模具设计入门课件.pptx
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1、第第10讲讲 模具设计入门模具设计入门 模具设计的基本内容模具设计的基本内容2模具设计入门模具设计入门34典型案例典型案例典型案例典型案例引言引言1 1 1)模具)模具-是一种工具;是一种工具; 2 2)模具与塑件)模具与塑件-“-“一模一样一模一样” ” ; 3 3)订货合同)订货合同-单件生产;单件生产; 4 4)模具生产制件所具备的高精度、高)模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消复杂程度、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。耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。特点:特点:1 1 引言引言 1.1 1.1 模具及模具的发展概况模具及模具的
2、发展概况1.1.模具:是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸模具:是指利用其本身特定形状去成型具有一定形状和尺寸 制品的工具。制品的工具。我国古代模具技术已达到较为先进的水平我国古代模具技术已达到较为先进的水平 我国现代模具行业发展迅猛我国现代模具行业发展迅猛2.2.模具发展概况模具发展概况: :工业革命推动了工业技术的发展工业革命推动了工业技术的发展 模具工业是我国国民经济模具工业是我国国民经济的基础产业,是技术密集的高技的基础产业,是技术密集的高技术行业。术行业。 模具是制造过程中的重要工模具是制造过程中的重要工艺装备。艺装备。 模具设计与制造专业人才是模具设计与制造专业人才是制造
3、业紧缺人才制造业紧缺人才。 美国工业界认为:模具是美国工业工业的基石的基石日本工业界认为:模具是促进社会繁荣的动力促进社会繁荣的动力国外将模具比喻为“金钥匙金钥匙”、 “进入富裕社会进入富裕社会的原动力的原动力”。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。3.3.现代现代模具分类模具分类4.4.模具技术的应用模具技术的应用 模具是先进生产力的代模具是先进生产力的代表是先进文化的发展方表是先进文化的发展方向是工业生产的基础工向是工业生产的基础工艺装备广泛用于各行各艺装备广泛用于各行各业业汽车模具系列汽车模具系列Moulding D
4、ie For AutomotiveMoulding Die For Automotive保险杠注射模保险杠注射模轮毂压铸模轮毂压铸模轮胎橡胶模轮胎橡胶模密封圈挤出模密封圈挤出模大型覆盖件模大型覆盖件模反光镜玻璃模反光镜玻璃模绝缘陶瓷模绝缘陶瓷模塑料塑料-属合成高分子材料属合成高分子材料 塑料工业塑料工业-包括塑料生产和塑料制品包括塑料生产和塑料制品( (塑件塑件) )生产生产原原料料树树 脂脂塑塑料料的的制制造造助助 剂剂塑塑料料塑塑料料制制品品单单体体的的制制造造树树脂脂的的制制造造成成型型加加工工树脂的生产树脂的生产塑料的生产塑料的生产塑件的生产塑件的生产成型成型-机械加工机械加工-修饰修
5、饰-装配装配 特殊塑料特殊塑料通用塑料通用塑料工程塑料工程塑料10.1.2 10.1.2 塑料工业与塑料制品塑料工业与塑料制品立体状成型法立体状成型法(模塑成型法)(模塑成型法)板状成型法板状成型法线状成型法线状成型法人造纤维人造纤维薄板材料或片状材料(胶片薄薄板材料或片状材料(胶片薄板、塑料薄膜)板、塑料薄膜) 把塑料模塑成为几何形状、尺寸精把塑料模塑成为几何形状、尺寸精度、物理性能等符合使用要求的制品。度、物理性能等符合使用要求的制品。 塑料模具塑料模具工工具具1.3 1.3 塑料的成型工艺方法与成型模具塑料的成型工艺方法与成型模具1.1.成型方法成型方法 塑料成型方塑料成型方法及其模具法
6、及其模具 压注模压注模 注射注射模模压缩模压缩模吹塑模吹塑模 发泡模发泡模 搪塑搪塑模模 真空成型模真空成型模 压棍(模)压棍(模)挤出模挤出模 热压印模热压印模 彩印模彩印模 模塑成型法模塑成型法压缩成型压缩成型压注成型压注成型挤出成型挤出成型挤出成型过程挤出成型过程吹塑成型吹塑成型吹塑成型机吹塑成型机真空成型真空成型注射成型注射成型 注射成型机注射成型机 塑料模具塑料模具: :是指利用其本身特定是指利用其本身特定密闭腔体密闭腔体去成型具有一定去成型具有一定形状和尺寸的形状和尺寸的立体形状立体形状塑料制品的工具。塑料制品的工具。 它们都是用模它们都是用模具做出来的具做出来的2.2.注射模具注
7、射模具 注射模具的结构一般包括塑件成型元件、浇注系统注射模具的结构一般包括塑件成型元件、浇注系统和模座三大部分。和模座三大部分。进料口成型元件成型元件浇注系统浇注系统模座模座2 2 模具设计的基本内容模具设计的基本内容 1. 1. 模具专业术语模具专业术语 (1 1) 设计模型设计模型 (2 2) 参考模型参考模型 (3 3) 成型工件成型工件 (4 4) 铸件铸件 设计模型即最终产品。设计模型即最终产品。 设计模型装入模具模型时,由系统自动生成的零件。设计模型装入模具模型时,由系统自动生成的零件。以它为参考设计模具。以它为参考设计模具。 成型工件表示模具组件的全部体积,这些组件将直成型工件表
8、示模具组件的全部体积,这些组件将直接分配熔解材料的形状。接分配熔解材料的形状。 铸件是指所产生的最终零件。铸件是指所产生的最终零件。2. 2. 与模具相关模块与模具相关模块 (1 1) 模具设计模块模具设计模块 此模块中,用户可以创此模块中,用户可以创建、修改和分析模具元件及建、修改和分析模具元件及组件,并可根据设计模型中组件,并可根据设计模型中的变化对它们快速更新。的变化对它们快速更新。(2 2) 模座设计模块模座设计模块 用户可以将模具元件直用户可以将模具元件直接装配到标准或是定制的模接装配到标准或是定制的模座中,对整个模具进行更完座中,对整个模具进行更完全、更详细的设计,从而大全、更详细
9、的设计,从而大大地缩短模具的研发时间。大地缩短模具的研发时间。模座模座(3 3) 塑料顾问塑料顾问 在此模块中,通过用在此模块中,通过用户简单的设定,系统将自户简单的设定,系统将自动进行塑料射出成型的模动进行塑料射出成型的模流分析。这样,模具设计流分析。这样,模具设计人员在模具设计阶段,对人员在模具设计阶段,对塑料在型腔中的填充情况塑料在型腔中的填充情况能够有所掌握,便于及早能够有所掌握,便于及早进行设计。进行设计。填充检测填充检测拔模检测拔模检测3. Pro/E3. Pro/E模具部分的安装说明模具部分的安装说明 需安装这两需安装这两个子组件个子组件 在安装在安装Pro/E软件系统的过程中,
10、当出现如图所软件系统的过程中,当出现如图所示的对话框时,需安装如图所示两个子组件:示的对话框时,需安装如图所示两个子组件:该子组件包含一些模具元件数据(如流道的数据)。:该子组件包含一些模具元件数据(如流道的数据)。:Pro/E塑料顾问模块。塑料顾问模块。4. 4. 模具设计步骤模具设计步骤 导入参考零件,创建工件导入参考零件,创建工件创建模具收缩创建模具收缩添加浇口、流道和水线作为模具特征添加浇口、流道和水线作为模具特征定义体积块或添加分型面将工件分割成单独元件定义体积块或添加分型面将工件分割成单独元件抽取模具体积块生成模具元件抽取模具体积块生成模具元件填充模具型腔生成铸模填充模具型腔生成铸
11、模模拟开模模拟开模分型面分型面开模开模5. Pro/E4.05. Pro/E4.0模具环境简介模具环境简介 模具设计模具设计模型树模型树信息栏信息栏模具设计模具设计工具栏工具栏模具设计模具设计菜单管理菜单管理器器3 3 模具设计入门模具设计入门 1. 1. 创建模具模型创建模具模型 打开打开Pro/EPro/E后,选择【文件】后,选择【文件】【新建】命令,在弹出如上图所【新建】命令,在弹出如上图所示的【新建】对话框【类型】选项示的【新建】对话框【类型】选项组中选择【制造】,在【子类型】组中选择【制造】,在【子类型】中选择【模具型腔】,在【名称】中选择【模具型腔】,在【名称】文本框中输入模具模型
12、的名称,取文本框中输入模具模型的名称,取消下面的【使用缺省模板】单选框,消下面的【使用缺省模板】单选框,单击【确定】按钮。单击【确定】按钮。 在下图所示在下图所示的【新文件选项】对话框中,选择的【新文件选项】对话框中,选择mmns_mfg_moldmmns_mfg_mold项。项。1.1创建模具文件创建模具文件 向模具中加载参照模型首先要根据注射机的最大注射向模具中加载参照模型首先要根据注射机的最大注射量、注射机最大锁模力、塑件的精度要求或是经济性确定型量、注射机最大锁模力、塑件的精度要求或是经济性确定型腔数目,然后再进行加载。腔数目,然后再进行加载。 根据型腔数目的多少,模具可以分为单腔模具
13、和多腔根据型腔数目的多少,模具可以分为单腔模具和多腔模具,对应在模具,对应在Pro/EPro/E中也有不同的最优加载方法。中也有不同的最优加载方法。 1.2加载参照模型加载参照模型 在【模具】菜单中选择【装配】在【模具】菜单中选择【装配】【参照模型】命令,【参照模型】命令,在弹出的【打开】对话框中选择设计模型文件,单击【打开】在弹出的【打开】对话框中选择设计模型文件,单击【打开】按钮就可以将设计模型加入到模具模型中。按钮就可以将设计模型加入到模具模型中。系统将会弹出【元件放置】对话框,在此对话框中可以对参系统将会弹出【元件放置】对话框,在此对话框中可以对参照模型进入装配,装配的方式与装配组件的
14、方式完全一致,照模型进入装配,装配的方式与装配组件的方式完全一致,经常采用【坐标系】装配方式,使参照模型坐标系与模具模经常采用【坐标系】装配方式,使参照模型坐标系与模具模型坐标系对齐。型坐标系对齐。 创建单腔模具创建单腔模具 装配完成之后,系统会弹出如图所示的【创建参照模装配完成之后,系统会弹出如图所示的【创建参照模型】对话框,选择【按参照合并】单选框,单击【确定】按型】对话框,选择【按参照合并】单选框,单击【确定】按钮接受默认的参照模型名称,完成参照模型的加入。钮接受默认的参照模型名称,完成参照模型的加入。 使用定位参照零件命令使用定位参照零件命令创建多腔模具创建多腔模具 工件可以理解为模具
15、的毛坯,它完全包裹着参照模型,工件可以理解为模具的毛坯,它完全包裹着参照模型,还包容着浇注系统,冷却水线等型腔特征。工件等于所有模还包容着浇注系统,冷却水线等型腔特征。工件等于所有模具型腔与型芯的体积之和,利用分型面分割工件之后,就可具型腔与型芯的体积之和,利用分型面分割工件之后,就可以得到型腔或型芯体积块,有如下两种方法可以创建工件以得到型腔或型芯体积块,有如下两种方法可以创建工件 :l装配一个预先设计好的工件加载到模具模型。装配一个预先设计好的工件加载到模具模型。l使用使用Pro/EPro/E提供的手动或自动工具在模具模型中创建提供的手动或自动工具在模具模型中创建工件。工件。l在在EMXE
16、MX模块中进行整个模具设计,以它提供的材料作模块中进行整个模具设计,以它提供的材料作为工件。为工件。1.3 创建模具工件创建模具工件装配工件模型的情况较为少见,一般都是根据加入的参照模装配工件模型的情况较为少见,一般都是根据加入的参照模型,在菜单管理器选择【模具模型】型,在菜单管理器选择【模具模型】【创建】【创建】【工件】【工件】命令,使用【自动】或【手动】方式创建工件。命令,使用【自动】或【手动】方式创建工件。 手动创建工件手动创建工件草绘轮廓草绘轮廓 拉伸生拉伸生成工件成工件(绿色(绿色矩形块矩形块 ) 除了可以使用【手动】方式创建工件外,除了可以使用【手动】方式创建工件外,Pro/EPr
17、o/E也提供也提供了【自动】方式创建工件,系统根据参照模型的最大轮廓尺了【自动】方式创建工件,系统根据参照模型的最大轮廓尺寸及位置来创建工件,提高工件的制作效率寸及位置来创建工件,提高工件的制作效率 。 自动创建工件自动创建工件选择坐选择坐标系标系选择工选择工件形状件形状选择单选择单位制位制设置各设置各方向的方向的偏距值偏距值拉伸生拉伸生成工件成工件(绿色(绿色矩形块矩形块 ) 塑料从热的模具中取出并冷却到室温后,其尺寸发生变塑料从热的模具中取出并冷却到室温后,其尺寸发生变化的特性称为收缩率。由于收缩不仅是塑料本身的热胀冷缩,化的特性称为收缩率。由于收缩不仅是塑料本身的热胀冷缩,而且还与各种成
18、型因素有关,因此成型后塑件的收缩称为成而且还与各种成型因素有关,因此成型后塑件的收缩称为成型收缩。所以在创建模具时,应当考虑材料的收缩并相应地型收缩。所以在创建模具时,应当考虑材料的收缩并相应地增加参照模型的尺寸。一般可将收缩应用到模具模式下的参增加参照模型的尺寸。一般可将收缩应用到模具模式下的参照模型中,也可以加到设计模型中。照模型中,也可以加到设计模型中。 2.设置模具收缩率设置模具收缩率 选择【模选择【模具】菜单的具】菜单的【收缩】命令,【收缩】命令,在弹出菜单中在弹出菜单中选择【按尺寸】选择【按尺寸】或【按比例】或【按比例】命令,将打开命令,将打开设置收缩率的设置收缩率的对话框对话框
19、。【按尺寸收缩】允许为所有模型尺寸设置一个系数,也可以【按尺寸收缩】允许为所有模型尺寸设置一个系数,也可以为个别尺寸指定收缩系数,系统将此收缩应用到设计模型。为个别尺寸指定收缩系数,系统将此收缩应用到设计模型。 按尺寸收缩按尺寸收缩【按比例收缩】允许相对于某个坐标系按比例收缩零件,可【按比例收缩】允许相对于某个坐标系按比例收缩零件,可以为每个坐标指定不同的收缩因子。以为每个坐标指定不同的收缩因子。按比例收缩按比例收缩 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道,由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。冷塑料流动通道,由主流道、分流道、浇
20、口及冷料穴组成。冷却系统则一般是指存在于型芯、型腔等部分,通过冷却水流却系统则一般是指存在于型芯、型腔等部分,通过冷却水流量及流速来控制模温的冷却管道。量及流速来控制模温的冷却管道。 这两类系统在这两类系统在Pro/EPro/E中由组件级的模具特征构成,本章中由组件级的模具特征构成,本章将介绍冷却系统和浇注系统的创建方法,并介绍如何通过将介绍冷却系统和浇注系统的创建方法,并介绍如何通过UDFUDF(自定义)特征来定制和加快创建浇注系统。(自定义)特征来定制和加快创建浇注系统。 3.3. 在【模具】菜单管理器菜单中选择【特征】在【模具】菜单管理器菜单中选择【特征】【型腔【型腔组件】命令,系统将弹
21、出【特征操作】菜单,包括了常用的组件】命令,系统将弹出【特征操作】菜单,包括了常用的型腔组件特征类型型腔组件特征类型 。 3.1模具特征概述模具特征概述这些型腔组件特征可以分为两类,如下所示:这些型腔组件特征可以分为两类,如下所示: l常规特征:是指添加到模型中以促进铸模或铸造进程常规特征:是指添加到模型中以促进铸模或铸造进程的特定特征。这些特征包括侧面影像曲线、顶杆孔、的特定特征。这些特征包括侧面影像曲线、顶杆孔、流道、水线、拔模线、偏移区域、体积块和修剪特征。流道、水线、拔模线、偏移区域、体积块和修剪特征。l用户定义特征:是指在零件模式中创建,用于创建在用户定义特征:是指在零件模式中创建,
22、用于创建在工件或夹模器中通常使用的结构。创建用户定义特征工件或夹模器中通常使用的结构。创建用户定义特征后,修改其尺寸时多次使用它,且每次都将其复制到后,修改其尺寸时多次使用它,且每次都将其复制到组件中。组件中。 注塑机将熔融塑料注入模具型腔形成塑料产品,通常注塑机将熔融塑料注入模具型腔形成塑料产品,通常把模具与注塑机喷嘴接触处到模具型腔之间的塑料熔体的流把模具与注塑机喷嘴接触处到模具型腔之间的塑料熔体的流动通道或在此通道内凝结的固体塑料称为浇注系统。浇注系动通道或在此通道内凝结的固体塑料称为浇注系统。浇注系统分为普通流道浇注系统和无流道(热流道)浇注系统两大统分为普通流道浇注系统和无流道(热流
23、道)浇注系统两大类类 。 浇注系统的主要作用是将成型材料顺利、平稳、准确浇注系统的主要作用是将成型材料顺利、平稳、准确地输送充满模具型腔深处,并在填充过程中将压力充分传递地输送充满模具型腔深处,并在填充过程中将压力充分传递到模具型腔的各个部位,以便获得外形轮廓清晰,内部组织到模具型腔的各个部位,以便获得外形轮廓清晰,内部组织质量优良的制件。质量优良的制件。 3.2 3.2 浇注系统浇注系统3.2.1 3.2.1 浇注系统概述浇注系统概述浇注系统组成结构浇注系统组成结构 对于塑料模具,浇注系统一般由主流道、分流道、冷对于塑料模具,浇注系统一般由主流道、分流道、冷料井和浇口组成。料井和浇口组成。
24、主流道主流道分流道分流道分流道分流道冷料井冷料井浇口浇口塑件塑件浇口长度浇口长度3.2.2 3.2.2 浇注系统设计原则浇注系统设计原则设计浇注系统需要注意的主要原则如下设计浇注系统需要注意的主要原则如下 :l型腔和浇口的开设部位力称对称,防止模具承受偏型腔和浇口的开设部位力称对称,防止模具承受偏载而产生溢流现象,如下图是不合理与合理的流道载而产生溢流现象,如下图是不合理与合理的流道布置。布置。l浇注系统的体积应取最小值,以减少浇注系统所占用浇注系统的体积应取最小值,以减少浇注系统所占用的成型材料量,起到减少回收料的作用。在满足成型的成型材料量,起到减少回收料的作用。在满足成型和排气良好的前提
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