【毕业设计论文】前盖注塑模设计-说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 ( 论 文) 说 明 书 题 目 前 盖 注 塑 模 设 计 摘 要 本文是关于前盖注塑模具的塑料成型模具设计，针对的主要是模具成型中的侧向抽 芯问题。在正确分析塑件工艺特点和 A B S 的性能的基础上，介绍了对凸模，凹模，浇注 系统，脱模机构，顶也机构的设计，选择标准零件，设计非标件的设计过程。由于模具 生产的塑料制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，涉及 模具结构、 强度、 寿命计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题；（C A D ） 、 P R O E 等不同的软件可分别用于模具的设计、 制造和产品质量进行分析。 塑料注射成型所 用的模具称为注射模成型模具，该模具特点是模具先由注射机合模机构闭和紧密，然后 由注射机注射装置将高温高压的塑料熔体注入模腔内，经冷却或固化成型后，在侧向分 型的作用下开模取出塑件。前盖注射模设计，采用一般精度，利用 C A D 、P R O E 来设计或 分析注射模的成型零部件，浇注系统，导向部件，脱模机构和分型抽芯机构等等。综合 运用了专业基础、专业课知识设计，其核心知识是塑料成型模具、材料成型技术基础、 机械设计、塑料成型工艺、模具 C A D , P R O E 等。 关键词： 熔融塑料 , 冷却, 浇注系统, 侧向抽芯, 顶出机构 A B S T R A C T t h i s p r o j e c t i s c a s t s t h e m o l d a b o u t t h e f r o n t c o v e r o f t h e p l a s t i c s t o m o d e l t h e m o l d i n g t o o l d e s i g n , i n v i e w o f m a i n l y i s i n t h e m o l d f o r m a t i o n l a t e r a l p u l l s o u t t h e c o r e q u e s t i o n . M o d e l s t h e c r a f t c h a r a c t e r i s t i c a n d i n t h e A B S p e r f o r m a n c e f o u n d a t i o n i n t h e c o r r e c t a n a l y s i s , i n t r o d u c e d t o t h e r a i s e d m o l d , t h e c o n c a v e m o l d , t h e c a s t i n g s y s t e m , t h e d r a w i n g o f p a t t e r n s o r g a n i z a t i o n , g o e s a g a i n s t a l s o t h e o r g a n i z a t i o n d e s i g n , t h e c h o i c e s t a n d a r d c o m p o n e n t s , d e s i g n s t h e n o n - t e n d e r d e s i g n p r o c e s s , e c a u s e t h e m o l d p r o d u c e s t h e p l a s t i c p r o d u c t h a s c h a r a c t e r i s t i c s a n d s o o n h i g h a c c u r a c y , h i g h c o m p l e x d e g r e e , h i g h u n i f o r m i t y , h i g h p r o d u c t i v i t y a n d l o w c o n s u m p t i o n , i n v o l v e s t h e m o l d s t r u c t u r e , t h e i n t e n s i t y , t h e l i f e c o m p u t a t i o n a n d t h e f u s i n g p l a s t i c f l o w s t h e f o r e c a s t i n t h e m o l d a n d s o o n t h e c o m p l e x p r o j e c t o p e r a t i o n q u e s t i o n ; ( C A D ) , P R O E a n d s o o n t h e d i f f e r e n t s o f t w a r e m a y u s e i n t h e m o l d s e p a r a t e l y t h e d e s i g n , t h e m a n u f a c t u r e a n d t h e p r o d u c t q u a l i t y c a r r i e s o n t h e a n a l y s i s . T h e p l a s t i c i n j e c t i o n f o r m a t i o n u s e s t h e m o l d i s c a l l e d t h e i n j e c t i o n m o l d f o r m a t i o n m o l d , t h i s m o l d c h a r a c t e r i s t i c i s t h e m o l d f i r s t g a t h e r s t h e m o l d o r g a n i z a t i o n b y t h e i n j e c t i o n m a c h i n e t o s h u t w i t h c l o s e l y , t h e n p o u r s i n t o b y t h e i n j e c t i o n m a c h i n e i n j e c t i o n i n s t a l l m e n t t h e h i g h t e m p e r a t u r e h i g h p r e s s u r e p l a s t i c m e l t i n t h e c a v i t y , a f t e r c o o l i n g o r t h e s o l i d i f i c a t i o n f o r m a t i o n , o p e r a t e s t h e m o l d u n d e r t h e l a t e r a l m i n u t e f u n c t i o n t o t a k e o u t m o d e l s . T h e f r o n t c o v e r i n j e c t i o n m o l d d e s i g n s , u s e s t h e g e n e r a l p r e c i s i o n , C A D , P R O E d e s i g n s o r t h e a n a l y s i s i n j e c t s t h e m o l d t h e f o r m a t i o n s p a r e p a r t , t h e c a s t i n g s y s t e m , g u i d e s t h e p a r t , t h e d r a w i n g o f p a t t e r n s o r g a n i z a t i o n a n d t h e m i n u t e p u l l s o u t c o r e o r g a n i z a t i o n a n d s o o n . T h e s y n t h e s i s h a s u t i l i z e d t h e s p e c i a l i z e d f o u n d a t i o n , t h e p r o f e s s i o n a l c o u r s e k n o w l e d g e d e s i g n , i t s c o r e k n o w l e d g e i s t h e p l a s t i c f o r m a t i o n m o l d , t h e m a t e r i a l f o r m a t i o n t e c h n o l o g y b a s e , t h e m a c h i n e d e s i g n , t h e p l a s t i c f o r m a t i o n c r a f t , m o l d C A D , P R O E a n d s o o n . K e y w o r d : T h e f u s i n g p l a s t i c . c o o l i n g . t h e c a s t i n g s y s t e m . l a t e r a l p u l l s o u t t h e c o r e . g o e s a g a i n s t t h e o r g a n i z a t i o n . 目 录 任务书 中文摘要 英文摘要 第一章 概述1 1 . 1国际、国内塑料模具成型发展概况1 1 . 2塑料模具设计方法主要发展方向 2 1 . 3毕业设计课题资料查询3 1 . 3 . 1 塑件分析. 3 1 . 3 . 2 了解塑件的加工性能和工艺性能4 1 . 3 . 3 塑料的适用范围6 1 . 3 . 4模具材料6 1 . 4毕业设计思想简述7 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计8 2 . 1成型塑料制件结构工艺性分析8 2 . 2塑件三维 C A D建模及 C A E分析8 2 . 2 . 1 利用 C A E 完成制件三维造型8 2 . 2 . 2 C A E分析及其结果9 2 . 2 . 3根据 C A E分析结论进行模具工艺设计1 4 2 . 3根据 C A E分析结论进行模具工艺设计1 4 2 . 3 . 2型腔布置1 5 2 . 3 . 3确定分型面1 5 2 . 3 . 4确定浇注系统和排气系统1 6 第三章选择注射机及注射机工艺参数校核2 0 3 . 1注塑机的技术规范2 0 3 . 2最大注射量的校核2 0 3 . 3注塑压力的核核2 1 3 . 4锁模力的校核2 1 3 . 5 模具闭合高度校核 2 2 3 . 6 开模行程校核2 2 第四章. 模具设计2 3 4 . 1确定标准注塑模架. . . 2 3 4 . 2模具成型零件系统设计 2 3 4 . 2 . 1成型零件结构设计2 3 4 . 2 . 2成型零件材料设计2 4 4 . 2 . 3成型零件壁厚设计2 5 4 . 2 . 4排气方式及排气槽的设计2 5 4 . 3型腔成型尺寸计算2 5 4 . 3 . 1塑件精度影响误差值的确定2 5 4 . 3 . 2按平均收缩率计算成型尺寸2 5 4 . 4脱模机构设计3 0 4 . 4 . 1 . 简单脱模( 顶杆, 推板组合式顶出) 设计3 0 4 . 4 . 2 . 侧向分型，抽芯机构设计3 2 4 . 5模具主要连接、定位、导向件设计3 7 4 . 5 . 1模具主要连接件选择或设计3 7 4 . 5 . 2模具主要定位件选择或设计3 7 4 . 5 . 3模具主要导向件选择或设计3 7 4 . 6模具冷却系统设计4 3 4 . 6 . 1注射模冷却系统设计的原则4 3 4 . 6 . 2模具热平衡计算4 4 第五章 绘制模具图4 8 5 . 1绘制总装结构图 4 8 5 . 2绘制重要零件图 4 8 5 . 3校对、审图。 5 0 5 . 4模具设计的标准化问题 5 0 第六章 结论 5 1 参考文献5 3 致谢5 4 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 第一章 概述 1 . 1 国际、国内塑料模具成型发展概况 塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。人们对各种设备和用品轻量化要 求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料 模具随之发展。 我国塑料模具的水平 近年来，我国塑料模具制造水平已有较大提高：所生产的大型塑料模具的单套重量 已达到5 0 t 以上； 精密塑料模具的精度已达到3 ? m ； 多腔塑料模具方面已能生产一模7 8 0 0 腔的塑封模具；高速模具方面已能生产挤出速度达 4 m / m i n 以上的高速塑料异型材挤出 模具及主型材双腔共挤模具。从生产手段方面来看，模具企业设备的数控化率已有较大 提高，C A D / C A E / C A M 技术的应用面已大为扩展，高速加工及 R P / R T 等先进技术的采用已 越来越多，模具标准件的使用覆盖率及模具的商品化率都已有较大幅度的提高，热流道 模具的比例也有较大提高。另外，三资企业的蓬勃发展进一步促进了塑料模具设计制造 水平及企业管理水平的提高。 国内国际塑料模具发展比较 我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂） ，自产自配比例高达 6 0 % 左右，而国外模具超过 7 0 % 属商品模具。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的 组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的 模具占总量比例不足 3 0 % ，而国外在 5 0 % 以上。2 0 0 4 年，模具进出口之比为 3 . 7 1 ，进 第一章 概述 2 出口相抵后的净进口额达 1 3 . 2 亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。 世界模具年产值 6 0 0 6 5 0 亿美元。 欧美发达国家， 模具出口约占本国模具年产值 1 3 。 近几年来，中国模具工业一直以年均 1 5 % 左右的快速发展，目前已有 1 7 0 0 0 多家模 具厂家，从业人数 5 0 多万。国内塑料模具产值已占模具总产值的 3 3 % 以上，其中以注塑 模具需求量最大。 有关数据表明， 目前国内仅汽车行业就需要各种塑料制品 3 6 万吨/ 年， 电冰箱、洗衣机和空调年产量均超过 1 0 0 0 万台，彩电年产量已超过 3 0 0 0 万台。到 2 0 1 0 年，建材行业塑料门窗普及率要求达到 3 0 % ，塑料管材普及率达到 5 0 % 。这些都将促进 塑料模具需求量大幅增长。2 0 0 0年，我国（未包括港澳台统计）塑料模具产值约 1 0 0 亿元，2 0 0 4 年已发展到 2 1 2 亿元，4 年平均增长率为 2 1 % ，高于模具行业总体发展速度 近 4 个百分点。 我国塑料模具的发展趋势 经过近几年的发展，在塑料模具的开发、结构的调整以及企业管理等方面已显示出 以下新的发展趋势： 1 、在模具的质量、交货周期、价格、服务四要素中，越来越的用户将交货周期放 在首位。 2 、大力增强主动开发能力。模具企业不能等有了合同，才根据用户要求进行模具 设计。目前，青岛海尔模具公司等企业的“你给我一个概念，我还你一个产品”的一站 式服务模式以及太仓求精模塑公司等企业主动开发的办法已被越来越多的企业所接 受。 3 、随着模具企业的设计和加工水平的提高，模具的制造正在从过去主要依靠钳工 的技艺而转变为主要依靠技术。这一趋势不但使得模具的标准化程度不断提高，而且使 得模具精度越来越高，生产周期越来越短，钳工比例越来越低，最终促进了整个模具工 业水平的提高。 4 、模具企业及其模具生产正在向信息化方向迅速发展。在信息社会中，作为一个 高水平的现代模具企业，单单只是 C A D / C A M 的应用已远远不够。目前许多企业已经采用 了 C A E 、P D M 、C A P P 、R E 、C I M S 、E R P 等技术及其他许多先进制造技术和虚拟网络技术。 四川理工学院毕业设计（论文） 3 5 、世界上工业发达国家的模具正加速向我国转移。其表现方式为：一是迁厂， 二是投资，三是采购。我国的模具企业应抓住机遇，借用并学习国外先进的技术，加快 我国模具制造业的发展步伐。 总之，中国的塑料模具具有光辉灿烂的前景。只有那些能够把握机遇、开拓市场、 不断发现新的增长点的模具企业和能够生产高技术含量模具的企业，才能在竞争激烈的 市场中占有一席之地。 1 . 2 塑料模具设计方法主要发展方向 模具设计长期以来依靠人的经验和机械制图来完成。自从二十世纪八十年代中国 发展模具计算机辅助设计（C A D ）技术以来，这项技术已获得认可，并且得到来快的发 展。九十年代开始发展的模具计算机辅助工程分析（C A E ）技术，现在也为许多企业应 用，它对缩短模具制造周期及提高模具质量有显着的作用。一些工业发达国家的模具企 业应用 C A D 术，已从二维设计发展到三维设计，三维设计已达 7 0 % 以上。中国大部分企 业还停留在二维设计的水平上，能进行三维设计的企业还不到 2 0 % 。C A E软件在国外应 用已较普遍，国内应用还比较少，用於预测零件成形过程中可能发生缺陷的水平还比较 低。 塑料模具塑料成形过程的各种模拟分析（注塑成形，包括塑料充模、保压、冷却、 翘曲、收缩、纤维取向等模拟分析） 、热传导和冷却过程的分析、凝固及结构应力分析 等。计算浇注系统及模腔的压力场、温度场、速度场、剪切应变速率场和剪切应力场的 分布并分析其结果，是非常复杂和费时的。这一模拟技术已从中面流技术发展到双面流 技术，不久即可发展到既正确又快速的实体流技术，产生满足塑料件虚拟制造要求的三 维注塑流动模拟软件； 1 . 3 毕业设计课题资料查询 1 . 3 . 1 塑件分析 制件为前盖，机构复杂，采用的 材料 A B S ，其技术要求 1 . 收缩率 0 . 5 5 % 。2 . 未注公 差尺寸按 s j 1 3 7 2 - 7 8 . 8 级。3 . 大批量生产。考虑到塑件呈矩形壳体，两侧有一孔，在加 工不规则表面时有一定的加工难度，要采取镶块形成侧凹，有小孔而要侧向抽芯。综上 所述采用镶块式并在一定程度上增加型芯的精度和强度。塑件 C A E 分析见图 1 . 3 . 1 第一章 概述 4 图 1 . 3 . 1 塑件 C A E 分析结果 由上图可得制件质量 6 0 g ，体积 5 7 1 7 c m 3 . 1 . 3 . 2 了解塑件的加工性能和工艺性能、塑料熔体流动行为，塑料在模具 内可能的结晶，取向及导致的内应力 A B S 树脂为丙烯脂( 2 3 4 1 ) 、丁二烯( 1 0 。3 0 轮) 和苯乙烯( 泌6 D ) 3 种单体共聚而成的无定型聚合物，简称 A B S ， A B S 的工业合成方法有乳液法和本体法， 合成的 A B S 有中抗冲击型、高抗冲击型，高抗冲击型等多种。 A B S 大分子的主链可以为分B S A B A S 而相应的支链可分A S S A B 等组分。 不 同的结构单元赋予其不同的性能：当丙烯腊( A ) 含量增加时，其硬度、拉伸强度、弹性 模量、抗冲击性、耐溶剂性及耐热性均有所提高，但高频绝缘性却下降；当丁二烯( B ) 含量增加时，韧性、抗冲击性、耐磨性及伸长率均增大，而硬度、拉伸强度、弹性模量 却有所下降；当苯乙烯( S ) 含量增加时，透明性、着色性、电绝线性及加工性能有所提 高，硬度好，但材质变脆。 三元共聚而成的 A B S ，形成了坚韧、质硬、刚性的热塑性工程塑料。不同 型号的 A B S ，因结构差异较大，所以其性能差异也较大。 ( 一) A B S 性能 ( 1 ) 无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。密度为 1 . 0 8 - 1 . 1 8 g m l 3 ( 克每立方厘米) ，收缩率为 0 4 。o 9 ，吸湿性小于 1 ，熔融温度 2 1 7 - 2 3 7 。热分解温度 大于 2 5 0 。 ( 2 ) A B S略硬而坚韧刚性、耐低温冲击性、耐蛹变性、尺寸稳定性、耐磨性均 四川理工学院毕业设计（论文） 5 良好：线膨胀系数很小，成型收缩小，表面光泽优异。 ( 3 ) A B S阳电绝缘性能较好并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多 数环境下使用。 ( 4 ) A B S 的热变形温度为 9 3 - 1 1 8 ，制品经退火处理后可提高 1 0 摄氏度左右， 可在- 4 0 - 1 o o 的温度范围内使用，在4 0 时仍能表现出一定的韧性。 ( 5 ) A B S 略易燃，火焰呈黄色，黑姻，有特殊臭味，但不滴落。 ( 6 ) A B S不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但溶酮类、醛类及氯代烃中，受 冰乙酸、 植物油等侵蚀会产生应力开裂, A B S 的耐候性差， 在紫外光的作用下易产生降解； 于户外半年后，抗冲击强度将大幅度下降。 ( 7 ) A B S的吸附性极强，是塑料电镀的极好材料，与极性树脂相容性良好，可改 善性能。 表 1 . 3 . 1 A B S 部份性能 项目 超高冲击型 高冲击型 低温冲击型 耐热型 密度 1 . 0 5 1 . 0 7 1 . 0 2 1 . 0 6 - 1 . 0 8 吸水率 0 . 3 0 . 3 0 . 2 0 . 2 热变形温度 9 6 9 8 9 8 1 0 4 - 1 1 6 线膨胀系数 1 0 7 8 . 6 - 9 . 9 6 . 8 - 8 . 2 燃烧性 - - 0 . 5 5 0 . 5 5 拉伸强度 3 5 6 3 2 1 - 2 8 5 3 - 5 6 拉伸弹性模量 1 . 8 2 . 9 0 . 7 - 1 . 8 2 . 5 弯曲强度 6 2 9 7 2 5 - 4 6 8 4 弯曲弹性模量 1 . 8 3 . 0 1 . 2 - 2 . 0 2 . 5 - 2 . 6 压缩强度 - - 1 8 - 3 9 7 0 络氏硬度 1 0 0 1 2 1 6 2 - 8 6 1 0 8 - 1 1 6 第一章 概述 6 A B S 的部份性能补充如下： 英文名字：A c r y l o n i t r i l e B u t a d i e n e S t y r e n e 密度： 1 . 0 8 - 1 . 1 8 g c M 3 成型收缩率：0 . 4 - 0 . 7 % （0 . 5 5 ） 拉伸模量：1 . 9 5 成型温度：2 0 0 - 2 4 0 干燥条件：8 0 - 9 0 2 小时 熔化温度：2 1 0 - 2 8 0 比热容： 1 3 0 0 J / ( k g . k ) 导热率： 0 . 1 1 8 W / ( m . k ) 注射压力： 7 0 - 9 0 / M p a 注射速度：一般取中低速 螺杆转速：1 5 4 5 r / m i n 模具温度：当壁厚在 2 5 时，一般控制在 6 0 - 8 0 保压力： 4 0 5 0 M p a 保压时间：2 m m 时 1 0 1 5 s 冷却时间：2 m m 时 1 0 1 5 s 制件公差等级： S J 1 3 7 2 7 8 ，8 级 喷嘴孔孔径：大与 5 m m 设备螺杆：长径比在 1 4 2 0 之间 四川理工学院毕业设计（论文） 7 1 . 3 . 3 塑料的适用范围 A B S 用途十分广泛，目前主要用于（1 ）零件：汽车、飞机零部件、机电外完、纺织 纱管、变速箱盖、散热器、空调机、电冰箱内衬、吸尘器究、卷发器、打字钒、缝纫机 零部件。 （2 ）壳体：照相机壳、滑雪板、公文包、行李粕、家具、笔杆、半导体壳、电 视机壳、收录机壳、电话机壳、台式分算机宪。电风扇座组电油壳、安全帽、洗衣机零 部件、访扭、输送腐蚀性液体管道、隔膜阀、天线放大梯、车灯、铅初、潦包线盘以及 板、管、棒等。 1 . 3 . 3 . 1 塑件收缩及补缩问题，尽量减少残余内应力和翘曲变形。 A B S 吸水性较强，会因此导致熔体水解，故成型前必需干燥 2 小时。 过高的注塑速度会使聚矾熔体出现破裂的倾向，这将限制熔体的充模速度，造成 充模困难。采用中速。 1 . 3 . 3 . 2 塑料对模具温度的要求 模具温度在 2 5 - 8 0 ，太低将影响塑件光泽度。 1 . 3 . 4 模具材料 模具采用 9 s i c r ，部分零件采用 T 8 A ，T 1 0 A 。9 s i c r 强度高，韧度、塑性和焊接性均 好，主要用于型腔简单，生产批量较大的塑料模，采用反印法制造模具，然后经渗碳淬 火、回火处理，可或的外表高硬度又耐磨，心部韧性好的模具，其加工性能较好，脱碳 敏锐性较小。该模具的其他各部分零件详见后面章节内容。模具的材料见下图。 图 1 . 3 . 2 常用模具材料 模具的热量损耗，冷却水用量，生产效率见第四章. 第一章 概述 8 1 . 4 毕业设计思想简述 本次模具设计尽量借用计算机来完成复杂的计算和建模分析，总结前人的设计经 验，结合塑件的具体结构和塑料材料的具体性能，尽量设计出高的，科学的，自动化高 的先进的模具。在模具的结构设计中，尽量采用标准件，降低模具设计工作量，节约原 材料，降低成本，在保证质量的前提下尽量简化模具结构。 大学四年的本科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知 识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术 得到愈来愈广泛的应用。 在完成大学四年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械 设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一 个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课 题，在指导老师的协助下，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书 馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行 充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。 四川理工学院毕业设计（论文） 9 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 2 . 1 成型塑料制件结构工艺性分析 尺寸精度度分析： 选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析， 如下图 2 - 1 - 1 孔的 直径 d = 4 m m 来确定塑件尺寸精度等级；该孔要求较高，精度也高，由于塑件精度是 I T 8 级，而模具的精度一般比塑件要高 2 级左右，经查选用 I T 6 级制造，塑件其他尺寸均按 该精度等级制造。 图 2 - 1 - 1 塑件 粗糙度分析：虽然前盖表面要求不高，但也不能在表面上留下缺陷，由塑料制件的 粗糙度确定模具的粗糙度， 模具的粗糙度比塑料制件的粗糙度小一级。 按该要求可选用 模具的粗糙度为 0 . 4m。塑件开模时留在粗糙度大的凸模一侧. 斜度设计： 便于拔模和留模。 参考实用注塑模具设计手册中 A B S 在 1 3 5 尺寸长度下 的拔模斜度，取 1 。的拔模斜度 壁厚设计：壁厚应均匀，薄壁处是否有强度。A B S 的最小壁厚为 0 . 7 8 m m ，在壁厚太 厚处要开设冷却水道。 增加刚性，减小变形的结构设计：加强筋，边缘的加强角设计、螺纹、嵌件设计 2 . 2 塑件三维C A D 建模及 C A E 分析 2 . 2 . 1 塑件三维造型 利用 C A D 建模，完成三维零件的设计如图 2 - 2 - 1 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 10 图 2 - 1 - 2 塑件三维实体 2 . 2 . 2 C A E 分析及其结果 2 . 2 . 2 . 1 最佳浇口位置分布分析 A 方案 B 方案 表 2 - 2 - 1 最佳浇口分析 我通过对塑件的分析觉得采用直接浇口比较容易充型，但还是以点浇口充型进行 了 C A E 分析，现在从分析结果比较哪一种方案更好。 表 2 - 2 - 1 中可以看到由红到蓝不同的颜色，红色的位置是浇口分布最差的位置， 而蓝色的地方却是最佳的浇口位置分布。 我们在选折浇口的时候可以根据此图和实际情 况（比如：分型面的设计、模具结构等）来确定在选择好最佳浇口位置后，便可以开始 四川理工学院毕业设计(论文) 11 对塑件进行模流分析，包括注射时间分布、注射质量分布、注射压力分布、注射压力损 失分布、注射温度分布、注射熔接痕，气泡多少。 如表中两种方案所示，分别进行分析。 2 . 2 . 2 . 2 注射时间分布分析比较 在选择好最佳浇口位置后，便可以开始对塑件 进行模析了。首先看看注射时间的分布情况。如下表 2 - 2 所示，红色的地方注射时间最 短，而蓝色的地方是注射时间最长的地方. B 方案的注射的时间差 1 . 9 s ，对比 A 方案我 们可以知道 B 方案要的时间要少得多得多， 注射时间短则充型质量要好些。 该时间为塑 件的参考注射时间， 并不是塑件的真实的注射时间， 但我们可以参考该时间来设计模具 A 方案 B 方案 表 2 - 2 - 2 注射时间比较 2 . 2 . 2 . 3注射质量分布分析 由质量分布分析表 2 - 3中可以看到有三种不同的颜 色，绿色和黄色和红色。其中绿色代表质量最佳的分布情况，而黄色则表示一般质量的 分布情况。红色表示质量最差的分布情况，塑件注射质量可行，但应该对红色的部分进 行考虑以达到最佳的质量。其中 B 方案充型质量明显比 A 方案要好。 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 12 A 方案 B 方案 表 2 - 2 - 3 成型质量比较 2 . 2 . 2 . 4注射压力分布分析 由注射压力分布图 2 - 2 - 5可以看到由蓝到红的不同颜 色，表示不同的压力分布情况。蓝色表示压力最小的分布位置，橘红色表示压力最大的 分布位置， 蓝色变到橘红色的其他颜色则表示压力的变化位置。 我们可以看到离浇口近 的位置压力大，随着距浇口距离的变化，压力也逐步变小，这和我们预想是一致的。A 方案的压力差为 9 M P a 。但是有蓝色的地方，B 方案压力全是黄色以上，状态较好。 A 方案 B 方案 表 2 - 2 - 4 注射压力比较 2 . 2 . 2 . 5 注射压力损失分布分析 由注射压力损失分布分析如表 2 - 5 所示，可以看 到由蓝色到红色的不同分布情况，B 方案中压力损失较小. 四川理工学院毕业设计(论文) 13 A 方案 B 方案 表 2 - 2 - 5 压力损失比较 通过表 2 - 5 和 2 - 5 可以看到此二图是相对应的，注射压力小的地方则压力损失大， 注射压力大的地方压力损失小。其压力损失为 2 0 M P a 左右。 2 . 2 . 2 . 6注塑温度分布分析 大部分温度分布在允许范围之内，但在一些较薄区 域， 料流前峰温度非常低， 需要适当调整注塑工艺参数, 以免在这些区域产生短射和应 力集中。观察表 2 - 2 - 6 可发现两种方案的充型温度都很好，保持了红色的状态，这能使 料流成功的充满型腔。 A 方案 B 方案 表 2 - 2 - 6 成型温度比较 2 . 2 . 2 . 7 熔接痕, 气泡比较 如表 2 - 2 - 7 中可知 B 方案有较多的熔接痕， 其主要原因 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 14 是塑件有小孔和凸起，如果再采用点浇口的话效果将会更差，出现更多的熔接痕。绝大 多数的熔接痕分布在凸起和棱处。 要移动和消除熔接痕， 我们可以修改塑件的壁厚和浇 口的位置。 在不影响塑件本身的强度和装配的前提下， 要在熔接痕位置处对塑件壁厚进 行适当处理，同时通过适当的工艺调整，尽量减少熔接痕的产生。 大部分气泡出现在边缘部分，因此除了顶部，其他区域不易发生烧焦和短射现象。 为了防止气泡，也为了得到更好的熔接痕，必须减小顶面末端的厚度，不过该模具主要 还是通过分型面排气。 A 方案 B 方案 表 2 - 2 - 7 气泡熔接痕比较 四川理工学院毕业设计(论文) 15 综上所述，方案 B比起方案 A有更好的充型质量，更快的充型速度，要好得多，所以 选择 B 种方案， 2 . 3 根据 C A E 分析结论进行模具工艺设计 2 . 3 . 1型腔数量的决定（型腔数必需同时满足：交货期、注塑机最大注塑质量、注 塑机的塑化能力、锁模力和模板尺寸） 2 . 3 . 1 . 1 由交货期计算型腔数 () 1.05 3600 c hom N t n ttt = ( 2 - 1 ) 式中 : 1 . 0 5 故障系数（以 5 计） N 副模具定货量（件） N = 1 1 0 0 0 0 件 tc成型周期（s ） （注射时间 1 . 9 S + 保压时间 1 5 S + 取 件时间 1 1 S ）2 7 S t0从定货到交货时间（月） t0= 4 个月 tm模具制造时间（月） t m = 0 . 5 个月 th所在厂的每月工作时间计月） th= 2 0 8 小时/ 月 所以代入相关数据得： n = 5 0 .1 127 1.051 3600 ()3600208 (40 5) c hm N t t tt = 取 n = 1 2 . 3 . 1 . 2 由公称塑化能力求型腔数 /3600 i KMTm n m = 浇 ( 2 - 2 ) 式中， K 注塑机的最大注射量的利用系数 0 . 8 M 注射机的公称塑化量 1 1 0 g / s T 注塑周期 2 8 s M浇- -浇注系统的凝料质量 2 0 g M i一个制品的质量 6 0 g 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 16 n = ( 0 . 8 * 1 1 0 * 2 8 - 2 0 ) / 6 0 1 取 n = 1 2 . 3 . 1 . 3 根据最大注射质量求型腔数 型腔数量计算： m n q = (2- 3) 实际注塑量： so mm%85=（注人模具时由于流动阻力增加，加大了沿螺杆逆流量，再 考虑安全系数取为机器最大注塑能力的 8 5 。 ） 。 2 7 0 g / c m （最大注射量） * 1 . 1 （A B S 密度）= 2 9 7 q：1个塑件与均分到的浇注系统的质量质量之和( 8 0 g ) ，当n不到 1时则应改用较 大的机器。 n = 2 9 7 * 0 . 8 / 8 0 = 2 . 9 取 n = 1 2 . 3 . 2 型腔布置 2 . 3 . 2 . 1 考虑到塑件要侧向抽芯机构，为简化模具采取一模一腔。塑件形状所限制 性采用直浇口。 2 . 3 . 2 . 2 浇注系统设计三维图 图 2 - 3 - 1 浇注系统 2 . 3 . 3 确定分型面 四川理工学院毕业设计(论文) 17 分型面的位置要有利于模具加工， 排气、 脱模及成型操作， 塑料制件的表面质量等。 2 . 3 . 3 . 1型腔分型面位置的设计, 为了得到更好的外表质量分型面优选在方便脱 模，制件留在动模边，从制件的推出装置设置方便考虑。 包紧力大的在动模边 故将凹模放在定模边 同心度要求：要求同心的部分放在模具分型面的同一侧。 考虑到有侧向抽芯和排气： 分型面作为主要排气面， 料流的末端在分型面上以利排 气。且利于分型。 终上所述采用三分型面， 分型面 1 控制斜梢侧向抽芯， 分型面 2 控制镶块以使内侧 凹脱模, 分型面 3 选在前盖底部以取出制件。如下图: 图 2 - 3 - 2 分型面 2 . 3 . 3 . 2 分型面三维形状如下 图 2 - 3 - 3 分型面三维造型 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计 18 2 . 3 . 4 确定浇注系统和排气系统 在设计浇注系统时应考虑下列有关因素： 塑料成型特性： 设计浇注系统应适应所用塑料的成型特性的要求， 以保证塑件质 量。 模具成型塑件的型腔数： 设置浇注系统还应考虑到模具是一模一腔， 浇注系统直 接为直浇道。 塑件大小及形状：根据塑件大小，形状壁厚，技术要求等因素，结合选择分型面 同时考虑设置浇注系统的形式、进料口数量及位置，保证正常成型，还应注意防止流料 直接冲击嵌件及细弱型芯受力不均以及应充分估计可能产生的质量弊病和部位等问题， 从而采取相应的措施或留有修整的余地。 塑件外观：设置浇注系统时应考虑到去除、修整进料口方便，同时不影响塑件的 外表美观。本模具直接在拉料杆作用下去除进料口。 注射机安装模板的大小： 在塑件投影面积比较大时， 设置浇注系统时应考虑到注 射机模板大小是否允许，并应防止模具偏单边开设进料口，造成注射时受力不匀。 成型效率： 在大量生产时设置浇注系统还应考虑到在保证成型质量的前提下尽量缩 短流程，减少断面积以缩短填充及冷却时间，缩短成型周期，同时减少浇注系统损耗的 塑料。 冷料： 在注射间隔时间， 喷嘴端部的冷料必须去除， 防止注入型腔影响塑件质量， 故设计浇注系统时应考虑储存冷料的措施。本模具冷料井即为前盖的中间的孔的部份。 在开模时被拉料杆顶出。 2 . 3 . 4 . 1 主流道和主流道衬套结构 主流道固化时间要求：为了有效地传递保压压力，浇注系统主流道及其附近的塑料熔体应该最 后固化。 卧式注塑机主流道结构设计要点： 锥角、粗糙度加工划痕方向要求：圆锥形主流道，锥角= ? 2 ? 4 ；取 ? 4 。内壁粗糙 度值 R a 0 . 4m 以下；机械加工划痕不得垂直于脱出方向；加工腐蚀性材料还应将流 道的内孔镀铬。 主流道与喷嘴结构：接触处多作成半球形的凹坑，凹坑球半径 R2应比喷嘴球头半 径 R1大 l 2 m m 。取 1 m m 主流道小端直径：应比注塑机喷出孔直径约大 0 . 5 l m m 常取mm84。取 5 m m 。 主流道大端直径：应比分流道深度大 1 5 m m 以上，锥角一般取 2 O一 6O 。取 4 度. 主流道村套结构：设计成独立的； 四川理工学院毕业设计(论文) 19 (2) 主流道流动分析 S Q = p Q/（scm 3 ） ( 2 - 4 ) 式中: S Q : 主流道的体积流率（scm 3 ） p Q: 模具成型塑件体积，通常取 p Q= （0 . 5 0 . 8 ）注塑机额定注射量（2 1 6 3 cm ） ：注射时间。 2 S 得 S Q = 1 0 8 scm 3 剪切速率确定： 经验：主流道 - 13s 105= ? 表观粘度 iv 确定： （图 3 - 3 - 3 6 ）也应查取不同的值。 iv q 体积流量确定： ? 3 v