　　　采用Pro／Engineer、cimatron来实现豆浆机上盖模具的三维设计及模具成型零件设计，分析制件的成型质量和完成分型面的设计，再采用EMX组件来实现模架的装配，并在产品设计及模具装配过程中，辅助以必要的理论计算，将数字化设计与理论计算结合起来，可以大大缩短产品研发周期、模具设计周期，提高产品设计及模具设计的准确性、产品成型质量，降低产品研发、模具设计成本。在设计过程中制定了合理的工艺方案，满足了大批量生产要求。同时，还编制了详细的工艺文件来保证模具的顺利加工及制品的生产。

经实践检验，本模具满足生产与应用的要求。

关键词：注塑模具；加工工艺分析；Pro/E；cimatron；

1.3 课题的来源及要求

　　　本课题来源于盐城市羽佳塑料制品厂。

　　　设计要求如下：

　　　(1) 模具应能满足加工要求，保证制件精度；

　　　(2) 模具应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整；

　　　(3) 模具尽量用通用件以便降低制造成本；

1.4 模具国内外发展概况

　　　目前，世界模具市场产品供不应求，近几年，世界模具市场总量一直保持在600亿～650亿美元，美国、日本、法国、瑞士等国一年出口的模具约占本国模具总产值的1/3，而我国模具的出口量极少，虽已向香港、东南亚地区出口模具标准件，但其数量极为有限，在目前模具已成为不少行业发展瓶颈的情况下，“十五”期间，模具行业每年必须要有15%左右的增长速度，这一增长速度还必须要与产品结构合理化调整同时实现，只有这样，才能满足国民经济发展的需要。预计，我国几个主要模具市场的需求情况大致为：首先，汽车、摩托车行业是最大的模具市场；其次，家电行业对模具的需求量不可小视；第三，电讯行业的发展潜力巨大；建筑行业塑料型材模具增幅将高于模具行业总体发展水平。

国外注塑模具的发展趋势

　　　首先，国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。因此．模具向高精度复杂、多功能的方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源、降低成本的方向发展。例如：叠模的大量制造和应用，水路设计的复杂化、装夹的自动化、取件全部自动化。

国外模具工厂运行的现状介绍

　　　21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率，缩短设计周期及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。

我国模具的发展现状

　　　虽然中国模具工业在过去十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底，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。特别在大型精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距。这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求．因而需要大量从国外进口。但最根本的差距是观念．即质量观念!第一是质量、第二还是质量。质量是企业生存的基石。特别要注意的是：低成本不意味着低质量,低成本、低质量永远换不来大市场，质量就是最大的效益、就是最大的效率。

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内容简介：: 1 制品三维图01022 模架三维图3模具爆炸图4 模具组件定模固定板垫块推板推杆固定板推杆1动模支承板动模板定模板导柱1定位圈浇口套导套导柱2复位杆拉料杆斜导柱弹簧螺钉1螺钉212 毕业设计附录模具三维图册专业机械设计制造及其自动化学生姓名袁超班级 B机制052 班学号 0510110220 指导教师袁铁军完成日期 2009年6月6日毕业设计任务书课题：基于cimatron的豆浆机上盖模的设计及凹模的高速加工仿真专业机械设计制造及其自动化学生姓名袁超班级 B 机制052 学号 0510110220 指导教师袁铁军专业系主任刘道标发放日期 2009年3月31日一、设计内容课题来源于盐城市羽佳塑料制品厂1. 产品的注塑加工工艺2. 制品测绘、工程图绘制、三维造型及结构优化、设计出能生产高质量制件的模具3. 制品模具结构设计（全套工程图及三维造型）4. 模具型腔计算5. 模具脱模、抽芯机构设计计算6. 模板厚度计算7. 所有非标准零件的工艺规程、凹模的加工工序卡片集二、设计依据1. 课题来源：盐城市羽佳塑料制品厂2. 产品名称：豆浆机上盖模具3. 塑料制件：豆浆机上盖（测绘得出图纸）4. 制件材料：ABS工程塑料5. 生产纲领：大批大量6. 批量：本模具设计制造一副三、设计要求1模具应能满足加工要求，保证制件精度；2模具应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整； 3模具尽量用通用件以便降低制造成本；4设计图样总量：折合成A0幅面在2张以上；工具要求：所有的设计应基于三维的平台上，应用计算机软件绘图。过程要求：装配图需提供手工草图。三维造型图1 份，工序卡片集、工艺规程集；5毕业设计说明书按照学校规定的格式规范统一编排、打印，字数不少于1万字；6查阅文献资料10篇以上，并有不少于3000汉字的外文资料翻译；7到相关单位进行毕业实习，撰写不少于3000字实习报告；8撰写开题报告。四、毕业设计物化成果的具体内容及要求1毕业设计成果要求： 1）毕业设计说明书 1 份2）所有非标准零件的工艺规程集 1 份3）凹模型腔的加工工序卡片集 1 份4）开模示意图 1 张5）三维造型图册1 份6)豆浆机上盖模具的装配图 1 张7）豆浆机上盖模具的凸、凹模零件图 2 张 8）其它零件图不少于7张2外文资料翻译（英译中）要求1）外文翻译材料中文字不少于3000字；2）内容必须与毕业设计课题相关；3）所选外文资料应是近10年的文章，并标明文章出处。五、毕业设计（论文）进度计划起讫日期工作内容备注2月27日2月28日布置任务 3月1日3月14日调查研究，毕业实习3月15日3月31日方案论证，总体设计-开题阶段3月273月31日前期检查4月1日4月14日技术设计（部件设计）4月14日5月14日工作设计（零件设计）5月10日5月14日设计初稿检查5月15日5月31日撰写毕业设计说明书-中期工作阶段5月23日-24日中期检查6月1日6月2日毕业设计预答辩6月3日6月9日修改资料6月10日6月11日评阅材料6月12日6月13日毕业答辩6月14日6月15日材料整理装袋六、主要参考文献：1. 陆宁实用注塑模具设计北京：中国轻工业出版社出版，1997.2. 王孝培塑料成型工艺及模具简明手册北京：机械工业出版社，2000.3. 陈志刚塑料模具设计北京：机械工业出版社，2002.4. 李德群中国模具设计大典：第2卷轻工模具设计江西:科学技术出版社，2003.5.初利宝ProENG INEER Wildfire 模具设计北京：北京大学出版社，2005.6.曹岩ProENG INEER Wildfire 模具设计实例精解北京：机械工业出版社，2005.7. 曹宏深塑料成型工艺与模具设计北京：机械工业出版社，1993.8.陈嘉真塑料成型工艺与模具设计北京：机械工业出版社，1995.9.奚永生大型注塑模具设计北京：中国轻工业出版社，1996.10.丁闻实用塑料成型模具设计手册注射模、压缩模和压注模.西安：西安交通大学出版壮出版，1993.11. 奚永生精密注塑模具设计北京：中国轻工业出版社.1997.12.陆洪邱，徐之海精密塑料成型北京：国防工业出版社，199913.屈华昌塑料成型工艺与模具设计北京：机械工业出版社，1994.14.王伯平互换性与测量技术基础北京：机械工业出版社，1999.15.陈昭福，翁宽仁模具学台湾：科友图书股份有限公司，1991.16.石艳，黄亚纯，黄文权.注塑模具的CAD/CAMJ.重庆工学院学报.2005年11月.第19卷第11期3133，43.17.陈峰，周纯江注塑模热流道结构设计的方法研究与实现。机电工程2005年第22卷第11期6366.七、其他八、专业系审查意见系主任：年月日九、机械工程学院意见院长：年月日6 毕业设计开题论证报告专业机械设计制造及其自动化学生姓名袁超班级 B机制052 学号 0510110220 指导教师袁铁军完成日期 2009年3月26日课题名称：基于cimatron的豆浆机上盖模的设计及凹模的高速加工仿真一、课题来源、课题研究的主要内容及国内外现状综述1、课题来源于盐城市羽佳塑料制品厂。2、测绘塑料制件得到数据后，用cimatron设计模具的浇注系统，脱模机构，导向机构及侧向抽芯机构等，最终用PROE得到模具设计图。同时还要编写工艺规程，零件注塑工艺卡片，注塑工艺流程图和注塑模具装配工艺过程卡片。3、据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。4、国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度 0.0050.01mm 0.020.05mm 型腔表面粗糙度 Ra0.010.05m Ra0.20m 非淬火钢模具寿命 1060万次 1030万次淬火钢模具寿命 160300万次 50100万次热流道模具使用率 80%以上总体不足10% 标准化程度 7080% 小于30% 中型塑料模生产周期一个月左右 24个月在模具行业中的占有量 3040% 2530% 二、本课题拟解决的问题1、收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。2、消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。3、选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。4、模具所有零件的工艺规程。5、装配工艺规程。6、注塑工艺规程。7、注塑工艺流程图。8、成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。三、解决方案及预期效果（一）解决方案：（1）为了降低成型费用，采用一模两腔的结构；（2）分型面选择壳体底端的阶梯面处；（3）为了满足制品表面光亮的要求与提高成型效率，采用潜伏式浇口；（4）采用斜导柱抽芯机构与斜滑杆抽芯机构的相互弥补与结合有效的降低了模具的复杂程度。（二）预期效果：（1）能够以较短周期制造出整副模具；（2）模具结构简单，操作方便快捷；（3）模具运行平稳、可靠；（4）豆浆机上盖的外观及尺寸均符合要求，达到所需精度。四、课题进度安排3月1日3月14日毕业实习阶段。毕业实习，查阅资料，到多个公司实践，撰写实习报告。3月15日3月31日开题阶段。提出总体设计方案及草图，填写开题报告。4月1日5月14日设计初稿阶段。完成总体设计图、部件图、零件图。5月15日5月31日中期工作阶段。完善设计图纸，编写毕业设计说明书，中期检查。6月1日6月2日毕业设计预答辩。6月3日6月9日毕业设计整改。图纸修改、设计说明书修改、定稿，材料复查。6月10日6月11日毕业设计材料评阅。6月12日6月13日毕业答辩。6月14日6月15日材料整理装袋。五、指导教师意见签名年月日六、专业系意见签名年月日七、学院意见签名年月日3盐城工学院本科生毕业设计说明书 2009目录1 前言11.1 课题内容11.2 课题背景11.3 课题的来源及要求11.4 模具国内外发展概况12 总体方案设计32.1 塑件的测绘32.2 塑件的造型52.3 塑件的材料选择与分析72.4 塑件尺寸精度72.5 模具材料的选择82.6 脱模斜度82.7 型腔数目的确定92.8 注射机的选择93 具体设计说明103.1 分型面的确定103.2浇注系统的设计113.3 主流道的设计113.4 浇口的设计133.5 冷却装置设计143.6推出机构设计143.7 推杆153.8 复位杆153.9 导向装置163.10 侧抽芯的设计163.11确定各模板尺寸173.12 型腔成形尺寸计算193.13 注射机技术参数的校核203.14 零件强度计算及校核224 模具的三维造型254.1模架的三维造型265 型腔工艺分析及加工仿真276 各种工艺卡片317 结论32参考文献33致谢34附录35基于cimatron的豆浆机上盖模的设计及凹模的高速仿真加工摘要：注塑模具目前在塑料模具中使用最广泛，能够成型高复杂度、高精度的塑料制品。本课题是对豆浆机上盖模具进行设计并分析其加工工艺。本模具考虑了年产量、工厂的设备及塑件的精度要求，最终选择一模一腔结构。以制品的中间水平面为分型面,使制品顺利脱模。为了使动、定模能够准确地动作, 导向定位机构利用导柱与导套的配合。顶出机构是推杆推出的一次脱出机构。考虑到零件的位置关系,冷却水道采用循环式分布，以便冷却均匀、快速。采用ProEngineer、cimatron来实现豆浆机上盖模具的三维设计及模具成型零件设计，分析制件的成型质量和完成分型面的设计，再采用EMX组件来实现模架的装配，并在产品设计及模具装配过程中，辅助以必要的理论计算，将数字化设计与理论计算结合起来，可以大大缩短产品研发周期、模具设计周期，提高产品设计及模具设计的准确性、产品成型质量，降低产品研发、模具设计成本。在设计过程中制定了合理的工艺方案，满足了大批量生产要求。同时，还编制了详细的工艺文件来保证模具的顺利加工及制品的生产。经实践检验，本模具满足生产与应用的要求。关键词：注塑模具；加工工艺分析；Pro/E；cimatron；The Design and Manufacturing of the top cover beanstalk Receiver Mold Simulation of die processing base in cimatron Abstract：At present ,injection molding is the plastics mould that has being used most extensively , it can mold the complex and high accurate plastic product. The Subject is about the design of the top cover beanstalk receivers mold and process analysis.Considering the annual output, the equipment of the factory and the requirement of precision of the plastic product, one cavities in a mould. The middle horizontal surface of the goods was choosed as the parting line to make goods by demold successfully. The runner is designed to be balanced and symmetrical distribution, ensure that melting plastic could reach each cavitys gate almost. Suspension and Positioning mechanism use matched guide pillar and guide sleeve to make movable mould, fixed mould to work accurately. The knockouts uses once ejecting mechanism that lifter pushes out. By the relation of the position of each part, cooling channels are designed to straight channels to cool effectively, quickly.With Pro/Engineer, cimatron to implement three-dimensional design and mold volume design of the junction box, and shaping quality of part was analyzed and the parting line was designed by Pro/Engineer, then utilized EMX to accomplish the assemblage of the mold with the assistance of essential theory calculate mixed with figure design. It would not only shorten the cycle of product research and mold design, and improve the preciseness and the product shaping quality, but also lower the cost of the research. Having made the rational craft scheme in the design process ,so it has met the requirement of producing in enormous quantities. Moreover, it also prepared a detailed document to ensure that the process for the smooth processing of mold and apparel production.By practice, it has meet the production and application of the requirements. Key words: injection mould；process analysis；Pro/E；cimatron；1 前言1.1 课题内容设计一套能够高效率的生产高质量豆浆机上盖的注射模具。1.2 课题背景由于塑料材料具有许多优点，目前正逐渐成为金属材料的良好代用材料，在很多领域都出现了金属材料塑料化的趋势。作为注塑成型加工的主要工具之一的注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平的高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反应能力和速度。随着塑料新品种的不断出现以及塑料制品在结构、外观上要求的日益提高，使产品的设计和模具设计过程变得越来越复杂。而传统的模具设计是在二维环境下采用手工绘图的方式进行的，已经很难满足这种发展变化的需要。过去模具设计工作主要依靠设计人员的经验，模具的加工制造又在很大程度上依赖于生产者的操作技能，因此存在模具设计水平低、加工质量差、生产周期长、使用寿命短等缺陷。注塑模具CADCAM技术的应用，从根本上改变了传统的塑料产品开发和模具加工方式，大大地提高了产品的质量、缩短了开发周期、降低了生产成本、强有力地推动了模具工业的发展。一些大型的商品化CADCAM 软件，如ProEngineer、Unigraphics II、Cimatron、MoldFlow等，都已开发出专门用于注塑模具设计的功能模块，为模具设计提供了十分方便的工具。有资料统计表明，采用CAD技术可以使模具设计时间缩短50。在欧美一些工业发达的国家，CADCAM已经成为模具行业一种普遍应用的技术。在CAD应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段。在模具设计中采用三维CAD软件的企业已经接近90。目前，国内也有不少企业开始应用CAD软件进行模具设计。ProE、Cimatron等软件在注塑模具设计中的应用，成功地弥补了传统设计方法的不足，制品几何造型、分型面的创建、模具的结构设计，都是基于同一数据库进行的，既方便，又易保证制品的精度。1.3 课题的来源及要求本课题来源于盐城市羽佳塑料制品厂。设计要求如下：(1) 模具应能满足加工要求，保证制件精度；(2) 模具应运转平稳，工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整； (3) 模具尽量用通用件以便降低制造成本；1.4 模具国内外发展概况目前，世界模具市场产品供不应求，近几年，世界模具市场总量一直保持在600亿650亿美元，美国、日本、法国、瑞士等国一年出口的模具约占本国模具总产值的1/3，而我国模具的出口量极少，虽已向香港、东南亚地区出口模具标准件，但其数量极为有限，在目前模具已成为不少行业发展瓶颈的情况下，“十五”期间，模具行业每年必须要有15%左右的增长速度，这一增长速度还必须要与产品结构合理化调整同时实现，只有这样，才能满足国民经济发展的需要。预计，我国几个主要模具市场的需求情况大致为：首先，汽车、摩托车行业是最大的模具市场；其次，家电行业对模具的需求量不可小视；第三，电讯行业的发展潜力巨大；建筑行业塑料型材模具增幅将高于模具行业总体发展水平。(1) 国外注塑模具的发展趋势首先，国外注塑成型技术在向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。因此模具向高精度复杂、多功能的方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源、降低成本的方向发展。例如：叠模的大量制造和应用，水路设计的复杂化、装夹的自动化、取件全部自动化。(2) 国外模具工厂运行的现状介绍21世纪模具制造行业的基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率，缩短设计周期及制造周期，降低生产成本，最大限度地提高模具制造业的应变能力，满足用户需求。(3) 我国模具的发展现状虽然中国模具工业在过去十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底，CADCAECAM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。特别在大型精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距。这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求因而需要大量从国外进口。但最根本的差距是观念即质量观念!第一是质量、第二还是质量。质量是企业生存的基石。特别要注意的是：低成本不意味着低质量,低成本、低质量永远换不来大市场，质量就是最大的效益、就是最大的效率。2 总体方案设计首先是对塑件进行测绘。由于该塑件大都为曲面实际测量有一定困难所以采用多次取断面进行测量的方法。测绘好后用ProE软件进行三维造型。主要采用拉伸、旋转、扫描、混合及薄壁等步骤造型。造型结束后进行模具设计。考虑到生产批量和经济效益，还有塑件的精度等级本模具采用一模一腔。下面选择注塑机，主要从注射量、锁模力等方面进行考虑。要确保塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最大容量的80。接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。浇注系统分为主流道、分流道、浇口、冷料穴等。主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线应在同一条直线上。另外由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要加个浇口套。浇口套要进行淬火处理，这样可以延长模具的使用寿命。浇口主要有两个作用，一是起控制作用，二是压力撤销后封锁型腔，不产生倒流。冷料穴主要是避免冷料进入型腔影响塑件的质量和堵塞浇口。拉料杆主要是保证浇注系统的凝料从定模浇口套中拉出，留在动模一侧，便于取出。接着是排气系统的设计。本模具采用间隙排气。利用分型面的配合间隙自然排气。下面是推出机构的设计。推动的动力来源有手动推出、机动推出和液压与气动推出机构。本模具设计采用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模。接着是推出机构的设计。本模具设计采用塑件留在动模，要保证塑件不应推出变形或损坏，还要保证塑件的良好外观和结构可靠。2.1 塑件的测绘塑件为豆浆机上盖，材料为ABS，用游标卡尺对零件进行测绘。我们最终所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我们所取的塑件是模具生产出来的千千万万个塑件中的一个，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的会产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对塑件较大尺寸误差的进行修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，然后绘出零件的草图。由于条件限制所以采用多次取断面进行测量的办法。量具：游标卡尺（0300、0.02），曲线测量仪等注意做到以下几点：(1) 测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上；(2) 采用多次测量求平均值；(3) 正确地读取数据。测量的主要尺寸如图2-1到2-3所示：图2-1 图2-2 图2-32.2 塑件的造型零件测绘草图出来以后，应该根据零件的测绘图，对零件的进行三维造型。三维造型可以选用ProE软件，三维造型的所有参数与测绘的数据一致。首先打开三维软件ProE，进入零件设计界面，点击拉伸命令，向两边进行拉伸，接着用旋转，扫描，混合，造型等命令绘制三维图形，由于塑件是电话听筒上下盖所以还要进行薄壁处理。由于该塑件大都是曲面所以三维造型有一定的困难。要正确的绘制出该塑件的造型图必须熟练掌握ProE的绘图命令。由ProE软件的计算功能得塑件尺寸为：该塑件外形尺寸为162.8mm168.2mm40mm，制品投影面积约为28244cm2,体积约为1.128105mm3 根据上述的方法绘制的制品的零件图如下：塑件的三维造型如图2-2所示：（a）（b）图2-2 塑件的三维造型2.3 塑件的材料选择与分析(1) 塑件的材料选择a. ABS：高流动性，便宜，适用于对强度要求不太高的部件（不直接受到冲击，不承受可靠性测试中结构耐久性测试的部件）。PC+ABS：流动性好，强度不错，价格适中。PC：高强度，贵，流动性不好。适用于对强度要求较高的外壳。b. 在材料的应用上需要注意以下两点：避免一味减少强度风险，什么部件都用PC料而导致成型困难和成本增加；在对强度没有完全把握的情况下，模具评审时应该明确告诉模具供应商，可能会先用PC+ABS生产T1的产品，但不排除当强度不够时后续会改用PC料的可能性。这样模具供应商会在模具的设计上考虑好收缩率及特殊部位的拔模角。通常外壳都是由上、下壳组成，理论上上下壳的外形可以重合，但实际上由于模具的制造精度、注塑参数等因素的影响，造成上、下外形尺寸大小不一致，即面刮（面壳大于底壳）或底刮（底壳大于面壳）。可接受的面刮0.15mm,可接受底刮10mm可以使用。抽芯机构如下图：图3-14 斜导柱滑块内抽芯机构3.11确定各模板尺寸模板各部分结构尺寸如表3-4所示：表3-3 模板各部分主要结构尺寸1定模座板长宽厚 400mm 450mm 30mm2定模板长宽厚 400mm 315mm 90mm3动模板长宽厚 400mm 350mm 70mm4动模支承板长宽厚 400mm 315mm 50mm5垫块长宽厚 400mm 315mm 80mm6推杆固定板长宽厚 400mm 260mm 25mm7推板长宽厚 400mm 260mm 30mm8动模座板长宽厚 400mm 450mm 15mm根据上述的设计，最后设计出的模具的总装图如下：（a）主视图（a）主视图（b）左视图图3-15 模具总装图3.12 型腔成形尺寸计算3.12.1 凸、凹模结构形式对于极为简单的形状可以采用整体式的凸模或凹模外，往往采用拼镶方法组合成凸模或凹模。本模具采用整体式。3.12.2 型腔和型芯工作尺寸计算在一般情况下，影响塑料制品公差的因素以模具制造误差Z、成型零件的磨损C量和收缩率的波动S为主。因此，在计算尺寸之前，首先要确定使用塑料的成形收缩率。由于本次使用的材料为ABS，收缩率S为0.3%0.8%，取Scp为0.05%。根据文献5中的P578-P580。(1) 型腔尺寸凹模为成形塑件外观或外轮廓、凸出部分的。从所成形的塑件上看，这一类尺寸的公差一般为正偏差，凹模在使用时有磨损，磨损后尺寸增大。型腔尺寸的计算公式为：径向尺寸（直径、长、宽） Lm=(Ls+LsScp-x0) (3-8)深度 Hm=(Hs+LsScp-x1) (3-9)(2) 型芯尺寸凸模为成形塑件的内轮廓、孔、沟槽的。从所形成的塑件上看，这一类尺寸的公差一般为负偏差。凸模在使用时有磨损，磨损后尺寸减小。型腔尺寸的计算公式为：径向尺寸（直径、长、宽） lm=(ls+lsScp+x0) (3-10)深度 hm=(hs+hsScp+x1) (3-11)(3) 中心距尺寸这一类尺寸为不受磨损影响的尺寸，它仅与加工精度和收缩率有关。中心距尺寸的计算公式为：中心距 Cm=(Cs+CsScp) (3-12)其中为公差数值，按精度等级3查表所得，制造误差Z=/3；X0为修正系数，一般为1/23/4，对于中小型塑件取3/4；X1为修正系数，一般为1/22/3，当制品尺寸较大，精度比较低则取小值，反之取大值。因此本次尺寸计算X0取3/4，X1取2/3。通过Excel软件计算得到了型腔，型芯的具体尺寸，打开ProE进行三维造型的尺寸修改，完成开模的模拟。步骤如下：（1）分割体积块，在菜单管理器中选取【模具体积块】【分割】进行型腔，型芯的分离。（2）抽取模具元件（3）铸模及开模，进行注射模拟，将模具型腔形成的空间填充材料，以模拟浇注完成的产品模型。利用其开摸功能，模拟模具的开闭情形。结果如下：（a）（b）图3-16 模具开模3.13 注射机技术参数的校核由于每副模具都只有安装在与其相适应的注塑机上进行生产，因此模具设计与所用的注射机关系十分密切。根据文献5中的P575-P576，注射机的基本技术参数校核如下：（1）注射量的校核 V 0.8V （3-1）式中 V塑件与浇注系统的体积总和（厘米3）；V注射机的注射容量（厘米3）；0.8最大注射容量利用系数。V 5/4 V1.25233.4=83.5g（2）锁模力的校核（3-2）（3）注射压力的校核ABS成型所需注射压力（3-3）（4）模具高度与注射机闭合高度关系的校核（3-4）（5）开模行程校核（3-5）（6）推出装置校核模具设计时需根据注射机顶出装置的形式、顶杆的直径、配制和顶出距离、校核模具的推出脱模机构是否与之相适应。（7）模具外形尺寸校核a模具安装尺寸必须与注射机动、定模固定板上的螺孔的直径和位置相适应；b模具的长度与宽度应使模具可以穿过拉杆空间在注射机动模固定板和定模固定板上安装。（8）注射机定位孔与模具定位圈配合校核为了使模具安装在注射机上，其主流道中心线应与注射机喷嘴中心线重合，其模具的定位圈与注射机定模板上的定位孔应呈较松的间隙配合，定位圈的高度对于小型模具为8-10mm。（9）喷嘴的校核模具主流道的球面半径应与注射机喷嘴球头半径相吻合或稍大，以便于脱卸主流道中凝料，主流道小端孔径应较喷嘴前端孔径略小。3.14 零件强度计算及校核注塑模具的工作状态是长时间的承受交变负荷,同时也伴有冷热的交替。现代的注射模使用寿命至少几十万次，至多几百万次，因此，模具必须具有足够的强度和刚度。工作状态下所发生的弹性变形，对塑件的质量有很大的影响，尤其是对于尺寸精度高的塑件。模具的刚度是很重要的。由于注塑压力的作用，凹模型腔有向外胀出的变形产生。当变形量大于塑件在壁厚方向的成形收缩量时，会造成脱模困难。严重时还会不能脱模。另外，也由于成形过程中各种工艺因素的影响，型腔内的实际受力情况往往非常复杂，不可能为一种简单的模式。因此，在强度计算上采取比较宽容的做法，原则是：宁可有余而不可不足。换言之，即安全系数较大。计算型腔壁厚以最大型腔压力为准。确定型腔壁厚的方法有计算法和以经验数据为基础的查表法.计算法分为按刚度计算和按强度计算两种。实践证明，对大尺寸型腔刚度不足是主要矛盾，应按刚度计算；而小尺寸型腔在发生大的弹性变形之前，其内应力往往就已超过许用应力，应按强度计算。在注塑模的标准件中，凹模的外形为矩形，所以当凹模型腔为圆形时，一般也采用矩形模板。因此，凹模强度的计算也以矩形为主。而我所选的型腔类型为整体式，所以根据文献5中的P580,按矩形型腔整体式计算公式计算。矩形型腔整体式侧壁计算公式为： tc=h (3-13)矩形型腔整体式底部计算公式为： td=b (3-14)式中, tc凹模侧壁厚度(mm) td凹模底板厚度(mm) P模腔压力(MPa) 材料的许用应力(MPa) h型腔深度(mm) b凹模内壁短边长度(mm) L垫板间距(mm) 系数，见下表：表3-4 系数L/h51.01.52.03.00.020.0810.1730.3210.7271.2262.105表3-5 系数L/b1.01.82.00.30780.38340.43560.46800.48720.49740.5000由于上述型腔壁厚计算公式比较复杂，在生产实际中常采用一些经验公式和经验数据，由查图或表确定壁厚，但对大型模具应进行强度和刚度校核。我所设计的模具属于中小型模具，可以用查表法进行强度校核。图3-9为矩形凹模及模套最小壁厚经验曲线，表3-7为型腔侧壁厚度经验公式，表3-8为动模垫板厚度经验数据。成型压力30MPa 成型压力45MPa(已考虑导柱位置，导柱应该设在截面最大处)图3-17 矩形凹模及模套最小壁厚经验曲线表 3-6 型腔侧壁厚度型腔压力/MPa侧壁厚度备注49(注射成型)0.2L+0.17当型腔为整体式L100mm时需乘以0.85-0.949(压缩成型)0.16L+0.1529(压缩成型)0.14L+0.12塑件、浇注系统在分型面投影面积/cm2垫板厚度/mm515510152010502025501002530100200304020040表 3-7 动模垫板厚度已知成型压力30MPa，型腔边长为204mm。实际壁厚为(315-248.5-70)/2=74mm。由图3-9矩形凹模及模套最小壁厚经验曲线可得最小壁厚为42mm74mm，故符合要求。实际侧壁壁厚为(400-195)/2=102.5mm。由表4-7可知型腔侧壁最小厚度为(0.2195+0.17)0.9=35.3mm102.5mm，满足要求。塑件、浇注系统在分型面投影面积在100200之间。由表4-8查的动模垫板最小厚度为3040mm，而实际厚度为50mm符合要求。由于有支撑板的缘故型腔底板厚度强度满足要求，可以不必通过计算。故本次设计的模具可采用。4 模具的三维造型4.1模架的三维造型进入建模模块后，根据所绘制的二维图的尺寸，利用拉伸，旋转，倒圆角，螺旋扫描等命令，分别完成定位圈，浇口套，螺钉，定模固定板，定模板，动模板，动模支承板，推杆固定板，推板，垫块，动模固定板，拉料杆，推杆，导套，导柱，复位杆，堵塞和水嘴的三维造型，然后在装配模块中，利用匹配，对齐等装配方式，依次将各个零件装配起来，最后的装配图如下：（a）（b）图4-3 模具三维装配图5 型腔工艺分析及加工仿真（1）定模的工艺性审查 1）定模型腔的结构特点定模型腔（零件图见附图），该零件是注塑模的型腔部分，以矩形配合面与定模固定板配合，凹进部分与动模型芯形成闭合空间，注入熔融工程塑料ABS经冷却后形成所需的电话听筒下壳。零件的主要工作平面有矩形配合面、分模面、不规则平面型腔等。由于型腔在注塑时需要承受一定的压力和温度，故该零件需要有足够的强度、刚度、耐磨性和韧性。 2）主要技术要求零件图上的主要技术要求有：热处理：50-55HRC；锐角去毛刺倒钝。加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度Ra=0.8m，侧面的表面粗糙度Ra=3.2m, 内轮廓表面的粗糙度为Ra=0.4m。 3）零件材料零件的材料为45钢，可以通过热处理来获得所需的机械性能和力学性能。（2）毛坯选择 1）考虑到零件所需的性能，选用锻件作毛坯； 2）确定毛坯的形状、尺寸：选用45钢锻件22022060（mm）。 3）基准选择加工中的一次装夹希望能够进行在该基准下的全部加工，这样可以降低由于基准不重合而导致的基准不重合度误差。根据对工件的加工的初步分析，在毛坯的初次装夹后可以完成加工，故选用毛坯的初始轮廓面为装夹基准。 4）机床的选择根据本设计的生产纲领，本模具的加工机床选择通用机床。本模具中加工平面选用通用铣床，加工孔时选用通用钻床。由于定模具型腔比较复杂，用普通机床难以加工，所以本设计中还选用数控铣床。5) 刀具的选择本设计中，加工平面时选用端铣刀和砂轮；加工直孔时选用麻花钻，扩孔刀和铰刀；加工与斜导柱配合的斜孔时，因此孔中有沉孔，为了保证其同轴度，所以选用组合刀具（钻刀与锪刀的组合）；加工分流倒槽时，由于其截面为半圆状，所以选用球形铣刀；加工型腔时选用立式铣刀。6) 夹具的选择考虑其经济性，本设计中除加工型腔抽芯处的矩形槽时选用专用夹具外，其他的都选通用夹具。7) 切削用量的选择本设计中的所有切削用量都参考文献20。8) 型腔数控仿真加工设计步骤如下：a 设定粗加工刀具参数如下图所示图5-1粗挖槽加工参数对话框图5-2 定义粗加工刀具参数b. 毛坯设置图5-4 毛坯设置c精加工刀具设定（步骤如粗加工），选择平行曲面加工。图5-5 定义刀具参数图5-6 精加工参数设置d.成果显示图5-7仿真加工效果图6 各种工艺卡片A零件加工工艺过程卡片（见附表31）B模具零件加工工序卡片（见附表30）C塑料零件注射工艺卡片（见附表32）D注塑工艺流程图（见附表33）E注塑模具装配工艺过程卡片（见附表34）7 结论本设计是为豆浆机上盖模注射成型而专门设计的。为了能达到质量好、效率高，本设计采用潜伏式浇口及推板推杆一次脱模的方式进行设计。并且大多数零件都采用通用零件。本次设计的豆浆机注射模，在设计时充分利用CAD、Pro/e、天河、cimatron 、EMX组件等二维，三维绘图仿真软件，缩短了设计生产周期，大大提高了生产效率，降低了劳动强度，保

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