摘 要

模具工业是我国国民经济支柱产业之一，其中塑料模具在整个行业中占有了重要的地位。现代的模具设计都向着CAD/CAE/CAM集成化系统发展，在模具设计之初就用CAE软件对注塑成型进行模拟分析，并获得熔体的流动、冷却以及产品的翘曲仿真分析结果，为模具设计提供依据，这样的设计方法能极大地提高了设计水平和保证塑件质量。

本文在CAE分析的前提下，设计了一种家用非直饮净水器上端盖的注塑模具，将计算机辅助设计技术和模具设计融合，降旨在降低模具成本、保证塑件质量。

本论文基于UG8.0和Autocad2010软件，首先建立了产品的三维模型，对产品进行了一系列的分析，使用Moldflow模拟分析软件对该净水器上端盖的注塑模具进行温度、填充、冷却、压力、翘曲、流动等分析，应用分析结果进而评估和分析模型，从而对模具结构进行优化；然后根据制品的三维模型，采用UG软件对模具进行分型、布局、浇注、模架、冷却和顶出机构等设计。采用CAD/CAE/CAM一体化技术，实现数据的全面共享，不仅提高了设计的效率，也保证了质量，降低了成本。

关键词：模具设计；注塑模具；Moldflow；CAD/CAE/CAM

Design of the upper cover of injection mold for household non-straight drinking water purifier

ABSTRACT

The mould industry is one of the pillar industries of our national economy, and plastic mould occupies an important position in the whole industry.Modern mould design has developed to CAD/CAE/CAM integration system.At the beginning of the mold design, CAE software is used to simulate the injection molding process, and the results of flow analysis, cooling analysis and warpage simulation of the melt are obtained.It provides the basis for mold design.This design method can greatly improve the design level and ensure the quality of plastic products.

Based on the premise of CAE analysis, this paper designs a plastic injection mold which is used for non-direct drinking water purifier.The design of computer aided design technology and mould combination and integration, realize the mold industry informatization in order to reduce the mold cost, ensure the quality of plastic parts.

This paper is based on UG8.0 and the Autocad2010 software installed with yanxiu.First, the 3d model of the product is established, and the product is analyzed and tested.Using Moldflow analog analysis software, the analysis of temperature, filling, cooling, pressure, warping and flow is carried out on the injection mold of the water purifier.Applying the analysis results, the model is evaluated and analyzed to optimize the structure of the die model.Then, according to the three-dimensional model of the product, the design of mold, layout, pouring, molding, cooling and ejection of the mould are adopted by UG software.Adopting CAD/CAE/CAM integration technology, the comprehensive sharing of data, not only improves the efficiency of design, but also guarantees the quality and reduces the cost.

Key words：Mold design；Injection mold；Moldflow；CAD/CAE/CAM

目 录

1 绪论 - 1 -

1.1 国内塑料模具工业的发展 - 1 -

1.2 国外塑料模具的发展 - 2 -

1.3 课题研究的意义和内容 - 4 -

1.3.1 课题研究的意义 - 4 -

1.3.2 课题研究的内容 - 4 -

2 产品分析和Moldflow的CAE分析 - 5 -

2.1 塑件结构 - 5 -

2.2 塑件结构分析 - 5 -

2.2.1 塑件材料分析 - 5 -

2.2.2 塑件壁厚分析 - 6 -

2.2.3 塑件浇口分析 - 6 -

2.2.4 塑件拔模分析 - 7 -

2.2.5 塑件结构分析 - 7 -

2.2.6 塑件分型面分析确定 - 8 -

2.3 Moldflow的CAE分析 - 8 -

2.3.1 注塑模具CAE技术 - 8 -

2.3.2 Moldflow的简介 - 9 -

2.3.3 基于Moldflow的产品分析 - 11 -

3 产品模具结构设计 - 23 -

3.1 模仁和模板的设计 - 23 -

3.1.1 模仁尺寸的确定 - 23 -

3.1.2 模板尺寸的确定 - 24 -

3.2 斜顶的设计 - 25 -

3.3 浇注系统设计 - 27 -

3.4 冷却系统设计 - 29 -

3.5 顶出机构的设计 - 31 -

3.6 模架的选取 - 31 -

3.7 总装配图及爆炸图 - 32 -

4 总结与展望 - 34 -

4.1研究总结 - 34 -

4.2研究展望 - 35 -

致 谢 - 36 -

参考文献 - 37 -

1 绪论

1.1 国内塑料模具工业的发展

模具产业是国民经济各部门发展的重要基础，世界上发达工业国家无不把发展模具产业放在优先地位^[1]。根据国际生产协会的统计，近年来，工业产品中的零件粗加工的70%和精加工的50%是由模具成型来制造成型的。在照相机、电脑、手机、空调、玩具等，以及仪表、通讯工具等90%以上的零件上需要使用模具生产。模具产业的设计水平、加工质量、技术含量、模具原料等的情况将对很多产业或行业有直接的重大影响；影响新产品在行业的研发和升级；影响产品质量和企业经济效益；影响工业企业技术进步与创新发展。因此，模具工业作为重要的国民经济发展的基础产业，占据着紧要地位。现代工业正在逐步的发展，新型材料的使用和对塑料制品多样化的需求，促使了注塑成型技术不断的前行与改进。注塑模具是成型塑料制品的重要工艺设备或工具。根据塑件成型工艺方法的区别，一般将塑料模具主要分为压缩模具、注塑模具、传递模具、挤出模具、中空吹塑模具等。其中现代塑料产品生产中必不可少的三大关键因素是合理的加工工艺、高效的设备和先进的模具。特别是塑料模具对最终达成塑料成型工艺要求、保证塑料产品质量、降低生产制造的成本起着重要作用^[1]。

近年来，中国的模具技术正在快速的发展，其中在大型模具方面，已经达到生产能够大屏彩电的注塑模具、大容量洗衣机的全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具的高度。同时在制造精密塑料模具的方面，照相机的塑料件模具、多型腔的小模数齿轮模具和塑封模具已经逐步能生产出。