卷尺外殼的結(jié)構(gòu)及其模具設(shè)計(jì)—畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題名稱(chēng)：卷尺外殼的結(jié)構(gòu)及其模具設(shè)計(jì)系 部： 專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師：    卷尺外殼的結(jié)構(gòu)及其模具設(shè)計(jì)目 錄1 前言································&#

2、183;·············32 卷尺外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·································42.1 設(shè)計(jì)任

3、務(wù)與要求···································42.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·············

4、;···························43 塑件工藝分析·····················&#

5、183;················103.1 分析塑件使用材料及成型特點(diǎn)·························103.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 ··&#

6、183;··························103.3 塑件精度的確定 ·····················

7、·············104 型腔數(shù)目的確定···································&

8、#183;114.1估算塑件的體積、質(zhì)量和選擇注射機(jī) ····················115 確定模具結(jié)構(gòu)方案·······················

9、83;··········125.1 確定成型位置和分型面······························125.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)····

10、3;····························· 125.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)··················&#

11、183;··············· 125.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)································

12、·· 135.5 選取模架······································· 135.6 型芯、型腔·····&

13、#183;······························· 135.7 注射及開(kāi)模過(guò)程················

14、;·················· 135.8 取出制件······························

15、·········146 校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)···························· 156.1鎖模力的校核········

16、83;··························· 15 6.2模具厚度H與注射機(jī)閉合高度···················&

17、#183;····· 157 設(shè)計(jì)小結(jié)········································· 15致謝辭

18、3;············································· 16參考文獻(xiàn)···

19、83;········································ 161 前言塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，樹(shù)脂可分為天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂，塑料大都采用合成樹(shù)脂。塑料具

20、有可塑性，密度小，質(zhì)量輕，可以利用模具將其成型為具有一定幾何形狀和尺寸精度的塑料制件。塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的，目前塑料制件幾乎已經(jīng)進(jìn)入一切工業(yè)部門(mén)以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。塑料工業(yè)又是一個(gè)飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域。世界塑料工業(yè)從20世紀(jì)30年代前后開(kāi)始研制到目前的塑料產(chǎn)品系列化，生產(chǎn)工藝自動(dòng)化，連續(xù)化以及不斷開(kāi)拓功能塑料新領(lǐng)域，它經(jīng)歷了初創(chuàng)階段（30年代以前）、發(fā)展階段（30年代）、飛躍發(fā)展階段（50至60年代）、穩(wěn)定增長(zhǎng)階段（70年代至今）等這樣幾個(gè)階段。塑料作為一種新的工程材料，其不斷被開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，加之成型工藝的不斷成熟、完善與發(fā)展，極大地促進(jìn)了塑料成型方法的研究

21、與應(yīng)用和塑料成型模具的開(kāi)發(fā)與制造。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，塑料模具是指用于成型塑料制作的模具，它是型腔模的一種類(lèi)型。隨著機(jī)械工業(yè)（尤其是汽車(chē)，摩托車(chē)），電子工業(yè)，航空工業(yè)，儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，塑料成型制件的需求量越來(lái)越多，質(zhì)量要求也越來(lái)越高，這就要求成型塑件的模具開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)與制造的水平也越來(lái)越高。采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件，是材料成形的重要方式之一，與切削加工相比，具有材料利用率高、耗能低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點(diǎn)。塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：（1） CAD/CAE/CAM技術(shù)的快速發(fā)展和推廣應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的不斷

22、發(fā)展和進(jìn)步，生產(chǎn)與加工自動(dòng)化的觀念也逐漸深入人心，生產(chǎn)與加工過(guò)程離不開(kāi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。Pro/E是美國(guó)PTC公司推出的使用參數(shù)化的三維特征造型技術(shù)的大型CAD/CAE/CAM集成軟件，現(xiàn)已成為CAD/CAE/CAM領(lǐng)域最具有代表性的軟件。（2） 各種模具新材料的研制和使用模具材料的選用直接影響到模具的制造工藝、模具的使用壽命、塑件的成型質(zhì)量和模具的加工成本。（3） 塑料制件的微型化、超大型化和精密化為了滿足塑料制件在各種工業(yè)產(chǎn)品中的使用要求，塑料成型技術(shù)正朝著微型化、大型化和超大型化和精密化方向發(fā)展。（4） 模具的標(biāo)準(zhǔn)化目前，國(guó)內(nèi)外已有許多標(biāo)準(zhǔn)化的注射模架形式可供設(shè)計(jì)者選用。由于需要大批量生

23、產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，降低成本，故采用模具成批注射生產(chǎn)。選用丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物（ABS）作為卷尺外殼的材料，澆注系統(tǒng)采用普通流道，進(jìn)行一模四腔注射。本課題用Pro/E對(duì)卷尺外殼進(jìn)行造型設(shè)計(jì)以及開(kāi)模。共分4個(gè)部分，內(nèi)容包括卷尺外殼的尺寸設(shè)計(jì)，塑件工藝分析，型腔數(shù)目的確定，模具結(jié)構(gòu)方案的確定。2 卷尺外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求塑件名稱(chēng)：卷尺上蓋塑件材料：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物（ABS）塑件產(chǎn)量：大批量工作要求：質(zhì)量輕，外觀要求光澤度好，手感舒適，耐腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好。設(shè)計(jì)目標(biāo)：設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外形結(jié)構(gòu)如圖21所示。圖a是卷尺外殼的二維結(jié)構(gòu)圖；圖b是卷尺外殼的三維結(jié)構(gòu)圖。 a）卷尺外

24、殼二維結(jié)構(gòu)圖 b）卷尺外殼的三維結(jié)構(gòu)圖圖21 設(shè)計(jì)的產(chǎn)品 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)入零件模塊，在名字編輯框中輸入“pingguo”。單擊對(duì)話框下部的按鈕，進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。1 設(shè)置草繪平面并完成草繪剖面繪制。在草繪平面內(nèi)繪制如圖01所示的剖面圖，完成后退出草繪模式。輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“5”，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖02所示。 圖01草繪剖面 圖02最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征 2 在實(shí)體特征上出殼。根據(jù)系統(tǒng)提示輸入殼的厚度“1”。單擊模型對(duì)話框上的按鈕，生成殼特征后的實(shí)體特征如圖03所示。 圖03出殼后的實(shí)體特征 3 拉伸實(shí)體特征。用曲線在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖04所示的草繪剖面圖，完成后

25、退出草繪模式。根據(jù)系統(tǒng)的提示輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“3”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖05所示。 圖04草繪剖面 圖05最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征 4 拉伸實(shí)體特征。用曲線在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖06所示的草繪剖面圖，完成后退出草繪模式。根據(jù)系統(tǒng)的提示輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“2.5”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖07所示。 圖06草繪剖面 圖07最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征5 在實(shí)體特征上加入倒圓角特征。（1）在實(shí)體菜單中選取倒圓角選項(xiàng)。（2）根據(jù)系統(tǒng)提示選取邊線1和邊線2為圓角特征的放置參照，然后選取完成選項(xiàng)根據(jù)系統(tǒng)提示輸入圓角半徑“0.2”。

26、然后單擊按鈕，生成倒圓角特征如圖08所示。6 倒圓角特征。根據(jù)系統(tǒng)提示輸入圓角半徑“0.3”。 生成倒圓角特征如圖09所示。 圖08生成的倒圓角特征 圖09生成的倒圓角特征7 倒圓角特征。根據(jù)系統(tǒng)提示輸入圓角半徑“1.5”。 生成倒圓角特征如圖10所示。 圖10生成的倒圓角特征 8 創(chuàng)建掃描軌跡線。（1）在基本工具條上選取選項(xiàng)，選取一個(gè)草繪平面，進(jìn)入草繪模式。（2）在草繪平面內(nèi)繪制如圖11所示的剖面圖，完成后退出草繪模式。 圖11草繪剖面9 創(chuàng)建軌跡線。在草繪平面內(nèi)繪制如圖12的剖面圖，完成后退出草繪模式。 圖12草繪剖面10 插基準(zhǔn)點(diǎn)。 在基本工具條上選取選項(xiàng)。選取一個(gè)草繪平面，進(jìn)入草繪模式

27、。在草繪平面內(nèi)繪制如圖13所示的剖面圖，完成后退出草繪模式。最后生成的特征如圖14。 圖13草繪剖面圖14生成的曲線和點(diǎn)特征11 創(chuàng)建切剪掃描混合特征。在菜單管理器中依次選取零件/特征/創(chuàng)建/實(shí)體選項(xiàng)，在實(shí)體菜單中選取切剪材料，在實(shí)體選項(xiàng)菜單中選取高級(jí)選項(xiàng)，然后點(diǎn)完成。在高級(jí)特征選項(xiàng)菜單中選取掃描混合，點(diǎn)完成。在混合選項(xiàng)菜單中點(diǎn)完成。再點(diǎn)選取軌跡，在鏈菜單中選取依次選項(xiàng)，選取想要切剪掃描的軌跡，再點(diǎn)完成。在截面定向菜單中選取自動(dòng)/完成。在確認(rèn)選擇菜單中點(diǎn)接受，旋轉(zhuǎn)角度0度。截面1畫(huà)一個(gè)點(diǎn)。截面2畫(huà)直徑0.2的圓，截面3畫(huà)直徑0.3的圓，截面4畫(huà)直徑0.4的圓，截面5畫(huà)0.5的圓，截面6畫(huà)直徑0

28、.5的圓。最后點(diǎn)確定。生成特征如圖15。 圖15生成的切剪掃描特征12 創(chuàng)建切剪掃描混合特征。依次把卷尺葉子切剪掃描出來(lái)。如圖16所示。圖16最后生成特征13 倒圓角特征。根據(jù)系統(tǒng)提示輸入圓角半徑“0.1”。 生成倒圓角特征后的實(shí)體特征如圖17所示。圖17生成的倒圓角特征14 切剪材料特征。選取偏距選項(xiàng)。選取TOP面。輸入值“5”。然后選取偏距按鈕，選擇要偏距的輪廓，輸入值：“-1“。選取正向，盲孔：“0.2”最后按。15 切剪材料特征。用圓弧在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖18所示的草繪剖面圖，輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“2”。單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖19所示。 圖18草繪剖面 圖19

29、最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征16 拉伸實(shí)體特征。用圓弧在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖20所示的草繪剖面圖，輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“7.5”。最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖21所示。 圖20草繪剖面 圖21最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征17 切剪材料特征。用直線在TOP平面內(nèi)繪制可得到如圖22所示的草繪剖面圖，輸入拉伸深度為穿過(guò)所有。單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖23所示。 圖22草繪剖面 圖23最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征18 拉伸實(shí)體特征。用直線在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖24所示的草繪剖面圖，輸入拉伸深度“3”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖25所示。 圖24草繪剖面 圖25最后生成的基

30、礎(chǔ)實(shí)體特征19 拉伸實(shí)體特征。用直線在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖26所示的草繪剖面圖，輸入拉伸深度“3”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖27所示。 圖26草繪剖面 圖27最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征20 拉伸實(shí)體特征。用圓在草繪平面內(nèi)繪制直徑為“1”的圓，輸入拉伸深度“6”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖28所示。 圖28最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征21 至此，卷尺外殼上蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢。如圖29a、b所示 a卷尺外殼上蓋正面 b卷尺外殼上蓋反面22 卷尺外殼下蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如圖30所示23 設(shè)計(jì)的卷尺外殼上蓋和下蓋整體組裝圖如圖31所示。 圖30為卷尺外殼下蓋

31、 圖31為卷尺外殼上下蓋組裝圖3 塑件工藝分析3.1 分析塑件使用材料及成型特點(diǎn)使用材料：ABS材料是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。具有耐腐蝕及表面硬度，堅(jiān)韌且有良好的加工性和染色性能。無(wú)毒無(wú)味。（ABS）的容重r=1.04 g/cm3.成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)黏度增高，所以成型壓力較高，ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理； ABS易產(chǎn)生熔接痕。在要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，而在強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度可控制在6080，材料收縮率為0.6%。3.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性此產(chǎn)品是整體機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單小型塑件，外觀要求光澤度好，手感舒適，尺寸要求并不高。3.3 塑件精度的

32、確定塑件尺寸公差（SJ1372），選擇公差等級(jí)8級(jí)。4 型腔數(shù)目的確定4.1 根據(jù)塑件的形狀估算體積和質(zhì)量采用相似取植法來(lái)計(jì)算：VS=VaVb=R2Hr2h=1.745 cm3H=5mm h=4mm R=20mm r=19mm取塑件體積為：VS=1.8 cm3 塑件體重為： Gs=VSr =1.8×1.04=1.872g 式中r為塑料容重（PC的容重r=1.04g/cm3）主流道體積和冷料穴的體積： V1= 1/3（8/2）2（5/2）2×80 =0.816 cm3分流道體積： V2=×（5/2）2×20×4/2 =0.785cm3澆口體積：V

33、3=×（1.0/2）2×1.0 =0.000785 cm3注射機(jī)額定注射量GB，每次注射量不超過(guò)最大注射量的80%即 n=(0.8GBGj)/GS 式中： n型腔數(shù) Gj澆注系統(tǒng)重量（g） GS塑件重量（g） GB注射機(jī)額定注射量（g）澆注系統(tǒng)的體積：Vj=0.816+0.785+0.000785=1.6 cm3 Gj =1.6×1.04=1.67g n=(0.8GBGj)/GSGB（nGS+Gj）/0.8 設(shè)n=4 =(4×1.872+1.67)/0.8 =11.45g 理論注射量為：11.45/1.04=11 cm3 根據(jù)結(jié)果選：SZ60/450型注

34、射機(jī)。5 確定模具結(jié)構(gòu)方案5.1 確定成型位置和分型面由于塑件外觀完整，并沒(méi)有其他結(jié)構(gòu)，考慮塑件的外觀質(zhì)量，按分型面選擇塑件外形最大的輪廓原則，同時(shí)考慮分型面有利于塑件順利脫模的原則。將分型面取在塑件下端最大平面處。裝配圖如圖32所示。圖32卷尺外殼的模具裝配圖注：A-A（主分型面），B-B（副分型面）5.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)當(dāng)從分型面AA開(kāi)模時(shí)，在彈簧和拉料桿的作用下，將塑件留在動(dòng)模一側(cè)。當(dāng)開(kāi)模到一定的距離后；BB分開(kāi)，在推桿的作用下將塑件頂出型芯，塑件脫離模具，推桿采用復(fù)位桿復(fù)位。5.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)用點(diǎn)澆口從零件上表面進(jìn)料，因?yàn)槭且荒Ｋ那?，所以要設(shè)置分流道。用點(diǎn)澆口可實(shí)現(xiàn)脫模時(shí)，澆注系統(tǒng)

35、凝料能與塑件自動(dòng)分離，可從模具中自動(dòng)推出。主流道的設(shè)計(jì)在臥式或立式注射機(jī)上使用的模具中，主流道垂直于分型面。為了讓主流道凝料能順利從澆口套中拔出，主流道設(shè)計(jì)成截面為圓形，整體為圓錐型，其錐角為26 。小端直徑d取值為5mm, 由于小端的前面是球面，其深度為1-5mm,取值為2mm。注射機(jī)噴嘴的球面在該位置與模具接觸并貼合，因此要求主流道球面半徑比噴嘴球面半徑大1-2mm,取R=21mm.澆口套設(shè)計(jì)成整體式，與模板間的配合采用H7/m6的過(guò)渡配合。分流道設(shè)計(jì)分流道開(kāi)設(shè)在定模板一側(cè)，其截面形狀采用半圓形， 直徑d=5mm，長(zhǎng)度取值為mm。由于分流道中與模具接觸的外層塑料迅速冷卻，只有內(nèi)部的熔體的流

36、動(dòng)狀態(tài)比較理想。因此，分流道表面粗糙度要要求不能太低，一般Ra取1.6um,可增加對(duì)外層塑料熔體的流動(dòng)能力，使外層塑料的冷卻皮層固定，形成絕熱層。因型腔矩形狀分布，則分流道一般用“非”字狀布置，即平衡式。澆口的設(shè)計(jì)采用點(diǎn)澆口形式，這種澆口截面尺寸很小。由于前后兩端存在較大的壓力差，可較大程度地增大塑料熔體的剪切速率并產(chǎn)生較大的剪切熱。流動(dòng)性增加，有利于型腔的充填。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值，對(duì)中小型塑件，點(diǎn)澆口的尺寸為d=0.51.5mm,取d=1.0mm。澆口的長(zhǎng)度L=0.52.0mm,取L=1mm。5.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)考慮由于ABS成型時(shí)要求模溫在60-80，再加上塑件精度不高，故不設(shè)置加熱系統(tǒng)，只在定

37、模型腔板上設(shè)置四個(gè)冷卻水孔。5.5選取模架通過(guò)對(duì)定模型腔的側(cè)壁厚和板厚的尺寸計(jì)算，選取國(guó)標(biāo)模架A2-315315-16-F1。其導(dǎo)柱等標(biāo)準(zhǔn)件皆從模架中選取5.6 型芯、型腔設(shè)計(jì)的型芯和型腔模具結(jié)構(gòu)圖如圖33所示。其中a）圖為型芯；b）圖是型腔。a）型芯 b） 型腔圖33 模具的型芯和型腔結(jié)構(gòu)圖5.7 注射及開(kāi)模過(guò)程當(dāng)凸模與凹模合并時(shí)，熔融的塑料在螺桿的作用下輸送至噴嘴附近，堆積到一定量后在螺桿的作用下將熔料通過(guò)噴嘴注入溫度較低的閉合模具型腔中，保壓一定時(shí)間，熔融塑料冷卻固化，開(kāi)合模機(jī)構(gòu)將模具打開(kāi)。如圖34所示。圖34為模具開(kāi)模過(guò)程5.8 取出制件在推出機(jī)構(gòu)的作用下將制件頂出。如圖35所示。 圖

38、35注射成型的制件6 校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)6.1 鎖模力的校核 FZ=P(n A +A1)<FP =40(4202+4100) =216.96 KN< FP=450 KN式中：FP注射機(jī)額定鎖模力，按國(guó)標(biāo)SZ-60/450型注射機(jī)額定鎖模力為450KN A塑件在分型面上的投影面積（mm2） A1澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（mm2） P注射壓力6.2 模具厚度H與注射機(jī)閉合高度雙分型面注射模，其開(kāi)模行程按下式校核， SH1+H2+a+(510) 式中 S注射機(jī)行程 H1脫模距離 H2塑件高度a澆注系統(tǒng)高度則：H1+H2+a+(510)=10+5+80+10=105220 能夠滿足

39、要求。7 設(shè)計(jì)小結(jié)此次畢業(yè)設(shè)計(jì)是從模型設(shè)計(jì)到模具的設(shè)計(jì)，形成了一條連續(xù)的脈絡(luò)。本課題對(duì)卷尺外殼進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)制造該外殼的塑料模進(jìn)行工藝分析及模具設(shè)計(jì)。首先采用Pro/E軟件進(jìn)行三維造型，再通過(guò)分型面分出模具型芯和型腔。此套卷尺外殼塑料模具實(shí)現(xiàn)了機(jī)械操作半自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAM的設(shè)計(jì)制造一體化，可以大大節(jié)省時(shí)間和耗資。 三年的大學(xué)生涯伴隨著這次設(shè)計(jì)的結(jié)束而劃上了句號(hào)，在設(shè)計(jì)的一個(gè)月里，遇到了很多問(wèn)題，同時(shí)也解決了很多問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，查了大量的參考資料，從大一的機(jī)械基礎(chǔ)到大三的Pro/E模具設(shè)計(jì)。從中也學(xué)到了很多以前不懂的東西，我覺(jué)得這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)對(duì)我的幫助很大，無(wú)論在毅力上還是

40、在技能上。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，有不懂的問(wèn)題就跑到李勇老師那去問(wèn)一番。然后在悉心的指導(dǎo)下，一點(diǎn)一點(diǎn)的把它修改。當(dāng)畢業(yè)設(shè)計(jì)完成時(shí)，心中充滿了成功的喜悅。在設(shè)計(jì)的一個(gè)月時(shí)間里，使我對(duì)專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更多的了解。同時(shí)也明白了一個(gè)道理，只要認(rèn)真去做，沒(méi)有做不成功的事情。致謝辭感謝讓我度過(guò)了三年金色陽(yáng)光般日子的學(xué)校，感謝我所有的任課老師在這三年時(shí)間里對(duì)我無(wú)微不至的關(guān)心和諄諄教誨，讓我在這三年里遨游在知識(shí)的海洋，在我人生的過(guò)程中你們的教導(dǎo)會(huì)使我終身受用。最后，特別感謝李勇老師還有所有G03（1）班的全體同學(xué)對(duì)我畢業(yè)設(shè)計(jì)的悉心指導(dǎo)和耐心幫助。參考文獻(xiàn)1 編寫(xiě)組編著. 塑料模具設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，200

41、22 吳天生主編. 機(jī)械制圖. 北京：高等教育出版社，20023 陳于萍主編. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，20014吳兆祥主編. 模具材料及表面處理. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20005屈華昌主編.塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì). 北京：高等教育出版社,20016 沈精虎主編.Pro/E2001中文版. 北京：人民郵電出版社，2002：4104427 李軍主編. 精通Pro/E中文野火版模具設(shè)計(jì)篇. 中國(guó)青年出版社，2004浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題名稱(chēng)：卷尺外殼的結(jié)構(gòu)及其模具設(shè)計(jì)系 部： 專(zhuān) 業(yè)： 班 級(jí)： 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師：  &

42、#160; 卷尺外殼的結(jié)構(gòu)及其模具設(shè)計(jì)目 錄1 前言·············································

43、3;32 卷尺外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)·································42.1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求············

44、3;······················42.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)··························&

45、#183;·············43 塑件工藝分析··································

46、3;···103.1 分析塑件使用材料及成型特點(diǎn)·························103.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性 ···············

47、3;·············103.3 塑件精度的確定 ··································10

48、4 型腔數(shù)目的確定····································114.1估算塑件的體積、質(zhì)量和選擇注射機(jī) ·········

49、;···········116 確定模具結(jié)構(gòu)方案··································125.1 確定成型位置和分型面&

50、#183;·····························125.2 脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)··················

51、················ 125.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)·······························

52、3;·· 125.4 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)·································· 135.5 選取模架·········

53、83;····························· 135.6 型芯、型腔··················

54、83;·················· 135.7 注射及開(kāi)模過(guò)程·····························&

55、#183;···· 135.8 取出制件·······································146 校核注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)··

56、;·························· 156.1鎖模力的校核······················

57、;·············· 15 6.2模具厚度H與注射機(jī)閉合高度························· 157 設(shè)計(jì)小結(jié)······

58、··································· 15致謝辭··············

59、································ 16參考文獻(xiàn)·················

60、;··························· 161 前言塑料是以樹(shù)脂為主要成分的高分子有機(jī)化合物，樹(shù)脂可分為天然樹(shù)脂和合成樹(shù)脂，塑料大都采用合成樹(shù)脂。塑料具有可塑性，密度小，質(zhì)量輕，可以利用模具將其成型為具有一定幾何形狀和尺寸精度的塑料制件。塑料工業(yè)是新興的工業(yè)，是隨著石油工業(yè)的發(fā)展應(yīng)運(yùn)而生的，目前塑料制件幾乎已經(jīng)

61、進(jìn)入一切工業(yè)部門(mén)以及人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。塑料工業(yè)又是一個(gè)飛速發(fā)展的工業(yè)領(lǐng)域。世界塑料工業(yè)從20世紀(jì)30年代前后開(kāi)始研制到目前的塑料產(chǎn)品系列化，生產(chǎn)工藝自動(dòng)化，連續(xù)化以及不斷開(kāi)拓功能塑料新領(lǐng)域，它經(jīng)歷了初創(chuàng)階段（30年代以前）、發(fā)展階段（30年代）、飛躍發(fā)展階段（50至60年代）、穩(wěn)定增長(zhǎng)階段（70年代至今）等這樣幾個(gè)階段。塑料作為一種新的工程材料，其不斷被開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，加之成型工藝的不斷成熟、完善與發(fā)展，極大地促進(jìn)了塑料成型方法的研究與應(yīng)用和塑料成型模具的開(kāi)發(fā)與制造。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的重要工藝裝備。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門(mén)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一，塑料模具是指用于成型塑料制作的模具，它是型腔模的

62、一種類(lèi)型。隨著機(jī)械工業(yè)（尤其是汽車(chē)，摩托車(chē)），電子工業(yè)，航空工業(yè)，儀器儀表工業(yè)和日常用品工業(yè)的發(fā)展，塑料成型制件的需求量越來(lái)越多，質(zhì)量要求也越來(lái)越高，這就要求成型塑件的模具開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)與制造的水平也越來(lái)越高。采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件，是材料成形的重要方式之一，與切削加工相比，具有材料利用率高、耗能低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點(diǎn)。塑料成型技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：（5） CAD/CAE/CAM技術(shù)的快速發(fā)展和推廣應(yīng)用隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，生產(chǎn)與加工自動(dòng)化的觀念也逐漸深入人心，生產(chǎn)與加工過(guò)程離不開(kāi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)。Pro/E是美國(guó)PTC公司推出的使用參數(shù)化的三維特征造型技術(shù)的大型CAD

63、/CAE/CAM集成軟件，現(xiàn)已成為CAD/CAE/CAM領(lǐng)域最具有代表性的軟件。（6） 各種模具新材料的研制和使用模具材料的選用直接影響到模具的制造工藝、模具的使用壽命、塑件的成型質(zhì)量和模具的加工成本。（7） 塑料制件的微型化、超大型化和精密化為了滿足塑料制件在各種工業(yè)產(chǎn)品中的使用要求，塑料成型技術(shù)正朝著微型化、大型化和超大型化和精密化方向發(fā)展。（8） 模具的標(biāo)準(zhǔn)化目前，國(guó)內(nèi)外已有許多標(biāo)準(zhǔn)化的注射模架形式可供設(shè)計(jì)者選用。由于需要大批量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，降低成本，故采用模具成批注射生產(chǎn)。選用丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物（ABS）作為卷尺外殼的材料，澆注系統(tǒng)采用普通流道，進(jìn)行一模四腔注射。本課

64、題用Pro/E對(duì)卷尺外殼進(jìn)行造型設(shè)計(jì)以及開(kāi)模。共分4個(gè)部分，內(nèi)容包括卷尺外殼的尺寸設(shè)計(jì)，塑件工藝分析，型腔數(shù)目的確定，模具結(jié)構(gòu)方案的確定。2 卷尺外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求塑件名稱(chēng)：卷尺上蓋塑件材料：丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物（ABS）塑件產(chǎn)量：大批量工作要求：質(zhì)量輕，外觀要求光澤度好，手感舒適，耐腐蝕，化學(xué)穩(wěn)定性好。設(shè)計(jì)目標(biāo)：設(shè)計(jì)產(chǎn)品的外形結(jié)構(gòu)如圖21所示。圖a是卷尺外殼的二維結(jié)構(gòu)圖；圖b是卷尺外殼的三維結(jié)構(gòu)圖。 a）卷尺外殼二維結(jié)構(gòu)圖 b）卷尺外殼的三維結(jié)構(gòu)圖圖21 設(shè)計(jì)的產(chǎn)品 2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)入零件模塊，在名字編輯框中輸入“pingguo”。單擊對(duì)話框下部的按鈕，進(jìn)入三維實(shí)體

65、建模環(huán)境。1 設(shè)置草繪平面并完成草繪剖面繪制。在草繪平面內(nèi)繪制如圖01所示的剖面圖，完成后退出草繪模式。輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“5”，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖02所示。 圖01草繪剖面 圖02最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征 2 在實(shí)體特征上出殼。根據(jù)系統(tǒng)提示輸入殼的厚度“1”。單擊模型對(duì)話框上的按鈕，生成殼特征后的實(shí)體特征如圖03所示。 圖03出殼后的實(shí)體特征 3 拉伸實(shí)體特征。用曲線在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖04所示的草繪剖面圖，完成后退出草繪模式。根據(jù)系統(tǒng)的提示輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“3”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖05所示。 圖04草繪剖面 圖05最后生成的基

66、礎(chǔ)實(shí)體特征 4 拉伸實(shí)體特征。用曲線在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖06所示的草繪剖面圖，完成后退出草繪模式。根據(jù)系統(tǒng)的提示輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“2.5”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖07所示。 圖06草繪剖面 圖07最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征5 在實(shí)體特征上加入倒圓角特征。（1）在實(shí)體菜單中選取倒圓角選項(xiàng)。（2）根據(jù)系統(tǒng)提示選取邊線1和邊線2為圓角特征的放置參照，然后選取完成選項(xiàng)根據(jù)系統(tǒng)提示輸入圓角半徑“0.2”。然后單擊按鈕，生成倒圓角特征如圖08所示。6 倒圓角特征。根據(jù)系統(tǒng)提示輸入圓角半徑“0.3”。 生成倒圓角特征如圖09所示。 圖08生成的倒圓角特征 圖09生成

67、的倒圓角特征7 倒圓角特征。根據(jù)系統(tǒng)提示輸入圓角半徑“1.5”。 生成倒圓角特征如圖10所示。 圖10生成的倒圓角特征 8 創(chuàng)建掃描軌跡線。（1）在基本工具條上選取選項(xiàng)，選取一個(gè)草繪平面，進(jìn)入草繪模式。（2）在草繪平面內(nèi)繪制如圖11所示的剖面圖，完成后退出草繪模式。 圖11草繪剖面9 創(chuàng)建軌跡線。在草繪平面內(nèi)繪制如圖12的剖面圖，完成后退出草繪模式。 圖12草繪剖面10 插基準(zhǔn)點(diǎn)。 在基本工具條上選取選項(xiàng)。選取一個(gè)草繪平面，進(jìn)入草繪模式。在草繪平面內(nèi)繪制如圖13所示的剖面圖，完成后退出草繪模式。最后生成的特征如圖14。 圖13草繪剖面圖14生成的曲線和點(diǎn)特征11 創(chuàng)建切剪掃描混合特征。在菜單管

68、理器中依次選取零件/特征/創(chuàng)建/實(shí)體選項(xiàng)，在實(shí)體菜單中選取切剪材料，在實(shí)體選項(xiàng)菜單中選取高級(jí)選項(xiàng)，然后點(diǎn)完成。在高級(jí)特征選項(xiàng)菜單中選取掃描混合，點(diǎn)完成。在混合選項(xiàng)菜單中點(diǎn)完成。再點(diǎn)選取軌跡，在鏈菜單中選取依次選項(xiàng)，選取想要切剪掃描的軌跡，再點(diǎn)完成。在截面定向菜單中選取自動(dòng)/完成。在確認(rèn)選擇菜單中點(diǎn)接受，旋轉(zhuǎn)角度0度。截面1畫(huà)一個(gè)點(diǎn)。截面2畫(huà)直徑0.2的圓，截面3畫(huà)直徑0.3的圓，截面4畫(huà)直徑0.4的圓，截面5畫(huà)0.5的圓，截面6畫(huà)直徑0.5的圓。最后點(diǎn)確定。生成特征如圖15。 圖15生成的切剪掃描特征12 創(chuàng)建切剪掃描混合特征。依次把卷尺葉子切剪掃描出來(lái)。如圖16所示。圖16最后生成特征13

69、倒圓角特征。根據(jù)系統(tǒng)提示輸入圓角半徑“0.1”。 生成倒圓角特征后的實(shí)體特征如圖17所示。圖17生成的倒圓角特征14 切剪材料特征。選取偏距選項(xiàng)。選取TOP面。輸入值“5”。然后選取偏距按鈕，選擇要偏距的輪廓，輸入值：“-1“。選取正向，盲孔：“0.2”最后按。15 切剪材料特征。用圓弧在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖18所示的草繪剖面圖，輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“2”。單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖19所示。 圖18草繪剖面 圖19最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征16 拉伸實(shí)體特征。用圓弧在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖20所示的草繪剖面圖，輸入拉伸實(shí)體特征的拉伸深度“7.5”。最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖

70、21所示。 圖20草繪剖面 圖21最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征17 切剪材料特征。用直線在TOP平面內(nèi)繪制可得到如圖22所示的草繪剖面圖，輸入拉伸深度為穿過(guò)所有。單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖23所示。 圖22草繪剖面 圖23最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征18 拉伸實(shí)體特征。用直線在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖24所示的草繪剖面圖，輸入拉伸深度“3”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖25所示。 圖24草繪剖面 圖25最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征19 拉伸實(shí)體特征。用直線在草繪平面內(nèi)繪制可得到如圖26所示的草繪剖面圖，輸入拉伸深度“3”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖27

71、所示。 圖26草繪剖面 圖27最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征20 拉伸實(shí)體特征。用圓在草繪平面內(nèi)繪制直徑為“1”的圓，輸入拉伸深度“6”。在伸出項(xiàng)對(duì)話框中單擊按鈕，最后生成的拉伸實(shí)體特征如圖28所示。 圖28最后生成的基礎(chǔ)實(shí)體特征21 至此，卷尺外殼上蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完畢。如圖29a、b所示 a卷尺外殼上蓋正面 b卷尺外殼上蓋反面22 卷尺外殼下蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)果如圖30所示23 設(shè)計(jì)的卷尺外殼上蓋和下蓋整體組裝圖如圖31所示。 圖30為卷尺外殼下蓋 圖31為卷尺外殼上下蓋組裝圖3 塑件工藝分析3.1 分析塑件使用材料及成型特點(diǎn)使用材料：ABS材料是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。具有耐腐蝕及表面硬度，

72、堅(jiān)韌且有良好的加工性和染色性能。無(wú)毒無(wú)味。（ABS）的容重r=1.04 g/cm3.成型特點(diǎn)：ABS在升溫時(shí)黏度增高，所以成型壓力較高，ABS易吸水，成型加工前應(yīng)進(jìn)行干燥處理； ABS易產(chǎn)生熔接痕。在要求塑件精度高時(shí)，模具溫度可控制在5060，而在強(qiáng)調(diào)塑件光澤和耐熱時(shí)，模具溫度可控制在6080，材料收縮率為0.6%。3.2 分析塑件的結(jié)構(gòu)工藝性此產(chǎn)品是整體機(jī)構(gòu)的簡(jiǎn)單小型塑件，外觀要求光澤度好，手感舒適，尺寸要求并不高。3.3 塑件精度的確定塑件尺寸公差（SJ1372），選擇公差等級(jí)8級(jí)。4 型腔數(shù)目的確定4.1 根據(jù)塑件的形狀估算體積和質(zhì)量采用相似取植法來(lái)計(jì)算：VS=VaVb=R2Hr2h=1

73、.745 cm3H=5mm h=4mm R=20mm r=19mm取塑件體積為：VS=1.8 cm3 塑件體重為： Gs=VSr =1.8×1.04=1.872g 式中r為塑料容重（PC的容重r=1.04g/cm3）主流道體積和冷料穴的體積： V1= 1/3（8/2）2（5/2）2×80 =0.816 cm3分流道體積： V2=×（5/2）2×20×4/2 =0.785cm3澆口體積：V3=×（1.0/2）2×1.0 =0.000785 cm3注射機(jī)額定注射量GB，每次注射量不超過(guò)最大注射量的80%即 n=(0.8GBGj)/GS 式中： n型腔數(shù) Gj澆注系統(tǒng)重量（g） GS塑件重量（g） GB注射機(jī)額定注射量（g）澆注系統(tǒng)的體積：Vj=0.816+0.785+0.000785=1.6 cm3 Gj =1.6&