按钮产品造型与模具设计[三维UG]【4张CAD高清图纸和说明书】【注塑模具JA系列】
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三维UG
4张CAD高清图纸和说明书
注塑模具JA系列
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【温馨提示】====【1】设计包含CAD图纸 和 DOC文档，均可以在线预览，所见即所得，，dwg后缀的文件为CAD图，超高清，可编辑，无任何水印，，充值下载得到【资源目录】里展示的所有文件======【2】若题目上备注三维，则表示文件里包含三维源文件，由于三维组成零件数量较多，为保证预览的简洁性，店家将三维文件夹进行了打包。三维预览图，均为店主电脑打开软件进行截图的，保证能够打开，下载后解压即可。======【3】特价促销，，拼团购买，，均有不同程度的打折优惠，，详情可咨询QQ：1304139763 或者 414951605======【4】 题目最后的备注【JA系列】为店主整理分类的代号，与课题内容无关，请忽视
- 内容简介：
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按钮产品造型与模具设计 学生 杜金亮导师 王明学院 工程学院专业 机械设计 1 问题的提出 机械设计是机械产品研制的第一道工序 设计工作的质量和水平 直接关系到产品质量 性能 研制周期和技术经济效益 而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 通过这次设计 把有关理论知识灵活应用到设计实践中 这对今后从事机械设计的学生来说是一很好的锻炼机会 2 设计的主要内容 本次设计主要针对按钮产品造型的模具设计 其主要任务是对按钮产品的模具浇口 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 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 塑件模型图 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一模四腔 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 浇注系统的模型图 注塑机的选择 CJ80nc3型号注射机 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 分流道的设计 分型面的选择设计原则 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 分型面示意图 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 型腔 型芯的设计 型腔型芯 模架模型图 模具爆炸示图 致谢 感谢学校这四年来对我的培养 让我有一个良好的学习环境 也感谢工程学院的老师的谆谆教诲 这些将是我最宝贵的财富 限于本人水平 设计中存在的缺点及不足 恳请评阅老师批评指正 专 业机械设计制造及其自动化学 院工程学院姓 名杜金亮指导教师王明论文（设计）题 目按钮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，熟悉按钮产品，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）任务书论文题目按钮产品造型与模具设计学院名称工程学院姓名杜金亮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、进行按钮的产品造型；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、完成按钮的产品造型；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、绘制模具的二维装配图（A0），以及必要的零件图；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）：学士学位毕业设计基于UG的按钮产品造型与模具设计 学生姓名：杜金亮 学 号：20054024143 指导教师：王明 所在学院：工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 中国大庆2009 年 6 月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。本设计介绍了按钮注射模的设计与制造方法。该注射模采用了1模4腔侧抽芯的结构。关键词： 按钮 注射模具 设计 ABSTRACTThe die making technology rapidly expand, has become the modern technique of manufacture the important component. If molds CAD/CAM technology, molds laser fast formation technology, molds precise form technology, molds ultra precision sizing technology. This design introduced the button injects molds design and the manufacture method. This injection mold used 1 mold 4 cavity sides to pull out the core the structure.keyword：Button Injection mold design 目录摘 要IABSTRACTII1 绪论- 1 -1.1 模具工业在国民经济中的地位- 1 -1.2我国冲压模具制造企业技术现状及发展趋势- 2 -1.2.1冲压模具制造企业现状- 2 -1.2.2 冲压模具制造技术的发展趋势- 3 -1.3现代模具的制造- 4 -1.3.1 CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟、制造一体化- 4 -1.3.2先进设备在现代模具制造中的作用- 4 -1.3.3模具材料及表面处理技术- 4 -1.4逆向工程技术的内容及其应用范围- 5 -1.5发展与展望- 6 -1.5.1计算机软件的发展和进步- 6 -1.5.2注塑模具设计- 7 -1.6研究内容- 8 -2塑件的工艺分析- 9 -2.1 分析塑件使用材料的种类及工艺特征- 9 -2.2分析塑件的结构工艺性- 9 -2.3工艺性分析- 9 -3 初步确定型腔数目- 10 -3.1初步确定型腔数目- 10 -4 注射机的选择- 10 -4.1 塑件体积的计算- 10 -4.2计算塑件的质量：- 11 -4.3按注射机的最大注射量确定型腔数目- 12 -4.4计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下- 13 -5 浇注系统的设计- 14 -5.1主流道的设计- 15 -5.2 分流道的设计- 15 -5.3分型面的选择设计原则- 16 -5.4 浇口的设计- 17 -5.5冷料穴的设计- 17 -6 确定主要零件结构尺寸选模架、成型零部件的设计- 18 -6.1型腔、型芯工作尺寸计算- 18 -7 导向机构的设计- 22 -7.1导柱的设计- 22 -7.1.1长度- 22 -7.1.2形状- 22 -7.1.3 材料- 22 -7.2导套的结构设计- 22 -7.2.1材料- 22 -7.2.2形状- 22 -7.3推出机构的设计- 23 -8 冷却系统的设计- 25 -8.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量Q1- 26 -9 模具排气槽的设计- 26 -10 校核- 27 -11结束语- 28 -致谢- 29 -参考文献- 30 - 33 - 1 绪论1.1 模具工业在国民经济中的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%。塑料成型工业是随着石油工业的发展应运而生的一种新兴的工业。在短短的几十年内塑料成型模具的应用在各类模具的应用中就占有了与冲压模齐驾并驱的“老大”位置。目前，由于用模具生产的塑料制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率、质量稳定和低消耗等特点，塑料制件几乎已经进入了一切工业部门以及人民日常生活的各个领域。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 。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。随着我国经济与国际的接轨和国家经济建设持续稳定的发展，塑料制件的应用快速上升，模具设计与制造和塑料成型的各类企业日益增多，塑料成型工业在基础工业中的地位和对国民经济的影响日益重要。1.2我国冲压模具制造企业技术现状及发展趋势1.2.1冲压模具制造企业现状在中国，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。 1.2.2 冲压模具制造技术的发展趋势随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现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企业的生存空间。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。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。1.3现代模具的制造1.3.1 CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟、制造一体化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。 1.3.2先进设备在现代模具制造中的作用现代模具制造的必然趋势,就是机械加工尽可能地取代人工加工，尤其现在数控车床、多轴联动机床、数控模具雕刻机、电火花加工机床、数控精密磨床、三坐标测量机、扫描仪等现代设备在工厂中的广泛使用，而且这些设备大部分所用的程序基本上都是应用CAD/CAE/CAM系统产生的，操作人员工作按照规定的程序装夹工件,配备刀具和操作，机台就能自动地完成加工任务,并将理想的模具零件制造出来或为下一加工工序完成规定的部分。1.3.3模具材料及表面处理技术因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。在整个模具价格构成中，材料所占比重不大,一般在20%30%,因此，选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说,要采用电渣重熔工艺，如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要发展趋势。 模具热处理的主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗（如TD法）发展；由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展；另外，目前对激光强化、辉光离子氮化技术及电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益受到重视。 1.4逆向工程技术的内容及其应用范围逆向工程即先对制件（所加工的产品）进行扫描生成多种格式的CAD数据，再在另外的CAD/CAE/CAM软件中进行改型设计，该技术是现代模具制造中最流行的模具制造技术。英国雷尼绍公司专门为模具制造开发生产的扫描系统，就可以成功地应用于模具制造的逆向工程中，它不仅可以改善数控机床的性能，扩大数控机床的功能，而且还能提高数控机床的效率。雷尼绍公司的Retroscan、Renscan200、Cyclone 高速扫描机已被青岛海尔、济南轻骑、国家模具中心等单位开始使用。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。1.5发展与展望1.5.1计算机软件的发展和进步随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。1.5.2注塑模具设计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。1.6研究内容本次设计主要针对按钮产品造型的模具设计,其主要任务是对按钮产品的模具浇口、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。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工艺性分析为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用侧浇口。该浇口的分流道位于模具的分型面上，而浇口横向开设在模具的隐蔽处，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。3 初步确定型腔数目3.1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4件的结构，因此，采用侧向分模注塑机需要较大的锁模力，否则成型的产品上飞边较厚。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。型腔的结构采用哈呋型腔滑块对称的结构，易于加工制造。4 注射机的选择4.1 塑件体积的计算塑件：图4.1 塑件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= 0.293cm 浇注系统的体积：V2=1.9cm塑件与浇注系统的总体积为V=0.293*4+1.9=3.072cm 4.2计算塑件的质量：查手册取密度=1.05g/cm塑件体积：V=0.293cm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=0.293cm1.054= 1.2306g 4.3按注射机的最大注射量确定型腔数目根据 （4-1）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；根据塑件的结构及尺寸精度要求,该塑件在注射时采用一模四腔 图4.2 塑件结构4.4计算浇注系统的体积，其初步设定方案如下 图4.3 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=1.9cm查表文献4、2得选用CJ80nc3型号注射机，其参数如下：表4.1 注塑机型号及参数5 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CJ80nc3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=10mm； 根据模具主流道与喷嘴的关系 取主流道球面半径：R=11mm； 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6.08mm。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=4mm流道表面粗糙度 图5.2 分流道示意图5.3分型面的选择设计原则（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图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。采用侧浇口可以保持产品外观精度。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： =13.57mm型腔深度： =1.94mm型芯外径： =6.03mm型芯深度： =1.51mm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）；其型腔、型心示意图如图6.1、图6.2 图 6.1 型腔示意图 图 6.2 型芯示意图图6.3 模具结构示意图表6.1 模具结构参数值产品投影面积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CI1818A30B50，材料为45钢图6.4 模架模型图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812cm，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，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。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， 在推出机构中采用厂组合式推杆，如图中，这种结构主要是防止推杆在于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，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搞出型腔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7.811.8MPa； -磨擦系数，一般取0.11.2； -脱模斜度； L=6.03MMH=1.51MM Q=6.03MM*1.51MM*10MPA(0.1*COS0.5-SIN0.5)=0.00829(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=1.5mm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如图8.1所示，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如图所示的水道，横向穿过这两块模板，这样使塑件各处的冷却均匀，模具的模温均匀。本塑件在注射成型机时不要求有太高的模温因而在模具上可不设加热系统。是否需要冷却系统可作如下设计算计。设定模具平均工作温度为，用常温的水作为模具冷却介质，其出口温度为。 图8.1 冷却系统示意图8.1 求塑件在硬化时每小时释放的热量Q1查表3-26得ABS的单位流量为可知所需的冷却水管直径较小。设计冷却水道直径为6mm符合要求。9 模具排气槽的设计 当塑料熔体充填型腔时，必须顺序地排出型腔及浇注系统内的空气及塑料受热而产生的气体。如果气体不能被顺利排出，塑料会由于填充不足而出现气泡、接缝或表面轮廓不清等缺陷，甚至气体受压而产生高温，使塑料焦化。特别是对大型塑件、容器类和精密塑件，排气槽将对它们的品质带来很大的影响，对于在高速成行中排气槽的作用更为重要。我们的塑件并不是很大，而且不属于深型腔类零件，因此本方案设计在分型面之间、推杆预模板之间及活动型芯与模板之间的配合间隙进行排气，间隙值取0.04。10 校核注射机有关工艺参数的校核1）锁模力与注射压力的校核 (10-1) -注射时型腔压力 查参考文献得 113MPa -塑件在分型面上的投影面积（） -浇注系统在分型面上的投影面积（） -注射机额定锁模力，按CJ250m2型注射机额定锁模力为2500 注射机开模行程应大于模具开模时，取出塑件（包括浇注系统）所需的开模距离即满足下式 (10-2)式中 -注射机最大开模行程，mm； -推出距离（脱模聚居），mm； -包括浇注系统在内的塑件高度，mm； Sk=32mm+56.23mm=88.23mm SkS=570mm 条件成立11结论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。为获得高质量的产品，采用数值模拟与经验设计相结合的方法对按钮成型规律进行了探讨和研究，使整个模具的设计制造周期缩短，优化了模具的结构和工艺参数，大大减少了试模的次数，提高工作效率。利用UG软件，方便的观测到零件的凝固、充模等过程，寻找出塑件可能出现的成型缺陷，从而在模具的工艺参数、塑件的尺寸形状性能特点之间获得最佳的匹配。我们大学生对于塑料工业的认识还是很肤浅的，但是通过这次塑料模具课程设计，让我们更多的了解有关塑料模具设计的基本知识，更进一步掌握了一些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。通过这五个星期以来的毕业设计工作，不仅是对我四年来学习的总结和回顾，同时也让我深深体会到自身存在的许多不足之处，这也是今后在社会上学习的一种动力，我将会不断地学习，不断的充实自己。致谢在本论文的完成过程中，我的导师王明老师给予了我悉心指导和热情鼓励，使
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