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MP3外壳注塑模具设计【带UG三维图】【12张图纸】【优秀】

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关键词：: MP3 外壳注塑模具设计

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MP3外壳注塑模具设计

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MP3外壳注塑模具设计

中英文摘要…………………………………………………………………1

前言…………………………………………………………………………2

绪论…………………………………………………………………3

模具在加工工业中的地位 …………………………………3

模具的发展趋势…………………………………………………3

设计在学习模具制造中的作用………………………………… 4

毕业设计选题的意义…………………………………………… 4

毕业设计任务…………………………………………………… 5

MP3 外壳模具的设计流程……………………………………… 6

第2章塑件成品、注塑模具设计与构型……………………………6

　　　2.1 概述………………………………………………………………6

　　　2．2 模具设计环境和应用软件……………………………………7

　　　2．3零件的三维图和二维工程图建模……………………………7

2．4零件的基本数据…………………………………………………9

　　　2．5零件图及其尺寸公差……………………………………………11

第3章该塑件工艺参数分析与计算…………………………………12

　　　3．1模流分析…………………………………………………………12

　　　3．2成型方案…………………………………………………………13

　　　3．3模架型式及规格…………………………………………………14

　　　3．4注塑机………………………………………………………………16

第4章工作部分的设计…………………………………………………18

　　 4．1分型面的设计………………………………………………………18

　　　4．2 模芯尺寸选定………………………………………………………19

　　　4.3 凹模和凸模 …………………………………………………………19

第5章模具结构设计…………………………………………………………20

　　　5.1 浇注系统………………………………………………………………20

　　　5.2 顶出系统………………………………………………………………22

　　　5.3 抽芯机构与计算………………………………………………………22

　　　5.4 冷却及排气系统设计…………………………………………………24

　　　5.5 复位机构设置…………………………………………………………24

　　　5．6 模芯与模架之间的安装……………………………………………24

　　　5．7 模具安装图……………………………………………………………24

第6章模具安装和试模…………………………………………26

第7章设计总结……………………………………………………………26

参考文献……………………………………………………………………………28

致谢语……………………………………………………………………………29

中文摘要: 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类。因此研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。

本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是侧向分型与抽芯机构的结构与工作原理，并对注塑产品提出了基本的设计原则。详细介绍了注塑模具的材料及工艺分析，浇注系统、主要零部件、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统和排气系统的设计过程，并对模具各参数选取和校核做相应说明。本设计利用Auto CAD和世界最先进的三维CAD/CAM软件UG，对冷却水路、导柱、导套及各标准件和标准模架进行了参数化设计。

关键词：注塑模具；参数化；分型面；成型；MP3；冷却水路

　　　随着科技的不断发展，人们对塑料件的要求也越来越高，如何缩短成型周期、降低生产成本、提高制件精度，也直接关系到科学技术的发展，近20年来注射成型工艺及模具新技术发展很快，新的工艺和结构也层出不穷，同时也因为计算机技术的发展，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程（CAE）也促进模具行业的发展。目前深圳周边及珠江三角洲地区已经成为我国模具工业最为发达、科技含量最高的区域。据业内人士估计，今后几年，随着全球制造业重心加快向我国转移，这一地区可能在10年内发展成为世界模具生产中心。

　　　就以上的分析而言，像MP3外壳类超薄件注塑模具在国内及国外都有很广阔的前景，而且技术也是相对要求较高的，而且在深圳，此类零件的模具不但在地区内需求量大，而且出口量也是可观的，在深圳的各个产业链的支持下，相信超薄件的注塑模具的生产周期可以缩短、成本可以降低、技术也可以得到更好的发展。

[1.5] 【毕业设计任务】

　　参考所给MP3外壳立体图（如图1-1所示），首先设计该注塑件结构。为满足大批量自动化生产的需要，为该塑件设计注塑模具。

　　基本内容：

　　塑件设计、工艺性分析CAE、确定收缩率和分型面、浇道系统设计、冷却系统、抽芯机构设计、模具结构件设计、零部件加工工艺制订、注射设备选择、绘制模具设计图纸。

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内容简介：: 目录中英文摘要1前言2第1章绪论3 1.1 模具在加工工业中的地位 31.2 模具的发展趋势31.3 设计在学习模具制造中的作用 41.4 毕业设计选题的意义 41.5 毕业设计任务 51.6 MP3 外壳模具的设计流程 6第2章塑件成品、注塑模具设计与构型62.1 概述622 模具设计环境和应用软件723零件的三维图和二维工程图建模7 24零件的基本数据925零件图及其尺寸公差11第3章该塑件工艺参数分析与计算1231模流分析1232成型方案1333模架型式及规格1434注塑机16第4章工作部分的设计18 41分型面的设计1842 模芯尺寸选定194.3 凹模和凸模 19第5章模具结构设计205.1 浇注系统205.2 顶出系统225.3 抽芯机构与计算225.4 冷却及排气系统设计245.5 复位机构设置2456 模芯与模架之间的安装2457 模具安装图24第6章模具安装和试模26第7章设计总结26参考文献28致谢语29毕业设计说明书MP3外壳注塑模具设计目录中英文摘要1前言2第1章绪论3 1.1 模具在加工工业中的地位 31.2 模具的发展趋势31.3 设计在学习模具制造中的作用 41.4 毕业设计选题的意义 41.5 毕业设计任务 51.6 MP3 外壳模具的设计流程 6第2章塑件成品、注塑模具设计与构型62.1 概述622 模具设计环境和应用软件723零件的三维图和二维工程图建模7 24零件的基本数据925零件图及其尺寸公差11第3章该塑件工艺参数分析与计算1231模流分析1232成型方案1333模架型式及规格1434注塑机16第4章工作部分的设计18 41分型面的设计1842 模芯尺寸选定194.3 凹模和凸模 19第5章模具结构设计205.1 浇注系统205.2 顶出系统225.3 抽芯机构与计算225.4 冷却及排气系统设计245.5 复位机构设置2456 模芯与模架之间的安装2457 模具安装图24第6章模具安装和试模26第7章设计总结26参考文献28致谢语29中文摘要: 塑料工业是当今世界上增长最快的工业门类之一，而注塑模具是其中发展较快的种类。因此研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义。本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是侧向分型与抽芯机构的结构与工作原理，并对注塑产品提出了基本的设计原则。详细介绍了注塑模具的材料及工艺分析，浇注系统、主要零部件、侧向分型与抽芯机构、推出机构、温度调节系统和排气系统的设计过程，并对模具各参数选取和校核做相应说明。本设计利用Auto CAD和世界最先进的三维CAD/CAM软件UG，对冷却水路、导柱、导套及各标准件和标准模架进行了参数化设计。关键词：注塑模具；参数化；分型面；成型；MP3；冷却水路Abstract: Plastic industry is in the world grows now one of quickest industry classes, but casts the mold is development quick type, therefore, the research casts the mold to understand the plastic product the production process and improves the product quality to have the very big significance.This design introduced the injection takes shape the basic principle, specially single is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work, to cast the product to propose the basic principle of design; Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system, the temperature control system and goes against the system the design process, and has given the explanation to the mold intensity request; Finally introduced Auto CAD and UG , and led the wrap to Cooling sea to the guide pillar to carry on the parametrization design.Key word: Injection Mould；the parametrization;； divides the profile；Model；MP3；Cooling sea前言光阴似梭，大学三年的学习一晃而过，为具体的检验这三年来的学习效果，综合检测理论在实际应用中的能力，除了平时的考试、实验测试外，更重要的是理论联系实际，即此次设计的课题为MP3外壳的注塑模具。本次毕业设计课题来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具工作人员是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以MP3外壳注射成型工艺与模具设计为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时引用了CAD、UG、Pro/E等技术，使用Office软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。由于实际经验和理论技术有限，设计的错误和不足之处在所难免，希望各位老师批评指正。1、绪论1.1 【模具在加工工业中的地位】模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、母痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展1.2 【模具的发展趋势】近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：（1）加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。（2）高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。（3）大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。（4）革新模具制造工艺在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。（5）标准化开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。1.3 【设计在学习模具制造中的作用】通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。1.4 【毕业设计选题的意义】随着科技的不断发展，人们对塑料件的要求也越来越高，如何缩短成型周期、降低生产成本、提高制件精度，也直接关系到科学技术的发展，近20年来注射成型工艺及模具新技术发展很快，新的工艺和结构也层出不穷，同时也因为计算机技术的发展，计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助工程（CAE）也促进模具行业的发展。目前深圳周边及珠江三角洲地区已经成为我国模具工业最为发达、科技含量最高的区域。据业内人士估计，今后几年，随着全球制造业重心加快向我国转移，这一地区可能在10年内发展成为世界模具生产中心。就以上的分析而言，像MP3外壳类超薄件注塑模具在国内及国外都有很广阔的前景，而且技术也是相对要求较高的，而且在深圳，此类零件的模具不但在地区内需求量大，而且出口量也是可观的，在深圳的各个产业链的支持下，相信超薄件的注塑模具的生产周期可以缩短、成本可以降低、技术也可以得到更好的发展。1.5 【毕业设计任务】参考所给MP3外壳立体图（如图1-1所示），首先设计该注塑件结构。为满足大批量自动化生产的需要，为该塑件设计注塑模具。基本内容：塑件设计、工艺性分析CAE、确定收缩率和分型面、浇道系统设计、冷却系统、抽芯机构设计、模具结构件设计、零部件加工工艺制订、注射设备选择、绘制模具设计图纸。图1-1：MP3外壳立体图1.6 【MP3外壳模具的设计流程】1.塑件设计，利用软件UG进行塑件的立体建模，再用软件AutoCAD中完成塑件尺寸及公差等技术要求的标注，并输出工程图。2.工艺性分析，利用软件Moldflow进行工艺性分析。3.注塑设备选择，确定塑件的型腔数，并计算塑件的投影面积，通过注射量的校核、注射力的校核、锁模力的校核、安装部分的尺寸校核、开模行程的校核、顶出装置的校核，结合注塑设备的资料确定注塑设备的型号。4.确定收缩率和分型面，首先由塑件性能的要求等，确定塑件的塑料，通过查资料确定塑件的收缩率。根据电池盖的工艺及结构特点，确定具体的分形面，大致应为电池盖外侧。5.模架，通过塑件的大小及型腔数、浇注系统、导向部件、推出机构、调温系统、排气槽、侧抽芯机构等的初步估算，确定使用模架的型号。6.浇注系统设计，本塑件使用的是冷流道浇注系统，在浇注系统设计中，包括流道的设计、喷嘴的选择、主流道衬套的选择等，还必须研究一模两腔浇注系统的平衡性设计。7.成型件（模腔、模芯），确定型腔数和分型面。对模腔和模芯进行结构设计。计算成型部件的工作尺寸。8.抽芯机构的设计，根据电池盖的结构特点，必须设置抽芯机构便于成型，根据电池盖侧孔位置及工艺特点，选择并设计适合的侧抽芯机构。9.顶出机构的设计，根据电池盖的结构特点，设计顶出机构。10.冷却系统，温度调节对塑件质量、生产效率有很大的影响，还针对型腔与型芯冷却回路的形式进行设计。11.零部件加工工艺制定，结合现代加工手段，利用数控CNC，电火花，线切割等方法，制定最符合经济效益的加工工艺。12.完成整套模具的三维立体图和二维工程图的绘制。2、塑件成品、注塑模具设计与构型21概述注塑件的设计是注塑制品加工工序中必不可少的一个步骤。但不同的模具公司，不同的设计人员，采用不同的CAD软件进行模具辅助设计，都有自己的一套设计过程。本毕业设计主要是应用UG及AuotoCAD进行模具的设计。22模具设计环境和应用软件221 UGUG是一个优秀的CAD/CAE/CAM软件，在模具的设计与制造领域，UG较早地在广东深圳、东莞、广州以及华东一带得到广泛应用，由于它的应用，可以大大缩短模具设计与制造周期，提高模具质量，降低生产成本，而UG的新特点主要表现在：1.高效的操作方法；2.更利于产品创新的新技术；3.互操作性的革新。222 其它软件AutoCAD2004 AutoCAD是著名的工程图画图软件，用以绘制二维工程图。23零件的三维图和二维工程图建模231零件的立体图建模利用UG分析所给零件的外形和尺寸，利用UG的建模方法，根据MP3外壳的形状和使用特点进行建模（如图2-1所示）。图2-1：MP3外壳立体图在UG中建模232零件的二维工程图绘制工程图是在设计的最后用作指导生产的三视图图样。工程图图样的制作可以说是正式将零件或装配模型的设计归档的过程，其正确与否，直接影响到生产部门的生产制作。而本设计利用UG进行立体模型建模后，再利用UG导出零件的二维工程图，然后在AutoCAD2004中进行修改和标注（如图2-2所示）。图2-2：MP3外壳工程图在AutoCAD2004中修改和标注24零件的基本数据241零件工艺性分析根据产品三维模型，分析塑件的工艺性对模具设计的要求。开始设计之前，应根据塑件的技术图样和使用要求对其进行仔细地分析研究，并结合注射成型的工艺程序综合考虑成型的难易程度，以便能在保证塑件质量和使用要求的前提下尽量选用比较简单的模具结构，以便减小模具制造难度和降低加工成本。如果塑件的工艺性确实有问题，或者塑件成型需要极为复杂的模具结构，并因此导致模具制造非常困难或经济上极不利时，则应和塑件设计部门及时协商解决有关问题。242零件材质俗称：ABS塑料；中文学名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯；英文学名：Acrylonitrile Butadiene Styrene 2 ；英文简称：ABS；ABS塑料如图2-3所示。图2-3：ABS塑料2421 ABS的特性1.工作压力高常温状态下工作压力可达1.0Mpa。2.抗冲击性好ABS塑料具有良好的机械强度和较高的冲击韧性。无缺口冲击强度30Mpa：缺口冲击强度3MPa。3.流体阻力小内壁光滑，转弯处呈圆弧形，流动摩擦力小，减小液流阻力。4.化学性能稳定ABS具有耐酸、碱性能。由于化学性能稳定无毒无味，可广泛应用于食品、饮料、啤酒等行业。5.耐温范围广使用温度为-30+70。6.质轻ABS程塑料比重为钢材的1/7，因此减轻结构重量，降低原料消耗。同时，减轻安装工人劳动强度。7.安装简便，密封性好安装多采用承插式连接，使用溶剂型粘合剂粘接密封。施工简便、效果好、固化速度快。8.使用寿命长本产品在室内使用一般可达三十年以上。9.价格低仅为不锈钢的五分之一左右。2422 ABS的注塑工艺条件1.干燥处理：ABS材料具有吸湿性，要求在加工之前进行干燥处理。建议干燥条件为 8090C下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。 2.熔化温度：210280C；建议温度：245C。 3.模具温度：2570C（模具温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。 4.注射压力：5001000bar。 5.注射速度：中高速度2。243零件结构分析2431 开模方向由零件的三维图分析，作为外壳类产品，外表面的表面质量是比较重要的，再根据模具的结构分析得到，产品的外表面应该在定模上，在产品的内表面设置顶出机构，所以开模方向应沿零件的Z轴。2432 收缩率ABS的收缩率为0.3%0.8%，在设计本产品时，结合产品的结构工艺特点和材料的特性，在本设计中，零件的收缩率为0.5%。2433 零件壁厚本产品的壁厚设置为1.0mm，是根据零件的工作要求、摆放位置和ABS的化学和流动特性确定的。2434 脱模斜度根据产品的外型，结合产品的工作条件、工艺特点，为提高产品的生产效率和表面质量，脱模斜度设置为3。2435 分型面结合零件的使用要求，应保证其外表面的注塑质量，零件的内表面应留在动模侧，开模的时候，零件的外表面应与定模分离，所以零件的分型面应设置在沿零件的外表面上，并根据流道等条件进行设置，具体设定在后文中表述。2436圆角塑件在面与面之间都设计了圆角过渡，这样不仅可以避免塑件尖角处的应力集中，提高塑件强度，而且可以改善物料的流动状态，降低充模阻力，便于充模。244零件体积与质量由材料的性能特点，可以知道ABS的密度为1.05 g/cm3，由UG可以算出零件的体积和质量。则可计算零件的体积为：=2323mm3 零件质量为：=2.439g25零件图及其尺寸公差标注尺寸在绘制图纸中是非常重要的一步。传统的模具设计需要计算成型零件的加工尺寸，模具型芯和型腔的加工尺寸可以通过公式计算基本尺寸，S指塑件的平均收缩率。而在使用UG进行模具设计的过程中，塑件已经定义了其收缩率，则不需要通过繁琐的计算而直接可以标注出成型零部件的基本尺寸。但尺寸标注还有一个公差的问题，这是无法从软件自动导出的，需要设计者设定。由于塑料收缩率范围和稳定性各有差异，首先必须合理化确定不同塑料成形塑件的尺寸公差。即由收缩率范围较大或收缩率稳定性较差塑料成形塑件的尺寸公差应取得大一些。否则就会出现大量尺寸超差的废品，为此，各国对塑料件的尺寸公差制订了国家标准和行业标准。中国也曾制订了部级专业标准，但大都无相应的模具型腔的尺寸公差。德国国家标准中专门制订了塑件尺寸公差的DIN16901标准及相应的模具型腔尺寸公差的DIN16749标准。此标准在世界上具有较大的影响，因而可供塑料模具行业参考。由于本人没能收集到这个标准，则就按照惯例考虑到工厂模具制造的现有条件，模具制造公差取，指塑件的尺寸公差5。本套模具的装配图和非标准件零件图如附录所示。塑件大致的尺寸（长宽高）为601010（mm）。大多数尺寸的公差为或更大。对于小于的尺寸的地方就要注意，由于精度比较高，建模时就应该沿减料方向适当加大基本尺寸或者增加脱模斜度以便试模后可以修改达到合乎要求的尺寸精度。零件的三维图如图2-1，零件二维图如图2-2所示。3、工艺参数分析与计算31模流分析对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则：（1）了解塑料的成型性能（2）尽量避免或减少熔接痕（3）有利于型腔中气体排出（4）防止型芯的变形和嵌件的位移（5）尽量采用较短的流程充满型腔（6）流动距离比和流动面积比的校核本模具利用Moldflow模拟软件完成几种工艺的模拟，获得最佳成型方案，以下是分析过程及分析结果第一步：导入产品第二步：气穴位置分析，如图3-1所示图3-1 第三步：充填分析分析，如图3-2所示图3-2第四步：变形分析，如图3-3所示图3-3第五步：浇口位置分析，如图3-4所示32成型方案经过模流分析后，结合生产成本和生产效率问题，可以确定成型的方案，该产品的成型方案采用一模两腔，两腔之间的间隔为20mm，浇注形式采用冷流道，浇口为点浇口，分流道为圆形，主流道为圆锥形。分型面为产品的上表面且穿过分流道。图3-433模架型式及规格331模架概述模具设计主要是形成产品外形的母、公模零件以及开模和脱模方式的设计，模具上的大部分零部件可以直接选购由专门厂家生产的标准件，尤其是模架的直接选购，大大节约了模具制造时间和费用。现在，厂家设计制造出一套中等复杂程度的注塑模具，10天左右的时间即可完成。模具标准件在不同的国家和地区有小小的差别，主要是在品种和名称上有区别，但所具有的结构基本上是一样的。这次设计的模具标准是流行于广东珠江三角洲地区的港台标准，与国家的标准结构基本上是一样的，在型号命名及品种分类上有些不同。332模架的分类按进料口（浇口）的形式模架分为大水口模架和小水口模架两大类，香港地区将浇口称为水口，大水口模架指采用除点浇口外的其他浇口形式的模具（二板式模具）所选用的模架，小水口模架指进料口采用点浇口模具（三板式）所选用的模架。大水口模架共有A、B、C、D四种型式；小水口共有DA、DB、DC、DD、EA、EB、EC、ED八种型式，其中以D字母开头的四种型号适用于自动断浇口模具的模架3。333模架的选择模具的设计采用点浇口，冷流道，所以选择龙记公司的模架库。而模架的大小是由模芯的大小来确定的，有前面的模流分析后可以知道，模芯的布置如图3-18所示，模芯的大小是100210mm，根据经验数据和模架库的选择，再加上抽芯机构的摆放位置，选取模架大小为350250mm，型号为3525的龙记模架。为了配合注塑机使用大多数采用工字模，所以模架的型式采用AI型如图3-19所示。图3-18：模芯布局示意图图3-19：龙记AI型工字模根据经验数据和模架库数据，选择A板为60mm，B板为60mm，其它部件按龙记AI型工字模默认大小，如图3-20。图3-20：模架定义34注塑机注塑机的选择是根据塑料制品的体积或质量等参数来确定的。因此，在选择注塑机之前要对型腔内塑料的体积和质量进行估算。由前面塑件分析已知单个塑件体积：=2.323cm3，质量=2.439g。则=24.646 cm3，=24.878g341注塑机的选择查塑料成型加工与模具教材附录6，初选取型号为XS-ZY-125的注塑机，参数如表3-2所示。表3-2：注塑机XS-ZY-125的参数注塑机最大注塑量：125cm3 注塑机最大注塑质量：125g注塑压力：1190MPa最小模厚：200mm最大开距：300mm注塑机定位孔直径：40mm喷涂前端孔径：4mm锁模力：900KN342最大注塑量校核由于以容量计算时 0.8 （1）式中：注射机最大注射容量 cm3；成型塑件与浇注系统体积总和 cm3； 0.8最大注射容量的利用系数。 /0.8=4.646/0.8=5.8cm3以质量计算时 0.8 （2）式中:注射机最大注射质量 g；成型塑件与浇注系统质量总和g；0.8最大注射容量的利用系数。 /0.8=4.878/0.8=6.0975g注塑机符合要求。343合模力及注塑面积和型腔数的校核合模力的大小必须满足下式 FsFz=P（nAx +Aj）= PA （3）式中：A塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和； Ax塑件型腔在模具分型面上的投影面积； Aj塑件浇注系统在模具分型面上的投影面积； Fz胀模力； Fs合模力； P模腔压力取35MPa。通过使用UG软件计算面功能自动得出 A=5540mm2 由于 Fs355540 mm2 =193.9KN注塑机符合要求。344模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 1.模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适模具的长宽为350mm250mm2.模具闭合高度校核模具实际高度 H模=300mm ； 3.开模行程校核注塑机的开模行程应满足下式： S机-（H模-H最小） H1H2（510）mm 即S机- (H模-H最小) H1H2（510）42+10=52mm式中：H1推出距离，单位mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度，单位mm；S机注塑机最大开模行程。注塑机符合要求。4、工作部分的设计41分型面的设计411分型面的设计原则分型面设计应遵循以下原则：1.分型面的方向尽量采用与注塑机开模方向垂直的方向；2.分型面一般开设在产品的最大截面处；3.尽量使塑件留在动模一侧；4.有利于保证塑件的尺寸精度和外观质量等；5.有利于成型零件的加工与制造。412分型面的设计分析零件特点后，发现零件的外表面有比较高的精度要求，且经过模流分析，模具浇注是使用点浇口，所以决定分型面沿零件的外表面最大外形轮廓，分型面如图4-1所示。图4-1：分型面42模芯尺寸选定在章节3.3.3中，已经对模架进行了选择，其中模芯的长和宽都已经确定为100mm210mm，型腔布局为两产品对置（如图4-3所示），且A板为60mm，B板为60mm，所以，模芯的高度为A板与B板高度之和，应为120mm。所以，在UG中，建立模芯的总体尺寸为X=210mm，Y=100mm，+Z=60mm，-Z=60mm。43 母模和公模直接与塑料接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外形的成型零件成为母模，构成塑件内部形状的成型零件成为公模。由于母、公模件直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此，要求母、公模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度。如下图所示，其中图4-3为母模，图4-4为公模。图4-3：母模立体图图4-4：公模立体图5、模具结构设计51浇注系统浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，故设计时要使型腔布置和浇口开始部位力求对称，防止模具承受偏载而产生溢料现象，而浇口的位置也要适当，尽量避免冲击嵌件和细小的型芯，防止型芯变形，浇口的残痕不影响塑件的外观。概括说来，需要注意以下问题1：1.适应塑料的工艺性；2.流程要短；3.排气良好；4.避免料流直冲型芯或嵌件；5.浇注系统在分型面上的投影面积应尽量小；6.浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称；7.修整方便，保证制品外观质量；8.防止塑件变形。511主流道和分流道的设计主流道和分流道的尺寸，已经在3.1.3章节的模流分析中确定，其中主流道长40mm，为圆锥形状，开始半径为R=2mm，结束半径为R=3mm。分流道截面形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和U形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积与体积之比值称为比表面积），塑料的温度下降小，阻力亦小，流道的效率最高，所以选较圆形分流道截面形状，半径是R=2mm。分流道的布置选用左右平衡的一模两腔。其中主流道和分流道都开在模芯中，这样就可以简化设计过程，降低设计成本。主流道衬套使用hasco公司的Z511r型主流道衬套，长度为13mm（如图5-1所示）。图5-1：主流道衬套512冷料穴设计冷料穴位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端。其作用是捕集料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料穴的直径宜大于主流道大端直径，长度约为主流道大端直径。513浇口设计浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道，其截面积约为分流道的0.030.09，长度约为0.5mm2mm。浇口形式有直浇口、侧浇口、点浇口和潜伏性浇口等，经过Moldflow的模流分析后，确定浇口类型为点浇口，浇注系统如图5-3所示：图5-3：浇注系统52顶出系统薄壳制品的顶出颇具技术性。因为壁和筋都很薄，非常容易损坏，而且壁薄沿厚度方向收缩就很小，使得加强筋和其他小结构很容易粘合，同时高保压压力使收缩更小。为避免顶穿和粘模，应使用比常规成型数量更多、尺寸更大的顶出销。所以在设计时并结合模具结构选用了斜顶定出（如图5-5所示）。图5-5：斜顶53抽芯机构与计算531确定抽芯距将型芯从成型位置抽至不妨碍塑件脱模的位置，型芯或滑块所移动的距离称为抽芯距。一般来说，抽芯距等于侧孔深度加2mm3mm的安全距离。测得侧孔深度最大为1.005mm。可取抽芯距为=4mm。内侧抽芯机构由斜顶顶出。斜顶角度计算由Auto CAD的燕秀工具箱斜顶角度计算器计算，如下图5-7所示，具体参数设计参考图5-8的设计标准。抽芯滑块具体尺寸详见零件图。图5-7：抽芯机构立体图模具设计标准：斜顶顶出TSUN NGAI INDUSTRIAL.CO.,LTD.图5-8以上是斜顶顶出机构的主要参考资料，斜顶的相关参数均按照以上模具标准进行设计。54 冷却及排气系统设计541 排气系统的设计利用型芯、顶杆、镶拼件等的间隙排气，不需要另外设计排气系统。542 冷却装置设计为了缩短成型周期，需要对模具进行冷却，常用水对模具进行冷却，即在注塑完后通循环冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔内，以便迅速使模具冷却。设计原则：1.冷却水孔数量尽可能的多，孔径尽可能大；2.冷却水孔至型腔表面的距离应尽可能相等；3.浇口处要加强冷却；4.冷却水孔道不应穿过镶块或其接缝部位，以防漏水；5.冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处；6.进出口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。55 复位机构设置顶针顶出塑件后，必须回到顶出前的初始位置，才能进行下一循环的工作。本套模具采用弹簧回程。弹簧套在回程杆上，直径需大于模架的回程杆的直径。弹簧设计长一点嵌入垫板底面有15mm左右，确保弹簧的稳定和定位。本模具选用的是futaba公司生产的FSA型弹簧，直径为32mm。56 模芯与模架之间的安装在本设计中，模芯与模架之间的固定方式为开槽固定，采用这种固定方式，可以简化A板、B板的加工工艺，而且便于安装，同时也简化了冷却水道的设计时间和难度。57 模具安装图模具安装图如下图5-9所示图5-9：模具安装图6 模具安装和试模1.清理模板平面定位孔及模具安装面上的污物、毛刺。2.因模具外形尺寸不大，故采用整体安装法。先在机器下面两根导轨上垫好板，模具从侧面进入机架间，定模入定位孔，并放正，慢速闭合模板，压紧模具，然后用压板或螺钉压紧定模，并初步固定动模，然后慢速开闭模具，找正动模，应保证开闭模具时平稳、灵活，无卡住现象，然后固定动模。3.调节锁模机构，保证有足够开模距及锁模力，使模具闭合适当。4.慢速开启模板直至模板停止后退为止，调节顶出装置，保证顶出距离。开闭模具观察顶出机构运动情况，动作是否平衡、灵活、协调。5.模具装好后，待料筒及喷嘴温度上升到距离预定温度2030，即可校正喷嘴浇口套的相对位置及弧面接触情况，可用一纸片放在喷嘴与浇口套之间，观察两者接触印痕，检查吻合情况，必须使松紧合适，校正后拧紧注射座定位螺钉，紧固定位。6.开空车运转，观察模具各部分运行是否正常，然后才可注射试模。虽然是在选定成型材料、成型设备时，在预想的工艺条件下进行模具设计，但是人们的认识往往是不完善的，因此必须在模具加工完成以后，进行试模试验，看成型的制件质量如何。试模时，塑件

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