模具CAD课程设计.doc

景德镇陶瓷学院模具CAD/CAM课程设计院 系： 机电学院 专 业： 材料成型及控制工程 姓 名： 邓超群 学 号： 200910340120 指导教师： 刘文广 完成时间： 2012-12-12 目 录1 原始数据及资料 31.1塑件图二维图及尺寸 31.2 材料 31.3年产量 31.4课程设计目的 41.5课程设计任务 42.对设计课题的分析 42.1塑件三维图 42.2塑料制件的最佳浇口位置分析 53.设计计算 63.1塑件体积计算 63.2塑件质量计算 63.3确定型腔数目 64 模具结构设计 74.1模具三维图 74.2 创建工件 7 4.3设计行腔型心及分型面得 84.4设计浇注系统，采用侧位进浇 84.5型腔型芯 94.6塑件开模后整体效果图 105 设计小结 116 参考文献 12一：原始数据及资料1.1塑件图二维图及尺寸图一：零件cad图1.2材料：PP（聚丙烯）PP(聚丙烯)是单体丙烯的聚合物。密度小，是常用塑料中材质最轻的。强度、硬度、刚性和耐热性均优于低压聚乙烯，可在100C-120C长期使用。几乎不吸水，并有较好的化学稳定性，高频电性能优良，且不受湿度影响，成型容易。但低温发脆，不耐磨，易老化，成型收缩率大。可作为一般机械零件、耐腐蚀件、高频绝缘材料和电缆电线包皮等的生产用料。 1.3年生产量（10万件）1.4课程设计目的 （1）要求学生能根据零件图，来进行模具的计算、设计等，完成模具成形部分的设计，从而熟悉和掌握一般模具设计的基本方法和步骤。 （2）通过具体的软件UG来熟悉和掌握计算机辅助设计的基本方法和设计步骤，为今后的毕业设计、今后从事模具CAD/CAM工作进行一次综合训练。1.5 课程设计任务根据指导书提供的零件图及相关参数，用UG来进行其注塑模具成形部分的设计(型腔、型芯等)。二：对设计课题的分析、选择并分析原材料的工艺特性和成型性能；件的使用要求塑料制件主要是根据使用要求进行设计，由于塑件有特殊的机械性能，因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点，补偿其缺点，在满足使用要求的前提下，塑件的形状尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点，在设计时必须考虑：（1）塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性等；（2）塑料的成型工艺性，如流动性；（3）塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料）或快速受热固化（热固性塑料）；（4）塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异；（5）模具总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度；（6）模具零件的形状及制造工艺。除此之外，还应考虑塑件设计原则：（7）在满足性能和使用条件下，尽可能使结构简单、壁厚均匀、连接可靠、安装使用方便。（8）结构合理，用简单的加工方法就能完成模具的制作。（9）减小成型加工后的辅助加工。塑件材料的选择与成型特性因为此零件要求有较高的强度，因此选择PP作为其原料。材料性能：聚丙烯的成型加工性好，成型的方法很多 ，如注塑，吹塑，真空热成型，涂覆，旋转成型，熔接，电镀和发泡等，并可在金属表面喷涂。其中注塑成型的比例大，注塑温度在180200之间，注塑压力在68.6137.2Mpa。模具温度为4060。预干燥温度在80左右。应避免PP长时间与金属壁接触。聚丙烯的二次加工性很好，其印刷性比聚乙烯好，照相凸版，胶版，平凸版等印刷方法均可使用，要获得良好的耐热，耐油，耐水等要求的印刷性能，须经电晕放电处理等再行印刷。PP 的注塑模工艺条件：a) 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。b) 熔化温度：220275C，注意不要超过275C。模具温度：4080C，建议使用50C。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可大到1800bar。c) 注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。流道和浇口:对于冷流道，典型的流道直径范围是47mm。建议使用通体为圆形的注入口和流道。所有类型的浇口都可以使用。典型的浇口直径范围是11.5mm，但也可以使用小到0.7mm的浇口。对于边缘浇口，最小的浇口深度应为壁厚的一半；最小的浇口宽度应至少为壁厚的两倍。PP材料完全可以使用热流道系统。d) 、分型面位置的确定 根据塑料结构形式，分型面选在如下图所示：图二：分型面位置图三设计计算.浇注系统的设计1.主流道设计1).主流道尺寸根据所选注射机,则主流道小端尺寸为 d=注射机喷嘴尺寸+(0.501)=2+1=3mm 主流道球面半径为 SR=喷嘴球面半径+(12)=12+2=14mm2).主流道衬套形式 本设计虽是小型模具,但为了便于加工和缩短主流道长度,衬套和定位圈还是设计成分体式,主流道长度取40mm,约等于定模板的厚度,材料采用T10A钢,热处理淬火后表面硬度为53HRC-57HRC.3).主流道凝料体积 4).主流道剪切速率校核 由经验公式主流道剪切速率偏小,主要是注射量小,喷嘴尺寸偏大,使主流道尺寸偏大所致.2.分流道尺寸1).分流道布置形式 分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态,使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔.因此采用平衡分流道,如图.2).分流道长度 第一级分流道L1=50mm, 第二级分流道L2=10mm,第三级分流道L3=15.5mm.3).分流道的形状,截面尺寸以及凝料体积(1).形状及截面尺寸 为了便于机械加工及凝料脱模,体设计的分流道设置在分型面上定模一侧,截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面,梯形截面以塑料熔体及流动阻力均不大,一般采用以下面经验公式来确定截面尺寸(2).凝料体积 分流道长度L=50+10*2+15.5*4=264mm4)分流道剪切速率校核 式中,t=注射时间,取1s A-梯形面积 C-梯形周长1.3cm5).分流道表面粗造度分流道表面粗造度R要求很低,一般取0.8-1.6 um 即可,在此取 ,如图所示.3.浇口的设计 根据外部特征,外观表面质量要求较高,应看不到明显的浇口痕迹,采用潜伏式浇口,在开模时对浇口自行剪断,几乎看不到浇口的痕迹.潜伏式浇口尺寸的确定由经验公式得,式中 n=塑料材料系数取0.6 C=塑件壁厚的函数值取0.242浇口截面形状如图所示,浇口先取 ,然后在试模时再调整.4.冷料穴的设计(1)主流道冷料穴 如图所示,采半球形,并采用球形头拉料杆,该拉料杆固定在动模固定板上,开模时利用凝料对球头的包紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出.2).公流道冷料穴 在分流道端部加长5mm,作分流道冷料穴.四模具结构设计4.1画出模具三维图：打开UG软件，新建一个prt文档 ，根据塑件二维图得到三维图形。图4.1 塑件三维图的制作过程4.2创建工件4.3设计型腔型芯及分型面得（黄色部分为分型面）4.4加载模架如图所示4.5设计浇注系统，采用大水口直接进浇：4.6塑件开模后整体效果图5 设计小结本次模具CAD/CAM课程设计，完成了对模具工艺的分析，确定了生产该零件所需的塑料模具的结构设计形式。通过计算得到具体零件的尺寸，成功利用CAD、UG软件完成对模型的三维实体件建模。通过本次课程设计，我掌握了模具设计的基本原理，熟悉了UG的操作方法。总来说，达到了课程设计的目的和要求。在设计的过程中，遇到了很多的问题，尤其是在流道的设计以及成型零件的计算等方面，费了很多周折，也走了很多弯路。而在装配图的绘制中，又遇到了前面设计上的很多结构错误，对细节的反复修改较多。经过很长时间的思考和查阅资料，才成功地完成了本套模具的设计过程。当然，本模具的设计也存在了很多的问题，在实际中也许并没有办法正常运作。毕竟是在学校做课程设计，难免会存在各种各样的问题。在模具的设计过程中，很多时候都是依靠同学们的帮助和老师的指导，才能顺利地继续往下设计！至此，感谢学校，感谢老师们对我的谆谆教导，让我充实的度过了大学生活，你们的教诲将是我最宝贵的财富。参考文献1 田文彤、刘峰、韦红余.模具CAD/CAM.北京：化学工业出版社，2010.102 黄毅宏、李明辉.模具制造工艺.机械工业出版社，1996.63 屈华昌、齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计.机械工业出版社，20074 王卫兵.Moldflow中文版注塑流动分析案例导航视频教程.北京：清华大学出版社，2008.55 谭雪松、林晓新、温丽.新编塑料模具设计手册.人民邮电出版社，20076 涂晓斌、唐刚、杨文.计算机绘图.机械工业出版社，19867 郑大中、房金妹、谭平宇.模具结构图册.江西高校出版社，200