2015年模具技能大赛-注塑模具CAD-CAE与主要零件加工

2015年全国职业院校技能大赛（高职组）
“注塑模具CAD/CAE与主要零件加工”赛项
赛项编号：GG-041
竞赛项目样题
1. 只能将姓名、参赛编号、赛位代码准确填写在赛卷的密封区域内，违反扣除20%成
绩；
2. 仔细阅读赛题内容，在计算机上用电子文件按《竞赛规程》及本子项目附加的要求
完成竞赛内容；
3. 不要在赛卷上故意胡乱涂写、涂画，也不要故意污损赛卷，违反扣除5%成绩；
4. 不允许在密封区域内填写无关的内容，违反扣除20%成绩；
5. 在提交的文件中，不得泄露参赛队信息，违反扣除20%成绩。

一、竞赛总体要求概述
（一）项目总体要求：
模具CAD设计：根据赛卷提供的三维数据模型及其他资料，选用三维及二维软件完成模具设计，成型零件结构应符合赛卷指定的具体要求。

竞赛队员共同完成完整的模具的三维设计；依据中华人民共和国相关的制图标准，绘制模具二维总装配图、型腔和型芯主要零件的二维工程图。

模具CAE分析：按照赛卷规定的具体要求完成相应的竞赛项目，编制分析报告。

安全、文明：严格遵守2015年全国职业院校技能大赛（高职组）注塑模具CAD/CAE与主要零件加工赛项规程相关事项。

模具零件CAM加工：按照赛卷规定的具体要求，完成主要零件数控加工的工艺设计、数控程序编制、使用赛位上的机床完成零件的加工。

（二）竞赛用时间：
所有的竞赛任务、事务在连续不间断的6小时内完成。

（三）特别说明：
本赛卷要求的模具CAD/CAE设计任务与制造任务，检阅与展示参赛队伍的模
具设计与分析技能，检阅与展示参赛队数控机床的操作技能。

赛卷当场启封、当场有效。

赛卷按一队一份分发，竞赛结束后当场收回，不允许参赛选手夹带离开赛场，也不允许参赛选手摘录有关内容。

二、竞赛项目任务书
【任务1：模具CAD设计】某模具公司接到客户塑料制品零件（如图一所示）的模具设计、分析与制造项目订单。

客户提供塑料产品的三维数据（IGS 格式和STP格式）以及制品二维参考图（如图二所示）。

现以此项目任务为背景，竞赛队完成模具的设计工作和其他相关任务。

图一：塑料零件效果图
图二：塑料制品二维参考图
（一）产品制件技术要求概要：
1、材料：ABS;
2、材料收缩率：0.5%；
3、技术要求：表面光洁无毛刺、无缩痕；
4、产品生产数量50万次；
5、模具合格判据：符合客户提供的三维数据模型及二维工程图的要求。

（二）模具结构设计要求：
1、模腔数：一模两腔，合理布置；
2、浇口形式与位置：优先采用点浇口形式，位置如图三示意；
表面凹陷示意处可
作为浇口位置参
考，具体位置由选
手分析后适当调整
图三：点浇口位置示意图
3、模具能够实现制件全自动脱模方式要求,浇口痕迹小；
4、优先选用标准模架及相关标准件；
5、以满足塑件要求、保证质量和制件生产效率为前提条件，兼顾模具的制
造工艺性及制造成本，充分考虑主要零件材料的选择对模具的使用寿命
的影响；
6、保证模具使用时的操作安全，确保模具修理、维护方便；
7、以附件一“热塑性塑料注塑机的规格型号及主要技术参数（一览表）”
为选择注射机的依据。

模具应与注塑机相匹配，保证安装方便、安全可
靠。

【任务2—模具CAE分析】竞赛队完成模具分析任务：分析工作融合在模具的设计过程中，选用赛位上提供的软件，确定所设计模具的浇注系统、冷却系统是否合理、确定合理的注塑工艺方案等。

1、通过分析，编制相应的分析报告；
2、通过分析，如果发现塑料制件存在模具结构设计或注塑工艺性争议问题，
提出修改的合理化建议，以PPT形式作出项目分析报告。

【任务3—模具零件数控加工】竞赛队完成模具零件加工任务：竞赛队完成模具型芯、型腔的设计后，参赛队员根据型芯、型腔三维数据及二维工程图，利用赛位上配备的加工设备及工具完成型芯、型腔零件的制作。

1、现场加工用毛坯材料45#钢代替，尺寸及规格180×130×45（两块，均已
六面磨削加工）；
2、数控加工工艺设计：以提供的材料作为第一道工序，设计完整的工艺流
程，并填写数控铣削工艺卡（电子版）。

三、本项目提供的文档和资料
（一）赛卷资料
“项目”的三维数据（IGES、STP格式文件），符合2015年全国职业院校模具技能大赛项目竞赛规程，赛前已植入试题档案袋的U盘中。

（二）CAM工艺卡
空白数控铣削工艺卡片（OFFICE WORD格式），空白的零件工艺过程卡（OFFICE WORD格式），赛前存放在试题档案袋的U盘中。

（三）文件目录存档要求：
竞赛用空文件夹，赛前存放在试题档案袋的U盘中，竞赛结束后选手将结果文件保存在相应的文件夹内。

路径如下：
1、E:\2015MJ\ 比赛结束保存全部比赛结果文件；
2、E:\2015MJ\3D\ 比赛结束保存模具三维设计模型文件（PRO/E或UG三维
缺省设置数据格式）；
3、E:\2015MJ\2D\ 比赛结束保存模具二维装配工程图（含明细表）和型腔
和型芯二维工程图；
4、E:\2015MJ\WORD\ 比赛结束保存模具设计说明书；
5、E:\2015MJ\CAE\ 比赛结束保存CAE分析结果源文件（添加分析方案名称
为：cpfx）、导出分析报告文件、项目分析总结评估方案（PPT）。

6、E:\2015MJ\CAM\XX 比赛结束保存所有型芯零件加工设置文件、相应的G
代码和型芯零件加工数控铣削工艺卡（OFFICE WORD文档）、型芯工艺过程卡（OFFICE WORD文档）；
7、E:\2015MJ\CAM\XQ 比赛结束保存所有型腔零件加工设置文件、相应的G
代码和型腔零件加工数控铣削工艺卡（OFFICE WORD文档）、型腔工艺过程卡（OFFICE WORD文档）；
四、竞赛结束时当场提交的成果与资料
按照符合《2015年全国职业院校技能大赛（高职组）注塑模具CAD/CAE 与主要零件加工赛项竞赛规程》的规定，竞赛结束时，参赛队须当场提交以下成果与资料：
（一）模具CAD设计
1、完整的模具三维设计模型文件（PRO/E或UG三维缺省设置数据格式），
三维总装图名称“3DZP”；
2、完整的模具二维装配工程图（含明细表）名称“ZP”；
3、完整的主要型腔和型芯二维工程图，名称“XQ”、“XX”；
4、模具设计说明书。

（二）模具CAE分析
1、提交模具CAE分析结果文件；
2、提交分析报告文件；
3、提交分析总结评估方案（PPT）。

（三）主要零件加工工艺设计与加工制造
1、提交按照原始数据，参赛队加工制造指定的模具零件；
2、提交模具零件“XQ”、“XX”的数控铣削工艺卡；
3、提交模具零件“XQ”、“XX”的加工设置源文件；
4、提交模具零件“XQ”、“XX”相应的G代码；
（四）最后提交
1、将E：\2015MJ\ 目录全部刻入大赛提供的光盘中，并上交裁判；
2、将E：\2015MJ\ 目录全部拷贝入发放的试卷袋内的U盘中，覆盖原文件
并上交裁判（U盘文件在光盘损坏情况下，裁判才使用其评分）；
3、将加工后的零件放入零件盒中，并上交裁判。

五、其它
（一）模具设计说明书书写要点
1、产品的材料和体积、质量；
2、产品的收缩率；
3、模具分型面选择；
4、模具模架的选择；
5、模具的浇注系统特点；
6、模具的顶出系统设计；
7、模具的冷却系统设计；
8、注塑机的选择；
9、模具设计的创新自我评价；
10、CAE在设计过程中的应用。

（二）注塑机技术规格参考（如果没有合适的注塑机，选手需要说明选择的型号与规格）
热塑性塑料注塑机的规格型号及主要技术参数（一览表）
型号XS-Z-60 XS-Z-80 XS-ZY-130 XS-ZY-200 XS-ZY-250 注射容量（cm3/g) 55 106 139 304 429 螺杆（柱塞）直径
（mm）
¢25 ¢30 ¢35 ¢45 ¢50
最大射出压力（Mpa）245 250 255 231 215
最大保压压力（Mpa）196 205 227 340 380 注射方式柱塞式螺杆式最大锁模力Kn(tf) 585(60T) 800(80T) 1300(130T) 2000(200T) 2500(250T) 模板尺寸（mm）570X555 545X545 715X715 791X791 860X860 模板最大行程（mm) 650 750 900 1040 1120 模具最大厚度（mm) 350 540 550 550 580 模具最小厚度（mm) 130 250 250 280 220 拉杆间距（mm×mm) 375X360 370X370 470X470 530X530 580X580 合模方式液压—机械增压式
中心顶出杆直径（mm) φ30 φ30 φ30 φ40 φ50 喷嘴球半径（mm) SR10 SR10 SR10 SR10 SR10 喷嘴孔直径（mm) φ4 φ4 φ4 φ4 φ4
顶出型式
中心
机械顶出
中心
机械顶出
中心
机械顶出
中心液压两
侧机械顶出
两侧
机械顶出。