冰箱接水盒产品造型与模具设计【优秀含2张CAD图纸+塑料模具全套毕业设计】【带三维】
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冰箱
接水盒
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!【详情如下】【注塑塑料模具课题】CAD图纸+word设计说明书.doc[20000字，49页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat
3D装配图.prt
3D.prt
冰箱接水盒.dwg
模具装配图.dwg
中期汇报表.doc
任务书.doc
设计说明书.doc[20000字，49页]
开题报告.doc
答辩.ppt
摘 要
研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义，这是我选择本设计的出发点。本设计是以塑料制品冰箱接水盒通过基于逆向工程的3D激光扫瞄测试技术,采集塑件的曲面数据，使用三维软件Unigraphics NX 4.0进行曲面造型,再根据Unigraphics NX 4.0软件的MOLDWIZARD模块设计了冰箱接水盒注塑模具；本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是双分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强度要求做了说明；该设计从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。最终完成对冰箱接水盒的注塑模设计。
关键词：冰箱接水盒；造型；注塑模具
Abstract
Study injection mold plastic products to the understanding of the production process and improve product quality have great significance, this is my choice of the design point of departure. This design is the water receiver in Refrigerator through reverse engineering on the 3D laser scanning technology testing, the collection of plastic parts surface data, the use of three-dimensional software Unigraphics NX 4.0 to surface modeling, and in accordance with MOLDWIZARD of Unigraphics NX 4.0 software modules designed the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle ; This design introduced the injection takes shape the basic principle，specially double is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work，to cast the product to propose the basic principle of design；Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system，the temperature control system and goes against the system the design process， and has given the explanation to the mold intensity request；his design came from the technology capability of product，the structure of the mold embarks， the pours system，the injection molding system and the related parameter examination,the mold took shape the partial structures,the against system, the cooling system all had the detailed design. Final completion of designning aboat the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle.
Keyword: The water refrigerator box; Modeling; Injection mold
目 录
摘 要i
Abstractii
1 绪论1
1.1 模具工业在国民经济中的地位1
1.2 我国模具技术的现状及发展趋势2
1.3 逆向工程技术的内容及其应用范围2
2 3D激光扫瞄测量数据处理技术4
2.1 三维扫描技术简介(3D Scan)4
2.2 点云数据的处理4
2.3 点云数据生成曲面的三维造型技术5
3 注塑件的设计6
3.1 塑件材料的选择及其结构分析6
3.2 塑件的结构与工艺性分析6
3.3 ABS的注射成型工艺7
4 模具结构形式的拟定9
4.1 确定型腔数量及排列方式9
4.2 模具结构形式的确定9
5 注塑机型号的确定11
5.1 塑件的计算和注射机型号的确定11
5.2 注射机型号的确定11
5.2 注射机及部分尺寸的校核12
6 分型面位置的确定15
6.1 分型面的形式15
6.2 分型面的设计15
7 浇注系统的形式和浇口的设计16
7.1 浇注系统确定16
7.2 主流道的设计16
7.3 分流道的设计18
7.4 浇口的设计20
7.5 浇注系统的平衡22
7.6 浇注系统断面尺寸计算23
8 模架的确定和标准件的选用24
8.1 模架和标准件的确定24
9 合模导向机构的设计26
9.1 定位机构的选择26
9.2 导向结构的总体设计26
10 脱模推出机构的设计28
10.1 脱模推出机构的选择28
10.2 脱模阻力计算28
11 侧向分型与抽芯机构的设计30
11.1 侧向分型与抽芯机构的确定30
11.2 侧型芯具体尺寸的确定30
12 成型零件的设计33
12.1 部分成型零件的结构设计选择33
12.2 部分成型零件的尺寸设计34
13 冷却系统的设计39
13.1 冷却系统的确定39
13.2 排气系统的设计40
14 结论41
参考文献42
致 谢43
- 内容简介：
-
2009 届 本科 生毕业 论文（设计） 中期汇报表 填表日期： 专 业 机械设计制造及其自动化 学 院 工程学院 姓 名 王 磊 指导教师 王明 论文（设计） 题 目 冰箱接水盒产品造型与模具设计 毕业论文（设计）前期工作小结 1、 通过阅读相关文献，熟悉 冰箱接水盒产品，及其模具在国内外的发展趋势 ； 2、 了解注塑模具的具体结构及作用 ； 3、 分析模具部件的加工工艺。 毕业论文（设计）中期工作小结 1、 在图书馆 借 阅相关设计手册，了解并计算主要相关数据 ； 2、 根据 实际要求 ， 选择适当的模具材料 ； 3、 通过计算后的数据，绘制相应的 模具 二维图； 4、 利用 UG 构造出产品的模具体并绘制爆炸视图。 指导教师意见 指导教师签名： nts黑龙江八一农垦大学 本科生 毕业 论文（设计） 任务书 论文题目 冰箱接水盒产品造型与模具设计 学院名称 工程学院 姓名 王磊 专业班级 机械设计制造及 其自动化 指导教师 王明 课题类型 应用 毕业 设计 的内容 摘要 1、 通过查阅一定量的文献资料， 掌握 注塑 模具 的 设计 方法 及相应软件的使用 ； 2、 进行 冰箱接水盒 的产品造型 ； 3、 确定 该种模具的 最佳 设计 方案，并据此进行相应的计算和设计 ； 4、 做出此模具的三维装配效果图（ UG 或 Pro/E） 。 毕业 设计基本要求及工作量要求 1、 完成 冰箱接水盒 的产品造型 ； 2、 对 所确定的模具结构进行分析，进行相应的计算，完成各个部分的设计工作 ； 3、 绘制 模具的二维装配图（ A0） ，以及必要的零件图 ； 毕业 论文（设计）的主要阶段计划（分前期、中期、后期） 1、 12 周 文献资料查询 ； 2、 311 周完成 设计工作并 撰写毕业论文，提交初稿 并进行修改 ； 3、 1213 周 对 论文 进行 完善 ，准备毕业答辩 。 任务下发日期 2009-3-3 完成日期 2009-05-30 系主任 ： 主管教学院长审批（签字） ： nts i 摘 要 研究注塑模具对了解塑料产品的生产过程和提高产品质量有很大意义，这是我选择本设计的出发点。本设计是以塑料制品冰箱接水盒通过基于逆向工程的 3D 激光扫瞄测试技术 ,采集塑件的曲面数据，使用三维软件 Unigraphics NX 4.0 进行曲面造型 ,再 根据Unigraphics NX 4.0 软件的 MOLDWIZARD 模块设计了冰箱接水盒注塑模具；本设计介绍了注射成型的基本原理，特别是双分型面注射模具的结构与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计原则；详细介绍了冷流道注射模具浇注系统、温度调节系统和顶出系统的设计过程，并对模具强 度要求做了说明；该设计从产品结构工艺性，具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计。最终完成对冰箱接水盒的注塑模设计。 关键词 ： 冰箱接水盒 ； 造型 ； 注塑模具 nts ii Abstract Study injection mold plastic products to the understanding of the production process and improve product quality have great significance, this is my choice of the design point of departure. This design is the water receiver in Refrigerator through reverse engineering on the 3D laser scanning technology testing, the collection of plastic parts surface data, the use of three-dimensional software Unigraphics NX 4.0 to surface modeling, and in accordance with MOLDWIZARD of Unigraphics NX 4.0 software modules designed the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle ; This design introduced the injection takes shape the basic principle， specially double is divided the profile to inject the mold the structure and the principle of work， to cast the product to propose the basic principle of design； Introduced in detail the cold flow channel injection evil spirit mold pours the system， the temperature control system and goes against the system the design process， and has given the explanation to the mold intensity request； his design came from the technology capability of product， the structure of the mold embarks， the pours system， the injection molding system and the related parameter examination,the mold took shape the partial structures,the against system, the cooling system all had the detailed design. Final completion of designning aboat the water receiver in Refrigerator to the plastic injection modle. Keyword: The water refrigerator box; Modeling; Injection mold nts iii 目 录 摘 要 . 错误 !未定义书签。 Abstract . i 1 绪论 . 1 1.1 模具工业在国民经济中的地位 . 1 1.2 我国模具技术的现状及发展趋势 . 2 1.3 逆向工程技术的内容及其应用范围 . 2 2 3D 激光扫瞄测量数据处理技术 . 4 2.1 三维扫描技术简介 (3D Scan). 4 2.2 点云数据的处理 . 4 2.3 点云数据生成曲面的三维造型技术 . 5 3 注塑件的设计 . 6 3.1 塑件材料的选择及其结构分析 . 6 3.2 塑件的结构与工艺性分析 . 6 3.3 ABS 的注射成型工艺 . 7 4 模具结构形式的拟定 . 9 4.1 确定型腔数量及排列方式 . 9 4.2 模具结构形式的确定 . 9 5 注塑机型号的确定 . 11 5.1 塑件的计算和注射机型号的确定 . 11 5.2 注射机型号的确定 . 11 5.2 注射机及部分尺寸的校核 . 12 6 分型面位置的确定 . 15 6.1 分型面的形式 . 15 6.2 分型面的设计 . 15 7 浇注系统的形式和浇口的设计 . 16 7.1 浇注系统确定 . 16 7.2 主流道的设 计 . 16 7.3 分流道的设计 . 18 nts iv 7.4 浇口的设计 . 20 7.5 浇注系统的平衡 . 22 7.6 浇注系统断面尺寸计算 . 22 8 模架的确定和标准件的选用 . 24 8.1 模架和标准件的确定 . 24 9 合模导向机构的设计 . 26 9.1 定位机构的选择 . 26 9.2 导向结构的总体设计 . 26 10 脱模推出机构的设计 . 28 10.1 脱模推出机构的选择 . 28 10.2 脱模阻力计算 . 28 11 侧向分型与抽芯机构的设计 . 30 11.1 侧向分型与抽芯机构的确定 . 30 11.2 侧型芯具体尺寸的确定 . 30 12 成型零件的设计 . 33 12.1 部分成型零件的结构设计选择 . 33 12.2 部分成型零件的尺寸设计 . 34 13 冷却系统的设计 . 39 13.1 冷却系统的确定 . 39 13.2 排气系统的设计 . 40 14 结论 . 40 参考文献 . 42 致 谢 . 43 nts 1 1 绪论 1.1 模具工业在国民经济中的地位 模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料（固态或液态）的流动，使之形成所需 要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。 模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在 1989 年 3 月中国政府颁布的关于当前产业政策要点的决定中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。 模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子， 轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中 60 90的产品的零件，组件和部件的生产加工。 模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加， 2005 年将达到 170 种。一个型号的 汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有 80的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有 14 种排量 80 多个车型， 1000多个型号。单辆摩托车约有零件 2000种，共计 5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需 1000 副模具，总价值为 1000 多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。 目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水 平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。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。 nts 2 1.2 我国模具技术的现状及发展趋势 20 世纪 80 年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以 15的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将 技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。 中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48（约 122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具， 6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮 模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。 尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口 10 多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。 （ 1）注重 开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。 （ 2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。 （ 3）推广 CAD/CAM/CAE 技术；模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。 （ 4）重视快速模具制造技术，缩短模具制 造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。 1.3 逆向工程技术的内容及其应用范围 随着计算机技术的发展， CAD 技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具，其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。在实际开发制造过程中，设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型，但很多时候，却是从上游厂家得到产品的实物模型。设计人员需 要通过一定的途径，将这些实物信息转化为 CAD 模型，这就应用到了逆向工程技术 (Reverse nts 3 Engineering)。 所谓逆向工程技术，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的 CAD 模型的过程。 逆向工程技术与传统的正向设计存在很大差别。而逆向工程则是从产品原型出发，进而获取产品的三维数字模型，使得能够进一步利用 CAD/ACE/CAM 以及 CIMS 等先进技术对其进行处理。它的设计流程不同之处在于设计的起点不同，相应的设计自由度和设计要求也不相同。一般来说，产品逆 向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以下几个内容： （ 1） 新零件的设计，主要用于产品的改型或彷型设计 。 （ 2） 已有零件的复制，再现原产品的设计意图。 （ 3） 损坏或磨损零件的还原。 （ 4） 数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的比较 。 （ 5） 逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持，它已经成为制造业信息传递的重要而简洁途径之一。 nts 4 2 3D 激光扫瞄测量数据处理技术 2.1 三 维扫描技术简介 (3D Scan) 三维扫描是集光、机、电和计算机技术于一体的高新技术，主要用于对物体空间外形和结构进行扫描，以获得物体表面的空间坐标。三维扫描技术能实现非接触测量，且具有速度快、精度高的优点。而且其测量结果能直接与多种软件接口，这使它在 CAD、CAM、 CIMS 等技术应用日益普及的今天很受欢迎。在发达国家的制造业中，三维扫描仪作为一种快速的立体测量设备，因其测量速度快、精度高，非接触，使用方便等优点而得到越来越多的应用。用三维扫描仪对手板，样品、模型进行扫描，可以得到其立体尺寸数据，这些数据 能直接与 CAD/CAM 软件接口，在 CAD 系统中可以对数据进行调整、修补、再送到加工中心或快速成型设备上制造，可以极大的缩短产品制造周期。 三维扫描设备是以三次元测量系统为主。基本上以接触式探针式和非接触式（激光、照相、 X 光等式）两大类。在早期是以探针式为主，虽然价格较便宜，但速度较慢，而且以探针与物体接处会有盲点并且使软件物体容易变形，影响扫描精度，但以一般除以上缺点，它可以具有很高测量精度，适合做相对尺寸的测量与质量管理；激光扫描速度快、精确度适当，并且可以扫描立体的物品获得大量点云数据，以利曲面重建 ，扫描完后在计算机读出数据，通常这部份称为反求工程前处理。 得到产品的数据数据后，以反求工程软件进行点数据处理，经过分门别类、族群区隔、点线面与实体误差的比对后，再重新建构曲面模型、产生 CAD数据，进而可以制作 RP Part，以确认机构与几何外型，或 NC 加工与模具制造，这些是属于后处理部份。 通常扫描后得到的测量数据是由大量的三维坐标点所组成，根据扫描仪的性质、扫描参数和被测物体的大小，由几百点到几百万点不等，这些大量的三维数据点称为点云（ Point Cloud）。 2.2 点云数据的处理 扫描得到的产 品外型数据会不可避免的引入数据误差，尤其是尖锐边和边界附近的测量数据，测量数据中的坏点，可能使该点及其周围的曲面片偏离原曲面，所以要对原始点云数据应进行预处理，通常要经过以下步骤： （ 1） 去掉噪音点 ； （ 2） 数据插补 ； （ 3） 数据平滑 ； （ 4） 数据光顺 ； nts 5 （ 5） 点云的重定位整合 。 经过如上步骤 ,可得如图 2-1 所示样式： 2.3 点云数据生成曲面的三维造型技术 曲面重建可以说是反求工程的另一个核心及主要的目的，是以所扫描得到的点云数据为输入数据来重新建构曲面模型。得到产品的数据后，以反求工程软件进行点数据的处理，经过分门别类、群组分隔 、点线面与实体误差的比对后，再重新建构曲面模型，产生 CAD 数据、制造或 NC 加工或 RP制作，这部分即为后处理。目前在点云生成曲面的过程中，主要有三种曲面构造的方案：其一是以 B-Spline 或 NURBS 曲面为基础的曲面构造方案；其二是以三角 Bezier 曲面为基础的曲面构造方案；其三是以多面体方式来描述曲面物体。 在反求工程的技术发展中有一重要课题，即是建立产品的 CAD 模型，并由此可再进一步的到 CAM 处理或 CAE 的分析，而仿制出产品的外型。一般而言， CAD 模型是由许多不同的几何形状所组合而成，而每一种几何形状都 有其特性。因此若要将产品应用反求工程的技术，反求出此产品的原 CAD 模型，则并非单纯的使用一种方法即可完成，而须视此产品外型的几何特性，选择适当的处理方法，方可得出良好的几何形状，以满足产品外型的几何特性。由此可知，在曲面重建的过程中了解其曲面的特性及其曲面的数学模式，在对于我们重新建构曲面时可以帮助我们节省很多的时间以及提高将效率。由三维扫描仪所得到的点云数据来建立曲面的方式一般可以分为两种：一种是以近似的方式、另一种是以插补的方式来将顺序的点数据建立成为曲面 。最终可完成所需产品，如图 2-2示： 图 2-1 点云塑件 图 2-2 成型塑件 nts 6 3 注塑件的设计 3.1 塑件材料的选择及其结构分析 图 3-1 冰箱接水盒 （ 1） 塑件（冰箱接水盒）模型如图 3-1： （ 2） 塑件材料的选择：选用 ABS（即丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。 （ 3） 色调：米白色。 （ 4） 生产批量：大批量。 （ 5） 质量： 1.5kg 3.2 塑件的结构与工艺性分析 3.2.1 结构分析 塑件电冰箱后面的的接水用部分，对于结构强度要求不是很高。由于该塑件为非高精度塑料件制品，因此对表面粗糙度要求不高。此外此零件外部有两个挂钩，要成型必须采用外侧抽芯机构，塑件整体精度要求较低，零件的总尺寸为中型，比较适合于模具生产。 3.2.2 工艺性分析 精度等级：采用 5 级低精度 脱模斜度：型腔一般取 35 1 30 型芯取 30 40（脱模斜度不包括在塑件的公差范围内，塑件外形以型腔大端为准，塑件内形以型芯小端为准。） nts 7 3.3 ABS 的注射成型工艺 3.3.1 注射成型 工艺过程 （ 1）预烘干装入料斗预塑化注射装置准备注射注射保压冷却脱模塑件送下工序 （ 2）清理模具、涂脱模剂合模注射 3.3.2 ABS 的注射成型工艺参数 （ 1）注射机：螺杆式 （ 2）螺杆转速（ r/min）： 30 60（选 0） （ 3）预热和干燥：温度（ C） 80 85 时间 (h) 2 3 （ 4）密度（ g/ cm） :1.08 1.2 （ 5）材料收缩率（）： 0.3 0.8 （ 6）料筒温度（ C）： 前段 180 200 中 段 165 180 后段 150 170 （ 7）喷嘴温度（ C）： 170 180 （ 8）模具温度（ C）： 50 80 （ 9）注射压力（ MPa） ： 70 90 （ 10）成形时间（ S）：注射时间 3 5 保压时间 20 25 冷却时间 15 30 总周期 40 70 （ 11）适应注射机类型：螺杆、柱塞均可 （ 12）后处理：方法 红外线灯、烘箱 温度（ C） 70 时间（ h） 2 4 3.3.3 ABS 性能分析 （ 1）使用性能： 综合性能良好，冲击韧度、力学强度较高，且要低温下也不迅速下降。 耐磨性、耐寒性、耐水性、耐化学性和电气性能良好。 水、无机盐、碱、酸对 ABS 几乎无影响。 尺寸稳定，易于成型和机械加工，与 372 有机玻璃的熔接性良好，经过调色可配成任何颜色，且可作双色成型塑件，且表面可镀铬。 （ 2）选用 ABS 的成型性能分析： 吸湿性强，含水量应小于 0.3，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应 要求长时间预热干燥。 流动性中等，溢边料 0.04mm左右（流动性比聚苯乙烯、 AS差，但比聚碳酸酯、nts 8 聚氯乙烯好）。 电学性能 ABS 的电绝缘性较好，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。 易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对斜流的阻力，模具设计时要注意浇注系统，选择好进料口位置、形式。摧出力过大或机械加工时塑件表面呈“白色”痕迹（但在热水中加热可消失）。 环境性能 ABS 不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开 裂。 在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响极小。 （ 3） ABS 主要技术指标： 表 3-1 热物理性能 密度 (g/ cm) 1.02 1 05 比热容 (J kg-1K-1) 1255 1674 导热系数 (W m-1 K-1 10-2) 13.8 31.2 线膨胀系数 (10-5K-1) 5.8 8.6 滞流温度 ( C) 130 表 3-2 力学性能 屈服强度（ MPa） 50 抗拉强度 (MPa) 38 断裂伸长率 ( ) 35 拉伸弹性模量 (GPa) 1.8 抗弯强度 (MPa) 80 弯曲弹性模量 (GPa) 1.4 抗压强度 (MPa) 53 抗剪强度 (MPa) 24 冲击韧度 (简支梁式 ) 无缺口 261 布氏硬度 9.7R121 缺 口 11 （ 4） ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施： 主要缺陷：缺料、气孔、飞边、出现熔接痕、塑件耐热性不高（连续工作温度为70 C左右热变形温度约为 93 C）、耐气候性差（在紫外线作用下易变硬变脆）。 消除措施：加大主流道、分流道、浇口、加大喷嘴、增大注射压力。 nts 9 4 模具结构形式的拟定 4.1 确定型腔 数量及排列方式 由于接水盒的体积较大，且在一侧有两个挂钩，其成型必须制作成可侧向移动的，否则塑件无法脱模。塑件的总体尺寸为中型 ,尺寸精度要求不高比较适合于模具生产。为了提高生产效率 , 降低模具生产成本 , 简化模具结构 , 根据零件的结构特点 , 将模具设计成简单的三板式结构 , 其结构如图 4-1 所示。 图 4-1 模具装配图 4.2 模具结构形式的确定 塑件外观质量要求不高，且是尺寸精度要求一般，尺寸较大的中型塑件，故可采用斜导柱侧向分型与抽芯注射模。 由于浇口位置及浇口类型决定了熔料在型腔中的流 动方向与路径。如果浇口位置选择不当或浇口类型选用不合理 , 则可能造成塑件变形或某些尺寸超差。由于 A B S 具有较好的流动性 ,可以采用单一的点浇口 ,而且点浇口结构简单 , 料流顺畅 , 生产时效率较高 , 可以满足生产要求。根据零件的结构特点 , 将浇口设在塑件非工作面的底部 , 且浇口的排列方式如图 4-2 所示 , 使零件工作面外观及质量都比较好。 nts 10 图 4-2 浇口排列位置 nts 11 5 注塑机型号的确定 除了模具的结构、类型和一些基本参数和尺寸外，模具的型腔数、需用的注射量、塑件在分 型面上的投影面积、成型时需要的合模力、注射压力、模具的厚度、安装固定尺寸以及开模行程等都与注射机的有关性能参数密节相关，如果两者不相匹配，则模具无法使用，为此，必须对两者之间有关数据进行较核，并通过较核来设计模具与选择注射机型号。 5.1 塑件的计算和注射机型号的确定 1、 体积 =191.8658061（ cm） 曲面面积 = 1629.195931（ cm2） 密度 = 1.05 (g/ cm） 质量 = 1502.4(g) 5.2 注射机型号的确定 根据塑件的体积及质量初步选定用 XS-ZY-500（卧式 ）型注塑机。 XS-ZY-500（卧式）型注塑机的主要技术规格如下表： 表 5-1 注塑机的主要参数 额定注射容积 (cm） 500 螺杆直径 (mm) 65 注射压力 (MPa) 145 注射速率 (g/s) 70 最大成型面积 (cm2) 1000 螺杆转速 (r/min) 0 200 锁模力 (kN) 3500 拉杆有效距离 (mm) 540 440 开模行程 (mm) 500 模具最大厚度 (mm) 450 模具最小厚度 (mm) 300 锁模形式 抱闸式锁模 喷嘴移动距离 (mm) 490 喷嘴球半径 (mm) SR18 喷嘴口孔径 (mm) 3 动定模板尺寸 (mm) 700 850 nts 12 5.2 注射机及部分尺寸的校核 （ 1） 主流道的体积约为： V(cm) = V=1/3 3.1415926 85 (6.0548 2+6.0548 1.75+1.752) = 4.479 （ 2） 分流道与浇口的体积约为： V(cm) = 2 (8 260 8)+4 (1/3 3.1415926 18.5 (42+4 3+32)= 33.63 （ 3） 该模具总共需填充塑件的体积约为： V(cm) = 191.8658061 + 4.479 + 33.63= 229.9748061 注射机一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的总量必须在注射机额定注射量的 80%以内。 在一个注射成形周期内，需注射入模具内的塑料熔体的容量或质量，应为制件和浇注系统两部份容量或质量之和，即 ： V = nVz + Vj 或 ： M = nmz + mj 式中 ： V（ m） 一个成形周期内所需射入的塑料容积或质量 (cm或 g）； n 型腔数目 ,这里取 1 Vz（ mz） 单个塑件的容量或质量 (cm或 g）。 Vj（ mj） 浇注系统凝料和飞边所需塑料的容量或质量 (cm或 g）。 故应使 nVz + Vj 0.8Vg 或 nmz + mj 0.8mg 式中 ： Vg（ mg） 注射机额定注射量 (cm或 g）。 根据容积计算 nVz + Vj =1 191.8658061+38.109=229.9748061 0.8Vg=0.8 500=400 可见注射机的注射量符合要求 4、型腔数量的确定和校核 型腔数量与注射机的塑化率、最大注射量及锁模力等参数有关，此外，还受塑件的精度和生产的经济性等因数影响。可根据注射机的最大注射量确 定型腔数 n 1 2m mKm Nn （ 5-1） 式中 ： K 注射机的最大注射量的得用系数，一般取 0.8； Nm 注射机允许的最大注射量； 2m 浇注系统所需塑料的质量或体积（ g或 cm）； 1m 单个塑件的 质量或体积（ g 或 cm）。 所以需要 28658 0 61.191 109.385008.0 n n=1 符合要求 5、塑件在分型面上的投影面积与锁模力校核注射成型时，塑件在模具分型面上的投影面积是影响锁模力的主要因素，其数值越大，需要的锁模力也就越大。如果这一数值超过了注射机允许使用的最大成型面积，则成型过程中将会出现溢漏现象。因此，设计nts 13 注射模时必须满足下面关系： nA1 + A2 A 式中 ： A 注射机允许使用的最大成型面积 (cm2） A1 单个塑件在模具分型面上的投影面积（ cm2） A2 浇注系统在分型面上的投影面积（ cm2） 由已知塑件的造型可计 算出其在模具分型面上的投影面积为 378.30（ cm2），由浇注系统可大约估计出基在分型面上的投影面积为 21.44（ cm2） 注射成型时，模具所需的锁模力与塑件在水平分型面上的投影面积有关，为了可靠地锁模，不使成型过程中出现溢漏现象，应使塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即： (nA1 + A2)p F 式中符号意义同前。 所以需要 1 378.30+21.44=399.74 A=1000 查得 ABS 的平均成型压力为 30（ cm2/MPa）（ 1 378.30+21.44） 30=399.74 30=1200（ kN） F=3500（ kN） 符合要求 6、最大注射压力校核 注射机的额定注射压力即为它的最高压力 pmax,应该大于注射机成型时所调用的注射压力，即： pmax Kp0 经查表得： ABS 的注射机成型时所调用的注射压力为 70 90Mpa 而注射机的额定注射压力为 145Mpa 符合要求 7、模具与注射机安装部份相关尺寸的校核 喷嘴尺寸 注射机头为球面，其球面半径与相应接触的模具主流道始端凹下的球面半径相适应，一般地模具设计时，浇口套内主流道始端的球面必须比注射 机喷嘴头部球面半径略大 1 2mm；主流道小端直径要比喷嘴直径略大 0.5 1mm。 模具厚度模具厚度 H（又称闭合高度）必须满足： Hmin H Hmax 式中 ： Hmin 注射机允许的最小厚度，即动、定模板之间的最小开距； Hmax 注射机允许的最大模厚。 经检查： H 375mm 注射机允许厚度 300 H 450 符合要求。 8、 开模行程校核 开模行程 s（合模行程）指模具开合过程中动模固定板的移动距离。注射机的开模行程是受合模机构限制的，注射机的最大开模距离必须大于脱模距离，否则塑件无法从模具中取出。由于 冰箱接水盒在侧面有挂钩孔，做模具时需在侧面设置抽芯机构，就应该考虑具有侧向抽芯机构时的开模行程校核。 注射机采用液压和机械联合作用的合模机构，所以最大开模行程与模具厚度无关，又由于完成侧向抽芯所需的开模行程小于推出距离与浇注系统凝料在内的塑件高度之nts 14 和， 所以完成侧向抽芯所需的开模行程对开模行程没有影响，故注射模开模行程： Smax s = H1 + H2 + （ 5 10） mm 式中 ： H1 推出距离（脱模距离）（ mm）； H2 包括浇注系统凝料在内的塑件高度（ mm）。 开模距离取 H1 = 70 包括浇 注系统凝料在内的塑件高度取 H2 = 220 余量取 8 则有： Smax s = 70+220+8 =298 符合要求。 nts 15 6 分型面位置的确定 6.1 分型面的形式 分型面是决定模具结构形式的重要因素，分型面的类型、形状及位置与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工艺等有关，不仅直接关系到模具结构的复杂程度，也关系到塑件的成型质量。 该塑件的模具只有一个分型面，垂直分型。 6.2 分型面的设计 由于分型面受到塑件在模具 中的成型位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、形状以及摧出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析。 选用此分型面的优点是： （ 1） 应有利于塑件的留模及脱模 （ 2） 较好的满足了塑件的精度要求及外观要求 （ 3） 便于模具制造加工 （ 4） 增强排气效果 分型面的确定 ： 根据以上综合分析，本副模具设计时将主分型面设在零件的口部 ,分型面位置如图 6-1 所示 , 这样不仅有利于零件脱模和人工取出塑件 , 而且产生的飞边在零件的口部 , 容易去除飞边 , 修理飞边产生的细小缺陷不影响零件的外观质量。 图 6-1 分型面 nts 16 7 浇注系统的形式和浇口的设计 7.1 浇注系统确定 由于此模具是一模一腔型，故采用普通流道浇注系统，可以达到质量和外观要求。浇注系统的尺寸是否合理不仅对塑件性能、结构、尺寸、内外在质量等影响效大，而且还在与塑件所用塑料的利用率、成型效率等相关。 选用此浇注系统主要有以下几点的好处： （ 1） 能够保证所用塑料的成型特性的要求，保证了塑件质量。 （ 2） 能够方便的去除、修整进料口，同时不影响塑件的外表美观。 （ 3） 在大量生产时能够在保证成型质量的前提下实现缩短流程，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。 7.2 主流道的设计 在卧式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面，为使凝料能从其中顺利拔出，需设计成圆锥形，锥角为 2 6，小端直径 d 比注射机喷嘴直径大 0.5 1mm，小端的前面是球面，其深度为 3 5mm，注射机喷嘴的球面在此与浇口套接触并且贴合，因此要求浇口套上主流道前端球面半径比喷嘴球面半径大 1 2mm。流道的表面粗糙度Ra 0.8m。 1、主流道的尺寸 （ 1）主流道小端直径 主流道小端直径 d = 注射机喷嘴直径 + 0.5 1 = 3 + 0.5 1 取 d = 3.5（ mm） 。 （ 2）主流道的球半径 主流道的球半径 SR = 18 + 1 2 取 SR = 19（ mm） 。 （ 3）球面配合高度 球面配合高度为 3 5 取 3（ mm） 。 （ 4）主流道长度 主流道长度 L，上标准模架及该模具结构，取 L = 82（ mm） （ 5）主流道锥度 主流道锥角一般应在 2 6，为便于凝料的顺利取出，这里取大值 = 6 所以流道锥度为 /2=3。 （ 6）主流道大端直径 主流道大端直径 D = d+2Ltg（ /2）（ =6） 12（ mm） （ 7） 主流道大端倒圆角 倒角 D/8 1.5（ mm） nts 17 根据以上数据和注射机的有关参数，设计出主流道如图 7-1： 图 7-1 主流道形式 2、主流道衬套的形式 主流道部分在成型过程中，其小端入口处与注射机喷嘴及一定温度、压力的塑料熔要冷热交换地反复接触，属易损件，对材料要求较高，因而模具的主流道部分常设计成可拆卸更换的衬套式（俗称浇口套），以便有效地选用优质钢材单独进行加工和热处理。一般采用碳素工具钢如 T8A、 T10A等，热处理要求淬火 53 57 HRC。主流道衬套应设置在模具对称中心位置上，并尽可能保证与相联接的注射机喷嘴同一轴线。 图 7-2 主流道位置 nts 18 设计出主流道衬套的主要尺寸如图 7-3： 图 7-3 主流道具体尺寸 主流道的衬 套的固定形式如图 黑龙江八一农垦大学 毕业设计 (论文 )开题报告 学生姓名： 王磊 学 号： 20054024137 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计 (论文 )题目： 冰箱接水盒产品造型与模具设计 指导教师： 王明 2009 年 3 月 26日 nts 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告 文 献 综 述 1塑模技术 在 国内 外发展 现状 塑模技术因为应用前景好 ,使用价值较高 ,一直是国内 外 研究的焦点。 注塑 模亦称注射模，其成型原理是将塑料从注塑机的料斗送进加热的料筒中，经过加热熔化呈流动状态后，在柱塞和螺杆的推动下，熔融塑料被压缩并向前移动，进而通过料筒前的喷嘴以很快的速度注入温度较低的闭合模腔之中，充满型腔的熔料在受压的情况下，经冷却固化后即可保持模具腔所赋予的形状，然后开模分型获得成型塑件。这样在操作上完成了一个周期的生产过程。通常，一个成型周期从几秒钟到几分钟不等，时间的长短取决于塑件的大小、形状和厚度、模具的结构、注射机的类型及塑料的品种和成型工艺条件等因素。 热流道技术是应用于塑料注塑模浇注流道系统 的一种先进技术，是塑料注塑成型工艺发展的热点方向，在欧美国家的普及使用可以追溯到上个世纪中期甚至更早。而在中国，这一技术的真正推广应用不过是近几年的事。 热流道是通过加热办法来保证流道和浇口的塑料保持熔融状态。由于在流道附近或中心设有加热棒和加热圈，从注塑机喷嘴出口到浇口的整个流道都处于高温状态，使流道中的塑料保持熔融，停机后一般不需要打开流道取出凝料，再开机时只需加热流道到所需温度即可。因此，热流道工艺有时称为热集流管系统，或者称为无流道模塑。 热流道技术的广泛应用是塑料模具的一大变革。在注塑成型方面，其拥有 相当多无可比拟的优势 。目前国内外纷纷开发注塑模具技术。如 针阀式浇口热流道系统 , 针阀式浇口热流道系统具有能避免流涎、浇口开口尺寸大、磨损小和浇口痕迹小的优点，特别适用于需要高注射压力及高粘度材料的场合。近年来，其在手机外壳、汽车内外饰件、光盘、聚酯瓶坯、大型家电的成型方面的应用不断扩大。针阀的启闭可以通过液压、气压、机械驱动机构或弹簧来完成。日本菲沙株式会社 设计一种最新的 弹簧针阀式喷嘴，它利用注射压力和弹簧的弹力来实现喷嘴口的自动开关，其动作的可靠性建立在针阀与分流梭的高精度配合基础之上。据介绍该结构不仅具 有高精度、高可靠性的优点，而且装卸、安装和维护都很方便。另外，这种喷嘴的高度尺寸相对较小，能降低模具的制造成本 。 nts目前我国塑料模工业已能生产 122cm 大屏幕彩电塑壳注射模具、 6. 5kg 大容量洗衣机全套塑料模具、汽车保险杠、整体仪表板、照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封等塑料模具。在成型工艺方面 ,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。在制造技术方面 ,也有很大的进步。 2本课题 的 研究意义 塑料产品从设计到 成型生产是一个十分复杂的过程，它包括塑料制品设计、模具加工制造和塑件生产等几个主要方面，它需要产品设计师、模具设计师、模具加工工艺师及熟练操作工人协同努力来完成，它是一个设计、修改、再设计的反复迭代，不断优化的过程。随着塑料制品的应用日渐广泛 ,为塑料模具提供了一个广阔的市场 ,同时对模具也提出了更高的要求。模具是工业生产的基础工艺装备。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中， 60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加 工方法所不能比拟的。模具又是 “ 效益放大器 ” ，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、企业的效益和新产品的开发能力。可以说，现代模具工业已经确立了作为一门新兴基础性工业的地位，并且拥有越来越多的市场机遇。 从 50年代技术创新推出了螺杆式塑料注射成型机至今已有 50多年的历史。目前在工程塑料业中，80采用了注射成型。近年来由于汽车、 建筑 、家用电器、食品、医药等产业对注射制品日益增长的需要，推 动了注射成型技术水平的发展和提高从美国、日本、德国、意大利、加拿大等主要生产国来看， 塑模 的产量都在逐年增加，在塑料 相关工业 中占的比重最大。加入 WTO以后，将对我国塑 模 行业的发展产生重大影响，对企业来说机遇和挑战并存。除了
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