基于CAD/CAM技术的LCH-2A1030遥控器后盖注塑模具设计
基于CAD/CAM技术的LCH-2A1030遥控器后盖注塑模具设计
注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以一次成型形状复杂的精密塑件。本设计是以设计遥控器后盖注塑模具的相关知识作为依据，阐述塑料注射模具的设计过程。利用CAD软件对塑件进行了三维造型，对塑件结构进行了工艺分析，明确了设计思路，确定了注射成型方案，设计了成型零件浇注系统、推出机构、冷却系统等，并对相关参数进行校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，基本满足生产要求。
本课题通过对遥控器后盖注塑模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。
关键词 塑料模具,注射成型,模具设计，遥控器后盖注塑模具
1 引言 1
2 塑件工艺分析 2
2.1 产品分析 2
2.2 塑件材料 3
2.3 塑件结构要素与尺寸精度 3
2.4 塑件注塑成型工艺4
3 注射机的选择4
3.1 塑件的相关数据4
3.2 注射机型号的确定5
3.3 注射机初步校核5
4 注塑模的结构组成与标准模架6
4.1 注塑模的功能结构组成7
4.2 注塑模的标准模架7
4.3 注塑机的校核7
5 注塑模设计9
5.1 型腔布局及分型面的设计9
5.2 浇注系统的设计10
5.3 排气方案设计12
5.4 成型部件的设计13
5.5 合模导向机构的设计17
5.6 脱模机构设计18
5.7 调温系统的设计20
6 装配图21
7 典型零件加工21
结论 24
致谢 25
参考文献26
1 引言
模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定方式使其原材料成型。由于模具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点，现在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。
现在，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有重要意义。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
（1）塑料模具工业的发展现状
在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元，其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。
我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。
成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，一些厂家使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50～80%相比，差距较大。
在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。
近年来，塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度和国外先进工业国家相比，仍有很大差距。
（2）我国塑料模具工业的发展方向
①提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。
②在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。
③推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。
④提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。
⑤开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。
（3）结束语
本次毕业设计采用Pro/E对产品造型，用CAD制图，对所学绘图软件是一个比较全面的巩固。通过这次注塑模具的设计，更好地培养了自己独立设计模具的能力，提高分析解决问题的能力。通过这次设计，查阅了更多相关资料，增长不少专业知识，为日后的工作打下坚实的基础。
2 塑件工艺分析
制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解，在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件，产品的功用及工作条件有个整体概念，以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。
2．1 产品分析
(a)后盖内部图 (b)后盖线形图
图2-1遥控器后盖
如图2-1所示，该塑件为遥控器后盖，是壳类零件，其外形结构比较简单，两侧成对称分布。底部有个安放电池的盒子，壳体内部有五个通孔和七个小孔。
经测量可知，塑件质量约26.3g，水平投影面积约11550，其壁厚约1.0mm。
2．2 塑件材料
该塑件的材料为ABS,该材料具有丙烯腈、丁二烯、苯乙烯这三种材料所赋予的优点，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，并且属于无定形聚合物，熔融温度低，熔程较宽，熔融粘度适中，流动性好，易于充模。其主要参数如表2-1。
表2-1 ABS材料的主要参数
密度（） 1.03-1.07
收缩率（%） 0.3-0.8
模具温度（℃） 50-80
注射压力（MPa） 60-80
最大不溢料间隙（mm） 0.04
2．3 塑件结构要素与尺寸精度
2.3.1 塑件的结构与斜度
设计塑件结构时，首先要考虑塑件壁厚均匀，以免产生缩孔、气孔、变形、开裂等缺陷，塑件强度较低处可设置加强筋等。塑件两壁相交处必须采用圆弧过渡，为了便于塑件从模具中脱出，防止脱模时拉伤塑件，设计时，塑件内外表面沿脱模方向应留有足够的斜度，即脱模斜度，脱模斜度的取向应根据塑件的内、外形尺寸而定。
对ABS塑料而言，脱模斜度如表2-2所示。
表2-2 塑件脱模斜度
类别 脱模斜度
型腔 40′～1°20′
型芯 35′～1°
本次设计选取ABS塑件型腔型芯的脱模斜度均为1°。
2.3.2 塑件尺寸精度
塑件的尺寸精度与模具设计和模具制造精度有密切的关系，为了降低模具加工难度和控制成本，在满足塑件使用要求的前提下，应尽可能选用较低的尺寸精度。
塑件精度等级的确定还与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的变化不同，将各种塑料的公差等级分为高精度、一般精度、低精度三种。
本次设计选用ABS塑件为一般等级，精度等级为4。
注射成型是塑料成型的一种重要方法，它主要适用于热塑性塑料的成型，可以一次成型形状复杂的精密塑件。本设计是以设计遥控器后盖注塑模具的相关知识作为依据，阐述塑料注射模具的设计过程。利用CAD软件对塑件进行了三维造型，对塑件结构进行了工艺分析，明确了设计思路，确定了注射成型方案，设计了成型零件浇注系统、推出机构、冷却系统等，并对相关参数进行校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，基本满足生产要求。
本课题通过对遥控器后盖注塑模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。
关键词 塑料模具,注射成型,模具设计，遥控器后盖注塑模具
1 引言 1
2 塑件工艺分析 2
2.1 产品分析 2
2.2 塑件材料 3
2.3 塑件结构要素与尺寸精度 3
2.4 塑件注塑成型工艺4
3 注射机的选择4
3.1 塑件的相关数据4
3.2 注射机型号的确定5
3.3 注射机初步校核5
4 注塑模的结构组成与标准模架6
4.1 注塑模的功能结构组成7
4.2 注塑模的标准模架7
4.3 注塑机的校核7
5 注塑模设计9
5.1 型腔布局及分型面的设计9
5.2 浇注系统的设计10
5.3 排气方案设计12
5.4 成型部件的设计13
5.5 合模导向机构的设计17
5.6 脱模机构设计18
5.7 调温系统的设计20
6 装配图21
7 典型零件加工21
结论 24
致谢 25
参考文献26
1 引言
模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定方式使其原材料成型。由于模具成形具有优质、高产、省料和低成本等特点，现在国民经济各个部门，特别是汽车、拖拉机、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。
现在，研究和发展模具技术，对于促进国民经济的发展具有重要意义。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
（1）塑料模具工业的发展现状
在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为13%，1999年我国模具工业产值为245亿，至2000年我国模具总产值预计为260-270亿元，其中塑料模约占30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。
我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具；精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。
成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，一些厂家使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的50～80%相比，差距较大。
在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展。
近年来，塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度和国外先进工业国家相比，仍有很大差距。
（2）我国塑料模具工业的发展方向
①提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。
②在塑料模设计制造中全面推广应用CAD/CAM/CAE技术。
③推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。
④提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。
⑤开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。
（3）结束语
本次毕业设计采用Pro/E对产品造型，用CAD制图，对所学绘图软件是一个比较全面的巩固。通过这次注塑模具的设计，更好地培养了自己独立设计模具的能力，提高分析解决问题的能力。通过这次设计，查阅了更多相关资料，增长不少专业知识，为日后的工作打下坚实的基础。
2 塑件工艺分析
制品的分析是对所要成型的产品有个初步的了解，在接受设计任务书以后就要对塑料的品种、批量的大小、尺寸精度与技术条件，产品的功用及工作条件有个整体概念，以便在设计模具时优选各种方式来成型塑件。
2．1 产品分析
(a)后盖内部图 (b)后盖线形图
图2-1遥控器后盖
如图2-1所示，该塑件为遥控器后盖，是壳类零件，其外形结构比较简单，两侧成对称分布。底部有个安放电池的盒子，壳体内部有五个通孔和七个小孔。
经测量可知，塑件质量约26.3g，水平投影面积约11550，其壁厚约1.0mm。
2．2 塑件材料
该塑件的材料为ABS,该材料具有丙烯腈、丁二烯、苯乙烯这三种材料所赋予的优点，其抗冲击性、耐热性、耐低温性、耐化学药品性及电气性能优良，还具有易加工、制品尺寸稳定、表面光泽性好等特点，并且属于无定形聚合物，熔融温度低，熔程较宽，熔融粘度适中，流动性好，易于充模。其主要参数如表2-1。
表2-1 ABS材料的主要参数
密度（） 1.03-1.07
收缩率（%） 0.3-0.8
模具温度（℃） 50-80
注射压力（MPa） 60-80
最大不溢料间隙（mm） 0.04
2．3 塑件结构要素与尺寸精度
2.3.1 塑件的结构与斜度
设计塑件结构时，首先要考虑塑件壁厚均匀，以免产生缩孔、气孔、变形、开裂等缺陷，塑件强度较低处可设置加强筋等。塑件两壁相交处必须采用圆弧过渡，为了便于塑件从模具中脱出，防止脱模时拉伤塑件，设计时，塑件内外表面沿脱模方向应留有足够的斜度，即脱模斜度，脱模斜度的取向应根据塑件的内、外形尺寸而定。
对ABS塑料而言，脱模斜度如表2-2所示。
表2-2 塑件脱模斜度
类别 脱模斜度
型腔 40′～1°20′
型芯 35′～1°
本次设计选取ABS塑件型腔型芯的脱模斜度均为1°。
2.3.2 塑件尺寸精度
塑件的尺寸精度与模具设计和模具制造精度有密切的关系，为了降低模具加工难度和控制成本，在满足塑件使用要求的前提下，应尽可能选用较低的尺寸精度。
塑件精度等级的确定还与塑料品种有关，根据各种塑料收缩率的变化不同，将各种塑料的公差等级分为高精度、一般精度、低精度三种。
本次设计选用ABS塑件为一般等级，精度等级为4。
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