毕业设计（论文）-长虹彩电CHD34166外包装把手注射模设计.doc

第 1 章 绪 论1.1 模具工业的重要性纵观世界经济的发展，模具工业在经济繁荣和经济萧条时代都不可或缺。经济发展较快时，产品畅销，自然要求模具能跟上，而经济滞缓时期，产品不畅销，企业必然想方设法开发新产品，这同样会给模具带来强劲需求。目前，世界模具市场仍是功不应求。近几年，世界模具市场总量一直为600650亿美元左右，其中美国，日本，法国，瑞士等国一年出口模具约为本国模具总产量的1/3。可见研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。随着人民生活水平的提高，对生活用品的要求也是越来越高，产品的更新换代的速度也加快了，同时要求模具的设计和制造水平也提高。另外，由于资源的短缺，人们对材料的利用也越来越高，利用模具生产和常规的加工方法生产相比，前者对材料的利用是极高的，可以达到少废料，甚至无废料，因此人们特别重视模具的发展。全套图纸加扣 30122505821.2 我国模具工业的现状 我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。 2007年模具行业还显现另外两个特点:一是各地政府对模具工业的发展进一步关注。许多地方政府进一步认识到模具工业对发展制造业的重要意义，因此加强了模具工业园区的建设。已有的园区进一步扩大，如宁波余姚、宁海和苏州昆山等模具园区都有所扩大；新的模具工业园区正在加紧建设，如重庆、大连、深圳市等已建立模具园区；另外沈阳、西安、成都、上海、宁波北仑、浙江黄岩等地都在积极筹备建立模具园区，以利带动地区模具及相关产业链乃至制造业的发展，有些高科园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区就有40多家模具企业。二是外资及社会投资模具产业增长显著。许多地方加强了吸引外资及合资投入模具工业的工作，特别是在高新技术园区和工业园区，外资、合资模具企业进一步增加，如苏州昆山模具园区，60%以上是外资企业。大连模具园区到日本、韩国招商。而有些地区高科技园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区有40多家模具企业。由于汽车产业发展的拉动，社会投资模具产业有所加强，如五粮液集团投资5亿元建立汽车模具生产厂，比亚迪公司投资2亿元建立了北京汽车模具公司，等等。 1.3 模具制造技术的发展趋势1.模具将向多功能复合型进一步发展多工位级进模和多功能模具是我国重点发展的精密模具品种。目前，国内已可制造具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜和安全保护等功能的铁芯精密自动叠片多功能模具。生产的电机定转子双回转叠片硬质合金级进模的步距精度可达20m，寿命达到1亿以上。其他的多工位级进模，也已达到较高的水平。2.模具的发展趋向大型化这是由于用模具成形的零件日渐大型化和高生产效率要求而发展的“一模多腔”所造成的。3.模具精度将越来越高十年前，精密模具的精度一般为5m，现在已达到13m。4.压铸模将得到快速的发展随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。5.快速经济模具的前景十分广阔二十一世纪是多品种小批量生产时代，这种生产方式占工业生产的比例将达到75%以上。由此，一方面是制品使用周期缩短，另一方面式样变化频繁，要求模具生产周期愈短愈好。因此，开发快速经济模具将越来越引起人们的重视和关注。6.气辅模具的应用将越来越广泛随着塑料成形工艺的不断改进和发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精明模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模温能准确控制，所以对模具钢的性能要求很严。7.热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高由于采用热流道技术的面积可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此热流道技术的应用在国外发展很快。1.4 塑料模具的发展方向塑料制品加工行业要以更少的树脂原料，更低的能源消耗，更轻微的环境代价，向社会提供更多物美价廉的，能满足使用要求又安全无害的塑料制品，而通过使用无机粉体材料对塑料加以改性是实现这一目标的重要举措。多年来的事实已经证明，科学地、适量地使用资源相对更加丰富和廉价的碳酸钙、滑石粉等非金属矿粉体材料可以节省大量战略物资-石油，可以提高塑料材料的某些性能，还可以有利于无回收利用价值的一次性塑料制品安全无害地返回自然环境，减轻“白色污染”的压力，是今后塑料制品加工业要长期坚持和发展的方向。1.5塑料模具设计发展必然趋势模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展以及塑料制品在航空、航太、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。电脑辅助工程(CAE)技术已成为塑料产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。同传统的模具设计相比，CAE 技术无论在提高生产率、保证产品质量，还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具有很大优越性。 美国上市公司 Moldflow 公司是专业从事注塑成型CAE 软体和谘询公司，自 1976 年发行了世界上第一套流动分析软体以来，一直主导塑料成型CAE 软体市场。近几年，在汽车、家电、电子通讯、化工和日用品等领域得到了广泛应用。 利用 CAE 技术可以在模具加工前，在电脑上对整个注塑成型过程进行类比分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，以及制品中的应力分布、分子和纤维取向分布、制品的收缩和翘曲变形等情况，以便设计者能尽早发现问题，及时修改制件和模具设计，而不是等到试模以后再返修模具。这不仅是对传统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。塑料模具的设计不但要采用 CAD 技术，而且还要采用 CAE 技术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发/设计阶段（包括产品设计、模具设计和模具制造）和生产阶段（包括购买材料、试模和成型）。传统的注塑方法是在正式生产前，由于设计人员凭经验与直觉设计模具，模具装配完毕后，通常需要几次试模，发现问题後，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑料制品和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。采用 CAE 技术，可以完全代替试模，CAE 技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在模具制造之前，预测塑料熔体在型腔中的整个成型过程，有效地防止问题发生，大大缩短了开发周期，降低生产成本。如通过采用MPI/FLOW、MPI/COOL和MPI/WARP模块对电脑面板进行填充、保压以及冷却等过程的模拟分析，有助于模具设计和工艺人员不断优化制品设计、模具设计及制造和注塑工艺参数，从而缩短新产品的开发周期，减少开发费用，提高生产效率和质量，确保生产出优质的塑料制品。1.6本课题设计主要解决的问题1.本课题初步拟定原材料为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），它是热塑性塑料，化学稳定性比较好，机械强度较好，有一定的耐磨性。但耐热性差。但吸水性较大，成形前必须充分干燥，在升温时粘度增高，成型压力较高，塑件上的脱模斜度易稍大，易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力。2.长虹彩电CDH34166外包装把手结构比较复杂，并且有几处需要翻转的铰链部分。在成型过程中易产生的气泡，气泡是流经体波前反转或经冲撞型腔壁后弹回，所困住的空气或气泡，这种现象将导致在零件表面生成伤疤。可以通过改变浇口的位置和在气泡的位置开透气孔来解决。3.浇口的设计。浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状，位置和尺寸对塑件的质量影响较大。由于本课题塑件结构复杂，浇口位置的确定是一个难点，在设计时应注意以下几个方面：（1）浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。（2）浇口应开在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。（3）浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。（4）交口不应设在影响制品外观的部位。（5）不要在制品中承受弯曲载荷或冲击载荷的部位设置浇口。4.脱模机构的设计：在注射成型的每一循环中，都必须使塑件从模具型腔中或型芯上脱出，模具中这种脱出塑件的机构成为脱模机构（或称推出机构、顶出机构）。脱模机构的作用包括脱出、取出两个动作，即首先将塑件和浇注系统凝料等与模具松动分离，称为脱出，然后把其脱出物从模具内取出。根据长虹彩电CDH34166外包装把手的特点，初步拟定采用推杆推出。推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果好等特点； 第 2 章 塑件工艺分析2.1 产品结构特点本课题是研究关于长虹彩电CHD34166外包装把手注射模设计，如图2-1为零件的平面图，图2-2，2-3，2-4，2-5为其三维图。图2-1 长虹彩电CHD34166外包装把手平面图图2-2 长虹彩电CHD34166外包装把手三维图（a）图2-3 长虹彩电CHD34166外包装把手三维图（b） 图2-4 长虹彩电CHD34166外包装把手三维图（c） 图2-5 长虹彩电CHD34166外包装把手三维图（d） 图2-5 长虹彩电CHD34166外包装把手三维图（e） 本课题是长虹彩电外包装把手注射模的设计。该产品是一种生活上使用广泛，表面质量要求不高的小零件。主要是在搬运家电等大型产品是对外包装起缓冲作用，从而达到搬运方便的目的。所以该产品应在满足使用要求的前提的尽量减少制品成本，优化模具结构，缩短生产周期，以达到最佳的经济效益。从结构上看，此制件需要保证一定的同轴度和表面的光滑程度，壁厚的均匀程度也是质量的衡量标准。2.2 产品材料概况长虹彩电CDH34166外包装把手结构比较复杂，有几处需要翻转的铰链部分，为保证其铰链部分不被折断，故其伸展性和柔韧性要比较好。把手整体的尺寸精度、表面质量等要求不是很高。综合考虑选择材料为ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物），它是热塑性塑料，化学稳定性比较好，机械强度较好，有一定的耐磨性。但耐热性差。但吸水性较大，成形前必须充分干燥，在升温时粘度增高，成型压力较高，塑件上的脱模斜度易稍大，易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力，总的成型性能很好。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。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，其综合性能如表2-1所示。表2-1 ABS塑料的综合性能密度/（g/cm3）1.05克/立方厘米收缩率/s0.4-0.7%干燥条件（度）50-80 (2小时)成型温度（度）200-240工作温度（度）-50+70模具温度（度）50 - 80高温时间/s0 - 5冷却时间/s20 -120总时间/s50 - 220注射时间/s20 - 902.3 ABS的成型特点1.无定性料，流动性中等，比聚苯乙烯、AS差，但比聚碳酸酯、聚氯乙烯好，溢边值为0.04毫米左右。2.吸湿性强，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件必须长时间的预热干燥3.成型时宜取高料温、高模温，但料温过高易分解（分解温度为250）。对精度较高的塑件，模具温宜取5060，对光泽、耐热塑件，模温宜取6080。注射压力高于聚苯乙烯。用柱塞式注射机成型时，料温为180230,注射压力为10001400公斤力/厘米2。用螺杆式注射机成型时，料温为160220，注射压力为7001000公斤力/厘米2。2.4收缩率的选择通过以上分析ABS的性能可知道其形成的制品尺寸稳定性非常好，成型收缩率较小为：0.40.9，在本课题中取收缩率为0.6%。2.5产品成型结构分析制品的内外表面的形状应在满足使用要求的前提下尽可能易于成型。因此在设计时应尽可能避免侧向凹凸而减少或消除不必要的侧抽芯以简化模具的结构。当制品同侧凹较浅并允许带有圆角时，则可用整体凸模采用强制脱模的方式脱下塑件。由于制品冷却后产生的收缩时会紧紧包在模上，或由于黏附作用而紧贴在型腔内。为了便于脱模，防止制品表面在脱模时划伤，擦毛等，在制品设计时应考虑其表面具有合理的脱模斜度。长虹彩电外包装把手是一个小而复杂的塑件，塑件整体成长方体状。分型面选为左边部分的底面和右边部分的顶面所组成的平面，这样一来，分型面上下均有突起，而且形状复杂，使得塑件在脱模时有些困难，所以脱模机构的设计是该课题的一大难点。浇口的选择，要注意应保证充填完全及表面要求，可以选择点浇口。考虑到零件尺寸比较大，且结构复杂，所以采用一模一腔的形式。2.6 注射机的选择注射机的型号和规格依据成型方法初定设备2.6.1. 体积和质量射机选择的原则：选用注射机时，通常是初选公称注射量的注射机型号然后依次对其公称注射压力，公称锁模力，模板行程及模具安装部分的尺寸进行校核。用UG软件分析制件得到以下技术参数和工艺参数： 塑件体积：根据零件的三维模型，利用三维软件可以直接查询到塑件的体积为： V1=38453mm3浇注系统体积V2=3632mm2。一次浇注所用的塑料总体积V=38.4532+3.632=80.538cm3；塑件质量：查书取ABS的密度取；塑件的质量：M=(384532+3632)1.110-6 kg/mm3=88.5918kg；正面投影面积：20.68cm2；所需锁模力：。2.6.2.预选择注塑机的型号卧式注射机机身低，利用操作和维修；机身因重心较低，故较稳定；成型后的制件可利用自重自动落下，容易实现全自动操作。所以选用卧式注射成型机。每次的实际需要的塑料体积为80.538cm3，初步选用SZ60/450型注射机，理论注射量为106。其主要技术参数如表2-2所示。 表2-2 SZ60/450注射机主要技术参数类型结构卧式锁模力 /KN450螺杆直径/mm30拉杆间距/mm280250螺杆转速r/min14200定位孔直径/mm55理论注塑容积/cm3106模板行程/mm220注射压力/MPa170最小模厚/mm100锁模方式双曲轴喷嘴球半径/mm202.7 成型工艺条件注射机类型：螺杆式预热和干燥：温度（）8085 时间（h） 23料筒温度：前段：180200 中段：165180 后段：150170喷嘴温度：170180模具温度：5080注射压力：60100成型时间：注射时间：2090 高压时间：05 冷却时间： 20120 总周期： 50220螺杆转速：30螺杆转速(转/分)：282.8 确定模具结构通过上述资料分析，可以看出该产品为普通的塑料件，精度要求一般，主要是轮廓成型、充型的问题。大批量生产，因此可以采用注射成型方法来生产。1.为保证产品外观，采用点浇口式。为了避免凝料的脱出系统与小型芯发生干涉，采用单边设置分流道的形式。2.为方便分型，脱模和凝料的取出，采用两次分型机构。3.主型芯留在动模，这样脱模时才方便脱取，也方便辅助脱模方式。4.综合考虑成型因素，采用一模二腔。5.动模顶出系统设计为推杆推出机构。6. 模具调温系统的设置；主要是通过计算方法确定模具冷却系统管道的形状、位置数量及尺寸 第 3 章 模具具体结构设计3.1 模具工作原理如图3-1，3-2所示，模具在注射机上注射成型完毕，同时冷却系统使产品在模具型腔内冷却，注射机保温时间结束，开模时定模座首先分型，凝料开始被拉出。模具继续开模，塑件留在动模部分。随后，注射机连杆推动推板，推板则推动推板固定板，带动推杆运动，由此使得塑件从型芯上脱离，完成整个脱模。 图3-1 模具装配图（主视图）图3-2 模具装配图（左视图）3.2 分型面设计合理的模具设计，主要体现在以下几个方面：所成型的塑料制品的品质（外观质量及尺寸稳定性）；使用时的安全可靠和便于维修；在注射成型时有较短的成型周期和较长的使用寿命；具有合理的模具制造工艺等。以上所体现的各个方面，都与模具设计有着非常密切的关系。而选择合理的分型（模）面又是模具设计的基础，它不但能满足制品各方面的性能要求，且使模具结构简单，成本也会降低。分型面通常称为PL面，它是动模与定模的分界面，是取出塑件或浇注系统凝料的面。分为主分型面和次分型面。 合理的分型面是塑件能否完好成型的先决条件。一般应从以下几个方面综合考虑： （1）符合塑件脱模的基本要求，就是能使塑件从模具内取出，分型面位置应设在塑件脱模方向最大的投影边缘部位。 （2）确保塑件留在动模一侧，并利于顶出且顶针痕迹不显露于外观面。 （3）分模线不影响塑件外观。分型面应尽量不破坏塑件光滑的外表面。 （4）确保塑件质量，例如：将有同轴度要求的塑件部分放到分型面的同一侧等。 （5）分型面选择应尽量避免形成侧孔、侧凹，若需要滑块抽芯成型，力求抽芯结构简单，尽量避免将其设计在定模。 （6）合理安排浇注系统，特别是浇口位置。 （7）满足模具的锁紧要求，将塑件投影面积大的方向，放在定、动模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面；另外，分型面是曲面时，应加斜面锁紧。 （8）有利于模具加工。综合塑件的结构特点考虑，选择一模二腔。 长虹彩电CDH34166外包装把手的分型面为左边部分的底面和右边部分的顶面所组成的平面。分型面如图3-3所示，用测浇口顶端进料。图3-3 塑件分型面示意图3.3 浇注系统的设计3.3.1 主流道的设计 流道是浇注系统中从注射机喷嘴与模具相接触的部位开始，到冷料室为止的塑料熔体的流动通道，属于从热的塑料熔体到相对较冷的模具的一段过渡的流动长度，因此它的形状和尺寸最先影响着塑料熔体的流动速度及填充时间，必须使熔体的温度和压力降最小，且不损害其把塑料熔体输送到最“远”位置的能力23。主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴在一定温度、压力的塑料熔体冷热交替地反复接触，属易损件，应该在主流道部分设计成可拆迁更换的衬道形式，以便有效地选择优质钢材单独进行加工和热处理。常用浇口套分为有托浇口套和无托浇口套两种。本模具所使用的浇口套如图3-4所示: 图3-4 浇口套3.3.2分流道的设计 在多型腔或单型腔多浇口时应设置分流道。分流道是主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平衡流态的过渡段，因此要求所设计的分流道应满足良好的压力传递和保持理想的填充状态，使塑料熔体尽快地流经分流道充满型腔，并且流动过程中压力损失及热量损失尽可能小，能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔。分流道的截面形状各种各样，一般可分为圆形、梯形、U形、半圆形及矩形等，分流道截面形状及尺寸应根据塑件的结构（大小和壁厚）、所用塑料的工艺特性、成型工艺条件及分流道的长度等因素来确定。该模具考虑到加工和成型的工艺性，该设计采用常用的半圆形截面的分流道，如图3-5所示: 图3-5分流道分流道尺寸：由公式16可算得： D=6mm。（计算过程略）式中，m流经分流量的塑料量（g）； L分流道长度（mm）； D分流道直径（mm）。 3.3.3浇口的设计 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。除直接浇口外，它是浇注系统中截面积最小的部分，但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。1.浇口的选用浇口可分为限制性和非限制性浇口两种。本模具将采用限制性浇口。限制性浇口一方面通过截面积的突然变化，使分流道输送来的塑料熔体的流速产生加速度，提高剪切速率，使其成为理想的流动状态，迅速面均衡地充满型腔，另一方面改善塑料熔体进入型腔时的流动特性，调节浇口尺寸，可使多型腔同时充满，可控制填充时间、冷却时间及塑件表面质量，同时还起着封闭型腔防止塑料熔体倒流，并便于浇口凝料与塑件分离的作用。本模具采用的是测浇口。测浇口一般开设在塑件的顶部，塑料熔体于型腔的顶部充模，为菱形浇口。这是一种常用的进料口形式，适用于成形各种塑料的壳，盒类塑件。但对成形流动性差及热敏性塑料，平薄易变形及复杂的塑件不利。测浇口进料口小，去浇口后残留痕迹小，可减少溶解不良现象。浇口可自动拉断，塑件光泽，表面清晰。具体到这套模具，其浇口形式如图3-6所示。2.浇口位置的选择模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：尽量缩短流动距离。浇口应开设在塑件壁厚最大处。必须尽量减少熔接痕。应有利于型腔中气体排出。考虑分子定向影响。避免产生喷射和蠕动。浇口处避免弯曲和受冲击载荷。注意对外观质量的影响。 图3-6 测浇口3.3.4冷料穴的设计冷料穴一般位于主流道对面动模板上。其作用就是存放料流前锋的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而形成冷接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端直径。冷料穴的形式有以下三种：与推杆匹配的冷料穴，与拉料杆匹配的冷料穴，无拉料杆的冷料穴。该设计有两个地方设计冷料穴，一是主流道冷料穴，二是分流道冷料穴。本设计无拉料杆，而是采用弹簧、螺杆、推板完成对凝料系统的脱取。 3.4脱模斜度设计 由于塑件成型时冷却过程中产生收缩。使其紧箍在凸模或成型芯上。为了便于脱模，防止因脱模力过大而拉坏塑件或其表面受损，与脱模方向平行的塑件内，外由于塑件成型时冷却过程中产生收缩。使其紧箍在凸模或成型芯上。为了便于脱模，防止因脱模力过大而拉坏塑件或其表面受损，与脱模方向平行的塑件内，外表面都应具有合理的斜度。脱模斜度的大小与下列因素有关：1.制件精度要求越高，脱模斜度应越小。2.尺寸大的制件，应采用较小的脱模斜度。3.制件的形状复杂不易脱模的，应选用较小的斜度。4.制件收缩率大，斜度也应加大。5.增强塑料宜选大斜度，含有自润滑剂的塑料可用小斜度。6.制件壁厚大，斜度也应加大。7.斜度的方向内孔以小端为准，满足图样尺寸要求，斜度向扩大方向取得；外形则以大端为准，满足图样要求，斜度向偏小方向取得一般情况下，脱模斜度可不受制件公差带的限制，高精度塑料制件脱模斜度则应当在公差带内。该制件综合考虑脱模斜度取1。3.5 脱模方式的设计塑件的脱模是本设计的重点。塑料件成型后，在冷却收缩产生的包紧力作用下，塑件主体部分紧裹在动模主型芯上，根据塑件的结构特点分析，开模时容易造成塑件的拉坏或表面受损。因此，在设计脱模结构时，要使得塑件在脱取过程中所受的脱模力大小适度、均匀。考虑开模、分开的方法与顺序，确定推出机构的形式以及合模导向与机构的设置，同时计算脱模行程，脱模力及各推出机构的尺寸大小等。根据长虹彩电CDH34166外包装把手的特点，采用推杆推出。推杆推出机构的特点：1.推出元件形状较简单，制造维修方便。2.可根据铸件对模具的包紧力的大小，选择推杆的直径和数量，使推出力均衡。3.通常推杆可借压射力的作用抵消由于复位杆磨损对复位精度的影响，保证复位精度。4.推出动作简单精确，不易发生故障，安全可靠。5.某些情况下推杆兼复位元件的作用，可简化模具结构。6.推杆头部制成特定形状后，可兼承托嵌件的作用。7.推杆设置在动模或定模深腔部位，兼排气、溢流作用。推杆的设计：推杆推出端面形状设置为圆形，推杆材料采用T8A，要经过热处理，硬度达到5055HRC。把手采用4直径的推杆10根。整个脱模过程可以参考图3-1，3-2。 3.6成型零件的设计3.6.1成型零件配合关系该设计的零件之间的配合都是一般要求，所以根据基本要求来定。导柱与导套H7/f7；导柱与底板H7/k6；导套与底板H7/n6；限位钉与中间板H7/g6；导柱与底板H7/k6；浇口套与模板H7/k6；浇口套与中间板H7/k6；拉料杆配合段采用H7/e8；推杆配合段H7/e7。3.6.2成型零件的尺寸计算塑件尺寸精度按照MT4 B级精度计算，未注公差按MT5 B。模具制造公差取塑件公差的1/3，型腔尺寸不断增大，则取，型心尺寸不断减少则取 ，中心距尺寸取收缩率S=(0.4%+0.9%)/2=0.6%型腔径向尺寸的计算 (3.1)型腔高度尺寸的计算 (3.2)型芯径向尺寸的计算 (3.3)型芯高度尺寸的计算 (3.4)型芯之间或成型孔之间的距离 (3.5)型芯中心到成型面距离的计算 (3.6) 表3.1 型芯型腔的尺寸表把手成型零件尺寸换算：原尺寸换算后的尺寸原尺寸换算后的尺寸42+0.2542.42-0.084+0.124.10-0.0443+0.2543.42-0.0888.94+0.3588.64-0.1245+0.2545.44-0.08100+0.35100.28-0.1269+0.3069.61-0.0136+0.2537.91-0.0892+0.3592.29-0.126+0.126.78-0.04103-0.35103.36+0.1299-0.3599.33+0.1296-0.3596.58-0.1265-0.3065.17+0.101-0.100.94+0.0323-0.2123.00+0.0728-0.2128.9+0.076-0.125.96+0.0412-0.1811.95+0.0625-0.2125.01+0.0745-0.2545+0.0834-0.2534.02+0.0830-0.2130.02+0.0713-0.1812.05-0.061-0.100.93+0.0310-0.1810.93+0.065-0.124.94+0.043-0.102.94+0.033.7 排气槽的设计凝固产生的低分子挥发气体，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填是气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。注射模的排气方式，大多数情况下是利用模具分型面或配合自然排气。本设计就是采用这种排气方式.在注射成型过程中，模具内除了型腔和系统中原有的空气外，还有塑料受热。3.8 调温系统的设计塑料在成型过程中，模具温度会直接影响到塑料的充模，定型成型的周期和塑件质量。模具温度过高，成型收缩大，脱模后塑件变形率大，而且容易造成溢料和黏模模具温度不均匀时，型芯和型腔温差过大，塑件收缩不均匀，导致塑件翘曲变形，会影响塑件的形状与尺寸精度。 综上所述，模具上需要设置调温系统，但对于本塑件来说，制件本身壁厚较薄，本模具温度要求5080,故不需加热系统不用加热系统，只要在模具开始工作时预热到模具要求温度即可，制件冷却由模具自身冷却。3.9导向机构的设计导向机构作用：保证注射模准确合模和开模，能起到导向定位以及承受一定的侧向压力。导向机构的要求：1.均布于分型面四周导柱中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度。 2.导柱长度比凸模高出6-8mm，以避免型芯进入凹模时与凹模相碰而损坏。3.导柱和导套有足够的耐磨性和强度，常采用20低碳钢经渗碳0.5-0.8mm，淬火48-55HRC，也可采用T8A碳素工具钢，经淬火处理。4.导柱端部应做成锥形或半球形，前端倒角，以使导柱能顺利进入导套；5.导柱设在动模一侧，以保护型芯，而设在定模一侧则便于顺利脱模取出塑件，因此可根据需要而决定装配方式。6.导柱滑动部分配合形式按H8/f7，导柱导套固定部分按H7/k6，导套外径配合按H7/k6。7.除了动模、定模之间设导柱、导套外，一般还在动模座与推板之间设置导柱和导套，以保证推出机构的正常运动。综合考虑后，该模具的导向机构如下：1.导柱的结构形式：选用带头导柱，因其结构简单，加工方便，故用于本注射模。2.长度：导柱导向部分的长度比凸模端面高出8-12mm,以避免出现导柱未导正方向而进入型腔。3.形状：导柱前端作成锥台型，以使导柱顺利进入导正孔。4.材料：20钢经渗碳淬火处理或T8、T10钢经淬火处理，硬度HRC为50-55HRC。导柱固定部分表面粗糙度Ra为0.8m,导向部分表面粗糙度 Ra为0.4m。5.数量及布置：采用等直径导柱不对称布置于模具分型面的四周。6.配合精度：导柱固定端与模板采用H7/m6的过渡配合，导柱的导向部分采用H8/f8的间隙配合。7.导套采用带头导套，其材料用与导柱相同的材料制造。3.10推出机构的复位本采用复位杆复位，设4根。用以防止塑件反阻力不均导致推杆固定板扭曲，或倾斜折断推杆而发生卡滞现象。当合模时，复位杆前端先与定模上的端面接触，使推杆不动，避免损坏成型零件。 第4章 选择标准模架4.1型芯和型腔板的结构和尺寸确定考虑到加工的方便，将型芯分成大型芯和中间六边形孔成型的小型芯两个组合结构，大型芯采用直通式，与型芯固定板的配合按，用两个M6的螺钉固定在垫板上，小型芯与大型芯的配合按，用两边挂台式固定在大型芯上。表4.1型腔壁厚预算侧壁厚度底板厚度按刚性条件计算按强度条件计算按刚性条件计算按强度条件计算式中 考虑到型腔的强度、刚性和装螺钉、销子、导柱导套和开冷却水道孔的位置，参考塑料模具设计手册，型腔取355*200*80的规格。大、小型芯、定模板采用预硬钢3。4.2选择标准模架定模板： 400*400*20 动模板： 355*200*40支承板： 355*200*34 推杆固定板： 355*220*20动模座板： 400*400*30 定模座板： 400*400*20模具合模高度：700+30+80+80+30=2=282mm 第 5 章 校核模具由第二章可知，选用的注射机是SZ60/450。5.1注射压力的校核注射压力的校核是核定注射机的最大压力能否满足该塑件成型的需要，塑件成型所需要的压力是由注射机的类型、喷嘴形式、塑料流动性、浇注系统和型腔的流动阻力等因素决定的。 由参考文献14表3-2可查出ABS所需的注射压力=60100 MPa，小于注射机的公称压力P公=170MPa ，故注射压力满足塑件成型所需用的压力。5.2模具厚度校核最大模具厚度：300mm模具合模高度282mm 可行最小模具厚度：100mm模具合模高度282mm 可行5.3开模行程的校核开模行程S（合模行程）指模具开合过程中动固定板的移动距离。它的大小直接影响模具所能成型的塑件高度。本设计是单分型面的注射模。注射机最大移模行程为220mm，采用注射机最大行程与模厚无关的校核，不受模具厚度的影响，其开模距离用下述方法校核。=+ a +5=60+27+35+5=127300推出距离(脱模距离)(mm)包括浇注系统凝料在内的塑件高度(mm)a取出浇注系统凝料所必须的长度(mm)5.4脱模力校核 注射成型后，塑件在模具内冷却定型，由于体积的收缩，对型芯产生包紧力，塑件要从模腔中脱出，就必须克服因包紧力而产生的摩擦阻力。对于不带通孔的壳体类塑件，脱模时还要克服压力，一般而论，塑料制件刚开始脱模力最大，即所需的脱模力最大，图5.1是型芯的受力分析。脱模力按下面的方法估算。图5.1 塑件脱模力分析图式中摩擦系数，一般取0.15-1.0，取0.1塑件收缩对型芯产生的正压力（N）；脱模时型芯所受的摩擦产生的阻力(N)；脱模力(N)；型芯的脱模斜度，一般为1-2； 于是，而包紧力为包容型芯的面积与单位面积上的包紧力之积，即式中： P塑件对型芯产生的单位正压力。一般取p=812MPa，这里取10MPa； A塑件包容型芯的侧面积。 F脱=862510(0.1cos1o-sin1o)+0.18625=7993N=7.99KN 锁模力：F=PA=7.99KN3500KN （合格） 注射压力：130MPa170MPa （合格） 5.5注射量校核为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量。 （30为浇注系统内溶料体积）注射机允许的最大注射量(g或)亦可由上一步骤可知，注射机的注射量符合要求。综上，SZ60/450完全符合本塑料制品的注射。 第 6 章 零件制造工艺模具生产具有一般机械产品的共性,同时又具有其特性。与一般机械制造相比，通常模具制造难度较大。而研究模具制造过程，就是研究探讨模具制造的可能性和如何加工制造的问题。现在以该模具的型芯固定为例，探讨模具加工的可行性。型芯固定板的零件图如图6-1所示： 图6-1 型芯固定板平面示意图 表6.1定模板机械加工工艺规程卡定模板机械加工工艺规程 材料3Cr2Mo 预硬钢3545HRC序号工序名称工序内容1备料标准定模板，以备好加工基准2数控铣在数控铣床上校准，用中心钻钻出1个台阶孔的引导孔3钳工钻孔 用麻花钻将销钉空钻穿并留有0.3mm的绞孔余量，用麻花钻按一定的尺寸将台阶孔钻出来并留有0.3mm的绞孔余量绞孔 绞销钉孔和台阶孔到要求，用塞规检验。4电火花加工型腔加工型腔，留有0.3mm的精铣余量（电极尺寸见下页）5精铣精铣型腔，留0.05mm的打磨余量6去除中心废料先在型孔适当位置钻孔，然后用带锯机去除中心废料7热处理淬火与回火，检查硬度，表面硬度要求达到35-45HRC8平磨磨上下两平面和侧面9退磁处理10检验按图纸检验 第 7 章 模具装配与调试装配工艺：1.首先装入导套。采用过渡配合，将导套压入动定模板后，要求保持导柱的垂直度，并使起模和合模时导柱滑动自如。2.安装浇注系统。将浇口套装入模板内，同时安装固定定模座板和定模板。钻销钉孔并打入销钉。3.动模座板和垫块的固定连接，保证垂直度和平行度。4.垫块和支承板的连接。5.安装弹簧、推杆、推件块、推板，调整间隙，使得推杆在推动推件块时能够在垫块中滑动自如。6.安装滑块，用圆柱销分别采用过盈和过渡配合使得左右滑块位置固定，形成型腔。7.安装导滑块，有螺钉拧紧，使得导滑块与滑块之间留有均匀的导滑间隙。8.安装斜导柱和楔紧块。安装中间板、定模板和定模座板，使用销钉、螺钉，与导柱采用间隙配合。9.用手锤轻轻敲打固定板和动定模板，使整个模具的配合符合要求，最后打入销钉。10.安装完后试模和修整。7.1型芯与模板的装配主型芯与模板孔采用H7/m6过渡配合。如图7-1所示： 图7-1 主型芯与模板孔的配合7.2 导柱、导套与模板装配导柱、导套固定部分配合按H7/k6，导套外径的配合按H7/n6。如图7-2：1导柱 2导套图7-2 导柱、导套与模板的装配7.3 浇口套和模板的装配主流道衬套与定模板配合为H7/k6，与定位圈的配合采用H7/k6，如图7-3所示： 图7-3 浇口套与模板的装配7.4 总装配程序1.确定装配基准。2.装配前要对零件检测，合格零件后去磁和清洗。3.调整修磨零件组装后的累计误差，保证分型面接触紧密，防止飞边产生。4.装配中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查。5.组装导向系统，并保证开、合模动作灵活，无松动、卡滞现象。6.组装修整顶出系统，并调整好复位及顶出位置等。7.组装修整型芯，保证配合面间隙达到要求。8.组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，阀门动作灵活。9.组装液压、气动系统，保证运行正常。10.紧固所有联接螺钉，装配定位销。11.试模，合格后打上标记。如模具编号、合模标记及组装基准面等。12.最后检查模具的各种配件、附件及起重吊环等零件，保证模具装备齐全。7.5 长虹彩电CHD34166外包装把手注射模试模（1）试模前，必须对设备的油路、水路和电路进行检查，并按规定保养设备，做好开机准备。（2）原料应该合格。（3）在开始试模时，原则上选择在低压、低温和较长时间条件下成型，然后按压力、时间、温度这样的先后顺序变动。（4）注射成型时可选高速注射和低速注射两种工艺。（5）对粘度高和稳定性差的塑料，可采用教慢的螺杆转速和略低的备压加料和预塑，而粘度低和热稳定性好的塑料可采用较快的螺杆转速和略高的备压。 结 论经过为期一个四个月的研究与设计，使我对注塑模具的设计有了全面而深刻的认识包括从模具设计、选材、加工、组装、到最后的维修。进一步充实了理论知识，同时也增加了对模具结构的的理解和空间想象能力，这对我们的毕业设计后的工作学习会有很大的帮助！同时对模具加工过程工艺以及所用加工设备也有所了解。 在对模具的设计整个过程中，首先要了解制件的结构。本课题是关于长虹彩电CHD34166外包装把手塑料模具设计。因为该制件是日常用品，这就要求模具耐用，且适合于大批量生产，故采用注射模。同时本课题还要解决以下几个主要问题有：1，分型面的合理选择。2，塑件的脱模方式。 3，合理的模具结构设计。本副模具结构简单，通俗易懂，构造也简单，加工方便。但同时也带来了不便的因素，就是脱模难度增加，因为整个塑件较复杂，塑件冷却后包裹在型芯上的力较大，这给脱模造成不便，由于经验的不足，导致这一步完成得不理想，所以希望今后的设计中能够引以为戒，注意把握尺度。 另外通过AutuCAD、CAXA、UG等软件对造型以及参数分析，使我更加熟练而全面的掌握了这些软件的使用和操作。在设计中查阅了大量关于机械结构设计、模具设计、金属材料和塑料材料等方面的书