1、III唐 山 学 院毕 业 设 计设计题目：基于 Pro/E 的摩托车车架护罩注射模具设计系 别： 机电工程系 班 级： 06 机对本 姓 名： 杨中兰 指 导 教 师： 王建玲 2010 年 6 月 12 日 基于 Pro/E 的摩托车车架护罩注射模具设计摘 要本设计以摩托车车架护罩为研究对象，利用 Pro/E 软件对摩托车车架护罩注塑模具进行了分析设计，内容主要包括注塑件的三维造型，模具的三维造型，模具的二维装配图，护罩注塑模具型腔加工工艺等。在模具结构设计中，主要涉及了分型面的确定、主流道、分流道的设计及浇口的的选择、温度调节系统、顶出系统的设计及斜向抽芯机构的设计等。考虑到塑件本身的特
2、点，本设计采用单分型面潜伏式浇口斜导柱侧向抽芯机构，使设计合理，可靠。并详细介绍了模具的设计过程。关键词：摩托车车架护罩 注塑模具 Pro/E 单分型面 潜伏浇口The Design of Injection Mold for Frame Protector of Motorcycle Based on Pro/EAbstractThe paper is the design of injection mold for frame protector of motorcycle based on Pro/E. The content mainly includes the design of
3、three-dimensional shape of plastics parts and mold, the drawing of two-dimensional mold assembly and the making of process for the cavity. In this design, the key is the determination of mold structure, including the choice of parting surface, the design of the mainstream channel and branch runner a
4、nd the choice of gate, the temperature control system, pushing and side core-pulling mechanism. Latent-type gate, one parting surface, and slanted guide pillar core_pulling structure are adopted to make the design more reasonable and reliable according to the characteristic of the plastics parts. An
5、d there is a detailed introduction to the design process.Key words: frame protector of motorcycle；injection mold ；Pro/E ;one parting surface； Latent-type gateI目录1 引言 .11.1 国内对模具的研究现状及发展前景 .11.2 选课题的背景及意义 .11.3 注塑模具发展的影响因素 .21.4 本设计的主要内容 .22 零件的三维造型 .32.1 关于 PRO/E 软件的简单介绍 .32.2 塑件的造型 .32.3 分析塑件的设计模型
6、.42.3.1 浇口位置分析及塑料填充分析 .42.3.2 冷却质量分析及缩痕分析 .53 模具设计 .73.1 塑件摩托车车架护罩分析及塑件选用材料的分析 .73.1.1 塑件摩托车车架护罩分析 .73.1.2 塑件选材分析 .83.2 塑件的工艺性要求 .83.2.1 塑件壁厚 .93.2.2 脱模斜度 .93.2.3 塑件尺寸精度 .93.2.4 塑件表面质量 .93.2.5 塑件尺寸公差 .103.3 注射机的选择 .103.3.1 塑件的体积和质量 .113.3.2 注射机的选择 .113.4 确定分型面 .123.5 成型零部件工作尺寸计算 .133.6 浇注系统的设计 .143.
7、6.1 浇注系统的设计原则 .143.6.2 主流道的设计 .153.6.3 分流道的设计 .15II3.6.4 分流道尺寸 .163.6.5 分流道的布置 .173.6.6 浇口的设计 .183.7 注射模推出机构设计 .193.7.1 推出机构的结构组成 .193.7.2 推出机构的设计要求及选择 .193.8 冷料穴和拉料杆的设计 .203.8.1 冷料穴的设计 .203.8.2 拉料杆的设计 .203.9 温度调节系统的设计 .213.9.1 调温系统的必要性 .213.9.2 冷却系统的设计原则 .223.9.3 冷却管道的工艺计算 .223.10 注射机的校核 .243.10.1
8、注射机工艺参数的校核 .243.11 注射模侧向分型与抽芯机构的设计 .283.11.1 抽芯距的确定 .283.11.2 斜导柱侧向分型与抽芯机构 .283.12 摩托车车架护罩模具二维图 .304 模具的三维造型 .324.1 模架的选择及动、定模座板的设计 .324.2 导向机构设计 .334.3 支撑零部件的设计 .344.4 动、定模板的设计 .344.6 吊装设计 .354.7 三维装配图及分解图 .354.8 模具材料的选用原则 .364.8.1 满足使用性能要求 .374.8.2 满足工艺性能要求 .374.8.3 满足经济性要求 .374.8.4 塑料模具用钢的种类及选择 .
9、375.结论 .38致谢 .39III参考文献 .40附录 1 凸模制造工艺 .41附录 2 凹模加工工艺 .43附录 3 注射模术语 .45附录 4 模具价格计算 .46附录 5 注射模零件技术条件 .46附录 6 塑料模具技术要求 .46外文翻译 .48唐 山 学 院 毕 业 设 计11 引言1.1 国内对模具的研究现状及发展前景模具工业是高新技术产业的一个组成部分，也是高新技术产业化的重要领域。模具被誉为“百业之首，工业之母”，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志 1。在二十世纪九十年代之前，我国模具发展情况并不理想。自1997年以来，国家又相继把模具及加工技术和设备列入“国家重点”
10、鼓励发展的产业，并进行大力扶持。在我国加入WTO后，被欧美等发达国家誉为“磁力工业”的模具工业，有一些国家将制造业向我国转移，模具工业正面临空前的发展机遇。一是汽车模具二是电子和通讯模具。三是家电模具四是建材、医药、厨卫器械我国已成为模具生产和消费大国，世界模具生产中心也正在向我国转移。但是，目前我国模具行业发展中仍存在很多不完善的地方，需要继续加以改进。具体表现为：技术含量低的模具已供过于求，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，诸如精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口 2。我国模具行业迅速与国际接轨，
11、模具技术水平发展很快，成为斐然，但面临的问题也是严峻的，尽管国内模具生产设备水平逐步与国内接近，然而我国模具水平与国内模具水平的差距依然不容小觑 3。近年来，中国模具工业以年均 20的速度持续快速增长。截止 2006 年年底，中国模具销售额达 720 亿元，跃居世界第三。随着塑料工业的不断发展，塑料模具占模具总量的比例逐渐提高。同时塑料模具的发展潜力是不可低估的。塑料模具将朝着大型化、高精密度、多功能复合型的技术方向发展。据模具行业专家罗指出，模具行业发展最关键的是用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平。目前，CADCAECAM技术、快速模型制造技术在模具工业中的应用，使模具的设计制造技术
12、发生了重大变革。实践证明，采用模具CADCAE技术是缩短模具设计与制造周期、提高生产效率、提高产品质量、降低原材料损耗的的有效途径 4。据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高 5。1.2 选课题的背景及意义中国摩托车工业发展迅猛，摩托车开始成为生产经营的轻便装备和生活休闲的消费品。摩托车的产销量以每年 10%左右的速度稳步上升。我国已成为世界上摩唐 山 学 院 毕 业 设 计2托车生产大国。但是在其中也存在着很大的问题，技术的先进性，质量的可靠优质性，利润的最大性等。面对这些问题，我们更需要注重自主产品
13、的开发，加快促进产品和产业升级，转变发展模式，才能提高我国摩托车制造业的水平。我国汽车、摩托车市场竞争逐渐白热化，十几年、几十年不变的型号车将被淘汰出局除追求其性能更为完善、配制更为优良外，对车辆外观也将有更高愿望。汽车、摩托车只有不问断地推出新产品、新型号才能适应购买者胃口 6。在此基础上我们要跟上换代的步伐，选择本设计课题也在做些改进。在模具设计中，采用 ProE 软件可以进行产品造型、模具设计、注射模拟到模具加工。通过模拟仿真对模具型腔的设计进行检验，可将问题发现于正式生产前，大大缩短制模时间，提高模具加工精度 7。基于上述问题的研究，本文提出了在摩托车车架护罩模具设计中，我们要充分发挥
14、 Pro/E 软件的强大功能，就可以为我们设计的各个环节节省大量的时间，同时使所设计模具结构更加合理。因此我们要更好的利用此软件，深化设计过程，将我们的设计和模具做到最优化，为我们以后的工作打下一个良好的基础。1.3 注塑模具发展的影响因素在我国大型多型腔精密注塑模虽已能生产，但总体技术水平不高，与国外先进国家相比，仍有很大差距，特别是模具寿命低的问题非常突出。影响模具寿命的因素较多，但模具材料是重要因素，高寿命模具离不开优质模具材料。我国模具虽然有很大的进步和市场，但也有不足的地方：一是规模偏小，二是技术偏低，三是涉及领域狭窄，四是对相关行业影响带动能力不大。国内模具企业传统的制造方法一般是
15、大至型芯、型腔，小至一个螺钉独要自己设计生产，结果造成阵线过长，批量太少，既浪费了精力和资源，也无法保证在每一个环节都能拥有高级专业化水准。现代模具技术的发展，在很大程度上依赖于模具标准化、优质模具材料的研究、先进的设计与制造技术、专用的机床设备，更重要的是生产技术的管理等。 1.4 本设计的主要内容基于以上分析本文提出了基于 Pro/E 的摩托车车架护罩注射模模具设计，主要设计内容如下：（1）利用 Pro/E 软件对于摩托车车架护罩进行三维造型。（2）进行注塑模具的设计以及模具的三维造型。（3）生成二维模具装配图。（4）制定摩托车车架护盖注塑模具凸凹模加工工艺。唐 山 学 院 毕 业 设 计
16、32 零件的三维造型基于 Pro/E 软件设计塑料模具，可使模具的设计制造周期大大缩短，而且模具的设计与制造都是建立在一个系统的几何模型之上，保证了模具数据的统一性与正确性。随着 CAD/CAM 技术的进一步推广应用及数控加工机床的普及，这种设计制造工艺路线一定会越来越显示其优越性，并背更广泛的应用于模具制造领域。利用 Pro/E 软件还可以对已设计成的模具开模情况及是否干涉等情况进行分析研究，以便在模具投入制造之前就发现存在的设计问题，并有目的的进行改进设计，减少设计失误造成的不必要损失2.1 关于 Pro/E 软件的简单介绍Pro/ENGINEER(简称Pro/E)是美国参数技术公司（PT
17、C）推出的新一代CAD/CAM/CAE软件设计系统，它具有强大的功能，成为了当今世界最为流行的CAD软件之一，它集零件设计、产品装配、模具开发、NC加工、钣金设计、铸造件设计、造型设计、反求工程、自动测量、机构设计、仿真、应力分析、产品数据库管理、协同设计开发等功能于一体。Pro/E在企业制造三维设计中占有及其重要的地位，被广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子、电器及消费品行业。典型的参数化设置理念完全关联性交互式的曲面设计完美的图像渲染效果改善了对CAD环境的管理基础模块包括： 草绘模块：主要进行草图设计，平面轮廓、曲线、点及线架构建 零件模块：产品零部件实体设计创建 绘图模块
18、：生成产品零件工程制图、产品装配图 组合模块：进行产品的装配、运动仿真及进行零部件间的干涉分析2.2 塑件的造型本设计是基于 Pro/E 对摩托车车架护盖塑料模具进行设计，在开始设计前要对塑件进行调研和测量，通过调研和测量收集数据进行产品工艺性分析。为后续造型做准备。本塑件最基本的是由各个曲面所组成，每个曲面由无数个点连成线最后生成唐 山 学 院 毕 业 设 计4面，每个面之间又存在着紧密的连接，面与面之间圆滑过渡。难点就存在这，造型时由于线与线之间不是圆滑过渡，在生成面就会产生尖点，在最后加厚时会出现很多问题。因此在造型时要注意每一个细节，每个点。由于塑件本身不是规则的面，几乎都是曲面，另外
19、基准面很少，只能选一个比较平的底面作为基准面，以此作为基准，进行各个面的造型。在造型过程中特别注意线与线之间的连接，如果两条线不连接在使用边界混合工具时，会出现菜单管理器，诊断失败。出现错误，问题很多所以在画图中会慢慢找规律，找错误，找原因多看故障排除器。因为塑件本身是一个整体，只有在造完各个曲面合并之后才可以加厚，如果单个平面一个一个的加厚，就会存在在各个面的交线出出现缺口。所以只有当所有的面都造完之后才可以统一加厚。在加厚中有点转折处或几条线的交点处也不能加厚。因此在前面所说的要注意每一个点每一条线。这样才可以把面造好、把型造好。如下图 2-1 所示塑件的三维造型图 2-1 摩托车车架护盖三维图2.3 分析塑件的设计模型在 PE 中有个塑料顾问，用于塑料在型腔内注射成形分析，使设计人员能够了解塑料在型腔内的填充情况，为选择合适的浇口的位置提供依据。用塑料顾问可以对塑件分析合适的成形条件、分析浇口位置、分析塑料流动、分析可能由于冷却时间不同而产生的翘曲变形及分析缩痕。2.3.1 浇口位置分析及塑料填充分析PE 中的塑料顾问可以对浇口位置进行分析，一般确认最合适的浇口位置。分析结果如下图所示，红色区域是最不适合的位置，蓝色区域是最合适的位置，所以根据分析本设计选择了试图中箭头所指的位置。也是在模具中潜伏式浇口所在的位置。如图 2-2 所示
