模具CADCAECAM课程设计说明书

北华航天工业学院

《模具CAD/CAE/CAM课程设计》课程设计报告

报告题目：散热管模具CAD/CAE/CAM课程设计

作者所在系部：材料工程系

作者所在专业：材料成型及控制工程

作者所在班级：

作者姓名：

指导教师姓名：

完成时间：

课程设计任务书

课题名称散热管模具CAD/CAE/CAM课程设计完成时间

指导教师职称副教授学生姓名班级

总体设计要求和技术要点

一、设计要求

1．根据给定塑件三维造型，画出符合制图标准的二维塑件图；

2．对塑件进行模流分析（至少流动分析），生成分析报告；

3．根据分析结果利用Pro/E进行模具设计，并进行开模模拟；

4．对分模后零件进行加工工艺分析，编制数控铣、线切割加工程序，设计电火花加工电极；

5．撰写课程设计报告。

二、技术要点

1、模具设计；

2、模流分析；

3、CAM编程。

工作内容及时间进度安排

日期

工作内容

1 2 3 4 5

第一周分析设计题目画规范塑件图模流分析模流分析确定分型方案第二周分模分模完善设计CAM编程CAM编程第三周编写设计报告编写设计报告总结材料答辩答辩

课程设计成果

1. 课程设计报告内容包括：课程设计任务书；二维标准塑件图（包括塑件三维造型图）；模流分析过程设置及分析报告，分析报告包括填充时间、充填结束时压力、注射位置压力XY图、冻结层因子（压力释放时）、气泡、熔结痕与流动前沿温度叠加、翘曲等及其对应诠释；模具分模主要步骤及分模结果三维图；加工工艺分析、数控加工编程步骤及说明、加工程序单，需要电火花加工的设计出电极，需要线切割加工的编出线切割加工程序。要求按照给定统一格式书写并打印，并按以上顺序装订成册。其中摘图全部放入正文中，不加附页。课程设计报告分别交打印稿和电子文档。

2. 课程设计所有文件的电子文档，要求总文件夹以姓名的汉语拼音及学号命名，各项内容分别设置子文件夹，设计完成后统一上交。

内容摘要

该报告包括了插板件注塑成型的工艺分析及模具设计及加工的全过程。通过对插板结构和尺寸的分析，以确定分型面、浇口形式、模具表面温度、熔体温度、最佳浇口位置等。通过注塑部件进行模流分析，以确定其可行性，以及模具浇注系统和冷却系统的优化。然后用PRO/E对模具进行拆模，得到相应的模具体积块。为了加工的方便通常对拆分出的型腔进行修改，再用UG模拟加工。通过实践证明，使用moldflowhe、PRO/E、UG进行塑料模具设计和加工，具有很强的指导作用。

关键词模具模流分析 UG加工

目录

1. 塑件图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． (1)

2. 模流分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． (2)

2.1 模流分析过程设置 (2)

2.2 分析报告 (2)

3. PRO/E模具设计 (6)

3.1 模具分模主要步骤 (6)

3.2分模结果三维图 (6)

4. 数控加工 (7)

4.1加工工艺分析 (8)

4.2控加工编程步骤及说明 (8)

4.3加工程序单 (9)

1. 塑件图

2. 模流分析

2.1 模流分析过程设置

该零件为壳体类零件，并且分析一模两腔。由于壳体件受冷却不均、收缩不均等因素影响，易产生变形。因而需对其进行填充+冷却+保压+翘曲进行分析。

首先调入零件，划分网格。其次确定塑件的材料为：ABS，其牌号：620-31，采用侧浇口进料、一模两腔、画出浇注系统、设置注射位置。分析类型选用成型窗口，并进行第一步分析。进行填充分析时，工艺设置采用成型窗口分析所得模具表面温度：64℃、熔体温度:220.00℃、开模时间:5s、注射+保压+冷却时间所有时间为30s、添加翘曲因素分离项，流动设置为默认，添加冷却水道，上下各六条水道，水管直径为10mm，立即分析。看日志里提示注射压力不够，所以更改注塑机，选择大的注射压力。

2.2 分析报告

图1 填充时间渲染图

从图1中可以看出，填充时间是1.638s。工件的第一部分是充满蓝色的位置，它的最后一部分是红色的图形位置，图中无灰色显示，说明塑件可以充满。

图2压力分布图

图2是观察制件压力分布是否平衡的有效工具。因为冲模结束时的压力对平衡非常敏感，此时的压力图分布平衡，则说明制件很好地实现了平衡冲模。

图3 注射位置处压力XY图

通过图3可以容易地看到压力的变化情况。当聚合物熔体被注入型腔后，压力持续增高。压力出现尖峰，表明制件没有很好达到平衡充模或者是由于流动前沿物料体积的明显减少使流动前沿的速度提高。

图4 冻结层百分比（3D）

从图4结果中动态的观察冷凝层的变化结果，可知压力释放之前浇口和制件都冷凝了，那么说明保压时间17.62s足够长。

图5 气穴

气穴定义在节点的位置，当材料从各个方向流向同一个节点时就会形成气穴。气穴将显示在其真正出现的位置，但当气穴位于分型面时，气体可以排除。图5所示的气穴大部分都在分型面上，可以排除。

图6 流动前沿处的温度

流动前沿温度是聚合物熔体充填一个节点时的中间流温度，与熔接痕的生成密切相关，当易出现熔接痕的地方前沿温度较高时，熔接痕可以很好的得到消除，从图6

可以看出，熔接痕处的前沿温度很高，因而可行。

图7 变形（所有因素变形）

图8（收缩变形）

从上面图7和图8对比来看，引起制件变形的主要因素是制件收缩不均引起的，且主要是再制件壁的四周较为严重，解决办法是，增加保压时间，减小一点保压压力。

3. PRO/E模具设计

3.1 模具分模主要步骤

①先定位参照零件，调入两个零件，并调整好位置，一模两腔侧浇口进料；

②设置工件，自动块，偏移10mm，设置零件的收缩率0.006；

③做浇注系统，锥形的主流道，半圆形的侧流道和侧浇口；

④做两条冷却管道；

⑤做两个测滑块的体积块和两个内型芯体积块；

⑥做出主分型面；

⑦拆分模具，将侧抽芯、上下模一一拆分；

⑧抽取生成零部件；

⑨铸模生成零件；

⑩遮蔽分型面和一些元件，定义移动，得到分模的效果。

3.2 分模结果三维图

4. 数控加工

4.1 加工工艺分析

该工件的加工包括数控铣型腔加工、线切割加工和电火花加工。从模型分析可知，上模有曲面造型、水线孔以及主浇道，分流道等。根据零件的几何特点和加工的工艺性要求，型腔部分采用型腔铣和电火花电极加工完成零件的加工，水线孔等采用深孔

钻工艺完成。由于本模具的上下模相同，所以只进行了上模的加工。

上模图片如下

上模加工路线如下

4.2 数控加工编程步骤及说明

1.在proe软件中调入上模，再另存为igs格式，用UG打开；

2.打开加工命令；

3.创建刀具d0.2r0，设置主轴转速9000rpm，进给速度2000mmpm，进行加工；生成刀轨，运行；

4.同样方法对模具侧抽芯机构和其他滑块进行加工。

4.3 加工程序单

文件编号：001 日期：2011年12月20日编程员：李占伦

装夹方式：码板

序号程序名

刀具

加工

方式

加工余量备注直径

（mm）

圆角半

径（mm）

装夹长

度（mm）

类型

壁余量

（mm）

底部

余量

（mm）

1 1 0.

2 0 10 圆鼻刀加工0 0

2 0 0

3 0 0

4

5

安装示意图：取数基准：

Z对刀点

为工件

顶面

四边分中

材料尺寸100mm×60mm×45mm 材料类型Cr12

操作员机床编号

加工开始时间加工完成时间

图形存档G:\UG20084081221\upper.prt 程序存档

G:\ug\20084081221

\upper.txt

指导教师评语及设计成绩

评语

1. 工程图表达（基本、较、非常）完整，标注（基本、较、非常）正确；

2. 分型面构建（基本、较、非常）正确，分模（基本、较、非常）合理；

3. 模流分析结果（基本、较、非常）符合要求，分析报告内容（基本、较、非常）全面；

4. 加工工序安排（基本、较、非常）可行，参数设置（基本、较、非常）合理；

5. 设计报告内容（基本、较、非常）完整，格式（基本、较、非常）正确。

课程设计成绩：

指导教师：

日期：年月日