苏州市职业大学课程设计说明书名称塑料模具CAD——饭盒盖2013年3 月11日至2013年3 月24日共2 周院系机电工程系班级11模具4班姓名时苗苗第 4 组第四号系主任陶亦亦教研室主任李耀辉指导教师李耀辉目录课程设计任务书 (4)第一章塑料件的CAD (7)1.1 塑料件的设计要点 (7)1.2 塑料件的设计过程 (7)1.2.1 塑料件的原料分析 (7)1.2.2 塑件的尺寸与公差 (8)1.2.3 塑件的表面质量 (8)1.2.4 塑件的体积和质量 (8)1.3 注射机的选择 (8)1.3.1 塑料的注射成型工艺 (8)第二章注射模具成型零件CAD (11)2.1 塑件分型面的选择 (11)2.2 凹模的结构设计 (12)2.3 凸模与型芯的结构设计 (13)第三章模架选型 (16)第四章功能系统设计 (18)4.1 浇注系统设计 (18)4.1.1 主流道的设计 (18)4.1.2 主浇道尺寸确定 (18)4.1.3 主浇道衬套的形式 (18)4.1.4 分浇道的设计 (19)4.1.5 冷却系统设计 (19)4.1.6 排气系统的设计 (20)4.2 推出机构设计 (20)4.2.1 推出机构的设计要求 (20)4.2.2 推出机构的选择 (21)4.2.3 推出机构的导向与复位 (21)4.3 导向机构设计 (21)4.4导向装置的设计及尺寸确定 (22)4.3.1 导柱导向机构的设计 (23)4.3.2 导套结构和技术要求 (23)第五章模具装配 (24)第六章三维转二维工程图 (25)第七章小结 (27)参考文献 (28)苏州市职业大学课程设计任务书课程名称：塑料模具设计起讫时间：2013.3.11～2013.3.24院系：机电工程系班级：11模具4班指导教师：李耀辉系主任：陶亦亦一、课程设计课题：注塑模具CAD分组设计指定塑料件的注塑模具：第一组：皂盒上盖7人第二组：外壳7人第三组：电位器盒6人第四组：修正带盒1下盖6人第五组：修正带盒2上盖6人第六组：饭盒盖6人二、课程设计要求1. 运用PRO/E软件进行设计；2. 根据提供的图纸和参考结构设计工艺可行的塑料件3D模型；3. 运用模具CAD模块设计塑料件模具的工作零件，并设计浇注系统，要求1出2，采用侧浇口或点浇口；4. 从模架库调用合理的标准模架；5. 设计模具的所有结构零件；6. 进行模具装配；7. 运用3转2功能绘制料件、模具装配体的2D图；8. 运用Word编写课程设计说明书。
三、课程设计工作量（进度要求）1. 根据提供的图纸和参考结构，设计工艺可行的塑料件3D模型；2. 运用模具CAD模块设计塑料件模具的成型零件，并设计浇注系统，要求1出2，采用侧浇口或点浇口；3. 从模架库调用合理的标准模架，设计模具的所有结构零件；4. 进行模具装配；5. 运用3转2功能绘制料件、模具装配体的2D图；6. 运用Word编写课程设计说明书并打印；7. 上交课程设计说明书书面资料及所有课程设计内容的电子档案。
四、课程设计说明书内容（有指导书的可省略）1. 课程设计说明书封皮；2. 目录；3. 课程设计任务书，课程设计说明书(按“课程设计要求”顺序) ；4. 课程设计体会（小结）；5. 相关图纸；第一章塑料件的CAD1.1 塑料件的设计要点肥皂盒是日常用品，与人接触较多，商店里的肥皂盒也是各式各样，丰富多彩的。
此设计的塑件为肥皂盒上盖，该塑件尺寸中等，整体结构比较简单，多数都为曲面特征。
除了配合尺寸要求精度较高外，其他尺寸精度要求相对较低。
为了防止香皂遇水软化，所以将产品设计成带有凸起的带双孔的曲面。
此产品要具备原料丰富，价格低廉，无毒无味，易于上色的特点。
1.2 塑料件的设计过程1.2.1 塑料件的原料分析根据对塑件的分析要求，决定选用PC塑料。
(1)基本特性：PC是一种性能优良的热塑性工程塑料，密度1.2g/3cm。
本色微黄，如加点淡蓝色，可得到透明塑料，可见光的透光率接近90%。
PC抗蠕变、耐磨、耐热和耐寒性较好，其脆化温度在—100℃一下，长期工作温度可达120℃。
PC吸水率较低，可耐室温下的水、稀酸、氧化剂、还原剂。
盐、油等，但不耐碱、胺、脂等。
(2)成型特点：PC虽然吸水性小，但高温时对水分比较敏感，所以加工前必须干燥处理，否则会出现银丝、气泡及强度下降现象；PC熔融温度高，熔融粘度大，流动性差，所以，成型时要求有较高的温度和压力；由于PC熔融粘度对温度比较敏感，所以一般用提高温度的办法来增加熔融塑料的流动性。
(3)结论：PC塑料的温度与熔融黏度的关系比较独特。
在熔融过程中温度升高时，其熔融黏度实际降低了很少，一般为220~225度为适合加工温度，对于20~30g的塑料采用柱塞式注射机。
水敏度高，加工前必须干燥处理，否则会出现银丝，气泡及其强度会显著下降现象。
注射速度采用中等注射速度较好，薄壁时速度要高，模具温度一般为75~85度。
要求注射量为标定注射量的50%。
1.2.2 塑件的尺寸与公差一、塑件的尺寸塑件的尺寸的大小受制于以下因素：（1）取决于用户的使用要求；（2）受制于塑件的流动性；（3）受制于塑件熔体在流动充填过程中所受的结构阻力。
a)影响塑件尺寸精度的主要因素有：塑件材料的收缩率及其波动；b)塑件结构的复杂程度；c)模具因素（含模具制造、模具磨损及寿命、模具的装配及模具的合模）d)成型工艺因素（模具成型的温度T、压力p、时间t及取向、结晶、成型后处理等）e)成型设备的控制精度等；其中，塑件的尺寸主要取决于塑件收缩率的波动及模具制造精度误差。
1.2.3 塑件的表面质量塑件的表面质量包括塑件缺陷、表面光泽性和表面粗糙度，及与模具的成型工艺、塑件的品种、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨损成度有关，模具型腔的表面粗糙度通常应比塑件的对应部位的表面粗糙度在数值上低1~2等级。
1.2.4 塑件的体积和质量通过Pro/E软件建模后，得出图1-1，图1-2塑件的三维图并侧出了单个塑件的体积以及根据取PC材料的密度3ρ，于是算得单个塑件质量：/=2.1cmg塑件体积（V)/3cm塑件质量（m)/g753.2 903.84表1-11.3 注射机的选择1.3.1 塑料的注射成型工艺参数要保证塑件质量合格及稳定所必须的条件是准确而稳定的工艺参数。
塑件注射成型工艺参数如表塑件注射成型工艺参数如表所示：表1-2 PC塑料的注射成型工艺参数工艺参数规格 喷嘴温度/℃180～190 模具温度/℃20～60 注射压力/MPa60～100 保压力/MPa30～40 成型时间/s注射时间0～3 保压时间15～40 冷却时间15～30 成型周期 40～90图1-11-2第二章注射模具成型零件CAD2.1 塑件分型面的选择综合几条分型面的设计原则：a)应便于塑件的脱模（应尽可能留在动模一侧）。
b)应有利于侧向分型与抽芯。
c)应保证塑件的质量。
d)应有利于防止溢料。
e)应有利于排气（一般尽量与熔体流动的末端重合）。
f)选择分型面时，将分型面设置在塑件的最大截面处，这样塑件容易脱模。
图2-1 分型面图2-2 分型面2.2 凹模的结构设计凹模是成型塑件外表面的凹状零件，按结构不同可分为整体式和组合式；组合式凹模又分整体嵌入式组合凹模、局部镶嵌式组合凹模、镶拼式组合凹模、底部镶拼式、侧壁镶拼式和四壁拼合式等形式。
综合考虑，现选用整体嵌入式组合凹模结构。
对小型塑件采用多型腔模具成型时，各单个型腔采用机械加工、冷挤压、电加工等方法加工制成，然后压入模板中。
该凹模形状及尺寸的一致性好，更换方便，加工效率高，可节约贵重金属。
图2-3 整体嵌入式型腔结构本次设计采用图2-3中d)形式，其凹模的三维结构图如图2-4所示：图2-4 凹模的三维结构图由于图形比较简单，故选用一模二腔2.3 凸模和型芯的结构设计凸模结构也分整体式和组合式。
由于型芯和型腔的结构非常类似，所以选用的结构形式和凹模的结构形式一样，采用整体嵌入式，如图4-5所示。
图2-5 凸模的三维结构图第三章模架选型在模具设计时，应根据塑件图样及技术要求，分析、计算、确定塑件形状类型、尺寸范围、壁厚、孔型及孔位、尺寸精度及表面性能要求以及材料性能等，以制定塑件成形工艺，确定进料口位置、塑件重量以及每个模塑件数，选定注射机的型号及规格。
选定的注射机必须满足塑件注射量以及成型压力等要求。
为保证塑件质量，还必须选用标准模架，以节省设计和制造时间保证模具质量。
选用标准架的程序及要点如下。
（1）模架厚度H和注射机的闭合距离L 对于不同型号及规格的注射机，不同结构形式的锁模机构具有不同的闭合高度。
（2）开模行程与定、动模分开的间距与推出塑件形成之间的尺寸关系设计时必须计算确定，在取出塑件时的注射机开模行程应大于取出塑件所需的定、动模分开的时间，而模具推出塑件距离需小于顶出液压缸的额定顶出行程。
（3）选用的模架在注射机上的安装安装时需要注意：模架外形尺寸不应该受注射机拉杆间距的影响；定位孔径与定位环尺寸需配合良好；注射机推出杆孔的位置和顶出行程是否合适等。
（4）选用模架应该符合塑件及成型工艺的技术要求为保证塑件质量和模具的使用性能及可靠性，需要对模架组合零件的力学性能，特别是它们的强度和刚度进行准确的校核及计算，以确定动、定模板及支撑板的长、宽、高的尺寸，从而确定的选定模架的规格。
塑料注射模中小型模架标准中规定，模架的周界尺寸范围≤400mm×400mm，还规定了其模架结构形式为品种型号，如图3-1所以：图3-1 基本型中小型模架各模板的的尺寸确定如图3-2所示图3-2总厚度=JT板+A板+B板+U板+C板+JL板=40+60+60+80+100+40=380第四章功能系统设计4.1 浇注系统设计4.1.1 主流道的设计主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体注入分流道或型腔中。
a)为便于凝料从直浇道中拔出，主浇道设计成圆锥形，其锥角α=2°～6°，内壁表面粗糙度m.0=。
6325~Raμ.1b)主浇道进口端直径应比喷嘴直径大0.5～1mm。
主浇道进口端凹下的球面半径比喷嘴球面半径大1～2mm，凹下深度约3～8mm。
c)主流道大端与分流道交接处应该倒圆角R=1～3mm，以减小料流转向过渡时的阻力。
d)在保证塑件成型良好的前提下，主浇道长度L尽量短，一般宜小于60mm为佳，最长不宜超过95mm，但也应视模版的厚度和水道的开设等具体情况而定。
e)主流道常开设在可拆卸的主流道衬套上。
4.1.2主浇道尺寸确定a)主流道长度：根据主流道设计要点，现初取L=48mm进行设计。
b)主流道小端直径：d=注射机喷嘴尺寸 +（0.5～1）mm=（8+0.5）mm=8.5mm。