模具CADCAM课程设计(end)

摘要 ……………………………………………………………… 1 第一章 塑件成型工艺性分析…………………………………… 2 第二章 模具的结构形式………………………………………… 5 第三章 注射机的定………………………………………………13 第四章 浇注系统的设计…………………………………………15 第五章 成型零件的结构设计及计算……………………………22 第六章 脱模推出机构的设计……………………………………27 第七章 冷却系统的设计…………………………………………30 第八章 排气系统…………………………………………………34 第九章 模架生成…………………………………………………35 第十章 模腔数控加工……………………………………………38 第十一章 总结……………………………………………………43 参考文献………………………………………………………… 44

模具CAD CAM课程设计 摘要

Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

本课程设计是结合PRO.E进行模具设计，根据所给零件特点，选择了一腔两模的注塑模。运用所学的知识进行模具生成等工作。最后生成数控机床所需要的G代码。

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模具CAD CAM课程设计 塑件成型工艺性分析

1.零件分析

如图所示，无任何特殊要求。结合其形状特点和制作简易程度，选择采取注塑模进行加工。

根据注塑模具要求的注塑件尺寸要求，本零件符合注塑模成型要求，故可以采取注塑模具进行生产。

根据材料形状特点，选取ABS作为本零件的材料。 2.ABS 的性能分析

（1）使用性能综合性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性能良好；易于成型和机械加工，其表面可镀铬，适合制作一般机械零件、减磨零件、传动零件和结构零件。

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模具CAD CAM课程设计 （2）成型性能

1）无定型塑料。其品种很多，个品种的机电性能和成型特性也各有 差异，应按品种来确定成型方法及成型条件。

2）吸湿性强。含水量应小于3%（质量），必须充分干燥，要求表面光 洁的塑料应要求长时间预热干燥。 3）流动性中等。溢边料0.04mm 左右。

4）模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。推出力 过大或机械加工时塑件表面呈现白色痕迹。 （3）ABS 主要性能指标其性能指标见下表

3.ABS 注射成型过程及工艺参数 （1）注射成型过程

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模具CAD CAM课程设计 1）成型前的准备。对ABS 的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于 ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。

2）注射过程。塑件在注射机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后， 由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、 保压、倒流和冷却五个阶段。

3）塑件的后处理。处理的介质为空气和水，处理的温度为60~75℃， 处理时间为16~20s。 （2）注射工艺参数 1）注射机：柱塞式。

2）料筒温度（℃）：后段150~170:； 中段165~180； 前段180~200。 3）喷嘴温度（℃）：170~180。 4）模具温度（℃）：50~80。 5）注射压力（MPa）：60~100。

6）成型时间（s）：15（注射时间取0.5，冷却时间9.3，辅助时间5.2）

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模具的结构形式

1.排位设计原则 （1）力求平衡、对称。

（2）流道尽可能短，以降低废料率、成型周期和热损失。H型排位优于环形和对称型。

（3）对高精度制品，型腔数目尽可能少。因为每增加一个型腔，制品精度下4降%。精密模具型腔数目一般不超过4个。

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2.分型面位置的确定

分开模具取出塑件的面称为分型面;注射模有一个分型面或多个分型面，分型面的位置，一般垂直于开模方向。分型面的形状有平面和曲面等，但也有将分型面作倾斜的平面或弯折面，或曲面，这样的分型面虽加工难，但型腔制造和制品脱模较易。有合模对中锥面的分型面，分型面自然也是曲面。

选择分型面时，应考虑的基本原则： 1） 分型面应选在塑件外形最大轮廓处

2） 当已经初步确定塑件的分型方向后分型面应选在塑件外形最大轮廓处，即通过该方向塑件的截面积最大，否则塑件无法从形腔中脱出。确定有利的留模方式，便于塑件顺利脱模

3） 从制件的顶出考虑分型面要尽可能地使制件留在动模边，当制件的壁相当厚但内孔较小时，则对型芯的包紧力很小常不能确切判断制件中留在型芯上还是在凹模内。这时可将型芯和凹模的主要部分都设在动模边，利用顶管脱模，当制件的孔内有管件（无螺纹连接）的金属嵌中时，则不会对型芯产生包紧力。

4） 保证制件的精度和外观要求与分型面垂直方向的高度尺寸，若精度要求较高，或同轴度要求较高的外形或内孔，为保证其精度，应尽可能设置在同一半模具腔内。因分型面不可避免地要在制件中留下溢料痕迹或接合缝的痕迹，故分型面最好不选在制品光亮平滑的外

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模具CAD CAM课程设计 表面或带圆弧的转角处。

5） 分型面应使模具分割成便于加工的部件，以减少机械加工的困难。

6） 不妨碍制品脱模和抽芯。在安排制件在型腔中的方位时，要尽量避免与开模运动相垂直方向的避侧凹或侧孔。有利于浇注系统的合理处置。

7） 尽可能与料流的末端重合，以利于排气。

本次设计产品的分型面在塑件上一目了然，分型面设在塑件的大口端面处。

综和以上信息此件分型面位置如下图：

如图所示，由于此零件有一个2mm的飞边，因此将分型面选在飞边处，方便零件成型和取出零件。

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3.平面尺寸的确定

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模具CAD CAM课程设计 （1）型腔到型芯边的距离a

a = 0.2×l + 17 经推算得知20≤a≤40 由式可得a=29.8mm，取a=30mm

·对模芯边走冷却水的深腔模具或带侧抽芯的模具，a可适当增加。

（2）型腔之间的距离b

b≧a/2 ,一般取12~20mm。则b取20mm ·对于特别小的制品，b可取3mm。

·型腔之间布置有流道时，b′可取25~30mm，一般取30mm。则b ′取30mm (3) 模芯尺寸B0×L0

模芯尺寸 = 制品尺寸+型腔到型芯边的距离+型腔之间的距离 模芯尺寸超过200×200时，必须做成拼块结构。 B0l0139168 (4)推算模架

1)模具尺寸系列（CM）

L 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 B 15 √ √ √ 20 25 30

√ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ - 9 -

模具CAD CAM课程设计 35 40 45 50

2)模架之成型范围（MM）

B 150 200 250 300 350 400 450 500 BK √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ B0 L KL0 35 45 55 65 65 75 85 95 80 110 140 170 220 250 280 310 35 40 45 50 55 55 60 60 L = L - 2 L 0K 根据上表可得，初选为BL250300 4.高度尺寸的确定

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（1）前模部分（前模厚度=产品的高度+10水孔深度+15~20，再取接近的整数） 1)型腔背后模芯厚度h1，h1与冷却水孔的布置及制品的平面投 影面积有关。

无冷却水孔或制品较小时，h1取15~20mm。 冷却水孔边到型腔的距离取1.5d，或取10~15 mm。

制品平面投影面积（cm2） h1（mm） <40（6.32） 40~77（8.72） 77~116（10.72）

d（mm） 6 8 10 20~25（20） 25~32（30） 32~38（35） - 11 -

模具CAD CAM课程设计 116~1（12.42） 1~193（13.92） >193 38~50（45） 44~（50） 50~76（60） 12 16 20 A、B板的宽度：由模芯单边+50～55 则取h1=30mm，d=8 A、B的宽度为218×184

2）A板开框背后厚度h3 = 最低25~35 mm.则h3=30mm 3）前模芯厚度h2 = 制品厚度h+型腔背后模芯厚度h1，则h2=40mm

4）A板厚度h4 =前模芯厚度h2+ A板开框背后厚度h3，则h4=70mm（2）后模部分（主要承受来自型腔的注射压力,取最低值35，总尺 寸在80,90,100间） 1）后模芯厚度h6，主要起核心作用，一般取20~35 mm。取h6=30mm

2）B板开框背后厚度h7,主要承受来自型腔的注射压力，可以 查选标准托板厚度。

B（cm） 15、20 h7（mm） 30 则取h7=35mm

3）B板厚度h8=后模芯厚度h6+ B板开框背后厚度h7，则h8=65mm

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25 35最低 30、35 45 40 50 45、50 60 模具CAD CAM课程设计

注射机的选定

（1）注射量的计算 塑件体积：V塑4.992cm 塑件质量：m塑V塑5.24g 式中，ρ参考表可取1.05g/cm3 的。

（2）浇注系统凝料体积的初步估算浇注系统的凝料在设计之前是不能确定的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.2~1 倍来估算。由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2 倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积（即浇注系统的凝料和两个塑件体积之和）为

（10.2）5.99cm V总V塑33（3）选择注射机根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总体积V总=5.99cm3，则有：

V总/0.87.4cm3

根据以上的计算，初步选定工程注射量为30cm3，注射机型号为XS-ZS-22

卧式注射机，其主要技术参数见表2。

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（4）注射压力校核：

查表4-1 可知，ABS 所需注射压力为80~110MPa，这里取p0=85MPa，该注射机的公称注射压力p 公=117MPa，注射压力安全系数k1=1.25~1.4,这里取k1=1.3，则：

kp101.385110.5p，所以，注射机注射压力合格。

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浇注系统的设计

所谓注射模的浇注系统，是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑料熔体平稳而有序的充填到型腔中，一伙的组致密、外形轮廓清晰的塑件。

1.主流道的设计

主流道通常位于模具中心塑料熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。

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（1）主流道尺寸

1）主流道长度：

小型模具L 主应尽量小于60mm，本次设计中初取20mm进行设计。

2）主流道小端直径：

d=注射机喷嘴尺寸+（0.5~1）mm=3+（0.5~1）mm=3.5mm。 3）主流道大端直径：

d,d2L主tan7mm式中α=4°。

4）主流道球面半径：

SR=注射机喷嘴球头半径+（1~2）mm=（12+2）mm=14mm。 5）球面的配合高度： h=（1/3 ~2/5 ）SR=4mm. (2)主流道的凝料体积

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模具CAD CAM课程设计 v主3L主(R主r主R主r主)0.45cm

3（3）主流道当量直径:

Rn=(1.75+ 3.5)/2mm=2.625mm。

（4）主流道浇口套的形式主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求较严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑到上述因素仍分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。设计中常采用碳素工具钢（T8A 或T10A），热处理表面淬火硬度为50~55HRC，如图所示。

2.分流道的设计

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（1）分流道的布置形式在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。

（2）分流道的长度由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。单边分流道长度L分取35mm，如排样图所示。

（3）分流道的当量直径因为该塑件的质量m 塑=ρV 塑=2.93g＜200g，则分流道的当量直径为

一般分流道的直径应在3.5~9 之间变动，而上面计算的D 分显然不满足条件，故按下式计算

（4）分流道截面形状常用的分流道截面形状有圆形、梯形、U 形、六角形等，为了便于加工和凝料的脱模，分流道大多设计在分型面上。本设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体

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模具CAD CAM课程设计 的热量散失、流动阻力均不大。

（5）分流道截面尺寸设梯形的下底宽度为x，底面圆角的半径R=1mm，设置梯形的高h=5mm，则该梯形的截面积为

再根据该面积与当量直径为5mm 的圆面积相等，即可得：x≈5mm，则梯形的上底约为6mm,如图所示：

（6）凝料体积 1）分流道的长度L

L分25250mm

2）分流道截面积A分27.5mm2。

3）凝料体积V分L分V分5027.5mm31357mm31.375cm （7）校核剪切速率

1）确定注射时间：查表，可得注射时间t=5.5s。 2）计算分流道体积流量：

3

3）由式可得剪切速率:

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该分流道的剪切速率处于浇口主流道的最佳剪切速率5×102~5 ×103s-1 之间，所以，分流道内熔体的剪切速率合格。 （8）分流道的表面粗糙度和脱模斜度分流道的表面粗糙度要求不是很低，一般取Ra1.25~2.5μm 即可，此处取Ra1.6μm。另外，其脱模斜度一般在5°~10°之间，这里取脱模斜度为8°。 3.浇口的设计

该塑件要求颜色均匀一致，无黑点、杂质等缺陷，外表无明显的进料痕迹和其他划伤痕，表面平整美观，采用一模两腔注射，为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从性强的边缘进料。

（1）侧浇口尺寸的确定

1）计算侧浇口的深度。根据表可得侧浇口的深度h 计算公式为

h=nt=0.7×10mm=7mm

式中，t 是塑件壁厚，这里t=10mm；n 是塑料成型系数，对 于ABS，其成型系数n=0.7。

在工厂进行设计时，浇口深度常常先取小值，以便在今后试 模时发现问题进行修模处理，并根据表中推荐的ABS 侧浇口 的厚度为1.2~1.4mm，故此处浇口深度取1.3mm。

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模具CAD CAM课程设计 2）计算浇口的宽度。根据表可得侧浇口的宽度B 的计算公式为

式中，n 是塑料成型系数，对于ABS 其n=0.7；A 是凹模的内 表面积，可求得A=1741mm2。

3）计算侧浇口的长度。根据表可得侧浇口的长度L 浇一般选用 0.7~2mm，这里取

L浇1。

（2）侧浇口剪切速率的校核

2Bh ，由此矩形 1）计算浇口的当量半径。由面积相等可得R浇 浇口的当量半径R浇 2）校核浇口的剪切速率

Bh 12 ①确定注射时间：注射时间t=5.5s； ②计算交口的体积流量：q浇V塑t2.78630.572cm/s 5.5 ③计算浇口的剪切速率：由式可得：r浇3.3qR3nv则

该矩形浇口的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5× 103~5×104 s-1之间，所以，浇口的剪切速率校核合格。 4.校核主流道的剪切速率

上面分别求出了塑件的体积、主流道的体积、分流道的体积（浇口的体积太小可以忽略不计）以及主流道的当量半径，这样就可以校核主流道熔体的剪切速率。 （1）计算主流道的体积流量

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（2）计算主流道的剪切速率

主流道内熔体的剪切速率处于浇口与分流道的最佳剪切速率5×102~5×103s-1 之间，所以，主流道的剪切速率校核合格。

成型零件的结构设计及计算

塑料在成型加工过程中，用来填充塑料熔体以及成型制品的空间被称为型腔或模膛。而构成这个型腔的零件叫制作成型零件。由于这些成型零件直接与高温、高压的塑料熔体接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此要求他们有足够的强度、刚度、硬度耐磨性和较低的表面粗超度值。

1.成型零件的结构设计

（1）凹模的结构设计凹模是成型制品的外表面的成型零件。按凹模的结构不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体凹模。

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（2）凸模的结构设计（型芯）凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析知，因塑件包紧力较大，所以设在动模部分。将这几个部分装配起来。

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2.成型零件钢材的选用

根据对成型塑件的综合分析，该塑件的成型零件要有足够的刚度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能

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模具CAD CAM课程设计 和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的凹模钢材选用45号低碳钢，型芯中心通冷却水冷却。

3.成型零件工作尺寸的计算

采用平均尺寸计算法计算成型零件尺寸，塑件尺寸公差由表中ABS选未注公差尺寸MT5，再由表查得各尺寸公差。

lsl0.43mm.430.86mm，相应的塑件制造公差为10.86mm

00ls2240.25mm240.5mm，相应的塑件制造公差为20.5mm ls3100.12mm10.120.24mm，相应的塑件的制造公差为30.24mm

所以

0LM11scpLLM2M3lx1Slx1Slxs111cps22cps33s1.430.60.5010.00550.1430.143.750

s220s310.005524.250.60.500.083mm24.0900.083mm3010.120.60.24010.00550.04mm10.120mm0.04 式中，Scp是塑件的平均收缩率，查表可得ABS 的收缩率为0.3%~0.8%，

所以其平均收缩率scp0.0030.0080.00552xxx 是系数，查表

123可知x一般在0.5~0.8之间，此处取x1x2x30.6 ； 1 2

2 分

别是塑件上相应尺寸的公差； s1 s2s3 是塑件上相应尺寸制造公差，对于中小型塑件取s

4.凹模壁厚及底板厚度的计算 凹模壁厚计算：

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16 模具CAD CAM课程设计 t332EhpaL14e

式中p——性强内容体的压力，一般取p为23~45 MPa，取p=40MPa

，取L=168mm L——凹模侧壁长边尺寸（mm）

11a——型腔内受到熔体压力的高度（mm）取a=10mm

E——弹性模量，钢材可取为2.110 MPa

H——型腔高度（mm），取h=50mm δ——允许的变形量（mm），取δ=0.05mm

则t=26.67mm

底板厚度计算：

5pbL t332EB45式中b=139，B=250，L=250 则t=10.82

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脱模推出机构的设计

在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具凹模或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的结构称为脱模机构。 1.推出方式的确定脱模机构的设计原则：

1）塑件滞留于动模模具开启后应使塑件及浇口凝料滞留在带有脱

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模具CAD CAM课程设计 模机构的动模上，以便塑件在脱模机构的作用下脱出塑件。 2）保证塑件不变形损坏这是脱模机构基本的要求，首先要正确分 塑件对凹模或型芯的附着力的大小以及所在的部位，有针对性 的选择合适的脱模方法和脱模位置，使推出重心和脱模阻力中 心相重合，型芯由于塑料收缩时对其包紧力最大，因此推出点 应该要靠近型芯，推出力应该在塑件刚度和强度最好处，作用 面应尽可能要大一些。

3）力求良好的塑件外观推出塑件的位置应该尽量在塑件的内部或 者在不影响塑件外观质量的地方，在采用推杆时尤其要注意这 个问题。

综上所诉，和题干条件要求，本塑件采用脱模板机构。 2.脱模力的计算：

因为塑件为矩形，λ=12.58＞10，故该塑件为薄壁塑。脱模力为

式中E——塑料的拉伸模量（MPa）（可由表1 查得ABS 的拉伸模量为1.8×103）；

S——塑料成型平均收缩率(%)(可由表查得ABS 成型平均收缩率为 0.4 ～ 0.7，取0.0055)； t——塑件的平均壁厚（mm）； L——塑件包容型芯的长度（mm）；

μ ——塑料的泊松比（可由表查得ABS 的泊松比为0.3）；

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模具CAD CAM课程设计 φ ——脱模斜度（该模具脱模斜度选定为1°）；

f——塑料与钢材之间的磨擦系数（可查得ABS 与钢材的磨擦系数为 0.20 ～ 0.5），此处取0.45；

A——塑件在与开模方向垂直的平面上的投影面积(cm2)，当塑件底部 上有孔时，A 项应视为零；

K2——由f 和￠决定的无因次数，可由下式计算：

K2 = 1+ f sin φ cosφ 也可根据塑料与钢材的磨擦系数和脱模斜度由表查得K2=1.00785。

代入计算可得：F=194.2N

塑件对于型芯的箍紧力不是太大，主要是粘模力，可以计算脱模力乘以一个不大的的系数，这里考虑1.2。所以 F 总=4×1.2F=4×1.2×194.2N=932.16N

3.脱模机构的分类

脱模机构可按动力来源分类也可按模具结构分类

（1） 按动力来源分类。分为手动脱模、机械脱模、液压脱模、气动脱模，本设计采用液压脱模。即在注射机上设有专用的顶出油缸，并开模到一定距离后，活塞的动作实现脱模。

按模具结构分类。分为简单脱模机构、双脱模机构、顺序脱模机构、二级脱模机构、浇注系统脱模机构等。本设计采用的推出机构是推件板推出机构。

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模具CAD CAM课程设计 推件板推出机构。

其特点是推出力大，且推出力的作用面积大而均匀，运动平稳，塑件上没有推出痕迹。

设计时注意事项。为了减小推出过程中推件板和型芯的摩擦，可采用在推件板和型芯间留有0.20-0.25mm的间隙，并采用3-5度的锥面配合。其锥度起到辅助定位作用，防止推件板偏心而引起溢料。

综合分析用推杆推出机构，综合该模架和塑件的考虑我选用一个塑件用4个推杆，推杆前端直径为10mm，长度为90mm的推杆其简图如下：

冷却系统的设计

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加热和冷却系统 为了满足注塑工艺对模具的温度要求，必须对模具温度进行控制，所以模具常常设有冷却系统并在模具内部或四周安装加热元件。冷却系统一般在模具上开设冷却水道。 冷却水的设计原则及注意事项：

1）动、定模要分别设计，保持冷却平衡。 2）孔径与位置，一般壁厚越厚，水管孔径越粗。

3）冷却水孔的数量越多，模具内温度梯度越小，塑件冷却越均匀。 4）冷却通道可以穿过模板和塑件的镶嵌交界面，但是不能穿过镶件 与镶件的交界面，以免漏水。

5）尽量使冷却水孔至型腔表面相等，当塑件壁厚均匀时，冷却水孔 与型腔表面的距离应处处相等，当塑件壁厚不相等时，壁厚出、 处，应强化处理，水孔应靠近型腔，距离要小。

6）浇口处加强冷却，一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇 口越远温度越低，因此要加强交口处的冷却，及冷却水从浇口附 近流进，必要时，在浇口附近单独设置冷却通道。

7）应降低进水和出水温差。如果水温温差太大，将会使模具的温度

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模具CAD CAM课程设计 分布不均匀，一般情况，进水和出水温度不相差5 摄氏度。 8）标记冷却通道的水流方向。

9）合理确定冷却水接头的位置。水管接头应设置在不影响操作的地 方，接头应根据用户的要求选用。

10）冷却系统的水道尽量避免与模具其他机构发生干涉现象，设计 时要通盘考虑。

1.冷却介质

ABS 属中等粘度材料，其成型温度计模具温度分别为200℃和50～80℃。所以，模具温度初步选定为50℃，用常温水对模具进行冷却。

2.冷却系统的简单计算

（1）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量W 1）塑料制品的体积

=0.45+1.375+4.992=6.817cm3

2)塑件制品的质量

m =Vρ = 6.817×1.02g = 6.95g = 0.00695kg 3）塑件壁厚为10mm，可以查表的t冷 =17.3s。取注射时间t 注 =5.5s，脱模时间t 脱=10.2s，则注射周期：t =t +t +t = （5.5 + 17.3+ 10.2）s =33 s 注冷脱。由

此可得每小时注射次数：N=（3600/33）次=109 次

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模具CAD CAM课程设计 4）单位时间内注入模具中的塑料熔体的总质量：

W =Nm = 109×0.00695kg /h =0.75755kg /h （2）确定单位质量的塑件在凝固时所放出的热量s Q 查表4-35 直接可知ABS 的单位热流量s Q 的值的范围在（310～400）KJ / Kg 之间，故可取Q = 370 KJ/Kg 。

（3）计算冷却水的体积流量v q 设冷却水道入口的水温为θ =22℃，出水口的水温为θ =25 ℃，取水的密度为1000Kg/m3,水的比热容c = 4.187kJ /(kg•℃)。则根据公式可得：

则q=0.00037191m3 / min

（4）确定冷却水路的直径d 当q v = 0.00037191m3 / min 时，查表可知，为了使冷却水处于湍流状态，取模具冷却水孔的直径d=0.008m。 （5）冷却水在管内的流速v

则v=0.123m/s

从表查得的资料表明，管径为8 的冷却水管所对应的最低流速为1.66 m/s 时才能达到湍流状态，但是由于体积流量q v 没有在表的取值范围内，所以造成了V 平均偏小，如果要达到湍流状态，可以增大体积流量和减小冷却水管直径，但是，冷却的目的就是为了让制品快速冷却，提高生产率，同时改变制品的力学性能，为了达到湍流而增大体积流量是没有意义的，因为在V 平均较小，既层流时就可以达到冷却

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模具CAD CAM课程设计 效果

（6）求冷却管壁与水交界面的膜传热系数h 因为平均水温为23.5℃，查表可得f=0.67,则有：

则h=3468J/(m2h℃)

（7）计算冷却水通道的导热总面积A

则A=0.0033㎡

（8）计算模具所需冷却水管的总长度L

则L=143

mm （9）冷却水路的根数x 设每条水路的长度为l = 160mm，则冷却水路的根数为

则X=0.根

由上所述计算可以看出，一条冷却水道对模具来说是不合适的，考虑到塑件的具体情况，设计成两条。为了提高生产效率，凹模和型芯都应得到充分的冷却。 3.冷却水道的设置

由于该塑件厚度很小，成型孔的型芯部分与塑件的接触面较小，

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模具CAD CAM课程设计 故冷却系统的设计如图所示

排气系统

在注塑成型过程中，为了将型腔内的空气排出，常常需要开设排气系统，通常是在分型面上有目的地开设若干条沟槽，或利用模具的推杆或型芯与模板之间的配合间隙进行排气。小型塑件的排气量不大，因此可直接利用分型面排气，而不必另设排气槽。

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模架生成

根据型腔的布局可看出，型腔分布尺寸为为150×200，有根据型

腔侧壁最小壁厚为26，再考虑到导柱、导套及连接螺钉布置应占据的位置和采用推件板推出等各方面的问题，由塑料成型工艺与模具结构确定选用A1型、模架尺寸为246mm×396mm的标准模架，即可符合要求。

导柱导套直径30mm，导套外部直径24mm，肩高46mm，导引长度45mm。

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模具CAD CAM课程设计

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模具CAD CAM课程设计

模腔数控加工

机床设置

刀具设置

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模具CAD CAM课程设计 定模加工

动模加工

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机床选择

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模具CAD CAM课程设计 定模g代码

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模具CAD CAM课程设计 动模g代码

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总结

本次课程设计历时近一个月，从选题、pro.E绘制装配图、制作模具完成说明书。其间每一过程都得到指导教师的悉心指导，指导老师身体力行、兢兢业业地为我们排忧解难，不仅治学严谨而且为人师表，堪称良师益友，通过此次的论文，我学到了很多知识，跨越了传统方式下的教与学的束缚，在整个设计过程中，通过查资料和搜集有关的文献，培养了自学能力和对pro.E软件的使用能力。并且由原先的被动接受知识转换为主动的寻求知识，这可以说是学习方法上的一个很大的突破。在以往的传统的学习模式下，我们可能会记住很多的书本知识，但是通过毕业设计，我们学会了如何将学到的知识转化为自己的东西，学会了怎么更好的处理知识和实践相结合的问题。

本次课设是两个人共同努力完成的。我们两个人明确的分工是完成这份设计的关键。一个人主要负责模具的选定和整体的模具的计算，另一个则是自学了EMX插件的使用，将模具顺利的做了出来。这些都是与我们的努力是分不开的，当然，我相信这种团队合作在日后的工作中是不会少的，经历过这次的合作后，我相信日后的工作也会很顺利的。

在论文的写作过程中也学到了做任何事情所要有的态度和心态，首先做学问要一丝不苟，对于发展过程中出现的任何问题和偏差都不要轻视，要通过正确的途径去解决，在做事情的过程中要有耐心和毅力，不要一遇到困难就达退堂鼓，只要坚持下去就可以找到思路去解决问题的。而且要学会与人合作，这样做起事情来就可以事倍功半。 总之，此次论文的写作过程，我们两个收获了很多，即为大四上学期划上了一个完美的句号，也为将来的人生之路做好了一个很好的铺垫。

再次感谢我们的大学和所有帮助过我们并给我们鼓励的老师，同学和朋友，谢谢你们！

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参考文献

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3.杨占尧. 塑料注塑模结构与设计.北京：清华大学出版社，2004 4.阎亚林. 塑料模具图册.北京;高等教育出版社，2004 5.史铁梁.模具设计指导.北京：机械工业出版社，2003 6.伍先明.塑料模具设计指导.北京：国防工业出版社，2008 7.高为国.模具材料【M】.北京：机械工业出版社，2004 8.郭广思.塑料成型技术.北京：机械工业出版社，2002

9.王爱玲 Pro.ENGINEER Wildfire 4.0模具设计、数控加工，2010

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