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1、 景德镇陶瓷学院模具CAD/CAM课程设计 院 系： 机械电子工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 姓 名： 杨帆 学 号： 201210340234 指导教师： 刘文广 王兴国 江毅 完成时间： 2015年12月13日 目录1 课程设计目的及设计任务31.1 课程设计目的31.2 课程设计任务42 原始数据及资料42.1 塑件的工艺性分析52.2 塑件的成型性能52.3 塑件制品的工艺性63 塑件的造型84 设计计算104.1 分型面的设计104.2 型腔数目的确定104.3 收缩率105 模具成形部分详细设计125.1准备工作：125.2创建模具模型135.3设置收缩率215.4设计分型
2、面235.5分割体积块305.6设计浇道系统325.7产生成型件365.8开模模拟395.9设计完成后所产生的零件426 设计小结43参考文献441 课程设计目的及设计任务 随着计算机技术的迅速发展，计算机辅助设计和辅助制造(CAD/CAM)在模具生产中已经得到了普遍的应用，给模具生产带来了深刻的变革。如今，模具CAD/CAM已与现代模具生产紧密相联，可以说，没有模具CAD/CAM的应用和研究就没有现代模具生产。 在我院材料成型专业中，开设了模具CAD/CAM课程。模具CAD/CAM这门课是实践性很强的课程，学生只有通过认识和具体操作、使用模具相关的CAD/CAM软件，才能加深理解所学的知识，
3、并达到真正掌握的目的。为了配合模具CAD/CAM的教学，巩固模具CAD/CAM的知识，我们安排了模具CAD/CAM课程设计，编写了课程设计指导书，达到掌握模具CAD/CAM相应知识的目的。 因为时间的关系，本次模具CAD/CAM课程设计只进行模具CAD部分内容。1.1 课程设计目的 本课程设计是完成了模具CAD/CAM课程之后，进行的下一个实践性教学环节，它一方面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，另一方面，通过具体的软件(Pro/ENGINEER)，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
4、、今后从事模具CAD/CAM工作进行一次综合训练。1.2 课程设计任务 根据指导书提供的零件图及相关参数，用Pro/ENGINEER野火版来进行其注塑模具成形部分的设计(型腔、型芯等)。2 原始数据及资料 图2-1 塑件工程图2.1 塑件的工艺性分析 该塑件是一种外部使用的壳体零件。分析可知，此塑件是一个回转体零件，结构对称，注塑较方便，不会产生注塑不平稳的情况。 2.2 塑件的成型性能 (1) 塑件的尺寸 塑件尺寸的大小受制于以下因素： 取决于塑料的流动性 取决于注射机的注射量、锁模力 取决于模板尺寸的大小 (2) 塑件的表面质量 塑件的表面质量包括表面粗糙度，直线度，平行度，垂直度，光亮度
5、等。塑料的外观要求约高，表面粗糙度值应越小。塑件表面粗糙度的高低，主要与模具型腔表面的表面粗糙度有关。一般来说，模具表面的表面粗糙度要比塑件低12级。模具在使用过程中，由于型腔磨损而使表面粗糙度值不断加大，所以应随时给予抛光复原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度相同，而不透明塑件则根据使用情况来决定它们的表面粗糙度，非配合面和隐蔽的面可取较大的表面粗糙度。还可以用表面粗糙度的差异来使塑件在开模时留在表面粗糙度较大的型芯上或留在凹模中。 (3) 塑件结构分析 该塑件结构比较简单，结构清晰，一眼就能确定是回转体零件，结构对称。此塑件有一定的表面质量要求。塑件下面突出了一个圆环体，表面有一个凹陷的
6、圆形坑，整体的高度尺寸不大，有多处圆弧过度。2.3 塑件制品的工艺性 （1）注塑制品PP树脂用在注塑制品中的比例可占一半左右，其中日用品以普通PP为原料，汽车配件以增强或增韧PP为原料，而其它用途则以高冲击强度和低脆化温度的共聚聚丙烯PPC原料为主。汽车：PP越来越成为汽车配件的主导材料，成为第一大汽车用塑料品种。增韧PP用于保险杠和轮壳罩等，增强PP则用于仪表盘、方向盘、手柄、容器、蓄电池壳等。日用品：普通PP常用于注塑衣架、椅子、凳子、桶、盆、玩具、文具、办公用品、家具、铰链、周转箱等。电器：改性PP用于洗衣机桶、电视机外壳、电风扇叶、电冰箱内衬、小家电外壳等。（2）薄膜制品PP薄膜占PP
7、用量的10%左右，其特点为透明性和表面光泽接近玻璃纸，但柔软性不好，手揉有强声；强度高，可用于重包装材料；透氧率仅为HDPE薄膜的30%，适用于塑料制品有限公司防潮包装材料，比如高级衣物、药品、香烟等的包装。PP薄膜的耐热性能好，可进行煮沸消毒，用于冷冻和保鲜食品的包装。PP薄膜的电绝缘性能好，经过热定型处理的定向薄膜可用于电容器、电机、变压器的绝缘材料，比PET薄膜还要好。PP双向拉伸薄膜（BOPP）的强度、透明性、光泽度等都很好，可用于打字机带、粘胶带基膜、香烟包装膜等。（3）纤维制品PP纤维制品主要包括单丝、扁丝、纤维三类。PP单丝的密度小、韧性好、耐磨性好，适用于生产绳索、渔网等。PP
8、扁丝拉伸强度高，适用于生产编织袋，用来替代传统的麻袋。PP编织袋具有高强度，常用于化肥、水泥、粮食、食糖、矿物粉、化工原料的包装。PP扁丝还可以生产编织布，用于帐篷、防雨布、彩条布等。PP纤维则广泛用于地毯、毛毯、衣料、蚊帐、人造草坪、人造毛、尿布、滤布、无纺布和窗帘等。(4)挤出制品管材管件：主要以PPC为原料，用于上水、排水、供暖、化工腐蚀性介质等；管材与管件间可用热熔法连接。片材：常以PP/PE共混物为原料，主要用于文具和吸塑制品，比如文件夹、名牌夹、影集、一次性水杯等。另外，PP还可以用来挤出棒材、板材等制品。(5)中空制品 PP中空制品的透明性和力学性能好，单层瓶主要用于洗涤剂、化妆
9、品和药品的包装，与阻隔材料复合的复合瓶可用于食品、液体燃料、化学试剂的包装。3 塑件的造型 根据塑件的工程图，用PRO/E进行实体造型： 启动PRO/E，应用如下操作：图3-1完成如下实体图：图3-2 PRO/E 塑件实体造型 实体造型的尺寸要求要严格，塑件下面突出的实体圆环部分有配合要求，要求小间隙配合。塑件可以有一定的变形收缩，但不能影响使用功能和外观美观度。4 设计计算 4.1 分型面的设计 分型面即打开模具取出塑件或取出浇注系统凝料的面，分型面的位置影响着 成型零部件的结构形状，型腔的排气情况也与分型面的开设密切相关。分型面的 设计原则为： (1) 便于塑件脱模； (2) 应选择在塑件
10、外形最大轮廓处；(3) 要保证塑件的尺寸精度和表面质量；(4) 便于模具的加工；(5) 有利于排气；(6) 保证零件能从模腔内取出。4.2 型腔数目的确定 对于一个塑件的模具设计的第一步骤就是型腔数目的确定。确定型腔数目的方法：（1） 按注射机的最大注射量确定型腔的数目；（2） 按注射机的额定锁模力确定型腔数目；（3） 按塑件的精度要求确定型腔的数目；（4） 按经济性确定型腔数目。4.3 收缩率 前人已经为我们总结了常用的塑料常用收缩率，对于生产性的塑件，实际已经证明，这些数据已经能够应付实际的生产要求了。即使对于精密塑件也给予了其它方面的补偿。故而，对于实际的生产只要按照经验数据就可以满足生
11、产要求了，表4-1表示了常用塑料的收缩率。 表 4-1 常用塑料的收缩率塑 料 名 称 聚乙烯 聚丙烯 聚氯乙烯 聚苯乙烯 聚碳酸脂 尼龙 ABS 聚甲醛 缩 写 PE PP PVC PS PS N6 ABS POM 计 算 收 缩 率1.5-3.6 1.0-2.5 0.6-1.5 0.6-0.8 0.5-0.8 0.8-2.5 0.3-0.8 1.2-3.05 模具成形部分详细设计 5.1准备工作： 1、启动PROE 2、设置工作目录(方便文件管理，因为模具设计中将会产生多个文件)图5-1. 设置工作目录新建一个文件，名称自定，如图5-2：图5-2. 新建对话框进入到模具设计界面中，界面的右
12、上角会出现如下的菜单（图5-3）：图5-3. 菜单管理器5.2创建模具模型1装配参照模型：点击模具 -模具模型- 装配-参照模型，如下图：将会出现打开文件对话框，选中所设计的零件模型，如下图：打开后，将以装配方式来引入参照模型，这里采用缺省方式来装配，如下图：然后选择如下：将出现创建参照模型对话框，按下图选择，参照模型的名称自定，然后点击确定2 创建工件：完成参照模型后，接下来创建一个工件： 采用手动方式： 在出现的元件创建对话框的名称后输入名称，如下图：在出现的创建选项对话框中选择定位缺省基准和对齐坐标系与坐标系出现如零件特征创建类似的菜单，实体-加材料选择拉伸-实体-完成进入创建拉伸实体的
13、过程中，与零件特征创建方法一样选择一个平面做为草绘平面，另一个平面做为参照平面，如下图：加选如下图所示做为参照 确定，完成工件创建。5.3设置收缩率 点击收缩，然后选择按尺寸，将出现按尺寸收缩对话框。将比率改为0.005，确定。然后再点击完成/返回，完成收缩率的设置。 设置树过滤器:在模型树项目对话框中，将特征项核选中，以便能显示出特征。5.4设计分型面点击主菜单插入-模具几何-分型曲面将工件(test_wrk)遮蔽，以便能更好的进行分型面设计。按住Ctrl键，逐步选择参照模型上表面的二个曲面(二个表面变粉红，如下图)。5.5分割体积块以分型面将工件分割成几个体积块选择右边工具栏中的，出现分割
14、体积块的菜单项，选择两个体积块和所有工件，点击完成。图1. 分割体积块菜单将会出现的分割对话框中，选中刚生成的分型面(可用Ctrl、Shift来实现分型面所有曲面的选择)，然后点击确认。5.6设计浇道系统下面为模具设计一个简单的浇道系统。点击菜单管理器 模具-特征-实体-切减材料-旋转-完成，创建模具元件对话框将进出现创建旋转特征控制面板。草绘平面及参照平面如下图：加选如下参照：绘制如下图形：旋转360度产生实体体积。在控制面板中选择相交，进行如图设置(将自动更新取消，将MOLD_VOL_CORE删除)。5.7产生成型件点击菜单管理器 模具-铸模-创建提示输入零件名称(这里输入的名称为：tes
15、t_molding，可按照输入自己确定的名称)。5.8开模模拟 将参照零件、工件、分型面、体积块在画面中遮蔽。(单击上工具栏中的)图2. 遮蔽设置点击菜单管理器 模具-模具进料孔选择定义间距：最后完成的开模模拟分解图如下：5.9设计完成后所产生的零件模具设计完成后应该有如下文件(包括最初设计的零件)6 设计小结 经过一个礼拜的辛苦与汗水,我的课程设计终于完成了。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、PROE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
16、了PROE的操作方法。 在这一个星期里,我几乎每时每刻都在想着设计的事情,查找关于模具的有一些书籍与资料，在做完这份设计时，也算是对模具CAD/CAM课程学习的考察。辛苦也是有回报的，对PROE的熟练操作是我最大的收获。 参考文献1. 刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书馆目录.第1版.北京：高等教育出版社，19572. 傅承义，陈运泰，祁贵中.地球物理学基础.北京：科学出版社，1985，4473. 华罗庚，王元.论一致分布与近似分析.中国科学，1973（4）：3393574. 张筑生.微分半动力系统的不变集研究：学位论文，北京：数学系统学研究所，19835. Borko H，Bernier C LIndexing concepts and methods .New York:Academic Pr,19786.田文彤.模具CAD/CAM. 化学工业出版社. 2010 年10月
