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1、模具CAD/CAE/CAM模具设计说明书题 目 学生姓名 专 业 指导教师 学 院 完成日期 目 录第一章 制件及原料概述11.1 研究对象的概述11.1.1 制件说明11.1.2 ABS概述1第二章 制件结构工艺及模具总体设计32.1 制件的结构工艺性分析32.1.1 制件的尺寸分析32.1.2 制件的尺寸精度32.1.3 制件的表面粗糙度32.1.4 制件的脱模斜度32.2 模具结构方案的确定32.2.1 模具结构及浇口的确定32.2.2 型腔的结构设计和数目的确定42.2.3 型芯和型腔的材料选用42.3 初选注射机42.3.1 注射量的计算42.3.2 锁模力的计算42.3.3 注射压
2、力的计算52.3.4 初选注塑机型号5第三章 基于UG的模具设计63.1 模架的计算和选择63.1.1 模板尺寸的确定63.1.2 模架类型的选择63.2 基于UG的设计和计算73.2.1 项目初始化73.2.2 设置模具坐标系73.2.3 设置工件尺寸73.2.4 型腔布局73.2.5 创建分型线和分型面83.2.6 创建型芯和型腔83.2.7 选择和导入模架83.2.8 修改定模板和动模板93.2.9 加载定位圈93.2.10 加载浇口套103.2.11 加载推杆113.2.12 加载限位钉113.2.13 加载拉料杆113.2.14 镶件设计123.2.15 浇注系统的设计123.2.1
3、6 冷却系统的设计133.2.17 整副模具设计完成143.3 对设计参数进行校核163.3.1 开模行程的校核163.3.2 模具最大厚度校核163.3.3 拉杆间距校核16参考文献：17第一章 制件及原料概述1.1 研究对象的概述1.1.1 制件说明制件外形见图1.1：图 1.11. 制件名称：鼠标盖（mouse cover）2. 制件用途：鼠标的重要零件3. 生产批量：年产100万件4. 制件要求：该制件为外部结构件，要求外观表面质量良好，表面不允许有明显接痕、气纹、溢边等缺陷存在。同时，不允许有较大变形。5. 制件所用原料：ABS1.1.2 ABS概述1. ABS的性能：ABS是由丙烯
4、腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。 这三种单体都有不同的性质：丙烯腈使ABS具有良好的耐化学腐蚀及表面硬度；丁二烯使ABS坚韧；苯乙烯使ABS具有良好的加工性和染色性能。 从形态上看，ABS是一种非结晶性材料1。这里取ABS的密度为1.05 g/cm3 ，收缩率为1.005ABS的主要性能参数见表1：表1 ABS 主要性能参数1密度g/cm31.05收缩率%0.30.8吸水性率%0.20.45屈服应力41熔融温度218268拉伸弹性模量(Et/GPa)2.1弯曲弹性Eb/GPa2.1介电强度（kv/cm）1302002. ABS的成型特点： ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模
5、斜度宜稍大。 ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理。 ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。 在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率的影响很小。 在要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，而在强调塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在60801。ABS的注射成型工艺参数见表2：表2 ABS的注射成型工艺参数1注射机类型螺杆式螺杆转速(r/min)3060喷嘴形式直通式喷嘴温度()180190注射压力(MPa)7090保压压力(MPa)5070料筒温度前段200210成形时间注射35(s)中段210230保压1530(s)后段180200冷却1530(s)-总周
6、期4070(s)模具温度()5070预热干燥()23(h) 8085第二章 制件结构工艺及模具总体设计2.1 制件的结构工艺性分析2.1.1 制件的尺寸分析1. 制件的外形尺寸：在MF中查询制件的尺寸，可知最大尺寸约为：945822mm2. 制件的壁厚：在MF中查询制件的壁厚，可知壁厚约为：1.6 mm3. 制件的体积在UG中查询制件的体积，可知体积约为：12.5 cm34. 制件的投影面积 在UG中查询制件的投影面积，可知投影面积约为：4202mm22.1.2 制件的尺寸精度制件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。本制件的尺寸精度等级选择MT3，属一般精度1。2.1.3 制件的
7、表面粗糙度 塑件的表面粗糙度主要与模具型腔表面的粗糙度有关，一般来说，模具表面的粗糙度数值要比塑件低12级。这里选择塑件的表面粗糙度Ra为0.41。2.1.4 制件的脱模斜度为了使制件能从型腔中顺利脱模，设计时必须考虑制件内外壁的脱模斜度。由于该制件形状比较复杂，取脱模斜度为1度1。2.2 模具结构方案的确定2.2.1 模具结构及浇口的确定1. 选用二板式模具结构。二板式模具有以下优点：结构简单，操作方便，造成故障原因少，使用寿命长，模具费用低，经济性好。2. 制件表面不允许出现任何痕迹，不可能在外表面设置浇口，故采用侧浇口。3. 分型面位置的选择，如下图所示：图 2.1 分型面的选择2.2.
8、2 型腔的结构设计和数目的确定设计型腔数目时，先根据生产效率的要求和制件的精度要求确定型腔的数目，然后再选择注射机或对现有的注射机进行校核1。考虑综合因素，该模具采用一模四腔结构，且型腔的布置采用平衡式布置。凹模采用整体嵌入式凹模（嵌套式），凸模采用整体嵌入式凸模（嵌套式）。2.2.3 型芯和型腔的材料选用型芯和型腔的材料选择P20钢。第三章 基于PROE EMX的模具设计3.1 模架的计算和选择3.1.1 模板尺寸的确定由第二章 制件结构工艺及模具总体设计 已知：制件的最大外形尺寸约为：945822mm，分型面到顶面的高度约为20mm。模具结构采用二板式模具结构。浇口类型采用侧浇口。模具采用
9、一模四腔结构，且型腔的布置采用平衡式布置。凹模采用整体嵌入式凹模（嵌套式），凸模采用整体嵌入式凸模（嵌套式）。查1 表6.9 矩形型腔壁厚尺寸：选择凹模壁厚S1=10，外模套壁厚S2=26，外模套壁厚S3=15。模板的尺寸计算如下所示：长：（94+2S1）2+2S2+S3=295宽：（58+2S1）2+2S2+S3=223导套（预取导套直径42mm）的长度方向间距尺寸计算如下： l142（94+2S1）2+S3=243 l1285内六角螺钉（预取直径10mm）的宽度方向间距尺寸计算如下： b110（58+2S1）2+S3=171 b1181查基本型中小模架组合尺寸表，预取定模板的尺寸为：355
10、315，动模板的尺寸为：355315。定模板厚度A = 塑件在凹模中的深度+(1/21/3） 凹模壁厚=20+(1/21/3）36 =3236 (定模板厚度整取35)动模板厚度B = 塑件包覆在型芯上的直径（0.22）=94（0.22） =18.8188 (动模板厚度整取35)垫块厚度C = 塑件推出高度+推出固定板厚度+推板厚度+（510）7075 （垫块厚度整取80）根据塑件在分型面上的总投影为17cm2，查1 表7.3取支撑板厚度为253.1.2 模架类型的选择标准中规定1，中小型模架的周界尺寸范围560mm900mm，故该模具的模架属于中小型模架，查1 表7.1基本型模架的组成、功能及
11、用途，采用A2型模架。3.2 基于UG的设计和计算3.2.1 项目初始化 选择投影单位为毫米，塑件材料为ABS，收缩率设为1.005，其它选项默认。3.2.2 设置模具坐标系设置Z轴的正方向为塑件的顶出方向。3.2.3 设置工件尺寸选择工件类型为标准长方体，定义方式为距离容差6，X向长度为115，Y向长度为80，Z向下移35，Z向上移35。图 3.1 设置工件尺寸3.2.4 型腔布局选择布局为矩形、平衡式，型腔数为4，间距为15。图 3.2 型腔布局设置3.2.5 创建分型线和分型面 图 3.3 绿色线为分型线 图 3.4 白色平面为分型面3.2.6 创建型芯和型腔创建型芯和型腔后，进行必要的
12、倒圆角和修改7。倒边圆半径5。台肩：宽2，高5。 图 3.5 修改后的型芯和型腔3.2.7 选择和导入模架在模架管理器中选择目录为FUTABA_S，类型为SA，由于这个类型的模架没有355315这个类型尺寸，故综合考虑，选择350300这个类型的标准模架，经过检验，各模板上的孔未产生干涉且薄壁处的强度足够，可以使用。模架的主要尺寸如下：定模版：35030035垫块：宽58，高80动模版：35030035推板：宽180，厚25上下模座：35035025推杆固定板：宽180，厚20支撑板：35030025图 3.6 选择模架3.2.8 修改定模板和动模板对定模板和动模板进行必要的倒圆角和修改。台肩
13、：宽4，高5。 图 3.7 修改后的定模板和动模板3.2.9 加载定位圈选择定位圈的大径为100，孔径为36，其它参数默认。加载后的定位圈与定模座板进行型腔设计。图 3.8 选择和加载的定位圈3.2.10 加载浇口套初选注塑机的喷嘴圆弧半径为12 mm，喷嘴孔直径3mm。选择浇口套的大端直径为36，小端直径为12，大端长度为20，小端长度为40，主流道进口直径为4，主流道进口圆弧面半径为16，其它参数默认7。加载后的浇口套与定模座板和定模板进行型腔设计。 图 3.9 选择和加载浇口套 图 3.10 进行型腔设计后的定模座板和定模板3.2.11 加载推杆模具采用一个塑件用8根推杆顶出，共32根推
14、杆。选择推杆直径为4，推杆长度约为135，其它参数默认8。加载后的推杆与推杆固定板、支撑板和型芯进行型腔设计。一次加载一根推杆，对其型腔设计和修剪，重复8次。 图 3.11 加载推杆的5个位置3.2.12 加载限位钉模具采用4个限位钉，限位钉大端直径为16，长为5；小端直径为8，长为16；加载后限位钉后，对动模座板的局部切去5mm厚度，并倒角，然后进行型腔设计。图 3.12 进行型腔设计后的动模座板3.2.13 加载拉料杆拉料杆是用来拉出浇注系统凝料的机构，其规格尺寸与推杆相同。在UG中需要先以推杆的形式添加到模具中，再经过修改得到所需的拉料杆7。该模具采用Z字形拉料杆，拉料杆直径为4。 图
15、3.13 加载和修改拉料杆3.2.14 镶件设计设计4个小镶件，台肩：宽2，高2。设计1个大镶件，台肩：宽2，高5. 图 3.14 创建的镶件3.2.15 浇注系统的设计采用平衡式流道，分流道创建在型芯上，分流道X方向长度为130，Y方向长度为34，分流道截面形状为半圆形，半径为3。浇口类型采用矩形浇口，长为1，宽为2，高为1mm。创建的流道和浇口与动模板和型芯进行型腔设计。图 3.15 分流道和浇口位置3.2.16 冷却系统的设计冷却系统一般包括水道、密封圈、水塞和水嘴。一般水孔的直径可根据塑件的平均壁厚来确定，平均壁厚为2mm时，水孔直径可取810mm9。故该模具水孔直径选择8mm。在设计
16、冷却水道时，运用命令，灵活对冷却水道进行镜像。图 3.16 动模侧的冷却水道图 3.17 定模侧的冷却水道3.2.17 整副模具设计完成图 3.18 模具整体图图 3.19 模具静态线框图（主视图）图 3.20 模具静态线框图（左视图）图 3.21 定模板图 3.22 动模板参考文献：1 屈华昌. 塑料成型工艺与模具设计.北京：高等教育出版社，20062 赵昌盛. 模具材料及热处理手册.北京：机械工业出版社，20083 H.瑞斯.模具工程.北京：化学工业出版社，20054 申开智.塑料模具设计与制作.北京：化学工业出版社，20065 单岩. Moldflow模具分析技术基础.北京：清华大学出版社，20046 单岩，吴立军等.三维造型技术基础.北京：清华大学出版社，20087 展迪优. UG NX5.0模具设计教程.北京：机械工业出版社，20098 袁国定.模具常用机构设计.北京：机械工业出版社，20039 许发樾.模具机构设计.北京：机械工业出版社，200410 王刚. Moldflow模具分析应用实例. 北京：清华大学出版社，2005
