3.5 冷却和排气系统设计 ........................................................................................................... 17 3.5.1 冷却系统设计 .................................................................................................................... 18 3.5.2 排气系统设计 .................................................................................................................... 19 4 模具装配图 ............................................................................................................................... 20 结论 ................................................................................................................................................. 22 致谢 ................................................................................................................................................. 23 参考文献 ......................................................................................................................................... 24
IV
绪 论
模具是利用其本身的特定形状去成型具有一定形状和尺寸的制品的工具。因为它基本上是机器自动生产，所以大幅度地提高了生产效率；又由于有固定的型腔或凸凹模，生产的塑件的统一性好，精度高。
模具是一门非常重要的科学，它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。
注塑成型是现代塑料工业中的一种重要的加工方法，世界上注塑模的产量约占塑料成型模具总产量的 50 %以上。注塑成型能一次成型形状复杂、尺寸精确的制品，适合高效率、大批量的生产方式，已发展成为热塑性塑料和部分热固性塑料最主要的成型加工方法，因为现在许多材料都可以用塑料代替，而且塑料的成本很低，制造容易，可以加工成很多复杂的形状，所以应用非常广泛。
塑料模具是指利用其本身特定密闭腔体去成型具有一定形状和尺寸的立体形状塑料制品的工具。随着塑料工业的发展和进步，人们对注射制件的要求越来越高。如何缩短成型周期、降低生产成本、提高制件精度、使用范围和标准化程度，一直是塑料行业孜孜以求的目标。近20年来注射成型工艺及模具新技术发展很快，新工艺和新结构层出不穷。
国外模具工业起步早，各种先进模具制造理念和技术都是在国外萌芽，形成，成熟和运用。目前先进模具技术主要包括热固性塑料注射模、无流道成型、新型冷却系统、气体辅助成型、注射模计算机辅助设计(CAD)、辅助工程（CAE）与辅助制造（CAM)、精密注射成型、低发泡注射成型、共注射成型、排气注射成型和反应注射成型。
自20世纪70年代以来，注射模 CAD/CAE/CAM技术已成为当今世界热门的研究课题。其主要标志为分散、零星的研究迅速发展为集中、系统的研制和开发，一些研究成果很快地转化为促进模具行业进步的生产力。1978年澳大利亚的Moldflow公司率先推出商业化的三维流动模拟软件，在生产中发挥了作用。在以后的短短十余年间，国际软件市场便涌现出许多注射模CAD/CAE/CAM商业软件，它包括了流动、保压、冷却、翘曲分析等程序[4]。该公司的软件基于美国Cornell大学的科研成果，因此具有较高的水
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平和可信赖性。德国Aachen大学IKV研究所的CADMOULD软件，包括模具结构设计、模具强度与刚度分析、流动模拟及冷却分析等程序。国外的一 些计算机公司将注射模的CAE软件与CAD/CAM系统结合起来，陆续在国际市场上推出了注射模 CAD/CAE/CAM软件包（或者称 为注射模 CAD/CAE/CAM工具包），受到了用户的欢迎。比较著名的有美国CV公司的CAD/CAM软件CADD5、美国麦道飞机公司的CAI)/CAM软件UG11、美国SDRC公司的CAD/CAM软件I-DEAS、法国CISIGRAPH公司的CAD/CAM软件STRIM100、美国DELTA-CAM公司的CAD/CAM软件DUCTS等。这些CAD/CAM与注射模CAE软件一道构成了注射模的软件包。以上的系统均能在32位工程工作站上运行。从国外的情况看，由于模具厂的规模一般都较小，微机的使用率高于工作站的使用率。
目前，注射模具CAD/CAE/CAM的工作内容主要如下。
(1) 塑料制件的几何造型，采用几何造型系统，如线框架造型、表面造型和实体造型，在计算机中生成塑料制件的几何模型，这是CAD/CAE/CAM工作的第一步。由于塑料制件大多是薄壁件且又具有复杂的表面，因此常用表面造型方法来产生制件的几何模型。
(2) 型腔表面形状的生成，由于塑料制件的成型收缩，模具的磨损及加工精度的影响，注射制件的内、外表面并不就是模具的型芯、型腔表面，需要经过比较复杂的转换才能获得型腔和型芯表面。目前大多数注射模设计软件并未能解决这种转换，因此，制件的形状和型腔的形状要分别地输人，比较繁琐。如何由制件形状方便、准确地生成型腔和型芯表面形状仍是当前的研究课题。
(3) 模具方案布置，采用计算机软件来引导模具设计者布置型腔的数目和位置，构思浇注系统、冷却系统及推出机构，为选择标准模架和设计动模、定模部装图做准备。
(4) 标准模架的选择，一般而言，用作标准模架选择的设计软件应具有两个功能，一是能引导模具设计者输人本厂的标准模架，以建立自己的标准模架库；二是能方便地从已建好的专用标准模架库中选出在本次设计中所需的模架类型及全部模具标准件的图形及数据。
(5) 部装图及总装图的生成，根据所选的标准模架及已完成的型腔布置，设计软件以交互方式引导模具设计者生成模具部装图和总装图。模具设计者在完成总装图时能利
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用光标在屏幕上拖动模具零件，以塔积木的方式装配模具总图，十分方便灵活。
(6) 数控加工，如各种自动编程系统 CAD/CAE/CAM软件，包括注射模中经常需要用的数控线切割指令生成，曲面的三轴、五轴数控铣削刀具轨迹生成及相应的后置处理程序等。
(7) 数控加工仿真，为了检验数控加工软件的准确性，在计算机屏幕上模拟刀具在三维曲面上的实时加工并显示有关曲面的形状数据。
现在，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之一，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。塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化及美观和手感的要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。尽管我国IT模具工业建设实现了跨越式发展，已具有相当大、相当高的能力和水平，但与模具工业发达国家相比，差距仍然很大，模具技术人员的生产经验和生产知识、技术，以及模具生产过程中的核心技术CAD/CAE/CAM的水平和内含还不及模具发达国家。需致力于提高模具精度、质量、使用性能和标准化程度、缩短模具生产周期、降低生产费用、提高生产率的研究。加快引进消化吸收国外模具新技术的能力，同时加强自身创新的能力。
作为新时期的大学生，我们有义务承担起强国的重任，这需要有更多从事模具行业的人才来实现。本课题主要运用了注射模CAD/CAE/CAM技术和热流道技术。
从目前的制造技术来看，手机塑料外壳的成型方法主要是注射成型，最近流行的金属壳体需要精密冲压加工。手机注射模成为当今注射模制造行业最为复杂的模具之一，是手机结构件制造的难点，引起了相关尖端工程技术人员的高度重视。众多工厂的手机模具设计制造证明，面盖模具、镜片模具又是手机塑件制造中的关键模具。
通过本课题的研究，能加深我对模具的认识、理解、掌握模具的一般设计过程，加强对模具零件设计原则的理解和一些常识性细节的把握，学习如何更好地利用网络和图书馆获取所需知识，熟悉专业论文的书写格式，同时学习模具的三维造型与仿真，熟悉巩固二维工程图的绘制，系统全面地复习所学过的机械相关知识，全面地提高自己。
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1 空心球柄制件分析
1.1 空心球柄外表造型
为保证论文的原创性，空心球柄塑件为本人根据导师要求自行设计。设计主要包括尺寸、形状、功能等方面，同时添加了自身元素。通过学习相关知识，最后确定空心球柄的造型如下。
(1) 空心球柄的3D模型
图1-1 空心球柄正面
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