插板底座注塑模具设计与制造说明书0001

1、永城职业学院毕业设计题目 ： 插板底座 注塑模具的设计与制作Socketplate injection mold designandmanufacture指导教师 ：范虎军焦志峰 邵文庆薛飞职称 ：助教学生姓名 ：刘阳路绳超 刘晨刘冬学号：2010131025 2010131026 2010131022 2010131023专 业： 模具设计与制造院（系）机电工程系2012年 10 月 14 日第 II 页 共 51 页摘要 本论文的主要内容为插板底座的注塑模设计，首先根据需要选择材料， 然后根据产品 的外形用 Pro/E4.0 进行建模获得产品部件模型，之后对产品进行模架选择然后用 EMX4

2、.1 对模架进行装载。接下来就是对型芯的数控程序的生成，利用 Master cam 对型芯进行加 工，然后导出数控程序。最后，用 CAD绘制注塑模具非标准零件的零件图以及模架的装配 图出图。【关键词】注塑模、 Pro/ENGINEER4.0、AutoCAD2008 Master camAbstractThe main content of this paper for board base of injection mold design ，First choose according to need materials， Then according to the appearance of

3、 productwith Pro/E4.0 modeling for product component model，After product die carrierchoice then use EMX4.1 to die carrier for loading。 Next is the core of thegeneration of nc program ， Use Master CAM to core process, and then derived CNC program. Finally, with CAD drawing injection mold non standard

4、 parts of the part drawing and the mould frame assembly drawing the diagram.【Key words 】 Injection mold, Pro/ENGINEER4.0, EMX4.1, AutoCAD2008第 3 页 共 51 页目录摘要. 31前言 . 62塑件的结构及工艺分析 . 72.1 塑件结构分析 . 72.2 塑件制品的工艺分析 . 82.2.1.分析制件材料物理性能 82.2.2.分析塑料成型性能 82.2.3.ABS 的成型工艺特点 92.2.4.结论 93确定成型方式及成型工艺流程 . 93.1 塑件

5、成型方式 . 93.2 注射成型工艺过程的确定 . 94确定成型工艺参数并编制成型工艺卡片 . 105模具设计 . 135.1 确定成型工艺设备规格 . 135.1.1.依据最大注射量初选设备 . 135.2 型腔数目的确定 . 135.3 分型面设计 . 145.4 浇注系统设计 . 155.4.1.主流道设计 155.4.2.浇口设计 155.4.3.冷料穴设计 165.4.4.排气和引气系统设计 165.5 成型零件的设计 . 165.5.1.采用的形式 165.5.2.成型零件工作尺寸的计算 . 175.6 冷却系统设计 . 195.6.1.冷却水体积流量 195.6.2.冷却管道直径

6、的确定 195.6.3.冷却系统结构 195.7 导向机构的设计 . 205.7.1.导向机构的主要作用 205.7.2.导向机构的设计原则 205.7.3.导柱和导套的设计 215.8 脱模机构的设计 . 215.8 推杆推出机构的设计要点 . 225.9 模架的选择 . 225.9.1.确定模架组合形式 225.9.2.确定型腔侧壁厚度和支承版厚度 . 225.9.3.确定模板厚度 225.9.4.选择模架类型 235.9.5.检验所选模架 235.10相关参数的校核 . 235.11模具工作原理介绍 . 236Pro/E 在模具设计中的应用 . 246.1 创建实体 . 246.2 设计

7、注塑模具的成型零件 . 256.2.1.新建模具设计文件 25第 4 页 共 51 页6.2.2 .创建模具装配模型 256.3 设计分型面 . 256.4.设计浇注系统 . 266.4.1 .创建主流道 266.4.2 .创建模具体积块 266.4.3 .创建模具成型零件 266.4.4 .创建铸模 276.4.5 .开模仿真 286.5模架的装载 . 286.5.1EMX 组建新建 . 286.5.2 .加载标准模架 296.5.3 .装配元件 296.5.4 .加载冷却系统 296.4.5 .加载推出机构 296.4.6 .创建拉料杆 306.4.7 .创建固定螺钉 306.4.8 .模

8、架的其他处理 317成型零部件的数控加工 . 347.1 零件分析 . 347.1.1 .零件特性 347.1.2 .工艺分析 347.1.3 .技术要求 357.2 零件的导入 . 357.3 零件的加工 . 367.3.1 设定毛坯 . 367.3.2 .确定毛坯 367.3.3 .铣外平面 367.3.4 .侧平面铣削 377.3.5 .凹槽加工 387.3.6 .外形铣削加工 387.3.7 .标准挖槽 387.3.8 .钻孔加工 397.3 9 标准挖槽 . 407.3.10 .曲面粗加工挖槽 407.3.11 .精加工平行铣削 417.3.12 .曲面粗加工流线加工 417.3.1

9、3 .曲面精加工流线加工 427.3.14 .数控编辑程序 43结 论. 45参 考 文 献. 46致 谢. 47第 5 页 共 51 页1前言随着塑料工业的迅速发展， 对塑料模具设计和制造技术的要求也越来越高， 传统的塑 料模具设计及制造技术已经无法适应当今的要求。 在注塑产品的开发过程中， 模具的设计 和制造决定了塑料件的最终质量和成本。 而 Pro/E 在注塑模具设计中的应用， 为高质量模 具的设计和制造提供了一条途径， 使当前模具设计及制造技术呈现出新的特征， 大大提高 模具的制造效率和质量。这对提高新产品开发速度作用十分的突出。在现在工业生产中，模具是重要的工艺装配之一，它在铸造、锻

10、造、塑料、冲压、粉 末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用。由于采用模具能提高生产效率、节约 材料、降低成本，并且可以保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、拖拉机电器、 仪表、玩具和日常用品等产品的零部件很多都采用模具加工。 随着工业科学技术的工业产 品的品种和数量不断增加，产品的改性换代加快，对产品质量、外观不断提出新的要求， 对模具质量的要求也越来高， 因此，模具设计与制造技术在国民经济中的地位是显而易见 的。第 6 页 共 51 页2塑件的结构及工艺分析2.1 塑件结构分析制件的总体形状为长方体结构零件，如图 1 示：图11.制件总体结构为长方体薄壳类产品，基本尺寸为 180m

11、m51mm 15mm，厚度为 2mm，一 段有一个基本尺寸为 30mm 10mm，厚度为 30mm的长方体螺钉固定凸台，螺钉孔直径 为 5mm.4m，m 其中 ?5 圆台向下凹 1mm，另一端有一直径为 8mm， 12mm，和 15mm厚度为 2mm，长为 4mm半圆形线孔，其侧有一长方体 25mm9mm的凹台，向下凹 3mm，厚度为 2mm，盒盖四周各有一个直径为 8mm，高为 8mm和长直径为 6mm，高为 2mm，相接的圆 柱凸台其厚为 2mm，盒盖内部两侧各有 4 个长为 5mm，高为 12mm，厚为 2mm的三角形 加强筋，内部有两个高 12mm5mm2mm厚的圆柱孔。制件具体分析如

12、下：塑件的尺寸精度 该塑件的要求具有中等精度，外表无瑕疵，美观，性能可靠，重要的尺寸有180mm，51mm，15mm，查表 3-1 1 可知精度为 MT3级，次重要尺寸乳 30mm，10mm等，精度为 MT5级 标注。塑件的表面粗糙度查表 3-3 可知，ABS注射成型时， 表面粗糙的范围为 Ra0.2 -32um，而该表面粗糙应较 为高，取为 Ra0.4um。脱模斜度查表 3-4 可知，材料为 ABS的塑件，其型腔脱模斜度一般为 40-1 20，型芯脱 模斜度为 40-1 20。而该塑件为长方体结构，故型腔脱模斜度为 1，型芯脱模斜度 为 1 。壁厚 塑件整体厚度为 2mm。加强筋 因该塑件长

13、度较大，且为薄壁塑件，强度不足，需设计加强筋。圆角 该塑件内、外表面及四周各有圆角，有利于塑件的成型。侧孔和凸台 该塑件一端螺钉定位凸台有两个定位孔，另一端有线孔，其端有一长方形凹块。8 金属嵌件 该塑件无金属嵌件。第 7 页 共 51 页9 螺纹、自攻螺纹孔该塑件的凸凹孔和侧孔皆无螺纹。10铰链该塑件无铰链结构 。11文字、符号及标记 通过上述分析，该塑件结构属于中等复杂结构，结构工艺性合理，不需对塑件的结构 进行修改，塑件尺寸中等，对应的模具尺寸加工容易保证，注射时在工艺参数控制的较好 的情况下，塑件的成型要求可以得到保证。2.2 塑件制品的工艺分析2.2.1分析制件材料物理性能ABS 树

14、 脂 是 一 种 共 混 物 ， 是 丙 烯 腈 - 丁 二 烯 - 苯 乙 烯 共 聚 物 ， 英 文 名 Acrylonitrile-butadine-styrene（ 简称 ABS），这三者的比例为 20：30：50（熔点为 175） 。 ABS为浅黄色粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械 性能，如优良的电性能、 耐磨性， 尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等， 且易于加工成型。 缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。2.2.2分析塑料成型性能ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙 烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚

15、韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易 加工、高光洁度及高强度。ABS在比较宽广的温度范围内具有较高的冲击强度，热变形温度比PA、 PVC高，尺寸稳定性好，收缩率在 0.4%0.8%范围内，若经玻纤增强后可以减少到 0.2% 0.4%，而且绝 少出现塑后收缩。ABS具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可 电镀成多种色泽。ABS尚具有良好的配混性，可与多种树脂配混成合金 （共混物） ，如 PC/ABS、ABS/PC、 ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，使之具有新的性能和新的应用领域， ABS若与 MMA掺混可 制成透明 ABS，透光率可达 80%。ABS 是

16、吸水的塑料， 于室温下， 24 小时可吸收 0.2%0.35% 水分，虽然这种水分不至于对机械性能第 8 页 共 51 页构成重大影响， 但注塑时若湿度超过 0.2%，塑料表面会受大的影响， 所以对 ABS 进行成型加工时，定要事先干燥，而且干燥后的水分含量应小于0.2%。2.2.3 ABS 的成型工艺特点熔融温度高，需要高料温、高压注射成型；模具流道的阻力应小，模具要加热；塑件 易产生内应力，原料要干燥，顶出力要均匀，塑件需要后处理。2.2.4结论本制品为插板底座， 要求耐高温，强度和韧性较好， 耐磨、耐腐蚀，中等精度， 美观、 性能可靠。使用 ABS材料，产品的使用性能基本满足要求，但在成

17、型时，要注意选择合理 的成型工艺及成型前的干燥处理。3确定成型方式及成型工艺流程3.1 塑件成型方式所生产制品选择 ABS工程塑料 ,属于热塑性塑料， 制品需要大批量生产。 虽然注射成 型模具结构较为复杂，成本较高，但生产周期短、效率高，容易实现自动化生产，大批 量生产模具成本对于单件制品成本影响不大。而压缩成型、压注成型主要用于生产热固 性塑件和小批量生产热塑性塑料； 挤出成型主要用以成型具有恒定截面形状的连续型材； 气动成型用于生产中空的塑料瓶、罐、盒、箱类塑件。所以该制件应选择注射成型。3.2 注射成型工艺过程的确定一个完整的注射成型工艺过程包括成型前准备、注射过程及塑件后处理 3 个过

18、程。 成型前的准备。a、对 ABS原料进行外观检验：检查原料的色泽、粒度均匀等，要求色泽均匀、细度 均匀度。b、生产开始如需要改变塑料品种、调换颜色，或发现成型过程中出现了热分解或降 解反应，则应对注射机料筒进行清洗。c、为了使塑料制件容易从模具内脱出，模具型腔或模具型芯还需要涂上脱模剂，根 据生产现场实际条件选用硬脂酸锌、液体石蜡或硅油等。注射过程一般包括：加料、塑化、充模、保压补缩、冷却定型和脱模等步骤。 塑件后处理。ABS 易产生应力集中，严格控制成型条件，采用以下退火处理工艺。a、烘箱 把产品放入红外线烘箱里，用 烘箱以 8085烘 24 小时。第 9 页 共 51 页4确定成型工艺参

19、数并编制成型工艺卡片采用螺杆式塑料注射机，螺杆转速为 3060 r/min 。材料预干燥 0.5h 以上。2.温度料筒前端： 150 170，料筒中部： 180190，料筒后端： 200 210，喷嘴： 180 190，模具： 50 70。3.压力注射压力： 60 100MPa，保压压力： 4060 MPa。4.时间（成型周期）注射时间： 25s，保压时间： 510s，冷却时间： 5 15s，成型周期： 1530s。5.后处理 方法：红外线烘箱，温度 ;70 90，时间： 0.3 1h。1 该制件的注射成型工艺卡片见下表表 1第 10 页 共 51 页表1开关注射成型工艺卡片塑料注射成型资料编

20、号车间零件名称 插座底板装配图号零件图号工艺卡片材料定额材料牌号单件质量ABS9.45g温度 （）第 11 页 共 51 页 红第外线烘页箱 共70 9页0材料干燥共1 页设备型号每模制件数工装号设备温度（）时间（h）料筒一区料筒二区第1 页SYS-301件红外线烘箱70900.31150 170180 190 料筒温度 （）料筒三区200 210喷嘴（） 180 190模具温度（）时间（ s）注射（ s） 保压（ s） 冷却（ s）507025510515压力（ MPa ）注射压力 保压压力 塑化压力60 100406024辅助（ min ）0.5后处理时间（ min ）0.31时间额定 （

21、 min ）单件（ min ）12检验编制校对审核组长车间主任检验组长编制第 12 页 共 51 页5模具设计5.1 确定成型工艺设备规格初选注射机规格通常依据注射机允许的最大注射量、 锁模力及塑件外观尺寸等因素确定。习惯上依据其中一个设计依据，其余都作为校核依据。5.1.1依据最大注射量初选设备通常保证制品所需要注射量小于或等于注射机允许的最大注射量的80%，否则就会造成制品的形状不完整、 内部组织疏松或制品强度下降等缺陷； 而过小，注射机利用率偏低， 浪费电能，而且塑料长时间处于高温状态可导致塑料分解和变质，因此，应注意注射机能 处理的最小注射量，最小注射量通常应大于额定注射量的 20%。

22、 单个塑件体积。V=9（cm3） 单个塑件质量。M=Vp=9.45 （g）由于塑件尺寸太小， 生产中通常选用一模两腔， 加上凝料的质量 （初步估算约为 8g） 塑件成型每次需要注射量。M+8=18（g） 根据注射量，查表选择 SYS -30 型号的立式注射机，满足注射量小于或等于注射 机允许的最大注射量的 80%。 设备参数见下表 2。注射机主要技术参数（表 2）项目设备参数额定注射量（ cm3）30螺杆直径（ mm ）28注射压力（ Mpa ）157锁模力（ kN ）500最大开合模行程（ mm ）80最大模厚（ mm ）200最小模厚（ mm ）70喷嘴圆弧半径（ mm ）12喷嘴孔直径（

23、 mm ）35.2 型腔数目的确定第 13 页 共 51 页型腔数目是根据有锁模力、最大注射量、制件的精度要求、经济性等来确定的。本设计中考虑到该塑件的形状，为了经济性，采用一模一腔。模具的型腔数，根据注射机最大注射量确定型腔数目 n.km0 p m1 n=1m式中： k - 注射机最大注射量的利用系数，一般取 0.8 ；mp - 注射机最大注射量， g;m1 - 浇注系统凝料量， g;m - 单个塑件的质量， g.考虑到工件简单体积中等，原材料为 ABS塑料，为使模具制造费用、设备运转费用低 一些，经济效益高一些，采用一模一腔的模具形式。如图 2 所示。图25.3分型面设计分型面的选择很重要

24、，它对塑件的质量、操作难易、模具结构及制造影响很大。在选 择分型面时一般应考虑以下因素。(1)分型面应取在塑件尺寸的最大处，有利于脱模。(2)使塑件留在动模部分，这是由于推出机构通常设在动模一边，将型芯设在动模部分， 塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模边。(3)有利于保证塑件的外观精度和精度要求。(4)模具结构简单，使用方便，制造容易。(5)成型效率及成型操作。(6)分型面应该有利于排气。分型面选择如图 3 所示。第 14 页 共 51 页图35.4 浇注系统设计5.4.1主流道设计根据之前计算结果，可得 SYS-30型号的立式注射机的有关尺寸。 喷嘴球半径： R=12m，m 喷嘴孔直径：

25、 d=3mm。根据模具主流道与喷嘴的关系： R=13m，m d=3.5mm。 取主流道球面半径： R=13m。m 取主流道的小端直径： d=4.5mm 为了便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，如右图所示，其锥角=26 ，表面 粗糙 度 Ra 0.4um，抛 光 时沿 轴向 进行， 以便于浇 注 系统 凝料其 中顺利拔出。同时为了使熔料顺利进入分流道，在主流道出料端设计r=2mm的圆弧过渡。5.4.2浇口设计 浇口形式的选择。 由于该塑件外观质量要求较高，浇口的位置和大小应以不影响塑件的外观质量为前 提。同时，也应尽量使模具结构更简单。 根据对塑件结构的分析及已确定的分型面的位置，

26、综合对塑件成型性能、 浇口和模具结构的分析比较， 确定成型该塑件的模具采用侧浇口形 式。 进料位置的确定。由于塑件的外观质量要求较高， 浇口位置和大小以不影响塑件外观质量为前提， 尽量 使模具结构简单，根据对塑料成型性能，浇口和模具结构的分析比较，确定成型该塑件的 模具采用点浇口。 浇口尺寸的确定。查表 6-3 可知点浇口尺寸要求，依次设计浇口尺寸点浇口尺寸。第 15 页 共 51 页5.4.3冷料穴设计冷料穴有“ Z”形、球头形、菌头形和倒锥形等，其中“ Z”字形拉料杆冷料穴，应用 较普遍，其，但当塑件被推出以后做侧向移动时不能采用，而带球头形、菌头形拉料杆的 冷料穴， 其拉料杆固定在型芯固

27、定板上， 凝料在推件板推出塑件的同时从拉料杆上强制脱 出。一般用于推件板脱模的注射模中。该塑件包紧力不大，无须用推件板；而分流锥形拉 料杆靠塑件收缩的包紧力将主流“Z”字形拉料杆的冷料穴5.4.4 排气和引气系统设计由于塑件整体较薄，排气量较小，同时，采用点浇口模具结构，属于中型模具，最后 充满的地方位于分型面， 因此可利用分型面进行排气， 当然推杆与模板的配合间隙也能起 到排气的作用。其配合间隙不能超过 0.04mm,一般为 0.03 0.04mm。该塑件开模及脱模过程中不会形成真空负压现象， 因此不需要设计引气系统。5.5 成型零件的设计直接与塑料接触确定塑件形状的零件称为成型零件，包括凹

28、模和凸模(或型芯) 。在本次设计中主要包括由型腔，型芯组成的成型零件。型芯如图4 所示.图45.5.1采用的形式(1)型腔用于成型塑件的外表面，该塑件分型面设在接近下表面处，结构比较简单， 所以型腔设计成整体式的。(2)型芯用于成型制件的内部结构，型芯结构较复杂，因此需要设计成整体式型芯， 可节省体积、降低加工难度。第 16 页 共 51 页0.430=180.200.430600.42=0.84z = 1 =0.2835.5.2成型零件工作尺寸的计算 型腔和型芯径向尺寸的计算型腔径向尺寸的计算：由于 z、 c 与的关系随塑件的精度等级和尺寸大小的不同而变化，因此式中 前的系数 X在塑料件尺寸

29、较大，精度级别较低时 z 和c 可 忽略不计，则 X=0.5；当塑 11件尺寸较小、精度级别较高时， c 可取 1 2 3 、z 可取 1 ，此时， X=0.75，塑件63 的基本尺寸 Ls 是最大尺寸，其公差为负偏差。11800.6=1.2z = 1 =0.43(Lm1)+ 0 z=(1+S )Ls-(0.5 0.75) + 0z(1+0.0065) 180(0.75 1.3 )120=0.21z = =0.073(lm4) - 0z=(1+S )ls+(0.5 0.75) - 0 z(1+0.0065) 20+(0.75 1.5 ) -00.。50.280=59.760.28015 0.3

30、8=0.761z = =0.253(lm3)(1+0.0065) 15+(0.75 0.76 )0.250=15.670.250(Lm2)+ 0 z=(1+S )Ls-(0.5 0.75) + 0z(1+0.0065) 60( 0.75 0.84 )第 17 页 共 51 页=20.240-0。51z = =0.15300.15=22.5300.15 型腔深度和型芯高度尺寸的计算150.29=0.58z = 1 =0.193型芯高度（lm） - 0z=（1+S）hs+x - 0z（1+0.009） 22+（0.75 0.44） 中心距尺寸的计算 因为： Cm=（1+S ）Cs1 - 1 所以:

31、标注制造公差后的： ：Cm 1 z=（1+S ）Cs 1z22190 0.53 =1.06 z=1 =0.353-1Cm=（1+S ）Cs 1 z21= （1+0.0065） 90 1 0.352=90.56 0.175型腔深度 （Hm）+ 0z=（1+S ）Hs-X + 0z（1+0.0065 ） 15-0.75 0.58 00。19=14.460。190200.22=0.44第 18 页 共 51 页5.6 冷却系统设计5.6.1冷却水体积流量查表 9-1 成型 PC塑料的模具平均工作温度为 235，用常温 20的水作为模具冷却 介质，其出口温度为 60，每次注射质量 m=0.20g，注射

32、周期 30s 。查表 9-2 ，取 ABS注射成型固化时单位质量放出去热量 h=3.5105冷却水的体积流量计算如下：V=nmh/60pCp（t1 t2） 1式中： V所需冷却水的体积， m3/min ；m 包括浇注系统在内的每次注入模具的塑料质量n 每小时注射次数；p 冷却水在使用状态下的密度， 1000kg/m3；Cp 冷却水的比热容， 4187J/ （kg）t1 冷却水出口温度，t2 冷却水入口温度，h从熔融状态的塑料进入型腔时的温度到塑料冷却脱模温度为止，塑料所放 出的热焓量。代入上式得： V=5.01O 3 m3/min5.6.2冷却管道直径的确定根据冷却水体积流量 V查表 931可

33、初步确定冷却管道的直径。 从表中可以看出， 生 产该塑件所需的冷却水体积流量 V 很小，在设计时可以不考虑冷却系统设计。 所以冷却贿 赂所需的总表面积、冷却回路的总长度等无需计算。但该塑件生产批量大，为了降低冷却时间，缩短成型周期，根据生产率，可以在模板 上设计几根冷却水管，以便于在生产中灵活调整和控制。因此查表 9-3 经验表格，初步确 定冷却管道直径为 8 mm.。因此，开关成型模具冷却系统的冷却水道直径取 8mm 。5.6.3冷却系统结构型腔冷却水道结构。型腔的冷却是由定模板上的两条 8 mm的冷却水道完成的，如图 5 所示。第 19 页 共 51 页图55.7 导向机构的设计导向机构是

34、保证动模与定模或上模与下模合模时正确定位和导向的重要零件。其主要 零件是导柱和导套。5.7.1导向机构的主要作用(1)定位作用， 为避免模具在装配时， 因方向搞错而损坏成型零件， 并在模具闭合后， 使型腔在工作过程中能保持正确的形状和位置，确保塑件壁厚的均匀性。(2)导向作用，在动模向定模闭合行进中，导向机构应首先接触、引导动模、定模沿 准确的方向和位置闭合，避免凸模偏离型腔而发生事故。(3)承受一定的侧压力，高压塑件熔体注入型腔时，会产生单向侧压力。或者由于型 腔侧面不对称、 模具重心与分型面成型的几何中心不一致会产生较大的侧压力， 均须由合 模导向机构来承担，但当单向侧压力过大时，需增设锥

35、面定位机构来承担。(4)支撑定模型腔板或动模推板， 对于双分型面注射模， 导柱还需支撑型腔板的重力， 也对此板导向和定位，对于脱模机构中设置的导柱，也有此种功能。5.7.2导向机构的设计原则导柱应合理分布在模具边缘空间位置， 其中心至模具型腔应有足够的距离， 以保证更 好地起到定位导向作用，以便凸，凹模加工容易。对大型模具导向机构的设计原则如下：(1) 导柱(或导套)应布置在距离型腔较远的四周处，并保证导套边缘有足够的强 度和刚度。(2) 导柱压入部分与有效滑动部分的直径的公称尺寸一致时。公差配合应符合间隙配 合公差要求。(3)导柱要有足够的耐磨性，硬度要求高，而导套要选择硬度低的材料。(4)

36、为了取出塑件的方便。导柱应安装在定模上，导套安装在动模上。第 20 页 共 51 页(5)导柱台肩可防止导柱拔出，起止退作用，台肩应埋在凹坑里其断面应与固定板平 面在同一平面上， 以防止导柱与固定板有相对移动， 由定模板(或垫板) 压紧。(6)导柱有效长度上的滑动部分必须制作油槽，以促进润滑和积存灰垢。(7)导柱与导套有一定的配合公差。5.7.3导柱和导套的设计a.导柱的设计 本设计的导柱为带头导柱， 材料选用 T8A。热处理方法为，淬火处理，硬度达到 HRC56 60。设计的导柱如图 6 所示：图6b.导套的设计 在穿透的导向孔中，除了按其直径大小，需要一定长度的配合面外，其余部分孔 径可以

37、扩大，以减少精加工面并改善其配合状况； 导套的结构如图 7 所示；图7为使导柱较顺利进入导套孔，其前端应倒圆角面粗糙度Ra为 0.4 m。 材料跟导柱一样采用 T8A淬硬到 HRc50555.8 脱模机构的设计塑料制品注射成型并在模腔中冷却固化后并开启模具， 将制品从模体中推出， 是靠模第 21 页 共 51 页具推出机构的动作来实现的。 在本次模具设计中采用较简单的推杆推出的形式5.8 推杆推出机构的设计要点推出机构的设计要求如下：设计推出机构时应尽量使塑件留于动模一侧；塑件在推出过程中不发生变形和损坏； 不损坏塑件的外观质量； 合模时应使推出机构正确复位； 推出机构应动作可靠。此设计采用推

38、出机构中最简单、 最常见的形式推杆推出机构。 推杆的自由度较大， 而且推杆截面大部分为圆形，制造、修配方便，容易达到推杆与模板或型芯上推杆孔的配 合精度， 推杆推出时运动阻力小， 推出动作灵活可靠， 推杆损坏后也便于更换。5.9 模架的选择5.9.1 确定模架组合形式根据以上分析， 该制件采用一模一腔， 采用点浇口，因此可以选用 A2 模架。5.9.2确定型腔侧壁厚度和支承版厚度型腔压力的大小与注射压力、流道结构、塑件结构等因素有关，为了生产出合格的产 品，型腔内熔体的平均压力查表 5-3 得 ABS塑料注射成型型腔平均压力为 34.2Mpa。 根据以上分析，型腔在分型面上投影尺寸为 180m

39、m 51mm，即长度 l=180mm。根据表 7-3 模版的侧壁厚度经验公式可得：S=0.20l+17=53mm由于 l 100mm，实际模版的壁厚为（ 0.850.90）S，即（ 45.0547.7）mm，初选 取 S=46mm。支承板厚度查表 7-4，由于 b=51mm102mm，所以支承板厚度： h=（0.120.13） l=（6.12 6.63）mm （1）计算型腔模板周界 型腔模板的长度： L=180+2S=272mm 型腔模板的宽度： N=51+2S=143mm（2）模板周界尺寸 根据上面计算模板周界尺寸， 查GB/T125561990标准模板的尺寸， 将计算出的数据向标 准尺寸“

40、靠拢”修整。确定周届尺寸为 160mm 315mm。5.9.3确定模板厚度第 22 页 共 51 页塑件高度为 15mm，型腔设计在定模一侧， 型腔深度大于 20mm即可，按标准尺寸修整5.9.4选择模架类型根据已经确定下来的模具周界尺寸，模具外形尺寸为长L=300mm、宽 B=180mm、高H=200mm4 。5.9.5检验所选模架根据以上分析，成型开关制件初选 SYS-30 型号的立式注射机，设备主要参数如表 3 所示。校核所选模架与注塑机之间的关系，如表 3 所示。模架与注塑机之间关系校核（表 3）设备参数模架规格校核结论最大开合模行程（ mm ）80取件所需空间（ mm ）50适合最大

41、模厚（ mm ）200模具闭合高度200适合最小模厚（ mm ）70（ mm ）5.10相关参数的校核依据最大锁模力进行校核。 当熔体充满模腔时， 注射压力在模腔内所产生的作用力会使模具沿分型面胀开， 为此， 注射机的锁模力必须大于模腔内熔体对动模的作用力，以避免发生溢料和胀模现象。单个塑件在分型面上投影面积 A1。A1 9000mm2 成型时熔体塑料在分型面上投影面积 A。由于塑件是采用一摸一件的模具结构，所以 A=A19000mm2 成型时熔体塑料对动模的作用力 F。F290KN 根据锁模力必须大于模腔内熔体对动模的作用力的原则查表5-2 ，选择 SYS-30 型号的螺杆式注射机。5.11

42、模具工作原理介绍模具装配图如图 11所示，其工作原理如下 : 当模具处于闭合状态时 , 注塑机喷嘴与被 定位环固定的浇口衬套对接将熔融塑料注射到模具型腔约100%时停止注射 , 熔体充满整个模具型腔后 ,在保压冷却阶段对塑料进行保压。 当塑料冷却完毕 , 然后注射机合模系统带动第 23 页 共 51 页 动模后退，被推件固定板固定的推件板就相对前移，推动动模板前移实现模具的打开，在 此过程中型腔跟着动模板上移， 制品包裹在型芯上随定模板一起下移至一定距离后， 顶杆 接触制品推动制品脱落，同时拉料杆将冷料穴内的凝料拉断，使制品自动脱落。完成后， 模架在合摸装置的带动前移， 通过导柱与导套的定位实

43、现模架的对齐， 然后通过复位杆是 模具闭合，之后就是下一个循环。1 定位环 2 浇口衬套 3 上模板 4 导套 5 导柱 6 动模板 7 定模板 8 复位杆 9 支撑板 10 垫块 11 推件固定板 12推件板 13 丅模座 14 定位螺钉 15 紧固螺钉 16 顶杆17 弹簧 18 拉料杆 19 型芯 20 紧固螺钉 21 凹模紧固螺钉 22 凸模紧固螺钉 23 冷却 水道图 8 模架装配图6 Pro/E 在模具设计中的应用6.1创建实体启动 Pro/E ，单击“文件”工具栏中的“新建”按钮，在“类型”选项组中点选“零 件”单选项，在“子类型”选项组中点选“实体”单选钮，在名称中输入“ su

44、jian ”，取 消对“使用缺省模板”复选框的勾选，单击“确定”按钮，弹出“新文件选项”对话框。 选择“ mmns_mfg_mol”d 作为模板，单击“确定”按钮，进入模具设计环境。塑件最终效 果图如图 9 所示：第 24 页 共 51 页6.2设计注塑模具的成型零件6.2.1新建模具设计文件启动 Pro/E ，单击“文件”工具栏中的“新建”按钮，在“类型”选项组中点选“制 造”单选项，在“子类型”选项组中点选“模具型腔”单选钮，取消对“使用缺省模板” 复选框的勾选，单击“确定”按钮，弹出“新文件选项”对话框。选择“mmns_mfg_mol”d作为模板，单击“确定”按钮。6.2.2创建模具装配

45、模型a. 导入参照模型单击菜单管理器中的“模具型腔”“装配”“参照模型”命令，弹出“打开对话框。选择“ sujian.prt ”文件，单击“打开”按钮，弹出“元件位置”操控板。选择 在“缺省”位置装配元件，单击“确定”按钮，弹出“创建参照模型”对话框，设置参照 模型。b. 创建与装配模具工件单击“模具模型” “创建” “工件”命令，选择“自动”按钮，弹出“自动工 件”对话框，依次设置“模具原点” ，“工件形状”及“偏距” 。c.设置收缩率单击“收缩” “按尺寸”命令，弹出“按尺寸收缩” 对话框。选择“公式”为“1+S”， 在“比率”文本框中输入“ 0.06 ”，按Enter 键确定。6.3设计

46、分型面 先遮蔽工件，然后通过“复制” 、“粘贴”创建分型面。图9“延伸” 取消对工件的遮蔽。单击菜单管理器“特征操作”菜单中的“曲面” 的命令，弹出“延伸”操控板，通过延伸创建分型面一边。以同样的操作， 将生成的曲面底部边界分别延伸到工件的其他三个平面上第 25 页 共 51 页至此，分型面创建完成。如图 10 所示的分型面图 106.4. 设计浇注系统6.4.1创建主流道单击“特征” “型腔组件” “实体” “剪切材料”“ 旋转” “实体” “完成”命令，弹出“旋转”操控板，据已知数据草绘主流道。6.4.2创建模具体积块单击“体积块分割”按钮，菜单管理器中弹出“分割体积块”菜单。单击“两个体

47、积 块” “所有工件” “完成”命令，弹出分割和选取对话框。在图形区选取已经创建 的分型面，单击“选取”对话框中的“确定”按钮和“分割”对话框中的“确定”按钮。 弹出“属性”对话框。在“名称”文本框中输入体积块的名称，分别命名为“ xingxin ” 和“ xingqiang ”，单击“确定”按钮，完成体积块分割。6.4.3创建模具成型零件单击“模具元件” “抽取”命令，弹出“创建模具元件”对话框，单击“选取全部体积块”按钮，选择所有模具体积块，单击“确定”按钮，抽取出如图11、12 所示的模具成型零件。第 26 页 共 51 页图 12，输入“ zhumo”作为6.4.4创建铸模单击“铸模”

48、 “创建”命令，信息区提示“输入零件名称”模塑件的名称，单击“确定”按钮，生成的模塑件如图 13 所示第 27 页 共 51 页图 116.4.5开模仿真 单击“持行模具开口分析”命令，弹出“菜单管理器”再单击“定义间距”按钮，在 其下拉菜单中单击“定义移动”按钮，按提示选中目标、输入数据，最后单击完成，实现 开模仿真。如图 146.5 模架的装载6.5.1EMX 组建新建单击菜单栏中的“ EMX” “项目” “新建”命令，弹出“定义新项目”对话 框，单击“确定”完成 EMX组件的创建。 导入“ cb”并以坐标系的形式将做好的元件装配到界面。 单击“ EMX” “项目” “准备”命，弹出“准备

49、元件”对话框，在该对话框第 28 页 共 51 页中设置每一个加载元件的类型。6.5.2加载标准模架单击“ EMX” “模具基本” “组件定义”命令，弹出“模具组件定义”对话 框。单击“载入 / 保存组件”按钮，弹出“组件”对话框，选择所需模架，然后载入模架。 之后对模架的整体尺寸及各板的厚度进行修改。单击“添加设备”按钮，选择“定模侧定位环” ，弹出“定模侧定位环”对话框， 对其参数进行设置。 单击“添加设备”按钮，选择“浇口衬套”弹出“浇口衬套”对话框，对其参数进 行设置，最后单击“确定”按钮，完成标准模架的加载 。6.5.3装配元件单击菜单栏中的“ EMX” “模具基本” “装配元件”

50、命令，弹出“装配元件” 对话框，全选其点选项，点击“确定”按钮，完成元件的加载。6.5.4 加载冷却系统先在 A 板上草绘两条直线，再单击“ EMX” “水线” “装配冷却水线”命令， 然后单击“创建冷却水孔”命令，在弹出的对话框中设置水孔参数，再单击确定，然后按 提示加载冷却水孔。其效果图如图 156.4.5加载推出机构第 29 页 共 51 页单击“ EMX” “螺钉”“定义”“在现有点上”命令，点击所绘制基准点，打开型芯，在型芯上表面上绘制基准点，作为加载顶杆时的基准点单击“ EMX” “顶杆” “定义” “在现有点上”命令。通过鼠标拾取所绘制 的基准点。弹出“顶杆”对话框，选择圆柱头顶

51、杆，然后输入参数， 点击“确定”。完 成顶杆的加载。6.4.6创建拉料杆 打开型心，在冷料穴底部草绘一基准点，关闭窗口。单击“ EMX” “顶杆” “定义” “在现有点上”命令。通过鼠标拾取所绘制 的基准点。弹出“顶杆”对话框，选择圆柱头顶杆，直径为3.2mm。打开顶杆，点击“插入” “拉伸”命令，绘制如图 16 所示截面。6.4.7创建固定螺钉分别打开型腔和型芯，在其两侧分别草绘四个基准点 完成螺钉的加载。如图 17 所示。第 30 页 共 51 页图 16图 176.4.8模架的其他处理分别打开 A板和 B板，在 A板上绘制 200mm60mm的矩形，设置为通过 A 板，然后点 击去除材料

52、命令，在单机确定完成 A 板处理。用同样的方法在 B板上挖深度为 20mm的矩 形槽。如图 18、图 19 所示图 18第 31 页 共 51 页图 19完成以上步骤，模架也就装载完成了，其效果图如图 20、21 所示图 20第 32 页 共 51 页图 21第 33 页 共 51 页7成型零部件的数控加工7.1 零件分析7.1.1 零件特性图 22由图纸可知零件是由外轮廓、 槽、孔、倒圆角等组成。 其中底面是基准面。7.1.2工艺分析工艺编排一般采取工序集中原则，尽可能缩短工艺流程。根据零件的工作状态，由于 零件形状较为复杂， 力学性能要求较高则毛坯易采用锻件， 所以零件的加工工艺可以按以

53、下路径进行：毛坯（锻件）洗平面铣凸台钻孔挖槽a 确定装夹方案 该零件毛坯的外形比较规则，因此选择精密平口虎钳进行夹紧。b 确定定位方案 根据基准重合原则和基准统一原则以工件下表面和工件一侧面进行定位， 采用合适垫 铁和虎钳固定钳口保证定位。数控加工工步工步内容刀具号刀具规格主轴转速（r/min ）进给速度（mm/min ）1铣外平面T0160 平底刀2000500第 34 页 共 51 页2铣侧平面T021 平底刀20005003凹槽加工T071 球刀15004004外形铣削T030.5 平底刀15004005标准挖槽T191.2 平底刀20006006钻中心孔T083 中心钻15002007

54、钻孔加工T098 平头钻10002008钻孔加工T106 平头钻10002009钻孔加工T114 平头钻100020010钻孔加工T125 平头钻100020011标准挖槽T143 平底刀200050012曲面粗加工挖槽T152 平底刀100020013精加工平行铣削T162 平底刀100020014曲面粗加工流线加工T182 球刀150030015曲面精加工流线加工T192 球刀10002007.1.3技术要求零件材料为锻件， 没有经淬火加时效处理的硬强度和硬度较低， 加工时容易出现变形 和粘刀等不易于加工的性能，因此在粗加工前先退火，粗加工完后，再进行淬火加时效处 理，然后才能精加工。这样

55、可以满足零件的加工要求和使用要求。锻件的耐蚀性差，通常 会在其表面包裹一层纯铝以增强其耐蚀性 。7.2 零件的导入将零件导入 Master cam 中。第 35 页 共 51 页7.3 零件的加工7.3.1 设定毛坯1 在层别管理器中新建一毛坯图层， 然后画出一尺寸为 200mmX60m的m长方形。2 画出毛坯点击实体挤出实体创建主体， 系统弹出串联对话框然后点击要串联的图形， 然后 点击“确定”系统弹出挤出实体的设置对话框，然后输入挤出实体的距离为36，挤出方向向上，然后单击确认。7.3.2 确定毛坯点击机床类型默认，点击属性材料设置，系统弹出机器群组属性对话框，点击实 体选择毛坯如图 23

56、。图 237.3.3铣外平面点击刀具路径，选择铣平面，点击确认，系统弹出选取工件菜单，选取串联曲线，确 定。进入各参数设置界面， 进行参数设置， 再确定。 单击“验证已选择的操作” 进行加工， 如图 24 所示：第 36 页 共 51 页图 247.3.4侧平面铣削点击刀具路径，选择铣平面，点击确认。系统弹出选取工件菜单，选取所画曲线，确认。在弹出的对话框中进行参数设置，确定后进行验证加工。如图25 所示：图 25第 37 页 共 51 页7.3.5凹槽加工点击刀具路径， 选择曲面粗加工， 曲面粗加工挖槽加工， 系统弹出刀具路径选取菜单， 选取加工曲面，按 Enter 键确定，选择干涉面，按

57、Enter 键确定，点击确定，在弹出的对 话框内进行参数设置，加工效果如图 26 所示。图 267.3.6外形铣削加工点击刀具路径，选择外形铣削加工，选择加工曲线，确定，在弹出的对话框内进行参数设置，确定，然后验证操作，加工效果如图 27 所示。图 277.3.7标准挖槽点击刀具路径，选择标准挖槽，点击确认，系统弹出选取工件菜单，选取加工曲线， 在弹出的对话框内进行参数设置，确定，然后验证操作，效果如图 28.第 38 页 共 51 页图 287.3.8钻孔加工点击刀具路径，选择钻孔，单击确定，选取加工孔外形曲线，单击确定。在弹出的对话框中进行参数设置，其中刀具选取为中心钻，点击确认，进行验证

58、加工，效果如图 29所示：图 29然后进行钻孔加工， 此时刀具设置时选取钻头， 其参数按各自数据进行设置， 然后按确定， 进行验证加工，其最终效果如图 30 所示：第 39 页 共 51 页图 307.3 9 标准挖槽点击刀具路径，选择标准挖槽，确定，在弹出的对话框中选取加工曲线，确定，在 接下来的对话框中进行挖槽参数设置， 单击确定，再验证操作，效果如图 31 所示。图 317.3.10曲面粗加工挖槽点击刀具路径，选择曲面粗加工，点击曲面粗加工挖槽，点击确认。系统弹出选取工 件菜单，选取加工曲面，按确定，选择边界范围，按确定，在弹出的对话框中进行参数设 置，按确定，然后验证操作，效果图如图

59、32 所示：第 40 页 共 51 页图 327.3.11精加工平行铣削点击刀具路径， 选择曲面精加工， 曲面精加工平行铣削， 系统弹出刀具路径选取菜单， 选取加工曲面，按确定，选择干涉面，点击确定，选择边界曲线，确定，在系统弹出对话 框内进行参数设置，按确定，验证操作结果如图 33 所示。图 337.3.12曲面粗加工流线加工点击刀具路径，选择曲面粗加工，选取曲面粗加工流线加工，设置加工为凸，选择加 工曲面，按 Enter 键确定，选择干涉面，按 Enter 键确定，在系统弹出对话框内进行参数 设置，点击确定，然后验证操作，效果如图 34 所示。第 41 页 共 51 页图 347.3.13

60、曲面精加工流线加工点击刀具路径，选择曲面精加工，点击确定，选取曲面精加工流线加工，选择加工曲 面，选取干涉曲面，确定，系统弹的对话框中进行参数设置，单击确定，然后进行验证加 工，最终效果如图 35 所示:图 35第 42 页 共 51 页7.3.14数控编辑程序O0000(程序 )(DATE=DD-MM-YY - 15-10-12 TIME=HH:MM - 21:11) 桌面 第六组 型芯 正面 .MCX)桌面 程序 .NC) (MATERIAL - ALUMINUM MM - 2024)( T1 | | H1 )( T4 | | H4 )( T7 | | H7 )( T111 | 1. BU