90度直角弯头注塑模具设计【一模四腔-滑块侧抽芯-带三维图】【全套含有CAD图纸三维建模】
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多自由曲面产品注塑模具分型线的自动确定 邵 健 11 ,吕 震 22 ,柯映林 11 ( 1. 浙江大学现代制造工程研究所 , 浙江 杭州 310027 2. 浙江大学城市学院 , 浙江 杭州 310015 【关键词 】 :模具 ,分型线 ,特征识别 ,有限元 【摘 要】 : 为有效地确定多自由曲面产品模具分型线问题 , 提出了一种将特征识别技术和有限元方法相结合的模具分型线确定方法。在该方法中 , 首先 , 提出了基于图的特征识别方法来对产品中的侧凹特征进行识别 , 并在识别的基础上对产品模型进行简化 ; 然后 , 提出了基于有限 元的离散方法 , 对简化的产品模型的所有组成面进行离散 , 并根据网格面的可视性来判别组成面的可视性 ; 最后 , 将产品中的所有组成面分成可视面组、不可视面组和退化面组 , 并通过抽取可视面组或不可视面组的最大边环来确定模具的分型线。研究实践表明 , 通过该方法可以有效地解决多自由曲面产品模具分型线的确定问题 , 提高模具设计的效率。 中图分类号 : T 文献标识码 : A 1 引言 模具型腔的设计过程一般包括脱模方向的选择、分型线的确定和分型面的生成 3 个步骤。其中分型线的确定是非常重要的一个环节，不但影响到后 续分型面的生成，还对整个模具的结构和成本有很大的影响 具分型线的确定是比较简单的，但对于一些包含自由曲面的产品，模具的分型线往往难以确定。在一般的模具型腔设计过程中 ,分型线往往由模具工程师通过一些经验的方式来判断确定。但通过这种方式来确定模具的分型线，设计效率不高，同时由于设计者的疏忽也有可能造成分型线确定失误的问题。因此探索分型线的自动生成技术是模具设计自动化的一个重要研究内容。 2 相关研究 对分型线的确定 ， 有 3 类典型的方法 ： 1） 文献 2 等提出的通过拉伸零件最大投影轮廓线的方法来 确定产品的分型线 ； 2） 文献 3 等提出的通过对塑件模型切片来生成分型线的方法 ； 3） 文献 4等提出的通过对注塑件表面进行分组并抽取最大边环来自动生成分型线的方法。在这 3 种方法中 ， 都没有考虑产品中的侧凹特征对模具分型线的影响 ， 对于多自由曲面产品，无法有效地确定模具的分型线。文献 5等虽在文献 4 的基础上进行了改进 ,但对于多自由曲面产品 , 也无法有效地确定模具的分型线。 为此 ， 本文提出了一种将特征识别技术和有限元方法相结合的模具分型线确定方法 ， 不但考虑了侧凹特征对模具分型线确定的影响 ， 提出了基于图的 特征识别方法对产品中的侧凹特征进行识别 ， 还提出了基于有限元方法对包含自由曲面的产品模型的表面进行离散 ， 以解决自由曲面在模具分型线的确定过程中可能产生的歧义 ， 加快模具分型线的自动确定过程。与前述的 3类分型线确定方法相比 ，该方法的主要特点在于 : 首先对产品中的侧凹特征应用提出的侧凹特征识别方法进行识别 , 并根据特征识别的结果简化产品模型 , 从而避免了侧凹特征对模具分型线的影响 ； 应用有限元离散方法对产品模型的表面进行离散 , 并根据网格面的可视性来综合判断产品模型表面的可视性 , 消除自由曲面在判断面可视性时的不确定性。 3 基本概念 面的可见性 产品的表面一般由平面和自由曲面组成 , 一些简单的产品往往都由平面组成 , 但一些外形和结构复杂的产品 , 其表面则既包含平面 , 也包含自由曲面。对于平面来说 , 因为其法向惟一 , 所以一定为可视、不可视或过渡面中的一种。但对于曲面来说 , 由于其法向并不惟一 , 既有可能全为可视或不可视 , 也有可能部分可视、部分不可视。因此 , 要判断曲面的可视性 , 必须应用有限元方法。在有限元模型中 , 产品模型的表面往往离散为一些小的单元模型。由于这些单 元的表面都为平面 , 可以方便地判断出这些单元的可视性。设 错误 !未找到引用源。 表示模具的脱模方向 ,错误 !未找到引用源。 表示面 错误 !未找到引用源。 的法向，则可根据如下规则来判断面的可视性：如果 错误 !未找到引用源。 , 则 错误 !未找到引用源。为可视面；如果 错误 !未找到引用源。 , 则 错误 !未找到引用源。 为不可视面；如果 错误 !未找到引用源。 则 错误 !未找到引用源。 为过渡面。 一表面和复杂表面 所有表面的产品可以转化为 二维网格对各组成部分进行有限元分析。网格 包含以下三种类型： (a)可见网眼 (b)无形 的网 (c)过渡网格。 设 错误 !未找到引用源。表示模具的脱模方向 ,错误 !未找到引用源。 表示面 可根据如下规则来判断网格的可视性：如果 错误 !未找到引用源。 , 则 错误 !未找到引用源。 为可视网格；如果 错误 !未找到引用源。 , 则 错误 !未找到引用源。 为不可视网格；如果 错误 !未找到引用源。 , 则 错误 !未找到引用源。 为过渡面。一些简单的产品往往都由平面组成 , 但一些外形和结构复杂的产品 , 其表面则既包含平面 , 也包含自由曲面 。对于平面来说 , 因为其法向惟一 , 所以一定为可视、不可视或过渡面中的一种。但对于曲面来说 , 由于其法向并不惟一 , 既有可能全为可视或不可视 , 也有可能部分可视、部分不可视。因此 , 要判断曲面的可视性 , 必须应用有限元方法。在有限元模型中 , 产品模型的表面往往离散为一些小的单元模型。由于这些单元的表面都为平面 , 可以方便地判断出这些单元的可视性。一般情况下错误 !未找到引用源。 表示模具的脱模方向 ,错误 !未找到引用源。 表示单元面 错误 !未找到引用源。 的法向。如图 2 所示 , 图 2a 为可视表面 , 所有的单元面均为可视单元面 ; 图 2b 为不可视表面 , 所有的单元面均为不可视单元面 ; 图 2c 为可视、不可视同存表面 , 在其单元面中 , 既存在可视单元面 , 又存在不可视单元面和过渡单元面。其中“ +”表示可视单元面 , “ -”表示不可视单元面 ,“ 0”表示过渡单元面。 4 确定分型面的过程 化的产品模型 因为 侧凹特征的存在会直接影响到模具分型线的正确确定。因此 , 在确定模具的分型线前 , 首先要对产品中的侧凹特征进行识别 , 并对产品模型进行简化。识别特征的方法较多 7 , 本文提出了一种基于图的特征识 别方法。在识别过程中 , 首先将产品模型用面属性邻接图 ( 8 的方式表示，然后通过在产品 搜索侧凹特征子图的方式来识别侧凹特征。 图 1 所示为 3 种典型类型的侧凹特征的子图。图 1a 为一凹类型的侧凹特征及其子图 U， 该侧凹特征只有一个特征生成面 ( 侧凹特征附着的面 ) 在割集( 将侧凹特征的子图从产品 中分离出来的一组边 ) A c 中 , 所有的边都为凸边 ， 在子图 所有的边都为凹边 ； 图 1b 为一凸类型的侧 凹特征及其子图U, 该侧凹特征也只有一个特征生成面 在割集 , 所有的边都为凹边 , 在子图 U 中 ,所有的边都为凸边 ; 图 1c 所示为一通孔类型的侧凹特征 , 该侧凹特征有两个特征生成面 在割集 , 所有的边都为凸边 , 在子图 U 中 , 所有的边都为凹边。在子图匹配的过程中 , 如果对产品的 用遍历方式进行搜索 , 则搜索的时间将会非常长。因此 , 在实际的搜索过程中 , 总是先找到产品中所有的特征生成面然后再确定子图的割集 , 并利用割集将产品的 分解为两部分 , 一部分为产品 一部分为侧凹特征 凹特征识别后 , 为了方便模具分型线的确定 , 还需要对产品模型进行简化 , 简化的过程即产品构的过程。 品模型转化 简化模型后 ,产品将会被转 换成采用离散曲面模型 ,采用有限元分析方法。无论怎样的平面 ,曲面或自由曲面产品模型可以表示为 2维表面网格，转换过程如图 4所示。 该产品模型可以描述为 错误 !未找到引用源。 ；其中代表了产品的模型；错误 !未找到引用源。 代表模型的每个表面； 样一来，每一个外表面即可表示为 错误 !未找到引用源。 ；其中 角形或四边形网格是当前常用的转化过程。虽然网格的数量是由经验确定的 ,有一些原则是可以照办，例如网格的数量的多少表面与表面的曲 率有关。网格的数量越大 ,其表面曲率越大。 离复杂表面 产品中可视、不可视同存的表面 , 称为复合产品表面 , 而对于单一的可视面或不可视面 , 则称为单一产品表面。在确定模具的分型线前 , 必须将复合产品表面分解为单一产品表面 , 从而在将这些产品表面归入可视或不可视面组时 , 就不会产生二义性。在对复合产品表面进行分 解前 , 首先要获取这些产品表面对应脱模方向的最大外轮廓线 , 以最大轮廓线为界 , 复合产品表面就可以分解为单一产品表面。在分解过程中 , 首先要做 1个垂直于产品脱模方向的平面为投影平面 , 并将产品表面投影到投影平面上。投影后 , 首先找到产品表面在投影平面上的投影轮廓线 , 然后沿脱模方向拉伸投影轮廓线并与产品表面相交 , 则所确定的交线即为该产品表面的最大外轮廓线。如图 3 所示为复合产品表面的分解过程示意。图中的 表示投影平面。 S+ 和 经过分解后的单一产品表面 ,S+ 表示可视表面 , 示不可视表面。 模具的分型线即为产品中可视面组和不可视面组的最大边环 , 因此 , 为了正确地确定模具的分型线 , 首先要将产品中所有过渡面调整到可视面组或不可视面组中去。在调整过程中 , 首先要判断过渡面最大轮廓线与可视面组或不可视面组最大边环的关系。 (1) 如果过渡面的 错误 !未找到引用源。 大轮廓线在可视面组的最大边环内 , 则将过渡面调整到可视面组中去 , 调整规则表述为 错误 !未找到引用源。 ,未找到引用源。 误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 (2) 如果过渡面的最大轮廓线在不可视面组的最大边环内 , 则将过渡面调整到不可视面组中去 , 调整规则表述为 : 错误 !未找到引用源。 ,误 !未找到引用源。 误 !未找到引用源。 错误 !未找到引用源。 其中 , 示产品中的可视面组 , 示产品中的不可视面组 , 示产品中的过渡面组 , 错误 !未找到引用源。 表示过渡面组 的第 ， 错误 !未找到引用源。 表示 错误 !未找到引用源。 的最大轮廓 ,错误 !未找到引用源。 表示可视面组的最大边环 ,错误 !未找到引用源。 表示不可视面组的最大边环。设过渡面组 误 !未找到引用源。 中的面组为 错误 !未找到引用源。 , 调整到 的面组为 错误 !未找到引用源。 , 则最后确定的模具的分型线为 错误 !未找到引用源。 。 5 实例研究 本文提出的多自由曲面产品模具分型线的确定方法已在注塑模具型腔设计制造系统中实现 , 系统的开发基于 U G 平台 , 开发工具为 + 和 U G/ 基于 台的一组 2 次开发工具 , 包括 U G/ 用程序界面 ( A io , 。该开发工具可以使用户方便地对产品 B- r 型中的几何和拓扑信息进行操作 , 实现用户的自定义功能。 图 4 所示为某汽车车灯产品的产品模型。在产品模型中 , 不但存在侧凹特征 , 同时模型表面也存在自由曲面 , 因此在确定零件的模具分型线前 , 首先要对产品模型中的侧凹特征进行识别并对产品模型进行简化。因为确定的脱模方向为 Z 轴方向 , 所以在产品模 型中 , 实际的侧凹特征为产品侧壁的通风孔。产品中另外的特征 , 由于其特征方向都与脱模方向一致 , 并不构成真正的侧凹特征。图 4b 所示为经过简化后的产品模型。产品模型简化后 , 即可应用有限元方法对简化产品模型的表面进行离散。本例中采用的网格为四边形网格 , 网格单位为 8, 离散后的产品模型如图 4c 所示。对所有的网格面确定其可视性 , 并由此来判断模型表面的可视性。由于在该产品模型中并不存在复合产品表面 , 可以直接将所有的产品表面归入可视面组、不可视面组和过渡面组中。在将所有的过渡面通过调整规则调整到可视面组和不 可视面组之后 , 即可确定模具的分型线。图 4d 所示为最终经系统自动确定的该测试产品的模具分型线。 6 结束语 本文提出了一种将特征识别技术和有限元方法相结合的模具分型线确定方法 , 可以有效地确定多自由曲面产品的模型分型线的问题 , 从而缩短模具设计的周期 , 提高模具设计的效率。通过对数十个多自由曲面产品的测试表明 , 系统自动确定的模具分型线与设计师依据经验判断确定的模具分型线的情况完全吻合。目前 , 该方法已经应用于笔者所开 发的注塑模具型腔设计制造系统中 , 运行情况良好。 参考文献 1 , N, “ 1251990. 2 , N, “ 16, 11997. 3 T, F, S, et “of , 204( 2111990. 4 A, L, “ of s 7591990. 5 , , “of 16, 11997. 6 , T, S, “by a 3D 14, 3301998. 7 Y C, W, Y H, et “ of 47(1): 951998. 8 et “of 12(7): 5122000 ( 9 W, Y C, Y H, “of to 34(6): 4692002. 10 G, Y H, S, “A of 33(14): 10232001. 图 1 三种类型表面 图 2 单一表面及复杂表面 （ a）凸 (b)凹 (c)穿透 图 3 3种类型的削弱特征和 重复 选 择 图 4 转化的过程 图 5 复杂表面的拆分 图 6 面 图 7 一个塑造部 分 的分型线确定 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 分 类 号 密 级 宁宁波大红鹰学院 毕业设计 (论文 ) 90 度直角弯头注塑模具设计 所在学院 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导老师 2015 年 3 月 31 日 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 2 诚 信 承 诺 我谨在此承诺：本人所写的毕业设计（论文） 头注塑模具设计 均系本人独立完成，没有抄袭行为，凡涉及其他作者的观点和材料，均作了注释，若有不实，后果由本人承担。 承 诺人（签名）： 年 月 日 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 摘 要 根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，考量塑件制件尺寸。本模具采用一模四腔，侧浇口进料，注射机采用 00/200型号，设置冷却系统， 择模具合理的加工方法。附上说明书，系统地运用简要的文字，简明的示意图和和计算等分析塑件，从而作出合理的模具设计。 关键词：机械设计；模具设计； D 图。 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 2 o of in of of of of of a 00/200 a a a of in to a D 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 5 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 6 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 7 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 8 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 9 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 10 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 11 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 12 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 13 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 14 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 15 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 目 录 摘 要 . 3 . 4 目 录 . 1 题背景 . 3 题分析 . 4 第二章 塑件分析 . 5 品分析及其技术条件 . 5 件材料的确定 . 6 件材料的性能分析 . 6 本特性 . 6 要用途 . 7 第三章 成型布局及注塑机选择 . 8 胶方式选择 . 8 腔的布局及成型尺寸 . 8 算塑件体积质量 . 9 塑机的选择和校核 . 9 射胶量的计算 . 9 模力的计算 . 10 塑机选择确定 . 11 表 00/200 注塑机参数 . 11 第四章 注塑模具设计 . 12 架的选用 . 12 架基本类型 . 12 架的选择 . 12 向与定位机构设计 . 13 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 2 型浇注系统的设计 . 14 流道设计 . 14 流道的设计 . 15 口的设计 . 16 料穴的设计 . 16 型面的设计 . 17 型零部件的设计 . 18 型零部件结构 . 18 型零部件工作尺寸的计算 . 20 模宽度尺寸的计算 . 21 模长度尺寸的计算 . 21 模高度尺寸的计算 . 21 模宽度尺寸的计算 . 21 模长度的计算 . 22 模高度尺寸的计算 . 22 具强度与刚度校核 . 22 模及推出机构 . 23 模力 . 23 出机构 . 23 却系统的设计与计算 . 25 却水道设计的要点 . 26 却水道在定模和动模中的位置 . 26 却水道的计算 . 27 气结构设计 . 28 具与注射机安装模具部分相关尺寸校核 . 28 . 29 结语 . 35 致谢 . 36 附图 (2D/3D)装配图 . 37 参考文献 . 39 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 3 第一章 前言 题背景 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电机、仪表、电器、电子、通信、家电和 轻工业等行业中， 60% 80%的零件都依靠模具成形，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越高，结构也越来越复杂。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产效率和低耗率，是其它品种、塑件的复杂程度和注射机的种类等很多因素有关，其基本结构都是由动模和定模两大部分组成的。定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动模板上，在注射成型过程中它随注射机上的合模系统运动。注射成型时动模部分与定模部分由导柱导向而闭合。一般注射模由成型零部件、合模导向机构、浇注系统、侧向分型与 抽芯机构、推出机构、加热和冷却系统、排气系统及支承零部件组成。 由于模具的使用特点，决定了模具设计也区别与其他行业。模具设计要考虑的要点如下 : a塑件的物理力学性能，如强度、刚度、韧性、弹性、吸水性以及对应力的敏感性，不同塑料品种其性能各有所长，在设计塑件时应充分发挥其性能上的优点，避免或补偿其缺点。 b塑料的成型工艺性，如流动性、成型收缩率的各向差异等。塑件形状应有利于成型时充模、排气、补缩，同时能使热塑性塑料制品达到高效、均匀冷却或使热固性塑料制品均匀地固化。 c塑件结构能使模具总体结构尽可能简化 ，特别是避免侧向分型抽芯机构和简化脱模结构。使模具零件符合制造工艺的要求。 对于特殊用途的制品，还要考虑其光学性能、热学性能、电性能、耐腐蚀性能等。 目前，我国的模具制造技术已从过去只能制造简单模具发展到可以制造大型、精密、复杂、长寿命的模具。在塑料模具方面，能设计制造汽车保险杠及包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 4 整体仪表盘大型注射模。一些塑料模主要生产企业利用计算机辅助分析 (术对塑料注塑过程进行流动分析、冷 却分析、应力分析等，合理选择浇口位置、尺寸、注塑工艺参数及冷却系统的布置等，使模具设计方案进一步优化，也缩短了模具设计和制造 周期采用模具先进加工技术及设备，使模具制造能力大为提高。采用 以完全代替试模 ,模具设计方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、提高制品质量和降低成本等，都有着重大的技术经济意义。某些国外电加工机床具有内容丰富、实用可靠的工艺数据和专家系统，使模具的深槽窄缝加工、微细加工、镜面加工等效率和质量大大提高。新的模糊控制系统具有加工反力的监测和控制，提高了大面积加工的深度控制精度。电火花混粉加工技术的应用有效地提高了模具表面质量。模具逆向工程技术、快速经济模具制造技术、三维扫描测量技术及数控模具 雕刻机的发展与应用，对模具制造能力的提高也起到了很大作用。特别是模具成型零件方面的软件等，这些技术采用计算机辅助设计，进而将数据交换到加工制造设备，实现计算机辅助制造，或将设计与制造连成一体实现设计制造一体化。 题分析 本课题內容是对 角弯头进行测绘。基于生产实践之上的对产品进行模具设计，模具 设计主要内容有 型腔布局、浇口形式与位置、模胚选择、分型面的确定、冷却系统设置、推出机构设置、注塑机台选择及注塑工艺分析等。 根据塑料制品的要求，了解塑件的用途，分析塑件的工艺性、尺寸精度等技术要求，本模 具采用一模四腔布局，侧入式浇口进料，注射机采用 00/200 型号，设置冷却系统， 制二维总装图和零件图，系统地运用简要的文字，简明的示意图和和计算分析，从而作出合理的模具设计。选择合理的加工方法。模具方案确定后进行工艺分析。根据此方案可以达到设计的预期效果，并且大大提高了注塑模的质量。 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 5 第二章 塑件分析 品分析及其技术条件 在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。 课题目标产品是一个生活中常见的 角弯头，其零件外形如图所示。具体结构和尺寸详见图纸，该塑件结构简单，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求不高。 产品 2D/3包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 6 塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公差等级确定精度等级。根据任务书和图纸要求，本次产品尺寸均采用 注采用 塑件的表面要 求越高，表面粗糙度越低。这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。塑料制品的表面粗糙度一般为 m 之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的 1/2，即 m 。模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。 该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高，为 m ，内部为 m 。 件材料的确定 塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能。 此产品壁厚均匀， 本低廉，符 合需求生产量大的要求，容易成型，对于本课题零件相当适用，所以在这选择其为产品的材料。 件材料的性能分析 本特性 聚氯乙烯（ 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 7 分子结构 要成份为 聚氯乙烯 ， 色泽鲜艳、耐腐蚀、牢固耐用，由于在制造过程中增加了增塑剂、抗老化剂等一些有毒辅助材料来增强其耐热性，韧性，延展性等，故其产品一般不存放食品和药品。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。它的全球使用量在各种合成材料中高居第二。据统计，仅仅 1995 年一年， 其消费量则为五百三十万 吨。在德国， 生产量和消费量平均为一百四十万吨。 以 4%的增长速度在全世界范围内得到生产和应用。近年来 东南亚的增长速度尤为显著，这要归功于东南亚各国都有进行基础设施建设的迫切需求。在可以生产三维表面膜的材料中， 最适合的材料。 氯乙烯 )，其单体的 结构简式 为 比重： 立方厘米，成型收缩率： 成型温度： 160 特点：力学性能，电性能优良。 要用途 业轮、轴承、把手、管道、管连接件、蓄电池槽，在生活中，还可以用 手、水管接头等，还可用 药喷雾器及家具等。 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 8 第三章 成型布局及注塑机选择 胶方式选择 注射模的浇注系统是指模具中从注射机喷嘴开始到型腔为止的塑料流动通道。其作用是将塑料熔体充满型腔并使注射压力传递到各个部分。浇注系统设计的好坏对塑件性能、外观及成型难易程度影响很大。它由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成 。其中浇口的选择与设计恰当与否直接关系到制品能否完好的成型。常向的浇口形式有直接浇口，侧浇口，点式浇口，扇形浇口，圆盘式浇口，环形浇口等。 浇口的位置选择原则： 浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点： 1. 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须使 1)流程 (包括分支流程 )为最短； 2)每一股分流都能大致同时到达其最远端； 3)应先从壁厚较厚的部位进料； 4)考虑各股分流的转向越小越好。 2. 有效地排出型腔内的气体 由于本设计中塑件外表面质量要求较高，所以选用侧 浇口。侧浇口在产品端面处，成形后切除浇口 , 零件组装时浇口被遮挡起来。 腔的布局及成型尺寸 因为本设计中采用侧浇口，且塑件的尺寸较大，为提高塑件成功概率，并从经济型的角度出发，节省生产成本和提高生产效率，采用一模四腔，进行加工生产。 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 9 型腔的布局与浇注系统的布置密切相关 ,型腔的布局应该是每个产品在成型过程中的分得所需的压力形同 ,以保证熔融状态的塑料体能投均匀地、快速的、充填每个型腔室 ,保证每个型腔的塑件内在质量、外观均一稳定。这就要求型腔与主流道之间的距离尽可能短，同时采用平衡流道。 成型型腔尺寸依 据塑件布局计算确定，需考量成形封闭结合面大小，太大造成模具尺寸过大，成本浪费，太小易导致成型时溢料飞边，甚至型腔变形。因模具是一模四腔，考量排布可得型腔长为 240为 140件的高度为15件的大部分部胶位都留在型腔部分，型芯、型腔的厚度是塑件所伸入高度加 20此得出成型型腔总体厚度为 40腔布局如图。 型腔布局 算塑件体积质量 本次设计中，塑件的质量和体积采用 3D 测量，在 用塑模部件验证功能，可以测得塑件的体积为 ，即可以得出该塑件制品的质量约为 塑机的选择和校核 射胶量的计算 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 10 模具设计时，必须使得在一个注射成型的塑料熔体的容量或质量在注射机额定注射量的 80%以内。校核公式为： 8021 式中： n 1m g） 2m g） 本设计中： n=4 1m m = m （ 而预选注塑机额定注塑量最少为 58g 以上 模力的计算 选用注射机的锁模力必须大于型腔压力产生的开模力，不然模具分型面要分开而产生溢料。塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素。 成型投影面积 2A = 21 式中 n 1A 2A n=4 1A =1192 2 2A =500 2 本设计中 21 =400=5268 2锁模力和成型面积的关系 根据依照以下计算公式 确定： 1000 腔锁式中 锁模力， 型腔压 力， A 成型投影面积， 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 11 一般的注塑注塑机在经过模具喷嘴时候的压力大概为 60 80浇注系统入型腔时型腔压力通常为 20里取 30 计算： A/1000=30 5268/1000=取整 158 得出预选注塑机额定注塑压力为 260 上。 塑机选择确定 综合考虑以上因素，选定注射机为 00/200。其相关性能符合成型方案要求，以下相关参数： 型 号 目 500/200 螺杆直径 /5 注射容量 /00 注射重量 /g 455 注射压力 /32 注射速率 /(168 塑化能力 /(110 注射方式 螺杆式 锁模力 /000 移模行程 00 拉杆间距 40440 最大模厚 40 最小模厚 /40 合模方式 液压 顶出行程 /28 顶出力 /1 定位孔径 /60 喷嘴移出量 /0 喷嘴球半径 /0 系统压力 /动机功率 /1 加热功率 /7 外形尺寸 (lwh)/(mmm) 6 重量 /t 9 表 00/200 注塑机参数 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 12 第四章 注塑模具设计 架的选用 架基本类型 注射模具的分类方式很多，此处是介绍的按注射模具的整体结构分类所分的典型结构如下： 单分型面注射模、双分型面注射模、带有活 动成型零件的模、侧向分型抽芯注射模、定模带有推出机构的注射模、自动卸螺纹的注射模、热流道注射模。 架的选择 根据对塑件的综合分析，确定该模具是单分型面的模具，由料注射模中小型模架可选择 基本结构如图所示： 模架结构图 模具定模采用两块模板，动模采用一块模板，又叫两板模，大水口模包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 13 架，适合侧浇口的注射成形模具。 由分型面的选择而选择模具的导柱导套的安装方式，经过考虑分析，导柱导套选择选正装。根据所选择的模架的基本型可以选出 对应的模板的厚度以及模具的外轮廓尺寸，以此分析计算： 模架的长 L=型腔长度（ 160） +复位杆的直径 +螺钉的直径 +模板壁厚 +滑块厚度 300架的宽 W=型腔宽度（ 160） +导向杆的直径 +模板壁厚 +滑块厚度 300据成型型腔的尺寸，在计算完模架的长宽以后，还需要考虑其他螺丝导柱等零件对模架尺寸的影响，在设计中避免干涉。参考成型型腔厚度， 考虑模板强度要求，定模板厚度取 70模板厚度取 80虑顶出行程要求，支撑板取 10 综上所述所选择的模架的型号为： 向与定位机构设计 导向机构的作用：保证模具在进行开合模时，保证公母模之间一定的方向和位置。导向零件承受一定的侧向力，起了导向和定位的作用 ,导向机构零件包括导柱和导套等。 1. 导向结构的总体设计 （ 1） 导向零件（主要是导柱和导套）应该尽可能的采用标准模架已设计好的尺寸，这样有利于保证质量和减少设计周期，导柱、导套到模具 侧壁必须要有足够的距离，必须满足模具的强度要求，防止因模板变形而引起导向机构失效。 （ 2） 现在根据模具的型号，一套模具正常需要二到四根导柱。由于塑件通常留于公模，所以为了便于脱模导柱通常安装在母模。 （ 3） 导柱、导套导向机构在分型面处应有承屑槽 （ 4） 导柱 导套及导向孔的轴线应保证平行 （ 5） 合模时，应保证导向零件首先接触，避免公模先进入模腔，损坏成型零件。 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 14 2. 导柱的设计 （ 1） 有单节与台阶式之分 （ 2） 导柱的长度必须高出公模端面 6 8 3） 导柱头部应有倒圆角处理 （ 4） 固定方式凸台形式固定在模板上 （ 5） 导柱、导套需要热处理来增加硬度、刚度、耐磨 性。 3. 导套和导套孔 （ 1） 无导套的导套孔，直接开在模板上。现在常规设计师导套孔直接开在定模板上、然后在镶嵌一个有托导套上去。 （ 2） 导套有有托式、台阶式、凸台式 （ 3） 在导套前端应倒有圆角 r。 一般情况下 ,导柱与导套共同使用 ,用于保证动模与定模两大部分内零件的准确对合和塑料部品的形状 ,尺寸精度 ,并避免模内零件互相碰撞与干涉 ,起到合模导向的作用 . 型浇注系统的设计 浇注系统是指注射模中从主流道始端到型腔之间的熔体进料通道，浇注系统按照浇口形式可以分为大水口浇注系统和细水口浇注系统，本设计中采用普通侧浇口 浇注系统。正确设计浇注系统对获得优质的塑料制品极为重要。 浇注系统组成： 普通流道浇注系统的组成一般包括以下几个部分。 1主浇道 2第一分浇道 3第二分浇道 4第三分浇道 5浇口 6型腔 7冷料穴 流道设计 所选用 00/200 型注射剂喷嘴有关尺寸如下： 喷嘴前段孔径 嘴圆弧半径 2含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 15 为了使凝料能够顺利拔出，主流道的小段直径 d= ） =流道设计成圆锥形，其锥角 通常为 24 ，主流道角度过大时，容易卷入空气而产品气泡，主流道角度过小时，会使充填过程的压力损耗率增大，所以本次设计的主流道倾斜角度为 1 ，主流道球面半径比喷嘴球面半径大 12里取主流道球面半径 测量主流道长度 5 流道的设计 分流道是指主流道末端与浇口之间的一段塑料熔体的流动通道。分流道应能满足良好的压力传递和保持理想的填充状态。其作用是改变熔体流向，使其以平稳的流态均衡地分配到各个型腔，分流道的长度应该尽可能短，折弯少，尽量减少流动过程中的热量损失与压力损失，节约塑料的原材料和降低能耗。由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有内部的熔体流动状态比较理想，因此分流道表面粗糙度值不要太低，一般取 m，本设计选择矩形截面的分流道， d=5用流道布局如图所示： 流道布局 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 16 口的设计 侧浇口普遍用 于中小型塑件的多型腔模具，一般开设在分型面上，一般塑料熔体从外侧充填模具型腔，其截面形状多为矩形。侧浇口的宽度和深度尺寸作如下取值： 宽度 b=3 深度 t=1 冷料穴的设计 主流道的末端需要设置冷料穴以往上制品中出现固化的冷料。因为最先流入的塑料因接触温度低的模具而使料温下降，如果让这部分温度下降的塑料流入型腔会影响制品的质量，为防止这一问题必须在没塑料流动方向在主流道末端设置冷料穴以便将这部分冷料存留起来。 冷料穴一般开设在主流道对面的动模板上，其标 称直径与主流道直径相同或略大一些，这里取为 5终要保证冷料体积小于冷料穴体积。冷料穴的倒扣形式有多种，这里采用 Z 倒锥形的冷料穴拉出主流道凝料的形式。它与推杆配用，开模时倒锥形的冷料穴通过内部的冷料先将主流道凝料拉出定模，最后在推杆的作用下将冷料和和主流道凝料随制品一起被顶出动模。如图： 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨询 Q 197216396 1 17 拉料针 型面的设计 将模具适当地分成两个或几个可以分离的主要部分，它们的接触表面分开时能够取出塑件及浇注系统凝料，当成型时又必须接触封闭，这样的接触表面称为分型面，它是决定模具结构的重要因素，每个塑件的分 型面可能只有一种选择，也可能有几种选择。合理地选择分型面是使塑件能完好的成型的先决条件。 选择分型面时，应从以下几个方面考虑： 1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处； 包含 纸和三维建模及说明书 ,咨
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