机械设计毕业论文：一模四穴塑料模具设计.doc

1、本科毕业论文（20 届）一模四穴塑料模具设计所在学院 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 本科生毕业论文I摘要本文以节能灯灯罩为例,介绍了基于 Pro /E的一模四穴的模具设计,过程中采用的多个设计技巧, 详细地叙述了模具成型零件包括前模板、前模仁、后模板、后模仁、后模镶件、斜导柱、滑块等的设计与加工工艺过程，并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本 1。流道是在模板上加工出的连接主流道和进入（浇口）型腔的一条沟槽。在两板式基本模具中，流道设置在分型面上而在较复杂的设计中流道也许设置在分型面的下面。流道的壁必须光滑，防止料流受到阻碍。另外

2、，由于流道废料必须和塑件一起取出，所以流道壁上必须不留下任何加工痕迹，避免流道废料滞留在模板上。为了确保这些要点得到满足，要求模具设计者在图纸中注明这条流道需要沿取出方向抛光。从控制制件尺寸精度出发，对注塑模的各主要尺寸进行了理论计算，以确定各工作零件的尺寸，从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用 CAD进行各重要零件的设计。推出机构与浇注系统以及其它结构的设计过程，并对试模与产品缺陷作了介绍。对塑料件典型结构的模具设计具有一定的指导意义。关键词: Pro /ENGINEER；一模四穴；模具设计；分型面本科生毕业论文IIAbstractTaking example f

3、ormouse, this paper discussed how to design one cavity of fourmolds. Many design skills are used, The design and machining technology process of its molding part including the front moulding plate、front mould kernel、back mould plate、back mould kernel、back mould set piece、incline guide pin、slide stea

4、tite etc, and the adjustable character of molding structure、exchange character as well as the molding costs are all considered farther. The runner is a channel machined into the mod plate to connect the sprue with the entrance(gate) to the impression. In the basic two-plate mod the runner is positio

5、ned on the surface while on the more complex designs the runner may be positioned below the parting surfaceThe wall of the runner channel must be smooth to prevent any restriction to flow. Also, as the runner has to be removed with the molding, there must be no machine marks left, which would tend t

6、o retain the runner in the mod plate. To ensure that these points are met, its desirable for the mod designer to specify that the runner(channel) is polished in line of draw10.Starting from controlling dimensional accuracy, the carry the mold to the main dimensions of injection molding are carried o

7、ut so as to determine the size of different parts, the molding design and the process of parts as well as assembling process and etc of injection molding are stated in details. the design process of extrusion outfit, inject system and other makeup are specified in detail; Test and product have been

8、introduced. which are significant for p lastic typicalmold design.Key words:Pro /ENGINEER; one cavity of fourmdds; mold design; parting surface本科生毕业论文III目 录摘要 .IAbstract.II前 言 .1第一章 绪论 .21.1中国模具工业发展状况及前景分析 .21.2毕业设计内容概述 .41.2.1产品造型设计 .41.2.2塑件流动性分析 .51.2.3注射模具结构设计 .51.2.4结论 .10第二章 塑件成型的工艺性分析 .112.1塑

9、件的分析 .112.1.1外形尺寸 .112.1.2精度等级 .112.1.3脱模斜度 .112.1.4成型性能 .122.2 ABS 的主要性能指标 .122.3 ABS 注射成型过程及工艺参数 .132.3.1注射成型过程 .132.3.2注射工艺参数 .13第三章 拟定模具的结构形式 .143.1分型面位定置的确定 .143.2行腔数量和排列方式的确定 .143.2.1型腔数量的确定 .143.2.2型腔排列形式的确定 .143.2.3模具结构形式的确定 .153.3注射机型号的确定 .153.3.1 注射量的计算 .15本科生毕业论文IV3.3.2浇注系统凝料体积的初步估算 .153.

10、3.3选择注射机 .163.3.4注射机的相关参数的校核 .16第四章 浇注系统的设计 .184.1设计原则 .184.1.1概念 .184.1.2浇注系统的结构 .184.2主分流道的形状及尺寸 .194.2.1主分流道 .194.2.2主分流道长度 .194.2.3分流道的表面粗糙度 .194.2.4分流道的布置形式 .204.3浇口的设计 .204.4浇注系统的平衡 .214.5 冷料穴的设计 .214.6校核主流道的剪切速率 .224.6.1计算主流道的体积流量 .224.6.2计算主流道的剪切速率 .224.7冷料穴的设计与计算 .22第五章 成型零件的结构设计及计算 .235.1成

11、型零件的结构设计 .235.1.1凹模的结构设计 .235.1.2凸模的结构设计（型芯） .235.2成型零件钢材的选用 .245.3成型零件工作尺寸计算 .245.3.1凹模径向尺寸的计算 .245.3.2凹模深度尺寸的计算 .255.3.3型芯尺寸的计算 .255.3.4型芯高度的计算 .255.4成型零件尺寸及动模垫块厚度的计算 .295.4.1 凹模侧壁厚度的计算 .29本科生毕业论文V5.4.2动模垫板厚度的计算 .29第六章 模架的确定和校核 .306.1各模板尺寸的确定 .306.2模架各尺寸的校核 .31第七章 排气槽的设计 .32第八章 顶出系统的设计 .338.1顶出系统的

12、概念 .338.2顶出装置的种类 .338.3顶出行程的确定 .338.4顶出系统的设计原则 .348.4.1水路的概念 .368.4.2温度控制形式 .378.4.3水路的设计原则 .378.5冷却介质 .378.6冷却系统的简单计算 .378.7凹模嵌件和型芯冷却水道的设计 .38第九章 导向与定位结构的设计 .41第十章 模具的试模与修模 .4210.1粘着模腔 .4210.2 粘着模芯 .4210.3粘着主流道 .4210.4 成型缺陷 .4210.4.1注射填充不足 .4310.4.2溢边（毛刺、飞边、批锋） .4310.4.3 制件尺寸不准确 .43总结 .44致谢 .45参考文献

13、 .46本科生毕业论文1前 言模具可以说是“百业之母”。它是工业生产中最基础和最具有举足轻重意义的一环，无论在电子、汽车、农用机械、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%80%的零部件都依靠模具生产而来。作为制造业的上游部分，模具对产品质量、效益的作用会在工业流程的洪波中被成倍放大，会超出很多人的想象。因此，要说模具决定着一个国家制造业的国际竞争力，一点都不为过。二十多年来，我国模具工业发展迅猛，至近几年尤显疾劲。“十五”期间，模具业年均增速达 20%。2005 年，中国模具市场容量已近 800亿元人民币，市场规模仅次于日本和美国。据专家预测，“十一五”期间，中国模具业市场份额更达到了

14、1200亿元，而未知的“十二五”必将会有更长足的发展。如此惊人的宏大体量带来了灿烂机遇，与之对应的前提是我们的整体技术水平必须大幅提升。当前，国内模具企业大多集中在中低档领域，大多技术水平不高而且附加值偏低，而一些高精密、高质量的模具制品仍依赖进口。对于行业来讲，提升技术含量，走向高端，是未来的必然选择。同时，应该多学习国外先进的东西，如：国际模具界巧妙借力于 IT 技术，以网络提升效率、优化服务。这类做法是值得效仿的对象。对于从业者来说，模具业一直存在且不断扩大的人力资源缺口，从而对于模具方面的人才是个人前景的莫大机遇。但细分来讲，人力缺口同样以兼具国际眼光与实战经验的高端人才为主，而普通设

15、计人员并不缺乏，因此要大力发展被称为“百业之母”的模具行业，这就要求我们设计者要有着不断创新不断提升的精神，接轨国际，通过学习国外的先进技术，使自己向着更高的层次跨越。本科生毕业论文2第一章 绪论1.1中国模具工业发展状况及前景分析首先是已进入模具生产大国之列，但还不是模具强国。进入新世纪以来，我国模具生产厂、点达到了约 3万家，从业人员近 100万人。我国模具销售额以年平均 20%左右的速度增长，2006 年模具销售额达到 720亿元人民币，居日本、美国之后第三位；模具出口突破了 10亿美元。这些都说明我国模具工业有了相当的规模。 但是，我国现在每年还要从境外进口 20多亿美元的模具，这些大

16、都是国内尚不能生产的高中档模具。国内中高档模具的自配率只占 50%左右；大型、精密、复杂、长寿命等技术含量较高的模具只占到模具总量的 30%左右。我国模具商品化率还只有 50%多（发达国家达70%以上）；模具标准件使用覆盖率也较低，只有 50%左右；我国模具行业全员劳动生产率还较低，平均只有 15万元/人年左右；模具生产专业化水平还较低。这些都说明我国的模具工业还不够强大，我国还不是模具强国。 其次是模具产品水平有了很大提高，但差距还很大。 近些年来，中国模具的设计和制造水平有了很大提高，CAD/CAE/CAM 等计算机辅助技术、热流道技术、高速加工技术、气辅技术、逆向工程等新技术得到广泛应用

17、。 现在，中国已能生产精度达到 2微米的多工位级进模，寿命可达 3亿冲次以上。个别企业生产的多工位级进模已可在 2000次/分的高速冲床上使用，精度可达 1微米。 在大型塑料模具方面，中国已能生产 65英寸背投式电视的塑壳模具和 43英寸大屏幕彩电、10 公斤大容量洗衣机全套塑料件模具以及整体仪表板、汽车保险杠等塑料模具等。 在精密塑料模具方面，中国已能生产相机和手机照塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及精度达 5微米的 7800腔塑封模具等。 在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模、汽车发动机壳体的铸造模具以及汽车后桥齿轮箱压铸模等。 在汽车覆盖件模具方面，国内已能生产中

18、档新型轿车的覆盖件模具。 子午线轮胎活络模具、精铸或树脂快速成形拉延模、铝合金和塑料门窗异型材挤出成形模等，也已达到相当高的水平，制造出来的模具可与进口模具媲美。 我国生产的最大模具单套重量已超过 100吨。 但是，我国模具的制造从总体上看，中高档模具很多还要依赖进口，产品还只是以中低档为主；企业虽然重视推广应用新技术，但这些新技术应用的水平还不够高。我国模具产品水平总体上与发达国家相差有 1015 年的差距。 再其次是模具骨干企业队伍已经形成，但还不够壮大。 经过十多年的快速发展，我国模具企业骨干队伍已经形成。它们一般都有较好的生产装备，技术水平较高，产品水平也达到了一定的高度，生产都达到了

19、一定的规模，而且产品有了自己的特点。在各个模具行业骨干企业队伍中也涌现出了本行业的龙头企业。2006 年中国模具工业协会对各行业的 50家模具企业授予第一批“重点骨干模具企业”称号。本科生毕业论文3中国模具骨干企业队伍目前还在成长之中，各方面都有待进一步提高，管理待加强，技术待进步，产品有待更加适应市场的需求。 这就是我国模具工业发展的简要状况。 当前，我国制造业的快速发展，跨国集团到我国进行模具国际采购不断增加，而且国际上将模具制造逐渐向我国转移的趋势十分明显；特别是受汽车制造业发展的拉动，国内模具市场不断扩大。由此展望未来，中国模具工业将会有一个持续快速发展的机遇期。我们要很好地把握住这个

20、机遇期，使我国模具工业有一个很大的提高。 面对这种形势，中国模具行业当前的任务是：推进改革，苦练内功，开拓市场，调整结构，提升水平，上新台阶。企业不但要做大，更要做强，产品生产要更精、更专，企业管理要更加有效率 1。 信息化、数字化是装备制造业现代化的必由之路，也是现代模具制造业实现升级、提高的重要途径。模具企业在自身发展的过程中已经逐渐体会到企业实现信息化、数字化制造的必要性、重要性和紧迫性。现在，在模具行业中正在形成新一轮的企业信息化、数字化改造的热潮。 自从上世纪 80年代末思美创公司将其制造软件产品和机械设计介绍到中国，已经快 20年了。这期间，思美创公司业务不断发展、开拓，在模具行业

21、和其它行业有了不少的客户，为中国机械装备制造业的发展做出了积极的贡献。我们衷心地期待思美创公司在未来中国模具制造实现数字化、信息化的进程中，一如既往地真诚服务于广大模具企业。作为中国模具行业企业的协调机构，中国模具工业协会（Cimatron 公司是迄今为止唯一的国外 CAD/CAM厂商会员）将支持 Cimatron公司不断提高企业应用数字化技术的水平，为努力实现中国模具行业技术进步和公司自身不断兴旺发达这一双赢目标而做出新的贡献。Pro /E 是美国 PTC 公司最新推出的集实体造型、工程分析、模具设计、数控加工等功能于一体的大型 CAD /CAM/CAE 软件,广泛应用于航空航天、汽车、模具

22、等行业,是目前进行产品研制开发、模具设计加工的最为有效的工具之一。Pro/E 第一个提出了参数化设计 的概念，并且采用了单一数据库来解决特征相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身需要进行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，可以将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，还也可以应用到单机上。Pro/E 采用的模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以在按照自己需要的情况下进行选择使用。（1）. 参数化设计，相对于产品而言，我们能够把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量

23、的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这个就是参数化的基本概念。（2）. 基于特征建模Pro/E 是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。（3）.单一数据库（全部相关联）本科生毕业论文4Pro/Engineer 是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的 CAD/CAM 系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换而言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得成品质量更高，设计更优化，产品能更好地推向市场，价格也更加便宜。1.2毕业设计内容概述本文以某节能灯灯罩为例,介绍了采用 Pro /E 进行一模四穴模具结构的设计。一模四穴即一个模具中含有四个相同的型腔,注塑时便可以同时获得四个成形零件,从而大大提