小家電外殼注射塑料模具設(shè)計-抽芯注塑模含UG三維及11張CAD圖帶模流-獨家.zip

小家電外殼注射塑料模具設(shè)計-抽芯注塑模含UG三維及11張CAD圖帶模流-獨家.zip,小家電,外殼,注射,塑料,模具設(shè)計,注塑,UG,三維,11,CAD,圖帶模流,獨家 摘 要此次的設(shè)計任務(wù)即小家電外殼注射模具設(shè)計。產(chǎn)品的 3D建模，借助 三維軟件設(shè)計軟件創(chuàng)建型腔、活塊以及其他零件，并自動生成所需要的零件工程圖 ；使用草圖和厚度檢測，評估零件；對于模架的設(shè)計,利用 三維軟件模座專家胡波來完成,從標準模架選擇到產(chǎn)品輸出,全部采用 3D化設(shè)計。我在小家電外殼模具設(shè)計過程中，從零件建模到型腔、型芯的設(shè)計、模架設(shè)計，直至最后的模具開模動作模擬都充分發(fā)揮了 三維軟件設(shè)計軟件的各個模塊和插件的優(yōu)勢，基本做到了無圖紙化設(shè)計。采用一模兩腔的設(shè)計。注塑機綜合注塑容量、鎖模力、最大注塑面積和模內(nèi)壓力等技術(shù)參數(shù)確定注塑機型號選用海天160X2B。模座選用龍記，其他標準件選用Misumi。使用了模具設(shè)計軟件三維軟件，從最初的零件 3D建模到最后的模具各部分零件的裝配，模座設(shè)計,工程圖文件,依靠 三維軟件的各個模塊,得到合乎畢業(yè)設(shè)計規(guī)范的工程圖。模具的特點是：產(chǎn)品需要透光性好。此外，還對工作零件和注射機有關(guān)參數(shù)進行了必要的校核計算。關(guān)鍵詞：小家電外殼，注射模具，型腔，型芯,注塑機AbstractThe design of the small household electrical appliance shell injection mold design.3D modeling of the product, to create a cavity, movable block and other parts by using 3D software design software, and automatically generate the required parts drawings; use sketches and thickness detection, evaluation for parts; mold design, mold base using 3D software experts to complete the Hu wave, the output from the standard mold, all the 3D design. I in the small appliance shell mold design process from parts modeling to cavity core design, mold design, mold opening action until the end of the simulation and give full play to the 3D software design of software modules and plug-ins advantages, basically no design drawings. The design of the first mock exam two cavity. Injection molding machine injection molding capacity, clamping force, maximum injection area and mold pressure and other technical parameters to determine the type of injection molding machine Haitian 160X2B. Mold base selection other standards by Misumi. The use of mold design software, 3D software, from the first to the last part 3D modeling the mold assembly parts, mold base design, engineering drawing, rely on each module of 3D software, get a graduation design specification of Engineering drawings.Mold is characterized by: the product needs a good light transmittance. In addition, the necessary parameters of the working parts and injection machine are calculated.Key words: small household electrical appliance shell, injection mold, cavity, core, injection molding machine目錄摘 要IAbstractII第一章 前言11.1 本課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11.2 本課題研究的意義和價值11.3 本課題的基本內(nèi)容，預計解決的難題21.3.1本課題的基本內(nèi)容:21.3.2預計解決的難題:21.4 課題的研究方法、技術(shù)路線21.4.1研究方法21.4.2技術(shù)路線21.5 研究工作條件和基礎(chǔ)3第二章 塑件的分析42.1外形的尺寸42.2精度等級452.3塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計524 塑件尺寸及精度625 塑件表面粗糙度626 塑件的體積和質(zhì)量6第三章 注塑機選擇83.1注射量的計算83.2注射機的相關(guān)參數(shù)選擇校核93.3設(shè)備的型號及選擇93.3.1注射成型工藝193.3.2注射機的選用103.3.3按照預選型腔數(shù)來選擇注射機10第四章 成型零件的設(shè)計134.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計144.1.1 凹模的結(jié)構(gòu)144.1.2凸模結(jié)構(gòu)144.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計164.2.1確定澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則164.2.2主流道的設(shè)計要點174.2.3主流道的設(shè)計184.2.4 澆口位置的選擇194.2.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計194.3成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算194.3.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計204.3.2成型零件的工作尺寸計算7204.3.3型芯的尺寸計算204.3.4合模導向定位結(jié)構(gòu)12214.4模架的確定22第五章 結(jié)論23參考文獻25致 謝26IV第一章 前言1.1 本課題研究的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢到2010年，市場規(guī)模達到860億美元，其中塑料模約占40%左右。即使在2008年，世界經(jīng)濟受到金融海嘯的影響而陷入低谷，當年模具行業(yè)產(chǎn)值仍然增長3.68%。在未來的模具市場中，塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。而小家電外殼的注塑設(shè)計作為其中成熟的一部分，無論從工藝、模具設(shè)計、材料等方面都已經(jīng)成熟，競爭日趨激烈。新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)、發(fā)展迅猛。塑料水杯作為日常生活必須的產(chǎn)品，需求量大。同時隨著社會水平的提高。對質(zhì)量、外形、安全等要求也日益提升。整體來看，無論是在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面我國的塑料注塑模具工業(yè)都有了很大進步，但與國民經(jīng)濟發(fā)展的需求、世界先進水平相比，差距仍很大。高低端塑料水杯產(chǎn)品的差價在10倍以上，對于產(chǎn)品質(zhì)量的控制也要加強。由此而造成對于一些中高檔塑料模具供不應(yīng)求。同時，一些低檔塑料模具卻供過于求，市場競爭激烈，還有一些技術(shù)含量不太高的中檔塑料模具也有供過于求的趨勢。由于塑料零配件形狀復雜、設(shè)計靈活，對模具材料、設(shè)計水平及加工設(shè)備均有較高要求，并不是人人都可以輕易涉足的。專家認為，目前中國與國外水平相比還存在較大差距，眼前需盡快突破制約塑料模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的三大瓶頸：一是加大塑料材料與注塑工藝的研發(fā)力度；二是塑模企業(yè)應(yīng)向園區(qū)發(fā)展，加快資源整合；三是模具試模結(jié)果檢驗等工裝水平必須盡快跟上，否則塑料模具發(fā)展將受到制約。 1.2 本課題研究的意義和價值小家電外殼的注塑模設(shè)計作為注塑模設(shè)計的一個典型，同時又有很大的實用價值，通過對它的研究對于提高模具設(shè)備的整體水平具有重要意義。對模具設(shè)備的智能化、自動化、準確度、專業(yè)化都有著很大的意義。而目前我國模具行業(yè)理論和實際應(yīng)用與先進國家相比還有著一定的差距。通過研究實驗轉(zhuǎn)臺提高設(shè)備水平為理論研究和實際應(yīng)用提供工具保障。促進和推動了我國模具cad/cam技術(shù)的發(fā)展。有利于理論與實踐的雙向發(fā)展。同時通過本課題的研究為模具設(shè)計的更新?lián)Q代和前進發(fā)展打下一定的基礎(chǔ)。同時在前人研究的基礎(chǔ)上完成分形面、靠破孔、澆注冷卻系統(tǒng)、抽芯機構(gòu)、推出機構(gòu)設(shè)計，使得本人具有綜合運用多學科的理論、知識與技能，分析與解決工程問題的能力。使得理論認識深化、知識領(lǐng)域擴展、專業(yè)技能延伸。為以后的工作打下一定的基礎(chǔ)。1.3 本課題的基本內(nèi)容，預計解決的難題1.3.1本課題的基本內(nèi)容:1. 根據(jù)材料的特性及制品的結(jié)構(gòu)對制件進行工藝分析，制定設(shè)計方案：塑料蓋直徑較大，在設(shè)計中應(yīng)注意注射機選擇和型腔數(shù)的確定，以免鎖模力不夠。然后確定注射機型號及分型面，型腔排放位置、模具類型等。2.進行模具設(shè)計：根據(jù)計算確定模具各部分尺寸，選擇分形面，設(shè)計澆注系統(tǒng)，選擇模架和零件。繪制模具裝配圖、零件圖。3.盡量優(yōu)化設(shè)計方案，避免出現(xiàn)飛邊、溢料等質(zhì)量問題。探討一下塑料模CAD/CAM/CAE，了解計算機軟件在模具設(shè)計中的應(yīng)用。1.3.2預計解決的難題:注塑成型的工藝參數(shù)的確定以及分型面、主流道、澆口、分流道、推桿、導柱、推板等部分的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計1.4 課題的研究方法、技術(shù)路線1.4.1研究方法要完成塑料小家電外殼模具設(shè)計的各個方面，包括小家電外殼外形的設(shè)計，注塑材料的選用，注塑機的選用，成型部分、澆注系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)零件、導向零件、緊固零件的模具設(shè)計。避免設(shè)計時候的各種禁忌。同時需要充分考慮各個部分間的關(guān)系，分配功能時既要充分體現(xiàn)各組成部分的優(yōu)勢，又要考慮到各組成部分工作時序上的協(xié)調(diào)。1.4.2技術(shù)路線資料收集總結(jié)整理計算數(shù)據(jù)初步設(shè)計畫出草圖修改草圖計算機繪圖校核強度設(shè)計必要的輔助機構(gòu)編寫說明書反饋與完成1.5 研究工作條件和基礎(chǔ)1 經(jīng)過三年半理論學習及實踐，用于進行課題的基本素質(zhì)。具有一定的機械專業(yè)知識基礎(chǔ)。2 擁有的資料包括部分圖紙、參考資料以及機械、電氣設(shè)計手冊等。3 查閱文獻的能力設(shè)計能力，包括通過資料的整合進行裝備設(shè)計的技能。4 擁有電腦、打印機等基礎(chǔ)設(shè)備和開放式實驗室供學生使用進行輔助設(shè)計。5 有豐富的工廠認識實習與生產(chǎn)實習的經(jīng)驗。第二章 塑件的分析2.1外形的尺寸在模具設(shè)計之前需要對塑件的工藝性如形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面質(zhì)量要進行仔細研究和分析，只有這樣才能恰當確定塑件制品所需的模具結(jié)構(gòu)和模具精度。小家電外殼如圖所示，具體結(jié)構(gòu)和尺寸詳見圖紙，該塑件結(jié)構(gòu)中等復雜程度，生產(chǎn)量大，要求較低的模具成本，成型容易，精度要求不高。圖2-1、圖2-2為我在三維軟件中繪制的零件圖2-1 三維軟件中繪制的零件正面圖2-2 三維軟件中繪制的零件反面2.2精度等級4零件圖中重要的尺寸有122、80、31，等，其余未標尺寸誤差為輔助尺寸對照附表C、附表B（GB/T144861993），知道這些尺寸的公差等級在2級以上，為高精度等級，其他屬一般精度等級。關(guān)于塑件的尺寸精度和公差的國家標準GB/T14486-1993中PP公差等級的選用如表2-1表2-1塑件公差等材料代號材料名稱公差等級標注公差尺寸未注公差尺寸高精度一般精度ABS丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料MT2MT3MT5綜合考慮上述因素、塑件基本尺寸以及模具的制造成本和加工，本設(shè)計塑件的尺寸精度為一般精度MT3。2.3塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計（1）、脫模斜度 由于注射制品在冷卻過程中產(chǎn)生收縮，因此它在脫模前會緊緊的包住模具型芯或型腔中突出的部分。為了便于脫模，防止因脫模力過大拉傷制品表面，與脫模方向平行的制品內(nèi)外表面應(yīng)具有一定的脫模斜度。脫模斜度的大小與制品形狀、壁厚及收縮率有關(guān)。斜度過小，不僅會使制品尺寸困難，而且易使制品表面損傷或破裂，斜度過大時，雖然脫模方便，但會影響制品尺寸精度，并浪費原材料。通常塑件的脫模斜度約取0.51.5，根據(jù)文獻1，塑件材料ABS的型腔脫模斜度為0.35130/，型芯脫模斜度為30/1（2）、塑件的壁厚 塑件的壁厚是最重要的結(jié)構(gòu)要素，是設(shè)計塑件時必須考慮的問題之一。塑件的壁厚對于注射成型生產(chǎn)具有極為重要的影響，它與注射充模時的熔體流動、固化定型時的冷卻速度和時間、塑件的成型質(zhì)量、塑件的原材料以及生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本密切相關(guān)。一般在滿足使用要求的前提下，塑件的壁厚應(yīng)盡量小。因為壁厚太大不僅會使原材料消耗增大，生產(chǎn)成本提高，更重要的是會延緩塑件在模內(nèi)的冷卻速度，使成型周期延長，另外還容易產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。但如果壁厚太小則剛度差，在脫模、裝配、使用中會發(fā)生變形，影響到塑件的使用和裝配的準確性。選擇壁厚時應(yīng)力求塑件各處壁厚盡量均勻，以避免塑件出現(xiàn)不均勻收縮等成型缺陷。塑件壁厚一般在14，最常用的數(shù)值為23。該產(chǎn)品壁厚均勻，周邊和底部壁厚均為1.0左右。（3）、塑件的圓角為防止塑件轉(zhuǎn)角處的應(yīng)力集中，改善其成型加工過程中的充模特性，增加相應(yīng)位置模具和塑件的力學角度，需要在塑件的轉(zhuǎn)角處和內(nèi)部聯(lián)接處采用圓角過度。在無特殊要求時，塑件的各連接角處均有半徑不小于0.51的圓角。一般外圓弧半徑大于壁厚的0.5倍，內(nèi)圓角半徑應(yīng)是壁厚的0.5倍。（4）、孔塑料制品上通常帶有各種通孔和盲孔，原則上講，這些孔均能用一定的型芯成型。但當孔太復雜時，會使熔體流動困難，模具加工難度增大，生產(chǎn)成本提高，困此在塑件上設(shè)計孔時，應(yīng)盡量采用簡單孔型。由于型芯對熔體有分流作用，所以在孔成型時周圍易產(chǎn)生熔接痕，導致孔的強度降低，故設(shè)計孔時孔時孔間距和孔到塑件邊緣的距離一般都尖大于孔徑，孔的周邊應(yīng)增加壁厚，以保證塑件的強度和剛度。24 塑件尺寸及精度塑料制品外形尺寸的大小主要取決于塑料品種的流動性和注射機規(guī)格，在一定的設(shè)備和工藝條件下流動性好的塑料可以成型較大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比較小。從節(jié)約材料和能源的角度出發(fā)，只要能滿足制品的使用要求，一般都應(yīng)將制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計的盡量緊湊，以便使制品的外形尺寸玲瓏小巧些。該塑件的材料為ABS，流動性較好，適用于不同尺寸的制品。塑件的尺寸精度直接影響模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和模具的制造精度。為降低模具的加工難度和模具的制造成本，在滿足塑件要求的前提下盡量把塑件的尺寸精度設(shè)計得低一些。由于塑料與金屬的差異很大，所以不能按照金屬零件的公關(guān)等級確定精度等級。根據(jù)我國目前的成型水平，塑件尺寸公差可以參照文獻2表3-2塑件的尺寸與公關(guān)（SJ1372-1978）的塑料制件公差數(shù)值標準來確定。根據(jù)任務(wù)書和圖紙要求，本次產(chǎn)品尺寸均采用MT3級精度，未注采用MT5級精度。 25 塑件表面粗糙度塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。這除了在成型時從工藝上盡可能避免冷疤、云紋等疵點來保證外，主要是取決于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般為Ra 0.021.25之間，模腔表壁的表面粗糙度應(yīng)為塑件的1/2，即Ra 0.010.63。模具在使用過程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷增加，所以應(yīng)隨時給以拋光復原。該塑件外部需要的表面粗糙度比內(nèi)部要高許多，為Ra0.2，內(nèi)部為0.4。26 塑件的體積和質(zhì)量本次設(shè)計中，塑件的質(zhì)量和體積采用3D測量，在三維軟件軟件中，使用塑模部件驗證功能，可以測得塑件的質(zhì)量（ABS的密度為1.05），即可以得出該塑件制品的質(zhì)量為32克。第三章 注塑機選擇3.1注射量的計算注塑件設(shè)計如下通過三維軟件計算得塑件體積：VOLUME =30232 mm3本模采用一模兩腔結(jié)構(gòu)，如圖3-1所示。圖3-1 澆注件模型3.2注射機的相關(guān)參數(shù)選擇校核每一次注入模具型腔的塑料總體積VOLUME =62774 mm3,注射機V機=V總/0.8=18520/0.8=78.5cm311，選定注射機型號為海天160X2B其主要技術(shù)參數(shù)見表 型號單位1602A1602B1602C 參數(shù)螺桿直徑mm404548理論注射容量cm3253320364注射重量PSg230291331注射壓力Mpa202159140注射行程mm201螺桿轉(zhuǎn)速r/min0230料筒加熱功率KW9.3鎖模力KN1600拉桿內(nèi)間距(水平垂直)mm455455允許最大模具厚度mm500允許最小模具厚度mm180移模行程mm420移模開距(最大)mm920液壓頂出行程mm140液壓頂出力KN33液壓頂出桿數(shù)量PC5油泵電動機功率KW18.5油箱容積l240機器尺寸(長寬高)m5.41.452.05機器重量t5最小模具尺寸(長寬)mm320320 注射壓力校核一般塑件的成型壓力在70150MPa范圍內(nèi)，該注射機的公稱注射壓力P公=230MPa，所以注射壓力合格。3.3設(shè)備的型號及選擇3.3.1注射成型工藝1注射成型工藝是塑料成型的一種最常用的方法。它將粒狀或粉狀的塑料原料加入到注射機的料筒中，經(jīng)過加熱到流動狀態(tài)，在注射機的柱塞或螺桿的推動下，以一定的流速，通過噴嘴和閉合模具的澆注系統(tǒng)而充滿型腔，經(jīng)過一定的時間的冷卻定型，打開模具，從模內(nèi)取出成型的塑件。3.3.2注射機的選用1) 注射機類型的選擇根據(jù)塑料的品種、塑件的結(jié)構(gòu)、成型方法、生產(chǎn)批量，選擇臥式螺桿注射機。2）注射機型號的確定 注塑機的型號是根據(jù)塑件的外形尺寸、質(zhì)量大小及型腔的數(shù)量和排列方式來確定的。在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，應(yīng)對模具所需塑料注射量、注射壓力、塑件在分型面上的投影面積、成型時需用的鎖模力、模具厚度、拉桿距離、安裝固定尺寸及開模行程等進行計算，這些參數(shù)都與注塑機的有關(guān)性能參數(shù)密切相關(guān)，如果兩者不匹配，則模具無法安裝使用。因此，必須對兩者之間有關(guān)參數(shù)進行校核，并通過校核來設(shè)計模具與選擇注射機型號。3.3.3按照預選型腔數(shù)來選擇注射機：模具設(shè)計時，必須使得在一個注射成型的塑料熔體的容量或質(zhì)量在注射機額定注射量的80%以內(nèi)。校核公式為： 式中 -型腔數(shù)量 -單個塑件的質(zhì)量（g） -澆注系統(tǒng)所需塑料的質(zhì)量（g） 本設(shè)計中：n=2 32g =3g M=32X2+3=67g（約等于）291gx80%注塑機額定注塑量為291g注射量符合要求b.塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核注射成型時塑件的模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素。如果這一數(shù)值超過了注射機所允許的最大成型面積，則成型過程中會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象，必須滿足以下關(guān)系。 式中 n -型腔數(shù)目 -單個塑件在模具分型面上的投影面積 -澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積 n=2 = 7922.0325 =200 =7922.0325x2+200= 16044.065注射成型時為了可靠的鎖模，應(yīng)使塑料熔體對型腔的成型壓力與塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和的乘積小于注射機額定鎖模力。即： （）P F式中： P塑料熔體對型腔的成型壓力（MPa）F注射機額定鎖模力（N）其它意義同上根據(jù)教科書表5-1，型腔內(nèi)通常為20-40MPa，一般制品為24-34MPa，精密制品為39-44MP（）P= 16044.065x30x1.1x0.001= 529.45KN1600KN鎖模力符合要求c.開模行程（S）的校核模具開模后為了便于取出制件，要求有足夠的開模距離，所謂開模行程是指模具開合過程中動模固定板的移動距離。注塑機的開模行程是有限的，設(shè)計模具必須校核所選注射機的開模行程，以便與模具的開模距離相適應(yīng)。對于臥式注射機，其開模行程與模具厚度有關(guān)，對于多分型面注射模應(yīng)有：式中 -推出距離 -包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度 =（水口料的長度+2030）本設(shè)計中 =420 =40 mm =100+30=130mm總的開模距離需要H=170mm以上經(jīng)計算，符合要要求。按注射機的最大注射量校核型腔數(shù)量注射壓力的校核注射機安裝模具部分相關(guān)尺寸的校核 不同型號的注射機安裝部位的形狀和尺寸各不相同，設(shè)計模具時應(yīng)對其相關(guān)尺寸加以校核，以保證模具能順利安裝。需校核的主要內(nèi)容有噴嘴尺寸、定位圈尺寸、模具的最大與最小厚度及安裝螺釘孔等。(1)噴嘴尺寸注射機噴嘴頭一般為球面，其球面半徑R與相接觸的模具主流道始端凹球面半徑 R凹R+(12)mm。(詳見主流道設(shè)計)(2)定位圈尺寸模具安裝在注射機上必須使模具中心線和料筒、噴嘴的中心線相重合，定位圈與注射機固定模板上的定位孔呈間隙配合（H8/e8）。定位圈的高度，對小型模具為8mm10mm，對大型模具為10mm15mm。此外，對中小型模具一般只在定模座板上設(shè)置定位圈，對大型模具可在定、動模座板上同時設(shè)置定位圈。本設(shè)計屬中小型模具，只在定模座板上設(shè)置定位圈。（詳見定位圈與澆口套設(shè)計）(3)模具厚度模具厚度Hm也稱模具閉合高度，必須滿足:Hmin Hm Hmax式中 Hmin注射機允許的最小閉合高度即動定模之間的最小開合距離（mm）； Hm模具閉合高度（mm）；Hmax注射機允許的最大閉合高度（mm）。即 180Hm500參見以下的設(shè)計結(jié)果,本設(shè)計中模具厚度為311mm 180H500，經(jīng)計算符合要求。 （4）模具長、寬尺寸與注射機拉桿距離的關(guān)系模具安裝有兩種方式，即從注射機上方直接吊入機內(nèi)進行安裝，或者先吊到側(cè)面再由側(cè)面推入機內(nèi)進行安裝，為安裝方便，應(yīng)使模具尺寸與注射機拉桿間距離（拉桿中心距拉桿直徑）小于10mm。（5）模具與注射機的安裝關(guān)系模具的安裝固定形式有壓板式和螺釘式兩種。壓板式安裝靈活而被廣泛采用，而螺釘式需模座上的孔和模板上的孔完全吻合，安裝比較麻煩，但對于大型模具的安裝，這種安裝安全可靠。本設(shè)計中采用這兩種安裝方式足以。第四章 成型零件的設(shè)計 直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀的零件稱為成型零件，其中構(gòu)成塑料外形的成型零件稱為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件稱為凸模（或型芯）。由于凹、凸模件直接與高溫，高壓的塑料接觸，并且在脫模時反復與塑料摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。3 4.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 4.1.1 凹模的結(jié)構(gòu)（1）整體式凹模直接在模架板上開挖型腔。其優(yōu)點是加工成本低。但是，通常模架的模板材料為普通的中碳鋼，用做凹模，使用壽命短，若采用好的材料模板制作整體凹模，則制作成本高。通常，對于成型 1萬次以下塑件的模或塑件精度要求低，形狀簡單的模具可采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。（2）整體嵌入式凹模將稍大于塑件外形（大一個足夠強度的閉厚）的較好材料（高碳鋼或合金工具鋼）制作成凹模，再將此凹模嵌入模板中固定。其優(yōu)點是“好鋼用在刀刃上”。既保證了凹模的使用壽命，又不浪費價格昂貴的材料。并且凹模損壞后，維修、更換方便。3）局部鑲拼式凹模對于形狀復雜或某局部易損壞的凹模，將難于加工或易損壞的部分設(shè)計成鑲拼形式，嵌入型主體上。既節(jié)省了工具鋼，又易于更換損壞的凹模。（4）四壁拼合式凹模對于大型的復雜的凹模，可以采用將凹模四壁單獨加工后鑲?cè)肽Ｌ字?，然后再和底板組合。這樣既易于加工又省料。 4.1.2凸模結(jié)構(gòu)（1）整體式凸模這是形狀最簡單的型芯，用一塊材料加工而成，結(jié)構(gòu)牢固，加工方便，但僅適用于塑料件內(nèi)表面形狀簡單的情況。（2）嵌入式凸模主要用于圓形、方形等形狀比較簡單的型芯。最常使用的嵌入形式是型芯帶有凸肩，型芯嵌入固定板的同時，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，再墊上墊板，并用螺釘將墊板和固定板連接。（3）異形凸模結(jié)構(gòu)形式對于形狀特殊或結(jié)構(gòu)復雜的凸模，需要采用組合式結(jié)構(gòu)或特殊固定形式，但應(yīng)視具體形狀而定。（4）小型芯安裝固定形式直徑較小的型芯，如果數(shù)量較多，采用凸肩墊板安裝方法較好。若各型芯之間距離較近，可以在固定板上加工出一個大的公用沉孔。因為對每個型芯分別加工出單獨的沉孔，孔間距較薄，熱處理時易出現(xiàn)裂紋。各型芯的凸肩如果重疊干涉，可將相干涉的一面削掉一部分。對于單個小型芯，既可以采用凸肩墊板固定方法，也可以采用省去墊板的固定方法。凸肩墊板固定方法，為了安裝方便，將固定部分僅留 35mm配合段防止塑料進入，固定孔長度的其余部分擴大0.1 1mm。整體式凸模結(jié)構(gòu)浪費材料太大且切削加工量大，在當今的模具結(jié)構(gòu)中幾乎沒有這種結(jié)構(gòu)，主要是嵌入式凸模和鑲拼組合式凸模。本設(shè)計的的凸，凹模設(shè)計成整體嵌入式，如圖，這樣既保證了凹模的使用壽命，又不浪費價格昂貴的材料。并且凸、凹模損壞后，維修、更換方便。如圖4-1,4-2所示圖4-1圖4-24.2澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)是指塑料熔體自注射機的噴嘴射出后到達入模具的型腔以前在模具內(nèi)所流徑的一段路程的總稱,澆注系統(tǒng)分為普通流道的澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類。澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注射模具設(shè)計的一個很重要的環(huán)節(jié)，它對獲得優(yōu)良的性能和理想外觀的塑料之間以及最佳的成型效率有直接影響，是模具設(shè)計工作者十分重視的技術(shù)問題。 普通澆注系統(tǒng)主要是由主流道、分流道、澆口、冷料穴和排氣槽或溢流槽等部分組成12.4.2.1確定澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，首先選擇澆口的位置，澆口位置選擇恰當與否，將直接關(guān)系到塑件的成型質(zhì)量及注射過程是否能順利進行。澆道及澆口位置的選擇應(yīng)遵循以下原則：（1）設(shè)計澆注系統(tǒng)時，流道應(yīng)盡量減少彎折，表面粗糙度為。（2）應(yīng)考慮到模具是一模一腔還是一模多腔，澆注系統(tǒng)應(yīng)按型腔布局設(shè)計，盡量與模具中心線對稱。（3）單型腔塑件投影面積較大時，在設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)避免在模具的單面開設(shè)澆口，不然會造成注射時模具受力不均。（4）設(shè)計澆注系統(tǒng)時，應(yīng)考慮去除澆口方便，修正澆口時在塑件上不留痕跡。（5）一模多腔時，應(yīng)防止將大小懸殊的塑件放在同一副模具中。（6）在設(shè)計澆口時，避免塑料熔體直接沖擊小直徑型芯及嵌件，以免發(fā)生彎曲、折斷或移位。（7）在滿足成型排氣良好的前提下，要選取最短的流程。這樣可縮短冷卻時間。（8）能順利地引導塑料熔體填充各個部位，并在填充過程中不致產(chǎn)生塑料熔體渦流、紊流現(xiàn)象，使型腔內(nèi)地氣體順利排出模外。（9）在成批生產(chǎn)塑件時，在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，要縮短冷卻時間及成型周期。（10）若是主流道型澆口，因主流道處有收縮現(xiàn)象，若塑件在這個部位要求精度較高時，主流道應(yīng)留有加工余量或修正余量。（11）澆口的位置應(yīng)保證塑料熔體順利流入型腔，即對著型腔中寬敞、厚壁部位。（12）盡量避免使塑件產(chǎn)生熔接痕，或使其熔接痕產(chǎn)生在塑件不重要的部位。4.2.2主流道的設(shè)計要點（1）為了便于澆注凝料從主流道中取出，主流道采用的圓錐孔。對流動性較差的塑料也可取得稍大一些，但過大則容易引起注射速度緩慢，并容易形成渦流。本設(shè)計中取2。（2） 澆口套與塑件注射區(qū)直接接觸時，其出料端端面直徑D應(yīng)盡量選得小些。如果D過大，即澆口套與型腔的接觸面積增大，模腔內(nèi)部壓力對澆口套的反坐力也將按比例增大，到一定程度時澆口套則容易從模體中彈出。（3）澆口套的材料應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)鋼T8A，并應(yīng)進行淬硬處理，為了防止注射機噴嘴不被碰撞而損壞，澆口套的硬度應(yīng)低于注射機噴嘴的硬度，錐孔內(nèi)壁粗糙度Ra為0.63m。以增加內(nèi)壁的耐磨性，并減小注射中的阻力。圓錐孔大端處應(yīng)有12的過渡圓角，以減小料流在轉(zhuǎn)向時的流動阻力。（4）澆口套與注射機噴嘴頭的接觸球面必須吻合。由于注射機噴嘴頭是球面，半徑SR是固定的，所以為使熔融塑料從噴嘴完全進人主流道而不溢出，應(yīng)使?jié)部谔锥嗣娴陌记蛎媾c注射機噴嘴的端凸球面接觸良好，一般地其半徑SrSR +（0.51）mm，而圓錐孔的小端直徑d則應(yīng)大于噴嘴的內(nèi)孔直徑d1，即dd1 +（0.51）mm，端面凹球面深度L2取35 mm。球面與主流道孔應(yīng)以清角連接，不應(yīng)有倒拔痕跡，以保證主流道凝料順利脫模6。（5） 定位環(huán)是模體與注射機的定位裝置，它保證澆口套與注射機的噴嘴對中定位。定位環(huán)的外徑D1應(yīng)與注射機的定位孔間隙配合。其配合間隙為0.050.15mm，定位環(huán)厚度510mm，即小于注射機定位孔的深度。（6）澆口套端面應(yīng)與定模相配合部分的平面高度一致。（7） 在可能情況下澆口套長度L應(yīng)盡量的短，L越大其壓力損失越大，使物料降溫過大，影響注射成型。主流道盡量不采用分級對接形式。4.2.3主流道的設(shè)計主流道是熔融塑料由注射機噴嘴噴出時最先經(jīng)過的部位，它與注射機噴嘴在同一軸心線上。由于主流道與熔融塑料和注射機噴嘴反復接觸、碰撞，一般澆口不直接開設(shè)在定模上，為了制造方便，都制成可拆卸的澆口套，用螺釘或迫合形式固定在定模板上。主流道的基本結(jié)構(gòu)和安裝形式如圖51所示。1)主流道形狀尺寸的確定流道的形狀一般為圓錐形,某小端直徑應(yīng)大于注塑機出口直徑的0.51左右其錐角一般要24,主流道大徑和小徑尺寸經(jīng)查閱實用模具設(shè)計與制造手冊，查得主澆道尺寸如表4-1表4-1主流道部分尺 （mm）符號名稱尺寸d主流道小端直徑注射機噴嘴直徑（0.51）SR主流道球面半徑噴嘴球面半徑（12）h球面配合高度35a主流道錐角24L主流道長度盡量60D主流道大端直徑d2Ltg計算主流道尺寸： d=31=4mm Sr=11+2=13mm h=3mm a=2 L=90mm D=d+2Ltg6.5mm2) 主流道襯套的形式主流道小端入口處與注射機噴嘴反復接觸，屬易損件，對材料要求較嚴，因而模具主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套形式（俗稱澆口套），以便有效的選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。澆口套都是標準件，只需去買就行了。常用澆口套分為有托澆口套和無托澆口套兩種，本設(shè)計中選用的是前者。有托澆口套用于配裝定位圈。如圖4-3圖4-3 主流道襯套4.2.4 澆口位置的選擇 模具設(shè)計時，澆口位置及尺寸要求比較嚴格，初步試模后還需進一步修改澆口尺寸，無論采用何種澆口，在開設(shè)位置對塑件成型性能及質(zhì)量影響最大，因此合理選擇澆口位置是提高質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，同時澆口位置的不同還影響模具結(jié)構(gòu)?？傊芗哂辛己玫男阅芘c外表，一定要認真考慮澆口位置的選擇。4.2.5 排氣系統(tǒng)的設(shè)計當塑料熔體充填型腔時，必需順序地排出型腔及澆注系統(tǒng)內(nèi)的空氣及塑料受熱而產(chǎn)生的氣體。如果氣體不能被順利地排出，塑件會由于充填不足而出現(xiàn)氣泡、接縫或表面輪廓不清等缺點；甚至因氣體受壓而產(chǎn)生高溫，使塑料焦化。由于塑件屬于中小型制件，且模具為單型腔模具，所以本設(shè)計采用利用配合間隙排氣的方法，即利用分型面之間、推出機構(gòu)與模板之間的配合間隙進行排氣。間隙值為0.03mm0.05mm。4.3成型零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算 模具中確定塑件幾何形狀和尺寸精度的零件稱為成型零件。成型零件包括凹模、型芯、鑲件、成型桿和成型環(huán)等。成型過程中成型零件受到塑料熔體的高壓作用，流料的沖刷，脫模時與塑件間發(fā)生摩擦。因此，成型零件要求有正確的幾何形狀、較高的尺寸精度和較低的表面粗糙度，此外還要求成型零件具有合理的結(jié)構(gòu)和良好的加工工藝性，具有足夠的強度、剛度和表面硬度。4.3.1成型零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計主型芯按結(jié)構(gòu)可分為整體式和組合式兩種，整體式主要用于小型模具上的簡單型芯。一般模具的型芯都采用單獨加工，然后鑲?cè)肽０逯小２捎靡欢ńY(jié)構(gòu)或方式對型芯進行周向或軸向定位。為了方便加工，形狀復雜的型芯大多采用鑲拼式組合結(jié)構(gòu)17。小型芯成型塑件上的小孔或槽。小型芯單獨制造，然后鑲?cè)肽０逯?。對于異型芯，為了方便加工，常將型芯設(shè)計成兩段，用凸肩和模板連接。4.3.2成型零件的工作尺寸計算7成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接用來構(gòu)成塑件的尺寸，主要有凹模、型芯的徑向尺寸（包括矩形和異形零件的長和寬）、型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸、型芯和型芯之間的中心距尺寸等。任何塑件都有一定的集合形狀和尺寸精度的要求，如有配合要求的尺寸，則精度要求較高。在模具設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)塑件的尺寸精度等級確定模具成型零件的工作尺寸及精度等級。影響塑件尺寸精度的因素相當復雜，這些因素應(yīng)作為確定成型零件工作尺寸的依據(jù)。影響塑件工作尺寸精度的主要因素有如下幾個方面。塑件收縮率所引起的尺寸誤差 ，材料采用最大收縮率0.8%，最小收縮率0.3%，平均收縮率0.55%的ABS。模具成型零件的制造誤差 。模具成型零件的磨損 。模具安裝配合的誤差 。一般情況下，前三點是影響塑件尺寸精度的主要因素。常用按平均收縮率、平均磨損量和模具的平均制造公差為基準計算模具成型零件尺寸。4.3.3型芯的尺寸計算 本設(shè)計中零件工作尺寸的計算均采用平均尺寸、平均收縮率、平均制造公差和平均磨損量來進行計算，已給出這ABS的成型收縮率為0.005，模具的制造公差取z =/3。因本設(shè)計塑件的尺寸精度為MT3，即 =0.6 mm。如表4-2 表4-2 型腔型芯工作尺寸的計算類別塑件基本尺寸計算公式模具尺寸型腔尺寸計算HmHs =31Hm=(Hs+Hs. -2/3)0+z31.16LmLs =122Lm=(Ls+Ls. -3/4)0+z122.61型芯尺寸LmLs =80Lm=(Ls+Ls. +3/4)0-z80.4型腔側(cè)壁厚度和底板厚度的計算1）型腔側(cè)壁厚度的計算3根據(jù)圓形整體式型腔的側(cè)壁厚度計算公式： mm 式中：S矩形型腔側(cè)壁厚度(mm)P型腔壓力(Mpa) 取p= 105 l型腔側(cè)壁邊長（mm） l= 73c由/l 決定的系數(shù) c=0.93E模具材料的彈性模量(公斤/毫米) 取 E= 2.1 承受塑料壓力部分的側(cè)壁高度（mm） = 37剛度條件，即允許變形量(mm) 取 = 0.01將以上各數(shù)代入式得： 127 mm 2）底板厚度的計算公式如下：將各參數(shù)代入式中得：hs20mm4.3.4合模導向定位結(jié)構(gòu)12導柱與導柱孔之間采用間隙配合H7/f7，而導柱與安裝固定孔之間采用的是過渡配合H7/k6，導套與安裝固定孔之間也是過渡配合H7/k6（固定方式如圖3-5）。該導柱采用T8A材料，淬火后硬度為HRC5055。導柱的工作表面的粗糙度一般不大于Ra0.631.25m。1) 導柱的布置本注塑模具的導柱取4個，布置如圖4-3圖4-3 模具中導柱的布置本導套采用臺肩式導套使用導套的目的是為了在導柱孔磨損后便于更換。結(jié)合模具的具體結(jié)構(gòu)和查閱國家標準GB4169.3-84，導柱孔的硬度應(yīng)比導柱低一些。4.4模架的確定1) 標準模架的選用以上的設(shè)計內(nèi)容確定之后，模具的基本結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)確定，根據(jù)所定內(nèi)容確定選用標準模架CI。這種形式的模架適用于薄壁殼體類塑件的成型以及脫模力大，塑件表面不允許留有推出痕跡的注射成型模。2) 模架的尺寸確定模具的大小主要取決于塑件的大小和結(jié)構(gòu)，對于模具而言，在保證足夠強度和剛度的條件下，結(jié)構(gòu)越緊湊越好。本設(shè)計根據(jù)塑件在分型面上投影面積或周邊尺寸（型腔不帶嵌件），以塑件布置在推桿推出范圍之內(nèi)及復位桿與型腔保持一定距離為原則來確定模架大小。經(jīng)過計算可以知道該模具是一模兩腔的模具，而型腔之間的距離在20-30mm之間把型腔排列成一模兩腔可側(cè)得長為260mm，寬為190mm，模架的長L=260+復位桿的直徑+螺釘?shù)闹睆?型腔壁厚400mm模架的寬W=190+復位桿的直徑+型腔壁厚330mm根據(jù)內(nèi)模仁的尺寸，在計算完模架的長寬以后，還需要考慮其他螺絲導柱等零件對模架尺寸的影響，在設(shè)計中避免干涉。所以就取BL=330X400的模架，塑件的高度為31mm，塑件的全部膠位都留在定模部分，該模具型腔結(jié)構(gòu)簡單，型芯、型腔的固定是固定總高度的加30-50mm，B板的厚度取80mm，滿足強度要求，A板為80mm，C板為90mm（C的選擇應(yīng)考慮推出機構(gòu)的推出距離是否滿足推出的高度）在本設(shè)計中，因為采用龍記的 CI3340-A80-B80-C90標準模架，其標準模腳的高度為90mm，完全滿足頂出要求。綜上所述所選擇的模架的型號為：LKM CI3340-A80-B80-C90第五章 結(jié)論最后，得到的注塑模三維造型和注塑模主視圖分別如圖5-1、5-2所示。圖5-1 注塑模的三維造型圖5-2 注塑模的2D圖參考文獻 1 屈華昌.塑料成型工藝與模具設(shè)計M. 北京：高等教育出版社，20072 左逢興.塑料技術(shù)手冊M.北京：化學工業(yè)出版社，2006.3 王鵬駒.塑料模具技術(shù)手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2007.4 唐志玉.塑料設(shè)計師指南M.北京：國防工業(yè)大學出版社,20095 王文廣.注射模具設(shè)計技巧與實例M.北京：化學工業(yè)出版社，2004.6 申開智.塑料模具設(shè)計與制造M.北京：化學工業(yè)出版社，2006.7 王樹勛.鄧庚厚.典型注塑模具結(jié)構(gòu)圖冊M.長沙：中南工業(yè)大學出版社，2002.8 塑料模具設(shè)計手冊編寫組.塑料模設(shè)計手冊M.北京：機械工業(yè)大學出版社，2003.9 高為國.模具材料M.北京：機械工業(yè)大學出版社，2005.10吳敏.水杯注塑模的結(jié)構(gòu)分析與改進設(shè)計J.岳陽職業(yè)技術(shù)學院,2009. 24:93-9511廉俊遠.飲小家電外殼注射模設(shè)計及工藝分析J.廣東輕工職業(yè)技術(shù)學院,2008. 29:114-11612胡清根, 楊細蓮, 陳馳文.基于三維軟件的一模多腔塑料模設(shè)計J.江西農(nóng)業(yè)工程職業(yè)學院機電系,2011. 18：1195-119713Dover. Japanese Stencil Designs CD-ROM and Book M.Dover Publications Inc，2005.14Phil Haeck. Risk, Liability and Malpractice: What Every Plastic Surgeon Needs To KnowM. Saunders， 201115Bernie Stritzke. Custom Molding of Thermoset Elastomers: A Comprehensive Approach to Materials, Mold Design, and ProcessingM .Hanser Gardner Publications，200616David Kazmer . Injection Mold Design Engineering M .Hanser Gardner Publications,200717K. S. Havner .Finite Plastic Deformation of Crystalline SolidsM. Cambridge University Press，2010 致 謝本文是在導師周旭教授的悉心指導下學習到的技術(shù)還是明白的為人處世的道理，雖然畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)結(jié)束了，但是畢業(yè)設(shè)計留給我的東西，都是我一生都受用不盡的。在畢業(yè)設(shè)計中，我得到了他們的悉心指點，我真的萬分感謝。同時，我也非常感謝大學四年里所有關(guān)心和教育過我的老師，你們教導我的話語，我一直銘記心中，并將激勵我在將來的生活中不斷的努力。在本論文完成之際，謹向辛勤指導過我的導師和幫助過我的同學表示誠摯的敬意和由衷的感謝！在老師的指導下,我通過自學林清安教授的三維軟件教學視頻，對模具設(shè)計有一定程度的認識.加上課外書籍的閱讀和參觀實習，對模具的了解越來越多,這次畢業(yè)設(shè)計給了我一個很好的學習機會,我搜集了大量的資料.在圖書館借了數(shù)本有關(guān)注塑料模方面的書，認真仔細地看過多遍，并且做了筆記. 這都為我以后的設(shè)計工作打下了堅實的基礎(chǔ). 曾經(jīng)在一家塑料密封件廠實習,我看了師傅設(shè)計和裝配模具,我還親手拆裝了幾套模具.進行了分析與研究,向師傅們請教.使我對注塑行業(yè)也有了一定的了解,并對注塑模具有了一定的感性認識. 在進行設(shè)計與繪圖的時候,我查閱了大量的資料.對每一個零件的尺寸,對每一個部件的安裝位置,對每一個動作運動機理,進行了深入的分析下研究,并和指導老師及同學進行了探討.盡可能完善每一個設(shè)計過程.。我是用AUTOCAD與三維軟件進行繪圖。這使我能更加熟練地運用這兩種軟件。由于人的知識有限，在設(shè)計過程中，經(jīng)驗不足，在某些地方的設(shè)計與實際相脫離或者在某些地方的設(shè)計不完美，希望老師能予以指正。三個月的設(shè)計業(yè)已結(jié)束，在這個過程中，我對模具設(shè)計及塑料行業(yè)有了一定了解學到了很多的知識。培養(yǎng)了我嚴謹?shù)墓ぷ髯黠L，精益求精的工作態(tài)度。并鍛練了我的意志。畢業(yè)設(shè)計任務(wù)即將完成 ，我學到的東西還很多，使大學四年所學的書本知識與實際生產(chǎn)相結(jié)合，加深了理論的理解，提高了動手能力，在將來的工作中能夠做到得心應(yīng)手。乘風破浪會有時，直掛云帆濟滄海。27