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任務書 畢業(yè)設計（論文）題目 光盤盒底盒注塑模具設計與制造 畢業(yè)設計（論文）工作內(nèi)容與基本要求（目標、任務、途徑、方法，應掌握的原始資料（數(shù)據(jù)）、參考資料（文獻）以及設計技術(shù)要求、注意事項等）（紙張不夠可加頁） 1. 設計目的：（1）綜合運用塑料成型材料的基本知識,以塑料成型的基本原理和工藝特點,分析成型工藝對模具的要求；（2）掌握成型設備對模具的要求；（3）掌握成型模具的設計方法,通過畢業(yè)設計,使學生具備設計中等復雜程度的模具的能力；（4）培養(yǎng)學生正確的設計思想和分析問題、解決問題的能力，學會運用標準、規(guī)范、手冊、圖表和查閱有關技術(shù)資料，培養(yǎng)學生從事模具設計的基本技能。 2. 設計任務：光盤盒底盒注塑模具設計與制造 3. 設計規(guī)格： （1）外形尺寸見實物；（2）材料：ABS；（3）生產(chǎn)綱領：年產(chǎn)30000件~80000件 4. 設計內(nèi)容： 1）塑件的工藝分析以及注射機選擇 2）注塑模具的設計,主要包括： （1）型腔數(shù)目確定 （2）分型面選擇 （3）型腔的布置 （4）澆注系統(tǒng)的設計 （5）排氣槽位置的選擇 （6）成型零件的設計與加工工藝 （7）脫模機構(gòu)零件的計算 （8）模具標準零件的選擇 （9）冷卻系統(tǒng)的設計 （10）塑料模具的材料及熱處理 3） 實體設計 （1）所給制品的實體設計 （2）凹凸模實體設計 （3）模具其他零件的實體設計 （4）模具虛擬裝配 5. 設計要求： （1）20xx年2月10日完成開題報告，文獻綜述以及文獻翻譯。 開題報告主要內(nèi)容包括：調(diào)研資料的準備，畢業(yè)設計的目的、要求、思路與預期成果；任務完成的階段內(nèi)容及時間安排；完成設計所具備的條件因素。 文獻綜述不少于3000字；文獻翻譯不少于3000字。查閱文獻資料不少于12篇，其中外文資料不少于2篇； （2）20xx年3月1日前完成畢業(yè)設計方案。 （3）20xx年4月10日完成圖紙繪制，實體設計和畢業(yè)設計說明書初稿。 （4）20xx年4月20日完成畢業(yè)設計說明書定稿。設計說明書不少于8000字，條理要清晰，格式規(guī)范，邏輯性強。 （5）20xx年5月1日前上交所有材料（紙質(zhì)材料和電子檔），學院進行答辯資格審查 。20xx年5月14日前完成答辯前的修改工作，做好畢業(yè)答辯準備。 （6）20xx年5月19日-20日院里組織統(tǒng)一畢業(yè)答辯。 6. 參考文獻： [1] 黨根茂 駱志斌 李集仁 主編.模具設計與制造.西安：西安電子科技大學出版社，1995.12； [2] 許發(fā)樾 主編.實用模具設計與制造手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002.1； [3] 《塑料模設計手冊》編寫組著.塑料模具設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社； [4] 王煥庭 李茅華 徐善國 主編. 機械工程材料.大連理工大學出版社，2000.5； [5] 高佩副 主編. 實用模具制造手冊. 北京：中國輕工業(yè)出版社，1999.3 [6] 彭建聲 秦曉剛 主編. 模具技術(shù)問答.北京：機械工業(yè)出版社，2000.1 [7] 陳錫棟，周小玉.實用模具技術(shù)手冊.機械工業(yè)出版社,2001.7 [8] 付宏生.劉京華.注塑制品與注塑模具設計.化學工業(yè)出版社,2003.7； [9] 陳萬林.實用塑料注射模設計與制造.機械工業(yè)出版社2000.10； [10] 賈潤禮，程志遠.實用注塑模具設計手冊.中國輕工業(yè)出版社,2000.4； 畢業(yè)設計（論文）時間： 20xx 年 2 月 13 日至 20xx 年 5 月 15 日 計 劃 答 辯 時 間： 20xx 年 5 月 19日 專業(yè)（教研室）審批意見： 審批人（簽字）： XX大學 畢業(yè)設計 文獻翻譯 院（系）名稱 專業(yè)名稱 學生姓名 指導教師 20xx年 03 月 05 日 自動分型面擴展在模具設計導航流程中的運算法則 摘要：該項研究注重在于運算法則的規(guī)劃與發(fā)展和在CAD軟件體系結(jié)構(gòu)下自動分型面設計的過程。有關模具的順利開模，模具分型面的設計是重要的一步。分型面可分為主分型面和輔助分型面。本研究通過計算機軟件確定輪廓向量幾何關系開發(fā)了主分型面的擴展規(guī)則的運算法則。它可以實現(xiàn)主分型面自動延長，并可以嵌入到一個基于Web的模具設計導航流程。通過標準化的設計過程，可以點擊鼠標的次數(shù)減少90％，使用戶能夠快速完成模具設計，減少設計錯誤，提高工作效率。 關鍵詞：模具設計，自動設計，分型面，導航流程，Pro/Web，鏈接 1 引言 傳統(tǒng)的模具設計和制造工藝，從概念設計和模具設計到制造，裝配，測試，依靠專業(yè)知識和專業(yè)人員的經(jīng)驗。然而，它需要時間來培養(yǎng)專業(yè)可以獨立完成工作的人，人才流失可能導致企業(yè)和無形資產(chǎn)的重大損失，例如，經(jīng)驗的積累和專業(yè)知識。因此，如何留住經(jīng)驗豐富的員工，并允許其他雇員通過系統(tǒng)有效的地吸收知識的管理是一個值得關注的話題。這是一個工程師可以直接使用的融入了知識和技術(shù)的各種專業(yè)模塊的自動設計理念的趨勢。自動化系統(tǒng)可以縮短模型設計的時間，減少人為在設計的錯誤，以及從人才流動造成的損失。本研究旨在開發(fā)一個在自動化概念的基礎上進行模具分型面的設計。 倪等人[1,2]建議生成一個立體的分型線和分型面，在最佳分型方向的基礎上，根據(jù)成型方向和拓撲關系分為三大組成型表面。最大邊環(huán)面組被定義生成邊緣環(huán)路，分別設立不同的表面邊緣環(huán)路組定義的主要分型線和其他分型線。此外，倪等人還提出了一個有效的方法來識別和抽取底切和生成理想的成型方向切除了數(shù)量和相應的體積。Fu等人[3]提出了分型和顯而易見的表面的可能性，以及它的可塑性可以提高分型的設計效率。Chakraborty和Reddy[4]確定最優(yōu)解成型方向，分型線，和一底切區(qū)域在最小值和分型面光潔度以及最小的模型深度通過整合的雙板模具的分型面。Weinstein和Manoochehri[5]為找出最佳草案的角度和分模線位置把表面分成在正方向有相互關系的凸表面。Ravi 和Srinivasan[6]采用了計算機輔助分型面設計，并提出了幫助工程師有關分型應用在模具設計的邏輯。Kong等人 [7] 通過應用基于拓撲圖形提出使用搜索功能的穿透孔進行有效地修復的關閉具有復雜形狀的孔的方法。Li等人[8]提出了一種通過分割曲面自動生成一個使用邊緣曲線產(chǎn)生一個結(jié)合完成表面修復之前的分型面的方法。Kumar等人[9]采用多面體面鄰接圖識別底切的類型，完全可見和部分可見，并用這結(jié)果來確定最佳的分型面。Dignum和van de Riet[10]提出了一種語言來管理知識。語言是可以通過策略來總結(jié)零星信息為將來對知識的理性認識認識和采用來分類。關于知識管理系統(tǒng)，F(xiàn)ahey和Prusak[11]指出過分強調(diào)技術(shù)層面上可能導致知識和信息之間冷漠。在這種情況下，知識管理系統(tǒng)是類似于信息管理，它未能完成知識管理的任務。Thibault等人 [12]提出綜合的產(chǎn)品工藝方法來評價與專家的知識數(shù)據(jù)庫，以幫助設計人員選擇合適的鍛造工藝和產(chǎn)品設計參數(shù)的一致性和設計參數(shù)。Jong 等人 [13-15]構(gòu)建了一個以知識為本，定制的基于網(wǎng)絡的模具設計導航過程和模具設計的導航系統(tǒng)安裝在Web服務器。設計師可以在網(wǎng)上以及在應用程序中使用該系統(tǒng)。 過去的研究大多曾討論提高分型面設計和沒有提及如何應用在實際的設計和有效地幫助工程師完成設計任務的鑒別方法。因此，本研究首次建立了自動生成的分型面的功能，然后集成有Jong 等熱人 [13]編寫的模具設計導航流程。從以往的研究不同，本研究的目的是建立或??確定最佳分型線。這項研究集中在如何設計決定開模方向與分型線，分型面自動延長。此外，這項研究可以直接應用到CAD軟件。根據(jù)分型線的導航系統(tǒng)規(guī)劃的功能，輪廓向量和幾何關系進行了測定。接下來，程序計算和判斷，主要分型面自動延長，并完成。已完成的分型面，然后納入模具分離的導航系統(tǒng)。因此，以知識為基礎的自動功能，可以取代復雜的手工操作，以提高設計效率，減少錯誤，并讓設計成為標準化。 2 模具設計，導航流程 在應對市場的復雜需求，三層結(jié)構(gòu)[16]已被應用到開發(fā)系統(tǒng)，包括模具設計，導航系統(tǒng)。基于項目管理和關系型數(shù)據(jù)庫，該系統(tǒng)建立了一個標準的自動設計過程。本研究試圖整合基于三層系統(tǒng)與知識管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，以設計知識和技術(shù)轉(zhuǎn)化為實際的流程和功能，以幫助設計師開發(fā)模具更迅速，更輕松地分享知識。 2.1 基于Web的三層結(jié)構(gòu) 一個三層架構(gòu)[16]電子商務系統(tǒng)的建設是最常用的結(jié)構(gòu)。它包括展示層，業(yè)務邏輯層，數(shù)據(jù)層。它不同于傳統(tǒng)客戶機/服務器架構(gòu)的主要區(qū)別是獨立的商業(yè)邏輯層，它可以減少在計算機上的客戶端或服務器端的負擔。展示層，主要是瀏覽器，負責接收用戶的數(shù)據(jù)輸入和提交的結(jié)果。業(yè)務邏輯層是用戶界面與數(shù)據(jù)層之間的橋梁，數(shù)據(jù)層負責業(yè)務邏輯的算法和數(shù)據(jù)處理以及Web服務器功能。數(shù)據(jù)層是唯一的數(shù)據(jù)訪問和存儲。該架構(gòu)可以建在一個單一的服務器計算機。根據(jù)計算機的負載，該架構(gòu)還可以單獨建成一個獨立的作戰(zhàn)平臺的數(shù)量。 圖1 開發(fā)平臺的設計，導航流程 在這項研究中提出的設計，導航平臺使用Pro / ENGINEER ，CAD軟件建成，使用戶能夠使用在支持的網(wǎng)絡瀏覽器開發(fā)和設計授權(quán)內(nèi)的企業(yè)網(wǎng)絡。此外，三層結(jié)構(gòu)由Jong等人[13] 開發(fā)的，如圖1所示，制定方案通過Microsoft.NET框架。Web服務器被聘為國際信息服務。網(wǎng)頁開發(fā)語言使用ASP.NET4.0（C＃中），在服務器端的異步接入技術(shù)的HTML，CSS，JavaScript的AJAX（異步JavaScript和XML），并內(nèi)置在CAD軟件的應用程序編程接口（API）提供邏輯判斷和處理系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)。 MS一SQL2008 Express的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問和存儲。關于用于數(shù)據(jù)存儲和訪問的媒體，在設計過程中所產(chǎn)生的CAD文件的Intranet網(wǎng)絡磁盤存儲。該系統(tǒng)使設計師通過聯(lián)網(wǎng)范圍內(nèi)開展CAD軟件的嵌入式瀏覽器的導航設計。同時，高管上的客戶也可以登錄到系統(tǒng)監(jiān)控項目過程和設計結(jié)果。為核心工具的模具開發(fā)人員廣泛采用CAD，這個平臺實現(xiàn)了無縫集成內(nèi)的項目管理，設計內(nèi)的導航和知識管理。 2.2 導航流程架構(gòu) 塑料模型，模具制造之前，應進行概念設計和詳細的模具設計階段。在設計變更階段，根據(jù)客戶的需求進行必要的模具設計流程。圖2說明了模具設計過程由鐘等人[14]在實踐中通過實際操作制定的計劃。最初的概念設計是最重要的階段，深入分析模型狀態(tài)的目的，隨后詳細的模具設計及其它相關問題，提出一個可靠和準確的報告給客戶。該報告可能會影響模具制造成本，也可以在后續(xù)的模具設計階段提供參考。當客戶端印證了概念設計的所有的分析結(jié)果，動作過程的詳細的模具設計階段，包括核心腔的模具設計，模具底座設計，工程圖紙設計。在模具行業(yè)中，高級工程師經(jīng)常進行概念設計。用2-3年的培訓，工程師可以設計模具型芯型腔和模具基地，而新手工程師，主要從事工程圖紙設計。 圖2 模具設計過程 當完成詳細的工程設計，除非需要工程師根據(jù)概念設計的內(nèi)容設計。然而，在概念設計階段產(chǎn)生的功能通常只是制表和繪制圖表。因此，在設計過程是緩慢的，盡管在模具設計階段的表格和圖表以供參考。作為必需功能，如在分型線，斜導邊引腳的，腔內(nèi)上內(nèi)模，頂出針，沖壓模具的滑塊的位置應該可以在這個階段重建幾何特征不能使用和重復工作導致人性化的設計錯誤。此外，傳統(tǒng)上大多數(shù)的模具設計開發(fā)是一個連續(xù)的過程，導致后期設計師是漫長的等待時間。例如，當分型面設計未完成時，設計師等候負責模具分離，詳細組件。一些企業(yè)可能會指派一人一個項目，以減少等候時間；但是，這可能導致設計師能力充分利用的效率低下降。 圖3 模具設計導航流程的用戶界面 作為整個模具設計和制造過程中涉及面廣，并沒有復雜的操作控制的項目管理和知識??，管理，企業(yè)無法提高整體競爭力。模具設計，導航過程中用于連接整個設計過程，節(jié)省在數(shù)據(jù)庫中，在適當?shù)臅r間和反饋信息的各個階段的設計信息。同時，使用功能為導向的設計，在概念設計階段中獲得的功能，可以重復使用的詳細的模具設計階段。然后由項目控制和協(xié)作能力，少數(shù)經(jīng)驗豐富的工程師可以負責早期重要的階段，如概念設計和項目分析，而經(jīng)驗不足的工程師可以協(xié)作詳細的模具設計階段。這樣，可以充分利用員工的能力和模型開發(fā)過程中可以加速。通過CAD軟件提供的二次開發(fā)接口，航行過程中的設計開發(fā)工程師直接操作CAD軟件，根據(jù)工藝。圖3顯示了模具設計，導航流程中的一些用戶界面。因此，利用該系統(tǒng)的導向的概念的功能，在這項研究中所提出的自動分型面的過程完成的分型面的建造和融入導航流程的設計中。 2.3 二次開發(fā) 大多數(shù)CAD軟件都有相應的為用戶的二次開發(fā)工具包（API），可以方便地開發(fā)定制功能。Pro / ENGINEER的CAD系統(tǒng)提供了三種開發(fā)語言環(huán)境，包括Pro / Toolkit，PRO /J-Link，Pro/ Wcb.Link。Pro / Toolkit的是語言的基礎上開發(fā)的C ++，它是最有配套功能的開發(fā)環(huán)境。 PRO / JLINK是基于Java的。雖然與前兩種語言提供者也不可比Pro/ Web.Link提供的功能，Pro/ Web.Link的仍然提供了數(shù)百個常用的功能，可以直接溝通，在CAD環(huán)境下運作。此外，它是一個基于Web的開發(fā)語言和編程代碼可以直接寫在JavaScript環(huán)境下。作為一個結(jié)果，它有在線訪問和存儲的CAD指令的能力。因此，本研究主要用于二次開發(fā)接口Pro/ Web.Link的。 圖4 Evaloutline功能關系圖 整個模具設計過程中包括許多繁瑣和重復操作，如文件輸入，規(guī)模計算，干涉檢查，圖形捕捉，以及包括裝配，保存的文件，和再生有關模型操作。通過編程自動處理可以消除許多冗余操作。以幾何輪廓的計算為例，雖然CAD提供了許多相應的工具，它需要大量的鼠標點擊和選擇，得到的結(jié)果。通過直接書寫使用Pro/ Web.Link的測量工具，它需要用戶只需點擊和選擇，以獲取幾何形狀的尺寸。然后系統(tǒng)會自動確定適當?shù)哪＞咝托敬笮?。在這種方式，它可以加速模型設計過程，并減少人為錯誤。 圖4所示的幾何形狀的計算功能關系圖。在Pro /Web.Link指引手冊[17]可以幫助用戶確定相應的功能目的。據(jù)的EvalOutline方法，功能要求的介紹空間模型（pfcTransform3D）矩陣以及功能搬遷項目類型（pfcModelItemTypes）。計算模型的大小要求的幾何形狀，和不必要的坐標，點，軸可以去掉使用pfcModelItemTypes。 EvalOutline方法分類成的pfcSolid類別。因此，應確定其相當于關系和pfcModel類型應確定。由此可以得到相關的pfcBaseSession。父母關系使用與pfcSession，最初公布的MpfcCOMGlobal必要類型可以相應的得到。這種層次關系搜索和類型聲明可以實現(xiàn)CAD功能的接入能力。 3 自動分型面設計 圖5 體化的設計和知識管理 自動分型面的這項研究計劃是建在模具導航流程中的[13]。在最初的概念設計階段，導航設計耦合于歷史的設計知識基礎幫助分型線規(guī)劃，并將結(jié)果返回歷史知識，在未來設計基地，以供參考。在模具設計階段，概念設計建立分型線特征和確定的方向和幾何臨別使用PRO / Web.Link。再加上用戶定義的定制功能Pro / ENGINEER中，主要分型面自動開發(fā)和建立。 3.1 概念設計 模具的概念設計下需要深入分析了后續(xù)下模具設計模型和決策。在模具行業(yè)，概念設計階段通常被分配到高級開發(fā)工程師。如果沒有一個系統(tǒng)下知識管理，高級工程師離開，設計下經(jīng)驗和知識，不能保持和積累。因此，本研究采用歷史知識基礎下在臨別線規(guī)劃概念設計階段，系統(tǒng)地總結(jié)歷史的設計。當工程師下規(guī)劃分型線，它可以提供合理的建議下并降低設計錯誤和時間的變化，以及反饋合理下設計結(jié)果下以供將來參考下歷史數(shù)據(jù)庫，在類似模型下情況下。因此，歷史下知識基礎下可以更新隨著設計項目，設計的技術(shù)和經(jīng)驗可以積累。正如圖5所示。 在歷史知識基礎下幫助下，設計結(jié)果達到設計的模具導航流程。添加到歷史知識的基礎，以幫助在類似模型下發(fā)展，形成了一個知識的積累和設計成果繼承循環(huán)。圖6顯示了在模具導航流程中的設計參考下歷史知識基礎的界面。 圖6 歷史知識庫 3.2 模具設計 建議自動分型面設計的主要采用從概念設計開發(fā)中的表面產(chǎn)生中的分模線功能，和分型線圖7所示。基于模型的幾何邊緣產(chǎn)生中的曲線循環(huán)。 圖7 分型線循環(huán) 圖8 通過XY軸分型線的擴展規(guī)則 在這項研究中的設計，我們確定的二次開發(fā)語言，PRO /Web. Link的方向和曲線段的幾何位置。并采用開模方向的Z軸段如下規(guī)則定義中的擴展方向： 規(guī)則1：線段延長在四個模型中的分模線位置方向是明確的即開始部分通過X軸和Y軸，如圖8，曲線1和3+ X和-X方向延伸到分別曲線2和4一X+ Y方向。因此，本研究使用的X軸和Y軸來劃分的分型面延伸方向基礎分為四個區(qū)域分型線。圖9顯示了如何使用PRO / Web.Link代碼四個部分。 圖9 PRO / Web.Link獲得通過X軸和Y軸的分型線 規(guī)則2：這項研究后，發(fā)現(xiàn)4個固定線段試圖延長對稱方法，并以順時針方法，包括兩種方法分型面。對稱延伸序列方法是（1）+ X軸+ Y軸（區(qū)），（2）+ X軸，以一Y軸（2區(qū)）（3）X軸+ Y軸（3區(qū)），（4）X軸以一Y軸（4區(qū)），Y軸為對稱軸，如圖10a所示， 順時針方法延伸一輪回順時針從起點+ Y+ X如下圖10b所示， 用戶可以選擇分型面擴展的方法之一。 圖10 分模面延長順序 規(guī)則3： 分型線是一個封閉的曲線循環(huán) 的并在Pro / E 的所有曲線線段建設方程 的參數(shù) t 的方向，t值 的范圍是從起點在0.0到1.0 的結(jié)束點，如圖11所示,根據(jù)這一規(guī)則，分型線循環(huán)，可以構(gòu)建以順時針方向，如圖12a所示,或逆時針 的方向，如圖12b, 分型面循環(huán)方向會影響線段方向 的判斷，如規(guī)則4所說明。 圖11 Pro / E的曲線方程 圖12 曲線循環(huán)方向 圖13 對比延長順序和分型線段的方向 規(guī)則4：由于固定分型面的延伸順序，分型線起點和終點判斷不能完全依靠Pro / E的規(guī)則，但額外的判斷規(guī)則區(qū)與對稱的方法，作為一個例子，如果分型線是順時針循環(huán)，自范圍從+ X+ Y逆時針判斷，這是圖的分型線回路在1區(qū)和4區(qū)相反的方向， 如圖13，T =1.0中的曲線參數(shù)應作為起點和終點為T =0.0時，判斷在1區(qū)和4分型線中的出發(fā)點和落腳點區(qū)然而，在順時針方法情況，作為整個臨別線順時針順序來，所有的行在四個區(qū)域分部使用參數(shù)T =1.0時，分型線回路以順時針的方式建造為出發(fā)點。相反，它采用T =1.0為出發(fā)點。判斷線段由兩個擴展方法中的出發(fā)點和落腳點摘要如表1和表2顯示。 表1 分型線出發(fā)點和落腳點的規(guī)則（勻稱方法） 表2 分型線出發(fā)點和落腳點的規(guī)則（逆時針方向方法） 規(guī)則5：在不同區(qū)域分型線段延長方向判斷是基于區(qū)域的起始方向其次次要方向判斷。線段方向判斷規(guī)則使用線連接起點到終點的線段方向向量為擴展分型面的判斷捕捉其XYZ組件，如圖14所示， 延伸基本規(guī)則是延長起跑線上擴大各區(qū)域方向基礎上的后續(xù)分型線。如果隨后的分模線不能按照最初延伸方向，它將改變終點方向方向。與1區(qū)作為一個例子，作為起跑線方向+ X的分型面在+ X方向延伸，然而的后面的線段可以延長在以下幾個方向： 1、線段Y分量> 0：這表明，分型線段將在+ Y方向延伸，因此，分型線延伸方向+ X，如圖15所示。 2、線段Y分量= 0和Z分量≠0：在初始方向?qū)⒗^續(xù)延長延伸的方向，如圖16所示。 3、線段Y分量= 0和Z分量= 0：這是在Z投影平面初始軸線段，是無法在初始方向延伸擴展。在這種情況下，將有兩種可能性：一種是不延長，另一種是在終點方向延伸。在這種情況下，應保持后面分型后面的線段判斷之前。保留曲線，我們可以發(fā)現(xiàn)，在初始方向延伸方向延伸的分型面。這種方式，它可以判斷保持分型線需要延長的分型面。相反，保持分型線應在不同方向延伸。所有保留后面的線段應延長在結(jié)束點延伸方向方向，如圖17所示。 4、線段Y分量<0：這意味著分型線線段并沒有延長+ X方向和分型后面的線段判斷其余應延伸到終點方向+ Y，如圖18所示。 圖19所示的擴展規(guī)則摘要和表3和4。我們檢查每個區(qū)域分型后面的線段判斷方向是否在線段的起始方向一致。如果是這樣，分型面擴展到初始延伸方向。如果不是，分型面延伸到終點延伸的方向。 圖14 擴展方向分析 圖15 擴展規(guī)則1 圖16 擴展規(guī)則2 圖17 擴展規(guī)則3 規(guī)則6：根據(jù)上述擴展規(guī)則，模型分型面擴展到四個區(qū)。然而，在分型在XY方向后面的線段判斷分型面情況，它不能擴展到模型的四個角落的分型面。因此，在這項研究中，我們捕獲的最后分型的第一個方向的線段，其擴展分型面時，每個區(qū)域的分型面改變方向同時，這個分型面邊緣經(jīng)過這分型線終點和第二分型面方向具有相同法線向量將獲得在第二個方向延伸到四角的四個分型面模型，如圖20所示。 圖18 擴展規(guī)則4 圖19 擴展方向檢查程序 表3 每個區(qū)域擴展規(guī)則（對稱方法） 表4 每個區(qū)域擴展規(guī)則（順時針方法） 由兩個分模線的擴展方法擴展順序被分解為以下。圖21說明由對稱方法的分型面擴展故障。分型面的延伸，從+ X和X到+Y和Y在1區(qū)延伸順序→2區(qū)→3區(qū)→4區(qū)。圖22說明順時針方法分型面擴展故障。分型面的延伸的順序1區(qū)→2區(qū)→4區(qū)→3區(qū)順時針方向從+ Y方向。所有延長行動方向是確定定制Pro/ Web.Link功能，而擴大業(yè)務是由用戶定義功能自動完成。 圖20 角補償 圖21 對稱分型面擴展故障 圖22 順時針分型面擴展故障 圖23 表面復制 圖24 修剪邊界 在這項研究中，分型面擴展方法是復制擴展方法手工復制分型線模型輪廓，如圖23所示。在這項研究中所提出的算法，然后找出線邊緣在表面延伸二次開發(fā)語言采用的表面上的分模線功能。這種方法的優(yōu)點是，從延長線段的表面屬于同一組的方向分離模具型芯表面。通過使用CAD功能表面的合并，分型面起伏跌宕和可修剪。首先，修剪表面之間的模型和模具型芯邊界，如圖16所示， 然后，分型面和修剪邊界曲面合并，如圖24 a，b所示。 修剪部分可以被擴展的填充方法在原來的分型面合并得到最終的修剪分型面，如圖24 c，d所示。這可以節(jié)省模具制造時間，提高了模具的使用壽命。 4 案例研究 本研究建立兩個手機外殼主要分型面進行個案研究并進行了模具型芯腔分離與分型面設計。 4.1 案例1 圖25說明了本研究第一個案例研究，翻蓋手機和分型線底殼規(guī)劃分型線循環(huán)方向是逆時針通過X軸和Y軸的分型線如圖26。首先，切斷面模型填充，如圖27所示。 下一步，該模型主要分型面，根據(jù)自動分型面的算法在這種情況下，我們用對稱方法，如圖28所示由于分型面是不是水平的，它需要修剪。然后，修剪的主要分型面和關閉分型面用于的核心分離，如圖29所示。在這種情況下，傳統(tǒng)的手工方法分型面的擴大將需要166鼠標點擊然而，使用自動分型面的算法，只用了7次鼠標點擊，如表5所說明。 圖25翻蓋手機底殼 4.2 案例2 第二個案例是模具分型線規(guī)劃的一種酒吧型手機底殼。計劃有更多跌宕的分型線在手機的底殼邊界，如圖30所說明。為順時針方向的分型線循環(huán)方向通過X軸和Y軸的分型線如圖31。 圖26翻蓋手機底殼分型線通過XY軸 這種情況下，填充切斷面，如圖32所說明。然后，主要分型面產(chǎn)生使用自動分型算法。在這種情況下，我們用圖33所示順時針方法。在這種情況下分型面也沒有水平。因此，它需要修剪。事后，修剪的主要分型面和關閉被用于分離芯腔的分型面，如圖34所說明。在這種情況下，傳統(tǒng)的手工方法將需要448鼠標點擊。然而，采用自動分型面的設計，只花49鼠標點擊，如表6所說明。 圖27填充翻蓋手機的底殼的切斷表面 圖28翻蓋手機的底殼分型面的建立過程 圖29翻蓋手機的底殼模具型芯分離 圖30酒吧型手機的底殼底殼 表5對比鼠標點擊（案例1翻蓋手機底殼） 這種情況下，填充切斷面，如圖32所說明。然后，主要分型面產(chǎn)生使用自動分型算法。在這種情況下，我們用圖33所示順時針方法。在這種情況下分型面也沒有水平。因此，它需要修剪。事后，修剪的主要分型面和關閉被用于分離芯腔的分型面，如圖34所說明。在這種情況下，傳統(tǒng)的手工方法將需要448鼠標點擊。然而，采用自動分型面的設計，只花49鼠標點擊，如表6所說明。 圖31酒吧型手機的底殼 圖32填充酒吧型手機的底殼的切斷面 圖33酒吧式手機底殼分型面的建立過程 這兩種情況表明，當擴展分型面時自動分型面的設計過程中可以節(jié)省大量的時間。主要區(qū)別在于在分型后面的線段判斷選擇。傳統(tǒng)的方法選擇每個線段，并決定為每個段的方向延伸。作為一個結(jié)果，點擊和選擇的增加越來越多的分型線環(huán)段數(shù)量。然而，在 圖34酒吧型手機的底殼模具型芯的分離 表6對比鼠標點擊（案例2酒吧型手機的底殼） 這項研究中開發(fā)模型自動分型面可以選擇分型延長線采用的二次開發(fā)能力。它允許工程師選擇和點擊功能完成分型線段的擴展，同時產(chǎn)生更好的大量的分型線段模型的結(jié)果。 5 結(jié)論 自動分型面與知識管理在這項研究中開發(fā)的算法集成的概念設計，和導航流程的模具設計。在模具概念設計階段的歷史知識庫，模型設計用于幫助工程師計劃的分型線，以減少重復性，導致設計錯誤。設計結(jié)果反饋到歷史的知識基礎，積累的設計知識和經(jīng)驗企業(yè)。關于建立分型面，模具設計接受的分模線，在概念設計階段完成的功能，將它們納入在這項研究中所提出的算法。該算法適用于自動模塊的二次開發(fā)語言構(gòu)建后自動產(chǎn)生的主要分型面，得到向量的幾何關系，再加上用戶定義的不同功能的分型面線段。自動功能，基礎理論和知識，可以減少人為錯誤，并縮短設計時間。它可以減少90％以上用于創(chuàng)建分型面所需的時間可以大大縮短設計周期。 單位代碼 學　　號 分 類 號 密 級 XX大學 畢業(yè)設計說明書 光盤盒底盒注塑模具設計與制造 院（系）名稱 專業(yè)名稱 學生姓名 指導教師 20xx 年 05 月 15 日 光盤盒底盒注塑模具設計與制造 摘 要 模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備，被稱為“工業(yè)之母”。而注塑模具又在整個模具工業(yè)中一枝獨秀，發(fā)展極為迅速，在工業(yè)（汽車、通信電子）、農(nóng)業(yè)、國防（航空航天）和日常生活（家用電器）的領域有著極為廣泛的應用?，F(xiàn)代塑料制件的生產(chǎn)中，合理的注塑成型工藝、先進的注塑成型模具及高精度、高效率的注塑設備是當代塑料成型加工中必不可少的三個重要因素。通過本次光盤底盒注塑模的設計了解了模具設計的過程。模具主要零部件結(jié)構(gòu)設計是模具設計的主要內(nèi)容，其內(nèi)容包含了凹模結(jié)構(gòu)設計、凸模結(jié)構(gòu)設計、脫模機構(gòu)設計、導柱與導套、模架的選取等重要零部件的設計加工方法和加工注意要點。隨著我國制造業(yè)的國際地位的不斷提高，模具工業(yè)獲得了飛速的發(fā)展，模具的需求量也成倍增加,其生產(chǎn)周期愈來愈短。其特點為：品種多樣化；生產(chǎn)過程多樣化；生產(chǎn)能力復雜化。為解決這一問題，首先要普及CAD 技術(shù)，利用現(xiàn)代的CAD/CAM/CAE 技術(shù)，才是經(jīng)濟、快捷的模具開發(fā)設計制造手段,也是其今后的發(fā)展方向。本設計采用軟件為Pro/E和AutoCAD，利用這些軟件各自強大的功能實現(xiàn)了模具設計的快速化、自動化。 關鍵詞：注塑模，Pro/E，AutoCAD，模具設計  Injection mold design and manufacture of the end of the disc box Abstract The mold of modern industrial production technology and equipment, known as the "mother of the industry." The injection mold is growing very rapidly and thriving in the mold industry. In industry (automotive, communications, electronics), agriculture, national defense (aerospace), and daily life (home appliances), the field has a very wide range of applications. The production of modern plastic parts, injection molding process, injection molding mold and injection molding of high precision and high efficiency equipment is essential in the contemporary plastic molding of three important factors. Understanding the mold design process through the box end of the disc injection mold design. the mold design is the main components of the mold structural design .Its content includes the structural design of the die convex mold structure design, mold release agencies, guide posts and guide bush, mold selection of important parts of the design and processing methods and processing points to note. With the continuous improvement of the international status of China's manufacturing industry, the mold industry has developed rapidly, the demand for mold doubled its production cycle becomes shorter. Genetic diversity; diversification of the production process; complex production capacity are the characteristics. To solve this problem, we must first universal CAD technology, the use of modern CAD ??/ CAM / CAE technology is economical and fast development of mold design and manufacture of means, but also the direction of its future development. This design uses the software for Pro / E and AutoCAD, the use of the powerful features of the software to achieve a rapid mold design and automation. Keywords: Injection molding, Pro / E, AutoCAD, Mold design 目 錄 1 前言 1 2 塑件的工藝分析 3 2.1 塑件材料特性 3 2.2 塑件材料成型性能 3 2.3 塑件成型工藝參數(shù)的確定 3 2.4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 4 2.4.1 塑件的表面質(zhì)量分析 4 2.4.2 塑件的尺寸精度 4 2.4.3 塑件的脫模斜度 6 3 注塑機的選擇及校核 8 3.1 計算塑件的體積和質(zhì)量 8 3.2 注塑機的選用 8 3.3 注射機的校核 8 3.3.1 注射量的校核 8 3.3.2 鎖模力的校核 9 3.3.3 模具閉合高度的確定 9 3.3.4 模具閉合高度的校核 9 3.3.5 模具合模行程的校核 9 4 注塑模具的設計 11 4.1 型腔的設計 11 4.1.1 型腔數(shù)目的確定 11 4.1.2 型腔的布置 11 4.2 分型面的選擇 11 4.3 澆注系統(tǒng)的設計 12 4.3.1 澆注系統(tǒng)的組成 12 4.3.2 主流道的設計 13 4.3.3 分流道的設計 14 4.3.4 澆口的設計 15 4.3.5 冷料穴和拉料桿的設計 16 4.4 排氣系統(tǒng)的設計 16 4.5 模架的選擇 17 4.6 塑料模具材料的選擇及熱處理 17 4.6.1 模具材料的選擇 17 4.6.2 模具材料的熱處理 17 4.7 成型零件的設計 18 4.7.1 成型零件的計算 18 4.7.2 型腔壁厚和底部厚度的計算 20 4.8成型零件的加工工藝 23 4.9 脫模機構(gòu)的設計 24 4.9.1 脫模方式的確定 24 4.9.2 推桿的設計 25 4.10 冷卻系統(tǒng)的設計 27 4.10.1 冷卻系統(tǒng)水管直徑的計算 27 4.10.2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計 28 4.11 模具的裝配 29 4.11.1 動模的裝配 30 4.11.2 定模部分的裝配 30 5 參數(shù)化實體設計 32 5.1 成型零件實體設計 32 5.1.1 型芯的實體設計 32 5.1.2 型腔的實體設計 38 5.2 模具的虛擬裝配 39 總結(jié) 41 致 謝 43 參考文獻 44 1 前言 畢業(yè)設計是在修完所有大學課程之后的最后一個環(huán)節(jié)。本次設計的課題是光盤底盒塑料模具設計，它是對以前所學課程的一個總結(jié)。 20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產(chǎn)值已超過機床工業(yè)的產(chǎn)值。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。近年來，每年都以15％的增長速度快速發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進步的投入力度，將技術(shù)進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多科研機構(gòu)和院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。模具行業(yè)的快速發(fā)展是使我國成為世界超級制造大國的重要原因。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強國。 中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)了半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn)48"（約122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具，6.5KG大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相機塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)，快速成型與快速制模技術(shù)，新型模具材料等方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面作出了貢獻。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進步，部分模具已達到國際先進水平，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進口10多億美元的各類大型，精密，復雜模具。與發(fā)達國家的模具工業(yè)相比，在模具技術(shù)上仍有不小的差距。今后，我國模具行業(yè)應在以下幾方面進行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國際先進水平的距離。 1、注重開發(fā)大型，精密，復雜模具；隨著我國轎車，家電等工業(yè)的快速發(fā)展，成型零件的大型化和精密化要求越來越高，模具也將日趨大型化和精密化。 2、加強模具標準件的應用；使用模具標準件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。 3、推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)；模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設計制造的發(fā)展方向，可顯著地提高模具設計制造水平。 4、重視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應用。 對于一個模具專業(yè)的畢業(yè)生來說，對塑料模的設計已經(jīng)有了一個大概的了解。此次畢業(yè)設計，培養(yǎng)了我綜合運用多學科理論、知識和技能，以解決較復雜的工程實際問題的能力，主要包括設計、實驗研究方案的分析論證，原理綜述，方案方法的擬定及依據(jù)材料的確定等。它培養(yǎng)了我樹立正確的設計思想，勇于實踐、勇于探索和開拓創(chuàng)新的精神，掌握現(xiàn)代設計方法，適應社會對人才培養(yǎng)的需要。 畢業(yè)設計這一教學環(huán)節(jié)使我獨立承擔實際任務的全面訓練，通過獨立完成畢業(yè)設計任務的全過程，培養(yǎng)了我的實踐工作能力。另外，本次畢業(yè)設計還必須具備一定的計算機應用的能力，在畢業(yè)設計過程中都應結(jié)合畢業(yè)設計課題利用計算機編制相應的工程計算、分析和優(yōu)化的程序，如利用Pro/E軟件進行塑件的3D造型、塑件的分模等，同時還具備必要的計算機繪圖能力，如利用AutoCAD軟件進行二維圖的繪制。 本次畢業(yè)設計的基本目的是：1、綜合運用塑料成型材料的基本知識,以塑料成型的基本原理和工藝特點,分析成型工藝對模具的要求；2、掌握成型設備對模具的要求；3、掌握成型模具的設計方法,通過畢業(yè)設計,使我們具備設計中等復雜程度的模具的能力；4、培養(yǎng)我們正確的設計思想和分析問題、解決問題的能力，學會運用標準、規(guī)范、手冊、圖表和查閱有關技術(shù)資料，培養(yǎng)我們從事模具設計的基本技能。 43 2 塑件的工藝分析 2.1 塑件材料特性 該塑件的材料是ABS，ABS塑料（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）是在聚苯乙烯分子中加入了丙烯腈、丁二烯等異種單體而成的改性共聚物， 也以稱為改性聚苯乙烯，具有比聚苯乙烯更好的使用性能和工藝性能。ABS塑料是一種常用的具有良好的綜合力學性能的工程材料。它具有良好的機械強度，特別是抗沖擊強度；具有一定的耐磨性、耐寒性、耐水性和耐油性、化學穩(wěn)定性。不透明，無毒，無味，成型塑件的表面有較好的光澤。其缺點是耐熱性不高，耐氣候性較差。在紫外線的作用下易變硬、發(fā)脆[1]。 2.2 塑件材料成型性能 使用ABS注射成型塑件時，由于熔體粘度高，所需要的注射壓力較高，因此塑件對型芯的包緊力較大，故塑件應采用較大的脫模斜度；另外熔體粘度高，使ABS塑件易產(chǎn)生熔接痕，所以模具設計時應注意盡量減少澆注系統(tǒng)的阻力。ABS易吸水，成型加工前應進行干燥處理[2]。在正常成型條件下，ABS塑件的尺寸穩(wěn)定性較好。 2.3 塑件成型工藝參數(shù)的確定 由文獻[8]可知ABS塑件的成型工藝參數(shù)如下： 注射機類型：螺桿式； 螺桿轉(zhuǎn)速：30～60r/min； 密度：1.02～1.16g/cm3； 收縮率：0.3％～0.8％； 預熱溫度：80～85℃；預熱時間：2～3h； 料筒溫度：前端：200～210℃；中段：210～230℃；后段：180～200℃； 噴嘴形式：直通式； 噴嘴溫度：180～190℃； 模具溫度：50～70℃； 注射壓力：70～90ＭＰa； 保壓壓力：50～70ＭＰa； 成型時間：注射時間：3～5s；保壓時間：15～30s；冷卻時間：15～30s。 2.4 塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 2.4.1 塑件的表面質(zhì)量分析 該塑件的表面沒有提出特殊的要求，一般情況下表面要求光潔，表面粗糙度可以取Ra=0.8μm，塑件內(nèi)部的表面粗糙度可以取Ra=3.2μm。 2.4.2 塑件的尺寸精度 圖2.1 光盤底盒二維圖 塑件外形為圓形零件,二維零件圖如圖2.1所示。因該塑件的尺寸精度沒有特殊的要求，所有的尺寸均為自由尺寸，因此由文獻[8，12]可知塑件的推薦選用的精度等級可得該塑件的尺寸等級可按MT5選用。其主要尺寸公差要求如表2.1所示。 表2.1 塑件主要尺寸按MT5級精度的公差要求 mm 塑件標注尺寸 塑件尺寸公差 外形尺寸 φ140 φ140-1.280 φ124 φ124-1.280 φ118 φ118-1.140 φ48 φ48-0.640 φ36 φ36-0.560 φ14 φ14-0.320 1 1-0.10 44 44-0.640 2 2-0.20 5 5-0.240 3 3-0.20 內(nèi)形尺寸 φ136 φ1360+1.28 φ122 φ1220+1.28 φ116 φ1160+1.14 φ46 φ460+0.64 φ34 φ340+0.56 φ12 φ120+0.32 3 30+0.2 1 10+0.1 2 20+0.2 43 430+0.64 2.4.3 塑件的脫模斜度 經(jīng)過對該塑件的結(jié)構(gòu)分析，如圖2.2所示。該塑件具有深型腔，為了便于脫模，因此采用一定的脫模斜度。由文獻[4]可知塑件的脫模斜度：型芯35′～1°；型腔40′～1°20′。因此該設計型芯和型腔的脫模斜度取45′。 圖2.2 塑件的三維圖 3 注塑機的選擇及校核 3.1 計算塑件的體積和質(zhì)量 根據(jù)制件的三維模型，由文獻[11]可知，利用三維軟件直接求得制件的體積V=36545.6mm3，質(zhì)量M=40.2g。 3.2 注塑機的選用 由于該模具擬定采用一模兩腔，根據(jù)制件的體積，為了充分發(fā)揮設備的能力又能保證產(chǎn)品的質(zhì)量，由文獻[8]可知初定注塑機為XS-ZY-125，主要技術(shù)參數(shù)如表3.1所示。 表3.1 XS-ZY-125型注塑機的主要技術(shù)參數(shù) 特性 內(nèi)容 特性 內(nèi)容 結(jié)構(gòu)類型 臥 最大成型面積(mm2) 320 理論注射容積（cm3） 125 最大合模行程(mm) 300 螺桿(柱塞)直徑(mm) 42 最大模具厚度(mm) 300 注射壓力(ＭＰa) 120 最小模具厚度(mm) 200 注射方式 螺桿式 鎖模形式(mm) 液壓 注射行程(mm) 115 模具定位孔直徑(mm) 120 噴嘴圓弧半徑(mm) 12 噴嘴孔直徑(mm) 4 鎖模力(KN) 900 3.3 注射機的校核 3.3.1 注射量的校核 為確保塑件的質(zhì)量及注塑機的充分利用，注塑模一次成型的塑件體積應在公稱注塑體積的50%~80%范圍內(nèi)。因此V1=125×0.5＝62.5cm3；V2=125×0.8＝100 cm3；2?V= 2×36.5456＝73.09 cm3。V1 ≤2?V ≤V2；滿足要求。 3.3.2 鎖模力的校核 在確定了型腔壓力和分型面面積之后，可以按下式校核注塑機的額定鎖模力： F≥K?A ?P （3.1） 式中 F—注塑機額定鎖模力：900KN； K—安全系數(shù)，通常取1.1~1.2，取K=1.1； A—澆注系統(tǒng)和塑件在分型面上的投影面積和（mm2）； P—塑料成型時型腔壓力，P取30ＭＰa。 將數(shù)據(jù)代入公式得：F=900 KN≥823.16 KN ，滿足要求。 3.3.3 模具閉合高度的確定 組成模具閉合高度的的模板及其他零件的尺寸有：定模座板H4=20mm；定模板A=60mm；型芯固定板B=30mm；支撐板H2=35mm；墊塊C=70mm；動模座板H1=25mm。則該模具的閉合高度為： H=H4+A+B+H2+C+H1=20+60+30+35+70+25=240mm （3.2） 3.3.4 模具閉合高度的校核 由于該注塑機所允許的模具最小厚度Hmin=200mm；模具最大厚度Hmax=300mm。因計算得模具的閉合高度H=240mm，所以模具的閉合高度滿足：Hmin ≤H≤Hmax。 3.3.5 模具合模行程的校核 該注塑機的最大合模行程Smax=300mm。為使塑件成型后順利脫模，并結(jié)合該模具的雙峰型面的特點，確定該模具的合模行程應滿足下式的要求： Smax ＞H1+H2+a+（5～10）mm=55+50+36+9=150mm （3.3） 式中 H1—塑件所用的脫模距離（mm）； H2—塑件的高度（mm）； a—取出澆注系統(tǒng)凝料必須的長度（mm）。 因Smax＝300mm＞150mm，故滿足要求。 4 注塑模具的設計 4.1 型腔的設計 4.1.1 型腔數(shù)目的確定 由于該塑件的形狀簡單，且為規(guī)則的圓形，質(zhì)量較小，生產(chǎn)批量較大并且不需要側(cè)分型，若是采用單型腔注射模具，則生產(chǎn)效率較低。因此綜合考慮采用一模兩腔。 4.1.2 型腔的布置 該模具采用一模兩腔的結(jié)構(gòu)，且模具的結(jié)構(gòu)尺寸較小，為了便于制造加工，提高生產(chǎn)效率，降低塑件的成本且便于澆注系統(tǒng)的排列和模具的平衡，綜合考慮，決定采用平衡式的型腔布置，如圖4.1所示。 圖4.1 型腔的排列方式 4.2 分型面的選擇 分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的一個重要因素，塑件分型面的選擇應保證塑件的質(zhì)量要求，因此分型面應遵循：（1）應選在塑件外形最大輪廓處；（2）有利于順利脫模；（3）保證塑件的尺寸精度和表面質(zhì)量；（4）有利于模具的加工和模具結(jié)構(gòu)的簡單化；（5）有利于排氣；（6）減少分型面數(shù)量，避免側(cè)向分型和側(cè)向抽芯[3]?？紤]以上原則該塑件有兩種分型方案,如圖。如果按圖4.2a所示的分型面進行分型，則塑件分別有兩個模板成型，由于合模誤差的存在，會使塑件產(chǎn)生一定的同軸誤差，且飛邊不易清除，易產(chǎn)生粘模；而按照圖4.2b所示的分型面分型，則塑件整體有一個模板成型，消除了由于合模誤差是塑件產(chǎn)生同軸誤差的可能。因此決定采用圖4.2b所示的分型面。 圖4.2 分型面的選擇 另外，為了提高自動化程度和生產(chǎn)效率，保證塑件的表面質(zhì)量，決定采用點澆口，而模具采用雙分型面。一個分型面用于成型塑件，另一個分型面用于取出澆注系統(tǒng)的凝料。 4.3 澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)是指模具中從注塑機的噴嘴起到型腔入口為止的塑料熔體的流動通道。它的作用是將熔體順利地充滿型腔的各個部位，并在填充及保壓過程中，將注射壓力傳遞到型腔的各個部位以獲得外形清晰、內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良的塑件。它向型腔中的傳質(zhì)、傳熱、傳壓情況決定著塑件內(nèi)在和外在質(zhì)量，它的布置和安排影響著塑件成型的難易程度和模具的復雜程度。 4.3.1 澆注系統(tǒng)的組成 由于該模具采用一模兩腔，因此該澆注系統(tǒng)則由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。如圖4.3所示。 圖4.3 點澆口澆注系統(tǒng) 4.3.2 主流道的設計 主流道是連接注射機的噴嘴與分流道的一段通道，通常和注射機在同一軸上，斷面為圓形，且有一定的錐度 。據(jù)所選用的注射機，差得噴嘴前段孔徑：d0 =4mm；噴嘴前段球面半徑：R0=12mm。為了使熔料從噴嘴完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接。由文獻[1]可知模具主流道與噴嘴的關系： R=R0+（1～2）（mm） （4.1） D=d0+（0.5～1）（mm） （4.2） 因此取主流道球面的半徑R=13mm；取主流道的小端直徑D=4.5mm。 為了使塑料熔體按順序的向前流動，開模時塑料凝料能從主流道中順利的拔出，需將主流道設計呈錐形，具有2°～4°的錐角，因此取錐角為4°。且表面的粗糙度Ra ≥0.8μm；拋光應沿軸向進行，若沿圓周進行拋光，產(chǎn)生側(cè)向凸凹面，使主流道凝料難以拔出。同時為了使熔料順利進入分流道，在主流道出料端設計r=1mm的圓弧過渡。 由于主流道要與高溫哦塑料熔料和噴嘴反復的接觸和碰撞，所以主流道部分設計成可拆卸的主流道襯套。由于該制件比較小，相對注射機的選用該模具屬于小型注射模，因而將主流道襯套與定位環(huán)設計成一個整體。如圖4.4所示。在設計時為防止因澆口套與注塑機噴嘴接觸平凡而擦傷，應采用淬火處理使其有較高的硬度，達到53～57HRC。一般采用T8A的優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。澆口套與模板配合采用H7∕m6的過渡配合[4]。 圖4.4 澆口套的三維圖 4.3.3 分流道的設計 分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。由于該制件的體積比較小，形狀結(jié)構(gòu)比較簡單，且該熔料的流動性不差，可以采用單點進料方式。為了便于加工，選用截面形狀為半圓形的分流道。 由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體流動狀態(tài)比較理想，因此分流道表面的粗糙度不要太低，一般取Ra=1.6μm。這可增加對外層塑料的流動阻力，使外層塑料冷卻皮層固定形成絕熱層。 分流道與澆口的連接應加工成斜面，并用圓弧過渡，有利于塑料熔體的流動和填充。根據(jù)對型腔側(cè)壁厚度的計算，取分流道的長度為100mm。由文獻[5]可知： D=0.2654?G?4L （4.3） 式中 D—分流道直徑（mm）； L—分流道長度（mm）； G—制件重量（g）。 將數(shù)據(jù)代入公式得： D=0.2654×40.2×4100=5.3mm 由于該制件的面積較大，為保證其熔料填充的充分性，取D=7mm。如圖4.5所示。 圖4.5 分流道的截面形狀及尺寸 4.3.4 澆口的設計 澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。其作用有兩個：一是塑料熔體流經(jīng)的通道；二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。 由于該塑件外觀質(zhì)量要求較高，澆口位置和澆口的大小應以不影響塑件的外觀質(zhì)量為前提，同時也應該盡量使模具的結(jié)構(gòu)簡單。根據(jù)對該塑件結(jié)構(gòu)的分析，前結(jié)合以確定的分型面位置，選擇點澆口的進料方式。根據(jù)塑件的外觀質(zhì)量要求以及型腔的安放方式，進料位置設計在塑件的頂部。由文獻[4]可知點澆口的相關尺寸，如圖4.6所示。 圖4.6 點澆口的截面形狀及尺寸 圖中L取0.75mm；d取1.0mm；α取20°；R取0.3mm。 4.3.5 冷料穴和拉料桿的設計 為避免流動熔體前鋒冷料進入型腔從而影響塑件的質(zhì)量，因此在主流道末端以及分分流道末端設置冷料穴。為了便于脫料其主流道末端采用帶球頭形拉料桿的冷料穴。如圖4.7所示。 圖4.7 冷料穴和拉料桿 根據(jù)需要一般分流道末端的冷料穴長度為分流道直徑的1.5～2倍。取其長度為10mm。如圖3.8所示。 圖4.8 冷料穴截面形狀及尺寸 定模座板的分流道末端的冷料穴鉆小斜孔，一次分型時斜孔內(nèi)的凝料使點澆口與塑件分離，同時球頭形拉料桿將主流道的凝料拔出，二次分型時凝料被定模板強制推下來實現(xiàn)澆注系統(tǒng)與塑件的自動分離與脫出。 4.4 排氣系統(tǒng)的設計 為了使塑料熔體順利充填模具型腔，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的分子揮發(fā)，氣體順利地排出模外。由于該塑件的尺寸較小，利用分型面間隙和推桿的配合間隙排氣即可。不必設置排氣槽。由文獻[8]可知推桿的工作部分與型芯上推桿孔的配合采用H8／f7～H8／f8的間隙配合。由于推桿的直徑較小，取H8／f7的間隙配合即可。 4.5 模架的選擇 根據(jù)本案設計的各項數(shù)據(jù)參考GB/T12555—2006《塑料注射模中小型模架》選擇標準模架的的型號： 模架 DAT 2340—60×30×70 GB/T12555—2006 確定模具尺寸為280×400 mm，A板厚度60mm，B板厚度30 mm，C板厚度70mm。 4.6 塑料模具材料的選擇及熱處理 成型零部件的材質(zhì)直接關系到模具的質(zhì)量、壽命，決定著所成型塑料制品的外觀及內(nèi)在質(zhì)量，必須十分慎重，一般要在合同規(guī)定及客戶要求的基礎上，根據(jù)制品和模具的要求及特點選用。如果說材料的選擇是模具的靈魂，那么熱處理是材料的靈魂。熱處理是模具制造中的關鍵工藝之一，它直接關系到模具的制造精度、力學性能、使用壽命以及制造成本。實際生產(chǎn)實用表明，在模具的全部失效形式中，由于熱處理不當所引起的失效居于首位。在模具設計制造過程中，若能正確的選用材料，合理的選擇熱處理工藝，對充分發(fā)揮材料的潛在性能、減少能耗、降低成本、提高模具的質(zhì)量和使用壽命其重大作用[6~10]。 4.6.1 模具材料的選擇 由于該制件對外觀質(zhì)量無特殊要求，成型材料對鋼材亦無特殊要求，并且該制件的形狀結(jié)構(gòu)簡單，產(chǎn)量不高，考慮其經(jīng)濟性。因此模具的型腔和型芯均可選用國產(chǎn)塑料模具鋼或優(yōu)質(zhì)碳素鋼。即選擇國產(chǎn)SM45鋼。非成型零部件材料選用參照模架標準即可。 4.6.2 模具材料的熱處理 為保證制件的質(zhì)量和模具使用壽命，參考文獻[5，7，9]可知常用模具鋼熱處理規(guī)范可知SM45鋼的熱處理規(guī)范見表4.1所示。  表4.1 SM45鋼的熱處理規(guī)范 材料 項目 普通退火 正火 高溫回火 淬火 回火 SM45 加熱溫度∕℃ 820～840 830～880 680～720 820～860 500～560 冷卻方式 爐冷 空冷 空冷 油或水冷 空冷 4.7 成型零件的設計 成型零件的設計主要指成型部分與塑件接觸部分的尺寸計算。 4.7.1 成型零件的計算 成型零件的計算方法有平均值方法和公差帶法兩種。由于該制件的精度不高，因此采用常用的平均值法。 前面已查得ABS塑料的收縮率是0.3％～0.8％。則該塑料的平均收縮率： S=（0.3％+0.8％）÷2=0.55％ （4.4） 由文獻[8]可知： 1、 型腔的徑向尺寸計算公式： Lm0+δz=[(1+S)?Ls-x?Δ]0+δz （4.5） 2、 型芯的徑向尺寸計算公式： lm-δz0=[1+S?ls+x?Δ]-δz0 （4.6） 3、 型腔的軸向尺寸計算公式： Hm0+δz=[(1+S)?Hs-x?Δ]0+δz （4.7） 4、 型芯的軸向尺寸計算公式： hm-δz0=[1+S?hs+x?Δ]-δz0 （4.8） 式中 S—塑件的平均收縮率； Lm—模具型腔徑向基本尺寸（mm）； Ls—塑件外表面的徑向基本尺寸（mm）； lm—模具型芯徑向基本尺寸（mm）； ls—塑件內(nèi)表面的徑向基本尺寸（mm）； Hm—模具型腔深度基本尺寸（mm）； Hs—塑件凸起部分高度基本尺寸（mm）； hm—模具型芯高度基本尺寸（mm）； hs—塑件孔或凹槽深度基本尺寸（mm）； Δ—塑件外表面徑向基本尺寸的公差（mm）； δz—模具制造公差（mm）； x—零件工作尺寸的修正系數(shù)，取值范圍在0.5～0.75，由于塑件的尺寸較小，取x=0.75；則δz取13Δ。 因此成型零件的基本尺寸如表4.2所示。 表4.2 成型零件尺寸的計算 mm 塑件尺寸 計算公式 計算結(jié)果 型 腔 軸 向 φ140-1.280 見式（4.5）：Lm0+δz=[(1+S)?Ls-x?Δ]0+δz φ139.810+0.43 φ124-1.280 φ123.720+0.43 φ1220+1.28 φ121.710+0.43 φ36-0.560 φ35.780+0.19 φ14-0.320 φ13.840+0.11 徑 向 1-0.10 見式（4.7）：Hm0+δz=[(1+S)?Hs-x?Δ]0+δz 0.930+0.03 44-0.640 43.760+0.21 2-0.20 1.860+0.07 5-0.240 4.850+0.08 3-0.20 2.870+0.07 型 芯 軸 向 φ1360+1.28 見式（4.6）：lm-δz0=[1+S?ls+x?Δ]-δz0 φ137.71-0.430 φ118-1.140 φ119.50-0.380 φ48-0.640 φ48.74-0.210 φ1160+1.14 φ117.500.380 φ460+0.64 φ46.73-0.210 φ340+0.56 φ34.60-0.190 φ120+0.32 φ12.31-0.110 徑 向 30+0.2 見式（4.8）：hm-δz0=[1+S?hs+x?Δ]-δz0 3.17-0.070 10+0.1 1.08-0.030 20+0.2 2.15-0.070 430+0.64 43.72-0.210 4.7.2 型腔壁厚和底部厚度的計算 注射模的型腔應有足夠的厚度，厚度過薄會導致模具剛度不足或強度的不足。強度不夠使模具發(fā)生塑性變形甚至破裂，而剛度不足則會使模具產(chǎn)生過大的彈性變形造成熔料的溢出。因此先確定不同情況的許用變量，用剛度計算公式進行壁厚和底部厚度的設計計算，再用強度條件進行校核。由文獻[5]可知： 1、 按剛度條件計算公式： S=1.14?h?（p?hE?δp）13 （4.9） T=0.56?r?（p?rE?δp）13 （4.10） 2、 按強度計算條件公式： S=r?[σpσp-2?p12-1] ， (σp ＞2?p) （4.11） T=0.87?r?（pσp）12 （4.12） 式中 S—型腔壁厚（mm）； h—型腔深度（mm）； p—模具型腔內(nèi)最大熔體壓力（ＭＰa）； r—型腔內(nèi)半徑（mm）； T—型腔底部厚度（mm）； E—模具鋼材的彈性模量（ＭＰa）； δp—模具剛度計算的許用變量（mm）； σp—模具剛度許用壓力（ＭＰa）； T1—大型腔的底部厚度（mm）； T2—小型腔的底部厚度（mm）。 查文獻[5]可知： p取30ＭＰa；E取2.1×105ＭＰa；σp取160ＭＰa；δp取0.028mm。 將數(shù)據(jù)代入公式得： （1） 按剛度條件計算： S=1.14×50×（30×502.1×105×0.028）13=36.15mm； T1=0.56×70×（30×702.1×105×0.028）13=27.81mm； T2=0.56×7×（30×72.1×105×0.028）13=2.78mm； （2） 按強度條件計算： S=70×160160-2×3012-1=18.54mm； T1=0.87×70×（30160）12=26.37mm ； T2=0.87×7×（30160）12=2.64mm ； 綜合得：S取40mm；T取5mm。經(jīng)校核可知強度和剛度滿足要求。 為避免在澆口的末端因較大的沖擊力而影響塑件的表面質(zhì)量，甚至產(chǎn)生熔接痕，故在澆口末端的型芯上設置適當?shù)膱A弧，從而也改善了塑料的充模流動性。如圖4.9所示。 圖4.9 型芯的優(yōu)化設計 4.8成型零件的加工工藝 成型零件一般結(jié)構(gòu)比較復雜，精度要求也高。其加工過程主要由成型零件的機械加工、熱處理和表面處理加工等環(huán)節(jié)構(gòu)成。特種加工、數(shù)控加工在模具成型零件加工中應用得非常普遍。下面以型芯為例來介紹一下它的加工工藝。型芯的結(jié)構(gòu)形狀如圖4.10所示。 圖4.10 型芯的二維圖 1、 備料。 2、 粗車外圓，對 ?137.71-0.430，?34.60-0.190，?12.31-0.110和R64留50mm余量。?149達圖樣要求。 3、 精車?137.71-0.430，?34.60-0.190，?12.31-0.110和R64留0.5mm的磨量。對?12.31-0.110進行45′斜度的車削。 4、 磨上下端面留50mm余量。 5、 精銑下端面和其余的端面留0.05mm的磨量。 6、 精銑深度為0.930+0.03的兩溝槽，留0.01mm磨量。 7、 鉗工按圖劃線，鉆13×?50+0.018，13個孔的線切割穿絲孔φ3。 8、 線切割，割13×?50+0.018，直徑留研磨量0.01mm。 9、 熱處理，滲碳0.5~0.8mm，淬火回火達50~54HRC。 10、鉗工研磨各孔，保證與推桿外表面滑配。以及兩個溝槽達到圖樣要求。 11、研磨各端面及外圓達圖樣的要求。 12、檢驗。 4.9 脫模機構(gòu)的設計 4.9.1 脫模方式的確定 根據(jù)塑件的形狀的特點，確定模具的型腔在定模部分，模具型芯在動模部分。塑件成型開模后，塑件與型芯一起留在動模一側(cè)。為保證塑件較大脫模力處能夠順利脫模并且推出時不產(chǎn)生變形，采用推桿推出機構(gòu)。根據(jù)制品的結(jié)構(gòu)特點確定在制件的一下位置設置推桿。如圖4.11所示紅色的為推桿位置。 圖4.11 推桿的分布 4.9.2 推桿的設計 由于該制件較小，且無特殊要求，則普通的圓形推桿均可滿足剛度要求。 1、 脫模力的計算 由文獻[8]可知： Ft=A?p?μ?cosα-sinα+q?A1 （4.13） 式中 Ft—脫模力N； A—塑件包絡型芯的面積（mm2）； p—塑件對型芯單位面積的包緊力，取1.0×107Ｐa； α—脫模斜度，取45′； q—大氣壓力，取0.09ＭＰa； μ—塑件對鋼的摩擦系數(shù)，取0.3； A1—塑件垂直于脫模方向的投影面積（mm2）。 將數(shù)據(jù)代入公式得： Ft=（12×3.14×45+136×3.14×5）×10×0.3?cos40'-sin40'+0.09×4900×3.14＝12430.6N； 2、 推桿直徑的確定 由文獻[8]可知： （1）直徑確定公式： d=k?(l2?FtE)14 （4.14） （2）直徑校核公式： σc=4?Ftnπd2≤σs （4.15） 式中 d—推桿直徑（mm）； l—推桿長度，取118mm； Ft—脫模力（N）； E—推桿材料的彈性模量，取2.1×105ＭＰa； n—推桿數(shù)目； σc—推桿所受壓力（ＭＰa）； σs—推桿材料的屈服點，取353ＭＰa； k—安全系數(shù)，取1.6； 將數(shù)據(jù)代入公式得： d=1.6×(1182×12430.62.1×105)14＝6.5mm； 由于塑件的比較小，且推桿數(shù)目比較多，因此由文獻[3]可知取d=5mm。 推桿的校核： σc=4×12430.613×3.14×25＝48ＭＰa≤σs=353ＭＰa； 滿足要求。 考慮其經(jīng)濟性，推桿采用T8A碳素工具鋼即可滿足要求。其硬度為50～54HRC。配合長度取15mm，且推桿工作部分的粗糙度Ra取0.8μm。推桿固定部分和動模支撐板采用單邊0.5mm的間隙配合，而與型芯采用H8/f7的間隙配合。 4.10 冷卻系統(tǒng)的設計 4.10.1 冷卻系統(tǒng)水管直徑的計算 1、 求單位時間成型塑料制件的質(zhì)量W 設注射時間為3s，冷卻時間為15s，保壓時間為15s，開模取件時間為7s，得注射成型周期為40s。設用20℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出水口的溫度為28℃，水呈湍流狀態(tài)，1h成型次數(shù)n=3600÷40=90次，制件質(zhì)量M為80.4g，則單位時間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量W=M?n=80.4×90=0.12kg/min； 2、 水的體積流量 由文獻[8]可知： qv=W?Q1ρ?c1?(t1-t2) （4.16） 式中 qv—冷卻水的體積流量（m3/min）； W—單位時間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kg/min）； Q1—單位質(zhì)量的塑料制品在凝固時所放出的熱量（kJ/kg）； ρ—冷卻水的密度（kg/m3）； c1—冷卻水的比熱容，取4.187J/（kg?℃）； t1—冷卻出水口的溫度（℃）； t2—冷卻入水口的溫度（℃）。 由文獻[1]可知ABS單位質(zhì)量放出的熱量Q1=3.5×105J/kg。 將數(shù)據(jù)代入公式得： qv=0.12×3.5×102103×4.187×(28-20)＝1.26×10-3m3/min； 3、 求冷卻水道直徑d 根據(jù)水的體積流量，查文獻[5]可知：d取8mm。 4.10.2 冷卻系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設計 由文獻[8]可知： 1、 冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)： α=Φ?（ρ?v）0.8d0.2 （4.17） 2、 冷卻回路所需總表面積： A=M?q3600?α?(θm-θw) （4.18） 3、 冷卻水孔數(shù)目： n=Aπ?d?l （4.19） 式中 α—冷卻水的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)[W/（m2?K）]； ρ—冷卻水在該溫度下的密度（kg/m3）； v—冷卻水的流速（m/s）； d—冷卻水道直徑（m）； Φ—與冷卻水有關的物理系數(shù)； A—冷卻回路總表面積（m2）； M—單位時間內(nèi)注入模具中的塑料質(zhì)量（kg/h）； q—單位質(zhì)量的塑料制品在模具內(nèi)放出的熱量（J/kg）； θm—模具成型表面的溫度（℃）； θw—冷卻水的平均溫度（℃）； n—冷卻水孔數(shù)目； l—每一根水孔長度（mm）。 由文獻[1]可知：v取1.66m/s；Φ取7.5；q取3.5×105J/kg。 將數(shù)據(jù)代入公式得： α=7.5×（103×1.66）0.80.0080.2＝7422W/（m2?K）； A=7.24×3.5×1053600×7422×(28-20)＝0.0119m2； n=0.01193.14×0.008×0.23＝2； 在保證制質(zhì)量的前提下，為了設置效果良好的冷卻回路，縮短制件的成型周期，提高生產(chǎn)效率，因此n取4。為了實現(xiàn)均一﹑高效的冷卻回路，降低成本，決定采用結(jié)構(gòu)簡單加工方便的直流式冷卻回路。如圖4.12所示。 圖4.12冷卻水道的設計 4.11 模具的裝配 模具裝配是模具制造過程的最后階段，裝配質(zhì)量的好壞將影響模具的精度、壽命及各個部分的功能。要制造出一副合格的模具，除了要保證零件的加工精度外，還必須做好裝配工作。模具的總裝圖如圖4.13所示。 圖4.13 模具的總裝圖 4.11.1 動模的裝配 1、 裝配型芯 將型芯采用壓入法裝入型芯固定板，并用砂輪磨平其凸出的端面，然后，將動模板和型芯固定板合攏，在動模板上涂上紅粉后，在其上確定導柱孔和穩(wěn)固螺釘?shù)奈恢?，取下型芯固定板后加工出導柱和螺紋孔；將動模座板、動模板、型芯固定板以側(cè)面為基準，調(diào)整好型芯位置后合攏在一起夾緊，找正好螺釘孔位，然后在其上加工螺紋孔，繼而在支架和動模坐板上加工加工出螺紋孔。 2、 配作推桿孔 通過型芯上的推桿孔，在動模板上鉆錐窩，卸下型芯，按錐窩鉆出動模半上的推桿孔，再用平行夾頭將推桿和動模板夾緊，通過動模板配鉆推桿固定板上的推桿孔。 3、 裝配推桿 將推板與推板固定板疊合，配鉆限位螺釘過孔和推桿固定板上的螺紋攻螺紋，推桿裝入固定板后蓋上推板用螺釘緊固，并將其裝入動模，然后檢查和修模推桿的端面。 4.11.2 定模部分的裝配 1、 定模板和導套的裝配 用壓入法將導套裝入到定模板，并用砂輪磨平凸出的平面。 2、 定模和定模座板的裝配 在定模和定模座板裝配前，澆口套和定模座板已裝配合格，因此，可直接將定模板和定模座板疊合，使?jié)部谔咨系臐驳揽缀蜔崃鞯腊搴投０迳冲亙?nèi)的澆到對正，用平行夾頭夾緊，通過定模座板孔在定模上預鉆螺紋底孔并配鉆，后將其拆開，在定模上攻螺紋，螺紋加工好后，再將定模板和定模座板疊合后擰緊螺釘。 5 參數(shù)化實體設計 本設計基于Pro/E設計平臺，運用模具三維造型進行實體造型設計，由于造型大致過程相同，為了便于說明書的書寫，在此以成型零件的繪制過程為例，其他的都以之為例。 5.1 成型零件實體設計 5.1.1 型芯的實體設計 型芯的實體設計過程如下圖所示。 1、 進入PRO/E的繪圖界面，如圖5.1所示。 圖5.1 PRO/E的繪圖界面 2、 使用旋轉(zhuǎn)命令進入草繪界面繪制如圖5.2所示。 圖5.2 草繪界面 3、 完成草繪點擊確定得到實體如圖5.3所示。 圖5.3 實體圖 4、 繼續(xù)使用旋轉(zhuǎn)命令，進入草繪界面繪制如圖5.4所示的截面。 圖5.4 草繪界面 5、 完成草繪操作后點擊確定得到如圖5.5所示的凹槽。 圖5.5 實體圖 6、 接著使用旋轉(zhuǎn)命令，進入草繪界面繪制如圖5.6所示的草繪截面。 圖5.6 草繪界面 7、 繪制完成后，點擊確定得到如圖5.7所示的效果。 圖5.7 實體圖 8、 使用拉伸命令如圖5.8所示。 圖5.8 草繪選擇界面 9、 進入草繪界面繪制如圖5.9所示的截面。 圖5.9 草繪界面 10、 完成草繪命令后點擊確定，得到如圖5.10所示的凸臺。 圖5.10 實體圖 11、 選擇陣列命令進入陣列分布的選擇，如圖5.11所示。 圖5.11 陣列的選擇 12、 點擊確定后得到如圖5.12所示的分布效果。 圖5.12 陣列的效果 13、 選擇拉伸命令，進入草繪界面繪制如圖5.13所示的截面。 圖5.13 草繪的界面 14、 點擊確定，選擇拉伸長度后，點擊確定得到如圖5.14所示的推桿2的孔。 圖5.14 推桿2孔的拉伸 15、 對上述所繪制的推桿孔進行陣列得到如圖5.15的效果。 圖5.15 推桿2孔的陣列效果 16、 繼續(xù)拉伸進入草繪界面后，繪制如圖5.16所示的截面。 圖5.16 推桿1孔的草繪界面 17、 完成草繪后點擊確定得到如圖5.17所示的推桿1的孔。 圖5.17 推桿1的孔 18、 選擇倒角的命令，對型芯進行倒角，其效果如圖5.18所示。 圖5.18 倒角 19、 通過以上各項命令，完成了對型芯的實體設計，如圖5.19所示。 圖5.19 型芯的實體設計 5.1.2 型腔的實體設計 鑒于上述對型芯的實體設計，通過對以上命令的使用，完成了型腔的實體設計。其效果如圖5.20所示。 圖5.20 型腔的實體設計 5.2 模具的虛擬裝配 模具的虛擬裝配同樣也是基于Pro/E設計平臺，運用模具三維組件進行實體裝配設計，根據(jù)模具裝配的原則，利用裝配的約束條件：匹配，重合，對齊，插入，相切等來完成模具的虛擬裝配[11~15]。 圖5.21 模具的虛擬裝配圖 圖5.22 模具的分解圖 由于裝配的過程比較復雜、繁瑣，在此裝配的過程省略。其裝配后的結(jié)構(gòu)以及分解視圖分別如圖5.21，5.22所示。利用三維軟件的開模仿真運動的分析來模擬模具的開模，以檢查模具設計的合理性、正確性以及在開模過程中是否發(fā)生干涉。其開模如圖5.23所示。這樣大大提高了模具的自動化，智能化和準確性。 圖5.23 模具的開模圖 總結(jié) 通過長時間的努力，畢業(yè)設計終于可算是劃上一個句號了。本次設計是一個全面性的設計，是對塑料模課程的一個總結(jié)一次回顧。本次畢業(yè)設計翻閱了大量的參考書，使我對《塑料成型工藝與模具設計》等參考書及相關知識又進行一次從新的整理、理論聯(lián)系實際，為我以后搞模具做了一個很好的準備。更重要的是，通過本次設計對我所掌握的塑料模模具知識實際應用能力起到了檢驗的作用，通過系統(tǒng)設計，知道自己的不足和缺陷。 本次的畢業(yè)設計，可以讓我們從中獲得平時未掌握的知識，或重新溫新一下所學的知識。進一步地了解，進一步地改善?？梢越璐藱C會鍛煉自己獨立思考能力、動手能力和其它一些綜合能力。同時，還可以為今后的工作奠定一個良好的基礎。在設計過程中我們始終結(jié)合計算機進行設計，提高了我們對Pro/E、AutoCAD等軟件的應用能力。同時，還更懂得如何查閱資料、手冊等一系列工具書。通過了本次設計我們已初步掌握了工程技術(shù)人員的設計思想，掌握了模具的相關知識，以基本能獨立完成一套塑料模模具設計與制造。 在設計中，通過查閱資料，向同學和老師請教，進一步地了解注塑模具的實際設計和制造情況。在設計中廣泛采用標準件。設計參數(shù)的選擇不僅來自課本和資料，還根據(jù)實際情況來選擇和使用。在設計中得到最大的收獲是： 1、 提高查閱參考資料的能力。能在不同的參數(shù)推薦值中選擇適合本設計的最佳方法。 2、 繼續(xù)鞏固各種基礎知識。鍛煉自己的動手能力、獨立思考問題、解決問題的能力。 3、 為將來的工作奠定了一個良好的、穩(wěn)定的基礎。 通過設計，也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足和有待提高的知識，主要有： 1、 各門基礎課知識掌握的不夠扎實，運用起來不夠熟練。 2、 實際工作能力還有待提高，設計與社會上的實際生產(chǎn)還有很大差距。 3、 專業(yè)軟件的使用能力（包括熟練度和使用的廣度）還需要再提高一個層次。 通過本次的畢業(yè)設計進一步地充實自我、增強自我能力、提高自我水平。總而言之，我認為，這次畢業(yè)設計雖然還存在這樣那樣的錯誤和缺陷，但通過這次設計我又學到了很多的知識，把自己的工作能力提高到一個更高的層次。這次畢業(yè)設計是自己邁向工程師很重要的第一步。設計中存在的問題請老師批評指正。 致 謝 經(jīng)過三個月的忙碌之后，本次畢業(yè)設計最終完成，心理有一種說不出的輕松。由于經(jīng)驗的