景德镇陶瓷学院。
模具cad/cam》
课程名称模具设计 __
院系： 机械电子工程学院___
专业： 材料成型及控制工程__
姓名： 陈俊明___
学号： 200910340222___
指导教师： 刘文广___
完成时间 2024年12月12日。
目录。1．原始数据及资料2
1.1课程设计目的3
1.2 课程设计任务3
1.3 完成的工作量3
2．对设计课题的分析4
2.1分析原材料的工艺特性和成型性能4
2.2分型面位置的确定确定型腔数量和排列方式5
3．设计计算6
3.1浇注系统的设计与计算6
3.2成型零件的设计与计算9
4．模具结构设计11
4.1 准备工作12
4.2 项目初始化14
4.3加载零件14
4.4定义模具坐标系16
4.5定义零件收缩率17
4.6设计模坯18
4.7模具的分模19
4.8生成**图25
4.9 保存所有是文件25
5．设计小结25
6．参考文献26
一：原始数据及资料。
材料：pp 年产量：10万件。
1. 课程设计目的。
（1）要求学生能根据零件图，来进行模具的计算、设计等，完成模具成形部分的设计，从而熟悉和掌握一般模具设计的基本方法和步骤。
（2）通过具体的软件(ug)，来熟悉和掌握计算机辅助设计的基本方法和设计步骤，为今后的毕业设计、今后从事模具cad/cam工作进行一次综合训练。
课程设计任务。
根据指导书提供的零件图及相关参数，用ug来进行其注塑模具成形部分的设计(型腔、型芯等)。
3. 完成的工作量。
（1）、设计说明书一份，包括课程设计目的，本人的设计任务，设计步骤，结论，心得体会和建议；
2）、上交完成的零件模型和模具相关ug文件(电子文档)。
二：对设计课题的分析。
、选择并分析原材料的工艺特性和成型性能；
①塑件的使用要求。
塑料制件主要是根据使用要求进行设计，由于塑件有特殊的机械性能，因此设计塑件时必须充分发挥其性能上的优点，补偿其缺点，在满足使用要求的前提下，塑件的形状尽可能地做到简化模具结构，符合成型工艺特点，在设计时必须考虑：
1）塑件的物理机械性能，如强度、刚性、韧性、弹性、吸水性等；
2）塑料的成型工艺性，如流动性；
3）塑料形状应有利于充模流动、排气、补缩，同时能适应高效冷却硬化（热塑性塑料）或快速受热固化（热固性塑料）；
4）塑件在成型后收缩情况及各向收缩率差异；
5）模具总体结构，特别是抽芯与脱出塑件的复杂程度；
6）模具零件的形状及制造工艺。
除此之外，还应考虑塑件设计原则：
7）在满足性能和使用条件下，尽可能使结构简单、壁厚均匀、连接可靠、安装使用方便。
8）结构合理，用简单的加工方法就能完成模具的制作。
9）减小成型加工后的辅助加工。
根据题目的要求，我们可以知道其给出的材料为聚丙烯（pp）。
材料性能：聚丙烯无味，无色，无毒，透明性好，密度仅为0.90-0.
91g/cm3，抗拉弯强度高，聚丙烯的高频绝缘性能叫好，定向拉伸后的聚丙烯具有特别搞的抗弯曲疲劳强度，耐热性好，尺寸稳定，加工性能优良，但是在氧，热，光的作用下极易解聚，老化，它具有三种单体所赋予的优点**便宜，原料**广泛。
ps的成型特性：
a) pp塑料表面易吸湿，使成型塑件表面出现斑痕，云纹等缺陷，因此成型之前必须干燥。在80～90℃下干燥2～3h，可以满足各种成型要求。
b) pp的比热容低，在注塑机中能很快加热，因而塑化效率比高，在模具中固化比较快，因此模塑周期短。
c) pp树脂为非结晶高聚物，所以成型收缩率小。收缩率变化范围约为0.6%～0.8%,在多数情况下，其变化小于该范。
d) pp是无定形聚合物，无明显熔点，熔融流动温度不太高体，在160～1180℃范围即具有充分的流动性，且热稳定性较好，在约高于285℃时才出现分解现象，因此加工温度范围较宽。流动性好，有利于成型。2.
1.2 成型条件。
、分型面位置的确定。
根据塑料结构形式，分型面选在如下图所示：
、确定型腔数量和排列方式。
1) 型腔数量的确定。
该塑料精度要求不同，又是大批量生产，可以采用一模多腔的形式，考虑到注塑机的具体情况和考虑到模具制造费用，设备运转费用低一些初定一模八腔的模具形式。
2）模具结构形式的确定。
分析可知，本模具采用一模八腔，双列直排，推件杆推出，流道采用平衡式，浇口采用潜伏式浇口，采用双分型面，结构形式采用派生模。
三．设计计算。
.浇注系统的设计。
1.主流道设计。
1).主流道尺寸。
根据所选注射机，则主流道小端尺寸为。
d=注射机喷嘴尺寸+(0.5—01)=2+1=3mm
主流道球面半径为。
sr=喷嘴球面半径+(1—2)=12+2=14mm
2).主流道衬套形式。
本设计虽是小型模具，但为了便于加工和缩短主流道长度，衬套和定位圈还是设计成分体式，主流道长度取40mm,约等于定模板的厚度，见图，衬套如图，材料采用t10a钢，热处理淬火后表面硬度为53hrc---57hrc.
3).主流道凝料体积。
4).主流道剪切速率校核。
由经验公式。
主流道剪切速率偏小，主要是注射量小，喷嘴尺寸偏大，使主流道尺寸偏大所致。
2.分流道尺寸。
1).分流道布置形式。
分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地经分流道均衡的分配到各个型腔。因此采用平衡分流道，如图。
2).分流道长度。
第一级分流道l1=50mm, 第二级分流道l2=10mm,第**分流道l3=15.5mm.
3).分流道的形状，截面尺寸以及凝料体积。
1).形状及截面尺寸
为了便于机械加工及凝料脱模，体设计的分流道设置在分型面上定模一侧，截面形状采用加工工艺性比较好的梯形截面，梯形截面以塑料熔体及流动阻力均不大，一般采用以下面经验公式来确定截面尺寸，即：
根据参考文献(1)取b=4mm
分流道截面形状如图：
从理论上l2,l3分流道可比l1截面小10%,但为了刀具的统一和加工方便，在分型面上的分流道采用一样的截面。
2).凝料体积。
分流道长度l=50+10*2+15.5*4=264mm
分流道截面积。
凝料体积。4)分流道剪切速率校核。
采用经验公式。
在之间，剪切速率校核合格。
式中，式中，t=注射时间，取1s
a---梯形面积。
c---梯形周长1.3cm
5).分流道表面粗造度。
分流道表面粗造度r要求很低，一般取0.8---1.6 um 即可，在此取1.2um,如图所示。
3.浇口的设计。
根据外部特征，外观表面质量要求较高，应看不到明显的浇口痕迹，采用潜伏式浇口，在开模时对浇口自行剪断，几乎看不到浇口的痕迹。
1) 潜伏式浇口尺寸的确定。
由经验公式得，式中
n=塑料材料系数取0.6
c=塑件壁厚的函数值取0.242
浇口截面形状如图所示，浇口先取 ,然后在试模时再调整。
2)浇口剪速率的校核。
由点浇口的经验公式得。
剪切速率的校核合格。
4.冷料穴的设计。
1)主流道冷料穴。
如图所示，采半球形，并采用球形头拉料杆，该拉料杆固定在动模固定板上，开模时利用凝料对球头的包紧力使主流道凝料从主流道衬套中脱出。
2).公流道冷料穴。
在分流道端部加长5mm,作分流道冷料穴。
1.3, 成型零件的设计。
模具中确定塑件几何形状和尺寸精度的零件称为成型零件。在本设计中成型零件就是成型外面的凹模，成型内表面的凸模。
各类成型零件的尺寸设计。
1. 凹模(型腔)
塑件四周就一个整体，且无螺纹和其它外部特征，可用整体式，而且加简单，成本低，而且本身模具的外形尺寸不还蛮小。
由型腔尺寸计算公式可得；
型腔径向尺寸公式；
型腔的深度公式；
其中s为塑料的平均收缩率：s=smax+smin /2×100%
其中δ为公差，当塑件制件尺寸较小，精度级别较高时，=δ3 ,x=0.75
2. 凸模(型蕊)
塑件凸模四周就一个整体，且无螺纹和其它外部特征，可用整体式，而且加简单，成本低。
型芯径向尺寸公式；
型腔的深度公式；
上两式中的修正系数x=1/2~2/3，即当塑件尺寸较大，精度较低时取小值，反之则取大值。
已知给出的材料为聚丙烯（pp），其收缩率为(1.0~2.5)%,所以计算可得其平均收缩率为；
s=（1.0+2.5）/2 ×100%=1.725%
四．模具结构设计。
零件如下图。
一、 准备工作：
1、启动ug6.0
2、打开已经用ug建立好的实体零件。
3，进入注塑模具设计向导，单击开始——所以要用模块——注塑向导。
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