1、本科毕业论文（20 届）基于 PRO/E 的电表壳体注塑模具设计所在学院 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 毕业论文I摘要注塑成形是将受颗粒状或粉末状塑料加入注射机的料斗中，塑料进入加热的料筒后，经过加热融化成为粘流态熔体，熔料以很大的压力和流速注入入模腔，经一定时间的保压以及冷却定型后，获得模具型腔所赋予形状的方法。塑料注射成型具有适应性广，塑件的内在和外观质量均较好、生产率高、易于实现自动化生产，被广泛用于各种塑件的生产。在注射模的设计过程中，合理选择模具的结构、正确地确定模具的成型尺寸、模具的系统分析设计、合理选择工艺参数和材料、充分考虑制
2、件的设计特色。以前，设计注塑模具只是注重模具的结构设计，但别的方面都被忽视。现在，日益增加的社会竞争力，使模具设计要有更高的技术设计要求。随着新材料的开发，新技术的发展，注射模具在生产的应用也得到了新的提高，拥有良好的发展前景。本文从注塑成型过程出发，通过不同的阶段、一并考虑注塑模具的结构参数以及它的机构特征，综合考虑了注塑、加工、生产方面的问题，使得注塑模具的设计更加符合生产需求。本次设计主要以 PRO/E 软件为设计平台，系统地介绍了注塑工业在我国的发展状况以及和世界领先水平的差距。通过对塑料种类的比对更觉深刻的了解不同塑料的特性。在查阅了许多的资料后开始着手于注塑模具的整个的开发过程。首
3、先是产品的造型设计，然后是分模过程，然后是借助于公司的插件来导入模架，再是标准件的添加,和对注塑产品基本的设计原则的概括。 关键词：注塑模具；结构设计；分模；模架毕业论文IIAbstractInjection forming is will be granular or powder plastic injection machines in the hopper joined, plastic into heating after nitrogen-treated barrel, after heating melt flow pattern melt, become sticky molt
4、en raw materials with a lot of pressure and velocity injection into the cavity, the certain time pressure-keeping and obtained after finalizes the design, given the mold cavity shape method. Plastic injection molding, plastic pieces with wide adaptability of inner and exterior quality are preferable
5、, productivity high, easy to realize automation production, is widely used in the production of plastic parts. In the design of injection mould process and rational selection of die structure, properly identified mould molding size, mould system analysis and design, rational selection of technologic
6、al parameters and materials, full consideration of parts design characteristics. Previously, design injection molding just pay attention to die structure design, but other aspects are ignored. Now, increasing social competitiveness, make mold design to have higher technical design requirements. Alon
7、g with the development of new materials, new technology development, the application of injection mould in production also got new improved, have good development prospect. This paper, starting from the injection molding process through different stages, injection mould for consideration together st
8、ructural parameters and its institutions, considering the characteristics of injection molding, processing, production problems, make injection mold design more in line with the production requirements. This design mainly PRO/E software for the design platform, systematically introduced in the devel
9、opment of our country injection industry situation and world advanced level gap. Through the comparison of plastic species more sleep deeply understanding the different characteristics of plastics. In a lot of data access after injection mold began work on the whole development process. First is the
10、 product modeling design, then parting process, then is the EMX by PTC company plugin to import formwork, again is standard for injection products add, and the design of the basic principle of generalizations. Keyword：Injection mould; Structure design; Parting; formwork目 录毕业论文III第一章 绪 论 .11.1 设计背景 .
11、11.2 模具设计的现状及发展趋势 .11.3 注塑模具相关介绍 .21.3.1 注塑模的基本组成 .31.3.2 注塑模的分类 .31.4 塑料 .41.4.1 塑料的分类 .41.4.2 塑料的基本性能 .51.5 注塑模具的设计方法 .51.5.1 设计过程 .51.5.2 设计软件介绍 .61.5.3 PRO/E 软件的介绍 .61.6 课题内容 .7第二章 电表壳体的零件设计及注塑机的选用 .82.1 电表壳体下盖的零件设计 .82.1.1 A 型壳体下盖设计 .82.1.2 B 型壳体下盖设计 .102.2 电表壳体上盖的零件设计 .122.2.1 A 型壳体上盖设计 .122.2
12、.2 B 型壳体上盖设计 .152.3 注塑机概要 .162.3.1 注塑机概要注塑机的工作原理 .162.3.2 注塑机的结构 .162.3.3 注塑机的分类 .162.4 注塑机的选用 .17第三章 电表壳体的凹凸模设计 .183.1 分型面的确定 .183.2 确定型腔数 .193.3 基于 PRO/E 的凹凸模设计 .19第四章 浇注系统设计 .254.1 浇注系统概述 .254.2 浇注系统的组成 .254.3 流道和浇口设计 .254.4 分流道设计 .264.5 EMX 环境下的定位环、浇口衬套、拉料杆设计 .274.6 EMX 环境下的流道、浇口的设计 .284.7 排气系统的
13、设计 .29第五章 脱模机构的设计 .305.1 脱出机构的设计 .30毕业论文IV5.1.1 脱出机构的结构 .305.1.2 顶出行程、抽芯距、开模行程的确定 .305.1.3 斜导柱的设计 .325.2 脱出机构的零件设计 .335.2.1 顶杆的设计 .335.2.2 侧向抽芯机构的形式 .345.2.3 EMX 的推杆设计 .345.2.4 顶出机构中附属零部件 .36第六章 冷却系统和定位导向系统的设计 .376.1 冷却系统的设计 .376.1.1 模具温度控制的重要性 .376.1.2 EMX 的冷却系统的设计 .376.2 导向定位机构的设计 .386.2.1 导向机构的总体
14、设计 .386.2.2 模架的最终确定 .39小结 .41致谢 .42参考文献 .43附录 .44毕业论文1第一章 绪 论1.1 设计背景塑料工业是一项发展时间短但是飞快发展的新兴产业。在 20 世纪之前，主要是运用热固性塑料。到了 20 世纪之后，就逐步转变为利用热塑性塑料。我国的塑料模具工业由开始到现今，大概有半个世纪了，有了一个质的飞跃，模具的水平也有一定的高度。但总体来说，和国外的模具水平仍然有较大的差距 1。注塑成型技术是现代塑料工业的一种重要的加工方法。是指将已加热融化的的塑料喷射入到模具内，经过冷却和固化后，得到成形产品的工艺技术。注塑成形在整个注塑工艺中占据着重要的地位。对于注
15、塑模具的设计与制造来说，设计者的工作经验和技术人员的技术尤为重要。模具设计师需要有熟练的技术和多年的实际设计经验。他们通过学习和实践来获得知识，实际设计经验多于深入的科学分析和研究所获得的经验。而一副新的注塑模具，通常要经过多次调试和修模才能达到初步的生产需求，这种生产方式不但提高了产品的生产周期，而且使得生产成本有所增加，并很难保证产品的质量参数 1。要解决这些弊端，科学的分析方法必不可少，用这种严谨的方法来研究成型过程的各种技术。随着 20 世纪 80 年代初期CAD/CAM/CAE 工具的导入和电脑应用的加深，使得 CAD/CAM/CAE 技术在整个模具工业中，在缩短设计和制造周期方面，
16、发挥着良好的作用。1.2 模具设计的现状及发展趋势一.我国塑料模具工业现状我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展，模具水平有了较大的提高。在大型模具方面，已经能生产大屏幕彩电塑壳注塑模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。精密塑料模具方面，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。用这些模具生产的一些塑料制件达到了国外同类产品的水平，但总体和国外相比仍有较大的差距，具体数据见表 1-12。表 1-1 国内外塑料模具技术比较项目 国外 国内 项目 国外 国内注塑模型腔精度0.005-0.01mm 0.02-0.05mm 热流道模具
17、使用率80%以上 总体不足10%型腔表面粗糙度Ra0.01-0.05mRa0.20m 标准化使用率 70%-80% 小于 30%非淬火钢模具寿命10-60 万次 10-30 万次 中型塑料模生产周期1 个月左右2-4 个月淬火钢模具寿命160-300 万次 50-100 万次 在模具行业中的占有量30%-40% 25%-30%在成型工艺方面，多材质塑料成形模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大的发展。气体辅助注射成形技术的使用更加趋于成熟。热流道，模具开始推广，有些企业的采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热道流装置，少数单位还采用了具有世界毕业论文2先进水平的高难度针阀式
18、热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到 10%与国外的 50%-80%相比，差距较大。二.我国注塑成型模具的发展趋势虽然我国的塑料模具工业起步晚，底子薄，与工业发达的国家相比还存在很大的差距。但在国家产业政策和与之配套的一系列经济政策的支持和改革开放方针的引导下，我国的注塑模得到了迅速发展，高效率、自动化、大型、微型、精密、无流道、气体辅助、高寿命模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造技术方面来看，注塑成型模具的发展趋势可归纳为以下几方面 2。(1)加深理论研究 在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已由经验设计阶段逐渐向理论计算设计方面发展，尤其是注塑时熔体流
19、动引起的取向，这使塑件的质量会得到很大的提高。（2）高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构，如高效冷却以缩短成型周期；气体辅助注射成型以提高塑件质量；热流道浇注系统以提高塑件的生产率和质量；各种能可靠的自动脱出产品和流道凝料的脱模机构以增加产量等。高速自动化的注塑成型机械配以先进的模具，对改善制件的质量、提高生产效率、降低产品成本起了很大作用。（3）大型、超小型以及高精度 由于塑料具有异常的特性，应用范围十分广泛。塑料件已经应用到建筑、机械、交通运输、家用电器、仪表仪器等各个工业领域，于是出现了各种大型、精密和高寿命的注塑成型模具。为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐
20、磨性而且容易加工、热处理变形小、导热性优异的模具材料。（4）标准化 模具标准化以及模具标准件的应用将极大地影响模具的制造周期，且还能提高模具的质量以及降低模具的制造成本。开展模具标准化的工作，使模板导柱、推杆等通用零件标准化、系列化、商品化，以适应大规模成批地生产注塑成型模具。（5）扩大研究各种特殊结构的注塑模具 为了满足塑料制件的功能要求，应进一步探索具有特殊性能的模具结构。（6）全面推广 CAD/CAE/CAM 技术 CAD/CAE/CAM 技术是模具技术发展的一个重要里程碑，实践证明 CAD/CAE/CAM 技术是模具制造的发展方向。现在，全国普及 CAD/CAE/CAM 技术的条件已经
21、基本成熟。随着计算机技术的发展和进步，技术培训工作也日益简化。在推广CAD/CAE/CAM 技术的基础上，应大力开展企业信息化工程，可以从计算机辅助工艺开始逐步向计算机集成制造乃至向虚拟制造发展，逐步深化和提高，用于模具设计制造的计算机软件向智能化、集成化、网络化及数字化方向发展。随着 CAD/CAE/CAM 软件智能化的逐步提高，塑料制件及模具的三维设计与成型过程的模拟分析将在我国模具工业中发挥越来越重要的作用。1.3 注塑模具相关介绍注塑模具自从在我国发展以来就得到了高速的发展，这都得益于塑料制品在我国以至于全世界的广泛应用。注塑模具的设计和制造上在整个注塑工业中都占有主要的地位。而通过与
22、计算机技术结合产生的三维造型软件更加增加了模具的精确性，通常在建模的时候就能发现成型后所存在的问题，大大得提高了注塑模具的生产效率。注塑成型是指将一加热融化的塑料喷射注入到模具内，经由冷却与固化后，得到成形品毕业论文3的方法。其适用于批量生产以及形状复杂产品等成型加工领域。一般得注塑成型过程按以下六大顺序执行：合模、注射、保压、冷却、开模、脱出产品。通过重复六个步骤就能连续生产制品。图 1.1 注塑模 注塑示意图注塑机是完成注塑成型的过程设备，完成注塑工艺的主要部分为合模与注射的装置。合模装置的功能是开闭模具以执行脱模作业，有轴杆式和利用油压缸直接开闭模具的液压方式。注塑模具是指为了将塑料制成
23、某种形状，而用来承接射出注入流体的金属制模型。并用温水、油、加热器等进行温度管理。塑料从浇口进入模具内，再经由流道口填充到模槽内，经冷却定形，最后油脱模机构推出成型品。塑料制品由流入熔化塑料的浇口、导入模槽的流道与产品部分所构成。由于一次成形作业只能生产一个制品，因此效率不高。若能利用流道连接数个模槽，就可同时形成数个产品。要保证各模具都完全被填充，通常将流道设计成相同长度。注塑成形在整个塑料制品的生产中占十分重要的地位，除了少数塑料外，几乎所有的塑料都可以用注塑成形的方法来生产制品。据统计，注塑成形的塑料制品约占所有模塑制品的总量的三分之一，注塑模约占塑料模具数量的五成以上。1.3.1 注塑
24、模的基本组成注塑模的结构是根据选用的注塑机的种类、规格和塑件本身的形状结构特点来确定的。由于注塑机得种类繁多所以注塑模的形状结构也是十分繁多的。但不管模具结构如何变化，每付模具都可以由以下几个部分组成 3。从大的方面可以分成定模部分和动模部分；从模具上各个部件所起的作用可以分为：1.成型零部件主要包括凸模、凹模、型芯或成型杆、镶块，以及螺纹型芯或型环等组成；2.浇注系统由主流道、分流道、浇口、和冷料穴组成；3.导向部件通常由导柱和导向孔组成；4.脱模机构由推杆、推杆固定板及推板组成；5.侧向分型抽芯机构由斜导柱和滑块抽芯、斜滑块抽芯及斜顶组成；6.温度调节系统，一般得模板内开设冷却水通道，加热
25、则在模具内或周围安装电加热元件。7.排气系统通常有分型面排气、推杆和型芯与模具的配合孔间隙排气；毕业论文48.其他零部件，这类零件在注塑模具中用来安装固定或支承成型零部件的功能结构，并组装在一起，构成模具的基本骨架。1.3.2 注塑模的分类由注塑模的总体结构特征可分为：1.单分型面注塑模，也叫做双板式注塑模具，是注塑模具中最为简单的一种，见图1.2。图 1.2 单分型面注塑模2.双分型面注塑模，也叫做三板式注塑模，与双板式相比多增加了一个可移动的中间板，开模时，中间板与固定板作定距离分离，以便取出这两块板间的浇注系统凝料。见图 1.3.图 1.3 双分型面注塑模1.4 塑料1.4.1 塑料的分
26、类塑料是一个庞大的家族，并且随着应用范围的扩大、应用要求的提高，新的合成物正在以惊人的速度不断出现，因此塑料的分类不可能过细。毕业论文5（1）按塑料的应用分类1.通用塑料 一般指产量大、用途广、价格低廉的一类塑料。常用的有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、酚醛塑料、氨基塑料等。2.工程塑料 一般指物理力学性能好的，可以代替金属作为工程材料使用的一类塑料。常用的有聚苯醚、聚酰胺、聚甲醛、氨基塑料等。（2）按塑料受热后的性能分类1.热固性塑料 是指加热之初变软，可塑制成一定形状，但加热到一定程度则因化学反应而固化定型，再加热也不会软化，而过热则被分解破坏的一类塑料。如酚醛塑料、环氧塑料、氨基塑料。2.热
27、塑性塑料 是指加热后变软，成为可流动的稳定粘稠液体，具有可塑性、可溶性，冷却后可以变成固体，而且可以反复重复上述过程的一类塑料。如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等此外，按塑料的结晶形态还可以分为结晶型塑料和非结晶型塑料。1.4.2 塑料的基本性能 我们所说的塑料指的是一大类材料，由于合成树脂的不同，塑料的性能差异很大，归纳起来，塑料具有如下的主要特性 13：1.密度小 用塑料制成的产品其密度一般都在 0.83-2.2g/cm2之间，约为率的二分之一、铜的六分之一左右，有些泡沫塑料其密度仅有 0.1-0.2 g/cm2。所以质轻是塑料的最为明显的特点。2.比强度和比刚度高 塑料的强度、刚度虽然不如金属
28、，但是由于塑料的密度远比金属低，所以有好多塑料其比强度和比刚度均高出金属。3.化学稳定性好 塑料对酸碱有良好的抗腐蚀能力，有些塑料不仅能耐受潮湿的空气影响，而且耐受酸、碱、盐、气体和蒸汽的化学腐蚀作用，在这方面他们大大超过了金属。该特性使得塑料在化工设备以及日用工业品中得到广泛的应用。如用硬质聚氯乙烯制成化工设备中的管道、容器等零部件。4.电绝缘性能好 塑料的导电率很低，一般均为绝缘材料，许多塑料对火具有自熄性，这就决定了塑料优越的电绝缘性能和耐电弧特性，所以被广泛应用于电机、电器、电子工业中做结构零件和绝缘零件。5.耐磨和自润滑性能好 钢与塑料的摩擦系数一般在 0.1 以下。由于塑料具有摩擦系数小、耐磨性高、自润滑好的特点，并具有一定的力学性能，因此常用来制造无法润滑工况下的轴承、齿轮、滑轮等传动件。6.消音和减震功能好 软质和硬质泡沫塑料常用来最为消音、隔热、减震、保暖、过滤等材料使用。7.卓越的成形性能 塑料的成形性能优于金属、陶瓷及其他材料，主要表现在:成形方法多，成形设备简单、周期短、效率高、成本廉价。塑料良好的使用性能决定了塑料的用途广泛，塑料的卓越的成形性能决定了塑料产品的发展速度，正因如此，塑料已被广泛应用于工程技术和日常生活的各个领域。但是塑料的性能并非是完美无缺的。如塑料在长期使用或存放的过程中，由于各种因素
