目录 摘要………………………………………………………………………………Ⅰ绪论………………………………………………………………………1 1.工艺性分析…………………………………………………………4 1.1杯座模具工艺方案分析………………………………………………………4 1.2杯座产品造型……………………………………………………………5 1.3塑料的原材料分析……………………………………………………………5 1.4塑件的结构和尺寸精度等级及表面质量分析………………………………6 1.5计算塑料制件的体积和质量…………………………………………………6 1.6 ABS塑料注射成型的工艺参数……………………………………………7 1.7塑料成型设备的选拳………………………………………………8 2.注塑模具结构的设计………………………………………………………9 2.1模腔数量的确定…………………………………………………9 2.2分型面的选择以及型腔的排列方式的确定………………………………12 2.3浇注系统形式和浇口的设计………………………………………………14 2.4模具成型零件的设计……………………………………………………… 21 2.5.其他辅助零件的设计………………………………………………………22 2.6塑料脱模机构的设计………………………………………………………23 3模具工作零件的设计…………………………………………………………25 3.1模具的工作零件的计算…………………………………………………25 3.2型腔侧壁厚度和底板厚度计算………………………………………………25 4.模具加热和冷却系统的设计…………………………………………………27 4.1求塑件在硬化时每小时释放的热量为Q3……………………………………27 4.2求冷却水的体积流量V……………………………………………………27 4.3确定模具的冷却系统…………………………………………………………27 5模具闭和高度的确定………………………………………………………28 6.注塑机有关参数的校核……………………………………………………29 7.主要零件加工工艺规程的编制………………………………………………30 7.1.凸模的一般常用加工工序………………………………………………30 7.2凹模的一般常用加工工序…………………………………………31 8模具的装配……………………………………………………………………33 8.1浇口套的装配……………………………………………………………33 8.2成型零件的装配…………………………………………………………33 8.3脱模结构的装配…………………………………………………………34 8.4总装…………………………………………………………………………34 结束语……………………………………………………………………………36 致谢…………………………………………………………………………………37 参考文献…………………………………………………………………………38 绪论 模具工业是国民经济的基础工业,是工业生产的重要工艺装备。先进国家的模具工业已摆脱从属地位,发展为独立的行业。日本工业界认为:“模具工业是其它工业的先行工业,是创造富裕社会的动力”。美国工业界认为:“模具工业是美国工业的基石”。在德国模具被冠以“金属加工业中的帝王”之称。 塑料模具作为塑料工业的基础,随着市场经济的飞速发展受到了极大的挑战。汽车的内饰件、灯具反光镜等塑制品复杂的外形，而钟表、DVD光驱用传动齿轮等塑制件又有很高的精度要求。很短的制模周期、相当的寿命是模具制造的又一项重要指标，例如有的仅需几十、几百模次（可用简易快速制模法），有的如制瓶用吹塑模却需要上千万模次，制模周期要求越来越短。各种特殊的成型方式的出现等等，都要求塑料模具技术有相应的提高。塑料模自身的成型技术也在不断得到发展。为了获得满意的外形，一是要求加工精良的型腔、型芯，二要有合适的浇注系统和冷却系统的设计，例如大型平板状塑件模具的进料浇口位置考虑到塑件流纵横收缩的不一致性，就应采用侧面薄膜式，而冷却亦必须均匀。一些带有筋的塑制件，由于收缩的不一致，就应采用气体辅助注塑成型工艺，这类模具又有其特殊的设计。本设计适合注塑成型。 模具工业是国民经济的基础工业,受到政府和企业界的高度重视。模具CAD/CAM技术是一项重要的模具先进制造技术,是一项用高技术改造模具传统技术的重要关键技术。 Pro/ENGINEER是美国PTC公司出品的CAD/CAM软件，它以参数化设计的观念闻名于世，为传统机械设计与制造带来了巨大的便利。Pro/ENGINEER提供的参数化设计具有3D实体造型、单一资料库以及以特征为设计单位等特点，因此通过使用它设计者可以随时计算出产品的体积、面积、质心、重量和惯性矩等数据，并且不论在3D或2D图形上作尺寸修改，其相关的2D或3D实体模型及装配、制造等也自动修改。由于Pro/ENGINEER在设计中导入了制造的概念，设计人员可随时对特征作合理、不违反几何的顺序调整、插入、删除和重新定义等修正操作。Pro/ENGINEER是一套可以灵活配置的软件包，可供从关键的超大型部件设计人员等"临时"桌面用户到制造工程师使用。这样，用户就可以轻松地把单一的生产效率解决方案升级为一套能够满足整个开发过程需求的集成系统无论何时何地，只要用户希望在生产效率上投资并希望加快公司的投资回报即可。 Pro/ENGINEER具有突破性的创新技术，包括直接建模、处理几何体、交互地在屏幕上直观创建和修改特征。直接建模概念简单易学，并且进一步加快了产品的开发过程。利用直接建模，Pro/ENGINEER用户只需用点击鼠标、在屏幕上拖拽产品特征、即刻改变或编辑模型，就可以建立特征。这一直观的工作流，把鼠标移动和菜单导航一般操作减少了40多。Pro/ENGINEER提供的设计理念将设计、制造、装配以及生产管理融为一体，赋予“设计”完整的概念。它提供的强大功能尤其是曲面造型和模具设计功能为工程技术人员和生产管理人员在短期内完成高质量的产品开发提供了强有力的工具。 此外，将并行工程技术引入Pro/ENGINEER的模具设计中，可以由传统的模具设计与制造工艺路线（即模具结构设计→模具型腔、型芯二维设计→工艺准备→模具型腔、型芯三维造型→数控加工指令编程→数控加工），改变为由不同的工程师同时进行设计、工艺准备的并行路线，不但提高了模具的制造精度，而且能缩短设计、数控编程时间达40上。设计工程师在进行产品三维零件设计时就考虑模具的成型工艺和影响模具寿命的因素，并进行校对、检查，预先发现设计过程的错误。在初步确立产品的三维模型后，设计、制造及辅助分析部门的多位工程师可同时进行模具结构设计、工程图设计、模具性能辅助分析及数控机床加工指令的编程等工作，而且每一个工程师对产品所做的修改可自动反映到其他工程师那里，大大缩短了设计、数控编程的时间。另外，Pro/ENGINEER软件具有的单一数据库、参数化实体特征造型技术为实现并行工程提供了可靠的技术保证。 Pro/ENGINEER具有强大的接口功能，能通过IGES、STL、SET、STEP等格式与其他CAD/CAE/CAM软件实现数据文件的交换。在塑料产品开发中，通常利用这个接口与C-MOLD、MOLDFLOW、Z-MOLD等软件相连，利用它们的分析模块，对Pro/ENGINEER中的造型进行分析，以确定模具的结构及注塑工艺。 典型的注塑模设计过程在Pro/ENGINEER环境下，注塑模设计过程包含以下步骤： (1)创建塑料件模型（也称为三维造型）； (2)创建毛坯，用来定义所有模具元件的体积； (3)根据不同的收缩率、脱模斜度和塑件模型构建型腔、型芯的特征和尺寸； (4)加入模具装配特征形成浇注系统，定义分模面及模块； (5)定义模具开启的步骤及检查干涉； (6)依需要装配模座，完成冷却系统设计； (7)完成所有零件的零件图； (8)根据加工需要，生成零件的NC代码。 1.3塑料的原材料分析 （1）吸湿性强。成型前须充分干燥要求其含水量小于1％，对于表面光泽要求较高的制品，需长时间干燥。 （2）流动性较好（溢边值为0。04mm左右）易于充模，粘度对剪切速率较敏感，同时还与注射温度和注射压力有关，其中注射压力影响较为显著，因此提高流动性要从提高注射压力入手。 （3）成型难度大，须采用较高的料温和模温。对于耐热抗冲击性和中抗冲击性制件，应在允许的范围内料温取较大值。 （4）精度对之制件影响较大，有破坏ABS橡胶相的倾向，通常ABS在250℃左右变色，270℃开始分解。 （5）若制件精度要求较高模温宜采取50～60℃，若制件表面要求具有光泽模温宜取60～80℃，我们的线圈骨架采用60℃。 （6）注射压力应比聚苯乙烯较大，采用螺杆式注塑机料温可取160～220℃，注射压力可取70～90MPa。 （7）模具设计过程中注意事项，浇注系统流动阻力应尽可能小，浇口位置及形式应合理并能防止熔接痕的产生，同时要考虑模具制造的经济性和加工的合理性。 1.4塑件的结构和尺寸精度等级及表面质量分析 从该制品的零件图可知:次零件壁薄且深，斜度较大，虽然总体尺寸不大但相对较高，无特殊尺寸精度要求，零件表面要求较光滑。 （1）成型制件的尺寸大小主要取决于塑料原料的流动性和注射时的压力在一定的设备和工艺条件下，流动性较好的塑料品种可以成型较大的制件，塑料ABS的流动性能较好，适于成型较大的制件。在这里杯座注塑模具的尺寸较小，注塑时的压力要求不太大，一般的注塑压力就能满足。 （2）制品的精度等级；塑料制件的尺寸精度主要取决于塑料收缩率的波动和模具制造误差，此处塑料件未注公差，由于该制件的原材料为ABS，而ABS的制件公差等级较低为MT5级，该塑件的精度等级较低。受模具活动部分的影响，取公差值和附加值之和，MT2级取0.05，MT3-5级取0.1。 （3）制品的表面质量；塑料制件的精度等级较低，我们所要获得的制件对制品的表面质量除要求无缺陷，毛刺，无特殊要求，一般的模具制造工艺和注塑工艺就能满足要求。 （4）制品的形状结构；制品的壁厚均匀为0.5mm。符合ABS的最小壁厚原则，在模具的设计和加工过程中要特别注意，防止出现缺陷，由于制件的尺寸较小，ABS的强度较大不需增设加强筋。 1.5计算塑料制件的体积和质量 计算塑件的体积和质量是为了选用注塑机及确定模具型腔数量。 计算塑料制件的体积： V=∏/4（30×30－10×10）×3＋∏/4（22×22－16×16）×10－2×3×10 =6.43 在这里为大致计算，其中圆角处的尺寸可不预考虑在选取注塑机时适当放缩。 查《模具设计与制造简明手册》知ABS耐热型塑料密度为ρ=1.0～1.1g/cm3 由密度可得出单个制件的质量： Q=ρV=1.05×6.4 =6.72g