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铭牌壳注塑模设计,铭牌,注塑,设计
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中文题目：铭牌壳注塑模设计 毕业设计（论文）共 页 图纸共 张 完成日期 答辩日期 摘 要本次设计主题内容是“铭牌阀门壳注塑模设计”，通过对塑件的工艺分析和比较我们最终确定设计一套注塑模。本次对注塑模具的浇注系统、顶出机构、冷却系统以及塑件模流分析都有详细的介绍。设计过程中还运用CAD、三维建模软件（UG）、Moldflow软件对塑件进行了更为详细的尺寸测量、结构设计、工艺分析等。关键词：注塑模；UG/CAD；模流分析目 录前 言11 塑件的设计21.1 塑件材料的选择21.2 聚碳酸酯（PC）的性能21.3 塑件的结构分析32 模具结构的拟定52.1 分型面位置的确定52.2 确定塑件的排位方式和型腔的数量53 浇注系统的设计73.1 浇口位置的选择73.2 流道的设计83.2.1 主流道的设计83.2.2 分流道的设计94 成型零件结构设计114.1 型腔件的结构设计114.2 型芯件的结构设计114.3 成型零件的钢材选用125 模架的选取135.1 定模板尺寸135.2 动模板尺寸135.3 模脚尺寸136 顶出机构的设计147 冷却系统的设计158 塑件的模流分析图文展示169 模具装配图18总 结19致 谢20附 录21参考文献22苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）前 言模具工业在国民基础工业生产中占有重要地位因此被称为“工业字母”。随着我国科技的不断发展，不断学习新的知识和技能，人们也在模具制造的能力和技术也得到了不断的提升，而随着CAD/UG/Moldfiow等软件的不断进步，也使得制造出来的模具和工件在精度合工艺上都得到了巨大的提升。随着社会品质的不断进步，人类智慧的不断开发，人类不断的创造和发明，好质量、高科技的产品逐渐进入我们的生活中，人们现在对产品的要求越来越高，无论是性能、价格甚至外包装都有很高的要求。日常生活中和我们接触的最多的大多是塑件产品，其中最多的都是注塑模塑件产品。因此，注塑模具在塑料的生产过程中非常重要。塑料制品制造方便，大多数的塑件制品都可以大批量生产但由于塑件本身的特性和人们缺乏意识的保护性使用因此塑件的更新换代也很快，因此这使得对注塑模的要求也变得非常高了。而国内的塑料制品行业也通过不断的学习丶借鉴都有着明显的提升和进步。但是在一些精度要求高，技术含量高，复杂程度高的塑件上还是有着明显的不足，因此我们要向国外学习和借鉴先进技术理论显得非常重要。未来塑料的发展一定是朝着低碳节能、无污染的绿色发展道路前进，这更是我国经济持续、健康、迅速发展的重要前提。塑料的大量使用和生产也促进注塑模具设计与制造工业的快速发展。这次毕业设计我选择的是注塑模设计，其中最大的原因是其特点是可以一模多腔，大大提高工业效率和经济效益。1 塑件的设计1.1 塑件材料的选择塑料的种类很多种，最为常见的分类是分成热塑塑料固性塑料。常见的热塑性塑料有：聚乙烯（PE），是乙烯聚合结晶聚合物，它的特点是溶体的流动性能好；聚丙烯(PP)，它是丙烯聚合结晶聚合物，性能和聚乙烯很相近，有抗疲劳的优点；聚氯乙烯(PVC)；无定行聚合物特点，热稳定性很差：聚苯乙烯（PS），它是透明无色塑料，化学稳定性、耐水性、着色性较好；聚碳酸酯（PC），耐热性优良，能在高温下长期工作，在低温的情况下成型收缩率很低，所以制品的尺寸稳定性好。其他性能比如耐磨性和它的抗老化性以及电绝缘性能也很好，更具备一定的的抗化学腐蚀能力。常见的热固性材料有：酚醛塑料（PF），它是用料最好的热固塑料因为他容易成形切刚性良好但是他不耐碱、抗冲击力差；环氧塑料（EF），它是复合材料，有良好的力学性能、绝缘性能、化学组抗性。材料的选择是设计中的一个很重要的部分，它影响我们成品的治疗和实用性能，需要考虑多方的因素。首先我们要考虑塑件要实现的功能以及性能的相关资料，然后在个材料之间进行初步的对比，但是我们选材的时候不能仅仅考虑塑件的性能和功能还要考虑到加工生产、成本、经济利益等因素。综合多方因素在后查阅相关资料后，本次设计决定选用的材料是聚碳酸酯（PC）1.2 聚碳酸酯（PC）的性能英文名称Polycarbonate，聚碳酸酯是一种透明而略带浅黄色的塑料，具有突出的抗冲击强度和抗蠕变能力。耐热的耐寒性能优良，能在120摄氏度下长期工作，低温脆化可达零下100摄氏度，成型收缩率仅为0.5%-0.8%,所以制品的尺寸稳定性好。其他的性能比如耐磨性和它的抗老化性以及电绝缘性能也很好，更具备一定的的抗化学腐蚀能力。但是他也有一些缺点比如它对一些化学物品以及有机溶剂的抵抗力都比较差，因此塑件成型后会产生内应力，严重的引起塑件开裂。从PC的性能我们知道PC在注塑的时候几乎不受收缩率和壁厚的影响，但容易出现熔接痕因此设计模具是要注意然让浇注系统阻力尽量减小，选好浇口位置。下面是PC的技术指标和工艺参数：PC技术参数：密度1.2g/cm 吸水性0.15% 收缩率0.50.7% 熔点225250 热变形温度132141 抗拉屈服强度72Qt/Mpa 硬度M75HBPC注射成型工艺参数：注射机类型：螺杆式 料温度 280310 模具温度 80110 注射压力70100Pa 注射时间2080s 高压时间0 cm5s 冷却时间20120s1.3 塑件的结构分析1) 塑件的二维图和三维图。图1-3铭牌壳二维图图1-4铭牌壳三维图2) 塑件的结构分析阀门壳的主要作用在于保护铭牌防治铭牌的损坏，所以在抗冲击力上要求很高，PC在抗冲击力、抗腐蚀能力很优秀足以满足铭牌壳保护的作用。由于名牌阀门壳的要求精度不过高所以我们采用12级低精度。又因为塑件结构简单所以采用一模两腔的设计方式并在开模时我们直接采用简单的推杆的推出方式。2 模具结构的拟定2.1 分型面位置的确定 通过对塑件的结构分析以及查阅相关资料学习分型面选择的原则，分型面应该选择在产品截面积最大的位置，其具体如图2-1所示。图2-1是根据分型面分析后设计的分型面。图2-1分型面设计2.2 确定塑件的排位方式和型腔的数量本次设计的模具为小型的铭牌阀门壳的注塑模具，其结构简单体型较小，因此采用 两板模，一模两腔，推杆推出的设计方式，型腔的位置定在顶板的中心位置。如图2-2。图2-2件的排位方式从上文可知此次设计的模具为一模两腔。由于塑件的主要作用在于保护，因此塑件的浇口允许设计在产品的外表面，浇口考虑设计在塑件的侧面侧浇口式。模架选择，由上述可确定为单分型面的模架，所以选用龙记模架的CI型大水口模架。如下图2-3图2-3大水口模架3 浇注系统的设计3.1 浇口位置的选择该塑件的最佳的浇口位置可用Moldflow分析得到。从图3-1的浇口分析可以看到锥体的顶端就是进浇的位置。图3-1进浇点分析由于塑件上顶部壁厚较薄不适合浇口的最佳位置经过分析我们选择在塑胶壁厚较大的地方，又是为了平衡整个注浇系统，我们选择在模具的中心位置。如图3-1-1所示。图3-2塑件进浇系统3.2 流道的设计流道的设计主要包括两大部分其一是主流道其二是分流道设计。主流道的设计通常师位于模具中心塑料溶体的入口处，它会将注射机喷嘴注射出的溶体导入分流道的型腔中。主流道的形状为一般为圆锥形式。这是因为有利于溶体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。又因为其与高温塑料溶体及注射机喷嘴反复接触，所以设计时我们常设计成可拆卸更换的浇口套。还有主流道要尽可能短，减少容料在主流道中的热量和压力损耗，图3-3为模具的主流道浇口套结构图。图3-3浇口套和定位圈配合3.2.1 主流道的设计主流道的形状有浇口套决定，为了便于脱模主流道形状一般为圆锥形。主流道的小段直径一般去36mm，长度一般不超过60mm。主流道的大端与分流道交接处应该设计为圆角，以减少熔料转向所遇到的阻力。本次主流道的设计如图3-4。图3-4主流道尺寸示意图3.2.2 分流道的设计对于一模多腔的布置，尽量选用平衡式分流道。即保证每个浇口的位置相同，分流道长短相同。分流道截面尺寸应该是塑件的大小、塑件的流动性、塑件的壁厚、流道的长度决定的。对于流动性很好的材料流道的截面积的直径取2mm左右，对于流动性差的塑料流道的截面积可达12mm。大部分塑件的流道直径在48mm选取。本次设计的材料是PC（聚碳酸酯）其流动性较差，所以流道的截面积的直径取12mm。分流道的长度由注塑模总体的型腔布置和浇口位置决定，为减少溶液热量和压力的损失，所以分流道的长度我们应该取最小值。如下图3-5图3-5分流道尺寸示意图4 成型零件结构设计4.1 型腔件的结构设计型腔件是注塑模成型零件的外表面的成型零件。按凹模结构的不同我们可把他大致分为分为整体式、整体嵌入式、组合式以及镶拼式这四种结构。本次设计我们采用的整体嵌入式凹模结构。型腔的主体采用整体嵌入式结构，如图4-1所示，图4-1型腔整体嵌入式4.2 型芯件的结构设计型芯是成型塑件内表面的成型零件，通常我们可以把他分为整体式和组合式两种类型。因此通过塑件的结构分析，这次设计我们采用整体嵌入式。如下图4-2图4-2型芯整体嵌入式结构4.3 成型零件的钢材选用根据成型零件的综合性能分析，该塑件是属于外观件，要求钢材抛光性能好，具备良好的抗腐蚀性，并要有足够的硬度刚撞击打力。同时又要考虑它的机械加工性能，所以成型腔的凹模和凸模我们选用的材料是Cr12，并淬火处理。5 模架的选取根据整体嵌入式的外形尺寸，塑件进行测浇的进浇方式，又考虑到导柱、导套的布置等，同时参考模架的选择方法，因此我们确定选用大水口CI2525型（即宽250mm，长250mm）模架结构。5.1 定模板尺寸定模扳在设计时要开框装入整体嵌入式型腔件，加上型腔件上还有开设冷却水道路线，所以嵌入式型腔件的高度设计为30mm，还有定模扳上应该还要有足够的距离去引出水路，而且还需要有足够的强度，所以我们采用定模扳的厚度取50mm。5.2 动模板尺寸由于动模板下面是模脚，特别是在注射时，它需要承受很大的注射压力，因此相对定模扳来讲镶件底部要相对厚一些，所以我们设计的动模板厚度取60mm。5.3 模脚尺寸模脚的高度=顶出的行程+推板的厚度+顶出固定板的厚度+5mm=30+20+15+5=70，所以此模脚定为80mm。经上述尺寸的计算，模脚尺寸确定为CI2525模架。如下图5-3所示。图5-3模架图6 顶出机构的设计本次塑件我们采用推杆推出的方式，均匀的分布在塑件各个包紧离较大的位置如图6-1所示。图6-1顶出机构推杆直径应该尽量要取大一些，这样脱模力大而平稳，尽量避免使用1.5mm以下的推杆。推杆直径2.5mm以下位置足够时要做有托推杆。因此此次设计采用直径为3mm的推杆,推杆的长度取决于模具大小和塑件的结构尺寸，外购时在装配图的基础上加5mm左右。取整数。此次我们采用的推杆如图6-2。图6-2推杆尺寸7 冷却系统的设计PC的成型温度和模具温度分别是280310和80110。所以模具的温度我们选定为50，对其使用常温对模具进行冷却。型腔的成型面面积比较平滑，比较适合直通式冷却回路，如图7-1。并在其周围我们设计上密封圈，并对水路进行有效的封闭。图7-1冷却回路截面图8 塑件的模流分析图文展示图8-1塑件温度图8-2塑件填充时间图8-3塑件顶出温度时间利用Moldflow软件对塑件进行模流分析能更为直观的感受塑件在整个注塑成型时的具体完成数据。它既能分析塑件在各个阶段的成型数据更能生动的生成图彩视图方便简洁易懂。注塑制品的质量主要取决于注射成型过程，塑料熔体注入模具后的流动行为是决定制品的质量，所以我们提前对其制品在注塑过程中进行有效的模流分析。Moldflow软件的应用主要包括三个大方面：首先是运用软件来预计我们设定注塑方案的压力、注射速度等一些工艺的参数；其次是利用它计算得到的压力、温度等数据分布来改善模具和塑料制品的设计以及改善设计方案；最后是利用分析后的数据对比进行优化，最后选择最佳方案。既能提高制品的质量也能提高经济效益。9 模具装配图总 结经过几周的努力终于完成了对本专业的毕业论文设计，设计的过程是痛并快乐的，现在完成毕业设计有种如释重负的感觉。大学三年的专业学习就在这次毕业设计中检验，通过这次毕业设计我对模具专业有了更深刻的理解和体会。毕业设计是我们每个大学生在毕业时必交的一份答卷，它既是对我们专业知识的一次大巩固也是对我们这三年大学专业学习成果的检验。这次设计我们可以综合运用专业老师在课堂上讲解的专业知识，充分的发挥自己学习的知识去解决在毕业设计中遇到的难题。这次我这设计的题目是铭牌壳注塑模设计，刚开始设计这个题目的时候有点犯难，因为我们在校学习的知识只是模具这个大行业里的九牛一毛，所以我在校图书馆借阅了一些关于注塑模设计的相关书籍并学习参考，然后开始我的注塑模毕业设计。整个毕业设计不知道从何做起，一开始就出现各种错误，比如文档编写过程中的格式错误文本的字体错误等，感觉自己很难完成一次完成的毕业设计。但是现在回过头，我的毕业设计终于完成了，心里也是非常的开心的。从一开始的无从下手出现各种各样的错误到现在一份完整的毕业设计。在此过程中我不仅更进一步的学习了专业知识更是学会了在遇到问题时如何去解决遇到的难题而不是在那垂头丧气。当然这次毕业设计也让我知道自己知道的严重不足，总觉得以前老是讲来讲去的东西自己听不懂埋怨知道的无聊乏味，但是真正做到设计的时候才知道自己的错误，老师讲的都是言简意赅希望我们能更简便的理解吸收，而我们自己所认为的都是表面的知识，基本上都是文字代表的理论知识在设计的过程中完全不适用。所以这次我也知道了实际理论的区别，我们不能只是纸上谈兵。夸夸其语，都是一些徒劳功。我这次做的是生活中很常见的铭牌阀门外壳注塑模设计，设计的过程中我做了对塑件的模流分析但是在分析的过程中分析总是出现错误，为了解决这个问题我请教了老师并查阅了资料，在设计的过程中流道的间的尺寸并不能随意的定义因此在分析的时候会出现错误，所以在分析是我计算了合理的流道尺寸使个个流道之间连通性正常，最后成功的对塑件分析。设计完成后还绘制模具个个部分的三维图以及二维图，因此我的绘图能力也得到了很大的提高，最后也要谢谢老师和同学在设计过程中给予我的帮助。致 谢在老师的的悉心指导下终于完成了本次的毕业设计。老师专心的指导耐心的教学以及利用他的专业知识和严谨的教学态度在设计的过程中给
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