模具CADCAM课程设计(end)

目录摘要 (1)第一章塑件成型工艺性分析 (2)第二章模具的结构形式 (5)第三章注射机的定 (13)第四章浇注系统的设计 (15)第五章成型零件的结构设计及计算 (22)第六章脱模推出机构的设计 (27)第七章冷却系统的设计 (30)第八章排气系统 (34)第九章模架生成 (35)第十章模腔数控加工 (38)第十一章总结 (43)参考文献 (44)摘要Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。

Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。

是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

本课程设计是结合PRO.E进行模具设计，根据所给零件特点，选择了一腔两模的注塑模。

运用所学的知识进行模具生成等工作。

最后生成数控机床所需要的G代码。

塑件成型工艺性分析1.零件分析如图所示，无任何特殊要求。

结合其形状特点和制作简易程度，选择采取注塑模进行加工。

根据注塑模具要求的注塑件尺寸要求，本零件符合注塑模成型要求，故可以采取注塑模具进行生产。

根据材料形状特点，选取ABS作为本零件的材料。

2.ABS 的性能分析（1）使用性能综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减磨零件、传动零件和结构零件。

（2）成型性能1）无定型塑料。

其品种很多，个品种的机电性能和成型特性也各有差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。

2）吸湿性强。

含水量应小于3%（质量），必须充分干燥，要求表面光洁的塑料应要求长时间预热干燥。

3）流动性中等。

溢边料0.04mm 左右。

4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。

推出力过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。

（3）ABS 主要性能指标其性能指标见下表3.ABS 注射成型过程及工艺参数（1）注射成型过程1）成型前的准备。

对ABS 的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。

2）注射过程。

塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。

3）塑件的后处理。

处理的介质为空气和水，处理的温度为60~75℃，处理时间为16~20s。

（2）注射工艺参数1）注射机：柱塞式。

2）料筒温度（℃）：后段150~170:；中段165~180；前段180~200。

3）喷嘴温度（℃）：170~180。

4）模具温度（℃）：50~80。

5）注射压力（MPa）：60~100。

6）成型时间（s）：15（注射时间取0.5，冷却时间9.3，辅助时间5.2）模具的结构形式1.排位设计原则（1）力求平衡、对称。

（2）流道尽可能短，以降低废料率、成型周期和热损失。

H型排位优于环形和对称型。

（3）对高精度制品，型腔数目尽可能少。

因为每增加一个型腔，制品精度下4降%。

精密模具型腔数目一般不超过4个。

2.分型面位置的确定分开模具取出塑件的面称为分型面;注射模有一个分型面或多个分型面，分型面的位置，一般垂直于开模方向。

分型面的形状有平面和曲面等，但也有将分型面作倾斜的平面或弯折面，或曲面，这样的分型面虽加工难，但型腔制造和制品脱模较易。

有合模对中锥面的分型面，分型面自然也是曲面。

选择分型面时，应考虑的基本原则：1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处2）当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处，即通过该方向塑件的截面积最大，否则塑件无法从形腔中脱出。

确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模3）从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁相当厚但内孔较小时，则对型芯的包紧力很小常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模内。

这时可将型芯和凹模的主要部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。

4）保证制件的精度和外观要求与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形或内孔，为保证其精度，应尽可能设置在同一半模具腔内。

因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑的外表面或带圆弧的转角处。

5）分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。

6）不妨碍制品脱模和抽芯。

在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直方向的避侧凹或侧孔。

有利于浇注系统的合理处置。

7）尽可能与料流的末端重合，以利于排气。

本次设计产品的分型面在塑件上一目了然，分型面设在塑件的大口端面处。

综和以上信息此件分型面位置如下图：如图所示，由于此零件有一个2mm的飞边，因此将分型面选在飞边处，方便零件成型和取出零件。

3.平面尺寸的确定（1）型腔到型芯边的距离aa = 0.2×l + 17 经推算得知20≤a ≤40 由式可得a=29.8mm ，取a=30mm·对模芯边走冷却水的深腔模具或带侧抽芯的模具，a 可适当增加。

（2）型腔之间的距离bb ≧a/2 ,一般取12~20mm 。

则b 取20mm ·对于特别小的制品，b 可取3mm 。

·型腔之间布置有流道时，b ′可取25~30mm ，一般取30mm 。

则b ′取30mm (3) 模芯尺寸B0×L0模芯尺寸 = 制品尺寸+型腔到型芯边的距离+型腔之间的距离 模芯尺寸超过200×200时，必须做成拼块结构。

16813900⨯=⨯l B (4)推算模架1)模具尺寸系列（CM ）LB15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 15 √ √ √ 20 √ √ √25 √ √ √ √30√ √ √ √35 √ √ √ √ 40 √ √ √45 √ √ √ 50√ √ √2)模架之成型范围（MM ）B BKBL KL150 35 80 35 L0 = L - 2 L K200 45 110 40 250 55 140 45 300 65 170 50 350 65 220 55 400 75 250 55 450 85 280 60 5009531060根据上表可得，初选为300250⨯=⨯L B 4.高度尺寸的确定（1）前模部分（前模厚度=产品的高度+10水孔深度+15~20，再取接近的整数）1)型腔背后模芯厚度h1，h1与冷却水孔的布置及制品的平面投影面积有关。

无冷却水孔或制品较小时，h1取15~20mm。

冷却水孔边到型腔的距离取1.5d，或取10~15 mm。

制品平面投影面积（cm2）h1（mm）d（mm）<40（6.32）20~25（20） 640~77（8.72）25~32（30）877~116（10.72）32~38（35）10116~154（12.42）38~50（45）12154~193（13.92）44~64（50）16>193 50~76（60）20A、B板的宽度：由模芯单边+50～55则取h1=30mm，d=8A、B的宽度为218×1842）A板开框背后厚度h3 = 最低25~35 mm.则h3=30mm3）前模芯厚度h2 = 制品厚度h+型腔背后模芯厚度h1，则h2=40mm4）A板厚度h4 =前模芯厚度h2+ A板开框背后厚度h3，则h4=70mm（2）后模部分（主要承受来自型腔的注射压力,取最低值35，总尺寸在80,90,100间）1）后模芯厚度h6，主要起核心作用，一般取20~35 mm。

取h6=30mm2）B板开框背后厚度h7,主要承受来自型腔的注射压力，可以查选标准托板厚度。

B（cm）15、20 25 30、35 40 45、50 h7（mm）30 35最低45 50 60则取h7=35mm3）B板厚度h8=后模芯厚度h6+ B板开框背后厚度h7，则h8=65mm注射机的选定（1）注射量的计算 塑件体积：cm 3992.4=V 塑 塑件质量：g 24.5m ==V 塑塑ρ 式中，ρ参考表可取1.05g/cm3 的。

（2）浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1 倍来估算。

由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2 倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和两个塑件体积之和）为cm 399.52.01=+=）（塑总V V （3）选择注射机根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积V 总=5.99cm3，则有：cm34.78.0/=V 总根据以上的计算，初步选定工程注射量为30cm3，注射机型号为XS-ZS-22卧式注射机，其主要技术参数见表2。

（4）注射压力校核：查表4-1 可知，ABS 所需注射压力为80~110MPa ，这里取p0=85MPa ，该注射机的公称注射压力p 公=117MPa ，注射压力安全系数k1=1.25~1.4,这里取k1=1.3，则：p pk 〈=⨯=5.110853.101，所以，注射机注射压力合格。

浇注系统的设计所谓注射模的浇注系统，是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。

其作用是使塑料熔体平稳而有序的充填到型腔中，一伙的组致密、外形轮廓清晰的塑件。

1.主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。

主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。

主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。

另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。

（1）主流道尺寸1）主流道长度：小型模具L 主应尽量小于60mm ，本次设计中初取20mm 进行设计。

2）主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）mm=3+（0.5~1）mm=3.5mm 。

3）主流道大端直径：mm 7tan 2,≈==αL dd 主式中α=4°。

4）主流道球面半径：SR=注射机喷嘴球头半径+（1~2）mm=（12+2）mm=14mm 。

5）球面的配合高度： h=（1/3 ~2/5 ）SR=4mm. (2)主流道的凝料体积cm r r v 345.0)(3=++=主主主主主主R R L π（3）主流道当量直径:Rn=(1.75+ 3.5)/2mm=2.625mm 。

（4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。

主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。