模具设计专业论文 曲面盖板注塑模具设计及型腔加工仿真Word格式文档下载.docx

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摘要

此次课题设计选取肥皂盒为模型进行注塑模具设计，这是根据日常生活需求，再结合相关参考选择的设计模型。

首先根据塑件的结构特点进行成型工艺分析,选择塑件材料为ABS，注塑模具采用一模两腔结构。

再根据塑件的质量和体积选定注射机的型号，在设计过程中对模具的必要尺寸进行计算，并对所选的注射机进行校核。

设计过程以UG软件为平台，绘制肥皂盒的三维造型，并利用UG的Moldwizard模块设计模具的整体结构。

为了能够投入实际生产，此次设计涉及了对型腔的加工仿真，通过UG的加工模块对型腔进行加工工序设计，自动生成加工代码，并导出能够进行实际生产的NC加工文件。

关键词注塑模；

一模两腔；

工艺分析；

加工仿真

Abstract

Thistopicdesignselectsthesoapboxasthemodelfortheinjectionmolddesign,thisisaccordingtothedailylifeneed,thencombinedwiththereferencechoicedesignmodel.Firstly,accordingtothestructuralcharacteristicsofplasticparts,theplasticpartsofplasticpartsareABS,theinjectionmouldadoptsonemoldtwocavitystructure.. 

Accordingtothequalityandvolumeoftheplasticparts,themodeloftheinjectionmoldingmachineisselected,andthenecessarydimensionsofthemouldarecalculated.. 

ThedesignprocesstakestheUGsoftwareastheplatform,drawsthesoapboxthethree-dimensionalshape,andusestheMoldwizardUGmoduledesignmoldmonolithicstructure.

Inordertobeabletoputintoactualproduction,thedesignrelatestothemachiningsimulationofcavity,throughtheUGprocessingmoduleofcavityforprocessingprocessdesign,automaticgenerationofcodeprocessing,andexporttotheactualproductionoftheNCmachiningfile.

KeywordsInjectionmoldmoldtwocavityprocessanalysisprocesssimulation

1绪论

1.1课题选择的背景及意义

在塑料工业中，注塑成型是一种重要的成型办法，再生产型腔的工序中，需要使用注塑模具作为成形工艺装备，所以制品的成本、质量等都将会受到模具精度的影响。

而且，在如今注塑模具高速发展的今天，各个行业和各个领域在实际的生产过程中都将涉及到注塑模具将的使用，所以注塑模具也彰显出了一个公司的实力。

现如今随着CAD/CAE/CAM技术的逐步成熟，为注塑模具的研究设计提供了很大的帮助，将会使得注塑模具的研发、生产周期得到大大的缩短。

在世界经济快速发展、科学技术日益完善和经济全球化日益加强的这个背景下，机遇和挑战将是世界各国新的话题。

在这种大形势之下，注塑模具作为模具行业中最为经济合理的加工模式已经被愈来愈多的加工工厂所重视。

世界各国制造业的快速发展体现在生产率的提高、工人劳动强度的减轻、生产成本的降低，这均归功于注塑模具的进一步改进和发展。

因此，注塑模具行业愈来愈受到青睐。

近年来，我国注塑模具在数量、品质和技术等方面都有了很大的提高，然而依然无法满足国民经济建设的需求，在科技高速发展的今天，我国模具的发展仍然无法达到国际先进水平。

但是我国将继续大力发展模具工业，力争我国注塑模具工业能够保持着稳定持续的发展速度前进，争取缩短与先进国家模具水平的差距。

1.2塑料模具发展状况

随着科学技术的不断地进步，我国的经济实力在发生着翻天覆地的变化。

而在这其中，在众多的新型工业当中,模具工业的发展尤为突出，模具工艺装备，也将随着科学技术的进步不断创新发展。

进入21世纪，是高科技和信息异常发达的世纪，模具则顺应时代，它既是高科技的产品，同时，它也是高科技的载体。

如今，模具已经在中国蓬勃发展，并和计算机网络联系到一体，并且，已经被广泛的应用于电子类、汽车行业、交通行业，航空航天工业、以及医疗器械各个领域，模具产业的进步可以使我国的国民经济得到不断地提高。

现在，我国有模具的生产厂大约3万多个，从事模具设计和制造的人员在不断地增加，模具的总产值也在飞快的增长。

可是，我国的模具总体水平不是很高，有一些的高档模具还需要依赖进口，在所有的模具中，比例最多的是塑料模具，大约占到百分之45左右，当然，模具工业不会就此停步，他还会向前继续发展。

在整个模具工业当中，注塑模具最为重要，它的发展也最为迅速。

究其原因可能为容易加工，而且成本较低造成的。

塑料模具也在不断发展，主要趋势有：

1）塑料模具的不断标准化。

2）与计算机的结合，不断地智能化。

3）对模具所用材料的研究和新材料的不断地使用。

4）理论研究的不断加强。

1.3此次设计的主要工作内容及技术要求

此次设计以肥皂盒为模型进行模具设计，主要内容包括根据塑件的结构特点分析其成型工艺，选择注射机型号，拟订模具总体结构方案，进行模具设计的相关计算。

对凸模、凹模成形零件进行三维结构设计，将三维模型导入CAM软件中，设计铣削刀具路径进行型腔数控加工仿真，生成NC程序。

使用UG软件导出零件图和装配图。

主要技术要求有

（1）精度要求高

由于此肥皂盒底座的最大长度为150mm,得出产品的尺寸不大，精度等级不高。

对于与它的有关系的模具零件的尺寸加工能够得到保证。

从制品的厚度方面来讲，平均的厚度在2mm左右，属于相对均匀的塑件，这当然也有利于肥皂盒底座零件本身的成型。

（2）表面质量要求

作为肥皂盒的底座，本身制品的尺寸不是很大，再这样的情况下，要使得制品的质量有所提高，就必须保证它的的表面粗糙度不能太大，用UG软件对其进行熔接痕，气泡，气穴的分析，找出优化的方案，最后达到制品所需的光亮的要求。

2塑件工艺性分析

2.1塑件材料的选择

该产品属于生活用品，注塑条件为高温、高压，所以该产品对模具有着较严格的要求，因为产品是用来盛装肥皂，所以产品要求具有一定的耐腐蚀性和耐磨性，可以选择材料ABS。

塑件结构图如图2.1所示。

图2-1肥皂盒造型图

2.2材料分析

2.2.1技术性能

ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。

ABS材料是目前产量最大，应用较广的聚合物，他将丁二烯、丙烯腈和苯乙烯各种性能有机统一起来。

具有韧、硬、刚相均衡的优良力学性能。

2.2.2材料性能

ABS材料微黄色、无毒、无味，属于无定型材料。

材料粘度适中、机械强度高、尺寸稳定性好、成型加工性好、抗冲击能力强、抗蠕变性好、电性能、耐磨性、有一定的便面硬度，摩擦系数低。

ABS耐碱、盐、油、酸、水。

具有较小的收缩率。

2.2.3ABS的主要性能指标

ABS的技术指标见下表2.1

2.3塑件的结构工艺性 

尺寸精度：

塑件的尺寸精度一般是由塑料模具制造误差和收缩率的波动来决定的，肥皂盒的整体构造相对简单，尺寸精度要求不是很高，一般可采取MT6。

脱模斜度：

脱模斜度与塑件的形状，壁厚，收缩率有关，一般为型腔35′-1°

30′；

型芯30′-40′ 

壁厚：

由于肥皂盒为小型塑件，它的壁厚一般为2mm。

表面粗糙度：

塑件的表面粗糙度可取Ra1.6 

2.4ABS塑料的注射成型工艺参数

注射成型机类型：

螺杆式

预热温度：

80℃～85℃

预热时间：

2h～3h

料筒温度/℃：

前段180～200

中段165～180

后段150～170

喷嘴温度：

170℃～180℃

模具温度：

50℃～80℃

注射压力：

60Mpa～100Mpa

成型时间：

注射时间20s～90s高压时间0s～5s

冷却时间20s～120s总周期50s～220s

螺杆转速：

30r/min

后处理：

使用红外线灯或烘箱，温度为70℃，时间2～4小时

2.5注射设备的选择

2.5.1计算塑件体积和质量

产品材料已经选用ABS，通过查询资料可知材料密度为1.03-1.07g/cm3，收缩率为0.3%到0.8%，计算平均收缩率为0.0055，平均密度为1.05g/cm3。

运用UG软件绘制出肥皂盒塑件三维实体图，使用软件的分析工具可得出塑件体积。

塑件体积为：

V塑=37.07cm3

塑件质量为：

M塑=38.92g

2.5.2初步选定型腔数量

由于塑件结构简单，精度要求不高，而该塑件的生产批量为大批量生产，为提高生产率，降低塑件成本，而且塑件中等大小，所以模具采用一模二腔结构。

2.5.3估算浇注系统凝料体积

参考相关书目可知浇注系统的凝料体积可按塑件体积的0.6倍计算，并且此设计采用一模二腔。

1.所以浇注系统凝料体积和质量为 

V浇=2×

V塑×

0.6=2×

37.07×

0.6=44.48cm3；

M浇=V浇×

1.05=46.70g

2.该模具一次注塑所需塑料的体积为 

V总=2×

V塑+V浇=2×

37.07+44.48=118.62cm3;

M总=M塑+2×

M浇=46.7+2×

38.92=124.54g

2.5.4注射机型号的选择

依照以上算得的结果，可以确定设备的型号和规格