1、 毕业设计 (论文 )正文 题 目 应用 PRO/E 设计塑料端盖注射模具 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机 制 0811 姓 名 学 号 指导教师 职 称 2012 年 5 月 20 日 摘 要 ：介绍了利用 Pro/E 及其注塑模设计专家（ EMX5.0）设计塑料顶盖注塑模具的设计过程，特别阐述了利用 Pro/E 进行塑料模具设计的高效率特性。其单一数据库、参数化、基于特征、全相关联的设计特点，不但使设计模具的周期大大缩短，且从设计到制造的整 个过程中，保证了数据的完整性与一致性。 关键词 ：塑料顶盖；注塑模； Pro/E； EMX Abstract: Design proces
2、s of the injection mould for the plastic top cover using Pro/E and expertmoldbase extension was introduced in detail High efficiency of injection mould design usingPro/E was emphasized Characteristics of single database，parametric， feature based and fullyrelativity not only greatly shortens the cycl
3、e of mould design， but also ensures the data integralityand consistency in the whole process from design to manufacture Key words: plastic top cover ； injection mould ； Pro/E ； EMX 目 录 1、 前言 . 5 1.1、模具行业及产品发展现状 . 5 1.2、选题意义 . 6 1.3 设计任务 . 7 端盖零件图 1-3 . 7 2、塑件成品、注塑模具设计与构型 . 7 2.1 概述 . 7 2.2 模具设计环境和应用
4、软件 . 8 2.2.1 Pro/ENGINEER. 8 2.2.2 Moldflow Adviser 7.1. 8 2.2.3 其它软件 AutoCAD2007 和 EMX5.0 . 8 2.3 零件的三维图和二维工程图建模 . 9 2.3.1 零件的立体图建模 . 9 3、塑件成型工艺性分析 . 11 3.1 塑件的分析 . 11 3.2 ABS 的性能分析 . 11 3.3 ABS 的注射成型过程及工艺参数 . 12 4 、拟定模具的结构形式 . 13 4.1 分型面位置的确定 . 13 4.2 型腔数量各排列方式的确定 . 13 4.3 注射机型号的确定 . 14 5、浇注系统的设计
5、. 16 5.1 主流道的设计 . 16 5.2 、分流道的设计 . 17 5.3 、浇口的设计 . 18 5.4、校核主流道的剪切速率 . 19 5.5、冷料穴的设计及计 算 . 19 6、 模具设计 . 20 6.1、模具设计流程图 . 20 6.2 分模面的设计 . 20 6.2.1 分模面的选择原则 . 20 6.2.2 分模面的创建 . 21 6.3 分割凹模及凸模的体积 . 25 6.4 抽取体积块 . 26 7、成型零件的结构设计及计算 . 27 7.1、 成型零件的结构设计 . 27 7.2、 成型零件钢材的选用 . 27 7.3、 成型零件工作尺寸的计算 . 28 7.4、成
6、型零件尺寸及动模垫板厚度的计算 . 29 8 、模架的确定 . 30 8.1、各模板尺寸的确定 . 30 8.2、 模架的制作 . 30 9 . 排气槽的设计 . 34 10、 脱模推出机构的设计 . 34 10.1、 推出方式的确定 . 34 10.2、 脱模力的计算 . 34 10.3、校核推出机构作用在塑件上的单位压应力 . 35 11 . 冷却系统的设计 . 35 11.1、冷却介质 . 35 11.2、冷却系统的简单计算 . 35 11.3、凹模嵌件和型芯冷却水道的设置 . 36 12、导向与定位结构的设计 . 36 致 谢 . 37 参考文献 . 38 襄樊学院 毕业设计（论文）报
7、告纸 第 5 页 装 订 线 1、 前言 1.1、模具行 业及产品发展现状 随着中国塑料工业的发展， 从 80 年代以来 ,在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下 ,我国模具工业发展迅速 ,年均增速均为 13%,1999 年我国模具工业产值为 245 亿 ,至 2000 年我国模具总产值预计为 260-270 亿元 ,近几年来中国塑料机械工业的年增长率都在 30%左右，利润率增长也远高于工业总产值的增长，是中国机械行业中增长最快的产业之一。在未来的模具市场中 ,塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。目前中国生产的塑料加工机械已可以满足国内的基本需要，但与世界先进水平相比，中
8、国塑料 加工机械在质量稳定性、自动化程度等方面还有一定差距。 作为重要的技术装备，塑料加工机械广泛应用于建筑材料工业、包装工业、电器电子信息工业、农业、汽车及交通业、轻工业、机械工业、国防工业等国民经济各个部门及人们生活的各个领域，在国民经济中日益显示出极为重要的作用 8。 中国现有主要塑机制造企业近 700 家左右， 2005 年中国塑机业产值大约为 200亿元，而同期国内市场需求在 300 亿元左右 9 。 大部分分布在东南沿海、珠江三角洲、长江三角洲一带。注塑机、挤出机和挤出机生产线、中空吹塑机是中国应用最广、产销量最大 的塑机品种。三大品种之和占中国塑料机械工业总产值、机台数和重量的8
9、5%以上，其中注塑机在三大品种中又占最大的份额，在 50%以上。 近十几年来，中国塑机行业取得了长足的进步，年产各种塑料加工机械 10 万余台，基本上能满足一般塑料原料加工与塑料制品加工、成型的要求。除几十个大型塑料企业集团拥有先进设备外，绝大多数塑料加工企业均以国产设备为主。 由于在大型、精密和高速设备方面，国产设备还存在很多不足，近年来中国进口的塑料机械的数量也在迅速增长，每年进口各种注塑机数万台套。 2001 年中国进口塑料机械用汇 11.2 亿 美元，而出口塑料机械只有 1.3 亿美元。 2002 年进口的塑料加工设备价值近 20 亿美元，约为国内塑料机械总产值的两倍，这说明国外先进的
10、塑料机械制造商在技术上具有比较明显的竞争优势。特别是在某些产品的生产上，进口设备占据主导地位，如中国耐热 PET 瓶的生产，几乎全部是由进口设备完成的；高档薄膜生产设备也全部是引进的生产线。 在应用方面，由于建筑材料工业、包装工业、电子信息工业、汽车工业的高速发展，加大了对塑料的需求量，也扩大了塑料机械的巿场。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告纸 第 6 页 装 订 线 虽然目前中国塑机工业总产值在中国机械工业总产值中所占比例不足千分之 五，但在国民经济中的地位越来越重要。除了新增巿场外，目前中国还有大约 1/5 的设备应属淘汰的高能耗、低产能设备，巿场前景极为诱人。专家预计，未来中国塑机巿场上
11、，各种塑料加工机械所占比例将分别是：注塑机占 35%、挤出机组约占 25%、中空成型机约占 5%、其它注塑机 约占 35%。 1.2 选题意义 目前 ,随着社会科学技术的快速发展，人们的生活水平中许多方面都得到了很大提高，这些东西的很多方面都涉及到模具方面的东西，小号夹具也是生活中不可或缺的东西，这些东西是人们所熟知的东西，但它的生产方法却甚为人知。要说到 它的产品设计就得提到 PRO/E 这个强大的 3D 产品设计软件，它集成了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析，产品数据库管理等功能于一体。并且和现代制造业密切的结
12、合起来。现代科学的日新月异，随着现代工业发展的需要，塑料制品在工业，农业以及日常生活等各个领域越来越广泛。 塑料制品指以合成树脂（高分子化合物）为主要原料，经采用挤塑、注塑、吹塑、压延、层压等工艺加工成型的各种制品的生产；以及利用回收的废旧塑料加工再生产塑料制品的活动，它具有很多 良好的性能，塑料是继钢材，木材，水泥之后，当代新兴的第四大类工业材料，塑料具有良好的成型加工可塑性能，在一定的温度下，通过模具可以成型为具有一定形状的制品，并在常温下保持即定的形状。 2008 年以来，受原料持续上涨、人民币升值、出口退税率下降、“限塑令”、劳动法实施以及国际环境不断恶化等影响，沿海塑料加工业发达地区
13、的增长放缓。但与上年同期相比，塑料制品行业总体仍保持了两位数增长，从各项经济指标看，总体发展态势令人乐观。塑料行业具有较大的发展潜力。 中国塑料加工工业经过 50 多年的发展历程，特别是改革开放 辉煌的 30年历程，已跻身于世界塑料先进大国的行列。中国塑料工业的神圣使命就是要使塑料加工襄樊学院 毕业设计（论文）报告纸 第 7 页 装 订 线 机械位居世界第一，由设计制造大国发展成为先进的自主开发强国；使塑料合成树脂生产位居世界第二，由大量依靠进口逐步转为立足国内多品种满足市场需求；使塑料制品加工亦位居世界第二，由加工数千万吨制品到拥有更多自主知识产权的中国品牌的产业，使整个塑料行业实现跨越式发
14、展耸立于世界之林。 1.3 设计任务 塑件的质量要求是不允许有裂纹各变形缺陷；脱模斜度 301；塑件材料 ABS，生产量为在批量，塑件公差按模具设计要求进行转 换。 参考所给的端盖零件图（如图所示） 图 1-1 端盖零件 2 塑件成品、注塑模具设计与构型 2.1 概述 注塑件的设计是注塑制品加工工序中必不可少的一个步骤。但不同的模具公司，不同的设计人员，采用不同的 CAD 软件进行模具辅助设计，都有自己的一套设计过程。襄樊学院 毕业设计（论文）报告纸 第 8 页 装 订 线 本毕业设计主要是应用 Pro/ENGINEER 及其插件 EMX5.0 进行模具的设计的 。 2.2 模具设计环境和应用
15、软件 2.2.1 Pro/ENGINEER Pro/ENGINEER 是一个优秀的 CAD/CAE/CAM 软件，在模具的设计与 制造领域，Pro/ENGINEER 较早地在广东深圳、东莞、广州以及华东一带得到广泛应用，由于它的应用，可以大大缩短模具设计与制造周期，提高模具质量，降低生产成本，而Pro/ENGINEER 的新特点主要表现在 1： 1.高效的操作方法； 2.更利于产品创新的新技术； 3.互操作性的革新。 2.2.2 Moldflow Adviser 7.1 1.Moldflow Part Advise 在设计过程早期， Moldflow Part Adviser 模块是成本变化最
16、小时快速检查塑料零件设计的生产能力的理想工具 。用户可以获得有关如何修改墙的厚度、浇口位置、材料或几何体的快速反馈，几何体会影响零件模穴中填充图案、压力和温度的分布。分析结果和详细的设计建议可以用于确定最合适的零件厚度和浇口位置，同时可以用于识别和消除装饰问题，如熔接线、气穴和缩水。 2.Moldflow Mold Adviser Moldflow Mold Adviser 模块扩展了 Moldflow Part Adviser 的功能，使您可以创建并模拟塑料通过单个模穴、多个模穴和系列模具的流动。用户可以优化浇口类型、大小和位置，以及流道的布局、大 小和横截面的形状。分析结果包括循环时间、锁
17、模力吨位和注塑容量，所有这些可以帮助从设计到制造的团队确定注塑机的大小，最小化循环时间并且减少制造废品。可选的 Moldflow Mold Adviser 附加模块使用户可以模拟注塑成型过程的更多阶段，并评估成型零件的性能和冷却水路设计。 2.2.3 其它软件 AutoCAD2007 和 EMX5.0 AutoCAD 是著名的工程图画图软件，用以绘制二维工程图。 EMX5.0 为襄樊学院 毕业设计（论文）报告纸 第 9 页 装 订 线 Pro/ENGINEER 下的一个插件，用以调用模架。 2.3 零件的三维图和二维工程图建模 2.3.1 零件的立体图建模 利用 Pro/ENGINEER 分析
18、所给零件的外形和尺寸，利用 Pro/ENGINEER 的建模方法，根据端盖的形状和使用特点进行建模步骤如下（如图 2.1 所示）。 2.1 端盖立体图在 Pro/ENGINEER 中建模 第 1 步 用旋转命令，旋转草图如图 2-2，完成旋转后得图形如图2-3。 图 2-2 旋转草图 图 2-3 旋转成型图 第 2步 ，倒角，用倒角命令根据零件图 1-3 尺寸要求修改倒角，结果如图 2-4。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告纸 第 10 页 装 订 线 图 2-4 修改倒角后 第 3 步，加强筋的制作。新建两参考平面 DTM1 和 DTM2，如图 2-5 所示 图 2-5 直接用筋命令生成其中的一个，然后再用阵列命令做出于下的三个加强筋如上图所示。 第 4 步，通孔的制作。通孔直接用拉申去除材料的方法完成一个孔，再用阵列命令做成于下的 3 孔，如图 2-6 所示。
