1、 西华大学毕业设计说明书 目 录 摘要 . 1 1绪论 . 2 1.1 中国模具工业的现状 . 2 1.2 中国模具发展方向 . 3 1.3 塑料模具的介绍 . 4 2 注塑模设计概述 . 6 2.1 注塑原理 . 6 2.2 注塑模向导（ MOLDWIZARD）的概述 . 7 2.3 基于 UG 4.0 注塑模设计方法及流程 . 8 3零件工艺性及材料的选择 . 11 3.1 零件的工艺分析 . 11 3.2 材料的选择 . 12 3.2.1 塑件注射工艺参数的确定 . 12 3.2.2 热塑性塑料（ ABS）的主要性能指标 . 13 4注塑机的选择 . 16 4.1 注射量的计算 . 16
2、 4.2 注射机型号的选择 . 16 5模具结构设计原则 . 18 5.1 确定型腔数目及配置 . 18 5.2 选择分型面 . 18 5.3 浇注系统 . 18 5.4 型芯、型腔的结构及固定 . 18 5.5 顶出机构 . 19 5.6 导向机构 . 19 6 用 MOLDWIZARD 对塑件进行模具设计 . 20 6.1 零件的导入 . 20 6.2 模具坐标的设置 . 20 6.3 模仁设计 . 21 6.4 型腔排布 . 23 6.5 分型 . 24 6.6 标准部件设计 . 25 6.7 流道及浇口的设计 . 27 6.8 冷却系统的设计 . 28 6.9 镶件的设计 . 28 6
3、.10 顶出机构的设计 . 29 6.11 其它标 件的添加和模具的修剪 . 30 7 校核计算 . 33 7.1 型腔数量校核 . 33 7.2 注射机有关工艺参数校核 . 34 7.3 安装尺寸的校核 . 36 西华大学毕业设计说明书 7.4 开 模 行程和顶出机构的校核 . 37 8模具主要零件图与装配图的绘制 . 38 8.1 模具主要零件图的绘制 . 38 8.1 模具装配图的绘制 . 38 9模具成型阶段产生的问题与解决方法 . 39 10 模具的保养 . 40 总结与体会 . 41 致谢词 . 42 参考文献 . 43 1 西华大学毕业设计说明书 摘 要 本设计 是参照隐形眼镜清
4、洗器外壳使用 UG4.0 建模模块进行实体建模 。 通过UG4.0 的 MOLDWIZARD 注塑 模设计模块来完成隐形眼镜清洗器外壳模具的设计。本次设计的重点放在 MOLDWIZARD注塑模上。在注塑模设计过程中要完成模具的分型、型腔布局、模架的选取、浇注系统的设计、冷却系统的设计 和脱模机构设计等。在用 MOLDWIZARD 设计阶段合理的选取标准件，正确的对各部分进行修剪，使整套模具达到设计要求。 【关键词】 隐形眼镜 清洗器、注塑模 设计、 MOLDWIZARD Abstract This design is used with reference to contact lens cl
5、eaner case modeling UG4.0 modeling module. Through the injection mold design UG4.0 of the MOLDWIZARD contact lens cleaning module to complete the shell mold design. The design will focus on the injection mold MOLDWIZARD. In the process of contact lens cleaner will complete the parting, cavity layout
6、, the selection of mold, pouring system design, cooling system design and Stripping institutions design. In the design phase with MOLDWIZARD reasonable selection of standard parts, the right part of the trim, make the whole mold to meet the design requirements. 【 Key words】 contact lens cleaner； con
7、tact lens cleaner； MOLDWIZARD 2 西华大学毕业设计说明书 1 绪论 1.1 中国 模具工业的 现状 80 年代以来，中国模具工业发展十分迅速。每年以 15左右的增长速度快速发展 。 目前，中国约有 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50多万。 1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。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 ，其他各类模具约占 11。 改革开放以来，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地
8、区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为国内知名的 “模具之乡 “和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，例如科龙、美的、康佳和威力等集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外国独资的模具企业，例如江苏无锡的微研有限公司为一日本独资企业，员工有 200 余人，拥有精密数控模具加工设备 60余台， 1998年其模具产值已超过 2 亿元。 中国模具工业的 技术水平近年来也取得了长足的进步。目前，国内已能生产精度达 2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达 160 个，寿命达到 1 2 亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产 48 英寸电视的塑壳模具、 6
9、.5 大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，国内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及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新型轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模 具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 虽然中国模具工业在过去的十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低， CAD CAE CAM 技术的普及率不高，许多先
10、进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型3 西华大学毕业设计说明书 模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。 1.2 中国 模具发展方向 目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋 势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的
11、行列迈进。 “ 十一五 ” 期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。 模具技术 它集 合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。 在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重
12、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。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达 30 余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过 50 余家。 冲模技术以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。在设计制造方法和技术手段方面不断改善，在轿车模具国产化方面迈出了可喜的
13、步伐。多工位级进模和多 功能模具是我国重点发展的精密模具品种。目前，国内已可制造具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜和安全保4 西华大学毕业设计说明书 护等功能的铁芯精密自动叠片多功能模具。生产的电机定转子双回转叠片硬质合金级进模的步距精度可达 20m ，寿命达到 1 亿次以上。其他的多工位级进模，如用于集成电路引线框架的 20 30 工位的级进模，用于电子枪零件的硬质合金级进模和空调器散热片的级进模，也已达到较高的水平。 1.3 塑料模具的介绍 近年来，我国塑料模具发展迅速。目前，塑料模具在整个模具行业中所占比重约为 30%，在模具进出口中的比重高达 50 70%。随着中国机械
14、、汽车、家电、电子信息和建筑建材等国民经济支柱产业的快速发展，这一比例还将持续提高。 据了解，制造一款普通轿车约需 200 多件内饰件模具，而制造保险杠、仪表盘、油箱、方向盘等所需的大中型塑料模具仅约 50%能够满足。而塑料建材大量替代传统材料也成为所趋，预计 2010年全国塑料门窗和塑管普及率将达到 30% 50%，塑料排水管市场占有率将超过 50%，这些都会大大增加对模具的需求。 从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿命模具，并大力开发国际市场，发 展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于
15、模具工业的整体发展速度，未来几年年增长率仍将保持 20%左右的水平。整体来看，中国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距 仍很大。一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模 .整体来看，中塑料模具无论在数量上，还是在质 量、技术和能力等方面都有了很大进步，但与国民经济发展的需求、世界先进水平相比，差距仍很大。一些大型、精密、复杂、寿命的中高档塑料模具每年仍需大量进口。在总量供不应求的同时，一些低档塑料模
16、具却供过于求，市场竞争激烈，还有一些技术含量不太高的中档塑料模具也有供过于求的趋势。加入 WTO，给塑料模具产业带来了巨大的挑战，同时带来更多的机会。由于中国塑料模具以中低档产品为主，产品价格优势明显，有些甚至只有国外产品价格的 1/5 1/3，加入 WTO 后，国外同类产品对国内冲击不大，而中国中低档模具的出口量则加大；在高精模具 方面，5 西华大学毕业设计说明书 加入 WTO 前本来就主要依靠进口，加入 WTO 后，不仅为高精尖产品的进口带来了更多的便利，同时还促使更多外资来中国建厂，带来国外先进的模具技术和管理经验，对培养中国的专业模具才起到了推动作用。 2006 年，中国塑料模具总产值
17、约 300 多亿元人民币，其中出口额约 58亿元人民币。根据海关统计资料， 2006 年中国共进口塑料模具约 10 亿美元，约合 83亿元人民币。由此可以得出，除自产自用外，市场销售方面， 2006 年中国塑料模具总需求约为 313 亿元人民币，国产模具总供给约为 230 亿元人民币，市场满足率为 73.5%。进口的 塑料模具中，最多的是为汽车配套的各种装饰件模具、为家电配套的各种塑壳模具、为通信及办公设备配套的各种注塑模具、为建材配套的挤塑模具以及为电子工业配套的各种塑封模具等。出口的塑料模具以中低档产品居多。由于中国塑料模具价格较低，在国际市场中有较强的竞争力，所以进一步扩大出口的前景很好
18、，近几年出口年均增长 50%以上就是一个很好的证明。虽然近几年模具出口增幅大于进口增幅，但所增加的绝对量仍是进口大于出口，致使模具外贸逆差逐年增大。一状况在 2006 年已得到改善，逆差略有减少。模具外贸逆差增大主要有两方面原因：一是国民 经济持续高速发展，特别是汽车产业的高速发展带来了对模具旺盛需求，有些高档模具国内的确生产不了，只好进口；但也确实有一些模具国内可以生产，也在进口。这与中国现行的关税政策及项目审批制度有关。二是对模具出口鼓励不够。现在模具与其它机电产品一样，出口退税率只有 13%，而未达 17%。从市场情况来看，塑料模具生产企业应重点发展那些技术含量高的大型、精密、复杂、长寿
19、命模具，并大力开发国际市场，发展出口模具。随着中国塑料工业，特别是工程塑料的高速发展，可以预见，中国塑料模具的发展速度仍将继续高于模具工业的整体发展速度，未 来几年年增长率仍将保持 20%左右的水平。 6 西华大学毕业设计说明书 2 注塑模设计概述 注塑成型是高分子材料成型加工中的一种只要的方法。它的特点是成型周期短、生产效率高，能一次成型外形复杂、尺寸精确的制品，成型适应性强，制品种类繁多，而且容易实现生产自动化，因此应用十分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固性塑料都可以用此法成型，也可以成型塑胶制品。 塑料的注塑成型又称注射模塑，或简称注塑。除极少数几种热塑性塑料外，几乎所有的热塑性塑料
20、都可以用此法成型。随着石油工业的发展，塑料的注塑成型技术有了很大的发展，尤其是塑料作为工程结 构材料的出现，注塑制品的用途已扩大到国民经济 各个领域。目前注塑制品约占塑料制品总量的 30%。 塑料的注塑成型是将粒状或粉状塑料从注塑机的料斗送入机筒内加热熔融塑化后，在注塑机的柱塞或移动螺杆的快速而又连续的压力下被压缩并向移动，通过机筒前端的喷嘴，以很高的压力和很快的速度注入温度较低的闭合模具内，充满模腔的熔体在受到压力的情况下，经冷却（热塑性塑料）或加热（热固性塑料）固化后，开模得到 与模具型腔相应的制品。 注塑成型是间歇式的生产过程，除很大的管、棒、板等型材不能用此法生产外，其它各种形状、尺寸
21、的塑料制品都 可以用这种方法生产。它不但常用于树脂的直接注射，也可用于复合材料、增强塑料及泡沫塑料的成型，也可用其它工艺结合起来，如与吹胀相互配合而组成注塑 -吹塑成型。 注塑成型用于橡胶加工通常叫注压，其所用的设备和工艺原理同塑料的注塑有相似之处。但橡胶的注压是以条状或块粒状的混炼胶加入注压机。注压入模后需停留在加热的模具中的一段时间，发生硫化反应后才能得到最终的制品。橡胶的注压类似于橡胶制品的模型硫化，只是压力传递方式不一样，注压时压力大、速度快，比模压生产能力大、劳动强度低、易自动化，是橡胶加工的方向。 2.1 注塑原 理 注塑成型的原理如图 1-1 所示，首先从注塑机的料斗将颗粒状或粉
22、状塑料送入加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态；然后通过柱塞或螺杆压缩并推动塑料熔体向前移动，通过料筒前端的喷嘴一很快的速度注入温度较低的模具闭合型7 西华大学毕业设计说明书 腔中；充满型腔的熔体经过一段时间保压冷却固化，保持模具型腔所赋予的形状；最后开模分型获得一定形状和尺寸的型腔制品。然后不断地重复该周期的生产过程。 图 2.1-1 注塑成型原理 热塑性塑料的注塑过程包括加料、塑化、注射冲模、冷却固化和脱模等几个工序，其中关键是塑化、流动和冷却。 2.2 注塑模向导（ MOLDWIZARD）的 概述 注塑模向导应用于塑胶注射模具设计及其它类型模具设计。注塑模向导的高级建模工具可以创建型腔，
23、型芯，滑块，斜顶以及镶件，而且非常容易使用。注塑模向导可以提供快速的，全相关的， 3D 实体的解决方案。 注塑模向导借助了 UG NX 的全部功能，并用到了 UG/WAVE 及主模型技术。 注塑模向导不断地发展并从模具设计和加工业者那里吸取意见反馈。这确保注塑模向导最能符合模具制造者的要求，迎接真实世界设计的挑战。 8 西华大学毕业设计说明书 注塑模向导提供设计工具和程序来自动进行高难度的、复杂的模具设计任务。它能够帮助你节省设计的时间，同时能提供完整的 3D 模型用来加工。如果产品设计发生变更，也不会再浪费多余的时间，因为产品模型的变更是同模具设计完全相关的。 分型是基于一个塑胶零件模型的生
24、成型腔型芯的过程。分型过程是塑胶模具设计的一个重要部分，特别是对于复杂外形的零件来说。通过关键的自动工具，分型模块让这个过程非常自动化。此外，分型操作与原始塑胶模型是完全相关的。 模架及组件库包含在多个目录里。自定义组件包括滑块和抽芯，镶件和电极，也都在标准件模块里有提供。标准件模块可以用来放置组件，并生成合适大小的腔体，而且能够保持相关性。 注塑模向导提供一种友好的方式来管理不同种类的标准件。可以使用库里面的标准件，也可以按要求自定义标准件库。 注塑模向导最先向模具行业用户推出的基于知识驱动自动化理念的应用系统，它摈弃了传统的 CAD 软件重功能轻过程的开发三维方式，跳过了特征或功能的狭隘空
25、间 。 MOLDWIZARDA 在注塑模具设计自动化方面取得了极显著的效果。 UG MOLDWIZARDA 它的用户界面融合了业界最好的经验，指导用户结构模具的全过程，它内嵌以前仅仅存在与高级模具设计师头脑中的知识。初级用户可以利用向导 菜单所提供的设计步骤，只管一步一步的进行，并完成模具设计的全过程，而又经验的模具设计者能够利用软件所提供的各种计算功能快速、有效进行模具优化设计，达到更加熟练的程度。 注塑模向导运用知识的基本理念，按照注塑模具设计的一般顺序来 模拟模具设计的整个过程。在此过程中， MOLDWIZARDA 只需要根据一个产品的三维实体造型，从而建立一套产品造型参数相关的三维实体模具，还能结合运用 UG 软件的其他应用模块来拓展 MOLDWIZARDA 的功能，设计出复杂程度较高的模具。 2.3 基于 UG 4.0 注塑模设计方法及流程 结合 实际 情况和本次设计的一些要求，拟定 隐形眼镜清洗器外壳注塑模具设计 下图 2.3-1所示 。
