年產15000噸嬰兒配方粉工廠設計模具專業畢業名師（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優秀版資料，歡迎下載）年產15000噸嬰兒配方粉工廠設計模具專業畢業名師（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優秀版資料，歡迎下載）摘要本文是關于計算機顯示卡支架的級進模設計，由于難以一次加工完成，故用級進模生產，可以完成所需的復雜過程-沖孔和彎曲。制件的材料是LY12M鋁。生產30萬件。此次級進模結構設計，完成的是對計算機顯示卡固定板的沖裁、彎曲的復合工藝。本文首先對零件圖及成型工藝進行了分析，并著重對排樣方法進行了論證后合理的優選出排樣方法。達到了提高利用率，降低生產成本和提高生產效率。在經過了壓力中心計算后改善了排樣方法，并確定了模具的基本結構，簡化模具結構、降低制造成本、提高生產效率。詳細的描述了各個零件的設計與強度校核、工作部分的計算及標準件的選擇過程。在對整套模具進行了經濟性分析之后，對本次設計進行了總結。本文建立了模具數字化三維模型，編制了一個典型件的工藝文件。關鍵詞：顯示卡支架；成型工藝；級進模；經濟性分析AbstractThisdesighnisabouttheStentofComputerGraphics.It’shardtoprocessandhasdifficultytopunchonce.Themulti-stationprogressivedieassumpedinthispapercanfinishthecomplexprocess—blankingandbending.ThematerialofproductsisLY12Maluminum.Theoutputis300,000Pieces.AtthistimedesignedofprogressivediecompletrushingtocutandcurvingcompoundtechnologyofTheStentofComputerGraphics.ThispaperfirstanalysesforpartdrawingandBendingtechnology,afterexpoundingandprovingemphaticallyforqueuingupshapemethod,itisreasonableandgoodtochooserowshapemethod,thelocationofthegateandtheknockoutway,reducestheproductioncostsandincreasestheproductionefficiency..Afterhavingpassedpressurecentralcalculation,haveimprovedrowshapemethod,andhavedeterminedthebasicstructureofmould.Describeddetailedcourseofselectingofeverystandardcomponent

thathasbeendesignedandcalculation.Summarizedafterhavingcarriedouteconomyanalysisforcompletediefullpaper.Itbuilta3Dmodelofthedie,compiledtheprocessofatypicalpart.Keywords:ComputerGraphics;typetechnology;rowshapemethod;economyanalysis目錄TOC\t"標題_謝辭及參考文獻,1,標題_附錄,1,第2級標題,2,第3級標題,3,第1級標題,1"1引言 第一節、前言 2第二節、我國模具行業發展概述 4一、有利因素 4二、不利因素 7第三節、21世紀模具發展趨勢 9第一章 CAD在注塑模具行業中的應用 14第一節、CAD發展概況 14第二節、注塑模CAD內容 15第三節、CAD數據組成 19第四節、CAD技術在模具設計中的應用 20一、 產品設計 20二、 模具設計 20第五節、應用在本設計中的CAD技術 22一、 Pro/ENGINEER2001在模具設計過程中的應用 22二、 EMX4.1在模具設計過程中的應用 23三、 MoldflowPlasticAdvisers在模具設計過程中的應用 23四、 AutoCAD在模具設計過程中的應用 24第六節、小結 24第二章 注塑工藝分析及成型方法簡介 24第一節、塑件（DVD門）分析 24一、塑件 24二、塑料名稱 25三、生產綱領 26四、塑件的結構及成型工藝分析 26第二節、材料ABS的注射成型過程及工藝參數 27一、注射成型過程 27二、材料ABS的注塑成型參數 27三、材料ABS性能 28第三章 模具設計 31第一節、擬定模具結構設計 31一、分型面位置的確定 31二、確定型腔數量及排列方式 34三、模具結構形式的確定 34四、注射機型號的確定 35第二節、澆注系統、關鍵零部件設計 40一、 澆注系統形式和澆口的設計 40二、 分型面設計 48三、 成型零件設計 50四、 排氣系統的設計 52五、 溫度調節系統設計 52六、 脫模機構的設計 56七、 滑塊機構的設計 59第三節、模架的確定 61第四章 總結 64第一節、模具設計過程體會 64第二節、設計存在問題及解決設想 64致謝 68英文摘要及關鍵詞 69第一節、前言作為工業生產基礎工藝裝備的模具，在國民經濟中占有重要的地位，模具技術也已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。在第十一五規劃中指出，模具是工業生產的基礎工藝裝備，國民經濟的五大支柱產業——機械、電子、汽車、石化、建筑都要求模具工業發展與之相適應。模具因其生產效率高、產品質量好、材料消耗低、生產成本低而獲得廣泛應用，與其他加工制造業所無法比擬的。從工業產品生產行業看，模具是現代工業，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、醫療器械、電子通訊、兵器、家用電器、五金工具、日用品等工業必不可少的工藝裝備。據資料統計，利用模具制造的零件數量，在飛機、汽車、摩托車、拖拉機、電機、電器、儀器儀表等機電產品中占80%以上；在電腦、電視機、攝像機、照相機、錄像機、機、及等電子產品中占85%以上；在電冰箱、洗衣機、空調、微波爐、吸塵器、電風扇、自行車、手表等輕工業產品中占90%以上；在了彈、槍支等兵器產品中占95%以上。我國模具工業在政府十分重視及關懷下，并提出相應的優惠政策進行模具技術開發，在模具工業中大量采用先進技術和設備，努力提高模具設計和制造水平，取得顯著的經濟效益。另外，從資料獲悉，目前，美國、日本、德國等發達國家的模具總產值都已超過機床總產值。模具技術的進步極大地促進了工業產品的生產發展，模具是“效益放大器”，用模具生產最終產品的價值將超過自身價格的幾十倍乃至百倍及上千倍。據各國報導，模具工業在歐美等工業發達國家被稱之“點鐵成金”的“磁力工業”，如今世界模具工業的發展速度超過了新興的電子工業，已實現了模具專業化、標準化和商業化，因而深受贊譽。美國工業界認為“模具工業是美國工業的基石”，日本稱模具工業為“進入富裕社會的原動力”，在德國，被冠之以“金屬加工業中的帝王”之稱號，而歐盟一些國家稱“模具就是黃金”，新加坡政府則把模具工業作為“磁力工業”，中國模具權威經理稱為“模具是印鈔機”。可見模具工業在世界各國經濟發展中具有重要的顯著地位。模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。第二節、我國模具行業發展概述近年來，我國模具行業一直保持著良好的發展勢頭，這種勢頭是否還會延續下去，這是業內人士十分關注的問題。筆者認為，我國模具行業盡管面臨著在中低端產品領域國內企業競爭日趨劇烈以及在中高端產品領域國外或外資企業壓力日益增大的局面，但經過近年來的持續發展，實力已大大增強，完全有能力變壓力為動力，繼續保持平穩發展。一、有利因素優惠政策為模具行業提供了良好的發展環境。在國家產業政策和有關配套政策導向之下，近年來已有不少地方相繼出臺了一些支持當地模具工業發展的優惠政策，有的見諸于文件，有的見諸于行動，都已收到很好的效果。同時，模具工業的快速發展也促進了當地經濟的繁榮。隨著各地之間交流活動的日益頻繁，相信對模具工業發展有利的政策，及因此而帶來的良好的發展環境將有進一步發展。模具行業內部體制改革和機制轉換加速，產業結構漸趨合理，并且加強了管理，提高了水平。為了適應形勢，我國模具行業近幾年來加快了體制改革和機制轉換步伐，“三資”和民營企業已占行業主導地位，裝備水平和產品水平有了較大的提升，管理有了很大進步。許多企業已應用了CAD/CAM/CAE一體化技術、三維設計技術、ERP和IM3等信息管理技術以及高速加工、快速成型、虛擬仿真及網絡技術等許多高新技術，不少企業已提出了“生產專業化、產品品牌化、企業現代化、市場國際化”等企業發展戰略。通過各種質量體系認證的企業一年比一年多。規模經濟產生效益，模具集群生產發展迅速。在“小而精專”的專業化不斷發展的同時，近年來，規模效應已被愈加重視。除了把企業做強做大，使規模經濟產生效益之外，模具集群生產也不斷顯示其優越性，因而“模具城”、“模具園區”、“模具生產基地”等各種集群生產形式在全國迅速發展。據不少企業反映，集群生產與分散生產相比，至少有下列好處：市場更廣闊了，協作更方便了，生產成本降低了，相互交流多了，優惠政策享受到了。目前全國年產1億元以上模具的企業已有40多個，超過3000萬元以上的企業已有200多個，具有一定規模的“模具城”已有近十個，正在建設或正在籌建的還有十多個。這些模具集聚生產基地的建設，對我國模具工業的發展起到了積極的促進作用。許多企業開始認識到了“品牌”和“專利”的重要性，自主創新的資金投入力度和能力不斷提高。長期以來模具一直處于“后方”和“被動”的地位，因此也很少有“品牌”和“專利”。隨著市場經濟的發展，近年來企業越來越重視“品牌”和“專利”。有些企業已認識到了創新研發的重要性，投入力度提高很快。據中國模具工業協會了解到的情況，近年不少企業在創新研發方面的投入與銷售收入的比例達到5%左右，個別企業甚至達到8%至10%。模具技術含量不斷提高，屬于高新技術產品的模具越來越多。據了解，目前已被國家有關部門列入《中國高新技術產品出口目錄》的已有四種模具。其實已經有不少模具的技術含量超過了這四種模具，例如汽車零部件級進模具、精密多工位級進模具、轎車大型復雜覆蓋件沖壓模具、自動化汽車內飾件澆注模具、高強度板熱壓成型模具等。隨著高新技術的發展，越來越多的模具生產企業被各級政府有關部門認定為高新技術企業。據中國模協初步統計，目前模具行業國家級高新技術企業有7家，省、市級高新技術企業已有近百家。國際模具資本向我國轉移的趨勢十分明顯，模具出口前景很好。由于我國模具特別是中、低檔模具在國際市場上存在著較大的價格優勢，有的模具價格甚至只有國際市場的幾分之一，再加上我國有較低廉的優質勞動力資源及較好的技術基礎和基礎配套設施，因此近年來外商在我國模具行業的投資額一年比一年大，到我國采購模具的跨國公司也越來越多。二、不利因素雖然我國模具行業已經駛入發展快車道，但由于在精度、壽命、制造周期及能力等方面，與國際水平和工業先進國家相比尚有較大差距，所以還不能滿足我國制造業發展的需求。特別是在精密、大型、復雜、長壽命模具方面，仍舊供不應求。因此，每年尚需大量進口。現階段模具原材料價格和人員工資不斷上漲，但模具價格卻不漲反落，致使模具企業利潤不斷下降，部分企業出現虧損，虧損額增大。據中國模具工業協會對全國270個主要模具生產企業調查，2005年產值利潤率比上年下降了2.1個百分點，銷售收入利潤率比上年下降了3.1個百分點。全國規模以上企業全年虧損額2005年達2.6億元，大幅增加【7】。這一趨勢，還在延續。對外資的依存逐年增大。我國加入世貿組織已過6年，外貿高速發展，我國經濟對外貿的依存度從30%上升到70%。同時，近年來，正是外資大量進入我國的時期，隨著對外開放政策的不斷擴大和深化，外資在我國模具行業的投資也越來越多，致使對外資的依存度也逐年增大。例如廣東省是我國模具第一大省，其產能約占全國的40%左右。該省的模具產能中，外資企業已占60%左右，合資企業約占10%左右。該省模具出口約占全國的50%左右，其中由外資、合資企業出口的也占其出口量的多數【7】。對外資和外貿依存度大，會對行業安全，乃至整個國家的經濟安全產生重大影響。人才緊缺日益突出。雖然近年來我國模具行業職工隊伍發展迅速，估計目前已達近百萬人，但仍然跟不上行業發展需求。一是總量不足，二是素質不夠，適應不了行業發展的需求。根據有關資料，全國模具行業從業人員約缺口30萬～50萬人，其中工程技術人員約占20%。目前尤其緊缺的是高素質和高水平的模具企業管理人員和中高層技術人員及高級技術工人。市場競爭加劇。我國模具市場競爭在不斷加劇，其表現是模具產品價格連年走低。中高檔模具市場上主要是我國重點骨干企業與境外企業及境內“三資”企業的競爭，中低檔模具市場上主要是民營企業之間的競爭。有的已經是進入無序狀態，到了擾亂正常市場秩序的地步。由于過低價格所必然造成的低質量，已嚴重影響一些企業的生存，迫使某些企業加速調整其定位，少數企業面臨被淘汰局面也是不足為奇的。雖然近幾年模具出口增幅每年大于進口增幅，但所增加的絕對量仍是進口大于出口，致使模具外貿逆差一年比一年大。模具外貿逆差增大主要有兩方面原因：一是國民經濟持續高速發展，特別是汽車企業的高速發展帶來了對模具旺盛需求，有些高檔模具國內的確生產不了，只好進口，但也確實有一些國內可以生產的模具也在進口，這與我國現行的關稅政策及項目審批制度有關。二是對模具出口鼓勵不夠。當前全球制造業轉移的規模不斷加大，速度也不斷加快，并正向深度和廣度延伸，而我國的模具制造業正是承接轉移的較為理想之地。加之“十一五”期間，國家將繼續大力支持我國模具工業的發展，在多重有利條件下，我國內模具行業的未來將展現出一派美好景色。第三節、21世紀模具發展趨勢加入WTO后的中國，全球制造業正以垂直整合的模式向亞太地區轉移，我國正成為世界制造業的重要基地，據權威報告，中國已成為世界第一制造大國。目前，在參與世界產品市場的激烈競爭下，各行業產品的品種和數量不斷增加，換型加快，對產品質量、樣式和外觀也不斷提出新要求，使模具需求量增加，對模具質量要求也越來越高，模具技術直接影響制造業的發展、產品更新換代和產品競爭能力。因此，迅速提高模具技術水平已成為當務之急。例如：日本汽車、計算機、電視機、等產品的品種，數量，質量在國際市場占有優勢地位，其重要原因之一就是日本模具技術居于世界領先水平。為了解決高精度、長壽命、高效的復雜型腔結構的現代模具，其發展趨勢主要有如下三方面：1.模具材料及表面處理技術模具工業要上水平，材料應用是關鍵。因選材和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具鋼有CrwMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，新型冷作模具鋼有65N6、012A1、CG-2、LD、GD、GM等；常用新型熱作模具鋼有美國H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具鋼有預硬鋼（P20、SM1、B30）、時效硬化型鋼（P21、PMS、SM2、日本NAKS5等）、熱處理硬化型鋼（MnCrWV、日本S-STAR、瑞典一勝百S-136等）、粉末模具鋼（日本DEX40等）。多工位精密沖模硬質合金（YG20、YG25等）及鋼結硬質合金（TLW50、GW50等）。在模具表面處理方面，其主要趨勢是：滲入單一元素向多元素共滲、復合滲（如TD法）發展；由一般擴散向CVD、PVD、PVCD、離子滲入、離子注入等方向發展；可采用的鍍膜有：T:C、T:N、T:CN、T:AN、CrN、Cr7C3、W2C等，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術也日益受到普遍重視【9】。2.模具設計與制造技術當代模具的設計與制造技術廣泛采用計算機輔助設計與制造（CAD/CAM），設計過程程序化和自動化，使用程序、模擬成形過程、采用交互式設計方法，發揮人和計算機的各自特長。數據庫和計算機網絡技術使設計人員擁有大量資料和信息。設計與制造之間的直接傳輸便于設計中的反復修正改變。先進設計和加工方法的日益普及，為高質量、短周期地開發模具并且保證模具有足夠長的使用壽命，提供了技術保證，為模具工業發展奠定了堅實基礎。模具設計與加工方法的發展主要有以下三方面：（1）模具軟件功能集成化模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時各功能模塊采用同一數據模型，以實現信息的綜合管理與共享，從而支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試及生產管理的全過程，達到實現最佳效益的目的。如英國Delcem公司的系列化軟件就包括了曲面/實體幾何造型、復雜形體工程制圖、塑料模設計專家系統、復雜形體CAM、藝術造型及雕刻自動編程系統、逆向工程系統等。集成化軟件較高的軟件還包括：UG、CATIA和PRO/E等。（2）快速原型法和快速制模技術（RPM/RMT）該技術被稱為自數控技術以來的又一次革命，尤其對模具工業的發展起到了極大的推動作用。它是一項集激光、材料、信息及控制等技術于一體的先進制造技術，其突出特點就是能直接根據產品的CAD數據快捷地制造出具有一定結構和功能的原型甚至產品，而不需要任何工裝夾具，面迭加形成三維實體。RPM技術與RMT技術的結合，將是傳統快速制模具技術進一步深入發展的方向。RPM技術與陶瓷型精密鑄造相結合，為模具型腔精鑄成型提供了新途徑。應用RPM/RMT技術從模具的概念設計到制造完成，僅為傳統加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右，因而具有廣闊的發展前景。如美國DTM公司的RapidTool專利技術，它能在5～10天內制造生產用的注塑模，可注塑零件5萬件以上，屬于直接用于批量生產的模具。（3）高速銑削技術高速銑削是目前切削技術中應用最多的一種工藝技術，是一種以高主軸轉速、快速進給、較小的切削深度和間距為加工特征的高效、高精度數控加工方式。高速銑削具有工件溫度低、切削力小、加工平穩、質量好、效率高（為普遍銑削加工的5～10倍）及可加工硬質材料（＜60HRC）等諸多優點，因而在模具加工中日益受到重視。高速銑削機床（HSM）一般主要用于大、中型模具加工，如汽車覆蓋件模具、變速箱體壓鑄模、大型注塑模等曲面加工，其曲面加工精度可達0.01mm。國外高速加工機床主軸最高轉速已超過100000R/min，快速進給速度可達120m/min，加速度可達1～2g，換刀時間可提高到1～2s【9】。3.專業化生產及標準化專業化生產是現代化工業生產的重要特征之一，國外工業先進的國家模具專業化生產已達75%以上。美、日兩國的模具廠，80%是10人以下的小工廠，90%是20人以下小而專的企業。一般一個模具專業廠只生產1～2種模具。這種專業化小模具廠易于管理，反應靈活，易于提高產品質量和經濟效率，有較強的競爭力。標準化是實現模具專業化生產的基本前提，能系統提高整個模具行業技術水平和經濟效益，是機械制造業的深層次發展必由之路。國外企業都極為重視模具的標準化，我國的模具標準化程度不足30%，而且標準品種少、質量低、交貨期長，嚴重阻礙模具的合理流向和效能發揮，需大力制訂標準化規范。總之，隨著模具技術的迅速發展及機械各類產品的多樣化、復雜化，模具應用的廣度和深度將不斷向縱深發展，模具需求增長速度將繼續高于國民經濟總體發展的速度，供小于求的被動狀態將大有改變。因此，在模具設計與制造中，采用新技術、新工藝、新設備可持續發展模具工業，更將成為所有企業得以占據市場制高點的必由之路。CAD在注塑模具行業中的應用第一節、CAD發展概況CAD即計算機輔助設計的英文簡稱(ComputerAidedDesign)。計算機的應用，使得設計人員在設計過程中，能充分發揮計算機的強大算術邏輯運算功能、大容量信息存儲與快速信息查找的能力，完成信息管理、數值計算、分析模擬、優化設計和繪圖等項任務；而設計人員集中精力進行有效的創造性思維，從而更好地完成從設計方案的提出、評介、分析模擬與修改到具體設計實現的設計全過程.對于機械行業來講，通用的CAD件是AutoCAD，但AutoCAD是一種通用的繪圖軟件，對機械行業針對性差，不過幸運的是，AutoCAD是個開放性軟件，可以對它進行二次開發，如采用Autolisp，ADS，ARX甚至采用VB語言等，現今的高華CAD、天目CAD就是在該軟件的基礎上開發的機械專業CAD。由于二次開發的深入，加強了參數化設計、智能化設計等，這樣充分發揮了計算機的強大的搜索功能和運算功能。世界上第一套塑料模具CAD軟件是澳大利亞MOLDFLOW公司于1976年推出井以公司名字命名的MOLDFLOW。目前MOLDFLOW已經發展得比較完善，實現了對注塑過程的模擬、設計原理的應用和精確計算，并逐步優化模擬過程，使設計工程師在產品設計階段可以在計算機上“制造”塑料產品，并能靈活地適應市場需求的變化。應用MOLDFLOW公司的技術已經在世界范圍內成功地設計出了上萬副模具。繼MOLDFLOW之后美國康奈爾大學、德國的亞森(Aachen)技術大學、美國的C.V.公司、MCAP公司、日本的CAD-M公司等也相繼開發了塑料模具CAD/CAM系統。第一套塑料模具CAD/CAM經過數年努力研制而成，于1982年推出，它就是后來稱為GRAFTEK的系統。塑料模具CAD/CAM的應用帶來了巨大的社會效益和經濟效益。據報導，美國Protetype&PlasticMold公司采用了Computool公司的CAD/CAM系統后，一年內生產效率提高了一倍，節省了35%的準備時間，制造周期平均縮短了30%，材料節省了10%，模具成本降低了10%～30%。國內部分科研單位、大專院校也在塑料行業開展了CAD技術的研制和開發工作。華中理工大學國家重點實驗室葉顯高、李德群、肖景容等研制成功了“實用化注塑模CAD/CAE/CAM微機系統HSC1.1”；北京化工學院進行了注塑充模過程計算機仿真；其他部分企業科研單位也做了一些探討工作，并且收到了一定的經濟效益【10】很多自己研發的軟件并不是很成熟。第二節、注塑模CAD內容在模具設計中，模架及某些零件，如導柱、導套、推桿、支撐塊、澆口套、定位圈等分別已形成廠標、行標或國標。對于這些標準的或本單位采用的模架及零件可在通用的二維工程圖CAD系統中建立模架、零件庫，以被設計時調用。對于澆注系統、溫控系統、模架結構強度計算等內容，已有一些較成熟的計算方法或經驗計算方法，可設置這些計算公式的模塊，以便設計人員進行快速計算。另外對于一些設計中常用的數據庫資料也可以設置在CAD系統中以便設計人員快速查詢，根據各個工廠的不同要求和情況，還可以在系統中設置本單位所特有的內容。這樣建立的CAD系統可大幅度減輕設計人員的工作強度、提高設計速度并可實現模具設計的規范化及標準化。對于某些在原成型制品的基礎上作局部修改而需重新設計的模具來說，其效果就更加明顯。總體來說，注塑模CAD的內容有以下幾點：1.注塑制品的幾何造型采用幾何造型系統，如線框造型、面造型和實體造型，在計算機中生成注塑制品的幾何模型，這是注塑模結構的CAD的第一步。由于注塑制品大多數是薄壁件，且又有復雜的表面，因此，常用表面造型的方法來產生制品的幾何模型。2.模腔面形狀的生成在注塑模具中，行腔用來生成制品的外表面，型芯用來生成制品的內表面，由于塑料的成型收縮率，模具磨損及加工精度的影響，制品的內外表面尺寸并不就是模具型芯面、型腔面的尺寸，兩者之間需要比較復雜的換算。目前流行的商品化注塑模CAD軟件并未能很好的解決這種換算，因此，制品的形狀和型腔的形狀要分別輸入，工作量較大且比較繁瑣，如何由制品形狀方便、快捷的生成型腔和型芯表面形狀仍是當前的研究課題。3.模具結構方面的設計采用計算機軟件來輔助計算最佳型腔的數目，引導模具設計者布置型腔，構思澆注系統、冷卻系統和推出機構，為選擇標準模架和設計動模部裝圖和定模部裝圖做準備。4.標準模架選擇采用計算機軟件來設計模具的前提是盡可能多地實現模具標準化，包括模架標準化、模具零件標準化、結構標準化及工藝參數標準化等。一般而言，用作標準模架選擇的設計軟件應具用兩個功能，一是能引導模具設計者輸入本企業的標準模架，以建立專用的標準模架庫；二是能方便地從已建好的專用標準模架庫中，選出本次設計中所需的模架類型及全部模具標準件的圖形和數據。5.部裝圖及總裝圖的生成根據已選定的標準模架及已完成型腔布置，模具設計軟件以交互方式引導模具設計者生成部裝圖和總裝圖。模具設計者在完成總裝圖時，能利用光標在屏幕上拖動模具零件以搭積木的方式裝配模具總圖。6.模具零件圖的生成模具設計軟件能引導用戶根據模具部裝圖、總裝圖以及相應圖形庫完成模具零件的設計、繪圖和標注尺寸。7.常規計算和校核模具設計軟件可將理論計算和行之有效的設計經驗相結合，為模具設計師提供對模具零件全面的計算和校核，以驗證模具結構等有關參數的正確性。注塑模CAD中的數據處理注塑模結構CAD的重點在于注塑制品的造型、模具設計、繪圖和數控加工的模擬，注塑模CAD的過程就是數據處理的過程。通常，由于注塑模結構CAD涉及面廣，程序規模很大，結構相當復雜，一個高效率的注塑模CAD系統不僅涉及到程序的結構和算法，同時也涉及數據結構和管理方法。在應用程序的執行過程中，經常需要利用一些標準數據和其他程序的設計及結果，系統各部分是通過交換數據相互聯系的。因此，數據的處理在注塑模結構CAD中又十分重要的作用。注塑模CAD系統中，數據類型十分廣泛，除了數字型、字符型數據之外，圖形/模型及其文本數據項也是注塑模CAD系統的數據。而圖形/模型數據又是由基本圖形元素、圖形符號、模型部分及各級圖形/模型數據組成。第三節、CAD數據組成注塑模CAD系統中數據可分為組合數據和基本數據，可將組合數據逐層分解至基本數據為止。根據這種分解模式，可以對總體、部件、詳細數據這三類數據分別進行處理。1.總體數據它是一種模型數據，可以表達為如下格式：文件名：總裝圖；組成：各部件數據名+定位關系數據；組織：依次記錄各部件名，定位數據。2.部件數據它可定義為一種圖形/模型數據，以標準模架為例說明其表達格式：文件名：部件名；組成：基準件名+各組成零件名+定位關系+尺寸關系+零件圖形關聯性；組織：依次記錄個零件名、定位關系、主特征尺寸。3.零件數據它可定義為一種圖形文本數據，為注塑模系統的基本單元數據，該數據類型可表達為如下格式：文件名：零件名；組成：圖形信息+尺寸信息+文本信息；組織：依次按圖形記錄圖形節點信息、尺寸標注及文本信息。第四節、CAD技術在模具設計中的應用產品設計產品的結構和材料對注塑過程及模具設計有著直接的影響，因而模具CAD從產品設計的CAD開始著手。通過樣品的計算機輔助測量或產品概念設計，建立產品的三維數據模型。設計人員由實體造型可獲得幾何及色彩上的直觀感受。設計變量為產品厚度及產品所用材料。輸入產品在使用環境中的載荷及邊界條件，經有限元分析及后置處理可得應力及變形結果。最后，按照用戶設定指標完成產品性能評估。模具設計1.概念設計階段對產品進行工藝性分析，確定生產批量和生產規模。設計參數包括：型腔數；材料類別及牌號；注塑機型號；工藝參數(充填時間、保壓時間、冷卻時間、注射速率或注射壓力等)；澆口位置、尺寸及數目；分型面等。上述參數作為輸入參數設定后，經過注塑過程模擬，依分析結果作調整，待完成方案評估后，即可作為優化后的模具設計參數，以文件形式輸出。2.初步設計階段最有利于產品性能的澆口位置和流道設計完成后，產品與注塑機噴嘴之間的幾何關系也就確定了。輸入所要求的型腔尺寸和冷卻管道布置等資料，即可選定模架尺寸，調用模架數據庫中的模架模型,自動生成一個模架。根據輸出的設計參數，可以調用標準零件數據庫中的零件模型，自動生成標準零件。對于非標準零件，可利用商用軟件的參數設計功能，方便地生成所需的零件。所有零件生成后，即可進行模具的裝配模型建立，通常采用自下而上的布局。一般CAD軟件均提供變量約束、尺寸定位及取向定位等功能。全面自動的干涉量檢查為用戶提供了檢查間隙和干涉的功能，并給出干涉總量以及間隙估計的文本記錄。更進一步，利用系統動態分析對模具的活動零件(如頂桿)進行真實的動態模擬，決定這些零件相對其他模具零件所需的活動范圍，檢查機械動作是否滿足要求的運動軌跡，是否與其他零件相干擾。3.詳細設計階段模具的裝配模型通過后，即可從中提取信息，詳細設計零件，包括自動尺寸標準和引入材料清單。由于整個設計流程基于一個完整的數據庫，任何一次修改都被記錄，并且在更新原有設計時，圖形及尺寸會自動變更，因此最后的零件數據庫模型提供了模具設計的全部圖形與非圖形信息。剩下的工作就是編制材料清單和作出加工模具零件所需的NC刀具軌跡。至此，塑料模具的CAD即告完成，流程如圖2-1所示。圖2-1CAD設計流程第五節、應用在本設計中的CAD技術Pro/ENGINEER2001在模具設計過程中的應用Pro/ENGINEER2001是美國PTC公司（ParametricTechnologyCorporation——參數技術公司）開發的大型CAD/CAM/CAE集成軟件，是全方位的產品開發軟件。該軟件集產品設計、裝配、加工、鈑金設計等功能于一體，其模塊眾多、內容豐富、功能強大，已廣泛應用于電子、航天、汽車、家電和玩具等行業。在DVD門模具設計過程中，主要應用Pro/ENGINEER2001進行了模仁結構設計，包括分形面、澆注系統，冷卻系統，滑塊等的設計。EMX4.1在模具設計過程中的應用PTC用于Pro/ENGINEER的新模架——EMX(ExpertMoldbaseExtension)，是一個基于知識庫的模架裝配和細化工具，它增強了現有Pro/ENGINEER模具工具的功能。專門為模具設計人員開發的這套工具，提供了快速創建和修改完整模具零部件的功能，能簡化模具設計過程，提高生產效率。在DVD門模具設計過程中，應用EMX4.1進行了模架結構及標準零件設計，包括頂出系統，導向系統，滑塊系統等。MoldflowPlasticAdvisers在模具設計過程中的應用MoldflowPlasticAdvisers是Moldflow公司開發的快速試模分析軟件，可以對塑件和模具進行注塑分析和優化，能幫助設計人員在早期發現問題。在DVD門模具設計過程中，應用MoldflowPlasticAdvisers模流分析，包括澆口位置、材料選擇、熔接痕位置、困氣、流動時間、壓力和溫度分布分析等。AutoCAD在模具設計過程中的應用AutoCAD是最常用的工程制圖軟件。由Pro/ENGINEER產生的工程圖紙不規范，所以后期需要導入AutoCAD2006進行完善。第六節、小結塑料模具CAD技術是一種全新的設計技術，有助于提高產品及模具設計的質量和實現產品的最佳性能。塑料模具CAD的工作主要在于理解注塑過程模擬的分析結果，判讀數據并做出合適的變更設計抉擇，熟悉CAD技術并有效地應用于模具設計也有賴于設計人員的素質和經驗。塑料模具CAD的難點在于建立豐富的材料性能數據庫，以及模具零件的標準化。注塑工藝分析及成型方法簡介第一節、塑件（DVD門）分析一、塑件DVD門塑件結構如圖3-1所示。圖3-1注塑零件3D圖該零件尺寸中等大小，最大長度為151mm，最大高度28mm，最大寬度35mm，平均厚度1.8mm，最大厚度二、塑料名稱根據各材料的注塑性能及加工使用性能，綜合市場價格，選擇材料為ABS。三、生產綱領大批量，自動化生產。四、塑件的結構及成型工藝分析1.結構分析該塑件端部帶有連接運動部分，兩個連接運動部分分別在不同的型腔內成型，故在模具設計和制造上要有一定的定位措施和良好的加工工藝，以保證轉動的順暢和零件的使用壽命。該塑件裝配在DVD表面，對表面美觀有一定要求，設計時要注意對外邊面的處理。2.成型工藝分析精度等級：采用一般精度5級。脫模斜度：該注塑零件壁厚約為1.8mm，其脫模斜度查參考文獻【1】中的表3-4有塑件內表面35′~1°，塑件外表面40′~1°20′。由于該塑件沒有特殊狹窄細小部位，所用塑料為ABS，流動性較好，而且，主要部分有較好的弧度，可順勢脫模，所以塑件外表面沒有放脫模斜度。同時，側面采用滑塊機構，脫模時，滑塊抽去，兩壁處脫模沒有困難，所有也第二節、材料ABS的注射成型過程及工藝參數一、注射成型過程1.成型前的準備對ABS的色澤、細度和均勻度進行檢驗。由于ABS的吸水率大約為0.2%～0.8%，容易吸濕，成型前應進行充分的干燥，干燥至水分含量<0.3%。干燥條件：用烘箱以80～85℃烘2～4小時或用干燥料斗以80℃烘12.注射過程塑料在注射機料筒內經過加熱、塑化達到流動狀態后，由模具的澆注系統進入模具型腔成型，其過程可以分為充模、壓實、保壓、倒流、和冷卻4個階段。3.塑件的后處理采用調濕處理，其熱處理條件查參考文獻【1】中的表4-7由處理溫度為70℃二、材料ABS的注塑成型參數注射機：螺桿式；螺桿轉數（r/min）：48；料筒溫度（℃）：前段200～220；中段180～200；后段160～180；噴嘴溫度（℃）：170～180；模具溫度（℃）：50～80；注射壓力（MPa）：70～100；成型時間（s）：注射20～60，保壓0～3，冷卻20～90，總周期50～160。三、材料ABS性能1.物理性能ABS樹脂是一種共混物，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(簡稱ABS)，這三者的比例為20：30：50(熔點為175℃流動性就會降低，強度和耐熱性變會減少。ABS為淺黃色粒狀或珠狀不透明樹脂，無毒、無味、吸水率低，具有良好的綜合物理機械性能，如優良的電性能、耐磨性，尺寸穩定性、耐化學性和表面光澤等，且易于加工成型。缺點是耐候性，耐熱性差，且易燃。2.成型性能ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三種化學單體合成。每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強度、熱穩定性及化學穩定性；丁二烯具有堅韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強度。從形態上看，ABS是非結晶性材料。中單體的聚合產生了具有兩相的三元共聚物，一個是苯乙烯-丙烯腈的連續相，另一個是聚丁二烯橡膠分散相。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結構。這就可以在產品設計上具有很大的靈活性，并且由此產生了市場上上百種不同品質的ABS材料。這些不同品質的材料提供了不同的特性，例如從中等到高等的抗沖擊性，從低到高的光潔度和高溫扭曲特性等。ABS材料具有超強的易加工性，外觀特性，低蠕變性和優異的尺寸穩定性以及很高的抗沖擊強度。ABS在比較寬廣的溫度范圍內具有較高的沖擊強度，熱變形溫度比PA、PVC高，尺寸穩定性好，收縮率在0.4%~0.8%范圍內，若經玻纖增強后可以減少到0.2%～0.4%，而且絕少出現塑后收縮。ABS具有良好的成型加工性，制品表面光潔度高，且具有良好的涂裝性和染色性，可電鍍成多種色澤。ABS尚具有良好的配混性，可與多種樹脂配混成合金(共混物)，如PC/ABS、ABS/PC、ABS/PVC、PA/ABS、PBT/ABS等，使之具有新的性能和新的應用領域，ABS若與MMA摻混可制成透明ABS，透光率可達80%。ABS是吸水的塑料，于室溫下，24小時可吸收0.2%~0.35%水分，雖然這種水分不至于對機械性能構成重大影響，但注塑時若濕度超過0.2%，塑料表面會受大的影響，所以對ABS進行成型加工時，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量應小于0.2%。3.ABS的主要性能指標密度ρ=1.2g/；收縮率0.4～0.7%，取值0.5%.4.ABS成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：溢料飛邊、氣泡、熔接痕、燒焦及黑紋、光澤不良；消除措施：增大注射壓力、提高模具溫度、加排氣槽、充分預干燥。模具設計第一節、擬定模具結構設計一、分型面位置的確定在塑件設計階段，就應考慮成型時分型面的形狀和位置，否則無法用模具成型。在模具設計階段，應首先確定分型面的位置，然后才選擇模具的結構。分型面的設計是否合理，對塑件質量、工藝操作難易程度和模具的設計制造都由很大影響。因此，分型面的選擇是注塑模具設計中的一個關鍵因素。1.分型面的選擇原則（1）有利于保證塑件的外觀質量；（2）分型面應選擇在塑件的最大截面處；（3）盡可能使塑件留在動模一側；（4）有利于保證塑件的尺寸精度；（5）盡可能滿足塑件的使用要求；（6）盡量減少塑件在合模方向上的投影面積；（7）長型芯應置于開模方向；（8）有利于排氣；（9）有利于簡化模具結構。該塑件在進行塑件設計時已充分考慮了上述原則，同時從所提供的塑件圖樣可以看出該塑件兩端的彎臂，彎臂上有孔和柱形部分（如圖4-1所示），所以需要側向抽芯分型。圖4-1塑件側向軸孔示意圖2.分型面的選擇基于以上因素的考慮，分型面選擇如圖4-2、4-3、4-4所示。圖4-2分型面正視圖圖4-3分型面側視圖圖4-4分型3D主體效果圖二、確定型腔數量及排列方式當分型面確定之后，就需要考慮是采用單型腔模還是多型腔模。一般來說，大中型塑件和精度要求高的小型塑件優先采用一模一腔的結構，但對于精度要求不高的小型塑件（沒有配合精度要求），形狀簡單，又是大批量生產時，若采用多型腔模具可提供獨特的優越條件，使生產效率大為提高。故由此初步擬定采用一模兩腔，如圖4-4所示。三、模具結構形式的確定該模具外觀質量要求較高，從該塑件的外部特征可以看出塑件外形是圓弧形狀加兩端帶孔彎臂，在彎臂的孔和柱形部分，只能采用側向成型。側向成型方法有多種形式：斜導柱、斜導槽和彎銷驅動側線成型滑塊成型及斜滑塊側向成型等方法。本設計采用斜導柱側向成型，初步擬定采用兩腔單分型面的模具結構形式，如圖4-5所示。圖4-5型腔分布示意圖四、注射機型號的確定注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設計注射模應該詳細了解注射機的技術規范，才能設計出符合要求的模具。注射機規格的確定主要是根據塑件的大小及型腔的數目和排列方式，在確定模具結構形式及初步估算外形尺寸的前提下，設計人員應該對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模厚、推出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據這些參數，選擇一臺和模具匹配的注射機，倘若用戶已經提供了注射機的型號和規格，設計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調整或于用戶取得商量調整。1.所需注射量的計算（1）塑件質量、體積計算:對于該設計，建立塑件模型,并用Pro/ENGINEER2001對此模型分析得：塑料制件體積V1＝5.6；塑料制件質量M1＝6.72g。（2）澆注系統凝料體積的初步估算可按塑件體積的0.6倍計算，由于該模具采用一模兩腔，所以，澆注系統凝料體積為V2=2V1×0.6＝2×5.6×0.6=6.72（3）該模具一次注射所需要的ABS體積V0=2V1+V2=17.92cm質量M0=ρ·V0=21.5g。2.注射機型號的選定近年來我國引進的注射機型號很多，國內注射機生產廠的新機型也日益增多。掌握使用設備的技術參數是注射模設計和生產所必需的技術準備。根據以上的計算，初步選定型號為SZ-10/16，該注塑機參數如表4-1所示。表4-1注塑機的參數注塑機最大注塑量：270cm噴嘴球面半徑：SR15mm注塑壓力：160MPa最小模厚：150最大開距：360注塑機定位孔直徑：Φ160注塑機拉桿的間距：415×415鎖模力：1250KN3.注塑機的參數較核（1）注射容量和質量校核由于以容量計算時V總≤0.8V注(4-1)式中V注—注射機最大注射容量cm3；V總—成型塑件與澆注系統體積總和cm3；0.8—最大注射容量的利用系數。∴V注≥V總/0.8=17.92/0.8=22.4cm所以注塑機符合注射容量和質量要求。（2）合模力及注塑面積和型腔數的校核合模力的大小必須滿足下式：Fs≥Fz=P（nAx+Aj）=PA(4-2)式中A—塑件和澆注系統在分型面上的投影面積之和Ax—塑件型腔在模具分型面上的投影面積Aj—塑件澆注系統在模具分型面上的投影面積Fz—脹模力Fs—合模力P—模腔壓力取75MPa通過使用Pro/ENGINEER軟件計算面功能自動得出A=2610mm2×2=5220由于Fs=1250KN≥75×5220mm2所以注塑機符合合模力及注塑面積和型腔數的要求。（3）模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核1）模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適模具的長×寬為300×400mm〈注塑機拉桿的間距415×415故滿足要求。2）模具閉合高度校核模具實際高度H模=270mm注塑機最小閉合厚度H最小=150mm即H模>H最小；故滿足要求。3)開模行程校核此處所選用的注塑機的最大行程與模具厚度有關（如全液壓合模機構的注塑機）。注塑機的開模行程應滿足下式：S機-（H模-H最小）>H1＋H2+（5～10）mm (4-3)因為S機-(H模-H最小)＝360-（270-220）=310H1＋H2＋（5～10）＝100+100+10=210即S機-（H模-H最小）>H1＋H2+（5～10）mm故滿足要求。式中:H1——推出距離，單位mm；H2——包括澆注系統在內的塑件高度，單位mm；S機——注塑機最大開模行程。第二節、澆注系統、關鍵零部件設計澆注系統形式和澆口的設計澆注系統是引導塑料熔體從注射機噴嘴到模具型腔的進料通道，具有傳質、傳壓和傳熱的功能，對塑件質量影響很大。它分為普通流道澆注系統和熱流道澆注系統。該模具采用普通流道澆注系統，包括主流到，分流到、冷料穴，澆口。1.主流道的設計主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機噴嘴射出的熔體導入分流道或型腔中。主要的形狀為圓錐形，以便于熔體的流動和開模是主流道凝料的順利拔出（1）主流道尺寸主流道小端直徑D=注射機噴嘴直徑+（0.5～1） (4-4)=3+（0.5～1），取D=4主流道球面半徑SR0=注射機噴嘴球頭半徑+（1～2） (4-5)=15+(1～2)，取SR0=17球面配合高度h=3～5mm，取h=3主流道長度L=40主流道大端直徑D′=D+2Ltanα=4+2×40×tan2°=6.79，取D′=7mm 澆口套總長LO=L+h+2=45mm （2）主流道襯套的形式主流道小端入口處于注塑機噴嘴反復接觸，屬于易損件，對材料要求較嚴格，因而模具主流道部分設計成可拆卸更換的主流道襯套形式即澆口套，以便有效的選用幼稚鋼材進行單獨加工和熱處理，常采用碳素工具鋼，如T8A、T10A等，熱處理硬度為50HRC～55HRC。由于該模具流道較長，定位圈和襯套設計成分體式較合適。（3）主流道襯套的固定主流道襯套采用四個螺釘均布固定。2.冷料穴的設計（1）主流道冷料穴的設計開模時應將主流道中的凝料拉出，所以冷料穴的直徑應稍大于主流道大端直徑。由于該模具型腔分布對稱，所以冷料穴可設在中心位置。冷料穴直徑=D′+2=7+2=9mm冷料穴深度=3/4D′=7mm（2）分流道冷料穴的設計此模具分流道比較短，所以可以不加冷料穴。3.分流道設計（1）分流到布置形式分流道在分型面上的布置與型腔排列密切相關，有多種不同的布置形式，應該遵循兩方面原則：一方面排列緊湊、縮小模具板面尺寸；另一方面流程盡量段、鎖模力力求平衡。改模具的流道布置形式采用平衡式。流道分布如圖4-6所示。圖4-6流道分布示意圖（2）分流道的長度長度應盡量短，減少彎折。該模具的分流道長度在設計過程中由繪圖的出，L=5mm（3）分流道的形狀及尺寸為了便于加工及凝料脫模，分流道設置在分型面上，采用圓形截面，ABS經驗值d=（4.8～9.5）mm，由d（1.1～1.2）=d上級，所以得出d=5.8，取為6（4）分流道表面粗糙度由于流道中于模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有中心部位的塑料熔體的流動狀態較理想，因此分流道的內表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取0.63～1.6微米，這樣表面稍不光滑，有助于增大塑料熔體的外層流動阻力。避免熔流表面滑移，是中心層具有較高的剪切速率，此處Ra=0.8。4.澆口的設計澆口是連接流道于型腔之間的一段細短通道，它是澆注系統的關鍵部位。澆口的形狀、位置和尺寸對塑件的質量影響很大。澆口截面積通常為分流道的0.07～0.09倍，澆口截面積取為圓形。（1）澆口類型及位置的確定該模具是中小型塑件的多型腔模具，同時，對外觀要求較高，所以從側澆口和潛伏式澆口中進行選擇。其中，潛伏式澆口模具結構簡單，只需兩板模即可，比較有優勢。通過MoldflowPlasticAdvisers對塑件澆口和注塑進行模擬并分析，在三種方案中比較。首先，對澆注質量進行比較，如圖4-7～圖4-9所示。比較可得三者差異不大，澆注質量都比較高，雙澆口稍好。圖4-7潛伏式澆口澆注質量圖4-8側澆口澆注質量圖8-9雙澆口澆注質量其次，從氣泡數目和位置進行比較，如圖4-10～圖4-12所示。潛伏式澆口和雙澆口氣泡明顯少于側澆口，并且產生氣泡位置多在分型面附近，所以通過分型面的設計，可以達到更好的排氣效果。圖4-10潛伏式澆口產生的氣泡圖4-11側澆口產生的氣泡圖4-12雙澆口產生的氣泡熔接痕如圖4-13～圖4-15所示。可以看出，采用雙澆口時，產生的熔接痕明顯多于采用潛伏式澆口和側澆口，并且雙澆口產生的熔接痕有部分位于塑件外表面，影響表面美觀。圖4-13潛伏式澆口產生的熔接痕圖4-14側澆口產生的熔接痕圖4-15雙澆口產生的熔接痕綜合以上，采用側澆口時，各方面都不是很理想；雖然雙澆口在控制氣泡上比較有優勢，但是熔接痕方面有明顯缺陷，而且如采用雙澆口，分流道布置會過長，所以也不合適；潛伏式澆口最合適，而且相應的模具結構也比較簡單，所以選用潛伏式澆口。（2）澆口尺寸設計由經驗公式，澆口的直徑d=0.206=0.607； (4-10)澆口直徑一般取在0.8～1.2之間，本模具取d=1分型面設計在Pro/ENGINEER工作環境下，可以對簡單零件自動產生分型面。但DVD門塑件，形狀不規則，分型面大部分不是平面，所以需要手動創建曲面之后合并為分型面。在此，僅對曲面合并舉例說明。圖4-16所示為對基礎分型曲面和滑塊曲面進行合并的過程，分別選取兩個面組，然后選擇合并方式已保留所需曲面。合并后效果如圖4-17所示。圖4-16合并曲面圖4-17合并后的曲面按照以上方法一次創建曲面，進行合并，最后產生分型面如圖4-18、4-19所示，其中黃色部分為塑件，灰色部分即分型面。圖4-18分型面bottom向3D圖圖4-19分型面top向3D圖成型零件設計直接與塑料接觸構成塑件形狀的零件稱為成型零件，其中構成塑件外形的成型零件成為凹模，構成塑件內部形狀的成型零件成為凸模（型芯）。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓的塑料接觸，并且脫模時反復與塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度，如果型腔側壁和底板厚度過小，可能因強度不夠而產生變形甚至破壞；也可能因剛度不足而產生翹曲變形，導致溢料飛邊，降低塑件尺寸精度并影響脫模。此塑件有側向軸孔，因此成型部分零件包括凹、凸模及滑塊。分型成功後凹模如圖4-20所示，凸模如圖4-21所示，滑塊如圖4-22所示。圖4-20凹模圖4-21凸模圖4-22滑塊排氣系統的設計該套模具是屬于小型模具，排氣量很小，可利用分型面、滑塊和頂桿等間隙進行排氣，不需要單獨開設排氣槽。溫度調節系統設計1.加熱系統由塑料模具的溫度直接影響到塑件的成型質量和生產率。ABS材料的注塑成型溫度為50～80，查參考文獻【1】中表6-10常用熱塑料的模具溫度表，可以得知所選塑件材料模具溫度為：100°C2.冷卻系統一般注射到模具內的塑料溫度為200℃左右，而塑件固化后從模具性強中取出時其溫度在60(1)設計原則：冷卻水孔數量盡可能的多，孔徑盡可能大；冷卻水孔至型腔表面的距離應盡可能相等；澆口處要加強冷卻；冷卻水孔道不應穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水；冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處；進出口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側，通常應設在注塑機的背面。（2）設計過程：已知：材料ABS，塑件厚度2mm，一次注塑質量21.5g，ABS單位熱流量系數Q1=350kg解：冷卻時間 (4-11)s根據ABS性能，取=10s注射時間=2s，保壓2s注射周期為t=10+2+2+（5～8）=20s (4-12)每小時注射次數N=3600/20=180∴總熱量Q=W=NG (4-13)=80×0.0215×350=1354.5kJ/h模具四側面積 (4-14)分型面面積開模率 (4-15)∴散熱表面積=0.04m2 模溫70℃，室溫∴對流所散發的熱量： (4-17)輻射所散發的熱量： (4-18)=0.86注塑機所散發的熱量： (4-19)∴應由冷卻系統從模具中帶走的熱量為為負 (4-20)所以模具靠自身可以散熱。但為更加安全和提高效率，仍添加冷卻系統。（3）冷卻系統的布置該塑件分型面為大致為階梯形，把模仁分為上下兩部分，上部分由分流道，應重點加強冷卻，因此布置在偏上位置。由上面計算可知，該模具塑料釋放的總熱量不大，旨在模具型腔周圍開始冷卻水管即可，凹模水管直徑為10mm，凸模水管直徑為8水管具體分布線如圖4-23所示。其中，為了表達清晰，只保留水管的中心線。4-23水線示意圖脫模機構的設計注射成型的每一循環中，塑件必須準確無誤的從模具的凹模中或型芯上脫出，完成脫出塑件的裝置成為脫模機構，也稱為推出機構。1.脫模推出機構的設計原則塑件推出是注射成型過程中的最后一個環節，推出質量的好壞將最后決定塑件的質量，因此，塑件的推出是不可忽視的。在設計推出脫模機構時，應遵循下列原則。（1）推出機構應盡量設置在動模一側；（2）保證塑件不因推出而變形損壞；（3）機構簡單、動作可；（4）良好的塑件外觀；（5）合模時的準確復位。2.塑件推出的基本方式選擇零件脫模無特殊要求，采用最常見的推桿推出即能滿足脫模要求。推桿形式選擇圓形推桿。3.頂桿布局頂桿布局如圖4-24所示，兩側為對稱布局，故只標注一側，對頂桿編號1～5。圖4-24頂桿布局示意圖其中，1號為澆口頂桿，其中挖了潛伏式澆口。其形狀如圖4-25所示。2號為拉料桿，脫模是頂出澆道凝料，達到自動切斷澆口的目的，其形狀如圖4-26所示。3～5號為普通推桿，其形狀如圖4-27所示。圖4-251號頂桿圖4-262號拉料桿圖4-273～5號頂桿4.頂桿尺寸計算（1）脫模力 (4-21) (4-22) (4-23) (4-24)取1°，查參考文獻【1】中表8-2得=3.556由ABS特性和模具材料得f=0.21取1°，查參考文獻【1】中表8-3得=1.0052=1.75mm，E=1800Mpa，S=0.5%，=0，L=14cm∴=625N（2）推板厚度 (4-25)=300mm，E=210000Mpa，B=150mm,=1/5*0.28∴（3）推桿直徑 (4-26)K=1.5，L=140，n=7，E=2100000∴，取d=4mm滑塊機構的設計前面已經分析過此塑件的側向結構，得出結論需要滑塊機構側抽芯，在此，進行滑塊結構配合設計。滑塊結構如圖4-27所示（此圖為了表達清晰，隱去滑塊工作部分）。圖4-27滑塊結構（1）抽芯距=1.8+(2~3) ，取S=4mm (4-27)（2）斜銷傾角開模行程，取15~20°∴=10.99～14.9 (4-28)∴可以任意在15～20°之間取值，取=15°（3）斜銷有效工作長度=15mm (4-29)（4）斜銷直徑側抽芯力： (4-30)查表9-1，最大變曲力=1KN側型芯中心線于斜銷固定地面的距離：mm (4-31)查表9-2，得斜銷直徑d=10（5）斜銷長度 (4-32)取L=75第三節、模架的確定選用標準模架，可以大大縮短模具的制造周期，提高企業的經濟效益。由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據成型零件尺寸結合標準模架，選用結構形式為Futoba-2P:SC，如圖4-28所示。模架尺寸為250×400mm圖4-28標準模架各模板尺寸的確定：1.A板尺寸A板是定模腔板，塑件高度28mm，在模板上還要開設冷卻水道，冷卻水道離型腔應由一定的距離，因此A板厚度取402.B板尺寸B板是凸模固定板，凸模的成型部分高度為50，同樣要有冷卻水道的位置，所以B板厚度取100mm3.C墊塊尺寸墊塊=推出行程+推板厚度+推板固定板厚度+（5～10）=28+12+30+（5～10）=75～80mm，取墊塊厚度為80mm上述尺寸確定之后，就可以確定標準模架，利用EMX添加標準零件和之前設計好的結構，逐步完成設計。模具整體效果如圖4-29、圖4-30所示。圖4-29模具整體效果圖4-30模具爆炸圖總結第一節、模具設計過程體會在對DVD門的設計過程中，本人查閱了很多資料，學習了之前未曾了解的一些知識，開闊了視野，對模具行業也有了新的認識。在技能方面，通過對此塑件模具的設計，本人更加熟練了對Pro/ENGINEER和AutoCAD的運用，同時，學習了新的軟件，如MoldflowPlasticAdvisers和EMX插件。期間，我遇到了不少困難，如由于對軟件不熟悉，設計初期沒有設置繪圖尺寸，直到導入模架才發現問題；設計初期經驗不足，考慮不全面，沒有對工作資料進行備份，由于失誤丟失前期工作，只能重做等等。這些困難有專業性的也有非專業性的，解決專業性難題，讓本人更加深刻的掌握了模具設計的基礎知識，而解決那些非專業性的難題，讓本人學會了做事縝密，鍛煉了自己的耐心和毅力。在設計過程中，本人運用了大量的計算機輔助設計，大大地提高了效率，本人深深感受到CAD/CAE技術的優越性和科學性。第二節、設計存在問題及解決設想由于對軟件和設計方法的不熟悉，本人走了很多彎路，浪費了許多時間，造成時間緊張，導致最后還有有很多不完善的地方有待改進。如滑塊成型部分壁薄且件長，脫模時，應在此處設計側頂出機構，但由于時間緊張，只能放棄。最大的失誤就是在早期放置塑件位置布局型腔時，由于經驗不足，沒有做長遠考慮，塑件位置擺反，導致兩個型腔距離過近，以致影響到后來冷卻系統、頂出系統和澆口的設計。由于時間緊迫，已經來不及重做，所以只得帶著遺憾完成此畢業設計。但遺憾也是一種收獲，它會在以后的工作中時時督促本人做的更好。【參考文獻】[1]黃虹：塑料成型加工與模具，化工工業出版社，2003.3[2]駿毅科技、關興舉等：Pro/ENGINEER塑料模具設計，人民郵電出版社，2006.2[3]朱光力、萬金保等：塑料模具設計，清華大學出版社，2003[4]中國機械工程學會、中國模具設計大典編委會：中國模具設計大典，江西科學技術出版社,2001[5]伍先明、王群等：塑料模具設計指導，國防工業出版社，2006.5[6]黃勝杰、機械科技研究中心：實戰Pro/ENGINEER工程圖，中國鐵道出版社,2002.10[7]Environment,May2005.[8]BillDavies.SergeJonnaert：GuidetoBetterHotRunnerControlWhitePaper，MoldflowCorporation，March2004.[9]許志：模具造型的數字化掃描及數控加工技術，制造技術與機床，1996年第9期[10]趙葛霄：仿形技術在模具設計制造中的應用研究，模具工業，2001年第2期

致謝在此感謝指導老師胡林教授、遠東石油工具公司的領導和同事以及身邊的同學悉心的教導和幫助。感謝胡老師我很多方向性的建議，在設計過程中給予的幫助和支持！感謝黃桂堅老師在模架選擇和澆口設計上給予的指導，感謝陳獎同學在模具分型及滑塊設計上給予的建議,感謝增路平、陶賢奉同學在設計細節上的幫助。使我加深了對模具方面的認識，培養了我獨立思考題、解決問題的能力。

英文摘要及關鍵詞InjectionMoldDesignfortheDVDdoor【Abstract】ThisthesismainlyintroducethedesignforthepartofDVDdoorInjectionmold.TheprocessofthedesignisthatfirstlysavingtheSTEPfileofthepart(thepartsolidmodeliscreatedbyUG).ThenusethePro/ENGINEER2001tofinishthedesignofmold,atlast,useMOLDFLOWPLASTICSADVISERStodomoldflowanalysis.Thefinishedmoldcontainstwocavities.Ifthemoldpassesallchecks,thenfinishthedrawingsofnon-standardpartsandtheassemblydrawingabouttheinjectionmold.Atlastwriteouttheessay.【Keywords】Injectionmold.Pro/ENGINEER2001.EMX4.1.MoldflowPlasticAdvisers.DVDdoor.1前言1．1啤酒制備工藝簡介啤酒是以大麥為主要原料的釀造酒，經粉碎，糖化，發酵等工序制得。啤酒生產過程分為麥芽制造、糖化、前發酵、后發酵、過濾滅菌、包裝等幾道工序。麥芽制造：大麥浸漬吸水后，在適宜的溫度和濕度下發芽，發芽時產生各種水解酶，如蛋白酶、糖化酶、葡聚糖酶等，這些酶可將麥芽本身的蛋白質分解成肽和氨基酸，將淀粉分解成糊精和麥芽糖等低分子物質。發芽到一定程度，經過干燥，制成水份含量較低的麥芽。糖化：麥芽經過粉碎，加入溫水，在一定的溫度下，利用麥芽本身的酶制劑，進行糖化（主要將麥芽中的淀粉水解成麥芽糖），為了降低生產成本，還可以加入一定比例的輔料（大米、玉米、糖漿等）。制成的麥芽醪，進行過濾，得到麥芽汁，送入麥汁煮沸鍋中，將多余的水分蒸發掉，并加入酒花。最后沉淀冷卻充氧，為發酵做好充分的準備。發酵：麥芽汁經過冷卻后，加入酵母菌，輸送到發酵罐中，開始發酵。傳統工藝分為前發酵和后發酵，分別在不同的發酵罐中進行，現在流行的作法是在一個罐內進行前發酵和后發酵。前發酵主要是利用酵母菌將麥芽汁中的麥芽糖轉變成酒精，后發酵主要是產生一些風味物質，排除掉啤酒中的異味，并促進啤酒的陳熟，這一期間，控制一定的罐內壓力，使后酵時產生的二氧化碳保留在啤酒中。過濾滅菌：經過15天左右的發酵，將啤酒進行過濾，除去啤酒中的酵母菌和微小的顆粒，再進行低溫冷卻，進入清酒罐。包裝：包裝方式主要有瓶裝和罐裝，還有桶裝等。1．2設計的內容與依據設計題目年產12萬噸淺色啤酒的工廠工藝設計1.2.21.2.31.2.3.1（1）廠址選擇及論證（2）總體行業生產狀況及水平，生產工藝流程選定及論證（3）生產的物料衡算并列表（4）水（地下水）、電（工業用電）、汽、冷、風及熱量平衡計算（5）主要工藝設備選型及計算（以國產設備為主）并列出全廠設備一覽表（6）人員組織及管理（7）環境保護和三廢治理方案和措施（參照有關國家標準進行）（8）相關經濟概算（重點是單產消耗和成本概算）1.2.3.2（1）工廠布置圖3張：全廠平面布置圖、制麥車間平面布置圖，制麥車間立面圖（2）工藝流程圖3張：制麥工藝流程圖、糖化工藝流程圖、發酵工藝流程圖1．3廠址選擇和論證1.3.1本廠選在河北省新樂。1.3.1.1石家莊地處大陸性季風氣候區,冬季寒冷干燥，多西北風，夏季炎熱干燥，多東南風，春秋溫和。由風玫瑰圖可知，該地區的主導風向為東南風。新樂是石家莊的郊縣，位于石家莊的東北角。夏季產量高，正處于風的下游階段，因此選在此處，不會給居民造成污染。1.3.2新樂市位于河北省中部，南距石家莊39公里，北距北京240公里、天津300公里。地理位置優越，交通便利，歷史上稱之謂“九省通衢，三輔重地”。京廣、朔黃兩條鐵路、縱橫貫穿全境，交通便利，有利于產品的銷售。人口密集，有著廣闊的消費市場。

地勢平坦，有利于工廠總平面布置；

而且可用地面積廣闊，土地的征用符合一系列的法規，地下水儲量大,埋藏淺,水質優良，適合啤酒生產。1．4原輔料及成品1.4.1主要原料為：大麥.1來源：澳麥澳麥的特點：顆粒粗短，粒大，有光澤，背內少痕跡，麥皮薄，總氮含量適中，浸出率高，溶解性好，庫值適中。采用品種優良的二棱大麥。其特點為：麥粒肥大飽滿，色澤淡黃，新鮮，用它制麥無水敏性，發芽率高，溶解好，浸出率高，溶解性好，浸出率一般高到78%以上，蛋白質含量一般為11%左右，釀造性好，發酵度高，泡沫性好，細膩持久。優良釀造大麥品種的特點：（1）粒大飽滿，皮薄，色淺，體型短（2）高產，低肥，抗病毒（3）成熟期早，休眠期短，浸出率高（4）粒重量高，二棱大麥不低于42克，六棱大麥不低于（5）粉狀顆粒，在80%以上（6）吸水能力強，72小時浸漬水分應達47.5%以上（7）蛋白質含量適中，二棱大麥9-11%，六棱大麥10-12%（8）大麥和制成麥芽的酶活性高（9）發芽率不低于95%，溶解良好，制麥收得率高我國啤酒大麥質量標準見表1.1表1.1我國二棱大麥質量標準項目等級一級二級三級外觀淡黃色，具有光澤，無病斑粒，無霉味和其它異味淡黃色，具有光澤，無病斑粒，無霉味和其它異味黃色，無病斑粒，無霉味和其它異味千粒重量（g）≥40≥35≥32夾雜物（%）≤1≤1.5≤2發芽率（%）≥95≥90≥85水分（%）≤13≤14≤14無水蛋白質（%）≤12≤13≤141.4.1.2大麥與其它許多植物種子一樣,具有特殊的休眠機制,新收獲的大麥不但發芽率低,而且發芽不均勻,須經過6～8個星期的后熟期才能正常的發芽力。本廠采用立倉儲藏大麥，在立倉中設有通風管道，溫度自動記錄儀和噴藥器的輔助裝置。1.4.2輔料選用大米1.4.2.1規格要求：水分愈低愈好，粉碎愈細愈好，不得含有整粒大米，粉碎物品公斤重量為80～90kg/hl。1.4.2我國盛產大米，大米淀粉含量高于其他谷類，添加大米的啤酒色澤淺，口味清爽，泡沫細膩，酒花香味突出，非生物穩定性較好，特別適宜制造下面發酵的淡色啤酒。雖然玉米，大麥、小麥都可以做輔助原料，但是它們都有其不足之處，由于玉米富含油脂，破壞啤酒的泡特性，減弱起泡能力，且產生異味。此外，油脂