后蓋注塑模具設(shè)計,注塑,模具設(shè)計 I 摘 要 該設(shè)計為用 CAD 進行后蓋注塑模具設(shè)計 體現(xiàn)了 CAD 在注塑模具設(shè)計過程中的一 般方法 通過該后蓋產(chǎn)品模具的設(shè)計使設(shè)計者進一步鞏固了注塑?；A(chǔ)知識 熟悉使 用 CAD 進行注塑模具設(shè)計的一般過程 提高了軟件運用能力 設(shè)計過程中首先分析設(shè)計任務(wù)書中產(chǎn)品二維圖 對產(chǎn)品進行造型設(shè)計 然后通過 對產(chǎn)品的特征分析確定模具設(shè)計的思路 最后根據(jù)產(chǎn)品模型 運用 CAD 中 Moid Wizard 模塊對后蓋模具進行設(shè)計 重點體現(xiàn)了 CAD Moid Wizard 模塊部分的應(yīng)用 CAD Moid Wizard 是針對注塑模具設(shè)計的一個過程應(yīng)用 它將型腔和模架庫的設(shè)計 統(tǒng)一到整個連接過程中 為設(shè)計模具的型腔 型心 滑塊 提升裝置和嵌件提升高級 建模工具 最終目的是快速 方便地建立與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維實體模具 并將之用于 加工 關(guān)鍵詞 CAD 注塑模具 建模 ABSTRACT The design for linking with CAD Block Injection Mold Design CAD reflected in the injection mold design process in general Block through the connection of the die design products enable designers to further consolidate the injection mold basic knowledge CAD II familiar with the use of injection mold for the general design process enhance the ability to use the software First the design process analysis and design tasks products 2D map book the product modeling design Then the characteristics of the product analysis mold design ideas Finally according to product model which use CAD Moid Wizard module to connect Block mold design Focus reflects the CAD Moid Wizard module of the application CAD Moid Wizard against injection mold design an application process It will die cavity and the design of the unity of the whole process of connecting to the design of the mold cavity heart type slider upgrade equipment and upgrade inlay pieces High modeling tools with the ultimate aim is rapid to facilitate the establishment and product parameters related to the 3D mold and use them for processing Key words CAD injection mold modeling 目 錄 1 緒論…………...……………………….…………………………………………...1 1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨向……………………………………………………..1 1.1.1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀……………………………..….………………………………..1 1.1.2 國模具的發(fā)展趨向…………..……….…………………………………………..2 1.2 國外模具的狀況和發(fā)展趨向………………..……………………………………3 1.3 UG軟件的功能特點及其在模具設(shè)計中的應(yīng)用………………….………………3 1.4 分析塑料支架注塑模具設(shè)計………………..………………………………………5 1.5 本課題的意義及應(yīng)達(dá)到的要求…………………………………………………..5 2 零件結(jié)構(gòu)及工藝分析……………………………………………………………… 7 2.1 型腔布局……………………………………………………………………...….…7 2.2 分型面的選擇……………………………………………………………………....8 2.3 推出機構(gòu)設(shè)計………………………………………………………………………8 2.4 澆注系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………………………8 3 產(chǎn)品造型設(shè)計……………………….……………………………………… ……...9 4 塑料支架注塑模具設(shè)計……………...………………………………………………15 4.1模具坐標(biāo)系…………………………………………………………………………15 4.2設(shè)定工件……………………………………………………………………..….….15 4.3裝載產(chǎn)品……………………………………………………………………………16 4.4設(shè)定收縮率…………………………………………………………………………16 4.5建腔…………………………………………………………………………………17 4.6分型…………………………………………………………………………………18 4.7冷卻系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………………………………22 4.8添加標(biāo)準(zhǔn)部件………………………………………………………………………25 4.9添加模架……………………………………………………………………..….….27 總結(jié).……………………….………………………………………………… …….....20 致謝………………………………………………………………………… …………31 參考文獻…………………………………………………………………………..….. 32 1 摘 要 該設(shè)計為用 CAD 進行后蓋注塑模具設(shè)計 體現(xiàn)了 CAD 在注塑模具設(shè)計過程中的一 般方法 通過該后蓋產(chǎn)品模具的設(shè)計使設(shè)計者進一步鞏固了注塑?；A(chǔ)知識 熟悉使 用 CAD 進行注塑模具設(shè)計的一般過程 提高了軟件運用能力 設(shè)計過程中首先分析設(shè)計任務(wù)書中產(chǎn)品二維圖 對產(chǎn)品進行造型設(shè)計 然后通過 對產(chǎn)品的特征分析確定模具設(shè)計的思路 最后根據(jù)產(chǎn)品模型 運用 CAD 中 Moid Wizard 模塊對后蓋模具進行設(shè)計 重點體現(xiàn)了 CAD Moid Wizard 模塊部分的應(yīng)用 CAD Moid Wizard 是針對注塑模具設(shè)計的一個過程應(yīng)用 它將型腔和模架庫的設(shè)計 統(tǒng)一到整個連接過程中 為設(shè)計模具的型腔 型心 滑塊 提升裝置和嵌件提升高級 建模工具 最終目的是快速 方便地建立與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維實體模具 并將之用于 加工 關(guān)鍵詞 CAD 注塑模具 建模 2 ABSTRACT The design for linking with CAD Block Injection Mold Design CAD reflected in the injection mold design process in general Block through the connection of the die design products enable designers to further consolidate the injection mold basic knowledge CAD familiar with the use of injection mold for the general design process enhance the ability to use the software First the design process analysis and design tasks products 2D map book the product modeling design Then the characteristics of the product analysis mold design ideas Finally according to product model which use CAD Moid Wizard module to connect Block mold design Focus reflects the CAD Moid Wizard module of the application CAD Moid Wizard against injection mold design an application process It will die cavity and the design of the unity of the whole process of connecting to the design of the mold cavity heart type slider upgrade equipment and upgrade inlay pieces High modeling tools with the ultimate aim is rapid to facilitate the establishment and product parameters related to the 3D mold and use them for processing Key words CAD injection mold modeling 3 目 錄 1 緒論 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨向 1 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 1 1 1 2 國模具的發(fā)展趨向 2 1 2 國外模具的狀況和發(fā)展趨向 3 1 3 UG 軟件的功能特點及其在模具設(shè)計中的應(yīng)用 3 1 4 分析后蓋注塑模具設(shè)計 5 1 5 本課題的意義及應(yīng)達(dá)到的要求 5 2 零件結(jié)構(gòu)及工藝分析 7 2 1 型腔布局 7 2 2 分型面的選擇 8 2 3 推出機構(gòu)設(shè)計 8 2 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計 8 3 產(chǎn)品造型設(shè)計 9 4 后蓋注塑模具設(shè)計 15 4 1 模具坐標(biāo)系 15 4 2 設(shè)定工件 15 4 3 裝載產(chǎn)品 16 4 4 設(shè)定收縮率 16 4 5 建腔 17 4 6 分型 18 4 7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 22 4 8 添加標(biāo)準(zhǔn)部件 25 4 9 添加模架 27 4 總結(jié) 20 致謝 31 參考文獻 32 5 1 緒 論 目前 我國模具發(fā)展與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?主要原因是我國在模具 基礎(chǔ)理論及成形工藝 模具標(biāo)準(zhǔn)化 模具設(shè)計 模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā) 達(dá)的國家尚有相當(dāng)大的差距 導(dǎo)致我國模具在壽命 效率 加工精度 生產(chǎn)周期等方 面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具相比差距相當(dāng)大 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨向 1 1 1 國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國加入 WTO 之后 給國內(nèi)模具制造業(yè)既帶來沖擊又帶來機遇 但總體來說是機 遇大于挑戰(zhàn) 因為 我國加入 WTO 之前 模具進口已基本屬于免稅產(chǎn)品 國內(nèi)的模具 企業(yè)長期以來就不依賴關(guān)稅壁壘的保護 存活下來的企業(yè)很早就經(jīng)受了全球經(jīng)濟一體 化競爭的考驗 而且 加入 WTO 以后 國內(nèi)企業(yè)在選擇國外進口生產(chǎn)裝備和鋼材方面 有了更廣闊的選擇余地和價格下調(diào)空間 為國內(nèi)模具制造業(yè)在提高品質(zhì) 降低成本 提高市場競爭力方面創(chuàng)造了有利的條件 目前 國內(nèi)的模具制造業(yè)總體發(fā)展水平良好 2003 年我國模具業(yè)總產(chǎn)值增長 25 左右 達(dá)到 450 億元人民幣 約合 50 億美元 位居世界第三 模具企業(yè)的加工水平得 到很大提高 出口創(chuàng)匯能力大大增強 既在國內(nèi)市場抵抗住境外廠商的擠壓 又在國 際市場上表現(xiàn)出較強的競爭力 但同時 國內(nèi)模具企業(yè)在發(fā)展過程中也暴露出一些問 題 一是規(guī)模偏小 二是技術(shù)偏低 三是涉及領(lǐng)域狹窄 四是對相關(guān)行業(yè)的影響帶動 能力不大 綜合以上因素 國內(nèi)模具制造業(yè)總體效益還沒有發(fā)揮最好水平 其在國民 經(jīng)濟中的基礎(chǔ)性作用尚不明顯 為了扭轉(zhuǎn)這種情況 業(yè)內(nèi)專家一致認(rèn)為 因應(yīng)繼續(xù)加 強行業(yè)技術(shù)和資源的整合 技術(shù)領(lǐng)域要加強分工協(xié)作 近年來 國內(nèi)模具盡管出口在增加 國際競爭力水平有所提升 但大多集中于中 低檔領(lǐng)域 模具的技術(shù)水平偏低 附加值偏低 部分高精模具還要依賴進口 所以 國內(nèi)的模具制造業(yè)在各自的領(lǐng)域要加強整合 技術(shù)開發(fā)方面要實行分工協(xié)作 狠抓新 技術(shù) 新工藝方面的研究 逐步形成有分工 有協(xié)作 多領(lǐng)域 全方位的科研開發(fā)格 局 推出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的模具產(chǎn)品 在研究的過程中 我們必須克服關(guān)門主義和 單打獨行的做法 完全可以在前輩和同行們所積累的經(jīng)驗基礎(chǔ)上做一些前瞻性的研究 而不必埋頭重復(fù)做一些別人已經(jīng)做過的技術(shù)工作 導(dǎo)致人才和資源的浪費 國內(nèi)模具企業(yè)傳統(tǒng)的制造方法一般是大至型芯 型腔 小至一個螺釘 銷釘都要 自己設(shè)計 生產(chǎn) 結(jié)果造成陣線過長 批量大少 既浪費了精力和資源 也無法保證 在每一個環(huán)節(jié)都能擁有高級專業(yè)化水準(zhǔn) 我們的模具制造商完全可以去市場上找那些 6 專業(yè)廠家去做模板 模架 導(dǎo)柱 導(dǎo)套 銷釘 螺釘 自己只加工最專業(yè)的模具的型 芯 型腔組件 甚至就是在核心技術(shù)中 也只做專業(yè)技術(shù)要求最高的一部分 可以想 象 由于動員了社會的力量和資源 我們的規(guī)模更大了 我們的專業(yè)化水平更高了 隨著競爭力的加強 我們的市場份額也會擴大 我們分流部分零部件加工所造成的損 失將會在更大的市場空間內(nèi)得到補償 所以 我們的模具加工業(yè)千萬不要再做那種事 必躬親 老死不相往來的閉塞型生產(chǎn)研制之路 后工業(yè)化時代更大規(guī)模的社會化生產(chǎn) 為我們分工合作創(chuàng)造了極為便利的條件 我們必須通過更加細(xì)致的社會分工來提高效 率和專業(yè)化水平 從而提高模具制造業(yè)的整體經(jīng)濟效益和競爭能力 由于模具制造過程既涉及到高技術(shù)工藝的運用 又涉及到新材料應(yīng)用研究 這些 都是跨行業(yè) 跨地區(qū) 專業(yè)技術(shù)要求非常高的研究領(lǐng)域 如果僅僅靠某一個模具制造 企業(yè) 甚至單單依靠模具行業(yè)本身都是無法得到有效解決的難題 要解決這些難題 我們的行業(yè)組織必須要發(fā)揮見多識廣 聯(lián)系廣泛 具有寬泛視野和強大影響力的優(yōu)勢 組織行業(yè)內(nèi)部集體攻關(guān)或者委托其他科研院所加緊研究 為企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營活動提供必 要的幫助和指導(dǎo) 而目前的狀況是競爭使企業(yè)在技術(shù)上處于一種無序的研發(fā)狀況 很 多企業(yè)熱衷于新產(chǎn)品的開發(fā)而忽視了一些基礎(chǔ)研究工作 譬如新材料應(yīng)用 熱處理工 藝以及表面處理工藝 如新加坡一個制造商在江蘇辦了一家合資企業(yè) 模具加工在國 內(nèi)生產(chǎn) 但最后卻要空運到國外進行離子注入表面處理 成本是增加了 但模具的利 潤卻可以提高十幾倍甚至幾十倍 由此可見 我們不能在低水平領(lǐng)域過多的相互傾軋 而是要在行業(yè)組織引導(dǎo)下 開展跨地區(qū) 跨部門 跨行業(yè)的合作 共同把我們模具制 造業(yè)的基礎(chǔ)夯實 1 1 2 國內(nèi)模具的發(fā)展趨向 未來我國的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨向 一 是模具日趨大型化 這是由于用模具成型的零件日漸大型化 和高生產(chǎn)效率要 求發(fā)展的 一模多腔 所造成的 二 是模具的精度將越來越高 10 年前精密模具的精度一般為 5 微米 現(xiàn)在已達(dá)到 2 3 微米 不久 1 微米精度的模具將上市 這要求超精加工 三 是多功能復(fù)合模具將進一部發(fā)展 新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外 還擔(dān)負(fù)疊壓 攻絲 鉚接和鎖緊等組裝任務(wù) 對鋼材的性能也要求越來越高 四 是熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高 由于采用熱流道技術(shù)的模具 可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)約制作的原材料 因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用 在國外發(fā)展很快 許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù) 有 的廠家使用率達(dá)到 80 以上 效果十分明顯 熱流道模具在我國也已生產(chǎn) 有些企業(yè) 使用率上升到 20 30 五 是隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展 氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝 的模具將隨之發(fā)展 這類模具要求剛性好 耐高壓 特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火 7 澆口密封性好 模溫能準(zhǔn)確控制 所以對模具鋼的性能要求很強 六 是標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模 具制造周期 且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本 因此 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用 在 十五 期間必將得到較大的發(fā)展 七 是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊 現(xiàn)在是多品種小批量的的生產(chǎn)時代 21 世紀(jì) 這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到 75 以上 由此 一方面是制品使用周期縮短 另一方面花樣變化平凡 要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好 因此 開發(fā)快速經(jīng)濟模具將 越來越引起人們的重視和關(guān)注 八 是隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展 壓鑄模的比例將不斷提高 同時對壓 鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求 九是以塑代鋼 以塑代木的進程進一步加快 塑料模具的比例將不斷增大 同時 由于機械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高 對塑料模具的要求也越來越高 十 是模具技術(shù)含量將不斷提高 中 高檔模具比例將不斷增大 這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu) 調(diào)整所導(dǎo)致模具市場走勢的變化 1 2 國外模具的狀況和發(fā)展趨向 模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備 在電子 建材 汽車 電機 電器 儀器儀表 家電和通訊器材等產(chǎn)品中 60 80 的零部件都要依靠模具成型 用模具生產(chǎn)制作 表現(xiàn)出的高效率 低成本 高精度 高一致性和清潔環(huán)保的特性 是其他加工制造方 法所無法替代的 模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低 已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的 重要標(biāo)志 并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量 效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力 近幾年 全球模具市場呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面 世界模具市場年交易總額為600 650億美元左右 美國 日本 法國 瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一 國外模具總量中 大型 精密 復(fù)雜 長壽命模具的比例占到50 以上 國外模具 企業(yè)的組織形式是 大而專 大而精 2004年中國模協(xié)在德國訪問時 從德國工 模具行業(yè)組織 德國機械制造商聯(lián)合會 VDMA 工模具協(xié)會了解到 德國有模具企業(yè) 約5000家 2003年德國模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元 其中 VDMA 會員模具企業(yè)有90家 這 90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90 可見其規(guī)模效益 隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展 國外的一些掌握和能運用新技術(shù)的人才如模具結(jié) 構(gòu)設(shè)計 模具工藝設(shè)計 高級鉗工及企業(yè)管理人才 他們的技術(shù)水平比較高 故人均 產(chǎn)值也較高 我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合 1 萬美元左右 而國外模具工 業(yè)發(fā)達(dá)國家大多 15 20 萬美元 有的達(dá)到 25 30 萬美元 1 3 UG 軟件的功能特點及其在模具設(shè)計中的應(yīng)用 8 Unigraphics 簡稱 UG 是世界著名的通用機械 CAD CAM CAE 一體化軟件 它 起源于美國麥道 MD 公司 1991 年 11 月并入美國通用汽車公司 EDS 分部 如今 EDS 是全世界最大的信息技術(shù) IT 服務(wù)公司 UG 由其獨立子公司 UnigraphicsSolutions 開發(fā) 在以往的產(chǎn)品設(shè)計中 我們主要采用了 AutoCAD 軟件 由于其功能有限 三維建 模有很大的局限性 產(chǎn)品的最終效果無法很好的體現(xiàn) 用戶常常無法看到準(zhǔn)確的三維 造型 只有等樣品開發(fā)出來以后再進行產(chǎn)品確認(rèn) 如用戶對外觀式樣不太滿意 就需 要反復(fù)修改模具 甚至有時需要廢掉原有的模具 重新開模 再次進行樣品生產(chǎn)確認(rèn) 這樣既耽誤了產(chǎn)品開發(fā)周期 又增加了開發(fā)成本 而 UG 軟件的實體模型功能能夠在 設(shè)計階段給用戶提供產(chǎn)品的實體模型用于確認(rèn) 縮短了產(chǎn)品的確認(rèn)周期 而且具有復(fù) 合式建模工具 允許在需要的時候增加 刪除 抑制 恢復(fù) 改變產(chǎn)品參數(shù) 使修改 更加具有靈活性 因此 在產(chǎn)品及模具設(shè)計開發(fā)中起了很大的作用 使用非方便 UG 軟件的線框造型模塊提供了繪制基本圖素點 直線 圓弧 曲線的操作指令和 線的倒角 剪切 編輯 分割等功能 實體造型模塊提供了各種基本幾何元素塊體 圓柱體 錐體和環(huán)體的操作和拉伸實體 旋轉(zhuǎn)實體 縫合 鉆孔 挖槽 凸臺 抽殼 倒圓角 倒斜角 錐臺以及布爾運算的實體相加 實體相減 實體相交等操作 曲面 造型模塊可以完成各種規(guī)則曲面 二次曲面及不規(guī)則曲面的生成 在曲面的具體實現(xiàn) 上有直紋面 掃描曲面 邊界曲線控制 網(wǎng)格曲線控制 矩形點組控制 曲線拉伸 過渡曲面 延伸曲面 偏置曲面 曲面倒圓 曲面橋接等各種方法 這些命令在造型 過程中使用方便 特別是在曲面造型及設(shè)計中起到了重要作用 總之 UG 是先進的 CAD CAE CAM 集成技術(shù)應(yīng)用的大型軟件 其功能強大操作 靈活 在機械工程領(lǐng)域的應(yīng)用越發(fā)廣泛 尤其在模具設(shè)計制造方面 更是設(shè)計人員的 得力助手 有效地提高了工作效率 減輕了勞動強度 在眾多三維 CAD 軟件中 UG 以其強大的功能長期占據(jù)著業(yè)界的主導(dǎo)地位 CAD Mold Wizard 是針對注塑模具設(shè)計的一個過程應(yīng)用 型腔和模架庫的設(shè)計統(tǒng) 一到整個連接過程中 CAD Mold Wizard 為設(shè)計模具的型腔型心滑塊提升裝置和嵌件 提升高級建模工具 最終目的是快速方便地建立與產(chǎn)品參數(shù)相關(guān)的三維實體模具 并 將之用于加工 CAD Mold Wizard 用全參數(shù)的方法自動處理在模具設(shè)計中耗時且難做的部分 并 且產(chǎn)品參數(shù)的改變將會反饋回模具設(shè)計 CAD Mold Wizard 會自動更新所有相關(guān)的模 具部件 CAD Mold Wizard 的模架庫及其標(biāo)準(zhǔn)件庫包含有參數(shù)化的模架裝配結(jié)構(gòu)和模具標(biāo) 準(zhǔn)件 可用參數(shù)控制所選用的標(biāo)準(zhǔn)件在模具中的位置 CAD Mold Wizard 與如 CAD Wave 和 Unigraphics 主模型的強大技術(shù)組合在一起設(shè)計模具 CAD Mold Wizard 具備以下優(yōu)點 過程自動化 易于使用 完全相關(guān)性 9 UG 是個基于特征化的 全參數(shù)化的輔助設(shè)計軟件 采用 UG 軟件技術(shù) 有助于解 決零部件從設(shè)計到生產(chǎn)所出現(xiàn)的技術(shù)問題 以達(dá)到縮短產(chǎn)品開發(fā)周期 降低生產(chǎn)成本 以及優(yōu)化產(chǎn)品性能等目的 UG 不僅在機械設(shè)計制造中有重要應(yīng)用 除此以外 它有許 多特點非常適用于模具的設(shè)計及改造 比如直接建模能夠在已有特征上快速建模 有利于模具的結(jié)構(gòu)改動 參數(shù)化設(shè)計 能快速改動設(shè)計尺寸 可避免繁瑣的尺寸計算 幾何關(guān)系聯(lián)接能快速建立裝配零件間 的對應(yīng)關(guān)系 使一些零件隨關(guān)鍵零件的改動而改動 實現(xiàn) 牽一發(fā) 而動全身 的效 果 精確的干涉檢查 尺寸測量能讓設(shè)計人員第一時間知道零件間的裝配關(guān)系 了解 設(shè)計的效果 避免實際裝配中的干涉 UG 強大功能在模具快速改造中有著重要應(yīng)用 1 4 分析后蓋注塑模具設(shè)計 通過分析可知 該后蓋產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡單 用于該產(chǎn)品生產(chǎn)的注塑模具結(jié)構(gòu)亦不復(fù)雜 本設(shè)計中 遵循模具設(shè)計的一般步驟 利用 CAD 進行三維造型和注塑模具設(shè)計 重點 體現(xiàn)了 CAD 中 Mold Wizard 模塊在注塑模具設(shè)計中的應(yīng)用 該后蓋注塑模具設(shè)計的思路為 搜集整理有關(guān)資料 通過二維圖對零件進行結(jié)構(gòu) 和工藝分析 利用 UG NX3 0 對后蓋零件進行三維造型 并導(dǎo)出二維圖 分析塑件結(jié) 構(gòu)及工藝特點 大致確定模具設(shè)計方案 然后利用 UG NX3 0 的 Mold Wizard 模塊進 行注塑模具的設(shè)計 最后 對模具結(jié)構(gòu)進行虛擬裝配 并導(dǎo)出二維工程圖 1 5 本課題的意義及應(yīng)達(dá)到的要求 本設(shè)計主要意義是學(xué)習(xí)完模具設(shè)計與制造的所有專業(yè)課之后 總結(jié)以前我們所學(xué) 的知識 使之成為一個系統(tǒng)的理論體系 以便于我們在以后的工作中使用 具體的要求是 1 系統(tǒng)總結(jié) 鞏固三年來所學(xué)的基礎(chǔ)課和專業(yè)課知識 2 運用所學(xué)的知識解決模具技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的實際工程問題 以此進行綜合知識的訓(xùn)練 3 通過某項具體工程設(shè)計和實驗研究 達(dá)到多種綜合能力的培養(yǎng) 掌握設(shè)計和科研的 基本過程和基本方法 4 提高和運用與工程技術(shù)有關(guān)的人文科學(xué) 價值工程和技術(shù)經(jīng)濟的綜合知識 10 2 零件結(jié)構(gòu)及工藝分析 零件原始資料為 產(chǎn)品零件圖如下圖所示 11 設(shè)計要求 1 材料 ABS 2 生產(chǎn)批量 中等批量 3 未注公差取 MT5 級精度 雖然此零件成管狀又含側(cè)孔 但這一側(cè)孔可在開模方向上抽芯而成 所以此套模 具結(jié)構(gòu)應(yīng)該是比較簡單的 成型零件的設(shè)計主要考慮型腔的加工 根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特 點 擬定如下工藝方案進行比較分析 2 1 型腔布局 方案一 塑件中等尺寸 批量不大 采用一模一件可以降低模具成本 方案二 一模兩件對稱布置 生產(chǎn)效率較高 但模具尺寸偏大 制造成本較一模 一件高 方案三 一模四件對稱布置 生產(chǎn)效率較高 但模具尺寸更大 制造成本較高 通過以上三種方案的分析比較 根據(jù) 經(jīng)濟合理的原則 選擇方案一最合適 12 2 2 分型面的選擇 分型面的選擇應(yīng)滿足動模分離后 塑件盡可能的留在動模內(nèi) 由于塑料包緊大型 心并留在動模一側(cè) 故分型面可設(shè)在零件最大截面處 2 3 推出機構(gòu)設(shè)計 方案一 推桿推出 結(jié)構(gòu)簡單且維修方便 但推出力不均勻 容易塤壞制件 方案二 推件板推出 在分型面處從殼體塑件的周邊推出推出力大而均勻?qū)?cè)壁 脫模助力較大的薄壁箱體或圓筒制品 推出后外觀上幾乎不留痕跡 通過以上分析比較 方案二較好 故選之 2 4 澆注系統(tǒng)設(shè)計 方案一 采用側(cè)澆口 這種澆口不影響塑件外觀 有時還可以避免旋流紋 但當(dāng) 從分型面進料時 在側(cè)澆口進入或連接型腔的部位易發(fā)生劈裂 方案二 采用點澆口 這種澆口采用廣泛 澆口的長度很短 不超過其直徑 脫 模后塑件上的澆口殘痕不明顯 不需要再修正澆口痕跡 通過對以上兩種設(shè)計方案的分析比較 采用第二種方案較好 3 產(chǎn)品造型設(shè)計 雖然此零件成管狀又含側(cè)孔 但這一側(cè)孔可在開模方向上抽芯而成 所以此套模 具結(jié)構(gòu)應(yīng)該是比較簡單的 成型零件的設(shè)計主要考慮型腔的加工 根據(jù)任務(wù)書中所給 零件二維圖及相關(guān)尺寸要求 在保證滿足使用要求的前提下 根據(jù)便于模具設(shè)計及生 產(chǎn)制造的原則 產(chǎn)品造型過程如下 1 打開 UG 軟件 單擊 開始 程序 NX3 0 NX3 0 命令 進入 UG 13 NX3 0 的操作界面 在初始環(huán)境下 選擇 UG 主菜單命令 應(yīng)用 注塑模向?qū)?命令 啟動 模具向?qū)?工具條 點擊相應(yīng)的按紐裝載產(chǎn)品 在彈出的對話框中選中 bxks prt 零件 點擊 OK 開始裝載零件 在彈出的 投影初始化 對話中進行參數(shù) 設(shè)置 2 調(diào)整零件的工作坐標(biāo)系已適應(yīng)模具設(shè)計的要求 即成型件的頂出方向為產(chǎn)品 Z 軸的 正方向 單擊 新建 按鈕 彈出 新部件文件 對話框 然后輸入新文件名 lianjiezuo 單位選擇 毫米 單擊 OK 按鈕 3 移動鼠標(biāo)旋轉(zhuǎn)選定對應(yīng)的按鈕 打開 應(yīng)用程序 工具條 單擊 建模 按鈕 進 行建模 4 單擊出 成型特征 工具條 單擊 草圖 按鈕 進入二維草圖進行繪制 5 在懸浮的工具條中選擇 XC ZC 面 單擊 確定 按鈕 三維繪圖區(qū)轉(zhuǎn)為二維草圖 繪圖 6 進行繪 UG 二維草圖輪廓 7 繪制草圖輪廓后 打開工具條 單擊 完成草圖 按鈕 進入實體編輯環(huán)境 8 通過旋轉(zhuǎn)特征構(gòu)建成實體 移動光標(biāo)選擇上步所繪制的輪廓 完成旋轉(zhuǎn)特征后構(gòu)建 的實體如下圖 9 在對話框中輸入距離 3 選擇布爾運算并集 點擊確定完成操作過程 進入二維草 圖繪制圖形 10 在懸浮的工具條中選擇 XC YC 面 單擊 確定 按鈕 三維繪圖區(qū)轉(zhuǎn)為二維繪圖 狀態(tài) 繪制草圖輪廓 14 11 完成輪廓繪制后 單擊 完成草圖 按鈕 返回實體編輯狀態(tài) 12 顯示的線框圖所示 是要達(dá)到的預(yù)期零件圖 移動光標(biāo)選擇上步繪制的輪廓呈高 亮顯示 然后在 成型特征 工具條中單擊 拉深 按鈕 在對話框中輸入距離 3 選 擇布爾運算并集 顯示可見輪廓線的效果圖 15 13 再次在 成型特征 工具條中單擊 草圖 按鈕 進入二維草圖繪制模塊 完成 草繪 返回實體編輯狀 16 14 移動光標(biāo)選擇上步繪制的輪廓呈高亮顯示 然后在 成型特征 工具條中單擊 拉伸 按扭 在對話框內(nèi)選擇合適的方向 距離 差集運算 完成操作如圖所示 顯示的線框圖所示 是要達(dá)到的預(yù)期零件圖 15 在 成型特征 工具條中單擊 草繪 按鈕 進入二維草繪環(huán)境 繪制下圖完成 輪廓繪制 如下圖 16 移動光標(biāo)選擇上一步繪制的輪廓使其呈高亮顯示 創(chuàng)建完成的后蓋產(chǎn)品三維實體 17 模型 然后在 成型特征 工具條中單擊 拉伸 按鈕 通過拉伸特征創(chuàng)建材料 輸 入距離為 60mm 在浮動的工具條中選擇按鈕 再單擊懸浮工具條中的 確定 按鈕 零件著色 并隱藏面的邊 完成的效果圖如下 在 特征操作 工具條中單擊 邊倒圓 按鈕 創(chuàng)建倒圓角特征進行操作 完成 后蓋的設(shè)計 在 文件 工具欄中單擊 保存 按鈕保存 18 4 后蓋注塑模具設(shè)計 4 1 模具坐標(biāo)系 給模具建立裝配坐標(biāo)系 Mold Wizard 的自動處理功能往往是根據(jù)一定的坐標(biāo)系 指向來進行的 一般定義 XC YC 平面在模具裝配的分模面上 ZC 軸的正方向為頂出 方向 正確的定義坐標(biāo)系的方向能很好的設(shè)計模具 單擊 模具 CSYS 按鈕 彈出 模具 CSYS 對話框 選中 鎖定 Z 值 復(fù)選框 單擊 確定 按鈕 鎖定坐標(biāo)系 4 2 設(shè)定工件 給參考模型創(chuàng)建成型零件工件 模具尸體是用一定尺寸的工件加工而成的 CAD Mold Wizard 用一個比產(chǎn)品體積略大的材料容積包容產(chǎn)品 通過分模工具使其 成型 單擊工件按鈕 彈出工件尺寸對話框 在對話框最上部列出四個選項 1 標(biāo)準(zhǔn)長方體 型腔和型芯 僅型腔 僅型芯 選擇標(biāo)準(zhǔn)長方體工件尺寸具體如下 4 3 裝載產(chǎn)品 19 1 在 Windows 環(huán)境下 依次單擊 開始 程序 NX3 0 命令 進入 UG NX3 0 的操作界面 2 從菜單欄中依次選取 應(yīng)用 注塑模向?qū)?按鈕 系統(tǒng)彈出 模具向?qū)?工具條 進行操作 3 單擊 裝載產(chǎn)品 按鈕 調(diào)出后蓋產(chǎn)品文件 在 投影初始化 對話框中 單位 選擇毫米 部件材料 選擇 ABS 收縮率為 1 0060 單擊 確定 按鈕 裝載產(chǎn)品后得到的效果圖如下圖所示 4 4 設(shè)定收縮率 對參考模型設(shè)置放大比例 由相對高溫的液態(tài)塑料冷卻凝固而獲得固體塑料制品 產(chǎn)品產(chǎn)生收是很正常的 因此需要使用此命令是根據(jù)塑料的種類指定起收縮率 此縮 率是一個補償零件收縮比例因子 收縮率的類型有三種 1 均勻 按各方向都相同比例計算縮放 要求提供一個比例系數(shù) 2 軸對稱 沿指定軸的軸向設(shè)一個比例值 另外兩個方向設(shè)一個比例值 3 一般 沿 X Y Z 三個方向設(shè)定不同比例縮放 要求提供三個比例系數(shù) 模具的型芯以及型腔的尺寸必須比產(chǎn)品尺寸略為放大一些 收縮是作用到收縮產(chǎn) 品上的一個比例因子去補償當(dāng)冷卻時產(chǎn)品材料的收縮 單擊 收縮 按鈕 彈出 編輯比例 對話框 對零件收縮率進行設(shè)置操作如下 圖 20 4 5 建腔 該選項可以獲得模塊或其他標(biāo)準(zhǔn)件在模板中的安裝位置 操作過程中先點擊 建 腔 工具欄 然后選擇目標(biāo)體和工具體 完成建腔操作 本設(shè)計中建腔操作過程如下 1 對型腔板進行建腔 選取型腔板為工作部件并將其設(shè)置為顯示部件 進入建模環(huán)境 單擊草繪按鈕選取 XC YC 平面進行草繪 繪制的二維輪廓 2 單擊 完成草繪 按鈕返回到建模環(huán)境中 單擊 拉深 按鈕 對上步所繪制的二 維輪廓進行拉深 3 單擊主菜單欄中的 插入 聯(lián)合體 差 按鈕 對上步創(chuàng)建的拉深體和型腔 板進行減運算 4 型芯板的建腔如同型腔板一樣 只是拉深塊的拉深尺寸為 25 建腔操作完成后得到的效果圖如下圖所示 21 4 6 分型 1 單擊 分型 按鈕命令 在 分型管理器 對話框中單擊 編輯分型線 按鈕 然 后通過 自動創(chuàng)建分型線 來創(chuàng)建分型線 創(chuàng)建完成的分型線如下圖 22 在 分型管理器 對話框中單擊 創(chuàng)建 刪除補片曲面 按扭 對零件進行自動補 片 分型線 選項用于定義產(chǎn)品分型線和修補區(qū)域 該選項是找出分型線和邊線的關(guān) 鍵工具 CAD Mold Wizard 根據(jù)分型方向 為 ZC 正向 找出可能的分型線出現(xiàn)的地方 搜索分型線有 自動搜索分型線 引導(dǎo)搜索環(huán) 編輯分型線 和 合并分型線 選項 本設(shè)計中利用 自動搜索分型線 完成分型線的創(chuàng)建 轉(zhuǎn)換對象 是沿著分型線上的曲線或點 用這些曲線或點來定義可沿單一方向成 23 型分型面的分型線范圍 轉(zhuǎn)換對象 有時可以用于定義兩相鄰拉伸片體的橋接面 轉(zhuǎn)換對象 有 自動轉(zhuǎn)換對象 編輯轉(zhuǎn)換對象 和 添加轉(zhuǎn)換點 三種 本分型 線不在同一平面上的需要自動轉(zhuǎn)換對象的 分型面 其中的 公差 選項用于設(shè)定曲面創(chuàng)建和曲面縫合的公差 距離 選 項使分型面足夠大以便能修剪成型鑲件 通常使用默認(rèn)值 如果自行輸入數(shù)值 則該 數(shù)值必須大于成型鑲件的尺寸 并加上一個安全邊距 提取區(qū)域 選項用于提取型腔面和型心面區(qū)域 2 在 分型管理器 對話框中單擊 創(chuàng)建 編輯分型面 按鈕 創(chuàng)建零件的分型面 3 在 分型管理器 對話框中單擊 抽取區(qū)域和分型線 按鈕 抽取分型區(qū)域 在 區(qū)域和直線 對話框中選擇邊界區(qū)域 在 抽取區(qū)域 對話框中選擇 確定 完成 操作過程 此時 在 分型管理器 中 型腔區(qū)域 和 型芯區(qū)域 前的框內(nèi)有 出現(xiàn) 表示型腔 型芯區(qū)域抽拔成功 24 4 在 分型管理器 中單擊 創(chuàng)建型芯和型腔 按鈕 進行型芯和型腔的創(chuàng)建 5 在成功創(chuàng)建型芯和型腔后 在 型芯和型腔 對話框中點擊 后退 按鈕 再關(guān)閉 分型管理器 對話框 25 4 7 冷卻系統(tǒng)設(shè)計 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計在模具設(shè)計過程中是很重要也很關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié) 該環(huán)節(jié)相對來 說也比較復(fù)雜 在 CAD Mold Wizard 中 該選項可以對模具結(jié)構(gòu)中所使用的冷卻水道進行建立和 修改 管道設(shè)計功能提供了設(shè)計冷卻管道的工具 標(biāo)準(zhǔn)件的功能可以讓用戶選擇標(biāo)準(zhǔn) 管道形式和冷卻管道的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)件 CAD Mold Wizard 的管道設(shè)計功能為用戶提供了設(shè)計管道的工具 得以在模具裝 配中交互式地創(chuàng)建冷卻管道 選項 平衡 和 非平衡 的區(qū)別在于管道被創(chuàng)建在哪 個部件中 平衡設(shè)計是將管道創(chuàng)建在 PROD 部件中 顯示在所有模腔布局鑲件中 非 平衡設(shè)計則在 Cool 部件中創(chuàng)建管道 Cool 部件中的管道被整個模腔裝配共享 在 冷卻管道設(shè)計 對話框中管道設(shè)計步驟有兩步 1 定義引導(dǎo)路徑 2 產(chǎn) 生冷卻管道 在這套模具中首先要考慮的是水嘴應(yīng)該開在模架的哪個面上 經(jīng)過比較 水嘴開 在模架的側(cè)面上更為合理 26 27 冷卻系統(tǒng)的具體設(shè)計過程如下 所有水道布置完成后的效果圖如圖所示 為冷卻水道的端部添加喉塞 為了防止模具漏水 需要添加防水墊圈 參照上面的步 驟 添加防水圈 添加型腔板的冷卻水道 為操作方便 打開 裝配導(dǎo)航器 隱藏其余全部部件 只顯 示型腔板 在型腔板上布置冷卻水道與型腔上已經(jīng)布置的水道相連接 實現(xiàn)冷卻水的 循環(huán)流動 型腔板上冷卻水道布置完成后的效果圖如圖所示 繼續(xù)單擊 冷卻 按鈕 在型腔板的水道上添加水嘴 水嘴添加完成后的效果圖如圖 28 所示 4 8 添加標(biāo)準(zhǔn)部件 單擊標(biāo)準(zhǔn)件工具欄 打開 標(biāo)準(zhǔn)件管理 對話框 在此對話框中可以調(diào)用常用的 各種模具標(biāo)準(zhǔn)件的參數(shù)庫 可以在調(diào)出后進行適當(dāng)?shù)男薷娜缓笾苯又萌氩季址中秃蟮?工作環(huán)境中形成模具裝配結(jié)構(gòu) 在 Catalog 下拉列表中 列出相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)件類型 在 分類 下拉列表中提供過濾功能以縮小標(biāo)準(zhǔn)件列表顯示的范圍 默認(rèn)設(shè)置為 All Standard 標(biāo)準(zhǔn)件列表位于 Catalog 下拉列表之下 標(biāo)準(zhǔn)件的類型和種類可以通過分類中 的過濾選項進行控制 1 在 注塑模向?qū)?工具條中單擊 標(biāo)準(zhǔn)部件 按鈕 添加定位圈 添加過程 2 在 注塑模向?qū)?工具條中單擊 標(biāo)準(zhǔn)部件 按鈕 添加主流道襯套 Sprue Bushing 選擇對話框中的 尺寸 標(biāo)簽 修改 HEAD HEIGHT 為 15mm HEAD DIA 為 36 mm 添加完成 29 3 添加定位圈 主流道襯套后的效果圖 4 9 添加模架 CAD Mold Wizard 包含有電子表格驅(qū)動的模架庫 模架庫中的模架和標(biāo)準(zhǔn)件可以 30 加入到模具的裝配中 還可以依用戶需要擴展這些庫 進行客戶化 在模架庫對話框中標(biāo)準(zhǔn)模架目錄包含 DME Hasco Futaba 公制 和 Ommi 英 制 等標(biāo)準(zhǔn)模架系列 在這些目錄中便可為模具選擇一套合適的模架 在選擇模架時 應(yīng)為冷卻系統(tǒng)和流道等留出空間 模架索引列表中所示的尺寸是所選的標(biāo)準(zhǔn)模架在 X Y 平面投影的有效尺寸 系統(tǒng) 將根據(jù)多腔模布局確定最合適的尺寸作為默認(rèn)選擇 在 注塑模向?qū)?工具條中單擊 模架 按鈕 模架類型選擇 FUTABA S 并設(shè)置參 數(shù)如圖所示 完成操作過程后點擊 確定 按鈕 系統(tǒng)自動加載模架 添加完成后的結(jié)果效果 圖如圖所示 31 4 10 添加螺釘 1 由于該模具結(jié)構(gòu)是單型腔 所以對型芯和型芯模板的連接采用螺釘連接 完成后的 效果如圖所示 2 型腔和型腔板的連接也采用上述辦法 添加螺釘?shù)木唧w操作相同 完成的整套模具 如下圖所示 32 總結(jié) 經(jīng)過近段的努力 在老師和同學(xué)們的指導(dǎo)和幫助下 我順利地完成了這次的畢業(yè) 設(shè)計任務(wù) 經(jīng)過這次的設(shè)計任務(wù) 使我對模具設(shè)計 特別是模具的設(shè)計過程有了進一 步地了解 對模具的基本結(jié)構(gòu) 組裝 調(diào)試 加工制造等方面有了深刻理解 在設(shè)計 的過程中 通過對制件的分析和對模具的設(shè)計的研究時 能夠較好地將課本上的理論 知識應(yīng)用與設(shè)計當(dāng)中 并且能夠從整體 宏觀上去研究 分析 考慮設(shè)計問題 同時 在這次的設(shè)計過程中 還很大地程度上鍛煉了自己的動手能力 如 親自去收集和查 找有關(guān)資料 并從中又學(xué)會了一門新的課程 如何查找資料和文獻 其次 通過搜尋 大量的資料 還大大地鍛煉了自己的畫圖 看圖 排版等方面的能力 最重要的是 經(jīng)過這次畢業(yè)設(shè)計 使我真正地感受到了集體的力量和學(xué)習(xí)方法 在設(shè)計過程中 難 免會遇到技術(shù)或其他方面的難題 但是通過老師的指導(dǎo)和與同學(xué)們的交流和虛心地請 教都得到了解決 使我最終順利地完成設(shè)計 由于本人的水平有限 經(jīng)驗不足 在設(shè)計當(dāng)中如有不妥之處 還懇請各位老師指 導(dǎo)更正 33 致 謝 經(jīng)過一段時間的緊張工作 今日終于順利完成畢業(yè)設(shè)計 在這里 我要忠心地感 謝那些在我的設(shè)計工作中給予我很大幫助的人 首先我要感謝我的指導(dǎo)老師于老師 特別感謝于老師的近段設(shè)計期間對我的指導(dǎo) 和幫助 特別是在離校期間的關(guān)心 其次感謝母校 河南機電高等?？茖W(xué)校的辛勤培育之恩 感謝材料工程系給我提供 的良好學(xué)習(xí)及實踐環(huán)境 讓我學(xué)到了許多新的知 最后我還要深深地感謝在做畢業(yè)設(shè)計期間同學(xué)們對我的幫助 在進行畢業(yè)設(shè)計期 間 他們給予我各方面上的鼓勵和指導(dǎo) 34 參 考 文 獻 1 屈華昌 塑料成型工藝與模具設(shè)計 M 北京 高等教育出版社 2001 2 楊占堯 塑料注射模結(jié)構(gòu)與設(shè)計 M 北京 清華大學(xué)出版社 2004 3 陸 宇 實用注塑模具設(shè)計 M 北京 中國輕工業(yè)出版社 2001 4 馬金駿 注塑模具設(shè)計 M 中國科學(xué)技術(shù)出版社 1999 5 唐子玉等 塑料模具設(shè)計師指南 M 國防工業(yè)出版社 1996 6 陳萬林 實用注塑模設(shè)計與制造 M 機械工業(yè)出版社 2000 7 許發(fā)樾 模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊 M 北京 機械出版社 1994 8 馮炳堯 韓泰榮 蔣文主編 模具設(shè)計與制造簡明手冊 M 上海科學(xué)技術(shù)出版 社 1985 9 王樹勛 模具模具使用技術(shù)設(shè)計綜合手冊 M 華南理工大學(xué)出版 1999