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1、金 华 职 业 技 术 学 院JINHUA COLLEGE OF PROFESSION AND TECHNOLOGY毕业教学环节成果 （2008 届） 题 目 音响面板模具设计 学 院 机电工程学院 专 业 模具设计与制造 班 级 模具 081 学 号 姓 名 指导教师 2010年 12月 15日金华职业技术学院毕业教学成果目 录摘要- 3 -Abstract- 3 -引言- 4 -1 设计任务及方案分析- 5 -1.1 塑件（皮带扣）模型图- 5 -1.2 塑件的结构与工艺性分析- 5 -2 加载参照模型- 5 -3 设计型腔组件- 6 -3.1 设置收缩率- 6 -3.2 自动生成工件-
2、6 -3.3 主分型面的设计- 7 -3.4 分割出主体积块- 8 -3.5 创建镶针体积块- 8 -3.5.1 创建定模部分镶针- 8 -3.5.2 创建动模部分镶针- 10 -3.6 抽取模具元件- 11 -4 新建项目和设计浇注系统- 11 -4.1 新建EMX项目- 11 -4.2 型腔布局- 11 -4.3 浇注系统设计- 12 -4.3.1 分流道的设计- 12 -4.3.2 创建浇口- 12 -4.3.3 创建浇道- 13 -4.4 创建顶杆基准点- 13 -4.5 准备元件- 14 -5 模架和其他元件设计- 14 -5.1 加载标准模架- 14 -5.2 载入标准件- 16
3、-5.3 固定型腔组件- 16 -5.4 设计推出机构- 16 -5.5 创建冷却水道- 18 -结论- 19 -谢辞- 20 -参考文献- 20 -附件图纸音响面板模具设计机电学院模具设计与制造 摘要:随着人们生活水平的提高，塑料制品以成为现代生活中不可缺少的一部份。并且对其外观和使用方面都提出了更高的要求。生产出好的制品，用好的模具是基础。本次我设计的塑件为音响面板。它是生活中最常见的一种塑料制品。通过pro/ENGINEER、AutoCAD软件对塑件、型腔、型芯、模架、模具装配图、零件图进行设计以及对模具零件、模具结构进行计算和校核，找出让设计趋于合理解决方案，最终得到满意的模具结构。关
4、键词: 塑料制品、音响面板、模具设计、模具结构The stereo set front-panel molding tool designThe machine electricity collegeThe molding tool design and manufacturing ZhuJianjianAbstract:Live along with the people level of exaltation, plastics product with become the modern life in indispensability of a part.And as to its e
5、xternal appearance and used the aspects to all put forward the higher request.Produce a good ware, use the good molding tool is a foundation. The piece of that I design is a stereo set front- panel.It is the most familiar plastics to product in the life. Through Pro / ENGINEER, AutoCAD software on t
6、he plastic parts, cavity, core, die sets, mold assembly, Parts of the design and mould parts, mold structure calculation and verification, design tends to find a reasonable solution, and ultimately be satisfied with the mold structure.Keywords: The plastics ware、Sound panel、Mold design、molding tool
7、structure引言在现代生产中，模具是生产各种工业产品的重要工艺装备。根据国际生产技术协会估测，2000年，机械零件粗加工的75和精加工中的50由模具成形来完成。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。从1997年开始，我国模具工业生产值也超过了机床工业生产值。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。模具生产的技术水平高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要指标之一，因此模具在很大程度上决定着产品的质量、效益、和产品的开发
8、能力。本次我以音响面板模具设计作为本次设计的主要内容。据产品结构特点制订模具设计方案。分析塑件的结构与工艺性。并利用Pro/E、CAD软件绘制出三维、二维图纸。随时发现自己在设计中的不合理处，找出让设计趋于合理解决方案，最终得到满意的模具结构。同时对这常用软件中较生疏的模块进行经常性的练习，以提高学习和创新能力。并将模具设计理论、实践与及计算机应用融为一体。使毕业设计真正成为实践工作前的一次全过程模拟。 1 设计任务及方案分析1.1 塑件（音响外壳）模型图图1-1 塑件立体图(1) 塑件材料的选择：增强尼龙1010。(2) 色调：黑色。(3) 生产批量：大批量。1.2 塑件的结构与工艺性分析(
9、1) 精度等级：塑件为音响外壳的上半部分，应有一定的结构强度，由于后盖联接的塑料倒扣，所以应保证它有一定的装配精度；由于该塑件为音响外壳，因此对表面粗糙度要求不高。取MT5级精度。(2) 脱模斜度：塑件外表面 40120 塑件内表面 301（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。2 加载参照模型本零件的布局同时产生两个制品，但在加载参照模型进行型腔组件设计时，可以直接设计出单个组件，然后使用型腔组件阵列的方法来生成其他组件。(1) 新建工作目录打开PROE之后，首先设置工作目录，设置完成后将零件图复制到工作目录中。(2) 新建文件执行文件/新建命令,
10、在新建对话框中的类型选项区内选择制造单选按钮,在子类型选项区中选择模具型腔单选按钮,并在名文本框内输入sound,取消对使用缺省模板复选框的勾选,单击确定按钮,并使用公制模板(mmns mfg mold)。(3) 打开参照零件在模具/铸件制造工具栏中单击选取零件/定义零件在模具中的方向按钮,此时将弹出打开对话框,在工作目录中打开复制的零件文件。此时程序要求确定参照类型,在创建参照类型对话框中单击确定按钮,在弹出的布局对话框中单击确定按钮,完成型腔的布局,如图2-1所示。图2-1 型腔的布局(4) 确认精度 执行菜单栏中编辑/设置命令,在弹出的菜单管理器面板中精度命令,在弹出的文本框中输入新的精
11、度值0.0015,单击接受值按钮,当提示更改时单击是按钮,如图2-2所示。图2-2 精度的输入3 设计型腔组件3.1 设置收缩率依次选择菜单管理器面板中的模具/收缩/按尺寸命令，或者单击工具栏中的按尺寸指定零件的收缩按钮，程序将弹出按尺寸收缩对话框，在比率输入数值框中设置收缩比率为0.006，完成后单击应用按钮。如图所示图3-1。图3-1 设置收缩率3.2 自动生成工件在模具/铸件制造工具栏中单击创建工件按钮,弹出自动工件对话框,选取原点后,设置X方向的长度为260,Y方向的长度为160,Z方向的长度为60, -Z方向的长度为35,如图3-2确定,创建工件成功。如图3-3所示。 图3-2 设置
12、工件尺寸 图3-3 工件图3.3 主分型面的设计首先建立侧面影像曲线特征,然后根据侧面影像生成群边曲面而得到分型面。(1) 创建分型线单击创建分型线按钮,选取其中的方向选项,定义它的方向.如图3-4所示。 图3-4 方向界面 图3-4 操作选项在弹出的菜单管理器面板的坐标系命令中选取Z轴，如图3-5所示。单击正向,最后在侧面影像曲线中确定就生成完成，如图3-6所示。 图3-5 选取方向 图3-6 曲线(2) 创建群边曲面单击分型曲面工具按钮,进入分型曲面模式后,单击编辑/群状曲面命令,选取刚才创建的投影曲线,单击完成如图3-7。最后在群边曲面中确定创建出群边曲面。图3-7 群边曲面3.4 分割
13、出主体积块在弹出的菜单管理器面板中分割体积块菜单上选择两个体积块/所有工件/完成命令，程序弹出分割对话框，如图3-8、3-9所示。 图3-8 体积块选项 图3-9 分割对话框在程序提示选取分割曲面是选取前面创建好的大型芯分型面和小型芯分型面，然后单击选取对话框中的确定按钮，完成选取。单击分割对话框中的确按钮，程序弹出第一个体积块的属性对话框，在本框内输入体积块名“MOLD _MOVE ”,先单击着色按钮，绘图区会显示出分割后的第一个体积块的模型，体积块内高亮蓝色表示分割界线，再单击确定按钮。接着程序又弹出第二个体积块的属性对话框，同样修改体积块名称为“MOLD_FIXED”，然后单击着色按钮，
14、绘图区会显示出分割后第二个体积块的模型，最后单击确定按钮，完成两个体积块的分割。如图3-10所示。图3-10 分割标识3.5 创建镶针体积块由于产品的螺钉孔处在体积块上形成了多个圆型凸台,所以需要在这些地方创建镶针,便于模具的制造。3.5.1 创建定模部分镶针(1) 创建分型曲面隐藏元件得到如图3-11所示的型腔体积块。 图3-11 型腔体积块 图3-12 草绘小圆单击分型曲面工具后拉伸,在草绘模式中绘制4个小圆作为拉伸轮廓.图3-12完成草绘。在体积块上选取小圆上表面作为拉伸终止面。在选项中勾选封闭端,应用后生成封闭端的拉伸曲面。用同样的方法生成封闭端的拉伸曲。选中刚才创建的两个拉伸曲面,进
15、行合并。如图3-13所示。 图3-13 合并后的镶针(2) 分割出镶针体积块单击菜单管理器中的模具体积块/分割/两个体积块/模具体积块/完成命令。如图3-14所示。可将指定的模具体积块分割成两个体积块。程序弹出岛列表菜单，勾选岛1复选框，接着选取岛列表菜单上的完成选取命令。如图3-15所示单击分割对话框中的确定按钮，程序弹出第一个体积块的属性对话框，在本框内输入体积块名“MOLD_FIXED_MAX”,先单击着色按钮，绘图区会显示出分割后的第一个体积块的模型，体积块内高亮蓝色表示分割界线，再单击确定按钮，如图3-16所示。 图3-14 分割按钮 图3-15 岛选项接着程序又弹出第二个体积块的属
16、性对话框，同样修改体积块 “MOLD_FIXED_MIN ”，然后单击着色按钮，绘图区会显示出分割后第二个体积块的模型，最后单击确定按钮，完成两个体积块的分割。如图3-16所示。图3-16 分割按钮3.5.2 创建动模部分镶针(1) 创建镶针隐藏元件得到型腔体积块。单击分型曲面工具后拉伸,在草绘模式中绘制4个小圆作为拉伸轮廓完成草绘。在体积块上选取小圆上表面作为拉伸终止面图在选项中勾选封闭端,应用后生成封闭端的拉伸曲面。用同样的方法生成封闭端的拉伸曲面。选中刚才创建的两个拉伸曲面,进行合并分型曲面。 (2) 分割出镶针体积块单击菜单管理器中的模具体积块/分割/两个体积块/模具体积块/完成命令，
17、可将指定的模具体积块分割成两个体积块。程序弹出岛列表菜单，勾选岛1复选框，接着选取岛列表菜单上的完成选取命令。单击分割对话框中的确定按钮，程序弹出第一个体积块的属性对话框，在本框内输入体积块名“MOLD_MOVE_MAX”,先单击着色按钮，绘图区会显示出分割后的第一个体积块的模型，体积块内高亮蓝色表示分割界线，再单击确定按钮，如图3-17所示。图3-17 岛选项接着程序又弹出第二个体积块的属性对话框，同样修改体积块 “MOLD_MOVE_MIN ”，然后单击着色按钮，绘图区会显示出分割后第二个体积块的模型，最后单击确定按钮，完成两个体积块的分割。如图3-18所示。图3-18 体积块的分割3.6
18、 抽取模具元件单击抽取命令，紧接着在弹出的创建模具元件对话框中单击全选按钮如图3-19所示。单击确定后退出模具零件抽取操作。单击窗口工具条中的模型树，最后保存。图3-19 全选按钮4 新建项目和设计浇注系统由于现在只是设计了一个型腔组件，而该模是一模两件，所以还需要对型腔组件进行布局。布局完成后，即可设计浇注系统。4.1 新建EMX项目在菜单栏中执行EMX4.1/项目/新建命令，在定义新项目中输入项目名称“sound_mold”，零件的前缀为“mojia”，然后确定。见图4-1所示。图4-1 新建EMX4.2 型腔布局将元件添加到组件打开“sound.asm”。在在组件模式下创建元建/类型/子
19、组件/镜像输入名称为“sound_mirror”，然后确定。此时将弹出镜像子组件，选取参照为S.、平面参照为_，然后确定。如图4-2所示。在.单击确定，完成镜像操作。如图4-3所示。 图4-2 镜像组件 图4-3 确定镜像按钮 图4-3 镜像子组件4.3 浇注系统设计塑料注射模的浇注系统是指熔体从注射机的喷嘴开始到型腔为止的流动通道，其主要作用是将熔体平稳的引入型腔，使之按要求填充型腔的各个角落，并使型腔内的气体顺利排出。在注塑模具中，浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成，但有时可根据特殊情况不设分流道或冷料穴。4.3.1 分流道的设计流道系统是将熔融的塑料从注塑机熔胶引到工模的每一
20、个内模.因此流道系统的结构,长短大小及其它都会影响注塑填充的效果,从而直接影响制品的质量,此外,设计流道系统更要从经济效益着眼，达到快冷却及短周期。在模型树中将工件和参照模型遮蔽 ，然后将所有的分型面也隐藏起来，在菜单管理器面板上单击流道/倒圆角命令。单击确定在属性菜单管理器中选择自由端点，进入剖面草绘环境，绘制如图4-4所示的分流道。进入相交元件选择零等级，选取定模型腔作为相交元件，如图4-5所示。在流道确定就生成分流道。 图4-4 草绘分流道 图4-5 相交元件选项4.3.2 创建浇口浇口的设计与分流道类似，连接座模具的浇口设计为矩形，也设在大型芯的上端面，共4点进料。在菜单管理器面板中单
21、击模具/特征/型腔组件/实体/切减材料/旋转/实体/完成命令。进入草绘环境选择参照边绘制草绘图。如图4-6所示的浇口。 图4-6 制草浇口 图4-7 选取相交元件进入相交元件选择零等级，选取定模型腔作为相交元件，如图4-7所示。最后单击确定，生成浇口。使用同样的方法，在另一侧创建出浇口。4.3.3 创建浇道在菜单管理器面板中单击型腔槽/腔槽切割/旋转/实体/完成如图4-8所示。进入草绘平面绘制入图所示的旋转轮廓，然后将其旋转360。如图4-9所示。相交的零件为型芯和型腔元件。最后得到浇注系统。 图4-8 菜单管理器 图4-9 草绘浇道 4.4 创建顶杆基准点顶杆的位置在制品的内侧，在创建顶杆之
22、前，首先要为它设置出基准点。(1) 创建基准平面在基准中单击基准平面工具以MOLDBASE-X-Y平面为参照平面，向上平移35，创建基准平面ADTM3。(2) 创建基准点在ADTM3中绘制18个基准点。如图4-10所示。基准点绘制后选中并执行镜像命令，以MOLDBASS-X-Z为平面参照将其镜像到另一侧，得到如图4-11所示的基准点。 图4-10 绘制基准点 图4-11 镜像基准点 (3) 创建曲面组镜像执行应用程序中的继承，单击曲面。选取一个型芯作为参照对象，复制/完成。如图4-12所示。该元件被激活。选取型芯上的轮廓曲面作为复制对象，单击完成命令。生成复制曲面。使用同样的方法在另一个型芯上
23、复制出曲面。4.5 准备元件在EMX4.1项目准备命令。手动修改成如图4-13所示的准备元件。 图4-12 复制选项 图4-13 准备元件5 模架和其他元件设计元件准备完成后，就可以加载模架了，由于该模架使用了多个顶杆，所以还需要加载一个带先行复位弹簧的模架。5.1 加载标准模架(1) 选取合适的模架在EMX工具中单击DEFINE MOLDBASE ASSEMBLY/功能/载入/保存组件。在其中选择模架供应商为Futaba_2p，在模架型号中选择FA-Type。在右边可以看出是一款带有定模垫板的模架，含有定距拉杆和复位杆。如图5-1所示。载入确定就可以看到模架的示意图及尺寸规格。图5-1 选取
24、模架(2) 设置模架尺寸在大小中设置模架的长和宽分别为550.如图5-2所示。(3) 设置型腔切口在型腔切口/功能中勾选矩形嵌件，输入动模深度为35、定模深度为60，嵌件长度为260、宽度为320，后确定。如图5-3所示。 图5-2设置模架尺寸 图5-3设置型腔切口(4) 修改板料尺寸在对话框主视图区域中双击各板材对其值进行修改，JT设置为50，S30,A60,B35,U40。如图5-4所示。图5-4修改板料尺寸(5) 设置浇注设备元件在功能对话框中单击添加设备/定模侧定位环。将其中的类型设置为LRSS，高15，直径120确定。如图5-5所示。在动态主视图区域中会显示定位环的示意图。图5-5
25、设置定位环在添加设备/浇口村套。将类型设置为SJAC，浇口半径为16，直径20，内径3.5，长度65确定。如图5-6所示。 图5-6 设置浇口村套图 5-7 组件定义(6) 生成模架所有元素定义完成之后，在模具组件定义中确定，即可自动生成模架组件。如图5-7所示。5.2 载入标准件在EMX4.1/模具基体/装配元件中选择全部元件后，单击确定。程序自动更新模架模型。模架中将会出现导柱、导套、拉杆、复位杆等元件。如图5-2-1所示。5.3 固定型腔组件模架加载完成后，需要对型腔组件进行固定，固定的主要方式是使用螺钉将其拉紧。(1) 创建基准点单击草绘的基准点工具选取定模垫板的上平面作为草绘平面，绘
26、制4个点作为型腔定模部分的螺钉位置点。如图5-8所示。使用同样的方法在动模垫板是下平面作为草绘平面，绘制位置相同的4个基准点。如图5-9所示。 图5-8 螺钉位置 图5-9 草绘基准点(2) 创建型芯固定螺钉在EMX工具中单击Define screw on existing point 选取定模垫板上的基准点作为螺钉的放置点，然后两次选取S板的上表面作为螺钉头面，在选取型腔的上表面作为螺纹的起始面，弹出螺钉对话框。选择类型为标准SHC螺钉，将名称设为Z30，直径10，长度40，并勾选承孔相关复选框确定。生成如图5-10所示。使用同样的方法为型芯创建紧固螺钉，长为50，高10。图5-10 创建螺
27、钉5.4 设计推出机构(1) 隐藏元件为了便于操作，在模型树中将定模部分的元件全部隐藏起来如图5-11所示。 图5-11 隐藏元件(2) 创建顶杆在EMX4.1/顶杆/定义/在现有的点上选取顶杆的基准点。在顶杆对话框中选择类型为圆柱头，名称为Z41，直径6.0，勾选固定旋转。如图5-12所示。确定后随即在一个型芯上创建出顶杆，使用同样的方法在另一个上也创建顶杆。如图5-13所示。 图5-12 创建顶杆 图5-13 顶杆(3) 切割顶杆多余部分从模型中可以看到，顶杆头部有多余部分，它的头部必须要与型芯表面相匹配。首先在程序右下角将选取方式设置为面组，然后选取创建的面组。如图5-14所示。图5-1
28、4 创建面组执行编辑/实体化，使用默认的切割方向，确定后程序将多余的部分切割掉。使用同样的方法在另一个型芯上的顶杆进行切割，完成顶杆的创建。(4) 创建拉料杆在EMX4.1/顶杆/定义/在现有的点上，选取冷料穴出的点PULLER-PIN。完成后在顶杆中选择类型为圆柱头，名称为Z41，直径6.0，勾选固定旋转。确定后随即生成一个拉料杆。(5) 处理拉料杆头部打开拉料杆后执行插入/模型基准/偏移平面，使用默认值偏移，创建出如图5-15所示的3个基准平面 。在基础特征工具中单击拉伸，选取DTM3作为草绘平面，绘制封闭轮廓。 图5-15 基准平面 图5-16 拉料杆草图绘制完成后，将轮廓双向拉伸，并去
29、除材料，设置宽度为10，完成拉料杆的头部处理，如图5-16所示。最后关闭元件窗口。5.5 创建冷却水道由于该模具每次生成两个制品，且制品的发热量较大，为了不影响产品的质量，需要对模具加装冷却装置。(1) 创建基准平面在绘图区中选A板打开。执行插入/模型基准/偏移平面，使用默认偏移值，创建出3个基准平面。在基准中单击基准平面工具以DTM14作为参照，分别向上平移15和45，创建出两个基准平面。如图5-17所示。(2) 绘制水线使用草绘工具选取DTM16作为草绘平面，绘制4条直线。如图5-18所示.用同样的方法在DTM17上绘制同样的直线。 图5-17 创建基准平面 图5-18绘制水线(3) 生成
30、外接水道在EMX中单击Creat cooling bore（冷却装置），选择喷嘴类型，名称为Z811，直径13，管螺纹为M168*1.5，直径为10，盲孔直径为5，勾选扩孔后完成。如图5-19所示。图5-19 外接水道选项在绘图区中选区一段直线作为水道的路径参照，选取一个平面作为水道的街头放置平面，程序自动创建一个水道和接头。使用同样的方法在4条水线出分别创建出水道。(4) 生成内部水道外接水道创建完成后，返回冷却装置对话框，选择类型为盲孔，直径为10，确定后如图5-20所示。使用同样的方法在另外的4条曲线出创建出盲孔水道。图5-20 内部水道选项(5) 创建管塞在冷却装置中选择类型为管塞，名
31、称为Z94，管螺纹NPT为M12*1.5，确定后如图5-21所示。 在内布水道的接头处先选取曲线，然后选取A板的侧面创建处管塞，水道出创建完成的效果如图5-22所示。此时音响面板模具基本设计完成。如图5-23所示。 图5-21 创建管塞 图5-22 管塞 图5-23 音响面板模具结论 通过三个多月对音响面板模具的设计，我注塑模具的设计方法与流程有了一个比较全面的了解。在这个不断设计、学习、再设计的反复操作过程中，我们潜移默化地学习到了一种科学的设计思路和方法，这对我们以后的工作态度和方法将产生积极的影响。特别是在利用现代化的设计上，我有了很多的自己的设计思想。在设计的过程中，遇到了很多的问题，
32、尤其是在流道的设计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。 谢辞在本次毕业设计中，我得到王志明尊师的悉心指导，并在设计中及时的给我解答疑难，让我在本次毕业设计中得到了自己能力的长进和知识上的一次认识，这对我的将来都会有深远的影响。因此特在此向王老师致以诚挚的谢意！还有感谢所有专业老师对我多年的教导。并且，在设计过程中还有其他老师和同学的热情帮助，在此也表示感谢！由于本人知识有限，实际经验不足，因此我的设计还存在着很多不足之处，敬请各位老师指正，本人将不胜感激！参考文献 1 罗晓哗.塑料模成型工艺与模具设计M.浙江：浙江大学出版社.20062 杜智敏.Pro/ENGINEER野火版塑料注射模具设计实例M.北京:机械工业出版社.20053 中国机械工业教育协会组编.塑料模设计与制造M.北京:机械工业出版社.2005第1 版4 林清安.Pro/E零件设计基础篇(上,下) M.北京:清华大学出版社.2004第3版5 王群.郑卫鑫.注塑模具设计实例教程M.北京：机械工业出版社.2006.86 杨占尧.注塑模具典型结构图例M.北京：化学工业出版社.20057 林清安.Pro/E零件装配基础M.北京:清华大学出版社.2003第3版
