家用无线门铃后壳注塑模设计(有全套图纸）.doc

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毕 业 论 文（设计）

题目: 家用无线门铃后壳注塑模设计

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年 月 日

本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目《 家用无线门铃后壳注塑模设计 》是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。除此之外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明的法律结果。

毕业论文（设计）作者签名：
日期： 年 月 日

目 录
摘 要 3
第一章 前言 3
一、模具行业及产品发展现状 3
二、选题意义 3
三、设计任务 3
第二章 塑件设计分析 错误！未定义书签。
一、塑件模型建立 错误！未定义书签。
二、塑件参数设计 错误！未定义书签。
三、塑件模流分析 错误！未定义书签。
第三章 注塑设备和模架选择 错误！未定义书签。
一、注塑设备选择 错误！未定义书签。
二、注塑机重要参数校核 错误！未定义书签。
三、模架选择 错误！未定义书签。
第四章 浇注系统设计 错误！未定义书签。
一、主流道设计 错误！未定义书签。
二、分流道设计 错误！未定义书签。
三、浇口设计 错误！未定义书签。
四、冷料穴和钩料脱模装置 错误！未定义书签。
第五章 成型零件设计加工工艺方案制订 错误！未定义书签。
一、型腔的设计 错误！未定义书签。
二、型芯设计 错误！未定义书签。
三、镶件设计 错误！未定义书签。
四、加工工艺方案制订 错误！未定义书签。
第六章 侧向分型与抽芯机构设计 错误！未定义书签。
一、机动侧向分型与抽芯机构 错误！未定义书签。
二、斜销侧向分型抽芯机构主要参数的确定 错误！未定义书签。
第七章 顶出机构设计 错误！未定义书签。
一、顶杆顶出机构 错误！未定义书签。
二、顶管顶出机构 错误！未定义书签。
第八章 冷却系统设计 错误！未定义书签。
一、冷却管道的工艺计算 错误！未定义书签。
二、冷却水道的结构设计 错误！未定义书签。
第九章 模具装配图和零件图 错误！未定义书签。
－、模具3D图形绘制 错误！未定义书签。
二、模具及其零件2D图形绘制 错误！未定义书签。
第十章 模具设计的创新与特色总结 3
第十一章 设计存在的问题与解决设想 3
参考文献 3
致 谢 3
Abstract. 3

附录
模具装配图
成型零件图
塑件产品图

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家用无线门铃后壳注塑模设计
机电与控制工程学院 机械设计制造及其自动化 曾路平
学号：2003111007
【摘要】 通过对家用无线门铃后壳塑件的设计分析，设计出该塑件的模具。在整个模具设计过程中，涉及到了塑件的结构设计、对塑件进行模流分析、注塑机和模架的选择及注塑机的一些重要工艺参数的校核，并详细叙述了模具设计中的分型面设计、浇注系统设计、成型零件设计、顶出机构设计和冷却系统设计，最后还对成型零件制订加工工艺方案。
在模具设计过程中，采用了Moldflow、Pro/ENGINEER、AutoCAD等著名的设计分析软件，采用这些软件进行设计分析，优化了设计的参数和缩短了设计时间，提高了设计效率。
通过整个模具设计，本人已经能够熟练地使用当前常用的设计分析软件，学会了根据计算或者依据经验选择一些参数, 增加了对注塑模具的了解。
【关键词】 模具设计；模流分析；工艺；分型面

第一章 前言
一、模具行业及产品发展现状
在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常重要的行业，已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展。
近几年市场需求的强大拉动，模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。1996—2002年间，中国大陆模具制造业的产值年平均增长14％左右，2003年则增长25％左右。其中，广东、江苏、浙江和山东等模具发达地区的增长率都在25％以上[1]。近两年，模具技术也有了很大的提高，生产的模具有些己接近或达到国际水准。
在大型塑料模方面，已能生产三十四英寸大屏幕彩电塑壳模具，六千克大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生产多型腔小模数齿轮模具和600腔塑封模具，还能生产厚度仅为0.08mm的1模2腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等。
在精度方面，塑料模型腔制造精度可达0.02～0.05mm（国外可达0.005～0.01mm），分型面接触间隙为0.02mm，模板的弹性变形为0.05mm，型面的表面粗糙度值为Ra0.2～0.25mm，塑料模寿命已达100万次（国外可达300万次），模具制造周期仍比国外长2～4倍。
成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具[2]。
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，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，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[3]。
模具使用材料方面，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。
国外先进工业国家在链条与模具生产中均采用了可靠性设计以及CAD／CAM技术，开发新品速度快、精度高，质量较有保证。大多数新产品具有高耐磨、高疲劳、高精度的特点，结构形式上有微型链以及多种输送链、缆链、倍速链等，在材料上则使用了耐磨、耐热、塑料、含油粉末冶金等材料，进一步提高了链条的性能。
在加工方面，一般规格链条链板多采用高速多颗冲裁工艺，滚子制造采用五工位冷挤压机加工，套筒采用高速精密且具有自动检测功能的卷管机加工；喷丸、挤孔、表面硬化处理等新工艺应用很普遍；零件热处理一般采用热处理自动生产线，热处理质量由在线检测设备检测与控制；热处理工艺有趋于向温度、炉压、炉气组分以及淬火介质等多参数综合控制，零件质量稳定可靠，技术性能较高；在装配工艺上则普遍采用组装、铆头、检测、预拉，拆节多功能自动装配线。
在材料使用方面，国外则采用专用模具材料DINI、2316等，其综合机械性能，耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度都比较优异。
在塑料件方面，有数据显示，今后5年，中国小家电市场的年增长幅度将在8%到14%之间，需求总额将超过3500亿元[4]。随着人们生活水平提高，小家电产品的加速普及与换代升级必将产生惊人的市场推动力，小家电的市场发展前景非常广阔。2006年，中国小家电消费市场份额将进一步扩大，针对部分小家电质量标准不一的状况，国家将会出台更严格的小家电产品质量标准，促进了小家电品牌的优胜劣汰，强势品牌的小家电厂家成为真正的赢家。
小家电的发展状况主要表现为：市场需要多样化，越来越多的厂商认识到，为了与同类产品实现差异化，自己的产品必须能进一步满足消费者对质量、性能、感观、时尚性的要求[5]。比如时常出差的消费者与主要在浴室内使用的消费者，对电剃须刀就会有不同的要求；功能多样化，为了满足市场的需要，制造商在设计生产小家电产品的时候，都要考虑到产品功能的多样化；效益高，在设计上小家电能够根据市场的需要更快速地开发出具有消费群体所要求功能的新产品，还有小家电的生产厂家一旦发现市场销路不畅，厂商可以迅速进行调整，由于投入的成本很低，因此其可能导致的损失也大大小于研发大型电器产品。
二、选题意义
由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对模具技术的要求越来越高，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。通过各种渠道培养更多的模具人才，搞好技术创新，则可以不断提高我国模具设计和制造以及维修水平[6]。
本毕业设计通过对一个家用无线门铃后壳的塑料产品及其模具的设计，锻炼了塑料制品的设计及成型工艺的选择能力；塑料制品成型模具的设计能力、塑料制品的质量分析及工艺改进能力、塑料模具结构改进设计能力，熟悉了模具设计的常用商业软件。
三、设计任务
1. 无线门铃后壳产品设计：采用美国PTC公司的软件Pro/ENGINEER设计出该产品的3D图，并导出2D图；同时还要选择该塑料件的材料；
2. 产品工艺性分析：分析门铃后盖的结构，看后盖采用的塑料是否能顺利完成注射、冷却、脱模，成型强度、刚度以及使用寿命是否满足使用的要求，找出不足之处，对门铃后盖作出结构上的修正，直到满足这些条件为止；分析产品的最佳浇口位置，流动是否平衡；
3. 注塑设备选择：根据现有的设备，从中选择合适的注塑设备；
4. 确定分型面：根据后盖塑料件的几何形状，尺寸精度要求，兼顾脱模方式等选择合适的分型面；
5. 选择模架：模架为标准件，选择合适的即可；
6. 浇道系统设计：包括浇道的形状和位置的确定；
7. 成型件设计：设计合理的成型零件，确定模腔的数量及其排列方式,后盖中需要用到侧向抽芯,这里还要设计抽芯件；
冷却系统设计与计算：

图9-6 零件图－型芯

第十章  模具设计的创新与特色总结
本次毕业设计时间不长，真正的设计时间为两个月，但并不意味着本次毕业设计任务是式的设计，最大的特点就是整个过程都离不开计算机，是名副其实的计算机辅助设计。创新与特色主要体现在如下几个方面：
1．在塑料件的设计阶段，采用了软件对塑料件的厚度以及拔模斜度进行检测。这样做可以在模具设计的初始阶段就能确保塑件设计的合理性，避免了在注塑成型的时候塑件由于厚度不均或者是拔模斜度不合理而导致的塑件质量的下降。
2．在模具设计初始阶段采用模流分析软件对整个模具设计进行优化。模流分析采用的是著名的分析软件Moldflow Plastics Advisers（中文称为模具顾问）进行分析，此软件为注塑模采购者、设计者和制造者提供了一个准确易用的方法来优化他们的模具设计。它可以设计浇注系统并进行浇注系统平衡、可以计算注塑周期、锁模力和注塑体积等等。这些参数对后面的设计计算如注塑机的选择及其校核、浇注系统的设计和冷却系统的设计提供了很大的帮助。
3．整个模具结构设计核心部分都在计算机上完成。采用计算机辅助设计可以大大减轻人的工作量，而在计算机绘图时基本由单个软件Pro/ENGINEER绘制，单个软件绘图的效率和质量很明显要优越于在各个绘图软件中转换。在使用软件绘图中，很多标准零件都是直接从软件中提取出来，并不是要单个零件慢慢的绘制，特别是模架方面，直接可以调用一些厂商的模架，大大缩短整个模具设计时间。
4．计算机辅助和课本理论相结合。绘图和分析基本上在计算机上完成，而一些计算仍然需要参考课本上的知识进行人工的核算，如设计中的注塑机校核和浇注系统的计算等等，这样使得以前学习到的知识能够得到了很好的应用。
第十一章  设计存在的问题与解决设想
本次模具设计中，存在了不少的问题，而这些问题由于时间或者是能力的不足，并不能在短时间内解决，但是却不能够忽略，主要问题体现在如下几个方面：
1． 模流分析结果没有能发挥最大的功能。
问题：理论上，模流分析可以优化模具设计的各个方面，如浇口位置、注塑压力、注塑温度、浇注系统平衡优化、冷却系统优化等等。而在本次设计当中，并非都使用了模流分析软件的各个功能，只是参考了其中的一些参数，如注塑压力，注塑体积和塑件的重量。
原因：以前没有深入的接触过模流分析软件，对此软件使用并不是很熟练；模具顾问软件始终是一种模拟分析软件，可能软件本身就存在一些问题，有些参数跟实际的还是有些出入，也就是并不能完全依赖从模流分析中分析出来的结果。
解决设想：一是加深对模具顾问的认识，使得设计人员能够很好的使用模具顾问这软件；二是需要有更加准确可靠的分析软件，或者是在不同的分析软件上进行分析，对比不同的分析结果，这样能够得到更加可靠的数据。
2． 绘图软件之间的转换效果差。
问题：从Pro/ENGINEER转换成AutoCAD的二维平面图时，转化的效果相当差。如应该为圆的地方在AutoCAD中一开始显示的是八方形，显示效果差，虽然能通过一些设置重新生成质量稍好的，但是仍然不尽人意。
原因：软件之间的数据转换问题
解决设想：一是尽量的使用单一软件，这个可能不存在转换质量的问题；但是由于软件各有所长，Pro/ENGINEER擅长于三维，而AutoCAD二维功能强大，只能等待软件的升级，或者可以对他们进行二次开发，专门针对这个问题开发出解决此问题的平台。
【参考文献】
[1] 中国注塑网：塑料模具工业现状及发展方向，
[2] 钱泉森：塑料成型工艺及模具设计，高等教育出版社，2004年
[3] 杜志俊：现代模具技术综述， 机械工程师, 1999年第6期
[4] 黄标：业界人士谈2006家电产品发展趋势，中山日报，2006年2月
[5] 杨静雅：小家电产品的发展两个大趋势，厦门晚报，2006第176期
[6] 王文广：田宝善 田雁辰 塑料注塑模具设计技巧与设计，化学工业出版社，2004年
[7] 黄虹：塑料成型加工与模具，化学工业出版社，2003
[8] 李奇：朱江峰 江莹主编 模具构造与制造，清华大学出版社， 2004年
[9] 钱泉森：塑料成型工艺及模具设计，山东科学技术出版社，2004
[10] Miguel Sanchez-Soto： Optimizing the gas-injection molding of an automobile plastic overusing experimental design procedure，Journal of Materials Processing Technology， 2006年178期，第26-29页
[11] Peter Dickin： Moving Mold Design From 2-D to 3-D，
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致 谢
在这次的毕业设计过程中得到了指导老师黄桂坚老师等整个模具组的老师及一起做模具设计的同学的帮助，特别是黄桂坚老师的悉心指导，使我受益匪浅，在此，对关心和指导过我的各位老师和帮助过我的各位同学表示衷心的感谢!

Injection Mould Design for
the Family Wireless Doorbell’s Back Cover
【Abstract】 The plastic mould is designed after the design and analysis of the plastic part––the family wireless doorbell’s back cover. In the whole process, the design of the doorbell’s back cover, mould flow analysis, the choosing of the injection machine and mould base , and the checkout of some important technics parameters of the injection machine are all referred to. In this process, parting surface design, injection system design, moulding parts design, ejection system design and cooling system design are discussed detailedly. Finally the moulding parts’ technics projects are established.
In the mould design process, the design or analysis softwares including Moldflow, Pro/ENGINEER, AutoCAD are used. Using these softwares optimizes the parameters cuts down the design time and makes the process efficient.
Through the whole design process, I can use the popular design or analysis softwares proficiently. I learn how to choose some parameters by calculating or by means of some experiences, and I learned the more knowledge of the plastic mould.
【Key words】 mould design; moldflow analysis; technics; parting surface
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