畢業(yè)設計（論文）中期檢查表（指導教師）指導教師姓名： 填表日期： 學生學號 學生姓名 題目名稱 玩具小車上蓋注塑模具 設計與工藝分析已完成內容1、查閱相關資料，了解玩具小車上蓋注塑模具的設計背景及現(xiàn)狀。2、完成開題報告。3、完成與課題相關，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文） 。4、系統(tǒng)方案設計并比較和優(yōu)化，確定最終方案。5、參數(shù)計算、理論分析。6、方案論證，完成玩具小車上蓋注塑模具的參數(shù)化設計檢查日期：2014 年 4 月 22 日完成情況□全部完成√按進度完成□滯后進度安排存在困難系統(tǒng)方案的選取和比較，特別是各個方案中的計算，對最終方案的優(yōu)化。主要零件材料的選取，結構和尺寸的確定；解決辦法對系統(tǒng)的方案進行反復的計算和驗證；查閱相關資料 ，機械設計手冊等等，選取材料；預期成績 □優(yōu) 秀 □良 好 □中 等 □及 格 □不及格建議教師簽名：教務處實踐教學科制表說明：1、本表由檢查畢業(yè)設計的指導教師如實填寫；2、此表要放入畢業(yè)設計（論文）檔案袋中；3、各院(系)分類匯總后報教務處實踐教學科備案。編號： 畢業(yè)設計( 論文)任務書題 目：玩具小車上蓋注塑模具 設計與工藝分析 學 院：專 業(yè)：學生姓名：學 號：指導教師單位：姓 名：職 稱：題 目 類 型 ： ?理 論 研 究 ?實 驗 研 究 ?工 程 設 計 ?工 程 技 術 研 究 ?軟 件 開發(fā)一、畢業(yè)設計（論文）的內容在工業(yè)生產中，采用模具生產零部件，具有生產效率高、質量好、成本低等一系列優(yōu)點，使得模具的使用范圍日益廣泛，特別是發(fā)展最快的注塑模具，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產中重要的工藝設備和發(fā)展方向。模具作為工業(yè)生產的基礎工藝裝備，對提升我國制造業(yè)水平及增強我國制造業(yè)的國際競爭力具有越來越大的作用，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。本課題以玩具小車上蓋為載體，完成玩具小車上蓋注塑模具設計。從而進一步提升專業(yè)技能，為踏上工作崗位做好準備。本課題的主要工作內容有以下幾點：1、收集關于注塑模具設計及玩具小車上蓋的相關知識，了解現(xiàn)有玩具小車上蓋產品的結構；2、熟悉注塑模具設計的原理及過程；3、查閱相關資料，熟悉塑料產品設計、機械設計基礎、注塑模具設計、塑料產品成型工藝、工程力學、工程制圖等與本畢業(yè)設計課題相關的知識；4、熟練掌握計算機輔助設計軟件；5、對設計方案進行詳細規(guī)劃及分析，反復對方案進行論證，逐步進行修改及優(yōu)化；6、利于相關專業(yè)軟件完成玩具小車上蓋注塑模具的設計；7、利于相關專業(yè)軟件完成模具加工工藝及注塑工藝相關項目的計算和分析；8、利于相關專業(yè)軟件完成產品零件、模具零件及裝配 2D 工程圖的繪制；9、利于相關專業(yè)軟件完成模具開、合模及零件拆、裝過程視頻動畫的制作；二、畢業(yè)設計（論文）的要求與數(shù)據(jù)本畢業(yè)設計課題需要掌握塑料產品設計、機械設計基礎、注塑模具設計、塑料產品成型工藝、工程力學、工程制圖等相關知識及計算機輔助設計技能。本課題需要提交的數(shù)據(jù)及資料主要有以下方面：1、設計方案的規(guī)劃及分析對比必須在畢業(yè)設計說明書中體現(xiàn)出來；2、模具分型面及澆口的設計要合理，且容易脫模；3、模具的型腔布局要規(guī)范合理；4、模具零部件裝配正確合理，對模具進行校核計算及填充分析，并提供結果；5、2D 工程圖要整潔規(guī)范，必須符合國家標準；6、模具開、合模及零件拆、裝過程視頻動畫分辨率不小于 720*480 px；7、外文資料翻譯和畢業(yè)設計說明書（論文）的內容及字符要符合“畢業(yè)設計任務書”的要求；8、畢業(yè)設計說明書的格式必須符合 “2014 年畢業(yè)設計說明書統(tǒng)一格式”的要求；9、各個文件資料所需填寫的時間必須符合“2014 年畢業(yè)設計(論文)管理辦法”的要求；10、答辯 PPT 課件能清晰體現(xiàn)畢業(yè)設計課題的設計思路，版面生動、簡潔；三、畢業(yè)設計（論文）應完成的工作1、完成開題報告及進度計劃表的撰寫；2、完成中期檢查表的填寫；3、完成二萬字左右的畢業(yè)設計說明書（論文） ；在畢業(yè)設計說明書（論文）中必須包括詳細的 300-500 個單詞的英文摘要；4、獨立完成與課題相關，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文） ；5、完成產品零件、模具零件及裝配 2D 工程圖的繪制；6、完成工作量折合 A0 圖紙 3 張以上，其中必須包含兩張 A3 以上的計算機繪制圖紙；7、完成模具開、合模及零件拆、裝過程視頻動畫的制作；8、完成答辯 PPT 課件的制作；四、應收集的資料及主要參考文獻[1] 康亞鵬. UG MoldWizard 模具設計基礎教程[M].北京：人民郵電出版社，2003 王明強. 計算機輔助設計技術[M]. 北京：科學出版社，2002.[2] 伍先明. 塑料模具設計指導[M].北京：國防工業(yè)出版社，2006[3] 李發(fā)致. 模具先進制造技術[M].機械工業(yè)出版社，2003[4] 郁文娟. 塑料產品工業(yè)設計基礎[M].北京:化學工業(yè)出版社，2007[5] 劉航. 模具價格估算[M].北京：機械工業(yè)出版社, 2005[6] G. Menges, P. Mohren, How to Make Injection Molds, second ed., Hanser Publishers, New York [M]，2005五、試驗、測試、試制加工所需主要儀器設備及條件所需主要儀器設備及條件如下：1、計算機一臺2、CAD 設計軟件（UG 或 Solidworks）任務下達時間：2013 年 12 月 17 日畢業(yè)設計開始與完成時間：2013 年 12 月 17 日至 2014 年 05 月 26 日組織實施單位：桂林電子科技大學機電工程學院教研室主任意見：簽字： 2013 年 12 月 14 日院領導小組意見：簽字： 2013 年 12 月 16 日編號： 畢業(yè)設計（論文）開題報告題 目： 玩具小車上蓋注塑模具設計與工藝分析 學 院專 業(yè)學生姓名學 號指導教師單位姓 名職 稱題 目 類 型 ： ?理 論 研 究 ?實 驗 研 究 ?工 程 設 計 ?工 程 技 術 研 究 ?軟 件 開 發(fā)1．畢業(yè)設計的主要內容、重點和難點等在工業(yè)生產中，采用模具生產零部件，具有生產效率高、質量好、成本低等一系列優(yōu)點，使得模具的使用范圍日益廣泛，特別是發(fā)展最快的注塑模具，已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)生產中重要的工藝設備和發(fā)展方向。模具作為工業(yè)生產的基礎工藝裝備，對提升我國制造業(yè)水平及增強我國制造業(yè)的國際競爭力具有越來越大的作用，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志。本課題以玩具小車上蓋為載體，完成玩具小車上蓋外殼注塑模具設計。從而進一步提升專業(yè)技能，為踏上工作崗位做好準備。1、本課題的主要工作內容有以下幾點：（1）塑件成型工藝的可行性分析；（2）注射成型機的選擇與成型腔數(shù)的確定；（3）澆注系統(tǒng)的設計；（4）成型零件結構設計（5）排氣系統(tǒng)設計；（6）導向與脫模機構設計；（7）冷卻系統(tǒng)設計；（7）其他結構零件設計；2、解決的主要問題:（1）UG 三維建模與仿真；（2）確定澆注系統(tǒng)；（3）型腔的布置；（4）選擇分型面；（5）確定脫模方式； （6）確定排氣方式；（7）注射機類型的選擇；3、難點：（1）注塑成型工藝方案的確定；（2）注塑模具系統(tǒng)和零件結構的設計；2．準備情況（查閱過的文獻資料及調研情況、現(xiàn)有設備、實驗條件等）1、調研情況中國的電動玩具車在經(jīng)過多年的市場培育和宣傳后，同時現(xiàn)在隨著技術的不斷的發(fā)展，新產品的不斷出現(xiàn)，電動玩具車已成為男孩子們玩具中最主力的玩具。其中主要的原因如下：首先是家庭轎車的普及帶動玩具模型車市場，現(xiàn)在我國轎車家庭普及率在城市只有 10%左右。隨著家庭轎車的普及，車的概念不斷深入孩子們的腦海中，因此會帶來比較大的需求，同時也是由于家庭轎車的普及，也將會帶動相關玩具模型車市場的擴大，而現(xiàn)在按比例生產的電動玩具車已經(jīng)成為車模發(fā)燒友的收藏。 其次是文化創(chuàng)意將推動玩具車市場進一步擴大。玩具是形象創(chuàng)意重要的衍生品。由動畫片帶動相關的玩具的熱銷的仍然是屢試不爽的市場手段。在電動玩具車行業(yè)中動畫片《汽車總動員》的播出，曾經(jīng)極大地帶動電動玩具車和模型車等相關玩具的銷售。最后一個原因是兒童玩具市場需求是彈性的，兒童玩具商品有它的自己的特性，與其他的商品有著一定的區(qū)別，兒童玩具的市場需求是彈性的、同時又有著極大的拓展空間，并不是就像人們常說的市場蛋糕，一方吃多了另一方就減少。在制造工藝上，玩具電車注射模具已成為當今注射模制造行業(yè)最為復雜的模具之一，是玩具電車結構件制造的難點，引起了相關尖端工程技術人員的高度重視。保證整體外觀的前提下，產品設計一定要充分考慮生產的加工工藝性。首先，厚度要保證均勻，外形要簡潔，結構應簡單，這樣才有利于注射成型時熔體的流動和塑件的收縮。其次，盡量不要設計孔一類的形狀結構，不能避免此類結構時，孔一定要倒圓角。此外，表面的裝飾設計要考慮注塑的缺陷和二次加工，可以用巧妙的裝飾來掩蓋產品的一些制造缺陷。玩具電車外殼注射模具設計的關鍵點在于澆道、澆口的形式、位臵選擇，排氣系統(tǒng)的設計、塑件的推出方式、模具的強度以及加工制造中的拋光工藝，澆注系統(tǒng)設計是否合理不僅關系到外殼的性能、結構、尺寸、外觀等質量問題，還對塑件所用塑料的利用率、成型生產效率有直接影響，是其模具設計的重要環(huán)節(jié)。鑒于以上原因，我選擇玩具小車上蓋注塑模具設計作為畢業(yè)設計課題。2、現(xiàn)有設備：所需主要儀器設備及條件如下：（1）計算機一臺（2）CAD 設計軟件（UG 或 Solidworks）3、查閱文獻資料：[1] 康亞鵬.UG MoldWizard 模具設計基礎教程[M].北京：人民郵電出版社，2003[2] 伍先明.塑料模具設計指導[M].北京：國防工業(yè)出版社，2006[3] 李發(fā)致.模具先進制造技術[M].機械工業(yè)出版社，2003[4] 郁文娟.塑料產品工業(yè)設計基礎[M].北京:化學工業(yè)出版社，2007[5] 劉航.模具價格估算[M].北京：機械工業(yè)出版社, 2005[6]G.Menges,P.Mohren, How to Make Injection Molds, seconded.20053、實施方案、進度實施計劃及預期提交的畢業(yè)設計資料1、實施方案:（1）收集關于注塑模具設計及玩具小車上蓋的相關知識，了解現(xiàn)有玩具小車上蓋產品的結構；（2）熟悉注塑模具設計的原理及過程；（3）查閱相關資料，熟悉塑料產品設計、機械設計基礎、注塑模具設計、塑料產品成型工藝、工程力學、工程制圖等與本畢業(yè)設計課題相關的知識；（4）熟練掌握計算機輔助設計軟件；（5）對設計方案進行詳細規(guī)劃及分析，反復對方案進行論證，逐步進行修改及優(yōu)化；（6）利用相關專業(yè)軟件完成玩具小車上蓋注塑模具的設計；（7）利用相關專業(yè)軟件完成模具加工工藝及注塑工藝相關項目的計算和分析；（8）利用相關專業(yè)軟件完成產品零件、模具零件及裝配 2D 工程圖的繪制；（9）利用相關專業(yè)軟件完成模具開、合模及零件拆、裝過程視頻動畫的制作；（10）完成畢業(yè)設計說明書的撰寫；2、進度計劃：（1）2013.12.17—12.23 查閱相關資料，了解玩具小車上蓋注塑模具的設計背景及現(xiàn)狀；（2）2013.12.24—12.30 查閱相關資料，了解玩具小車上蓋注塑模具的設計背景及現(xiàn)狀；（3）2013.12.31-2014.1.6 完成開題報告；（4）2014.1.7-1.13 完成與課題相關，不少于四萬字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）；（5）3.4-3.10 系統(tǒng)方案設計并比較和優(yōu)化，確定最終方案；（6）3.11-3.17 主要零部件結構設計；（7）3.18-3.24 參數(shù)計算、理論分析；（8）3.25-3.31 進行方案論證；（9）4.01-4.07 玩具小車上蓋注塑模具的參數(shù)化設計；（10）4.08-4.14 零件及裝配三維數(shù)字模型的設計；（11）4.15-4.21 模具開、合模及零件拆、裝過程視頻動畫仿真；（12）4.22-4.28 二維零件圖繪圖；（13）4.29-5.05 二維裝配圖繪圖；（14）5.06-5.12 完成設計說明書和答辯PPT課件；（15）5.13-5.19 設計資料的檢查和修改；（16）5.20-5.26 完成畢業(yè)設計，提交論文；3、預期提交的畢業(yè)設計資料：（1）開題報告（電子檔和紙質材料各一份）；（2）進度計劃表（電子檔和紙質材料各一份）；（3）二萬字以上的畢業(yè)設計論文；（4）不少于四萬字符的指定英文資料翻譯；（5）零件及裝配三維數(shù)字模型（電子檔一份）；（6）零件及裝配二維圖紙（電子檔和紙質材料各一份）；（7）模具開、合模及零件拆、裝過程視頻動畫；（8）答辯 PPT 課件；指導教師意見指導教師（簽字）：2013 年 12 月 日開題小組意見開題小組組長（簽字）：2014 年 1 月 日院（系、部）意見主管院長（系、部主任）簽字：2014 年 1 月 日編號： 畢業(yè)設計說明書題 目：玩具小車上蓋注塑模具設計與工藝分析 學 院： 機電工程學院 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學生姓名：學 號：指導教師單位姓 名：職 稱：題 目 類 型 ： ?理 論 研 究 ?實 驗 研 究 ?工 程 設 計 ?工 程 技 術 研 究 ?軟 件 開 發(fā)年 5 月 26 日摘 要本文是針對玩具小車上蓋的注塑模具設計與工藝分析。首先對玩具小車上蓋進行三維設計，并且對其進行結構分析。然后根據(jù)玩具車上蓋的結構分析其工藝特點，主要包括材料工藝特性、制件的工藝結構特點，然后根據(jù)工藝選擇注射機，并對注射機的參數(shù)進行校核。接著進行注塑模工藝設計，主要包括分型面設計、型腔數(shù)量和布局設計、澆注系統(tǒng)設計、模架選擇、推出機構設計和冷卻系統(tǒng)設計，其中分型面設計和澆注系統(tǒng)設計是重點設計內容，其設計結果需要進行模流分析驗證。最后對所設計的零件進行裝配并給出最終設計結果。本文設計過程中主要使用 UG NX 8.5/ MOLDWIZARD 經(jīng)行設計，用到的設計內容包括三維造型、模具設計、分型面設計、澆注系統(tǒng)設計和冷卻系統(tǒng)設計，最終結果由UG 裝配完成。關鍵字：注塑模具；UG IAbstractThis article is the injection mold design and process analysis for the cover of toy car, first designs three-dimensional toy car shell, and then analyzes its technological features which includes material properties, structural features of parts of the process and select the injection machine. Then article design injection molding process which includes sub-surface design, the number and layout of the cavity designing, gating system design, mold selection, launches mechanism design and cooling system design, checking the process parameters of mold design.In this article, the design is mainly used UG NX 8.5 / MOLDWIZARD. The content of the design includes three-dimensional modeling, mold design, parting surface design, gating system design and cooling system design, the final result is done by UG assembly.Keywords:Injection mold; UG目錄目 錄引言 .11 產品的工藝分析 .21.1 外型設計 .21.2 產品材料的確定 .21.2.1 ABS 常規(guī)性能 21.2.2 ABS 的成型工藝 .21.3 產品的工藝分析 .31.3.1 產品的尺寸和表面質量 31.3.2 壁厚 31.3.3 脫模斜度設計 .51.3.4 加強筋設計 51.3.5 圓角設計 .62 模具結構的設計 .72.1 確定型腔數(shù)目 .72.2 型腔布局方式 .73 注射機型號的確定 .93.1 注塑機的結構 .93.2 注塑機的類型 .93.3 注塑機的選擇 .93.3.1 所需注射量的計算、塑件質量、體積計算 93.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算 103.3.3 注射機型號的確定 103.4 注塑機的校核 .113.4.1 注射量的校核 .113.4.2 注射壓力校核 .113.4.3 鎖模力校核 123.4.4 開模行程和模板安裝尺寸校核 124 成型零件設計 134.1 分型面的設計 .134.2 成型零部件的結構設計 144.2.1 型芯和型腔的結構設計 144.2.2 型芯和型腔尺寸的確定 154.2.3 型芯和型腔的固定方式 .155 澆注系統(tǒng)的設計 .165.1 澆注系統(tǒng)的組成 165.2 澆注系統(tǒng)的設計原則 .165.3 主流道的設計 .17目錄I5.4 分流道的設計 .175.5 澆口的設計 185.6 澆口位置的選擇 195.7 冷料穴和拉料桿設計 .195.8 澆注系統(tǒng)的設計結果 .206 排氣系統(tǒng)設計 217 產品填充分析 227.1 產品填充分析的意義 .227.2 產品填充分析的結果 .228 標準模架的選取 .238.1 標準模架的選擇 238.2 模架的尺寸計算 249 推出機構設計 259.1 推出機構的設計要求 .259.2 推出機構布局的設計 .259.3 推桿設計 .2510 冷卻系統(tǒng)設計 .2810.1 控制模具溫度的重要性 2810.2 冷卻系統(tǒng)設計的原則 .2810.3 冷卻系統(tǒng)的設計 2811 其他零件設計 .3111.1 鑲件固定用螺釘?shù)脑O計 3111.2 限位釘和支撐柱的設計 3211.3 復位彈簧設計 .3211.4 側定位塊設計 .3211.5 模具的總裝配 .3212 設計總結 33謝辭 .34參考文獻 35畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 0 頁 共 35 頁引言玩具車市場在通過多年的宣傳和發(fā)展后，隨著新技術的不斷發(fā)展，新的產品不斷出現(xiàn)，在男孩子們的眾多玩具中，玩具車一直是所有類型玩具中最受歡迎的玩具之一，產生這種情況的原因有以下幾點：首先，我國經(jīng)過了改革開放后經(jīng)濟的飛躍發(fā)展，家庭轎車以經(jīng)遍及全國各地，這使得汽車理念一直伴隨著孩子們的成長并不斷深入其腦海中，由此直接帶動了玩具車模型市場的發(fā)展。同時隨著技術的不斷更新，汽車模型結構越來越接近真實車輛，按比例生產的玩具車越來越受歡迎，其已成為車模發(fā)燒友的最愛。 其次汽車文化產品的發(fā)展也推動著玩具車市場的發(fā)展，無論是游戲、動畫片還是電影，這要涉及到現(xiàn)代社會生活就絕對少不了汽車的身影。特別是汽車主題相關的電影或動畫片熱播，都會極大的影響玩具汽車市場，例如汽車題材動畫片《汽車總動員》熱播后，曾極大的推動玩具車和模型車的熱售。最后，兒童玩具市場的需求一直是彈性的，這與其他玩具市場是不同的。兒童玩具更新很快，而且每個玩具的壽命都不長，每個孩子都不會僅僅只買一個玩具，而是看到新的都會想再買，因此其需求量是巨大的。由于許多玩具車的結構較復雜，在制造工藝上，玩具車注塑模是注塑模具設計制造行業(yè)最復雜的模具之一，其需要用到各種尖端的制造技術。首先其外形質量要求非常高，這就使得模具制造的精度要求非常高，同時對加工工藝也提出高要求；最后玩具車的結構要盡量簡單，結構簡單可以簡化加工工藝，降低成本。 玩具小車上蓋注射模具設計的包括塑件的三維建模、塑件的材料選擇和工藝分析、型腔結構和布局設計、分型面設計、注射機選擇與校核、澆注系統(tǒng)設計、模流分析、模架選擇、推出機構設計、冷卻系統(tǒng)設計以及其他零件設計，重難點主要在澆注系統(tǒng)設計，澆注系統(tǒng)的設計結果好壞不僅直接會影響到制件的性能、尺寸精度和表面質量，還會影響到原材料的利用率以及生產效率，是本次模具設計的關鍵的設計。本次模具設計主要是基于 UG 注塑模向導的注塑模設計，設計過程包括模具結構所有的零件設計與裝配，設計結果利用 UG 的 moldex3d 功能進行工藝分析，驗證設計結果是否合理。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 1 頁 共 35 頁1 產品的工藝分析1.1 外型設計通過對當前市場上的一般的玩具車外形進行分析，大致了解當前市場上主要的玩具車類型，通過參考市場情況設計產品，以設計出更符合市場需求的產品。玩具車上蓋材料主要有塑料和金屬兩種，金屬上蓋相對于塑料上蓋強度更高，使用壽命也較長，但也因質量較大而加大了玩具車的電能消耗，而且成本也較高。而塑料上蓋不僅質量輕、成型容易、原料便宜，而且強度也滿足使用要求。綜合以上考慮本次設計選擇塑料作為玩具小車的上蓋材料。玩具小車上蓋三維模型如圖 1.1 所示：圖 1.1 玩具小車上蓋三維模型1.2 產品材料的確定常用的注塑材料有 ABS，PC ，AS，PS 等，各種材料具有不同的特性，其中 ABS的綜合性能好，其不僅具有優(yōu)良的抗沖擊性和耐熱性，還具有易加工、成品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特性，并且有良好的耐寒性，在－40℃低溫時仍有一定的機械強度 [1]、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、ABS、1.2.1 ABS 常規(guī)性能無毒、無味，外觀呈象牙色半透明，或透明顆?；蚍蹱?。密度為 1.05~1.18g/cm3,收縮率為 0.4%~0.9%,彈性模量值為 2Gpa,泊松比值為 0.394，吸濕性250℃ [2]。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 2 頁 共 35 頁1.2.2 ABS 的成型工藝（1）ABS 的流動性受到注射壓力和注射溫度的影響，其中注射壓力影響更大些。（2）ABS 在注塑成型之前需要進行干燥處理，不然制件表面可能將會出現(xiàn)氣泡、銀絲等產品缺陷。（3）ABS 制品在加工過程中容易產生內應力，為防止因內應力過大而引起的質量問題需要進行退火處理 [2]。（4）ABS 的熔體流動長度與制件壁厚之比會因不同品級而不同，一般其值約為190:1，因此，ABS 制件的壁厚不能太薄，如果需要作電鍍處理，則壁厚要加厚些，這樣可以增加鍍層和制件表面的粘附力。一般制件的壁厚在 1.5~4.5mm 之間。（5）ABS 注塑成型的保壓壓力有一定的要求，不宜使用過高壓力，如果保壓壓力過高，制件的內應力會過大。（7）在生產過程中，一般選擇中、低速，如果因為結構原因或其他原因導致中、低速充模困難，則應相應提高注射速度 [2]。（8）模具溫度對 ABS 制件的表面質量如表面粗糙度有著重要影響，同時還影響制件的內應力。一般情況下，模具溫度應控制在 40~50℃之間。1.3 產品的工藝分析1.3.1 產品的尺寸和表面質量玩具小車上蓋的總體尺寸為長、寬、高約 200mm×80mm×60mm。四周無孔類結構，內部有安裝螺釘?shù)墓潭ㄖ?，整體結構較簡單。根據(jù)設計的玩具小車上蓋所選的材料 ABS 和一般玩具車的精度要求，確定玩具小車上蓋塑件的精度等級為：IT5。為保證玩具小車上蓋的美觀，玩具小車上蓋表面不得有任何缺陷，表面光澤度要好，根據(jù)一般玩具車的外觀要求，同時為保證玩具車上蓋的可電鍍性，確定玩具小車上蓋的表面粗糙度為：Ra0.8。1.3.2 壁厚塑件制品的壁厚是塑件注塑成型重要的結構要素。塑料成型時，由于存在收縮量，如果壁厚不均勻，塑件成型固化時會產生收縮不均現(xiàn)象，這可能會導致制品變形，甚至開裂，對制品的外觀和力學性能都造成不利影響。而如果制品的壁厚過大，則不但用料過多，而且由于塑料熔體固化成型時會產生一定的收縮，如果收縮不均勻，就可能會產生縮孔、氣泡、翹曲和凹痕等缺陷。當壁厚過小時，則會導致熔融塑料在模具型腔中的流動阻力較大，導致塑料制品充模速度過慢，可能會造成填充不滿，最終制品強度不夠，因此在設計塑料制品時，應注意設畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 3 頁 共 35 頁計適當?shù)谋诤?。常用熱塑性塑料的最小壁厚和常用的壁厚推薦值如表 1.1 所示，根據(jù)玩具小車上蓋的強度要求，最優(yōu)化原理，確定玩具車上蓋壁厚。表 1.1 常用熱塑性塑料的最小壁厚和常用的壁厚推薦值常用壁厚/mm塑料名稱 最小壁厚/mm小型制品 中型制品 大型制品尼龍 0.45 0.76 1.50 2.4～3.2聚乙烯 0.60 1.25 1.60 2.4～3.2聚苯乙烯 0.75 1.25 1.60 2.4～3.2改性聚苯乙烯 0.75 1.25 1.60 2.4～3.2有機玻璃 0.80 1.50 2.20 2.4～3.2硬聚氯乙烯 1.20 1.60 1.80 2.4～3.2聚丙烯 0.85 1.45 1.75 2.4～3.2聚碳酸酯 0.95 1.80 2.30 2.4～3.2醋酸纖維素 0.70 1.25 1.90 2.4～3.2聚甲醛 0.80 1.40 1.60 2.4～3.2通過 UG 分析玩具小車上蓋的壁厚信息如下圖畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 4 頁 共 35 頁圖 1.2 玩具小車上蓋壁厚分析分析結果為：平均厚度=0.76，最大厚度=2.771.3.3 脫模斜度設計在塑料制品的成型中，為了便于將塑料制品從模具內脫出，制品的內外壁應有足夠的脫模斜度。 脫模斜度設計需要考慮塑件的結構尺寸、塑料成型性能以及模具的結構，一般情況下 30′~2° 之間選取。一些常用塑料的脫模斜度經(jīng)驗數(shù)據(jù)參閱表 1.2。表 1.2 常用塑料的脫模斜度經(jīng)驗數(shù)據(jù)塑料名稱或代號 脫模斜度聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯 30′～1°ABS、尼龍、聚甲醛、氯化聚醚、聚苯醚 40′～1°30′硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚苯乙烯、有機玻璃50′～2°熱固性塑料 20′～1°設計塑件的脫模斜度時，應遵循以下原則：(1)在保證產品使用性能的條件下應盡量選擇較大的脫模斜度，使制品容易脫出。(2)如果塑件的收縮率較大，成型后塑件對型芯的包緊力也會較大，為使塑件順利脫模，脫模斜度應設計大些。(3)如果制品的壁較厚，那么制件成型后的收縮量會比較大，此時，應設計較大的脫模斜度 [3]。(4)高大的塑料制品，應盡量選用較小的脫模斜度。(5)如果要求塑料制品在脫模后留在型芯一側時，則內表面的脫模斜度應比外表面的脫模斜度小 [3]。(6)塑料制品高度和孔的深度較小時（內孔深10mm,外形高20mm） ，可以不設計脫模斜度。根據(jù)以上原則和成型材料 ABS 性能特性與玩具小車上蓋的尺寸結構特點，確定塑件的脫模斜度為 0.5°。1.3.4 加強筋設計為保證制品有足夠的強度，在支撐結構的連接部位需要設計加強筋結構。玩具車上蓋有四個用于安裝自攻螺釘?shù)闹螆A柱結構，在圓柱底部應設計加強筋。從加工的角度考慮，加強筋的寬度不能太小，高度不宜太大，否則會使模具加工困難；從注塑畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 5 頁 共 35 頁成型工藝的角度考慮，厚度太大的加強筋會導致加強筋所在的位置結構壁厚不均，塑件在固化成型時可能會形成縮孔。綜合以上考慮，在保證塑件結構強度的條件下設計加強筋的結構尺寸，同時為保證脫模順利，加強筋需要設計一定的脫模斜度。最終設計的加強筋尺寸如圖 1.3 所示：圖 1.3 加強筋結構圖1.3.5 圓角設計一般制件的連接位置結構都應該設計一定的圓角，由于玩具車上蓋的整體結構是通過曲面建模，各個連接部位都已經(jīng)是相切過度，只有 4 個支撐結構位置需要設計圓角。按一般制件的圓角設計原則，圓角半徑應在壁厚的 0.5～1.5 倍之間，因此根據(jù)之間的壁厚設計確定圓角半徑為 0.5mm。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 6 頁 共 35 頁2 模具結構的設計2.1 確定型腔數(shù)目注塑模具型腔數(shù)目的確定，有以下幾個確定原則： （1）根據(jù)經(jīng)濟性：n=[NYt/(60C1)]1/2 (2.1)式中 n——每副模具中型腔的數(shù)目N——計劃生產塑件的總量Y——單位小時模具加工的費用t——成型周期（min）C1——每個型腔的模具加工費用（元）（2）根據(jù)鎖模力：n=[(Q/p)-A2]/A1 (2.2)式中 Q——注射機鎖模力） （kN）P——型腔內熔體的平均壓力（MPa）A2——澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積A1——每一個塑件在分型面上的投影面積(3) 根據(jù)注射量：(2.3)式中 G——注射機的最大注射量（g）——單個塑件的重量（g）——澆注系統(tǒng)的重量（g）綜合以上因素，考慮玩具車上蓋的結構因素。從經(jīng)濟性的角度出發(fā)，提高效率和降低成本，采用一模多腔結構，同時根據(jù)經(jīng)驗，型腔越多，塑件尺寸精度就越低，因此采用一模兩腔的模具結構。2.2 型腔布局方式型腔的布局方式也會對塑件成型質量有影響，還會影響到后續(xù)的設計工作，因此型腔布局需要進行優(yōu)化設計。型腔布局一般可從以下原則進行考慮：(1) 各型腔與主流道之間的距離不能太長，否則分流道就會過長，從而導致流道內的凝料太多，浪費原材料。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 7 頁 共 35 頁(2) 型腔布局要平衡，這樣在設計澆注系統(tǒng)時刻以設計成平衡時，以保證制品的質量穩(wěn)定性。(3) 保證熔料進入各型腔時的溫度盡量接近，溫度接近可以使得塑件的內應力相近，變形差異不大。(4) 如果注射成型時模具偏載，就可能會導致溢料，因此型腔布局應相對模具中心對稱，防止注射壓力偏心。綜合以上原則，型腔布局如圖 2.1 所示圖 2.1 型腔布局圖畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 8 頁 共 35 頁3 注射機型號的確定3.1 注塑機的結構注塑模具只有安裝在注射機上才能實現(xiàn)其功能，因此注塑模設計所設計的模具必須能夠安裝在注射機上，并且注射機的性能參數(shù)必須滿足注射成型工藝要求。注射機的結構如圖 3.1 所示：圖 3.1 注塑機結構圖3.2 注塑機的類型注塑機的類型有:立式注射機、臥式注射機和角式注射機，其主要的基本功能主要有兩個： （1）加熱塑料，使其達到熔化狀態(tài)；（2）將熔融狀態(tài)的塑料注射到模具型腔中。3.3 注塑機的選擇3.3.1 所需注射量的計算、塑件質量、體積計算在計算所需注射量之前首先要確定塑件的體積參數(shù)。由于塑件是由曲面設計完成的，其體積參數(shù)難以通過人工計算出來，因此需要通過軟件進行分析。由于注塑成型制品體積有一定的收縮，在計算塑件體積時需要考慮收縮率的影響。UG 的注塑模工具條在初始化項目時可以直接賦予塑件材料屬性，完成初始化后軟件自動根據(jù)材料屬性對原三維模型進行變換，變換后的模型跟變換前有所差異，其差異主要與材料收縮率有關。其變換后的結果跟實際注射成型的塑件形狀極為接近，因此可以直接使用變換后的模型體積參數(shù)。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 9 頁 共 35 頁初始化完成后可以利用 UG 的測量工具條對塑件進行測量，其測量結果如圖 3.2 所示：圖 3.2 玩具小車上蓋體分析其結果為：體積=25962.363mm 3，面積=69187.943mm 2。3.3.2 澆注系統(tǒng)凝料體積的初步估算按照生產經(jīng)驗，澆注系統(tǒng)凝料的體積約為塑件成品的 0.6 倍，計算公式如下：V2=0.6 V1 （3.1）代入數(shù)據(jù)得 V2=0.6×25962.363=15577.418mm3該模具一次注射所需塑料 ABS體積 V=2×V 1+V2=2 ×25962.363+15577.418=67502.144mm3質量 m=V=1.050×67.50214470.877g3.3.3 注射機型號的確定根據(jù)以往生產經(jīng)驗，注射成型的單次注射量應為注射機標定注射量的80%，因此，按照需要注射量的1.25倍確定注射機的標準注射量。即 ， 約為Vg≥90 g。根據(jù)以上的計算初步選定型號為 XS-Z-125/90,其主要的技術參數(shù)件表 3.1：表 3.1 XS-Z-125/90 型注射機主要技術參數(shù)項目 參數(shù) 項目 參數(shù)螺桿直徑/mm 42 鎖模力/kn 900畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 10 頁 共 35 頁注射容量/cm 3 125 移模行程／mm 300續(xù)表 3.1項目 參數(shù) 項目 參數(shù)注射重量/g 114 拉桿間距／mm 260×290注射壓力/mpa 116 最大模厚／mm 400注射速率/() 72 最小模厚/mm 200塑化能力/() 35 合模方式 肘桿注射方式 螺桿式 頂出行程/mm 180頂出力/kn 15 噴嘴球半徑/mm 10定位孔徑/mm 100 系統(tǒng)壓力/mpa 6噴嘴移出量/mm 203.4 注塑機的校核3.4.1 注射量的校核注射機的單次注射量必須能夠保證塑料熔體能夠填滿型腔和澆注系統(tǒng)的每個位置，但從經(jīng)濟性考慮注射機的最大注射量也不宜過大，否則會造成一定的資源浪費，一般的注射量要求為單次注射成型所需的注射量在注射機最大注射量的 20%~85%之間。根據(jù)kMmax M， M= Mi+m ?n?（3.2）式 中 Mmax——注 塑 機 最 大 注 射 量 / cm3； Mi——澆 注 系 統(tǒng) 凝 料 的 質 量 或 體 積 / cm3； m——單 個 制 件 質 量 或 體 積 / cm3； n——型 腔 數(shù) 目 /個 ； k——注 射 機 最 大 注 射 量 利 用 系 數(shù) ， 一 般 取 0.8。將參數(shù)代入公式 3.2 得：0.8×114 70.87+8.96≈79.83 g?由計算結果可知注射機注射量滿足要求。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 11 頁 共 35 頁3.4.2 注射壓力校核注射機的注射壓力要保證注射成型時塑料熔體能夠被注射到型腔的每個部位，其受到澆注系統(tǒng)和和模具型腔結構的影響。注射壓力的不確定因素較多，其精確數(shù)據(jù)較難計算，一般的先根據(jù)材料確定初始參數(shù)，在完成澆注系統(tǒng)設計后再利用軟件進行填充分析，這樣可以確定比較精確的注射壓力值。ABS 塑料推薦的注射壓力為 70~90MPa，再考慮到玩具小車上蓋制件壁厚的影響，充模阻力會比較大，初步確定注射壓力值為 85MPa。3.4.3 鎖模力校核在塑料成型時，熔體固化需要一定的時間，在這期間要使型腔內的熔體保持一定的壓力，同時補充收縮的熔體，為保證固化時型腔能夠可靠鎖閉，不發(fā)生漲模和溢料現(xiàn)象，需要一定的鎖模力。鎖模力應滿足的條件為：（nA 1+Aj）p Fn ?（3.3） 將參數(shù)代入公式 3.3 得：(2 34330.177+2261.011) 90=638.292kN900kN??由結果可知注射機鎖模力滿足要求。3.4.4 開模行程和模板安裝尺寸校核注射機的開模行程要保證在開模時能夠順利取出塑件，其主要根據(jù)模具的高度來確定，而模具高度主要受塑件制品的高度影響。模具厚度 H 應滿足：H （3.4）式中 ——注射機允許的最小模厚?！⑸錂C允許的最大模厚。由于設計的模具厚度 H=330mm，注射機允許的模具允許的最大高度 400mm，最小高度 200mm，所以符合要求。開模行程也是必須校核的參數(shù)，開模行程需滿足塑件取出所需的開模行程，應滿足表達式：Smax ≥S= H1+H2+（5~10） （3.5）式中 Smax——注射機的最大開模行程（ mm）S——模具所需開模距離（mm）H1——塑件脫模距離（mm）H2——包括澆注流道凝料在內的塑件高度（mm）將參數(shù)代入公式 3.5 得：S=40+90+8=138mm畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 12 頁 共 35 頁綜合以上結果可知，選擇 XS-Z-125/90 型液壓泵注塑機符合要求。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 13 頁 共 35 頁4 成型零件設計注塑模成型零件設計是注塑模設計最重要的結構設計 [4]。成型零件直接決定塑件成品的質量，包括塑件結構尺寸精度和表面質量，同時，成型零件在注塑成型時需要承受各種力的作用，其使用壽命直接決定模具的使用壽命。成型零件包括型芯、型腔、各類鑲件和側向抽芯分型機構等。4.1 分型面的設計分型面是模具的基本結構設計，其直接影響后續(xù)的澆注系統(tǒng)和推出機構設計，屬于注塑成型的工藝設計，其對產品質量有直接影響，同時也決定了模具的結構。因此設計分型面時往往還需要考慮后續(xù)的設計工作，在設計時要初步確定模具的結構，然后根據(jù)塑件的結構和型腔布局以及塑件的推出方式來綜合考慮。選擇分型面時一般遵循以下幾項原則：(1) 便于塑件順利脫模，應使塑件開模時留在動模一邊 [5]；(2) 保證塑件的精度要求；(3) 滿足塑件的外觀質量要求 [5]；(4) 便于模具加工制造；(5) 對成型面積的影響；(6) 對排氣效果的影響；(7) 對側向抽芯的影響。根據(jù)以上原則，考慮玩具小車上蓋最重要的質量要求就是表面質量，要保證表面光滑、平整、無氣孔、縮水等缺陷，同時考慮到模具加工制造，應盡可能選擇平直分型面，以保證塑件尺寸精度 [6]。 從玩具小車上蓋的結構可以看出，由于玩具小車上蓋底面不在同一平面，與車底盤的結構存在階梯，而車輪位置結構屬于不完整的開環(huán)結構，因此在用 UG 進行分型面設計時需要對模型進行實體修補，以實現(xiàn)在平直面分型。利用 UG 實體修補功能，將工件開環(huán)結構進行修補，修補后在平直面內畫出分型線，系統(tǒng)默認的分型線就是玩具小車上蓋底部的輪廓線，因此分型線需要另外設置。設計方法是將玩具小車上蓋底部輪廓向下拉伸出輪廓片體結構，然后與所需要的分型平面相互修剪，修剪后的輪廓片體的邊緣就是所需的分型線，然后將分型線按規(guī)律延伸方式建立分型平面輪廓，然后抽取玩具小車上蓋表面，將其與之前建立分型面進行修剪和縫合，最終得到所需要的分型面。通過上述步驟建立分型面便可以實現(xiàn)在平直分型面內分型，簡化模具結構。建立好的分型面如圖 4.1 所示： 畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 14 頁 共 35 頁圖 4.1 分型面4.2 成型零部件的結構設計4.2.1 型芯和型腔的結構設計分型面設置好后就利用 UG 注塑模向導（mold wizard）的模具分型工具對模具型腔進行分型。UG 模具分型的方法主要有兩種，一種是布爾運算，另一種是片體修剪法 [7]、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、UG、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、如圖 4.2 和圖 4.3 所示：圖 4.2 型芯畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 15 頁 共 35 頁圖 4.3 型腔4.2.2 型芯和型腔尺寸的確定通常模具設計中，型腔、型芯壁厚不是通過計算確定，而是憑經(jīng)驗確定 [8]、參考《塑料模具設計》中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)表可以得知：a b=270 260 ?（1）h1=70h2=30式中 a——型芯、型腔的長 ；b——型芯、型腔的寬；h1——型腔的厚度；h2——型芯的厚度。4.2.3 型芯和型腔的固定方式由于玩具小車上蓋形狀結構簡單，屬于中、小型模具，同時為保持與普通模架的通用性，本設計將型芯和型腔設計成整體嵌入式結構，其在動、定模板上的固定方式采用盲孔式，即直接用螺釘將型腔固定在定模固定板，將型芯固定在動模固定板上，這樣可以省去墊板，簡化結構。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 16 頁 共 35 頁5 澆注系統(tǒng)的設計5.1 澆注系統(tǒng)的組成澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機噴嘴到型腔之間的進料通道 [9]、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、[10]、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、、5.1、、、圖 5.1 澆注系統(tǒng)組成5.2 澆注系統(tǒng)的設計原則對澆注系統(tǒng)進行設計時，一般應遵循以下原則：(1) 適應塑料的成型工藝性能 設計澆注系統(tǒng)時要考慮塑料性能對成型工藝的影響，主要是塑料熔體的流動特性對成型工藝的影響。(2) 結合型腔布局考慮 盡量保證塑料熔體填充各個型腔的時間相一致，因此需要盡量設計平衡式分流道。(3) 熱量及壓力損失要小 要保證熱量和壓力損失最小，澆注系統(tǒng)的流道長度要盡量短，在允許的條件下可以增加流道的截面尺寸，同時盡量設計直流道，減少彎折結構，提高流道的表面粗糙度。(4) 有利于型腔中氣體的排出 塑料熔體要能在澆注過程中沿流道順利地填充滿型腔的每個部位，同時澆注過程中型腔和澆注系統(tǒng)中的氣體能夠順利地排出，并且不發(fā)生紊流現(xiàn)象，以保證型腔中沒有殘留氣體，從而保證制品不會有凹陷、氣泡、燒焦等塑件制品成型缺陷 [11]、(5) 保證塑件外觀質量 在塑件成型后，澆注系統(tǒng)中的凝料要容易與塑件分離，分離過程中不得損壞塑件畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 17 頁 共 35 頁的外觀質量，分離后的澆口痕跡要小，容易處理，不影響塑件的外觀和使用要求，因此澆口的開設位置要特別注意。(6) 降低成本，提高生產效率 為減少原材料的消耗，澆注系統(tǒng)的容積應盡量小，但必須保證塑料熔體能夠填充滿各個型腔。同時盡量避免由于清除澆注系統(tǒng)而引起的后續(xù)加工，以縮短生產周期，提高生產效率。5.3 主流道的設計為減少溫度和壓力損失，在允許的條件下主流道長度應盡量短。本次設計將主流道設計在澆口套中，流道形狀設計成圓錐形，以便在脫模時將流道中的凝料取出。其結構如圖 5.2 所示圖 5.2 澆口套 5.4 分流道的設計在設計多型腔或多澆口模具時必須設計分流道，分流道是主流道與澆口之間的進料通道，分流道可以改變塑料熔體的流動方向，引導熔體以平穩(wěn)的流態(tài)填充到各個型腔中 [12]、常用的分流道截面形式包括梯形、圓形、半圓以及 U 型，如圖 5.3 所示：1-澆 口 套 ； 2螺 釘 ； 3定 模 板畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 18 頁 共 35 頁圖 5.3 分流道截面形式本次設計采用圓形分流道， ，其特點是圓形截面比表面積小，其位置需開設在分型面的兩側，在模具制造時需注意要使兩部分對中吻合。分流道三維模型如圖 5.4 所示：圖 5.4 分流道5.5 澆口的設計澆口的設計關系到塑件制品的最終質量好壞以及注射成型能否順利完成，是注塑模設計的關鍵之一。常用的澆口形式有以下幾種：（1）直接澆口 采用直接澆口，塑料熔體將直接從主流道進入型腔，這樣由于流道短而阻力小，補縮時間短。但由于澆口截面大，脫模后除去澆口較困難，往往需要后加工，而且還會留下較大的痕跡，影響塑件美觀，因而外觀要求高的塑件不宜采用。（2）中心澆口 這類澆口適用于筒類或殼類塑件在底部中心有通孔的情況下，這時澆口就開在孔口處，同時中心還需設置分流錐 [13]、、、、、、、、、、、、、、、、、、、（3）側澆口 這是一種最常用的澆口形式，又稱為標準澆口。其位置在分型面的側面，塑料熔體將從內側或者外側填入型腔，其形狀有矩形、扇形、平縫形、環(huán)形、畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 19 頁 共 35 頁輪輻式、點澆口和潛伏澆口。其特點是澆口截面小，容易除去澆口且不留明顯痕跡，保持塑件美觀。綜合以上澆口的特點，結合玩具電車上蓋的質量要求，本次設計采用側澆口，其形式采用潛伏澆口。潛伏澆口是點澆口的特殊形式，其比一般點澆口更容易去除，脫模時會自動與塑件分離，不需要后加工，基本不影響塑件美觀。5.6 澆口位置的選擇和澆口形式一樣，澆口位置同樣會對塑件制品的成型質量產生重要影響，因此確定澆口形式之后選擇其位置也是一個重要的設計內容。澆口位置設計一般遵循以下原則：（1）盡量縮短流動距離 流動距離越短，塑料熔體填充型腔的時間久越短，溫度和壓力損失也就越小，因此要盡量縮短流動距離。（2）澆口應開在塑件的壁厚處 考慮到塑料熔體固化會收縮，而且壁厚處一般是最晚固化完成的地方，固化后體積收縮較嚴重，澆口開在壁厚處可以補縮，保證塑件表面不會產生凹陷，使塑料熔體充滿型腔。（3）減少熔接痕跡提高熔接強度 塑料熔體填充型腔時，先由澆口進入型腔的塑料熔體一般會分成兩股或兩股以上熔體料流，最后這些熔體料流會匯合在一起，在匯合之處由于前端料流溫度較低且存在氣體，所以往往會產生熔接痕跡，其會降低塑件的強度，因此應盡量減少澆口，以減少熔接痕跡，保證塑件強度。5.7 冷料穴和拉料桿設計塑料熔體在進入主流道后，由于流道溫度較低，會使塑料熔體的前鋒溫度有一定的下降，這些熔體的成型性能有一定的下降，對成型不利，如果這些熔體進入型腔，可能會導致熔接不良或填充不滿等產品缺陷。冷料穴的作用就是接收主流道的前鋒冷料，以免這些冷料進入型腔，同時還方便在其位置安裝拉料桿。常見的冷料穴設置形式如圖 5.5 所示：畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 20 頁 共 35 頁1-動 模 ； 2澆 口 套 ； 3襯 套4定 模 ； 5拉 料 桿 ； 6螺 釘圖 5.5 冷料穴形式本次設計冷料穴采用反錐度結構，在注塑成型的時候，前鋒冷料會流入冷料穴中并且凝固，由于冷料穴是反錐形的，其會卡住凝料，因此在開模時凝料會被拉出來，而脫模的時候，拉料桿會受推板的作用向前將凝料強制推出冷料穴。因為反錐度冷料穴已起到拉料作用，所以拉料桿頭部無需設計成“Z ”型，這樣就簡化了拉料桿的結構。為保證能夠將主流道中的凝料拉出來，冷料穴的錐度必須足夠大，但也不能過大，否則拉料桿難以將凝料從冷料穴中推出，綜合考慮將錐度設計成 10°?？紤]到反錐度冷料穴加工較困難，所以冷料穴可以單獨設計成一個零件。參考主流道的設計，將冷料穴設計在一個襯套內，襯套通過臺階和緊固螺釘固定在動模內，襯套與動?？椎呐浜喜捎?H7/h6 的過渡配合，在襯套下方設計拉料桿，拉料桿與襯套內孔的配合為 H8/f7的間隙配合，結構如圖 5.6 所示：圖 5.6 冷料穴5.8 澆注系統(tǒng)的設計結果綜合以上設計結果，澆注系統(tǒng)的最終設計結果如圖 5.7 所示：畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 21 頁 共 35 頁圖 5.7 澆注系統(tǒng)6 排氣系統(tǒng)設計型腔和澆注系統(tǒng)中存在空氣，而塑料熔體在成型過程中也會揮發(fā)形成氣體，這些氣體如果在澆注成型過程中無法順利排出模具外而殘留在型腔中，就會導致制件成品產生氣泡、熔接不良甚至填充不滿等產品缺陷。通常排氣系統(tǒng)有以下幾種形式：（1）利用配合間隙排氣 這種排氣方式適用于簡單型腔的小型模具，其利用的零件配合間隙包括推桿、活動鑲件、活動型芯以及型芯底部與模板的配合間隙。（2）在分型面上開設排氣槽 這種方式是注塑模排氣是主要方式。對于薄壁制品或精密制品，排氣槽的設計尤為重要，其能夠直接影響塑件的成型質量。排氣槽的位置一般設在遠離澆口的位置。（3）利用排氣塞排氣 當型腔最后填充的部位不在分型面上時，同時該部位又沒有可以用來排氣的配合間隙，就需要設計專門的排氣塞排氣 [14]、本次模具設計中，在設計分型面時已考慮過排氣方式問題，從玩具小車上蓋結構分析，塑料熔體最后填充型腔的位置已處于分型面位置，而四個圓柱支撐結構有型芯桿和推管結構，其存在配合間隙。綜合考慮各種排氣方式的特點，結合之前設計的模具結構特點，各零件之間的配合間隙已經(jīng)能夠滿足系統(tǒng)的排氣要求，因此本次設計的排氣系統(tǒng)利用配合間隙排氣。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 22 頁 共 35 頁7 產品填充分析7.1 產品填充分析的意義在注塑模具的設計過程中，利用 CAE 模流分析軟件進行模流分析，模擬注塑成型過程，可以鑒別和避免注塑成型制品和注塑成型模具開發(fā)設計中出現(xiàn)嚴重的設計失誤，提高設計結果的準確性。如果不進行模流分析，有些設計失誤就只能在不斷的試模中改正，這樣要花費大量的金錢和時間，效率極低。前面的設計過程中，在校核注射機的注射壓力、注射速度和設計澆注系統(tǒng)的分流道以及澆口形狀、位置的時候基本是根據(jù)經(jīng)驗設計估算的，這對設計設計結果是否合理難以確定，因此需要通過模流分析對設計結果進行一次檢驗。7.2 產品填充分析的結果這里我們利用 UG 的 moldex3d 功能進行模流仿真分析，驗證所設計的主流道、分流道和澆口結構以及澆口位置是否合理，同時計算填充時間，對不合理的結構進行優(yōu)化。模流分析結果如圖 7.1 所示：圖 7.1 模流填充分析從分析結果可以看出，本次設計的澆注系統(tǒng)是合理的，塑料熔體能夠填充滿模具型腔各個部位，未產生氣泡、凹陷等產品缺陷，熔接部位痕跡小，外觀滿足設計要求，總體結果符合設計要求。畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 23 頁 共 35 頁8 標準模架的選取8.1 標準模架的選擇模架是注塑模的骨架和基體，通過它將模具的各個部分有機的聯(lián)系成為一個整體。標準模架一般由定模座板、定模板、動模板、動模支撐板、墊塊、動模座板、導柱、導套及復位桿等組成。為適應大規(guī)模成批量生產塑料成型模具，降低模具生產成本，模架已經(jīng)開始標準化。基本型分為 A1、A2、A3、A4 4 種類型，如圖 8.1 所示：圖 8.1 基本型模架架構標準模架選用標準有以下幾個要點：（1）模架厚度 H 和注塑機的閉合距離 L，其關系為：（8.1） 式中 H——模架厚度；畢業(yè)設計（論文）說明書用紙 第 24 頁 共 35 頁——注射機最大閉合距離；——注射機最小閉合距離。