毕业设计（论文）-管卡注射成型模具设计.pdf

开题报告天津大学高等教育自学考试本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称管卡注射成型模具设计学院名称机械工程学院专业名称模具设计与制造学生姓名指导教师翟选题依据及研究意义模具是机械、电子等行业的基础工业，是技术成果转化的基础，是高新技术产业的重要领域，同时它对国民经济和社会的发展起着越来越大的作用。在欧美等工业发达的国家被称为“点铁成金”的“磁力工业”。采用模具生产制件具有效率高、质量好、切削少、节约能源和原材料、成本低等一系列优点。模具成型已成为当代工业当代生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具有潜力的工业发展方向。塑料模具是模具工业中的一种，对实现塑料成型工艺要求和塑件使用要求起着十分重要的作用。任何塑件生产和更新换代都是以模具的制造和更新为前提的，由于目前工业和民用塑件的产量猛增，质量要求越来越高，因而导致了塑料模具研究、设计和制造技术的迅猛发展。近年来塑料成型模具的产量和水平发展十分迅速，从模具设计和制造两方面来看，未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是：1.广泛应用、大力普及CADCAECAM技术，逐步走向集成化。2.提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术，逐步减少模具的进口量，增加模具的出口量。3.提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。4.发展快速成型和快速制造模具，即快速成型制造技术，迅速制造出产品的原型与模具，降低成本推向市场。5.开发优质模具材料和先进的表面处理技术，提高模具的可靠性。6.积极研究与开发模具的抛光技术及其设备。7.研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程，最大限度地提高模具的开发效率与成功率。8.大力发展高精度塑料模具。9.简易制模工艺的研究，开发新的成型工艺与模具，以满足未来的多学科多功能综合产品开发设计技术。10.特种塑料成型模具的研制与开发。基于以上内容并结合我校专业特色及本专业的培养计划，我选用汽车播放器壳体塑件作为本次毕业设计的题目。研究内容：(包括研究思路、研究方法等)研究内容：(包括研究思路、研究方法等)本次毕业设计题目中的管卡采用ABS为主要原料，产品外观为白色，本制品作为民生用品，在居民住房、企业工厂、办公写字楼中得到广泛应用。4做专业的数控、维修zhq7281348开题报告注射成型模具的设计和制造，其最终目的是为了能按用户要求和市场需要，快捷、及时、既安全又稳定持久的生产出质地精良的制品。因此，设计是否合理主要体现在下述几方面：（1）所成型制品的表面质量、尺寸精度及其稳定性以及相关技术条件，是否能达到用户或图纸的要求。（2）所涉及的模具，其制造工艺星是否先进、合理，与现有设备及制造技术水平是否相符合在规定的周期内完成。（3）各零部件是否便于装、卸；便于维护、修理和更换。（4）使用是否安全并符合环保要求；使用寿命能否达到用户要求。设计过程如下：（1）全面了解制品的形状、尺寸、重量等，作为设计的依据。（2）确定分型面。（3）确定型腔数和排列形式以及型腔、型芯的结构。（4）浇口位置、脱浇道结构的确定和排气系统地确定。（5）冷却系统的选定。（6）导向、定位结构的确定。（7）推出结构和复位结构的选定。（8）模架大小的选定和相关标准件的选定。（9）模具钢材和热处理要求的确定。（10）注射机型号、规格的选定。上述内容确定后即可进行总装配图的设计和绘制。研究进程安排研究进程安排（1）一到四周查资料、写开题报告；（2）五到十周计算尺寸确定方案绘制草图；（3）十一到十六周绘制装配图，零件图和写说明书；（4）十七到十八周老师检阅，答辩；主要参阅文献主要参阅文献1邹继强，塑料制品及其成型模具设计，北京：清华大学出版社，2005年2王鹏驹，塑料模具技术手册，北京：机械工业出版社，1997年3阎其凤，模具设计与制造，北京：机械工业出版社1995年4刘小年，机械设计制图简明手册，北京：机械工业出版社2001年选题是否合适：是否课题能否实现：能不能指导老师（签字）年月日选题是否合适：是否课题能否实现：能不能审题小组组长（签字）年月日5做专业的数控、维修zhq7281348任务书天天津津大大学学（高等教育自学考试）本科生毕业设计（论文）任务书本科生毕业设计（论文）任务书机械工程学院办学点模具设计与制造专业班设计（论文）题目：管卡注射成型模具设计完成期限：自2009年5月10日至2009年09月5日止指导教师办学单位负责人刘伯伟批准日期学生接受任务日期2009.5.101做专业的数控、维修zhq7281348任务书一、设计（论文）原始依据（资料）一、设计（论文）原始依据（资料）1、设计题目管卡注射成型模具设计2、塑料制品的性能要求：（1）制品的外表面要光洁平整，无飞边毛刺及明显的熔接痕和其它斑痕；（2）制品的强度和刚度要满足其使用要求；（3）制品的尺寸精度要满足其图纸或装配及其它方面的使用要求；3、塑料制品材料：ABS4、塑料制品的收缩性：收缩率为：0.4%0.8%，平均收缩率为：0.5%。5、生产量：6万件。2做专业的数控、维修zhq7281348任务书二、设计（论文）内容和要求：（说明书、专题、绘图、试验结果等）二、设计（论文）内容和要求：（说明书、专题、绘图、试验结果等）设计题目：管卡注射成型模具设计选材:ABS主要原料为ABSABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。收缩率恒定为0.5%0.8%。关于模具设计与制造主要考虑注塑成型的几种参数，例如：成型温度注塑压力，锁模力，推杆位置等的确定和校核，具体还要考虑到关于模具的浇注系统，分型面，推出装置，分型装置，模温控制等设计基本思路：先研究产品材料，然后根据产品结构和材料性能设计相应模具设计框架：研究制品结构选材牌号设计尺寸公差受控图开模（模具设计加工，试模，试组装）研究方式：用团队协作，整体结构评审研究方法：1、尺寸计算2、参考以往工作经验3、查阅相关资料，网络资源4、实验5、电脑模拟3做专业的数控、维修zhq7281348设设计计进进度度计计划划表表序号起止日期计划完成内容实际完成情况检查日期检查人签名120090517-20090601熟悉课题，检索收集相关设计资料220090602-20090617测绘制件图，确定技术路线，拟定并论证模具结构总体设计方案320090618-20090701模具各功能机构的设计与计算420090702-20090717绘制模具装配图520090718-20090801绘制模具非标零件图620090802-20090824总结设计结果和过程，撰写设计说明书720090825-20090904准备毕业答辩资料8200909毕业答辩指导教师批准，并签名：年月日做专业的数控、维修zhq7281348目录目录目录第一章概论.11.1课题背景及意义.11.2我国塑料模具现状及发展方向.11.2.1我国塑料模具的发展现状.11.2.2我国塑料模具的发展方向.3第二章塑件工艺分析.52.1塑件的工艺分析.52.1.1分型面的选择.52.2塑件的材料分析.52.3塑件的表面分析.72.4塑件的尺寸精度.72.5塑件的壁厚分析：.72.6脱模斜度的分析：.82.7塑件的圆角分析：.82.7塑件上孔的设计：.82.9塑件注射工艺参数的确定：.8第三章模具设计.103.1整体设计.103.1.1模架结构选择.103.1.2注塑机的选择.103.2系统设计.113.2.1浇注系统设计.113.2.2排气系统设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.2.3模温系统设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。3.3合模导向机构的设计.153.3.1导套.153.3.2导柱.163.4侧向分型抽芯机构.163.4.1抽芯距S.163.4.2侧抽芯力FC.163.4.3斜导柱设计.173.4.4侧滑块设计.17I做专业的数控、维修zhq7281348目录II3.5零件的设计与计算.183.5.1成型镶块.183.5.2成型零件工作尺寸的计算.193.5.3推出机构设计.203.6注射机校核.213.6.1注射量校核.213.6.2最大锁模力校核.213.6.3注射压力的校核.213.6.4模具厚度校核.213.6.5开模行程校核.21第四章总装配图.23第五章结束语.24致谢.25参考文献.26做专业的数控、维修zhq7281348摘要摘要摘要本文主要是关于管卡注塑工艺的分析及模具三维设计。首先，对注塑工件进行了结构和工艺分析，确定了最佳成形方案；对整个塑件成形过程进行了模拟分析，预测了成形过程中可能出现的问题。根据分析结果，利用UG完成了注塑模设计。关键词：关键词：管卡；UG；注塑模i做专业的数控、维修zhq7281348AbstractAbstractAbstractThispaperismainlyabouttechniqueanalysisoftheGuankaandthree-dimensionaldesignofinjectionmold.Firstthestructureofproductandtheinjectiontechniqueschemewereanalyzedandthebestmoldingschemewasdecided.Aftersimulatinginjectionprocesstheproblemsduringinjectingwerepresented.BasedontheanalysistheinjectionmoldwasdesignedwithsoftwareUGKeywords:Keywords:Guanka，UG.，Injectionmoldsii做专业的数控、维修zhq7281348第一章概论第一章概论第一章概论1.1课题背景及意义1.1课题背景及意义本课题为管卡的注塑辅助工艺分析及注塑模设计。图1.1管卡随着塑料等非金属材料在工业产品中的广泛应用，模具工业在国民经济中的作用也越来越大。在机械、电子等行业中，有一半以上的产品是采用模具制造的方法。利用模具成型的生产方法很多，其中注塑成型具有制成品精度高、生产效率高和可以用来生产几何形状非常复杂的产品等特点，在整个塑料制品生产行业中具有非常重要的地位。模具是塑料成型加工的重要装备，其设计周期、生产效率和质量直接影响产品的进度、成本和效率。故很有必要利用现有软件技术对其制造前期进行模拟分析及设计。1.2我国塑料模具现状及发展方向1.2我国塑料模具现状及发展方向1.2.1我国塑料模具的发展现状1.2.1我国塑料模具的发展现状模具工业是国民经济的基础工业，受到国家和企业界的高度重视，发达国家就有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说。当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认可。我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计，目前模具生产厂点共有2万多家，从业人员约50万人，全年模具产值约360亿元，总量供不应求，出口约2亿美元。进口约l0亿美元。当前，我国模具行业的发展具有如下特征：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平；塑料模和压铸模成比例增长；专业模具厂家数量及其生产能力增加较快；“三资”企业及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区。南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最集中的省1做专业的数控、维修zhq7281348第一章概论份是广东和浙江，其模具产值约占全国总产值的60以上。我国模具总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。（1）成型工艺方面多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了C-MOLD气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的5080%相比，差距较大。（2）产品结构方面，我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展。模具水平有了较大提高，但与国外相比仍有较大差距(表1.1)。表1.1国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度型腔表面粗糙度非淬火钢模具寿命淬火钢模具寿命热流道模具使用率标准化程度中型塑料模生产周期0.0050.01mmRa0.010.05m1060万次160300万次80%以上7080%一个月左右0.020.05mmRa0.20m1030万次50100万次总体不足10%小于30%24个月2做专业的数控、维修zhq7281348第一章概论（3）制造技术方面CADCAMCAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CADCAM系统，如美国EDS的UG、美国ParametricTechnology公司的ProEngineer及澳大利亚Moldflow公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CADCAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如填充和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CADCAM技术的发展。近年来国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如:P20、3Cr2Mo、PMS等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。1.2.2我国塑料模具的发展方向1.2.2我国塑料模具的发展方向（1）提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及高生产率的要求。（2）在塑料模模具设计制造中全面推广应用CADCAMCAE技术。CADCAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术近年来模具CADCAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度为其进一步普及创造了良好的条件基于网络的CADCAMCAE一体化系统结构初见端倪其将解决传统混合型CADCAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CADCAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。（3）推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准积极生产价廉高质量的元器件是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制而且其常用于较复杂的大型制品模具设计和控制的难度较大因此开发气体辅助成型流动分析软件显得十分重要。另一方面为了确保塑料件精度继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。（4）开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。（5）提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低与国外差距甚大在一定程度上制约着我国模具工业的发展为提高模具质量和降低模具制造成本模具标准件的应用要大力推广。为此首先要制订统一的国家标准并严格按标准生产其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本再次是要进一步增加标准件规格品种。3做专业的数控、维修zhq7281348第一章概论（6）应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。（7）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CADCAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。4做专业的数控、维修zhq7281348第二章塑件工艺分析第二章塑件工艺分析第二章塑件工艺分析2.1塑件的工艺分析2.1塑件的工艺分析如图2.1所示，该塑件为壳体且壁厚均匀，塑件的尺寸不大且结构也较为复杂。在塑件的外壁和内壁上都分布有侧孔，这给塑件的脱模造成较大的难度。通过对塑件的结构分析，设计出合理的工艺方案是模具设计的前提。2.1.1分型面的选择2.1.1分型面的选择为了能够方便顺利的脱模，一定要设计出合理的分型面。通过对塑件结构分析，设置如图2.2所示分型面。图2.1分型面取产品最大轮廓处有利于脱模2.2塑件的材料分析2.2塑件的材料分析ABS是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度。从形态上看，ABS是非结晶性材料。三种单体的聚合产生了具有两相的三元共聚物，一个是苯乙烯-丙烯腈的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上百种不同品质的ABS材料。这些不同品质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。表2.1ABS注射成型的主要工艺参数密度（g）31.05-1.085做专业的数控、维修zhq7281348第二章塑件工艺分析收缩率0.3-0.7方法油、水、盐温度（）90100后处理时间（h）4注射机类型螺杆式螺杆转速，(rmin)3060喷嘴形式直通式喷嘴温度（）180190前200210中210230料筒温度（）后180200模具温度（）5070注射压力（MPa）7090保压力（MPa）5070注射时间35保压时间1530冷却时间1530成型时间（s）成型周期4070ABS的主要成型特点：(1)可用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型、电镀、焊接及表面涂饰等成型加工方法。(2)收缩率小可制得精密塑料。(3)吸湿性较大成型前应干燥处理。(4)流动性中等，溢边值0.04mm，溶体粘度强烈依赖于剪切速率，因此模具设计大都采用浇口形式。(5)熔融温度较低，熔融温度范围固定，宜采用高料温、高模温和高注射压力有利于成型。(6)浇注系统流动阻力小，注意浇口形式和位置应合理，防止产生熔接痕或减小熔接痕数量。脱模斜度不宜过小。(7)要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热时，应控制在6080。ABS材料具有超强的易加工性，外观特性，低蠕变性和优异的尺寸稳定性以及很高的抗冲击强度。主要应用范围:汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。6做专业的数控、维修zhq7281348第二章塑件工艺分析表2.2注塑模工艺条件工艺条件干燥处理熔化温度模具温度注射压力注射速度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8090下最少干燥2小时。材料温度应保证小于0.1%。210280；建议温度：245。25705001000bar中高速度2.3塑件的表面分析2.3塑件的表面分析塑件的用途可知，其外表面要求光洁，故开设分型面应尽量使工件处于一个型腔里以及设置浇口应避免开设在其外表面；另外设置好注塑工艺参数，就可以实现了。2.4塑件的尺寸精度2.4塑件的尺寸精度注塑件没有精度要求但由于尺寸较小，因此取最低精度5级。以保证该零件的尺寸精度，对应的模具相关的零件加工可以保证。7做专业的数控、维修zhq7281348第二章塑件工艺分析2.5塑件的壁厚分析：2.5塑件的壁厚分析：塑件的壁厚首先取决于塑件的使用要求，即强度、结构、重量、电气性能、尺寸稳定性能、以及装配等要求。另外，还应尽量使其各部壁厚均匀，避免太薄，否则会因引起收缩不均匀使塑件变形或产生气泡、凹陷等成型质量问题。塑件壁厚一般在16mm范围内，而通常用的数值23mm大型塑件的壁厚也有比6mm更大的，这都随塑料类型及塑件大小而定。2.6脱模斜度的分析：2.6脱模斜度的分析：使用脱模斜度为了使塑件便于脱模，但对于高度不大的塑件，可以不取斜度，本产品是属于小型塑件，高度不大，因此没有设置脱模斜度。这样不会对于塑件有太大的影响，可以忽略不考虑。2.7塑件的圆角分析：2.7塑件的圆角分析：为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过度。这样尤其对增强塑件更有利于填充型腔。另外，塑件的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是有利的，塑件的各连接处均应有半径不小于0.51mm的圆角。2.8塑件上孔的设计：2.8塑件上孔的设计：塑件上的孔是用模具的型芯成型的，从理论上说，可以成型任何形状的孔，但是形状复杂的孔，其模具制造困难，成本较高。因此，用模具成型的孔，应采用工艺上易于加工的孔。塑件上常用的孔有通孔、盲孔、形状复杂的孔等。这些孔均应设置在不易削弱塑件强度的地方。在孔之间和孔与边缘之间均应留有足够的距离（一般大于孔径）。塑件上固定用孔和其他受力孔的周围可设一凸边来加强。本塑件是一个平行的通孔，结构简单，也便于设置。2.9塑件注射工艺参数的确定：2.9塑件注射工艺参数的确定：查找塑料模设计手册和参考工厂的实际应用的情况，ABS的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际的情况做的调整。8做专业的数控、维修zhq7281348第二章塑件工艺分析常用国产注射机的技术规范常用国产注射机的技术规范注塑机型号XS-ZY-850注射量cm3850螺杆直径mm160注射压力Mpa750注射行程mm400注射时间s6注射方式螺杆式锁模力KN90O最大成型面积cm2320模板最大行程mm300模具厚度mm850-900拉杆空间mm850850模板尺寸mm900900锁模方式液压-机械喷嘴球径mmSR16喷嘴孔径mm159做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计第三章模具设计第三章模具设计3.1整体设计3.1整体设计3.1.1模架结构选择3.1.1模架结构选择通过对塑件的结构分析，该塑件结构复杂，并且有比较多的侧抽和内抽所以适合做一模一腔。故采用GBT1225.612556.2-1990塑料注射模中小型模架中A3型模架定模采用两块模板，动模采用一块模板，设置推件板推出机构。适用于薄壁壳体类塑料制品的成形以及脱模力大、制品表面不允许留有推出痕迹的注射成形模具。采用斜导柱侧抽芯的注射成形模具。如图4.1所示。根据塑件的尺寸初选250250的模架。图3.1A3型模架3.1.2注塑机的选择3.1.2注塑机的选择由于塑件形状不规则，根据对塑件的属性分析，测得其体积为：V件=57.2cm3浇注系统的体积取塑件的18%，则：V浇注=57.218%=10.296cm3V=V+V=67.496cm总件浇3因为=1.031.07gcm3，在此取=1.05gcm3，所以塑件和浇注系统的塑料质量m为：m=V总=67.4961.05=70.87g由V总80%V注；即塑件总的注射量小于等于注塑机额定注射量的百分之八十；又采用一模四腔，故10做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计注塑量为V总=239.7cm3。注塑机的注射量表示法是指用注塑机的注射容量（单位3）表示注射机的规格，以标准螺杆注射时的80%理论注射量表示5。容易得知，塑件需要的注塑机理论注塑量大于239.73；由第三章的推荐注塑压力不能小于160MPa。初选国产XS-ZY-250卧式塑料注塑成型机，其主要技术参数如表3.1。表3.1XS-ZY-250主要技术参数常用国产注射机的技术规范常用国产注射机的技术规范注塑机型号XS-ZY-250注射量cm3250螺杆直径mm80注射压力Mpa500注射行程mm400注射时间s病6注射方式螺杆式锁模力KN250最大成型面积cm2320模板最大行程mm300模具厚度mm250-500拉杆空间mm250250模板尺寸mm250300锁模方式液压-机械喷嘴球径mmSR8喷嘴孔径mm53.2系统设计3.2系统设计3.2.1浇注系统设计3.2.1浇注系统设计浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道。因此它应保证熔体迅速顺利有序地充满行腔各处，获取外观清晰、内在质量优良的塑料件。对浇注系统的具体要求是：a)模腔的填充迅速有序，并且同时充满各个型腔；b)热量和压力损失较小，尽可能消耗较少的塑料；c)能够使型腔顺利排气；d)冷料不能进入模具型腔；e)浇注流道凝料容易与塑件制品分离或切除，浇口痕迹对塑料件外观影响很小。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成。（1）注流道的设计：11做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计主流道为一圆锥孔，其小端正对注射机的喷嘴，因喷嘴端为球面，所以主流道小端的外形应为一凹球面。为了配合紧密，防止溢流，凹球面的半径比喷嘴的球面半径大23。图4.2主浇道（2）分流道的设计：分流道长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位置。从减少输送熔体是压力损失和热量损失的要求去发，应力求缩短长度。分流道截面尺寸取决于多种因素，其中包括塑件质量、壁厚、塑料黏度和分流道本身的长度。分流道截面面积应保证行腔充满并补充因腔内塑件收缩所需的熔体后方可冷却凝固。因此，分流道的截面直径或厚度应大于塑件的壁厚。为了便于加工和凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等。圆形流道比表面积小，热量损失和流动阻力较小，对于流动性不太好的塑料或薄壁塑件，通常采用圆形流道，这样可以减小熔体的流动阻力和热量损失。但是流道应开设在动、定模两个部分，所以对机械加工精度要求比较高。综合考虑选择原型流道，分流道截面图如4.3：12做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计图4.3分流道横截面分流道的截面直径为6mm。（3）浇口的设计：浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。除了直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。根据本方案的特点以及ABS材料的性能满足，浇口形式采用侧浇口。侧浇口又称边浇口，浇口一般开始在产品侧面上，塑料熔体于型腔的上面充模，其截面形状多为长方形，调整其截面的厚度和宽度可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这类浇口加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置图4.4浇口尺寸（4）冷料穴设计冷料穴位于主流道出口一端，对于立、卧式注塑机用模具，冷料穴位于主分型面的动模一侧，冷料穴是注流道自然延伸5。因为立、卧式注塑机所用模具的13做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计流道在定模一侧，模具打开时，为了将注流道凝料能够拉向动模一侧，并在推出行程中将它脱出模外，动模一侧应设有拉料杆。应根据脱模机构的不同，正确选取冷料图3.5冷料穴与Z形拉料杆匹配方式3.2.2排气系统设计3.2.2排气系统设计从第三章的分析可以看出，由于塑件本身产生的气穴都分布在塑件的上表面，即开设的分型面上；又因为该模具型腔结构简单属于小型模具。因此可以利用其分型面、同时利用配合间隙排气。同时还可以利用内抽斜滑块和推杆进行排气。3.2.3模温系统设计3.2.3模温系统设计在注射成形工艺过程中，模具温度直接影响塑件的充模和塑件的定形，也直接影响注射周期和塑件质量，因此，必须对模具进行有效冷却，使其温度保持在一定范围内。因ABS要求的模温为4070，不超过80，故无须设置加热装置。只需要对其冷却系统进行设计。冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质充分吸收成形塑件所传导的热量，使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范围内，并且做到使冷却介质的回路系统内流动畅通，无滞留部位。注塑成型中常用的冷却剂用常温（25）的水作为模具冷却介质，取其出口温度为28，并且冷却水在通道内呈湍流状态。已知模具温度为60。模具宽度为320mm。根据热平衡原理，单位时间内塑料熔体凝固释放的热量应等于冷却水所带走的热量。于是有：Qin=(4.1)nGm式中Qin塑料传给模具的热量N每小时注射次数G每次的注射量（Kg）m每小时注射的塑料量（Kg）塑料的热焓量之差（KJKg）取=400KJKg设注射周期为60s则：n=360060=6014做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计Qin=400601.053.8350.001=96.6KJh-1又有Qout=mwCw(touttin)（4.2）式中Qout冷却水每小时从模具携走的热量（KJh）mw冷却水每小时的用量（kgh）Cw冷却水的比热容4.2KJKg-1Ctout模具的出水温度Ctin模具的进水温度C由热平衡条件：Qout=Qin可得：mw=nGCW(touttin)（4.3）其中，tin为25；根据入口与出口温度控制在23，取tout为28；mw=96.64.2(28-25)7.7kgh冷却水的体积流量V=mw60，求得V0.12m3min。查注塑模具设计手册得到其对应冷却道直径为20。其对应的水道最低却流速v=1.66ms，则实取v=2.0ms。3.3合模导向机构的设计3.3合模导向机构的设计导向机构是保证定模和动模合模时，正确定位和导向的零件。导向机构主要有定位、导向和承受一定侧压力三个作用。而导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。3.3.1导套3.3.1导套选用标准导套（GB4169.4-84），材料T10A，处理50-55HRC，采用H7k6配合镶入模板，如图4.6所示。图4.6导套15做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计3.3.2导柱3.3.2导柱对导柱结构有五点要求：1、长度导柱的长度必须比凸模端面高6-8毫米，以免导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。2、形状导柱的端部做成锥形或半球形的先导部分，使导柱顺利地进入导向孔。3、材料导柱应具有硬而耐磨的表面，多用低碳钢（20号）渗碳淬火处理，或者T8、T10淬火处理。4、配合精度导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合。5、配合导柱固定端与模板之间采用H7k6过渡配合；导柱导向部分采用H7f7的间隙配合。本设计导柱采用标准件（GB4169.4-84）。图4.7导柱3.4侧向分型抽芯机构3.4侧向分型抽芯机构3.4.1抽芯距S3.4.1抽芯距S在该件上有一处侧抽，取其中抽芯距离最大的一处计算。因为在实际计算中要将实际的抽芯距离加上一个安全距离，一般为2-3mm。此模具的抽芯距离为:S=S=3d=16+2=18mm3.4.2侧抽芯力FC3.4.2侧抽芯力FCFC=nchp(cos-sin)（4.4）式中:n-型腔数量：c-侧型芯被塑料包紧的断面平均周长(m)；UG测量得c=0.12m；h-侧型芯侧型芯成型部分高度（m）；h=4m；u-塑件对钢的摩擦系数，约为0.1-0.3，实取0.2；p-塑件对型芯单位面积上的包紧力之积(Pam2)；约0.8X10p7Pam2；16做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计-侧型芯的脱模斜度（）代入数据计算，即FC=20.1160.0050.8X107(0.2cos0-sin0)=1856N3.4.3斜导柱设计3.4.3斜导柱设计斜导柱材料为T8，热处理要求硬度HRC55。斜导柱与定模座板，定模板都采用过渡配合H7m6。为了运动灵活，侧滑块上斜导孔与斜导柱之间应保留0.5-1mm的间隙。由斜导柱倾斜角为1225，选取=18。（1）斜销的工作长度L1L1=108mm（2）与抽芯距S对应的开模距H：H=77mm（3）斜导柱直径d=312cos10aHFWWC(mm)（4.5）式中:-侧抽芯力（N）；-侧型芯的脱模斜度（）CFW-斜导柱所用材料的许用弯曲应力(MPa)；W=137.2MPaWH-侧型芯滑块受的脱模力作用线与斜导柱中心线的交点到斜导柱固定板的距离（m）=3mm。WH3.4.4侧滑块设计3.4.4侧滑块设计侧滑块是斜导柱侧向分型抽芯机构中最重要的一个零部件，结构形式采用整体式。侧滑块的两边加工成T导滑槽的结构形式。：侧滑块的成型部分尺寸的制造公差s参考标准公差（GB1800-79）取IT7级。如图3.4.1所示:17做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计图3.4.1侧滑块3.5零件的设计与计算3.5零件的设计与计算3.5.1成型镶块3.5.1成型镶块本塑件采用动定模两板式结构，根据分型面的开设，由于本模型已经对尺寸进行0.5%收缩，故直接利用UG的模具模块对模型进行分模，得上型腔开在定模板上，型腔位于定模板上，如图3.5.1所示。A图3.5.1型腔18做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计AA图3.5.2型芯3.5.2成型零件工作尺寸的计算3.5.2成型零件工作尺寸的计算影响塑件尺寸精度的因素：1）制造误差模具的最大制造误差：Z=Z=13110（其中：Z为制造误差为塑件公差）2）成型零件的磨损允许的磨损量：C=12Z3)塑件收缩率的波动收缩率引起的尺寸量：S=(Smax-Smin)LsS=(Lm-Ls)Lsx100%由塑料模具设计手册可查得：ABS的收缩率S=0.5%（S塑料成型收缩率Lm模具型腔在室温下的尺寸Ls塑件在室温下的尺寸）根据塑料模具设计手册可查得塑件上的所有孔的直径和长度解：（1）型芯径向尺寸计算塑件长度尺寸52mm塑件一模四件并有滑块抽芯校核：Z+c+s已知（公差=0.64mmZ=13C=12Z）（Scp:平均收缩率Scp=0.009）Lm1=Ls（1+SCP）+340-Z=150mm塑件宽度尺寸为50mmLm2=Ls（1+SCP）+340-Z=150mm(2)型腔径向尺寸计算塑件尺寸长度尺寸为52mm宽度尺寸为:50mmLm1=Ls（1+SCP）+340-Z19做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计=150mm塑件宽度尺寸为306mmLm2=Ls（1+SCP）+340-Z=150mm(3)型腔深度尺寸计算塑件的高度尺寸为:40mm塑件长度为250-0。64mm根据分型面的选择和保证模具的强度及经济考虑Hm=Hs（1+SCP）-230+Z=41mm(4)型芯高度尺寸计算：Hm=Hs（1+SCP）+230-Z=30mm3.5.3推出机构设计3.5.3推出机构设计为了保证塑件成形后从模腔或芯心上顺利取下，模具结构中必须设置可靠有效的脱模机构。对脱模机构的基本要求：a)运动灵活顺畅，具有足够强度、刚度，工作稳定可靠，容易制造和装配，更换方便；b)接触塑件的配合间隙无溢料现象；c)对塑件顶推力分布均匀合理，对塑件外观无明显损坏，不会引起塑件变形或使塑件破裂；d)有利于将塑件和流道凝料带向动模一侧；e)复位可靠。推杆的设计本模具采用推杆脱模机构，脱模动力来源，采用最普遍机动脱模，即通过动、定模分开时动模的运动，借助注塑机的顶出元件，推动模具内设置的脱模机构是塑件从芯心上脱出。推杆采用普通推杆中的圆柱头推杆，如图4.14所示：图4.14推杆推杆接触塑件的顶推段，与模板上相应孔的配合间隙，应以不超过塑件的溢料间隙为限，一般情况下H8f7或H7f7就可以满足这一要求。本模具采用H8f7配合。凸肩部分与固定板上的安装孔留有1m的双边间隙，这样可以避免由于模板的孔垂直度偏差使得推杆被开住或过分磨损。20做专业的数控、维修zhq7281348第三章模具设计3.6注射机校核3.6注射机校核3.6.1注射量校核3.6.1注射量校核必须保证塑件所需的注射量（包括浇注系统及飞边在内）小于注射机允许的最大注射量，一般占注射机理论注射量的80%以内。如公式4.6所示V总80%V注（4.6）式中V注-塑料件所需塑料的体积（包括浇注系统凝料及飞边在内，cm3）；V总-注射机理论注射量（公称容积，cm3）。该型号注射机的理论注射量为100cm3又已知所需总的塑料量为3.8353。80%100=803.835cm3理论注射量远大于实际需要。故满足。3.6.2最大锁模力校核3.6.2最大锁模力校核注射机锁模力F锁的校核关系式应为：PFq（4.7）式中F-塑件加浇注系统在分型面上的投影面积（）；q-行腔内塑料熔体的单位面积压力（MPa）；P-注塑机额定锁模力（KN）。根据批Proe面积测量的塑件于浇注系统的总投影面积为20cm2，根据注塑模设计与生产应用的ABS的熔体压力为300MPa。代入数据得：锁F=20300=6KN该型号注射机的锁模力为600KN6KN，所以符合要求。3.6.3注射压力的校核3.6.3注射压力的校核该型号注塑机的注塑压力为500MPa，符合要求。3.6.4模具厚度校核3.6.4模具厚度校核由于注射机可安装模具的厚度有一定限制，所以设计模具的闭合厚度Hm必须在注射机允许安装的最大模具厚度Hmax及最小模具厚度Hmin之间，即maxminHHHm（4.8）代入数据得：Hm=25+50+70+80+25=250mm因为Hmin=1