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光盘底盒产品造型与模具设计【注塑模】【带UG爆炸图】【11张CAD图纸】

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关键词：: 光盘盘底产品造型模具设计注塑 ug爆炸 cad图纸

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光盘底盒产品造型与模具设计

40页 16000字数+说明书+任务书+开题报告+UG爆炸图+11张CAD图纸【详情如下】

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摘要

模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。如模具的CAD/CAM技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术。本设计介绍了光盘底盒注射模的设计与制造方法。该注射模采用了1模2腔侧抽芯的结构。

关键词：光盘盒；注射模具；设计

Abstract

The mold manufacture technology rapid development, has become the modern manufacture technology the important constituent. If the mold CAD/CAM technology, the mold laser fast takes shape the technology, the mold precise formed technology, the mold ultra precise processing technology. This design introduced the light disk box injects the mold the design and the manufacture method. This injection mold used 1 mold 2 cavity side to pull out the core the structure.

keyword：light disk box； Injection mold； design

摘要I

AbstractII

目录III

1绪论- 1 -

1.1模具工业在国内外所占的重要地位- 1 -

1.2我国塑料模具工业和技术现状及地区分布- 2 -

1.3塑模具CAD发展概况及趋势- 5 -

1.4我国模具制造技术发展方向- 7 -

1.4.1产品发展重点- 7 -

1.4.2技术发展重点- 9 -

1.5现代模具的设计及制造- 10 -

1.6 逆向工程技术的内容及其应用范围- 10 -

2 塑件的工艺分析- 12 -

2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征- 12 -

2.2 分析塑件的结构工艺性- 12 -

2.3工艺性分析- 12 -

3 初步确定型腔数目- 13 -

4 注射机的选择- 14 -

4.1 塑件体积的计算- 14 -

4.2 计算塑件的质量- 14 -

4.3按注射机的最大注射量确定型腔数目- 15 -

5 浇注系统的设计- 17 -

5.1主流道的设计- 17 -

5.2 分流道的设计- 18 -

5.3 分型面的设计- 19 -

5.4 浇口的设计- 19 -

5.5 冷料穴的设计- 20 -

6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计- 21 -

6.1型腔、型芯工作尺寸计算- 21 -

7 导向机构的设计- 25 -

7.1导柱的设计- 25 -

7.1.1长度- 25 -

7.1.2形状- 25 -

7.1.3材料- 25 -

7.2导套的结构设计- 25 -

7.2.1材料- 25 -

7.2.2形状- 25 -

7.3推出机构的设计- 25 -

7.3.1推件力的计算- 26 -

7.3.2 推杆的设计- 26 -

8 冷却系统的设计- 28 -

8.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量- 28 -

9 模具排气槽的设计- 29 -

10校核- 30 -

11结论- 31 -

参考文献- 32 -

致谢- 34 -

附录1- 35 -

附录2- 36 -

1.4.1.5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。

1.4.2技术发展重点

高新技术蓬勃发展的今天，为保证属高新技术产业的模具工业快速发展，模具行业许多共性技术也必须更上一层楼，应不断开发和推广应用并积极应用高新技术。它们主是：

（1）、开发拥有自主知识产权、适合于我国国情，具有较高水平的模具设计、加工及模具企业管理的软件，不断提高软件的智能化、集成化程度，并推广应用。

（2）、推广应用高速、高精加工技术并研制相应设备

?高速高精加工包括高速高精切削加工和高速高精电加工及复合加工等。在未来15年左右的时间里，我国机床行业应向模具行业逐步提供适合于模具高速高精加工的相应设备。如有可能，建议开发拥有自主知识产群、精度能达0.0001mm的高精度模具制造设备。

（3）、快速原型和快速经济模具制造新技术的进一步开发、提高和应用。

（4）、大力发展和推广信息化、数字化技术。例如逆向工程、并行工程、敏捷制造技术的研发及推广应用；包括大型级进模及高精密和高复杂性的高技术含量的先进模具三维设计和制造技术的研发；包括冲压工艺设计系统、模具型面设计系统、成形分析系统、模具结构设计系统、模具CAM系统和冲压专家资源系统的车身模具数字化设计制造系统的研发；模具的集成、柔性及自动加工技术和网络虚拟技术等。

（5）、模具制造新工艺、新技术。模具制造的节能、节材技术，模具热处理、表面光整加工和表面处理新技术等。

（6）、高性能模具材料的研制、系列化及其正确选用。

1.5现代模具的设计及制造

模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量。它使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形（型）工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。

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，我国自主开发的有上海交大的冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林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；郑州工业大学Z-mold软件等。

参考文献

1.杨占尧《UG NX3.0注塑与冲压级进模具设计案例精解》[M].化学工业出版社，2006，113－119

2.屈华昌主编《塑料成型工艺与模具设计》高等教育出版社

3.黄圣杰主编《实用PRO/E2001模具设计》中国铁道出版社

4.贾润礼主编《实用塑料模设计手册》机械工业出版社

5.单岩王蓓主编《MOLDFLOW分析基础》青华大学出版社

6.王孝培主编《塑料成型工艺及模具简明手册》机械工业出版社

7.[德] K.Stoeckhert/G.Menning 编任冬云等译《模具制造手册》化学工业出版社

8.[美] T.A 奥斯瓦德 L.特恩格 P.J.格尔曼编吴其晔译

《注射成型手册》化学工业出版社

9. 黄毅宏主编《模具制造工艺》上海科学技术出版社

10.陈孝康等编《实用模具技术手册》中国轻工业出版社

11.缪德建主编《CAD/CAM应用技术》东南大学出版社

12.潘雪增主编《现代模具设计制造理论与技术》青华大学出版社

13.Mold Engineering,2nd Edition/byHerber Ress.carl Hanser Verlag.

14.黄毅宏主编《模具制造工艺》机械工业出版社

15.缪德建主编〈CAD/CAM应用技术〉东南大学出版社

16.朱光力主编：《模具设计与制造实训》[M] 高等教育出版社 2004年

17.朱光力、万金宝主编：《塑料模具设计》[M] 清华大学出版社 2004年

18.张针主编：《模具设计与制造实例指导》[M]北京化学工业出版社1997年

19.《塑料模设计手册》[J]编写组主编：《塑料模设计手册》

[J]模具手册之二机械工业出版社 2004年

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21．中国机械工程学会.《中国机械设计大典》[M].南昌:江西科学技术出版社，2002: 903－912

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23．俞研，陶俐言.《CADCAM集成系统中的特征分类与描述方法研究》[J].制造业自动化，2000,22(1):30－32

24．陈钢，陈小安，张高群等.《基于参数化特征建模技术建立三维标准件库的方法研究》[J].计算机辅助设计与制造，2001,(6):47－49

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26．孟祥旭，汪嘉业，刘慎权.《基于有向超图的参数化表示模型及其实现》[J].计算机学报，1997,20(11):983－988

27．童秉枢.《参数化计算绘图与设计》[M].北京:清华大学出版社，1997,216－222

28．源清，肖文.《温故知新更上层楼(二)一一简析九十年代主流CAD造型基础技术》[J].计算机辅助设计与制造，1998,(2):1－4

内容简介：: 专业机械设计制造及其自动化学院工程学院姓名田野指导教师王明论文（设计）题目光盘底盒产品造型与模具设计毕业论文（设计）前期工作小结1、通过阅读相关文献，熟悉光盘底盒产品，及其模具在国内外的发展趋势；2、了解注塑模具的具体结构及作用；3、分析模具部件的加工工艺。毕业论文（设计）中期工作小结1、在图书馆借阅相关设计手册，了解并计算主要相关数据；2、根据实际要求，选择适当的模具材料；3、通过计算后的数据，绘制相应的模具二维图；4、利用UG构造出产品的模具体并绘制爆炸视图。指导教师意见指导教师签名：2009 届本科生毕业论文（设计）中期汇报表填表日期：黑龙江八一农垦大学本科生毕业论文（设计）任务书论文题目光盘底盒产品造型与模具设计学院名称工程学院姓名田野专业班级机械设计制造及其自动化指导教师王明课题类型应用毕业设计的内容摘要1、通过查阅一定量的文献资料，掌握注塑模具的设计方法及相应软件的使用； 2、进行光盘底盒的产品造型；3、确定该种模具的最佳设计方案，并据此进行相应的计算和设计；4、做出此模具的三维装配效果图（UG或Pro/E）。毕业设计基本要求及工作量要求 1、完成光盘底盒的产品造型；2、对所确定的模具结构进行分析，进行相应的计算，完成各个部分的设计工作；3、绘制模具的二维，以及必要的零件图若干；毕业论文（设计）的主要阶段计划（分前期、中期、后期）1、12周文献资料查询；2、311周完成设计工作并撰写毕业论文，提交初稿并进行修改；3、1213周对论文进行完善，准备毕业答辩。任务下发日期2009-3-3完成日期2009-05-30系主任主管教学院长审批（签字）：黑龙江八一农垦大学毕业设计(论文)开题报告学生姓名：学号：专业：机械设计制造及其自动化设计(论文)题目：光盘低盒产品造型与模具设计指导教师： 2009年3月 26日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；4有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2002年4月26日”或“2002-04-26”。毕业设计（论文）开题报告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述摘要：随着市场经济结构的调整，ISO质量管理体系的引入，模具与数控技术广泛的应用，因此对模具方面的人才也提出了更新、更高的要求。本文从模具专业运用性的途径、人才培养模式、人才培养质量标准、教学方式和产教研相结合等五个方面初步探讨了模具专业企业化发展的基本构想，以适应市场的需求。关键词：模具专业企业化发展目的：以社会实际产品为课题，真题假做，设计一副能够生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的塑料模具，能熟练使用UG 、AUTOCAD等CAD,CAE绘图软件。使学生在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具数字化设计、塑料模具零件的选材、热处理、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为缩短工作适应期奠定坚实的基础。意义：随着塑料制品在机械、电子、交通、国防、建筑、农业等各行业广泛应用，对塑料模具的需求日益增加，塑料模在国民经济中的重要性也日益突出。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已经成为一个国家制造业水平的重要标志之一。中国加入WTO后，职业教育为适应市场化、国际化、社会化的需求，职业技校逐渐引入ISO质量管理体系，作为ISO质量管理体系的职业教育是一种新型人才培养模式。目前，尚未有其完整的教育体系，应当贯穿在整个人才培养过程的始终。模具专业的企业化、市场化教育的主要目标有三个：一是通过实践使学生所学的基础理论知识与专业知识得以巩固；二是通过实践使学生各方面的实践综合能力得到锻炼；三是通过实际的岗位工作实践，使学生的专业素质、专业技能获得全面提高。笔者就多年来从事模具专业教育与培训情况和近年来对珠三角地区模具企业需求毕业生的能力结构市场调研，提出模具专业企业化的初步构想和建议。近年来，由于模具与数控技术的广泛应用，对传统制造业的生产方式、产品种类以及产业结构带来深刻的变革，同时亦对传统的机械、电子类人才的培养提出了新的挑战。目前，许多高职教育仍在很大程度上借鉴学历教育的培养模式，没有真正惯窃职业教育培养学生的目标是以应用型、技能型为基础、且具有综合职业能力的生产一线的高素质的劳动者，达到生产、管理、建设、服务第一线需要的德、智、体、美全面发展的高等技术应用性专门人才，真正达到学校与社会用人部门相结合，师生与实际劳动者相结合，理论与实践相结合的人才培养途径。在实际工作中，职业教育存在着两种偏向：一种是忽视应用能力的培养，追求理论的系统性和完整性；另一种是不注重专业知识和理论知识的教学，培养的人才成为简单操作型。在新世纪经济发展形势下，其能力特点主要体现在应具备良好的创新能力、创业能力、实践能力、竞争与合作能力与敬业能力等方面。因此对模具专业整体改革方案，必须以社会对人才规格特点需求出发，建立与之相适应的学科体系，科学地处理好适用性与针对性的关系、就业竞争能力与发展后劲的关系即：从制定教学计划、设置课程、选择教材，到教师授课方法等都应坚持以岗位需求为导向，学生为主体，能力为本位的教育思想，从不同角度、多方位培养学生综合职业能力，并将这一思想理念贯穿于每一教学环节中。模具专业企业化的教学的理论和方法尚未成熟，况且模具专业集车、铣、刨、磨、钳等多个工序与一身，集设计、拆装、装配及电加工、数控编程、制品成型以及使用塑料设备加工多种综合能力于一体。对学生要求的能力较高、知识面较广，我校的模具专业开设的时间较早，故可借鉴的经验和理论很少。一、模具专业的企业化是加强职业教育模具专业运用性的捷径提高高等职业教育与社会经济的相关度，加强专业的适用性，必须了解不断发展的市场经济对于特定职业岗位群的知识、素质、技术、能力的需求，并以此为基础进行有针对性的专业配套设置和课程、教材调整，建立以职业能力为中心的教学体系。企业最了解职业岗位群的职业需求。从这一认识出发，我们应主动与企业建立联系，积极沟通，取长补短协调发展。我校是以模具专业为主体的职业技校，培养目标是岗位技能型模具加工、设计、装配于一体化人员。经调查，目前珠三角地区的模具工业基本摆脱了手工做模的方式，各种先进的加工设备包括模具CAD / CAM / CAE技术已经进入许多企业。因此目前的模具工业对模具教育已不满足于一般的技术人员，操作人员，模具工业更需要大量的既掌握传统模具设计制造方法，又懂模具设计制造先进技术，能参与模具新产品开发和国内外技术交流的较高层次的应用型模具技术人才。根据对培养目标的分析定位，我们可以将原来通行的毕业论文指导课取消，开设一门具有现代职业特色的毕业实践综合性课程，通过具体模具设计、模具加工、模具装配使学生在实践操作中将所学知识融会贯通，巩固并升华为综合应用能力。开设这一课程需要编制相应的教材。运用现代教育技术设备提供学生完整的实现模具产品全过程（模具产品模具组装模具零件加工模具图纸识别模具理论设计模具基础知识累积模具专业课模具装配）。运用实例教学与实践教学的方式，将基本理论与基本操作技能的讲解融为一体，实务模型处理的演示与学生实践紧密结合，以培养学生的综合业务处理能力和信息化管理的实践能力。二、模具专业的企业化能够有效地促进模具人才培养模式的创新模具专业的企业化能够确立以职业能力为中心的课程设计思想职业教育是密切联系社会经济实际的教育，必须改变以学科为中心的课程设计，确立以职业能力为中心的思想。企业的参与使课堂教育能够随时反馈职业技术、技能的发展变化，及时调整和更新内容，注重课程建设的实用性和前瞻性。密切联系实际的职业教育具有了随时进行调整的条件，人才培养模式必然发生明显变化。例如，我们在模具制造过程中采用的MasterCAM/UG软件本身，就是先进制造和管理模式的载体，它有助于设计人员与加工人员突破能力局限。由于企业竞争环境、制造与加工模式有所变革，使得学校与企业不断地改进制造软件，学生掌握了单一制造技术同时也掌握了同一环境下企业加工管理模式、物料的处理方法，适应了社会需求。三、研究内容及拟解决的关键问题： 1、内容：塑件测绘图、模具装配图、模具零件图、说明书。 2、拟解决的关键问题：模具浇口、抽心机构的设计、分型面的选择、型腔与型芯的尺寸配合和精度问题。四、研究方法、手段： 1、方法：使用UG软件将设计完成的塑料制品调入到模具设计模组当中，进行装配和型腔排布，再进行注射塑料模具、型腔、型芯滑块等成型零件的设计，最后完成二维工程三视图。 2、所用软件和工具： UG 、AUTOCAD,、手工绘图工具、测量工具。五、参考文献：1中国模具设计大典2塑料模具技术手册3塑料模设计手册 4UGNX中文版模具设计基础教程人民邮电出版社2006年8月5UG注塑模具设计培训教程清华大学出版社2004年3月8 大连理工大学工程画教研室编机械制图4版北京：高等教育出版社1993年5月9 林纳、P恩格主编注射模具130例3版北京：化学工业出版社2005年3月10塑料模具技术手册编委会塑料模具技术手册北京机械工业出版社2001年4月11 杜智敏、何华妹、郭肇强塑料注射模具设计实例北京机械工业出版社2005年8月12 叶久新、王群主编塑料制品成型及模具设计长沙湖南科学技术出版社2005年8月。14.肖景荣，姜奎华.冲压工艺学M.北京：机械工业出版社，200615.胡世光，陈鹤峥.板料冷压成形的工程分析M.北京：北京航空航天大学出版社，2004 毕业设计（论文）开题报告指导教师意见：1对“文献综述”的评语：2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日8光盘底盒产品造型与模具设计学生导师学院工程学院专业机械设计绪论 1 模具工业在国内外所占的重要地位2 我国塑料模具工业和技术现状及地区分布3 注塑模具CAD发展概况及趋势4 我国模具制造技术发展方向5 现代模具的设计及制造6 逆向工程技术的内容及其应用范围塑件的工艺分析材料该塑件材料选用ABS 丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物 ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度有良好的加工性和染色性能结构该塑件尺寸中等整体结构较简单多数都为曲面特征除了配合尺寸要求精度较高外其他尺寸精度要求相对较低但表面粗糙度要求较高再结合其材料性能故选一般精度等级 5级初步确定型腔数目根据塑件的结构及尺寸精度要求该塑件在注射时采用1模2腔注射机的选择塑件的体积塑件的质量注射机的最大注射量确定型腔数目公式注射机最大注射量的利用系数一般取0 8 注射机最大注射量 cm 或g 浇注系统凝料量 cm 或g 单个塑件体积或质量 cm 或g 查表文献4 2得选用CJ380m3型号注射机浇注系统的设计浇注系统的设计原则浇口位置应尽量选择在分型面上以便于模具加工及使用时浇口的清理浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致并使其流程为最短浇口的位置应保证塑料流入型腔时对着型腔中宽敞壁厚位置以便于塑料的流入避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁型芯或嵌件使塑料能尽快的流入到型腔各部位并避免型芯或嵌件变形尽量避免使制件产生熔接痕或使其熔接痕产生在之间不重要的位置浇口位置及其塑料流入方向应使塑料在流入型腔时能沿着型腔平行方向均匀的流入并有利于型腔内气体的排出浇注系统的设计主流道的设计为了便于将凝料从主流道中取出将主流道设计成圆锥形起斜度为此处选用2 经换算得主流道大端直径为8 47MM 主流道示意图浇注系统的设计分流道的设计分流道示意图浇注系统的设计分型面的设计分型面示意图结语毕业设计是大学阶段对我们所学基础及专业课的一次系统的检验搞好毕业设计对我们以后的工作学习有着至关重要的作用在这十三周的时间里我本着对自己负责的原则努力学习几种CAD软件并且尽力将以前没有学好的科目重新学习在这十三周里我主要完成了以下工作利用收集的资料进行系统的分析方案比较最终确立设计方案进行桅杆和卷扬机的计算分析按要求出零件图和装配图整理并打印毕业论文模具结构示意图导向机构的设计导向机构的作用 1 定位作用 2 导向作用 3 承受一定的侧向压力导柱的设计导套的结构设计推出机构的设计根据塑件的形状特点模具型腔在定模部分型心在动模部分其推出机构可采用推杆推出机构推件板推出机构由于分型面有台阶为了便于加工降低模具成本我们采用推杆推出机构推杆推出机构结构简单推出平稳可靠虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹但塑件底部装配后使用时不影响外观设立五个推杆平衡布置既达到了推出塑件的目的又降低了加工成本冷却系统的设计冷却水回路布置的基本原则 a 冷却水道应尽量多b 截面尺寸应尽量大 c 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当 d 适当布置水道的出入口 e 冷却水道应畅通无阻 f 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位结束语我首先要感谢我的指导老师王明老师对我的帮助我能顺利完成这次的设计跟他是分不开的塑料工业是当今世界上最快的工业门类之一对于我国而言它在整个国民经济的各个部门中发挥了越来越大的作用本研究采用UG三维建模软件软件进行特征分解该软件基于特征以及参数化的特点使其具有强大的功能能够解决这种特殊问题我们大学生对于塑料工业的认识还很浅但是这次塑料模具课程设计通过老师的帮助让我更多的了解有关塑料模具设计的基本知识更进一步掌握了关于塑料模具设计的步骤和方法对塑料模有了一个更高的认识黑龙江八一农垦大学毕业设计论文摘要模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。如模具的CAD/CAM技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术。本设计介绍了光盘底盒注射模的设计与制造方法。该注射模采用了1模2腔侧抽芯的结构。关键词：光盘盒；注射模具；设计 AbstractThe mold manufacture technology rapid development, has become the modern manufacture technology the important constituent. If the mold CAD/CAM technology, the mold laser fast takes shape the technology, the mold precise formed technology, the mold ultra precise processing technology. This design introduced the light disk box injects the mold the design and the manufacture method. This injection mold used 1 mold 2 cavity side to pull out the core the structure. keyword：light disk box； Injection mold； design目录摘要IAbstractII目录III1绪论- 1 -1.1模具工业在国内外所占的重要地位- 1 -1.2我国塑料模具工业和技术现状及地区分布- 2 -1.3塑模具CAD发展概况及趋势- 5 -1.4我国模具制造技术发展方向- 7 -1.4.1产品发展重点- 7 -1.4.2技术发展重点- 9 -1.5现代模具的设计及制造- 10 -1.6 逆向工程技术的内容及其应用范围- 10 -2 塑件的工艺分析- 12 -2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征- 12 -2.2 分析塑件的结构工艺性- 12 -2.3工艺性分析- 12 -3 初步确定型腔数目- 13 -4 注射机的选择- 14 -4.1 塑件体积的计算- 14 -4.2 计算塑件的质量- 14 -4.3按注射机的最大注射量确定型腔数目- 15 -5 浇注系统的设计- 17 -5.1主流道的设计- 17 -5.2 分流道的设计- 18 -5.3 分型面的设计- 19 -5.4 浇口的设计- 19 -5.5 冷料穴的设计- 20 -6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计- 21 -6.1型腔、型芯工作尺寸计算- 21 -7 导向机构的设计- 25 -7.1导柱的设计- 25 -7.1.1长度- 25 -7.1.2形状- 25 -7.1.3材料- 25 -7.2导套的结构设计- 25 -7.2.1材料- 25 -7.2.2形状- 25 -7.3推出机构的设计- 25 -7.3.1推件力的计算- 26 -7.3.2 推杆的设计- 26 -8 冷却系统的设计- 28 -8.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量- 28 -9 模具排气槽的设计- 29 -10校核- 30 -11结论- 31 -参考文献- 32 -致谢- 34 -附录1- 35 -附录2- 36 - 36 -1绪论1.1模具工业在国内外所占的重要地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中6090的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域，在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ；美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ，同时也是“整个工业发展的秘密”，是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿日元，远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今，世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。目前在国民经济的各个部门中都广泛地使用着各式各样的塑料制品。特别是在办公设备、照相机、汽车、仪器仪表、机械制造、交通、电信、轻工、建筑业产品、日用品以及家用电器行业中的电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向塑料化方向发展。近几年来由于工程塑料制件的强度和精度等得到很大的提高，因而各种工程塑料零件的使用范围正在不断扩大，预计今后随着微型电子计算机的普及和汽车的微型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖国民经济所有部门，尤其在国防和尖端科学技术领域中占有越来越重要的地位。目前，世界的塑料产量已超过有色金属产量的总和。塑料模具就是利用特定形状去成型具有一定形状和尺寸的塑料制品的工艺基础装备。用塑料模具生产的主要优点是制造简便、材料利用高、生产率高、产品的尺寸规格一致，特别是对大批量生产的机电产品，更能获得价廉物美的经济效果。塑料模具的现代设计与制造和现代塑料工业的发展有极密切的关系。随着塑料工业的飞速发展，塑料模具工业也随之迅速发展。在我国，随着国民经济的高速发展，模具工业的发展也十分迅速。1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999年，国内汽车年产量为183万辆，保有量为1500万辆，预计到2005年汽车年产量将达600万辆。仅汽车行业就将需要各种塑料件36万吨，而目前的生产能力仅为20多万吨，因此发展空间十分广阔。家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量己超过3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了100万台。家用电器行业的飞速发展使之对模具的需求量极大。到2010年，在建筑与建材行业方面，塑料门窗的普及率为30%，塑料管的普及率将达到50%，这些都会大大增加对模具的需求量。其它发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。1.2我国塑料模具工业和技术现状及地区分布在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。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l8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. 02 0. 05mm，表面粗糙度Ra0. 2 u m，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50 100万次，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模具。但总体上热流道的采用率不到10%,与国外的5080%相比，差距较大。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统，如美国EDS的UG II、美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer、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塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。近年来，我国自主开发的塑料模CAD/CAM系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的CAXA系统、华中科技大学开发的注塑模HSC5.0系统及CAE软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格较低等特点为进一步普及模具CAD/CAM技术创造了良好条件。近年来，国内己较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如:P20, 3Cr2Mo, PMS,SM I、SM II等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。技术比较见表1表1.1 国内外塑料模具技术比较表项目国内国外注塑模型腔精度0. 0050. 01mm0.020.05mm型腔表面粗糙度Ra0.010. 05 umRa0.20 um非淬火钢模具寿命10-60万次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个月目前，全世界模具的年产值约为650亿美元，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。虽然近几年来，我国模具工业的技术水平己取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。我国模具工业起步晚，底子薄，与工业发达国家相比有很大的差距，但在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速。据统计，我国现有模具生产厂近2万家，从业人员约50万人，“九五”期间的年增长率为13%. 2000年总产值为270亿元，占世界总量的5%。但从总体上看，自产自用占主导地位，商品化模具仅为1/3左右，国内模具生产仍供不应求，特别是精密、大型、复杂、长寿命模具，仍主要依赖进口。目前，就整个模具市场来看，进口模具约占市场总量的20%左右，其中，中高档模具进口比例达40%以上。因此，近年来我国模具发展的重点放在精密、大型、复杂、长寿命模具上，并取得了可喜的成绩，模具进口逐渐下降，模具技术和水平也有长足的进步。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型精密、复杂、长寿命等中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加较快，其能力提高显著；“三资”及私营企业发展迅速，尤其是“三资”企业目前已成为行业的主力军；股份制改造步伐加快，等等。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，这2个省的模具产值已占全国总量的六成以上。江苏、上海、山东、安徽等地目前发展态势也很好。我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比工业发达国家落后许多，其差距主要表现在下列六方面：(1)国内自配率不足80，中低档模具供过于求，中高档模具自配率不足60。(2)企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不够合理。(3)模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。(4)开发能力弱，经济效益欠佳。我国模具企业技术人员比例较低，水平也较低，不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。(5)模具标准化水平和模具标准件使用覆盖率低。(6)与国际先进水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。纵观发达国家对模具工业的认识与重视，我们感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此，模具是国家重点鼓励与支持发展的技术和产品，现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础，其大量应用可缩短模具设计制造周期，同时也显著提高模具的制造精度和使用性能，大大地提高模具质量。早在1989年，在国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，模具被列为机械工业技术改造序列的首位。1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从1997年开始对部分模具企业实行了增值税返还70%的优惠政策。所有这些国家对模具工业采取的优惠政策也将对其发展提供有力支持。在科技发展中，人是第一因素，因此我们要特别注重对知识的更新与学习，实现产、学、研相结合，培养更多的模具人才，搞好技术创新，提高模具设计制造水平。在制造中积极采用多媒体与虚拟现实技术，逐步走向网络化、智能化环境，实现模具企业的敏捷制造、动态联盟与系统集成。我国模具工业一个完全信息化的、充满着朝气和希望而又实实在在的新时代即将到来。1.3塑模具CAD发展概况及趋势计算机辅助设计(Computer Aided Design, CAD)是当代计算机应用的一个重要领域。随着计算机硬件和软件技术水平的迅速提高，CAD技术及其应用一直处于日新月异的发展浪潮中。作为CAD技术应用的一个十分重要的方面，塑料模具计算机辅助设计、模拟分析与制造，即模具CAD、CAE和CAM也一直是国内外普遍关注的热点。三十多年来，国外注射模CAD技术发展相当迅速。70年代己开始应用计算机对熔融塑料在圆盘形、管形和长方形型腔内的流动情况进行分析。80年代初，人们成功地采用有限元法分析三维型腔内塑料熔体的流动过程，使设计人员可以依据理论分析并结合自身的经验，在模具制造前对设计方案进行评价和修改，以减少试模时间，提高模具质量。近十年来，注射模CAD技术在不断进行理论和实验研究的同时，十分注意向实用化阶段发展，一些高水平的商品软件逐步推出，并在推广和实际使用中不断改进、提高和完善。比较有代表性的软件系统有: 澳大利亚Moldflow PTY公司的Moldflow系统该系统具有很强的注射模分析模拟功能，包括绘制型腔图形的线框造型软件SHOD，有限元网格生成软件FMESH，流动分析软件FLOW，冷却分析软件COOLING，流动、冷却分析结果和模架应力场分布的可视化显示软件FRES以及翘曲分析模拟软件。美国CRATEK公司的注射模CAD/CAM/CAE系统该系统包括三维几何形状描述软件OPTIMOLD III，二维注射流动分析软件SIMUFLOW，三维有限元流动分析软件SLMUFLOW 3D，冷却分析软件SIMUCOOL，标准模架(美国DME标准)选择软件OPTIMOLD等部分。美国和意大利的Plastics&Computer Inc公司的TMCONCEPT专家系统，该系统包括材料选择TMC-MS、注射工艺条件和模具费用优化TMC-MCO、注射流动分析TMC-FA、型腔尺寸设计TMC-CSE和模具传热分析TMC-MTA等功能模块。德国IKV研究所的CADMOULD系统，该系统具有注射模流动分析、冷却分析和力学性能校核等功能，CAD-MOULD-MEFISTO系统则采用有限元法进行三维型腔的流动分析。我国在注射模CAD技术开发、应用及研究方面起步较晚。从80年代中期开始，国内部分大中型企业先后引进了一些国外知名度较高的注塑模CAD系统。同时，某些高等学校和科研院所也开始了注塑模CAD系统的研制与开发工作。多年来，我国对注射模设计制造技术及其CAD的开发应用十分重视，在“八五”期间，这方面安排了“大型薄壁深腔注射模具制造技术”、“多型腔小模数齿轮精密模具制造技术”和“实用CAD/CAM技术在精密注射模制造中的应用”等国家重点企业技术开发项目，还安排了国家“八五”重点科技攻关项目“塑料注射模CAD/CAM/CAE集成系统研究”。这些项目的成果对促进我国注射模CAD技术的迅速发展起到了重要作用，使我国注射模CAD技术的发展和应用水平得到很快提高。我国在注射模CAD技术研究与开发方面较具代表性的工作有: 华中理工大学是国内较早自行开发研究注射模CAD/CAE/CAM系统的单位之自80年代中期开始，就在注塑模流动分析模拟和冷却分析模拟方面进行了较深入的研究与开发工作，并推出了塑料注射模CAD/CAE/CAM系统HSC-1。该系统包括塑料制品三维形状输入、流动模拟、冷却分析、型腔强度与刚度校核及模具图设计与绘制等功能，在一些企业单位应用取得较好效果，现已实现商品化。浙江大学基于工作站的UG II系统开发出精密注射模CAD/CAM系统。该系统采用特征造型技术构造产品模型，使形状特征表达与工艺信息描述统一，并利用特征反转映射实现了型腔模型的快速生成。上海交通大学从1983年开始，对注射模CAD进行了多方面的研究。在国内首次将人工智能技术引入注射模CAD系统中，并于1988年开发出集成化注射模智能CAD系统。现在在工作站UG II平台上进一步开发智能CAD/CAE/CAM系统。北京航空航天大学华正模具研究所开发的注射模CAD/CAE/CAM系统具有塑料产品线框造型、曲面造型、分析模拟和数控仿真与数控加工程序生成等功能，具有很高的技术水平与实用价值。合肥工业大学在注射模结构CAD技术方面进行了多年的研究与开发工作，先后研制出微机注塑模CAD系统PMCAD和微机注塑模CAD三维系统IPMCAD V3.0，取得了较好的成绩。IPMCAD3.0系统在微机上采用三维实体模型、实体造型技术，使系统在设计效率和通用性两方面都得到较好的兼顾。现在以AutoCAD 813.0和MDT作为环境，进一步采用参数化特征模型、特征建模技术和装配模型技术，研制出注射模CAD三维参数化系统IPMCAD V4.0，在技术水平、实用性与通用性方面都达到较高水平。1.4我国模具制造技术发展方向1.4.1产品发展重点随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应该根据需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则来选择。所选择的这些需要重点发展的产品，必须是目前已有一定基础，是有条件、有可能发展起来的产品。对于技术发展重点，则既要看国际发展趋势，又要看我国具体情况，也应该是既代表发展方向，又可能发展起来的技术。1.4.1.1汽车覆盖件模具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。它在冲压模具中具有很大的代表性，模具大都是大中型，结构复杂，技术要求高，尤其是为轿车配套的覆盖件模具，要求更高，它可以代表冲压模具的水平。此类模具我国已有一定技术基础，已为中档轿车配套，但水平还不高，能力不足，目前满足率只有一半左右。中高档轿车覆盖件模具主要依靠进口，每年花费几亿美元。汽车覆盖件模具水平不高，能力不足，生产周期长已成为汽车发展的瓶颈，极大地影响了车型开发。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。1.4.1.2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的发展。1.4.1.3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，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。1.4.1.4主要模具标准件目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等，但质量较差，品种规模较少，这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，应继续大力发展，氮气缸和热流道元件国内至今无像样的专业厂生产，主要依靠进口，应在现有基础上提高水平，形成标准，并组织规模化生产。1.4.1.5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。1.4.2技术发展重点高新技术蓬勃发展的今天，为保证属高新技术产业的模具工业快速发展，模具行业许多共性技术也必须更上一层楼，应不断开发和推广应用并积极应用高新技术。它们主是：（1）、开发拥有自主知识产权、适合于我国国情，具有较高水平的模具设计、加工及模具企业管理的软件，不断提高软件的智能化、集成化程度，并推广应用。（2）、推广应用高速、高精加工技术并研制相应设备高速高精加工包括高速高精切削加工和高速高精电加工及复合加工等。在未来15年左右的时间里，我国机床行业应向模具行业逐步提供适合于模具高速高精加工的相应设备。如有可能，建议开发拥有自主知识产群、精度能达0.0001mm的高精度模具制造设备。（3）、快速原型和快速经济模具制造新技术的进一步开发、提高和应用。（4）、大力发展和推广信息化、数字化技术。例如逆向工程、并行工程、敏捷制造技术的研发及推广应用；包括大型级进模及高精密和高复杂性的高技术含量的先进模具三维设计和制造技术的研发；包括冲压工艺设计系统、模具型面设计系统、成形分析系统、模具结构设计系统、模具CAM系统和冲压专家资源系统的车身模具数字化设计制造系统的研发；模具的集成、柔性及自动加工技术和网络虚拟技术等。（5）、模具制造新工艺、新技术。模具制造的节能、节材技术，模具热处理、表面光整加工和表面处理新技术等。（6）、高性能模具材料的研制、系列化及其正确选用。1.5现代模具的设计及制造模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量。它使技术人员能借助于计算机对产品、模具结构、成形（型）工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。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，我国自主开发的有上海交大的冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林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；郑州工业大学Z-mold软件等。制造方面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。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系统内进行的，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，平台及刀具移动速度、路径等显示出来，以检查程序编制的正确性。总之在CAD/CAE/CAM系统内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，这对于高效、准确的加工模具零件有着相当重要的意义。 1.6 逆向工程技术的内容及其应用范围随着计算机技术的发展，CAD技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具，其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。在实际开发制造过程中，设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型，但很多时候，却是从上游厂家得到产品的实物模型。设计人员需要通过一定的途径，将这些实物信息转化为CAD模型，这就应用到了逆向工程技术(Reverse Engineering)。所谓逆向工程技术，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程。逆向工程技术与传统的正向设计存在很大差别。而逆向工程则是从产品原型出发，进而获取产品的三维数字模型，使得能够进一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先进技术对其进行处理。它的设计流程不同之处在于设计的起点不同，相应的设计自由度和设计要求也不相同。一般来说，产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以下几个内容：（1）新零件的设计，主要用于产品的改型或彷型设计。（2）已有零件的复制，再现原产品的设计意图。（3）损坏或磨损零件的还原。（4）数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的比较。（5）逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持，它已经成为制造业信息传递的重要而简洁途径之一。2 塑件的工艺分析2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征该塑件材料选用ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm。ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70C左右，热变形温度为93C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。2.2 分析塑件的结构工艺性该塑件尺寸中等，整体结构较简单.多数都为曲面特征。除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低，但表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级： 5级。2.3工艺性分析采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上。3 初步确定型腔数目根据产品结构特点，此塑料产品在模具中的扣置方式有两种:一种是将塑料制品的回转轴线与模具中主流道衬套的轴线垂直；另一种是将此塑料制品的中心线与模具中主流道衬套的轴线平行。这里拟采用1模2件的结构，因此，采用侧向分模有些困难，注则机需要较大的锁模力，且成型的产品上飞边较厚，故采用第一种布置方案。此种布置方式对浇注系统，冷却系统和推出机构的设计都较第一种方式有利。型腔的结构采用动、定模对称的结构，易于加工制造。根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用1模2腔图3.14 注射机的选择4.1 塑件体积的计算塑件：图4.1 根据零件的三维模型，利用三维软件直接可查询到塑件的体积 V=11.7cm浇注系统的体积：V2=13.86cm塑件与浇注系统的总体积为V=11.7*2+13.86=37.26 cm4.2 计算塑件的质量查手册取密度=1.05g/cm塑件体积：V=11.7cm塑件质量：根据有关手册查得：=1.05g/cm 所以，塑件的重量为：M=V=11.7 cm1.052=24.516g4.3按注射机的最大注射量确定型腔数目根据（4-2）得（4-2）注射机最大注射量的利用系数，一般取0.8; 注射机最大注射量，cm或g; 浇注系统凝料量，cm或g；单个塑件体积或质量，cm或g；计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下图4.2 浇注系统示意图根据三维模型，利用三维软件直接可查询到浇注系统的体积V2=13.86cm查表文献4、2得选用CJ380m3型号注射机，其参数如下：图4.35 浇注系统的设计浇注系统的设计原则：浇口位置应尽量选择在分型面上，以便于模具加工及使用时浇口的清理；浇口位置距型腔各个部位的距离应尽量一致，并使其流程为最短；浇口的位置应保证塑料流入型腔时，对着型腔中宽敞、壁厚位置，以便于塑料的流入;避免塑料在流入型腔时直冲型腔壁,型芯或嵌件,使塑料能尽快的流入到型腔各部位,并避免型芯或嵌件变形;尽量避免使制件产生熔接痕,或使其熔接痕产生在之间不重要的位置;浇口位置及其塑料流入方向,应使塑料在流入型腔时,能沿着型腔平行方向均匀的流入,并有利于型腔内气体的排出。5.1主流道的设计主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具处到分流道为止塑料熔体流动通道根据选用的CJ80nc-3型号注射机的相关尺寸得喷嘴前端孔径：d0=4mm；喷嘴前端球面半径：R0=20mm；根据模具主流道与喷嘴的关系取主流道球面半径：R=21mm；取主流道小端直径：d=4.5mm为了便于将凝料从主流道中取出，将主流道设计成圆锥形，起斜度为，此处选用2，经换算得主流道大端直径为8.47MM。图5.1 主流道示意图 5.2 分流道的设计分流道选用圆形截面：直径D=8mm流道表面粗糙度图5.2 分流道示意图5.3 分型面的设计1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处；2）分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模；3）分型面的选择应保证塑件的精度要求；4）分型面的选择应满足塑件的外观质量要求；5）分型面的选择要便于模具的加工制造；6）分型面的选择应有利于排气；7）分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上投影面积的大小。其分型面如图5.3 5.3 分型面示意图5.4 浇口的设计根据浇口的位置选择要求，尽量缩短流动距离，避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷，浇口应开设在塑件壁厚处等要求。采用直浇口。浇口设计如图5.4。图5.4 浇口示意图5.5 冷料穴的设计冷料穴是浇注系统的结构组成之一。冷料穴的作用是容纳浇注系统流道中料流的前锋冷料，以免这些冷料注入型腔。这些冷料既影响熔体充填的速度，有影响成型塑件的质量，另外还便于在该处设置主流道拉料杆的功能。注射结束模具分型时，在拉料杆的作用下，主流道凝料从定模浇口套中被拉出，最后推出机构开始工作，将塑件和浇注系统凝料一起推出模外。其设计如下图图5.5 冷料穴示意图6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计6.1型腔、型芯工作尺寸计算ABS塑料的收缩率是0.3%-0.8%平均收缩率: =（0.3%-0.8%）/2=0.55% 型腔内径： =1231.08mm型腔深度： =2.01mm型芯外径： =1217mm型芯深度： =1.61mm型腔径向尺寸（mm ）;- 塑件外形基本尺寸（mm）;-塑件平均收缩率；-塑件公差-成形零件制造公差，一般取1/41/6；-塑件内形基本尺寸（ mm）;-型芯径向尺寸（mm）;-型腔深度（mm）；-塑件高度（mm）-型芯高度（mm）；-塑件孔深基本尺寸（mm）；图6.1 模具结构示意图表6.1产品投影面积S(mm2)ABCHD*E100-900402030302020900-250040-4520-2430-4030-4020-2420-242500-640045-5024-3040-5040-5024-2824-306400-1440050-5530-3650-6550-6528-3230-3614400-2560055-6536-4265-8065-8032-3636-4225600-4000065-7542-4880-9580-9536-4042-4840000-6250075-8548-5695-11595-11540-4448-54模架的选择，采用龙记大水口系列标准模架CI5555A100B120 ，钢材为45号钢。图6.2 模架模型图型芯尺寸：330mm*320mm55mm；钢材选用P20，型芯采用线切割、加工中心加工成型。无需热处理；型腔尺寸：330mm*320mm55mm；钢材选用P20，型腔采用线切割、加工中心加工成型。无需热处理；图 6.3 型芯示意图图 6.4 型腔示意图7 导向机构的设计导向机构的作用：1）定位作用；2）导向作用；3）承受一定的侧向压力7.1导柱的设计7.1.1长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812 cm，以免出现导柱末导正方向而型芯先进入型腔的情况。7.1.2形状导柱前端应做成锥台形，以使导柱能顺利地进入导向孔。7.1.3材料导柱应具有硬而耐磨的表面和坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢（经表面渗碳淬火处理），硬度为5055HRC。7.2导套的结构设计7.2.1材料用与导柱相同的材料制造导套，其硬度应略低与导柱硬度，这样可以减轻磨损，一防止导柱或导套拉毛。7.2.2形状为使导柱顺利进入导套，导套的前端应倒圆角。导向孔作成通孔，以利于排出孔内的空气。7.3推出机构的设计根据塑件的形状特点，模具型腔在定模部分，型心在动模部分。其推出机构可采用推杆推出机构、推件板推出机构。由于分型面有台阶，为了便于加工，降低模具成本，我们采用推杆推出机构，推杆推出机构结构简单，推出平稳可靠，虽然推出时会在塑件上留下顶出痕迹，但塑件底部装配后使用时不影响外观，设立八个推杆平衡布置，既达到了推出塑件的目的，又降低了加工成本。注：推杆推出塑件，推杆的前端应比型腔或型心平面高出0.1-0.2mm采用推杆推出，推杆截面为圆形，推杆推出动作灵活可靠，推杆损坏后也便于更换。结合制品的结构特点，模具型腔的结构采用了整体式型腔板，这种结构工作过程中精度高，并且在此模具中容易加工得到，在推出机构中采用组合式推杆，这种结构主要是防止推杆在工作过程中受到弯曲力或侧向压力而折断，因为产品较小，另外折断后也易于更换。这里采用设计推杆、推管，全部固定在顶杆固定板。推杆的位置选择在脱模阻力最大的地方，塑件各处的脱模阻力相同时需均匀布置，以保证塑件推出时受力均匀，塑件推出平稳和不变形。根据推杆本身的刚度和强度要求，推杆装入模具后，起端面还应与型腔底面平齐或高出型腔0.050.1cm.7.3.1推件力的计算对于一般塑件和通孔壳形塑件，按下式计算，并确定其脱模力（Q）： (7-1) 式中 -型芯或凸模被包紧部分的断面周长（cm）; -被包紧部分的深度（cm）; -由塑件收缩率产生的单位面积上的正压力，一般取； -磨擦系数，一般取； -脱模斜度()； L=1217MMH=1.61MM Q=1217MM*1.61MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)= 12153.9 MM*0.91=11.06 (KN)7.3.2 推杆的设计推杆的强度计算查塑料模设计手册之二由式5-97得d=（） (7-2) d圆形推杆直径cm推杆长度系数0.7l推杆长度cmn推杆数量E推杆材料的弹性模量N/(钢的弹性模量E=2.1107N/)Q总脱模力取 D=7MM。推杆压力校核查塑料模设计手册式5-98= (7-3) 取320N/mm 推杆应力合格，硬度HRC50658 冷却系统的设计冷却水回路布置的基本原则： a) 冷却水道应尽量多b) 截面尺寸应尽量大； c) 冷却水道离模具型腔表面的距离应适当； d) 适当布置水道的出入口； e) 冷却水道应畅通无阻； f) 冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位；由以上原则我们可以确定冷却水道的布置情况，以及冷却水道的截面积浇注系统中的分流道布置采用非平衡式布置，从主流道末端到每个浇口的距离不相等，但是分流道的截面形状和尺寸大小完全相同，这样的设计可以使进人每型腔的流程最短，减少了热量散失，缩小了模具的体积，对于该小型什的注射成型来说，并不影响制品的使用性能。分流道的横截面形状为梯形，浇口的类型采用侧浇口。冷却系统的设计对于成型小型件的1模多腔模具来说是十分重要的。如果冷却不好或冷却不均匀，必然导致收缩不均匀，特别是非平衡式分流道的结构。放为了使冷却效果好，在模具的定模型腔板和动模利腔板内开设了水道，横向穿过这两块模板，这样使塑件各处的冷却均匀，模具的模温

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