机械设计毕业论文：可乐瓶底注塑模设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）可乐瓶底注塑模设计所在学院 专业班级 机械设计制造及自动化 学生姓名 学号 指导教师 职称 完成日期 年 月 毕业论文摘 要模具工业不断发展的今天，CAD/CAM 技术以其先进的制造方式已经逐渐成为模具设计制造的主流方式。而注塑模具作为模具工业的一个重要的分支，CAD/CAM 技术在注塑模具的生产制造中使用得最为广泛。Pro/E 作为 CAD/CAM 中的一个标志性的软件，具有强大的三维设计功能，是注塑模具设计的强有力帮手。 本论文以可乐瓶底为例,对其结构及其注塑工艺进行了分析。在 Pro/E 软件环境下,运用Mold Design 模块,对可乐瓶底模具进行了在前期准备

2、、工件分型、加载标准件和建立冷却与浇注系统等设计,并介绍了设计过程中的原则。关键词：可乐瓶底；模具设计；CAD/CAM 毕业论文ABSTRACTNowadays, as the mold industry growing, CAD/CAM technology with its advanced manufacturing methods has become the mainstream form of mold design and manufacturing. And the injection mold is an important branch of industry, CAD/C

3、AM technology in injection mold manufacturing is the most widely used. As a symbolic software in CAD/CAM, Pro/E has a powerful 3D design function, and is a powerful helper of the injection mold design.This article takes the example of the bottom of Coke bottle and analyzes its structure and molding

4、process. In the circumstance of Pro /E software, use Mold Design module for the bottom of Coke bottle molds in preparation, job classification, standard parts and building cooling load and the pouring system to design, and introduce the principles of the design process, thus showing advantages of us

5、ing UG / Mold wizard module to design the injection mold.Key words: The bottom of Coke bottle；Mold Design； CAD/CAM毕业论文目 录第 1 章 绪论 .11.1 选题背景及研究意义 .11.2 国内外研究现状 .21.2.1 国内外注塑模具研究现状 .21.2.2 Pro/Engineer 软件介绍 .21.2.3 注塑模具的发展趋势 .31.3 本文主要的研究内容 .3第 2 章 可乐瓶底的三维造型 .42.1 可乐瓶底的三维画法 .4第 3 章 可乐瓶底分析 .83.1 可乐瓶底结

6、构 .83.2 塑件件结构特征、塑料的性能、技术要求及结构工艺性的分析 .83.2.1 尺寸及精度 .83.2.2 壁厚 .93.2.3 脱模斜度 .93.2.4 圆角 .93.2.5 粗糙度 .93.2.6 塑料性能说明 .10第 4 章 基于 PRO/E4.0 可乐瓶底模具设计 .114.1 Pro/Engineer 注塑模具设计 .114.2 模具设计初始化 .124.2.1 模具模型预处理 .124.2.2 设计模型处理 .12毕业论文4.2.3 设计模具初始化 .124.3 型腔布局 .144.3.1 多腔布局 .144.3.2 导入模型布局设置 .154.4 设置模具工件 .164

7、.4.1 设置模具工件 .164.5 分型面设计 .174.6 模具体积块创建 .204.6.1 分割体积块 .204.7 浇注系统设计 .214.7.1 主流道设计 .214.7.2 分流道设计 .224.7.3 浇口设计 .224.8 铸模 .234.9 EMX6.0 模架库的设计 .244.9.1 创建新项目 .244.9.2 定义模具组件 .254.9.3 定位环和浇口衬套设计 .264.9.4 顶杆设计 .274.9.4 冷却系统设计 .284.9.5 复位机构设计 .294.9.6 模具动画 .30小结 .31参考文献 .33毕业论文1第 1 章 绪论1.1 选题背景及研究意义二十

8、世纪的调查显示，全球最流行的三个词分别是“上帝” 、 “她”和“可口可乐” 。可口可乐，无疑是当今世界最知名的一个品牌，也给了世界一个成功的传奇故事。在我们的生活中，可口可乐产品无处不在。其主打商标在世界范围内影响深远，标新立异，像芬达、雪碧，当然还有可口可乐，这样的商标在许多国家都家喻户晓。在中国，自从国门敞开后，国人们从未拒绝过的东西之一便是来自美国的可口可乐。如今，可口可乐正在向一个多品牌、全面的饮料公司的方向发展，并且其多品牌战略已经初见成效。据最近由国家统计局和中华全国商业信息中心对全国各地 30 个省市的 1100 家大型零售企业调查结果显示，可口可乐全年销售额在碳酸饮料行业排名第

9、一，雪碧、醒目、芬达分别排名第二、第四、第五。可口可乐系列产品在中国市场上成为最受欢迎的软饮料，占有率达 35%。对于我国，塑料模具工业从起步比较晚，才历经了半个多世纪，虽我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。发达国家从 30 世纪 80 年代中期就已广泛吃用CAD/CAE/CAM 技术，利用计算机对塑料模具进行辅助设计和辅助制造，并对模具设计各个环节进行定量计算和数值模拟分析，藉此缩短塑料模具设计。因此我国与外国相比，在模具工业上的路，还有很长一段路要走。发达国家之所以采用注塑模具 CAD/CAE/C

10、AM 技术，是因为有以下几个方面的优点 ：11.提高模具质量。CAD 技术的应用，使得模具设计更加准确、快速；CAM 技术可自动生成模具成型零件的加工刀具轨迹，使零件尺寸精度高、表面粗糙度好；CAE 技术可优化模具设计方案，帮助设计人员设计出正确合理的模具结构。2缩短模具制作周期。CAD 系统中存储有模具标准件、常用设计计算程序库及各种设计参数的数据库，应用计算机自动绘图，可大大缩短设计时间，CAE 应用于设计，可减少因单凭经验设计而不得不反复修模花去的时间。此外，数控机床的应用，也大幅度的提高了生产效率。3. 降低成本。计算机和绘图仪的自动化工作节省大量的劳动力，CAE 的辅助分析减少了修模

11、和试模时间，生产周期缩短，同时大大增加了产品的市场竞争能力。4.充分发挥设计人员的主观能动性。CAD/CAE/CAM 有助于设计人员从繁重的计算和绘图中解放出来，去从事更多的创造性劳动。5.提高企业的管理水平。CAD/CAE/CAM 技术的应用，使企业的产品开发、模具设计和制造建立在科学、定量分析的基础上，减少盲目性，同时，可使整个模具生产过程中的人、财、物的管理建立在更加科学合理的基础上。采用 CAD/CAE/CAM 技术，对塑料模具进行辅助设计和辅助制造对塑料模具的不断发展，起到了其他方式无法比拟的作用。对于提高我国注塑模具设计和制造的能力，具有重要意义。毕业论文21.2 国内外研究现状1

12、.2.1 国内外注塑模具研究现状我国塑料模的发展迅速。我国塑料模具工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大的发展。模具水平有了较大提高。在大型模具方面，已经能生产大屏幕彩电塑壳注塑模具等。精密塑料模具方面，可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。用这些模具生产的一些塑料制品制件达到了国外同类产品的水平。塑料模的设计、制造技术、CAD 技术、CAPP 技术，已有相当规模的开发和应用。但与国外塑料模具的先进水平相比,依然存在一定差距。在设计技术和制造技术上与发达国家和地区差距较大，在模具材料方面，专用塑料模具钢品种少、规格不全质量尚不稳定。模具标准化程度不高，系列化、商品化尚待

13、规模；CAD、 CAE、Flow Cool 软件等应用比例不高；独立的模具工厂少；专业与柔性化相结合尚无规划；企业大而全居多，多属劳动密集型企业。具体的说，就模具材料和标准件看。国内大多数冶金设备、工艺较落后，大多采用电炉冶炼，钢的纯度差，表而脱碳层深、碳化物级别高、疏松超标。钢材的冶金质量低、成材率低，一般质量的模具钢多，高质量的模具钢材少。而国外模具钢生产 80%以上采用真空精炼和电渣重熔生产，钢材纯度、等向性高。而国内通过电渣重熔生产的模具钢所占的份额很少，大约 1/ 10。国外发达国家的模具钢成材率在 85%一 90%，而国内成材率仅为 70%。与国外相比存在很大差距。从加工设备、模具

14、制造工艺和测量技术上， （1）德国、日本模具企业的加工设备先进，基本都是数控、高速切削、单向走丝线切割或 4 轴一 5 轴联动的高速加工机床，能实现模具型而的镜而加工。而国内模具企业的 4 轴一 5 轴联动的高速加工机床占的比例有限，高光模具的加工与国外相比差距较大。 （2）德国、日本汽车模具的制造工艺已标准化，制品精度高、制造周期短。精密模具零件的加工均采用在线测量，这方而国内至少差 15-20 年。 （3）德国的精密品牌产品，除了加工过程中的在线检测外，手机类、剃须刀类的产品，全部通过可靠性测试、耐候性测试、寿命测试、剃刀表而和间隙的微观显微放大测试、主要零件外形和装配后外形的激光 3D

15、测试等。这些重要数据为产品的更新换代提供了非常重要的依据 。对2于我国在这方面的检测还未跟上。因此努力提高模具设计与制造水平，提高国际竞争能力，是刻不容缓的。我国多所研究部门和许多高校也在积极地开展具有自主知识产权的 CAG/CAE/CAM 软件的探索研究，在一定已取得了可喜的研究成果。1.2.2 Pro/Engineer 软件介绍Pro/Engineer 操作软件是美国参数技术公司（ PTC)旗下的 CAD/CAM/CAE 一体化的三维软件。Pro/Engineer 软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer 作为当今世界机

16、械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的 CAD/CAM/CAE 软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置 。3Pro/Engineer 广泛用于机械零件、家用电器、数码通信、玩具以及电脑产品的辅助设计，并且在模具行业应用非常广泛。 Pro/Engineer 野火5.0正式版为最新版本。 毕业论文3Pro/MOLDDESIGN 是 Pro/ENGINEER4.0提供的模具设计模块。用户使用 Pro/MOLDDESIGN可迅速地将塑件制品的三维产品模型转换为模具模腔，生成模具成型零件的三维实体模型，从而方便和准确地完成塑件模具设计核心工作。并提供 EMX

17、 模块，可以快速完成3D 模座设计，使整个模具设计全3D 化。Pro/Engineer 的模具设计模块与 Pro/Engineer 的建模模块一起为塑料模具、压铸模具、冲压模具的设计人员提供了快速创建和修改完整模具零部件的功能。模具设计选项具有易用、自动化功能强的特点。用 Pro/E 设计和效验塑料模具、压铸模具、冲压模具的性能可以缩短开发周期，提高成品质量。它能帮助设计人员和制造工程师创建复杂曲面、精密公差和所需模具嵌件等其他特征，确保塑料模具、压铸模具、冲压模具能高效地制造出精确零件。1.2.3 注塑模具的发展趋势(1) 出于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度的要求，而适应高生产率

18、而发展一模多腔的原因，今后应该重点提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。(2) 在模具设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。(3) 推广应用热流道技术，气体辅助注射成型技术和高压注射成型技术。(4) 开发新的成型工艺和快捷经济模具，以适应多品种、少批量的生产方式。(5) 提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。(6) 应用优质材料和先进的表面处理技术来提高模具寿命和质量。1.3 本文主要的研究内容基于 PROE 软件强大的模具设计功能，以瓶装可乐瓶底为例，进行可乐瓶底的注塑模设计，在本次的设计过程中对可乐瓶底模具的设计流程进行详细说明，并进一步创新。在此过程中包括：了

19、解塑料的属性和注塑模具的组成，还有研究注塑模具的浇注系统、推出机构冷却系统、顶出与复位机构等。毕业论文4第 2 章 可乐瓶底的三维造型2.1 可乐瓶底的三维画法1） 、建立新文件夹进入 Pro/Engineer4.0 界面后，单击工具栏中的新建文件按钮 ，在弹出的【新建】对话框中选择“零件”类型，并选中“使用缺省模板” ，在【名称】栏输入输入新建文件名“kelepingdi”。单击【新建】对话框中的【确定】按钮，进入零件设计工作界面。2）建立旋转特征单击特征工具栏中的 按钮，打开旋转操控板，各选项设置如图 2-1 所设。 图 2-1单击【位置】面板中的【定义】按钮，系统显示【草绘】对话框。选择

20、 FRONT 基准面为草绘平面，接受系统默认的视图方向。单击【草绘】按钮，进入草绘工作环境。如图 2-2 所示中心线和旋转截面。单击 按钮，完成草绘绘制。返回特征操控板，单击 按钮，完成旋转特征的建立，如图 2-3 所示。图 2-2 图 2-3 3）建立基准平面单击基准特征工具栏中的 按钮，打开【基准】平面对话框。选择 TOP 基准平面，并选择“偏移”方式，向下偏移“20” ，单击【确定】按钮，完成基准面 DTM1 的建立，如图 2-4 所示。4）建立填充曲面单击菜单【编辑】【填充】命令，打开填充特征操控板。单击【参考】面板中的【定义】按钮，打开【草绘】对话框。选择基准面 DTM1 为草绘平面

21、， RIGHT 基准面为参考平面，接受系统默认的视图方向。单击【草绘】按钮，进入草绘工作环境，绘制如图 2-5 所示的填充截面。单击 按钮，完成草绘绘制。返回特征操控板，单击 按钮，完成填充特征的建立，如图 2-6 所示。毕业论文5图 2-4 图 2-55）建立曲线单击特征工具栏中的 按钮，打开【草绘】对话框，单击【使用先前的】 ，在单击【草绘】按钮，进入草绘工作环境。使用“通过边创建图元”工具 ，选择步骤 4 建立的园曲面的边线，如图 2-7 所示。单击 按钮，完成曲线特征的建立。图 2-6 图 2-7方法同上，选择半径为 45 元的圆曲面边线建立曲线。 6）建立可变剖面扫描特征单击特征工具栏中的 按钮，打开可变剖面扫描特征操控板。单击 按钮，以生成曲面特征。如图 2-8 所示选择原始轨迹和扫描轮廓轨迹。单击 按钮，进入草绘环境，使用样条线工具和几何约束中的“使两元相切”工具绘制如图 2-9 所示的扫描截面 。7