　　　本次模具设计主要是对MP4上盖注射成型模的结构设计和模具加工制造。前者包括分型面、型腔布置、浇注系统、排气系统、加热冷却系统、抽芯机构、顶出机构、脱模机构以及主要零部件的设计。后者运用PRO/E进行三维造型设计并对注塑模模具进行装配，对MP4上盖模具定模板型腔的加工工艺进行了分析，并利用MASTERCAM软件进行了仿真加工，其切削过程直观，切削参数得以体现，不合理的参数可以改进，能最大限度地降低能源和材料消耗，提高加工效率。经生产验证，该模具结构设计巧妙、操作方面、使用寿命长、塑件达到技术要求。

关键词：MP4；PRO/E；AutoCAD；注塑模具；模具设计

1.1 课题背景

我的专业是数字化制造，在学习和实习中常常接触很多的数码产品，包括随身听、CD机、DVD机、MP4播放器、翻译机等等。我选择设计MP4播放器上盖。这样有利于我的设计与实践更加紧密结合。

1.2 本产品的特点

　　（1）结构简单，但功能强大，实用性强，

　　（2）体积小巧携带方便，

　　（3）显示屏大，大大提高其可观性，

　　（4）其功能键为圆形，美观实用且按键舒适。

1.3 播放器的主要功能

　　　（1）一般具有可视化功能,

（2）相同的空间能存储更多的信息,

(3) 不存在防震问题，更加适合运动时欣赏音乐,

(4) 能随心所欲编辑自己喜爱的歌。

1.4 课题意义

　　　模具是工业生产的重要工艺设备，它被用来成型具有一定形状和尺寸的各种

制品。在各种材料加工工业中广泛地使用各种模具，每种材料成型模具按成型方

法不同又分为若干种类型。其中塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展

的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供

了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。模具作为发

展新产品的重要装备，不仅市场需要量大，而且技术含量高。对于模具的精度、

寿命、交货期等要求也非常务实，模具行业的竞争也非常激烈。本课题是MP4上盖制品进行测绘、模具设计、模具型腔仿真加工及数控编程。课题来源于生产实践。基于生产实践之上的对MP4上盖制品的模具设计以及仿真加工。在设计过程中要解决MP4上盖制品测绘、模具设计、在模具设计时对分型面的选择、浇口形式与位置的确定、型腔位置的安排、定模冷却水道的设置、工艺分析及数控编程及加工仿真等问题。本专业是机械设计制造及其自动化，对制品的模具设计使得我们把以前所学的相关知识都运用到其中了，对模具设计手册、机械设计手册、模具制造工艺、中国模具工程大典的查找使得我对设计有了更进一步的认识和了解，能熟练运用PRP/E软件进行制品的造型和模具的装配，还有Mastercam型腔的仿真加工都得到了掌握。　　　本课题的设计目的是对MP4上盖的三维造型及优化、塑料注射模具设计、模具型加工仿真及数控编程。在进行零件的三维造型之前，首先对塑件进行测绘，绘制塑件二维工程图，然后根据工程图进行塑件的三维造型，再进行型腔的设计主要是分型面的设计，接着就是把分型后的型腔装配组件调入进行整个模架的设计，最后进行仿真加工及数控编程。

　　　首先是对塑件进行测绘。测绘好后使用Pro/E进行三维造型。主要采用拉伸、除料等步骤造型。在三维造型之后可以通过Pro/E的“塑料顾问”进行模流分析，而后进行整个模架设计。根据工厂现有设备的注射量、锁模力等方面进行考虑，还有塑件的精度等级初步确定采用一模两腔。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％。接着进行模具设计。

　　　先是浇注系统。浇注系统分为主流道、分流道、浇口、冷料穴等,浇注方式初步确定为侧浇口。主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线在同一条直线上。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。分流道的半径与塑料种类和所需熔融塑料的体积有关，本模具设计取6mm。主流道与分流道采用圆角过渡，这样可以减小料流转向过渡时的阻力。分流道的布置要均匀处理，确保熔融塑料由主流道到各分流道的距离相等。分流道表面不必很光，可以使熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。分流道与浇口采用圆弧过渡，有利于熔料的流动及填充。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。

　　　接着是模架的选择。注塑模模架国家标准有两个，即GB/T12556——1990《塑料注射模中小型模架及其技术条件》和GB/T12555——1990《塑料注射模大型模架》。前者适用于模板尺寸为B×L≤560mm×900mm；后者的模板尺寸B×L为（630mm×630mm）～（1250mm×2000mm）。由于塑料模具的蓬勃发展，现在在全国的部分地区形成了自己的标准，该设计初步决定采用龙记标准模架。

　　　然后是导向和定位机构。注射模的导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种类型。导柱导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。锥面定位机构用于动、定模之间的精密对中定位。

　　　接着是顶出系统的设计。注射成型每一循环中，塑件必须准确无误地从模具的凹模或型芯上脱出，完成脱出塑件的装置称为脱模机构，也称顶出机构。所以初步决定本设计使用简单的推杆脱模机构，因为该塑件的分型面简单，结构也不复杂，采用推简单的脱模机构可以简化模具结构，给制造和维护带来方便。

　　　最后是冷却系统。模具设计完成后，进行型腔的加工工艺分析，在确定加工工艺步骤后，在Mastercam 中进行刀具路径设定完成仿真加工，而后输出数控程序。

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新科MP4上盖.gif

内容简介：: 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王海荣班级 B机制051班学号 0510110133 指导教师刘道标完成日期 2009年3月31日课题名称：新科MP4上盖模具设计及型腔仿真加工一、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：江苏羽佳塑业有限公司通过本次设计学习，可以达到以下几个方面的目的：（1）了解注射成型对塑件的设计要求，能根据不同的塑料，分析塑件设计的优劣，对不合理处对不合理处提出改进方案，能进行一般塑件的设计。（2）掌握注射模常用结构的原理、特点及设计计算方法，能独立进行一般结构的注射模设计。（3）熟悉热固性塑料注射成型模具的典型结构、常用类型及特点。（4）熟悉热塑性塑料挤出成型模具的常用结构类型及特点，能进行简单结构的机头设计。（5）了解试模的过程，能分析引起塑件各种缺陷的原因并提出合理的解决方法。（6）了解塑料模各零件对制模材料的要求，能合理地选择模具材料及热处理方法。2 课题研究的主要内容（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（3）制品模具设计（全套工程图及三维造型）（4）上下型腔的加工工艺分析、工艺规程、数控仿真加工及下型腔的工艺卡片3 国内外现状综述塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类，因此，研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法 ,世界上注塑模的产量约占塑料成型模具总产量的 50 %以上 ,尤其是家电盒型注塑产品需求量不断增加，注塑成型能一次成型形状复杂、尺寸精确的制品 ,适合高效率、大批量的生产方式 ,以发展成为热塑性塑料和部分热固性塑料最主要的成型加工方法，注塑模具的设计与制造主要依赖于设计者的经验和技师的制造技艺 ,一般需要经过反复调试和修模才能正式投入生产 ,这种传统的生产方式不仅使产品的生产周期延长 ,生产成本增加 ,而且难以保证产品的质量，要解决这些问题 ,必须以科学分析的方法 ,研究各个成型过程的关键技术，塑料注塑成型是一个复杂的加工与物理过程 ,为实现注塑产品的更新换代 ,提高企业的竞争能力 ,必须进行注塑模具设计与制造及成型过程分析的 CAD/ CAM/ CAE集成技术的研究国外注塑模 CAD/ CAM/ CAE 技术研究的成果有关统计数据表明:采用注塑模 CAD/ CAE/CAM 技术能使设计时间缩短 50 %,制造时间缩短 30 %,成本下降 10 %,塑料节省 7 % 注塑模计算机模拟技术正朝着与 CAD/ CAE无缝整体集成化方向发展 ,注塑 CAD 所构造的几何模型为实现注塑模 CAE技术提供了基本的几何拓扑信息和特征信息 ,注塑模 CAE的目标是通过对塑料材料性能的研究和注射成型工艺过程的模拟和分析 ,为塑料制品的设计、材料选择、模具设计、注射成型工艺的制定及注射成型工艺过程的控制提供科学依据。现时国际上占主流地位的注射模CAD软件有Pro/E、I-DEAS、UG、SolidWorks等；结构分析软件有MSC、Analysis等；注射过程数值分析软件有MoldFlow等；数控加工软件有MasterCAM、Cimatron等。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。二、本课题拟解决的问题此次课程设计解决的问题主要有以下几个方面：（1）塑料件几何造型；（2）模具结构详细设计（总装图及零件图的生成）；（3）注塑过程模拟及工艺优化；（4）模具数控加工仿真等。三、解决方案及预期效果 1、解决方案:在本设计中主要利用计算机辅助设计，代替传统的手工设计、制造。以下是该套模具的分阶段设计过程： (1)塑料制品的设计(Pro/E)：基于特征的三维造型软件为设计者提供了方便的设计平台，而且制品的质量、体积等各种物理参数为后续的模具设计和分析打下了良妤的基础。(2)模具结构设计(Pro/E、AutoCAD)：根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，模具设计软件会提供相应的设计步骤、参数选择计算公式以及标准模架等，最后给出全套模几结构设计图。(3)注射过程数值分析(MoldFlow)：采用CAE方法可以模拟塑料熔体在模腔中的流动与保压过程，其结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数有着重要的指导意义，同时还可检验模具的刚度和强度、制品的翘曲性、模壁的冷却过程等。 (4)数控加工(MasterCAM)：利用数控编程软件可模拟刀具在三维曲面上的实时加工过程并显示有关曲面的形状数据，同时还可自动生成数控线切割指令、曲面的三轴，五轴数控铣削刀具轨迹等。2、预期的效果：此次选题与本专业密切相关，能结合社会生产实际或科研实践，工程性强，现实意义明显，具有相当的先进性、深度和难度。通过本次设计能够达到的预期效果是将本产品模型用CAD设计好，改善制品的结构设计；根据塑料制品的形状、精度、大小、工艺要求和生产批量，初步确定相应的设计步骤、参数选择。计算公式以及标准模架等；采用CAE方法可以模拟塑料熔体在模腔中的流动与保压过程，其结果对改进模具浇注系统及调整注塑工艺参数，同时也检验模具的刚度和强度、制品的翘曲性、模壁的冷却过程等；最后利用数控编程软件模拟刀具在凹模上的实时加工过程并显示有关的形状数据，同时还自动生成数控线切割指令等。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

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