1。3。1 研究内容

随着CAD/CAE/CAM一体化的不断推广与发展，模具设计结构不断获得创新与优化，模具新工艺与新材料也在不断创新，推动注塑成型技术的快速发展，提高了生产率，改善质量，并且降低了生产成本、减轻了劳动强度，一体化的技术获得了很高的优越性。本文针对20L盖结构塑件，并根据相关的注塑模具设计的知识对盖的注塑模具的关键零件进行设计计算，并以关键零件，如型芯、型腔等为研究对象，以Pro/Engineer软件、ANSYS软件分别作为开发和分析平台，对注塑模具的关键零件进行设计和分析。本文主要内容如下：

(1)首先根据注塑模具的设计知识分析、计算并且确定模具的型腔、型芯等的结构尺寸，并且根据公式计算型腔的壁厚。然后运用三维设计软件Pro/Engineer结合塑件的形状结构对注塑模具的关键零件进行设计，得到模具关键零件的三维实体模型；

(2)将三维建模软件Pro/Engineer与有限元分析软件进行连接，将模型导入ANSYS中进行静力分析，获得一系列的分析结果；

(3)由有限元软件的分析结果进行分析，根据分析结果设计优化方案，对注塑模具的成型零件进行优化，并且进行静力分析，验证优化方案。

1。3。2 研究意义

随着塑料加工业的飞速发展，人们对塑料产品的质量要求以及开发周期的要求越来越高，在塑料加工中，CAD/CAE/CAM一体化技术的应用越来越广泛，注塑模具采用CAD/CAE/CAM技术不仅仅提高了注塑模具的设计和制造精度，同样也大大的缩短了模具的设计和制造周期，使得塑料制品的精度和性能得到很大的提高，有利于产品的更新换代以及大批量的生产[11]。目前，虽然一体化技术得到不断的发展，但是其设计分析软件仍存在不足，而且过分的依赖于设计人员的经验知识，而不能充分利用模具的设计分析软件。因此，为了能够获得高效率、高精度、高质量模具产品，最有效的方式就是把设计人员的经验知识同计算机的辅助功能充分的结合在一起，从而在整体上提高了注塑模具的设计水平。

第二章 注塑模具成型零件的设计计算

2。1 注塑模具型腔的结构设计

在模具结构中，成型零件可以决定塑件的几何形状和尺寸，并且决定着塑件几何形状和成型的精度，是模具寿命的影响因素，也是注塑模具设计过程中重要的部分，而塑料注塑模具的成型零件包括型芯、型腔等。成型零件工作尺寸包括型腔及型芯的径向尺寸、深度尺寸、型腔中的孔或凸起中心距的尺寸[12]。在成型零件工作过程中会与塑料直接接触而承受塑料熔体的高压；为使塑件与模具分离，进行脱模，在此过程中成型零件与塑件产生摩擦。因此，成型零件的设计要求结构合理，并且便于加工和装配，具有较高的刚度、强度以及较好的耐磨性。

型腔，也可称为凹模，它是形成塑件外形及表面的关键零件，根据塑件成形的工艺要求，以及型腔本身的加工和装配要求，其基本结构可分为：整体式和组合式。由两个或两个以上的零件组成的型腔称为组合型腔，按照零件组合形式的不同又可分为整体嵌入式、底部镶拼式、局部镶拼式、四周拼合式以及侧壁镶拼式等结构[13]。整体嵌入式型腔常用于采用多型腔模具成形的小型塑件，包括通孔凸肩式结构、通孔无台肩式结构以及非通孔固定结构。通孔凸肩式结构，型腔采用凸肩定位，从型腔固定板的下端向上嵌入，将垫板用螺钉紧固，结构简单，定位方便，拆装方便，便于更换。本文中的型腔采用整体嵌入式结构，结构简单并且便于更换零件。

2。1。1 型腔数目的确定