端盖塑料模设计说明书.docx

华北科技学院机电工程学院材料专业课程设计目 录 一、设计内容 1二、塑件的工艺性分析 2(一)塑件的原材料分析 2(二)塑件的尺寸精度分析 2(三)表面质量分析 3(四)塑件的结构工艺性分析 3三、模具结构方案 3(一)确定型腔数目及布置 3(二)选择分型面5(三)确定浇注系统5(四)确定推出方式5(五)确定模温调节系统6(六)确定排气方式6(七)模具结构方案6四、模具设计 6(一)加载参照模型6(二)参照模型布局7(三)浇注与冷却系统设计 12五、凸凹模的数控加工17(一)凸模的加工 17(二)凹模的加工 25六、模具模架27(一)新建模架项目 27(二)加载标准模架 28(三)添加浇铸系统 30(四)添加标准元件 33(五)开模运动模拟 34七、总结35八、参考文献361一、设计内容设计内容名称：端盖材料：尼龙数量：大批量生产二、塑件的工艺性分析（一）塑件的原材料分析塑件的材料采用尼龙1010，属热塑性塑料。从使用性能上看，尼龙1010是半透明，吸水小，耐寒性较好，坚韧耐磨耐油耐水，抗霉菌，但吸水性大；从成型性能上看，塑件壁不宜取厚，并应均匀，脱模度不宜取小，尤其对厚壁及深高塑件更应取大。受热时间不宜超过30min，料温高则收缩大，易出飞边，收缩小，取向性强，注射压力低易发生凹痕，波纹。成型周期按塑件壁厚而定，厚则取长，薄则取短，为了减少收缩，凹痕缩孔，一般宜取低模温高注射压力的成形条件，以及采用白油作脱模剂;尼龙1010的主要技术指标：密度是1.04kg/dm比体积是0.96dm/kg吸水率是0.20.4收缩率是1.32.3s熔点是205t/c热变形温度是55c抗拉屈服强度是62Mpa拉伸弹性模量1.810Mpa抗弯强度88Mpa硬度9.75HB击穿强度20KV/mm。1.尼龙1010的使用性能:坚韧耐磨.耐疲劳.耐油.耐水.抗霉菌.吸水性小.耐寒性较好.2.型性能:熔融温度低,流动特性好,但由此而易产生飞边,收缩率的稳定性差。3.结晶型塑料，吸水性大，易分解。4.动性好，容易产生飞边，成型加工前必须进行干燥，稳定性强。（二）塑件的尺寸精度分析塑件的结构分析：总体特征为长方体的槽形里面有直径为12.5的半圆环和一个内凸再加两个直径为的内孔。塑件的尺寸精度分析：高精度尺寸和，其他精度均为MT5。塑件的壁厚分析：壁厚最大处 1.6，最小处为1.25，厚差为0.35，较为均匀，有利于零件的成型。塑件表面质量分析：表面粗糙度1.6，无其他特殊要求，应较易实现。由上分析：除了保证两内孔和两半圆的尺寸精度外，其他的要求偏中等。注射时在工艺参数控制得好的情况下零件成型要求可以得到保证。（三）表面质量分析该塑件是端盖，要求表面无斑点，无裂痕，表面粗糙度可取Ra1.6，塑件内部没有较高的粗糙度要求，应较易实现。由上分析：除了保证两内孔和两半圆的尺寸精度外其他的要求偏中等。注射时在工艺参数控制得好的情况下零件成型要求可以得到保证。（四）塑件的结构工艺性分析此塑件外形为长方形端盖，盖深5，壁厚最大处为1.6，最小处为1.25，厚差为0.35较为均匀，有利于零件的成型，总体尺寸43.7*29，塑件成型性能良好。塑件上有一个直径为12.5的开槽圆柱环，两个直径为9的通孔以及一个22.5*8的凸台，凸台上有一个直径为3.5，深3的圆孔。该塑件采用螺杆式注射机成型。三、模具结构方案塑件采用注射成型生产。为保证塑件表面质量，采用直浇口浇注形式，因此模具为简单的两板式注射模具结构。（一）确定型腔数目及布置 塑件的形状较简单，质量减小，生产批量大，所以应使用多型腔注射模具。其型腔个数与注塑机的塑化能力，最大注射量以及合模力等参数有关，此外还受制件精度和生产的经济性等因素影响，有上述参数和因素可按下列方法确定模腔数量。按注射机的额定锁模力确定型腔数量其中： 注塑机的锁模力 型腔内熔体的平均压力 每个制件在分型面上的面积 流道和浇道在分型面上的投影面积B 在模具设计前为未知量，根据多型腔模具的流动分析B为（0.20.5），常取B=0.35，型腔内熔体的平均压力主要取决于注射压力，一般为80130MPa的范围内。低黏度物料时取小值，高黏度物料时取大值。实际所需锁模力应小于选定注塑机的名义锁模力，为保险起见常用0.8F估算，因此，实用公式为 （个）按注射机的注塑量确定型腔数目 其中： 注射机的公称注塑量 单个制件体积 流道和浇口的总体积生产中每次实际注塑量应为公称注塑量的（0.750.45）倍，取计算，同时流道和浇道的体积为未知量，据统计每个制品所需浇注系统是体积的（0.21）倍，现取C=0.6则（个）从以上讨论可以看到模具的型腔个数必须取，中的较小值，在这里可以选取的个数是4个，考虑的制件的取出和模具的开模等情况，以及模具的主流道长度最好小于60mm，以防止因为注塑压力的降低而带来的制件充型不足等缺陷，所设计的座块盖注塑模具采用一模四腔的方案，即n=4。塑件形状较简单，质量较小，生产批量较大，所以应使用多行腔注射模具。所以模具采用一模四腔，平衡式的型腔布置，这样的模具结构尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本较低。布置如图所示：（二）选择分型面 由于塑件形状比较简单，其中图A-A所示的分型面选择在最大轮廓处，制件一部分在动模，一部分在定模，在塑件的表面易形成拼接缝。又由于塑件上有两个对称孔，塑件在收缩时紧包在型芯上。故塑件分型面的选择应保证塑件的质量要求该塑件的分型面位置如图所示。（三）确定浇注系统 塑件采用直浇口成型，该塑件在注塑时采用一模四腔,综合考虑浇注系统，模具结构的复杂程度等因素采取一腔四膜的型腔排列方式。该型腔排列方式的最大优点是塑料流程短，塑件质量较好，这样的模具结构尺寸较小，制造加工方便，生产效率高，塑件成本较低。 （四）确定推出方式由于塑件形状规则且壁较厚,使用推杆堆塑件的表面质量影响不大,故采用推杆推出。（五）确定模温调节系统 一般生产尼龙材料塑件的注塑模具不需要加热。模具的冷却分为两部分，一部分是凹模冷却，另一部分是型芯的冷却。（六）确定排气方式 利用分型面间隙排气即可。（七）模具结构方案 采用普通模具结构结构。四、模具设计（一）加载参照模型打开Pro/E,在菜单栏中选择【文件】【新建】命令，在弹出的【新建】对话框中选中【制造】类型中的【模具型腔】子类型，然后输入文件名称为duangai，取消选中【使用缺省模板】复选框，单击【确定】按钮。在弹出的【新文件夹选项】对话框中选择公制模板【mmns_mfg_mold】,单击【确定】按钮完成文件的新建。(二)参照模型布局1.设置参照类型。在工具栏中单击【选取零件/定义零件在模具中的放置和方向】按钮，在弹出的【打开】对话框中选取塑件的零件图。在【创建参照模型】对话框中使用默认的设置，单击【确定】按钮，在【布局】对话框中单击【预览】按钮，即可观察到开模的方向。2.阵列。在【布局】选项区域中选取【矩形】单选按钮，在【定向】选项组中选取【X对称】单选按钮，输入X方向数量为2，增量为80，输入Y方向的数量为2，增量为94.5，在单击【预览】按钮，系统随即显示出布局的预览图形，最后单击【确定】按钮完成操作。再在【菜单管理器】中选择【完成/返回】命令。3.设置收缩率。在工具栏中单击【按比例指定零件收缩】按钮，将弹出【按比例收缩】对话框，选取一个参照模型，然后选取其坐标系，在【按比例收缩】对话框中输入收缩率为0.015，然后单击【应用】按钮完成操作。4.创建工件。在工具栏中单击【根据与铸模零件的偏移距离和/或整体尺寸来创建工件】按钮，将弹出【自动工件】对话框。首先选取模具坐标系作为工件的位置中心点，在【整体尺寸】选项区域中输入工件的尺寸，最后在【自动工件】对话框中单击【确定】按钮，即可得到工件。5.创建分型面。工件创建完成后，接下来要做的就是设计分型面，先将工件遮蔽起来。操作步骤如下。（1）绘制分型面。单击【分型曲面工具】按钮，进入分型面的创建模式，点击工具栏【编辑】【填充】，点击【参照】【定义】草绘平面，进行草绘。得到如图所示两个分型面。 分型面1 分型面2（2）分割体积块1）分割设置。在工具栏中单击【分割为新的模具体积块】按钮，在【分割体积块】菜单中使用默认的设置，直接单击【完成】命令，如图所示。在绘图区选取刚才创建的两个分型面作为分割界面，分割出体积块，如图。2）分割出体积块。在【分割】对话框中单击【确定】按钮，系统随即进行分割操作。在【属性】对话框中单击【着色】按钮，根据显示结果，如图所示，单击【确定】按钮，得到型芯体积块，如图。单击【着色】按钮，根据显示结果，如图所示，单击【确定】按钮，得到型腔体积块，如图。3）抽取模具元件。在工具栏中单击【将型腔嵌入件添加为模具元件和/或进行编辑】按钮，在弹出的【模具元件】菜单中选择【抽取】命令。在【创建模具元件】对话框中选取全部体积块，然后单击【确定】按钮，如图所示。此时将通过体积块生成模具元件。4）模具打开。单击工具栏中的【执行模具开口分析】按钮，然后在菜单管理器中选择【定义间距】【定义移动】命令，对各元件进行移动。模具打开结果如图所示。（三）浇注与冷却系统设计1.浇注系统设计在【模具】菜单管理器中，单击【特征】【型腔组件】【特征】【特征操作】【流道】在【形状】下拉菜单下选【倒圆角】命令。输入流道直径为5mm，系统弹出选取草绘平面对话框，选分型面2所在的平面，选取【正向】【缺省】，进行草绘分流道，点 击“”，得到如图所示分流道。2.浇口设计在【模具】菜单管理器中，单击【特征】【型腔组件】【特征】【特征操作】【流道】在【形状】下拉菜单下选【梯形】命令。依次输入流道宽度2，流流道深度1，流道侧角度15，流道拐角半径0.5。系统弹出选取草绘轨迹下拉菜单，选取【使用先前的】，在方向下拉菜单下点击【确定】，进入草绘平面。绘制浇口截面，点击“”，系统弹出【相见元件】对话框，在【等级】下拉列表中选取【零件级】选项，并在绘图区选择相交原件，最后点击【相交元件】对话框和【流道】对话框中的按钮，完成浇口的设计，如图所示。3.冷却系统设计1）创建新平面。点击绘图栏右侧【基准平面工具】，选取分型面2所在平面为参照，在【偏距】输入17，单击确定得到需要的平面。如图所示。点击绘图栏右侧【基准平面工具】，选取分型面2所在平面为参照，在【偏距】输入10，方向与刚才相反，单击确定得到需要的平面。如图所示。2）绘制流道。在【模具】菜单管理器中，选择【特征】【型腔组件】【等高线】输入等高线直径8，选择刚才创建的草绘平面进行草绘，选择【缺省】，进行草绘，完成草绘，单击【】直到完成，系统会弹出【相交元件】对话框，提示选择相交元件，最后单击【等高线】对话框的【确定】，完成操作，如图所示。4.铸模。隐藏原有的零件，单击【模具】菜单中的【铸模】【创建】，系统要求输入铸模件的名称，单击【确定】命令。此时可以看见模型树中新产生的铸件，右击模型树中的铸件，选择【打开】命令，在新窗口中打开此零件，开模后如图所示。五、凸凹模的数控加工（一）凸模的加工1.凸模的体积块铣削1）建立加工文件。选择主菜单中的【文件】【新建】选项，在弹出的【新建】对话框中选择【制造】类型中的【NC组件】子类型, 名称输入【xingxinjiagong】，取消【使用缺省模板】，单击【确定】按钮。在弹出的【新文件选项】对话框中选择【mmns_mgf_nc】，单击【确定】按钮，系统进入工作界面。2）调入参照模型。单击工具栏中的【装配参照模型】按钮，在弹出的打开对话框中选择【MODLE_VOL_1.prt】，单击【打开】按钮。在工具栏出现的装配操作面板，在【约束类型】选项栏中选择【缺省】按钮,然后点击【】按钮，完成参照模型的创建。3）创建工件。单击右侧【制造元件】工具栏下【自动工件】按钮，打开“自动工件”操控板，选中【创建立方体工件】按钮，创建工件。单击【选项】按钮，弹出【选项】上滑面板，设置元件的尺寸。单击操控板右侧【完成】按钮，创建工件如图。 4）操作设置。选择菜单管理器【操作设置】命令，弹出【操作设置】窗口，如图5）机床设置。单击【操作设置】对话框中的【打开机床对话框以创建或重定义机床】按钮，打开【机床设置】窗口。使用默认的机床，选择“3轴”联动数控机床，如图。单击【确定】按钮，返回【操作设置】对话框。在【操作设置】对话框的【参照】选项组中单击【加工零点】后的选取按钮，选择坐标系，完成机床坐标系的定义。6）定义退刀面。在【操作设置】窗口的【退刀】选项组中单击【曲面】后的选取按钮，打开【退刀设置】对话框，在【值】文本框中输入5。7）定义刀具。单击菜单管理器【刀具】【MACH01】，弹出【刀具设定】对话框，输入刀具直径0.5，单击【应用】【确定】退出。如图。8）加工设置。单击菜单管理器【加工】【NC序列】，选择默认设置，单击【完成】，在序列设置中选中【刀具】、【参数】，【窗口】，单击【完成】，在弹出的刀具设定对话框中单击【确定】，在弹出的编辑序列参数【体积块铣削】中依次输入【切削进给量】500，【步长深度】2，【跨度】2，【安全距离】1，【主轴速率】1000，单击【确定】退出，如图。9）选取铣削窗口。单击右侧【MFGJI几何特征】工具栏上的【铣削窗口】按钮，弹出【铣削窗口】控制板， 选择要加工的体积块的上表面。如图10）加工演示。选择【演示轨迹】下拉菜单【演示路径】下的【计算CL】，点击【屏幕演示】，弹出【播放路径】对话框，点击【播放】按钮，演示播放加工轨迹。演示轨迹如图，播放结束后点击【关闭】，在【菜单管理器”下拉菜单下点击【完成序列】。 11）后置处理。 选择下拉菜单【加工】【CL数据】【输出】命令，弹出【选取特征】菜单。选择【操作】【OP010】如图。在弹出的【轨迹】菜单中选择【文件】选项，弹出【输出类型】菜单，如图。在【输出类型】菜单中选择【CL文件】【交互】【完成】命令，系统弹出【保存副本】对话框中，使用默认的文件名：【op010.ncl】,单击【确定】按钮完成CL文件创建。选择下拉菜单【工具】【CL数据】【后处理】命令，弹出【打开】对话框，选择上一步创建后处理文件：【op010.ncl】,单击【打开】按钮。在弹出【后置期处理选】菜单中选择【详细】和【跟踪】后，单击【完成】命令，如图。 在弹出【后置处理列表】菜单中选择【UNCX01.P11】,系统弹出命令提示符窗口，输入程序号1000后，按回车键。系统自动在后台进行后处理，后置处理完毕后NC代码存放在文件op010.tap中。在当前工作目录下，用“记事本”程序打开保存的【op010.tap】文件，生成的数控加工程序如图。（二） 凹模的加工 1.凹模的体积块铣削1）建立加工文件。选择主菜单中的【文件】【新建】选项，在弹出的【新建】对话框中选择【制造】类型中的【NC组件】子类型,输入名称【xingqiangjiagong】,取消【使用缺省模板】，单击【确定】按钮。在弹出的【新文件选项】对话框中选择【mmns_mgf_nc】，单击【确定】按钮，系统进入工作界面。2）调入参照模型。单击工具栏中的【装配参照模型】按钮，在弹出的打开对话框中选择【MODLE_VOL_2.prt】，单击【打开】按钮。在工具栏出现的装配操作面板，在【约束类型】选项栏中选择【缺省】选项，然后点击【】按钮，完成参照模型的创建。3）加工过程如上凸模加工过程，演示轨迹如图所示。4）后置处理。后处理方式同上述凸模后处理方式。如图。六、模具模架(一） 新建模架项目选择主菜单中的【EMX7.0】【项目】【新建】命令，弹出【项目】对话框，选择默认设置，单击该对话框中的【确认】按钮，完成EMX项目的创建。（二）加载标准模架选择主菜单中的【EMX7.0】【模架】【装配定义】命令，弹出【模架定义】对话框，在【模架定义】对话框中单击按钮，弹出【载入EMX装配】对话框，在【保存的组件】列表中选择【emx_tutorial_komplett】选项，并取消选中【保留尺寸和模型数据】复选框，如图。单击【从文件载入装配定义】对话框中的按钮，将所选的模架加载到【模架定义】对话框的试图中。点击【确定】按钮，模板加载到绘图区中。单击【确认】按钮即可。 经过一段时间的模板加载后，绘图区显示如图所示的模架。（三）添加浇铸系统1.单击【模架定义】对话框需下方的【删除元件】按钮，再单击图中的支撑村套和导向件，弹出【EMX问题】对话框单击【确认】按钮，删除该元件。2. 单击绘图区右侧的【装配】按钮，弹出【打开】对话框，选择要打开的文件，单击【打开】按钮，元件显示在绘图区中，在操作面板的【约束集】列表中选择【坐标系】方式装配元件，单击【确认】按钮完成元件的装配。3、使用鼠标右键单击【模架定义】对话框中的型腔，弹出【型腔】对话框，一次输入如图所示数据，单击确认。4. 使用鼠标右键单击【模架定义】对话框中的主流衬套，弹出【主流衬套】对话框，选择型号为【Z512r】，修改长度为【56】，单击【确认】按钮，确定修改，绘图区会自动更新。5. 使用鼠标右键单击【模架定义】对话框中的定位环，弹出【定位环】对话框，修改直径为【90】，单击【确认】按钮，确定修改，绘图区会自动更新。6、使用水表右键单击【模架定义】对话框中的型腔固定板，弹出【板】对话框，修改【参考距离】为【2】，确定修改，绘图区会自动更新。（四）添加标准元件选择主菜单中的【EMX7.0】【模架】【元件状态】命令，弹出【元件状态】对话框，选中全部选项，如图所示，单击对话框中的【确认】按钮，系统会自动更新绘图区的模型。（五）开模运动模拟单击绘图区右侧的【模架开模模拟】按钮，弹出【模架开模模拟】对话框。在【模拟组】列表框中全选，单击【计算新结果】按钮，系统经过计算后会列出结果步骤，如图