水果盆模具设计及加工工艺分析（包括设计说明书、CAD图纸、外文翻译全套毕业设计）

目  录

1 前言.. 1

2国内外发展概况.. 2

2.1 国内发展概况.. 2

2.2 国外发展概况.. 3

3总体方案论证.. 4

4 具体设计说明.. 5

4.1 水果盆的测绘与造型.. 5

4.1.1 水果盆的测绘.. 5

4.1.2 水果盆的造型.. 6

4.2 水果盆模具设计与造型.. 8

4.2.1水果盆的材料分析.. 8

4.2.2 拔模斜度.. 9

4.2.3 型腔数目的确定.. 9

4.2.4 选择注塑机并进行校核.. 9

4.2.5分型面的确定.. 10

4.2.6 确定浇注系统的形式及位置.. 11

4.2.7确定定模板的尺寸.. 13

4.2.8确定动模板的尺寸. 13

4.2.9顶出行程. 13

4.2.10 复位杆.. 13

4.2.11设置定模的冷却水道.. 14

4.2.12 确定顶出方式及顶杆位置.. 16

4.2.13 确定各模板厚度.. 17

4.2.14 导向与定位装置.. 18

4.2.15 绘制装配图. 19

4.2.16 模具的三维造型.. 21

4.3 型腔零件的加工工艺分析. 22

5 结  论.. 25

参考文献.. 26

致  谢.. 27

附  录.. 28

1 前言

模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工业等行业中，60%～80%的零件都依靠模具成形，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越高，结构也越来越复杂。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产效率和低耗率，是其它加工制造方法所不能比拟的。随着塑料工业的飞速发展和通用塑料与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断地扩大，越来越普遍地采用塑料成型。该方法适用于全部热塑性塑料和部分热固性塑料，制得的塑料制品数量之大是其它成型方法望尘莫及的。作为注塑成型加工的主要工具之一注塑模具，在质量、精度、制造周期以及注塑成型过程中的生产效率等方面水平高低，直接影响产品的质量、产量、成本及产品的更新换代，同时也决定着企业在市场竞争中的反映能力和速度。

由于模具的使用特点，决定了模具设计也区别与其他行业。模具设计要考虑的要点如下^[9]:

a.塑件的物理力学性能,如强度、刚度、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性,不同塑料品种其性能各有所长,在设计塑件时应充分发挥其性能上的优点,避免或补偿其缺点.

b.塑料的成型工艺性,如流动性、成型收缩率的各向差异等。塑件形状应有利于成型时充模、排气、补缩，同时能使热塑性塑料制品达到高效、均匀冷却或使热固性塑料制品均匀地固化。

c.塑件结构能使模具总体结构尽可能简化，特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模结构。使模具零件符合制造工艺的要求。

对于特殊用途的制品,还要考虑其光学性能、热学性能、电性能、耐腐蚀性能等。

本课题是对水果盆制品进行测绘、模具设计、加工工艺分析。课题来源于生产实践。基于生产实践之上的对水果盆模具设计及加工工艺分析，其中：a.制品的尺寸精度要求：长度方向小于0.50，厚度方向小于0.10; b.制品材料：PP；c.制品表面粗糙度：不低于实物表面；d.制品生产批量：5万；e. 制品其他要求：符合设计规范。在设计过程中主要是对水果盆制品测绘、模具设计、在模具设计时对分型面的选择、浇口形式与位置的确定、型腔位置的安排、定模冷却水道的设置、工艺分析等。水果盆的几何尺寸进行测量后要进行合理的后处理。由于模具分型面不在同一平面,所以需要一定的角度。根据使用寿命和经济方面考虑，模具采用一模一腔，动定模尺寸根据手册选B×L=560×630的模板，采用推杆和推件板作为顶出机构的元件，本模具设计采用直浇口，由于在制品的底部,所以不会对塑件外观质量造成影响。由于所成型的制品形状复杂且几何尺寸较大,因此可采用冷却水道直流道的冷却方式。模具方案确定后进行工艺分析。根据此方案可以达到设计的预期效果,并且大大提高了注塑模的质量和效率。

2 国内外发展概况

2.1 国内发展概况

我国模具工业发展迅速，根据资料统计，我国拥有18000家模具生产企业，年产值大于300亿元，模具工业已初具规模，加入WTO后，机械制造业转移，中国已成为世界制造业大国，牵动了模具制造业质与量的高度需求。塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的，在我国，起步较晚，但发展很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上都有很大发展，取得了很大成绩。统计显示，1996年至2001年，我国模具制造业年产值平均增长14%~15%；2002年，我过模具总产值突破330亿元人民币，位居世界第四位。在模具产品中，有些产品已接近或达到国际水平，模具需求量每年仍以15%的增长幅度递增，这将形成一个巨大的市场需求。

目前，我国的模具制造技术已从过去只能制造简单模具发展到可以制造大型、精密、复杂、长寿命的模具。在塑料模具方面，能设计制造汽车保险杠及整体仪表盘大型注射模。例如天津市通信广播公司模具厂设计和制造的汽车后保险杠模具重达10余吨、模具尺寸精度可达10μm、型腔表面粗糙度Ra=0.1μm型心表面粗糙度Ra=3.2μm，模具寿命达30万次以上，达到国际同类模具产品的技术水平。一些塑料模主要生产企业利用计算机辅助分析(CAE)技术对塑料注塑过程进行流动分析、冷却分析、应力分析等，合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等，使模具设计方案进一步优化，也缩短了模具设计和制造周期采用模具先进加工技术及设备，使模具制造能力大为提高。高速铣削技术及高速铣削机床在模具加工中的使用，已使模具加工效率有了显著提高。使用高速铣床，采用高速铣削技术，不但能使模具精度和表面质量得到大幅度提高，而且模具制造周期大为缩短。国外引进的高精度数控电加工机床的使用也使模具制造能力得到提高。我某些国外电加工机床具有内容丰富、实用可靠的工艺数据和专家系统，使模具的深槽窄缝加工、微细加工、镜面加工等效率和质量大大提高。新的模糊控制系统具有加工反力的监测和控制，提高了大面积加工的深度控制精度。电火花混粉加工技术的应用有效地提高了模具表面质量。模具逆向工程技术、快速经济模具制造技术、三维扫描测量技术及数控模具雕刻机的发展与应用，对模具制造能力的提高也起到了很大作用。目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，我国模具制造技术将朝如下几个方面发展：第一，开发、发展精密、复杂、大型、长寿命的模具，以满足国内市场的需要；第二，加速模具标准化和商品化，建设有特色的模具标准件生产企业，组建区域模具钢及标准件市场，以提高模具质量、缩短模具制造周期；第三，积极开发和推广应用模具CAD/CAM技术，提高制造过程的自动化程度；第四，积极开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料；第五，发展模具加工成套设备，以满足高速发展的模具工业的需要；第六，提高模具材料的热处理水平，扩大光亮淬火的适应范围；第七，建立多个高级模具人才培训基地，提高劳动力素质，提高模具工业技术水平。放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。

随着计算机技术的发展应用，模具设计与制造技术正朝着数字化方向发展。特别是模具成型零件方面的软件，等，这些技术采用计算机辅助设计，进而将数据交换到加工制造设备，实现计算机辅助制造，或将设计与制造连成一体实现设计制造一体化。

2.2 国外发展概况

进入90年代，国际著名商品化三维CAD/CAM系统，如美国的Pro/E、UG-II、 CADD5、Solid works、MDT等均陆续在模具界得到应用。美国PTC公司基于Pro/E系统开发了钣金零件造型模块Pro/Sheet Metal。UG Solution公司在UG-II的基础上开发了同类型的模块UG/Sheet Metal。以上两个系统都缺乏面向级进成形工艺及模具结构设计的专用模块，但这方面的工作进展很快，有的已经初见成效。  
    如美国Computer Design公司开发的级进模软件Striker Systems是销售量较大的商业化CAD/CAM系统，包括钣金零件造型（SS-DESIGN）、毛坯展开（SS-UNFOLD）、毛坯排样（SS-STRIP DESIGN），模具设计（SS- DIE DESIGN）和数控加工（SS-WIRE、SS-PROFILE）等模块。该系统支持钣金零件的特徵造型，虽已具有某些自动化设计的功能，但其设计过程仍以交互操作为主，目前只适用于弯曲冲裁级进模的设计。 
    本世纪之初，美国UGS公司与我国华中科技大学合作在UG-II （现为NX）软件平台上开发出基于三维几何模型的级进模CAD/CAM软件NX-PDW。该软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块。具有特徵识别与重构、全三维结构关联等显著特色，已在2003年作为商品化产品投入巿场。

3 总体方案论证

本课题的设计目的是对典型曲面类零件测绘、三维造型、模具设计以及加工工艺分析。要进行零件的三维造型，必须先对零件进行测绘，画出零件二维工程图，然后根据工程图进行零件的三维造型，再将零件的三维造型转化为模具型腔的三维造型，最后进行加工工艺分析。首先是对塑件进行测绘。由于该塑件大都为曲面实际测量有一定困难所以采用多次取断面进行测量的方法。测绘好后进行三维造型。主要采用草绘、边界混合、加厚、扫描等步骤造型。造型结束后进行模具设计。考虑到生产批量和经济效益，还有塑件的精度等级采用一模一腔。下面选择注塑机，主要从注射量、锁模力等方面进行考虑。要确保塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最大容量的80％。接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。由于制品形状很大,而且对精度要求不高,所以采用直浇口。主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线在同一条直线上。由于主流道与高温高压的熔融塑料接触所以外面要加个浇口套。浇口套要进行淬火处理，这样可以延长模具的使用寿命。浇口主要有两个作用，一是起控制作用，二是压力撤销后封锁型腔，不产生倒流。接着是排气系统的设计。本模具采用间隙排气。利用分型面的配合间隙自然排气。下面是推出机构的设计。推动的动力来源有手动推出、机动推出和液压与气动推出机构。本模具设计采用注射机的开模动作驱动模具上的推出机构，实现塑件的自动脱模。接着是推出机构的设计。本模具设计采用塑件留在动模，要保证塑件不应推出变形或损坏，还要保证塑件的良好外观和结构可靠。模具设计好后进行图样分析，然后确定加工工艺过程。最后编制非标准零件的加工工序卡。

 。。。。。。