力必须满足因为最大注射压力，所以注塑机的注塑压力符合要3.2.1 锁模力校核当高压熔料充满模具型腔时，注入模腔内的高压熔体将会产生一个很大的反力，使模具沿分型面有分离趋势甚至产生溢料而形成飞边。这个反力称之为成形力或胀模力，用FC表示，其大小等于塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和乘以型腔内熔料的压力（有效注射压力PA）,即 （3-4）为保证动、定模闭合紧密，保证塑件的尺寸精度尽量减少溢边厚度，同时也为了保障操作人员的人生安全，必须有 （3-5）式中 S塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积（cm2）。如果注射压力的单位N/cm2）,而锁模力FS的单位kN，则应有由于F=1600KN，故满足。3.2.2 模具厚度H与注射机闭合高度的校核在模具设计时应使模具的总厚度位于注射机可安装模具的最大模厚与最小模厚之间。即HminHHmax式中Hmin注射机允许最小模厚（160mm） Hmax注射机允许最大模厚（410mm） H模具的闭合高度为H=285mm能满足要求3.2.3 注射机开模行程的校核 （3-6）式中Sk注射机行程（Sk=430mm） H脱模距离（顶出距离）H=50mm H塑件高度+浇注系统高度 H=45mm 定模板和型腔板的分离距离（mm），此距离应足以取出流道凝料；则H+ H+10=50+45+75+10=180mm340mm能满足要求2。4 浇注系统设计4.1 流道设计为了便于浇注凝料从主流道取出,主流道采用的圆锥孔；浇口套与注塑机喷嘴嘴头的接触球面必须吻合。注塑机的喷嘴是球面,其半径SR是固定的,为了浇口套端面的凹球面与注塑机的端凸球面接触良好,一般取半径, （4-1）在此次设计中,所以；而浇口套的圆锥孔的小端直径d应该大于喷嘴内孔直径,即, （4-2）由注塑机的参数可以看到,所以,浇口套的端面凹球深度。浇口套的尺寸如图4-1所示：图4-1 浇口套4.2 分流道设计分流道设计要点：（1）制品的体积和壁厚，分流道的截面厚度要大于制品的壁厚。（2）成型树脂的流动性，对于含有玻璃纤维等流动性较差的树脂, 流道截面要大一些。（3）流道方向改变的拐角处, 应适当设置冷料穴。（4）使塑件和浇道在分型面上的投影面积的几何中心与锁模力的中心重合。生产中使用的分流道截面形状有圆形、半圆形、矩形、梯形、和U形。分流道一般采用圆形或梯形截面。4.3 分流道布局分流道排列尽可能使熔融塑料从主流道到各浇口的距离相等，使型腔压力中心尽可能与注射机的中心重合。分流道的布局如图4-2所示，分流道长度短,对称分布。图4-2分流道布局图4.4 分流道的长度根据分流道的布局,大概的可以测量出分流道的长度总长；分流道的直径：对于壁厚小于3mm,质量200g以下的塑料制品,可以采用如下的经验公式确定分流道的直径 （6-2）式中D分流道直径制品重量L分流道长度根据以上模型分析的得出的结果,塑料制件的质量所以根据 塑料的品种为ABS,其常用的分流道直径为,这里选为分流道的直径。4.5 浇口设计浇口是连接流道与型腔之间的一段细短通道。它是浇注系统的关键部位。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。浇口的主要作用有如下几点：1） 熔体充模后，首先在浇口处凝固，当注射机螺杆抽回时可防止熔体向流道回流。2） 熔体在流经狭窄的浇口时会产生摩擦热，使熔体升温，有助于充模。3） 易于切除浇口尾料。4） 对于多型腔模具，浇口能用来平衡进料。对于多浇口的单型腔模具，浇口除了能用来平衡进料外，还能用以控制熔接痕在制品中的位置。根据模流分析确定浇口的位置,分析的结果如图4-3所示，图中，蓝色越深的代表越适合作为浇口的位置。 图4-4浇口位置图4-3 浇口位置模流分析最终浇口的位置选择为如图4-4所示：5 冷却系统设计在塑料注塑成型中，注入模腔中的熔体的温度一般在200300之间，熔体在模腔中成型、冷却固化制品，当制品从模具中取出时，温度一般在60左右，熔体释放出的热量都传递给了模具。为保证正常生产，模具必须将这部分热量及时传递出去，使模具的温度始终控制在合理的范围内。模具中将这部分热量及时传递出去的结构叫做冷却系统。注塑模温度控制的重要性：1） 不同的塑料对模具温度要求不同。2） 模具温度对制品精度要求的影响。3） 模具温度对注射周期的影响。模具的冷却主要采用的是循环水冷却方式，而此次设计中采用的冷却方式就是采用的循环水冷却方式。5.1 模温调节系统5.1.1 冷却管道的直径计算1) 求塑件在固化时每小时释放的热量塑件的产量 （5-1） ABS的单位热流量 所以 （5-2）2) 求冷却水的体积流量 （5-3）3) 求冷却水在管道直径d，为了使冷却水处于湍流状态，取d = 8 式中：冷却水的体积流量成型周期内塑件的质量冷却水的密度 冷却水的比热容冷却水的出口温度冷却水的入口温度5.1.2 求冷却水管道的孔数1) 求冷却水在管道内的流速 （5-4）2) 求冷却水的表面传热系数h查表取（水温为25时） （5-5） 3) 却管道的中传热面积A （5-6）4) 求模具上应开设的冷却管道的孔数 （5-7）所以设定定模具上开设的管道孔数为2。5.1.3 冷却水管道的布局此设计采用外接直通式冷却回路。定、动模的的冷却回路布局分别如图5-1、5-2所示：图5-1定模的冷却回路布局图5-2动模的冷却回路6 脱模机构设计注射成形每一循环中，塑料制品必须准确无误地从模具的凹模中或型芯上脱出，完成脱出制品的装置称为脱模机构，也常称为推出机构。脱模机构设计一般应遵循如下原则：1） 尽可能使制口滞留在动模一侧，以便借助于开模力驱动脱模装置，完成脱模动作。2） 保证塑件不因推出而变形或损坏。脱模力作用的位置应尽量靠近型芯。同时脱模力应施加于塑件刚性和强度最大的部位。3） 力求良好的制品外观，在选择推出位置时，应尽量选择制品的内部或对制品外观影响不大的部位。4） 结构合理可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，推杆应具有足够的强度和刚度。6.1 顶杆的结构形式采用圆柱型顶杆，优点：圆推杆制造方便、成本低、阻力小以及维修方便。顶杆结构形式如图6-1（左）顶杆的固定形式如图6-1（右）：图6-1 顶杆的结构形式（左） 顶杆的固定形式（右）6.2 顶出机构的布局顶杆的布局如图6-2所示：图6-2 顶杆的布局7型腔的设计3D图如图8-1所示，型腔的尺寸为，选用的是2738的模具钢型腔依靠四个面和上表面分别和动模及动模座板相配合，而跟动模座板的固定采用四个对称的螺钉固定，螺钉的直径为。图7-1 型腔示意图 图7-2 型腔示意图7.1 型芯的设计3D结构如图7-3所示，型芯的尺寸为，型芯的固定也是由四个对称分布的螺钉固定，螺钉的大小同样为直径。（型腔、型芯详细尺寸图见附录）。图7-3型芯示意图8 模架的选择根据型腔排列的方式以及初步确定的壁厚，选择供货商为futaba，型号为SBType，A板壁厚为30mm，S板壁厚为30mm,B板厚度为40mm。主要参数如图8-1：sCBA图8-1 模架示意图9 模具装配总图9.1 模具装配图绘制本次设计中模具装配图的3D模型采用Pro/ENGINEER3.0软件绘制。2D由Pro/ENGINEER3.0软件自动绘制出，再用AutoCAD加以修改。最终图如9-1：图9-1 模具装配图9.2 模具3D爆炸图模具3D爆炸图如图9-2所示：图 9-2 模3D爆炸图9.3 模具设计流程模具绘制时，先绘制电机支架的零件图，再绘制模具成型零件（即型腔和型芯等），最后绘制模具装配总图, 此次设计具体的设计流程如图9-3所示： 图 9-3 模具设计流程图模架结构图模具体积块图型腔、型芯爆炸图模具分型面3D图模具3D图塑件模型3D图10 模具装配2D图图10-1 模具装配2D图 11 模具设计总结本毕业设计的制作过程中，详细叙述了电机支架模具分型面的选择，型腔数的确定及排列，浇注系统和脱模方式的确定，冷却回路的尺寸确定与布置等的计算与校核过程，并综合各个计算参数，利用EMX4.1软件对标准模架进行选择，之后通过proe软件与AUTOCAD软件配合使用，完成各个零件图和装配图。通过本次毕业设计我学会了运用塑料模具设计、机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺等课程的知识，分析和解决塑料模具设计问题，进一步巩固、加深和拓宽所学的知识；使我逐步树立正确的设计思想，增强创新意识和竞争意识，基本掌握塑料模具设计的一般规律，培养出了分析问题和解决问题的能力；通过计算、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行塑料模具设计全面的基本枝能训练，为以后工作打下一个良好的基础。致 谢首先，我要感谢朱春耕老师对毕业设计的指导。在汪红波老师的指导和督促下，给我指出了正确的设计方向，使我加深了对知识的理解,同时也避免了在设计过程中少走弯路。其次，我要感谢各位同学，在做设计的时候相互帮忙，一起学习，使我的CAD和PRO/E操作水平比以前有了很大提高。 最后，很感谢阅读这篇毕业设计（论文）的人们。感谢您们抽出宝贵的时间来阅读这篇毕业设计（论文）。参考文献1. 刘颜召,周俊波.白晶 Pro/ENGINEER Wildfire 3.0模具设计与加工典型实例、专业精讲2. 葛正浩.Pro/E注塑模具设计实例教程M北京：化学工业出版，2007：3. 吴宗泽.机械设计实用手册M，北京：化学工业出版社，2000.4. 胡彦辉.模具制造工艺学M，重庆：重庆大学出版社，2005：35905. 张克惠.塑料材料学M.西北工业大学出版社.2000，5570.6. 吴兆祥.模具材料及表面处理M北京：机械工业出版社, 2000：87107.7. 刘少达.我国塑料模具工业的现状及发展趋势J.仲恺农来技术学院学报，2004（03）：451008. 凯德设计.精通Pro/ENFINEER3.0中文野火版模个设计篇M北京：中国青年出版社, 2007：259292.9. 周斌兴，塑料模具设计与制造实训教程M，北京：国防工业出版社，2006：6298.10. 唐轩：塑料模具的发展趋势C，模型世界，2003年：第9期. 附录附录1、2型腔2D图附录3 型芯2D图附录4 模具装配2D图 附件：大学本科生毕业论文(设计)规范一、毕业论文（设计）格式规范一份完整的毕业论文（设计）材料一般应包括下列内容：（一）题目；（二）目录；（三）论文主体（包括中英文摘要及关键词；正文；致谢；参考文献等）；（四）附录。具体分述如下： （一）题目题目应力求简短、精确、有概括性，直接反映毕业论文（设计）的中心内容和学科特点。题目一般不超过20个汉字，如确有必要，可用副标题作补充。（二）目录毕业论文（设计）必须按其结构顺序编写目录，要求层次分明，体现文章展开的步骤和作者思路。目录格式是论文的结构层次，反映作者的逻辑思维能力，所用格式应全文统一，每一层次下的正文必须另起一行。目录独立成页，以章、节、小节来编排。(三) 论文主体1、中英文摘要及关键词摘要一般不分段，不用图表，以精炼的文字对毕业论文（设计）的内容、观点、方法、成果和结论进行高度概括，具有独立性和自含性，自成一篇短文，具有报导作用。中文摘要一般以200-300个字为宜。关键词是反映毕业论文（设计）内容主题的词或词组，一般35个。其中英文摘要与中文摘要基本对应，英文关键词之间用分号分开，最后一个关键词后不加任何标点。2、正文包括引言、正文、结论等部分。（1）引言引言也称前言、导论、导言、绪言、绪论等。它的作用是向读者初步介绍文章的背景和内容，通常包括以下几个方面：为什么写这篇文章，要解决什么问题；论文的主要观点；与课题相关的历史回顾；写作资料的来源、性质及其运用情况，论文的规划和简要内容；研究中的新发现；课题的意义等。（2）正文正文是论文的核心部分，是作者学术理论水平和创造性工作的综合体现，是作者运用掌握的材料与方法进行论证、得出结论的部分，其任务是分析问题和解决问题。根据不同论文研究的课题性质、研究方法的不同，理论型、实验型和描述型论文的正文格式和写法不尽相同，但他们的要求是一致的。即：主题明确：全文围绕主题展开讨论，不离题；论证充分：有观点、有思路、有材料、有说服力；结论清楚：研究导出的结论不含糊、易理解；逻辑严密：文字精炼流畅、条理清晰。（3）结论结论是论文要点的回顾和提高，是整个研究过程的结晶，是全篇论文的精髓。结论中应对本篇论文解决了什么问题，得出了什么规律，存在什么问题给出明确的回答。撰写结论时，要注意精炼准确、总结提高、前后呼应。3、致谢（无必要时可省略）以精练的文字，对在毕业论文（设计）工作中直接给予指导、帮助的人员表示谢意，言辞恳切，实事求是。4、参考文献毕业论文（设计）须在论文的最后列出参考文献。参考文献应以公开发表过的、作者真正阅读过的、与论文密切相关的或直接引用的为限，未发表过的论文、试验报告、内部资料等不宜列入。参考文献的列写必须严格按照毕业论文（设计）中引用的先后顺序依次列写。参考文献的列写格式，详见“毕业论文（设计）的书写规范与打印要求”。(四)附录（无附录时可省略）凡不宜收入正文中的、又有价值的内容可编入毕业论文的附录中。如：大号的设计图纸；篇幅较大的计算机程序（但以研究软件程序为主的毕业论文题目，其程序可作为正文的一部分）；过长的公式推演过程。其它内容如译文及原文、专题调研报告、文献综述等可另行装订成册。二、毕业论文（设计）的书写规范与打印要求（一）书写规范1、 引用有关政策、方针性内容务必正确无误，不得泄漏国家和单位机密。2、使用普通语体文写作，体例统一，文句通顺，无语法错误，简化字符合规范，标点符号使用正确，符号的上下角标和数码要写清楚且位置准确。3、采用中华人民共和国国家标准（GB31003102-93）规定的计量单位和符号，单位用正体，符号用斜体。4、使用外文缩写代替一术语时，首次出现的，应用括号注明其含义，如CPU(Central Processing Unit,中央处理器)。5、国内工厂、机关、单位的名称等应使用全名，如不得把“大学”简写成“衡阳师院”或“衡师院”。6、公式应另起一行并居中书写，一行写不完的长公式，最好在等号处或在运算符号处转行。公式编号用圆括号括起，示于公式所在行的行末右端。公式编序可以全文统一，依前后次序编排，也可以分章节编排，但二者不能混用。文中公式、表格、图的编排应统一。7、文中引用某一公式时，应写成