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模具设计与制造综合实训任务书1专 业： 机电工程系 班 级： 10材料1班 学 生 姓 名： 何梓建 学 生 学 号： 12021001011 设 计 题 目： 隔弧板 指 导 教 师： 牛仝旺 目 录1、塑件分析- 4 -2、塑件的工艺分析- 5 -3、注射机的选择- 6 -4、模具结构设计- 7 -5、注射机的校核- 15 -6、结束语- 16 -7、参考文献- 17 -8、工程图- 17 -注塑模隔弧板设计摘要：随着现代塑件制品的使用广泛且形状要求越来越精确，塑料模具的设计的要求也越来越高,同时在塑料制品中，高质量的模具设计、先进的模具制造设备、合理的加工工艺、优质的模具材料和现代化的成型设备都是成型优质塑件的重要条件。计算其尺寸设计出顶出机构、流道、水路、模架等尺寸,利用ug和cad对产品进行分析二维和三维的总装图和零件图。关键词：塑料模、ug（cad/cam）。abstract：with modern plastic products were widely used and increasingly demanding precise shape, plastic mold design requirements are also getting higher and higher. at the same time in the plastic products, high-quality die design, advanced mold manufacturing equipment and reasonable processing, high-quality materials and modern mold forming high-quality equipment are forming an important condition for plastic parts. plastic products in the use of the mold design ug (cad / cam) software for the plastic parts forming a comprehensive analysis of the basic structure of mold design exposition. keywords：plastic mold 、ug（cad/cam）0.引言模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”，现代模具行业是技术、资金密集型的行业。作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用十分广泛，绝大部分塑料制品由模具成型。如今，模具因生产效率高、产品质量高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到广泛的应用；特别是在制造业中，它起着其他行业无可取代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着巨大的影响。近年来，模具行业结构调整步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具和模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度。本次设计中进行分析工艺性，材料性能进行分析。完整设计出了整副模具的机构，热流道、冷却道、顶出机构、模架的选择，并且利用ug和cad出了许多的零件图，和总装图，在设计的过程中发现模具的需要严谨的态度，精密的计算。模具设计已从人工经验设计方式转化为依靠计算机辅助设计的方式。广泛采用模具cad/cae/cam技术，使模具设计、计算机分析、生产装备、数控加工、检验、试模等工作一体化，设计数据直接经过网络和数据库管理系统传递到各个生产部门，大大缩短模具生产周期。此外，成形过程计算机模拟，并行工程、人工智能，快速原型制造等先进制造技术的应用，以及模具标准化、专业化生产等也为缩短供货期起了重要作用。1、塑件分析(a)(b)图 1 塑件图（a）塑件二维图；（b）塑件三维图塑件描述(1)塑件名称：隔弧板（如图1所示）(2)塑件材料为pp(3)大批量生产，塑件表面不得有飞边、熔接痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷(4)未注圆角为r2(5)表面粗糙度达到ra1.6(6)未有尺寸按mt6级精度计算 2、塑件的工艺分析2.1塑料（1）品种：pp（2）颜色：绿色（3）结构特性:线性结构为结晶型（4）基本特性：pp塑料在工业生产中广泛应用，pp为结晶型高聚物，常用塑料中pp最轻，密度仅为0.91g/cm3（比水小）。通用塑料中，pp的耐热性最好，其热变形温度为80-100，能在沸水中煮，pp有良好的耐应力开裂性，有很高的弯曲疲劳寿命，俗称“百折胶”，pp的综合性能优于pe料，pp产品质轻、韧性好、耐化学性好。pp的缺点：尺寸精度低、刚性不足、耐候性差、易产生“铜害”，它具有后收缩现象，脱模后，易老化、变脆、易变形。 （5）材料的成型性能分析:结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解. 流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔，凹痕,变形。 冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度。料温低温高压时容易取向,模具温度低于50度时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90度以上易发生翘曲变形 塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。2.2塑件工艺（1）尺寸精度：该塑件未标注公差尺寸, 故公差等级取mt6级精度计算.（2）表面质量要求:该塑件为汽车座椅调节器支架,要求表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷，表面粗糙度可取ra1.6。（3）结构工艺性：此塑件为圆形塑件，整体尺寸为r42cm，厚度基本均匀为12mm，属于中小型塑件。（4）通过以上分析，此塑件可以采用注塑成形生产，又因为模具寿命要求要达到10万次，塑件产量要达到25万件，属于大批量生产，采用注塑成形具有较高的经济效益。3、注射机的选择（1）计算塑件的体积、质量经ug软件测得塑件的体积约为41，8193，塑件密度为0.91g/cm3,则质量m=41.8190.91=38.05g（2）确定模具型腔数量模具寿命要达到30 万次，属于大批量生产，且塑件精度要求较高，为提高效率，采用一模两腔结构。 （3）选择注射机根据公式vmax(nvs+vj)/kvmax注射机的最大注射量 n型腔数量vs塑件体积 vj浇注系统凝料体积k注射机最大注射量利用系数，一般取k=0.8 已知n=2，vs=41.823，估计vj=63，则vmax(241.82+6)/0.8=112.053查表可选择的注射机型号为xs-zy-125型卧式注射机,其有关参数为:额定注射量 125cm3注射压力 120mpa锁模力 900kn最大成形面积 320cm2模具厚度 200300mm最大开合模行程 300mm喷嘴圆弧半径 12mm喷嘴孔直径 4mm拉料间距 260mm290mm顶出形式 两侧设有顶杆，机械顶出（4）制定注射成形工艺参数 查表得pp的注射成形工艺参数如下：温度（oc）喷嘴温度 170190料筒温度 前段180220 中断200220 后段160170 模具温度 40802压力（mpa）注射压力 70120时间（s）注射时间 05 冷却时间 1550保压时间 2060 成形周期 401204、模具结构设计4.1分型面的选择 分型面是模具动模和定模的结合处，分型面的选择应以模具结构简单、分型容易，且不破坏已成形的塑件为原则，首先确定模具的开模方向为塑件的轴线方向，根据分型面应选择在塑件外形的最大轮廓处原则，则此塑件的分型面选在塑件的上接面处，此塑件分型面如图2所示图2 分型面4.2型腔布局单型腔模具虽然可使模具结构简单，但塑件成形的生产效率低，塑件的成本高，适于塑件较大的产品。多型腔模具虽然使模具结构复杂，但塑料成形的生产效率高，塑件成本低，根据注射量求出型腔的数目。零件规格比较大，一模一腔但是经济效益低。生产效益低，模多腔模具的尺寸大不利于加工，但是生产效益高，经济效益高，所以采取一模二腔最符合该产品，如图3所示图3 型腔布局4.3确定模具总体结构类型对塑件表面的要求较高，要求表面光滑、完整、厚度均一、无飞边毛刺、无银丝、无波浪、熔接痕数量最少，熔接痕最小、无缩痕、无气泡、无划伤和白斑等外观缺陷，所以采用侧浇口成形。方案一：普通两板模结构是注塑模中最简单的一种结构形式，这种模具只有一个分型面。方案二：三板模结构，三板模也是注塑模中较为常见的一种结构，但是比较繁琐。综合考虑，选择两板模。 4.4成形零件设计（1）结构设计 型腔和型芯的结构有两种基本形式，即整体式与组合式。考虑到塑件大批量生产，则应选用优质模具钢，为节省贵重钢材，型腔和型芯都宜于采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。为便于装拆，型腔采用整体嵌入式。 （2）工作尺寸计算（因为是未注公差按mt6计算）对于标注公差的型芯、型腔尺寸按相应公式进行尺寸计算，其余则按简化公式计算。 查表可知洦pp的平均收缩率scp=1.15% 型芯径向尺寸84+0.46 lm=(lslsscp3/4)z =（84+84.461.15%+0.463/4）-（0.46/4） =85.3-0.115 型芯高度尺寸 12+0.32 hm=(hs+hsscp+2/3)z =（12+121.15%+2/30.32）-（0.32/4） =12.52-0.08 型腔径向尺寸 84-0.46 lm=(lslsscp-3/4) +z =（84+841.15%-3/40.46）+（0.46/4） =85.3+0.115 型腔深度尺寸 10-0.28 hm=(hs+hsscp2/3) +z =(10+101.15%-2/30.28) +（0.28/4） =10.34+0.07 型芯圆角 r5 lm=(lslsscp)z =(5+52.25%)-0.01=5.12-0.01 型腔圆角 r2 lm=(lslsscp)+z =（5+52.25%)+0.01=5.12+0.01（3）型腔侧壁和底板厚度计算 整体式型腔结构其特点牢固、不易变形、不会是塑件产生拼接线痕迹.但是加工困难热处理不方便。组合式简化加工工艺减少热处理拼合处有间隙，利于排气，便于维修，节省贵重的模具钢，其要求的精度较高，组合结构必须牢固。由于此零件的规格较小大r42所以采用组合式h1/l=12/42=0.29 查表得c=0.015 w=0.09 l/b=84/84=1查表得a=0.25 c=0.013s=135 t=1274.5选择标准模架(1)确定模架组合形式 采用推杆推出机构，定模和动模均由两块模板组成,有许多的模架dum和lim的现成的模架,所以采取的是 lim（sg） (2)计算型腔模板周界长度n=127+125=251宽度l=1352+522=374(3)选取标准的型腔模板周界尺寸 首先确定模架宽度，n=374最接近于标准尺寸400，则选400l；然后从l系列标准尺寸中选择接近于l= 251的250。最终确定的模架规格为250400。(4)确定模板厚度 a板 定模板，用来嵌入型腔镶块，因型腔镶块采用通孔台肩式，则a板厚度等于型腔镶块厚度，型腔镶块厚度=型腔深度+底板厚度=45，选取标准中a板厚度ha=50mm。 b板 动模板，用来固定型芯，采用通孔台肩式，b板厚度=（0.51）型芯高度，则b板厚度hb在5070之间，标准化取hb=70mm。 c板 垫板，形成推出机构的移动空间，其厚度=推杆垫板厚度推杆固定板厚度塑件推出距离，保证把塑件完全推离型芯。此模架推杆垫板厚度=15mm，推杆固定板厚度=15mm，塑件推出距离=型芯高度+（510）cm，选推出机构移动空间要足够推出塑件，hc=80 mm。此设计中模架标准采用futaba标准模架，如图4所示。图4 模架 (5)检验模架与注射机的关系模具外形尺寸250320拉杆空间300mm340mm ，合理。最大模具厚度300 模具厚度260最小模具厚度200 ，合理。开模行程 最大开合模行程300，合理。 4.6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。(1)主流道的设计主流道是塑料熔融体进入模具型腔时最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利地向前流动，开模时主流道凝料又能顺利地拉出来。由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模板上，而是将它单独设计成主流道衬套镶入定模板内。浇口套的选用：进料口直径：d=d+(0.51)mm=314mm式中d为注塑机喷嘴口直径。球面凹坑半径：r=r+(0.51)mm=10+0.510.5mm式中r为注塑机喷嘴球头半径。所选浇口套的立体图如图5所示： 图5 浇口套(2)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。(3)分流道的设计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，但是加工较困难，于是选用u形。因为u形截面分流到热量损失仅大于圆形和正方形截面的分流道，但又比圆形和正方形的截面流道容易脱模，而且，加工容易，所以u形截面分流道具有优良的综合性能。分流道的尺寸：分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及流道长度确定。对于重量在200g以下，壁厚在3mm以下的塑件可用以下经验公式计算分流道的直径。d=0.2654w1/2 l1/4式中：d分流道的直径，mm； w塑件的质量，g； i分流道的长度，mm；由于所设计的塑件的质量小于200g，故按以上公式确定其直径。d=0.2654w1/2l1/4=0.265444.571/2501/4=3.78mm由于此式计算的分流道直径限于3.2mm9.5mm，而所算出来的结果小于此范围，参考聚苯乙烯的分流道推荐值，定出分流道直径为6mm，其剖视图如图6所示 图6 分流道其中r=6mm h=2r，分流道的布置：选用平衡式的分流道布局。(4)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，分析可知选侧浇口较为合理，因为经过浇口分析，鼠标浇口位置最好是在蓝色位置里面和外面，但是，因为设计的是一模两腔，综合考虑，选择侧浇口，浇口浇道如图7所示 浇口 浇道图7 浇口浇道浇口直径为0.6mm，各拔模角度为15。4.7推出机构常用的推出机构有推杆、推板、推管等，推杆推出机构是整个推出机构中最简单、最常见的一种形式。由于设置推杆的自由度较大，而且推杆截面大部分分为圆形，容易达到推杆与推板或型芯上推杆孔的配合精度，推杆推出时运动阻力小，推出动作灵活可靠，损坏后也便于更换，所以采用推杆推出注意事项：(1)导柱长度要足够，以保证推出塑件时推板留在模具上。(2)推杆与型芯的间隙为0.5mm，不会擦伤型芯，锥面配合，起到辅助定位作用，也可防止推杆因偏心而溢料。(3)由于塑件高度较小，型腔深度不是很大，且非软质塑料，不容易形成真空，因此不必设置引气装置，如图8所示 图8 顶杆 4.8冷却系统 模具温度的调节既关系到塑件质量（塑件的尺寸精度、塑件的力性能和塑件的表面质量），又关系到生产效率，采用冷却水效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期、提高生产效率最有效的方法，所以根据塑件的形状、壁厚及塑料的品种，设计与制出能实现均一、高效冷却的回路，如图9所示图9 冷却水道4.9排气系统由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.020.03mm ，中间设排气槽。5、注射机的校核(1)最大注射量 k=0.8 vs =89.63 vj =63 vmax=1253 因为满足kvmaxvsvj，适合。(2)注射压力已知p注= 80130 mpa，p公=145mpa，则p公p注，适合。(3)锁模力900kn(4)安装部分尺寸喷嘴孔直径4.5主流道小端直径6拉杆空间300340模具外形250320最小模厚200模具厚度260最大模厚300 (5)开模行程最大开模行程300则最大开模行程开模行程，适合。 (6)推出机构两侧设有顶杆，机械顶出6、结束语6.1模具设计的创新与特色总结 本人的设计的产品是遥控器中的后座，遥控器是一个注重外形的产品，强调外表轮廓的统一性，所以为了保证塑件外形的能够比较圆滑，先建立一个整体外形，然后建立细节特征。用此方法做出来的遥控器外形比较圆滑，也不用太