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机械毕业设计论文
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模具毕业设计38玩具小车注塑模具设计,机械毕业设计论文
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1 本论文的目的、意义： 1、玩具电车外壳工艺设计与分析 2、玩具电车外壳注塑模具结构设计 学生应完成的任务： 1、分析可行性 2、论述工艺合理性 3、设计模具结构 4、画出模具装配图或三维模型 参考资料 ： 1 李德群 . 塑料注射成型工艺及模具设计（第 2 版） M.北京：机械工业出版社， 2009. 2 陈剑鹤 . 模具设计基础（第 2版） M.北京：机械工业出版社， 2009. 3 申树义、高济 .塑料模具设计 M.北京 :机械工业出版社， 2007. 4 李德群 .现代塑料 注射成型的原理、方法与应用 M.上海：上海交通大学出版社， 2005. 玩具电车外壳注射模具设计 文章论述了使用 ABS塑料成型玩具电动车外壳所用的整套注塑模具的设计过程，包括塑件的成型工艺，分型面的选择论证，浇注系统的设计、脱模结构、推出机构以及冷却系统等的设计。详细探讨了实际设计制造的方法和关键点，以及实际生产中塑件可能出现缺陷的原因和解决方案。 nts 2 关键词 : 玩具电动车 ABS塑料 浇注系统 成型零部件 注塑模具 nts 3 目录 第一部分 选题背景 1 第二部分 方案论证与设计论述 3 第一章 外型设计方案的选择 3 第二章 产品的工艺分析报告 4 一、产品材料的确定 4 二、产品的工艺分析 4 第三章、注射模 CAD 过程 6 第四章、模具简 介 7 一、塑料模具结构形式的确定 7 二、模具型腔数目的确定 7 三、模具型腔的排列方式 7 第五章、模具设计与参数计算 9 一、塑件的分析 9 二、注塑机的确定 9 三、注塑机参数校核 10 第六章、浇注系统设计 12 一、主流道的设计 12 二、冷料穴的设计 12 三、分流道的设计 12 四、浇口的设计 13 五、分型面的确定 14 第七章、推出机构和导向机构设计 15 一、标准模架的选择 15 二、合模导向机构的设计 15 三、推出机构的设计 16 第八章、成型零部件设计 17 nts 4 一、成型零部件的选材 17 二、凹模结构的设计 17 三、凸模结构的设计 17 第九章、温度调节系统设计 18 一、温度调节的必要性 18 二、冷却系统的设计原则 18 第十章、排气系统设计 19 第三部分 结果分析 20 第四部分 总结 21 一、塑件问题分析 21 二、 问题解决设想 21 三、设计体会 22 致 谢 23 附 录 24 nts 5 第一部分 选题背景 中国的电动 玩具车在经过多年的市场培育和 宣传后，同时现在随着技术的不断的发展，新产品的不断出现，电动 玩具车已成为男孩子们 玩具中最 主力 的 玩具。其中主要的原因如下 ： 首先是家庭轿车的普及带动玩具模型车市场 ，现在我国轿车家庭普及率在城市只有 10%左右。随着家庭轿车的普及，车的概念不断深入孩子们的脑海中，因此会带来比较大的需求，同时也是由于家庭轿车的普及 ，也将会带动相关玩具模型车市场的扩大，而现在按比例生产的电动 玩具车已经成为车模 发烧友的收藏。 其次 是文化创意将推动玩具车市场进一步扩大。玩具是形象创意重要的衍生品。由动画片带动相关的 玩具的热销的仍然是屡试不爽的市场手段。在电动 玩具车行业中动画片汽车总动员的播出，曾经极大 地 带动电动玩具车和模型车等相关玩具 的 销售。现在又有消息说，好莱坞 2012 年将推出 汽车总动员 3，根据 之前的市场经验看，借助于电影的播出， 玩具车的市场会有比较大的开拓。 最后一个原因是儿童玩具市场需求是弹性的，儿童玩具商品有它的自己的特性，与其他的商品有着一定的区别，儿童玩具的市场需求是弹性的、同时又有着极大的拓展空间，并不是就像人们常说的市场蛋糕，一方吃多了另一方就减少。 2009年，中华人民共和国迎来六十华诞。中国 已 从一个落后的农业国发展 国家 成为工业化中期国家，而中国的玩具行业也从传统老厂发展为世界玩具制造工厂，又从世界制造玩具工厂向创造工厂积极迈进。而玩具行业的不断转型也预 示着中国 模具行业 的明天将更加灿烂辉煌。 玩具电车注射模 具 已成为当今注射模制造行业最为复杂的模具之一，是玩具电车结构件制造的难点，引起了相关尖端工程技术人员的高度重视 。保证整体 外观的前提下，产品设计一定要充分考虑生产的加工工艺性。首先，厚度要保证均匀，外形要简洁，结构 应简单，这样才有利于注射成型时 熔体 的 流动和塑件的收缩。其次，nts 6 尽量不要设计孔一类的形状结构，不能避免此类结构时，孔一定要倒圆角。此外，表面的装饰设计要考虑注塑的缺陷和二次加工，可以用巧妙的装饰来掩盖产品的一些制造缺陷。玩具电车外壳注射模具设计 的关 键点在于浇道、浇口的形式、位置选择，排气系统的设计、塑件的推出方式、模具的强度以及加工制造中的抛光工艺，浇注系统设计是否合理不仅关系到外壳的性能、结构、尺寸、外观等质量问题，还对塑件所用塑料的利用率、成型生产效率有直接影响，是其模具设计的重要环节。 鉴于以上原因，我选择玩具电动汽车注塑模具设计作为毕业设计课题。 nts 7 第二部分 方案论证与设计论述 第一章 外型设计方案的选择 一、 下面介绍我们的设计理念： 1、 常见的设计方法 （ 1）开拓创新设计法：不受任何观点束缚，大胆设想、自由发挥而创造出全新的产品。 （ 2）产品开发设计法：采用新的技术和表现技法，创造出升级换代的新产品。 （ 3）改进提高设计法：在原有产品的基础上经过改进，提高而区别于同类产品的新产品。 2、我们的设计想法 方案设计想法：通过分析目前市场上的玩具电车外形，了解玩具电车的市场需求，来提高改进，以更好的符合市场的需求。 由于金属外壳虽然强度较好，但质量较重加大了玩具电车的功率，电能消耗增大，且造价较高。 而塑料外壳质量轻、成型容易、原料便宜 且强度可满足要求。故选择塑料外壳作为玩具电车的外壳。 产品模型图详见附录图 1。 nts 8 第二章 产品的工艺分析报 告 一 、 产品 材料的确定 由于 ABS 的综合性能好，如冲击 强度高、尺寸稳定、易于成型、耐热、耐腐蚀等，并且有良好的耐寒性，在 40 低温时仍有一定的机械强度。 确定材料为： ABS。 ABS的成型工艺： 1） ABS 在成型加工前，大都要作干燥处理：用烘箱以 80 85 烘 2 4小时或用干燥料斗以 80 烘 1 2小时。 2） 注射温度在 160 220 C之间 。 3） 对于薄壁、长流程、小浇口制品，注射压力可达 130 150Mpa，而厚壁、大浇口制品只需 70 100Mpa即可。 4） 为了获得内应力较小的制品，保压压力 不宜过高 ，以 60 70Mpa为宜。 5） 注射速度 以中、低为宜。 6） 模具温度在 60 C左右。 二 、 产品的工艺分析 （ 1） 产品的尺寸和表面质量 我们所设计的玩具电车外壳的尺寸较为合理（ 长、宽、高 约 118mm 50mm 40mm） ，然而玩具电车的外壳壁厚较薄 ，对于注塑可能会增加一些难度，但经过分析都能达到要求。 尺寸精度：我们设计的玩具电车外壳所选塑件材料为 ABS，参考模具设计基础 P170塑件精度等级的选用表，选定塑件的等级为： IT5。 塑件的表面质量是指塑件的表面缺陷、表面光泽性和表面粗糙度。其中决定塑件 的表面粗糙度的主要因素是模具成型零件的表面粗糙度。 这里 将 塑件的外表面粗糙度定为： Ra： 0.8。 （ 2） 壁厚 塑件制品的壁厚是重要的结构要素，热塑性塑料制品的壁厚一般在 1mm4mm，制品的最小壁厚与塑料材料的流动性有关。塑件的壁厚应根据塑件的使用要求 来 确定。 市场上玩具电车 外壳一般在 1mm 2mm之间 ，在此选择壁厚为 1.5mm。 （ 3） 脱模斜度 根据所选材料 ABS与玩具电车外壳的尺寸特点，选择的脱模斜度为 1。 nts 9 （ 4） 加强肋 加强肋 应 设计的 矮一些，多一些，深而狭窄的沟槽会给模具加工带来困难。 高而厚会使加强肋所在处的壁厚不均，易形成缩孔和表面缺陷。 （ 5） 圆角 制品的各连 接处均应有半径不小于 0.5 1mm的圆角。在不影响塑件使用的前提下应尽量取大些。 一般外圆弧半径应是壁厚的 1.5 倍，内圆角半径应是壁厚的 0.5倍 ， 这里将外圆弧半径定为 2.25mm，内圆角半径为 0.75mm。 （ 6） 小结 以上部分为我们所设计的玩具电车外壳的工艺分析，目的是为了使所设计的玩具电车外壳达到成型工艺的要求，使其所对应的模具结构简单合理。 nts 10 第 三 章 注射模 CAD 过 程 CAD代表计算机辅助设计。这个概念是从 利用计算机来辅助设计人员完成一些复杂、繁琐、重复性的数值计算中产生的。随着计算机技术的发展特别是外围设备的发展，计算机辅助设计的范围逐步扩大，人机交互功能增强，极大的发挥了设计人员的创造力。它的特点就是在整个设计阶段，利用计算机来帮助设计人员迅速、准确、直观地进行产品的设计。 nts 11 第四章 模具简介 一 、 塑料模具 结构形式的确定 塑料成型模具是保证塑件形状、尺寸、精度与表面质量的主要工具，是模塑工艺三大要素之一。 按注射模总体结构特征可分为： （ 1） 单分型面注射模 由于只有一个分型面， 故 称为 单分型面注射 模，也叫两板式注射模。这是注射模中最简单且用的最多的一种结构形式。合模后，动、定模组合构成型腔，主流道在定模一侧，分流道及浇口在分型面上，动模上设有推出机构，用以推出塑件和浇注系统凝料。单分型面注射模结构简单、操作方便，但是除采用直接浇口之外，型腔的浇口位置只能选择在制品的侧面以便从分型面脱模。 （ 2） 双分型面注射模 它与单分型面注射模相比，增加了一个用于取浇注系统凝料的分型面。因此，称为双分型面注射模。 双分型面注射模能在制品中心部位设置点浇口，但成本较高、结构复杂，需要较大的开模行程，故较少用于大 型塑料制品的注射成型。 经过分析，模具采 用 单 分型面 结构。因为玩具电车外壳表面要光滑美观，所以采用 矩形侧 浇口。 二 、 模具 型腔数目的确定 确定模具型腔数目的常用方法有： （ 1） 根据经济性确定型腔数目； （ 2） 根据锁模力确定型腔数目； （ 3） 根据制品精度确定型腔数目； （ 4） 根据最大注射量确定型腔数目。 为保证模具的紧凑性与经济性 ，确定模具型腔数目为 2。 三 、 模具型腔的排列方式 （ 1） 尽可能采用平衡式排列，以便构成平衡式浇注系统，确保制品质量的均一和稳定。 （ 2） 型腔布置和浇口开设部位应相对模具中心对称， 以便防止模具承受偏载而产生溢料现象。 nts 12 （ 3） 尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。 经过分析，型腔采用 H型排列。 nts 13 第五章 模具设计与参数计算 一 、 塑件 的 分析 （ 1） 产品要求： 本产品设计 使用 的塑料材料为 ABS，材料的收缩率为： 0.003 0.008；经过比较我们选择了 0.005。（参考塑料注射成型工艺及模具设计 P28）收缩率是影响塑料制品尺寸精度的主要因素之一，也是模具设计是确定模具成型尺寸的主要参数。 收缩的程度主要取决于塑料的品种和模具的温度。一般来说，提高模具温度可以使制品收缩率增大。由 于模具的温度已经确定为 60 C左右，可见温度比较低，故选择 0.005。进行模具设计时，产品的精度要求一般，选择一次注塑 2个，采用对称布置。 （ 2） 计算制品的体积和重量： 该产品为玩具电车外壳，材料采用 ABS，查有关资料得知其密度为 1.1 g/cm3 收缩率为 0.4。下面是部分计算过程： 通过计算塑件的体积为： V1 57.57 cm； 塑件的重量： M1 V1 1.1 g/cm 57.57 cm 63.327g ； 浇注系统体积： V2 1.6446 cm； 浇注系统重量： M2 V2 1.1 g/cm 1.6446 cm 1.809 g ； 故 V 总 V1 +V2 57.57 cm+1.6446 cm 59.2146 cm ； 故 M 总 V 总 59.2146 cm 1.1 g/cm 65.13606 g ； 二 、 注塑机的确定 根据所选择手机体积和重量，我们查塑料注射成型工艺及模具设计选择注塑机型号为 JPH150A。 该注塑机的数据参数如下： 注塑机最大注塑量 186g 锁模力 1500KN 注塑压力 194Mpa 最小模厚 180mm 最大开距 800mm 顶出行程 80mm 注塑机定位孔直径 125mm 注塑机拉杆的间距 410X410（ mmXmm） 喷嘴球半径 SR 10mm 喷嘴前端孔径 3mm nts 14 三 、 注塑机参数校核 （ 1） 最大注塑量： 注塑机的最大注塑量应大于制品的重量或体积（包括流道及浇口凝料飞边），通常注塑机的实际注塑量最好在注塑机的最大注塑量的 80。 所以选用的注塑机最大注塑量应为： 0.8 M机 M塑件 M浇 式中： M机 注塑机的最大注塑量，单位 g。 M塑件 塑件的重量，单位 g。 塑件的重量： M1 V1 1.1 g/cm 57.57 cm 63.327 g M浇 浇注系统的重量，单位 g。 浇注系统重量： M2 V2 1.1 g/cm 1.6446 cm 1.809 g M机（ M塑件 M浇） /0.8 （ 63.327 1.809） /0.8 81.42g 我们选定的注塑机注塑量为： 186g，满足要求。 （ 2） 锁模力校核： 锁模力是注射机锁模装置施加于模具的最大夹紧力。锁模力的作用在于平衡和克服模腔压力产生的使模具沿分型面张开的力，保持模具紧密锁合，防止溢 料。注射机锁模力于模腔压力的关系可用下式表示： F。 KP模 A F。 注射机锁模力，单位： kN； K 安全系数，一般取 1.1 1.2； P模 熔融塑料在型腔内的压力，单位： Mpa。（外壳： 0 50Mpa） A 塑件和浇注系统在分型面上的投影之和，单位： mm（外壳 2 5900mm） ； F锁 KP模 A F锁 1.1 50 2 5900/1000 649kN； 选定的注塑机锁模力为： 1500kN，满足要求。 （ 3） 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核： 模具闭合高度长宽尺寸要与 注塑机模板尺寸和拉杆间距相适合。即模具长宽拉杆面积 模具长宽为 400 400（ mm mm）注塑机拉料杆间距 410 410(mmmm) 故满足要求 nts 15 （ 4） 模具闭合高度校核 ： 模具实际厚度 H模 255mm 注塑机最小闭合厚度 H最小 180mm 即 H模 H最小，故满足要求。 （ 5） 开模行程校核： 注塑机开模行程应满足下式： S机 (H模 -H最小 ) H1 H2 (5 10)mm 因为， S机 （ H模 -H最小） 620 (255 180) 545mm H1 H2 (5 10) 30 70 10 110mm 即 ： S机 (H模 -H最小 ) H1 H2 (5 10)mm 故满足要求 。 H1 推出距离，单位 mm； H2 包括浇注系统在内的塑件 高度，单位 mm； S机 注塑机最大开模行程。 nts 16 第六章 浇注系统设计 浇注系统由主流道、分流道、浇口及冷料穴组成。 详见附录图 2。 一 、 主流道的设计 主流道 轴线一般位于模具中心线上，与注射机喷嘴轴线重合。 主流道截面一般为等截面柱形，截面可为圆形、半圆形、椭圆形和梯形，以椭圆形应用最广。为便于凝料从直流到中拔出，主流道设计成圆锥形，锥角 5，主流道长为 30mm，主流道进口端直径为 3.8mm，主流道进口端凹下的球面半径 2R 11mm，凹下深度为 3mm。 由于 主流道要与高温塑料和喷嘴反复接触和碰撞，容易损坏，所以 一般不 将主流道直接开在模板上，而是将它单独设在一个主流道衬套中 。 二 、 冷料穴的设计 冷料穴的作用是贮存因两次注塑间隔而产生的冷料头以及熔体流动的前锋冷料，以防止熔体冷料进入型腔。冷料穴一般有： （ 1） 带 Z型头拉料杆的冷料穴； 开模时，凝料与拉料杆一道被推出机构从模具中推出。开模后将制品稍作侧向移动，即可将制品连凝料一道从拉料杆上取下。 （ 2） 带球形头拉料杆的冷料穴； 这种拉料杆专用于借助推件板将制品脱模的模具中。 这里采用带 Z型头拉料杆的冷料穴设计。 三 、 分流道的设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，在多型腔的模具中分流道必不可少，而在单型腔的模具中，有时则可省去分流道。在分流道的设计时，应考虑尽量减小在分流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度的降低，同时还要考虑减小流道的容积。 （ 1） 分流道的截面形状 圆形：面积小（流道表面积与其体积之比），热损失小，但加工制造难，费用高， 直径 5 10mm。 梯形： 比 U 形截面流道的热量损失及冷料都多， 加工较方便，其中h/D=2/3 4/5斜边度 5 15 。 U 形： 与圆形截面流道相比，热量及压力损失大，冷料多。 加工方便，h/R=5/4 。 nts 17 半圆形： 热量及压力损失大， h/R=0.9。 这里分流道用 半圆 形。 （ 2） 分流道的尺寸 分流道尺寸由塑料品种、塑件的大小及流道长度确定。大多数塑料所用的分流道的直径为 6 10mm，在此 定位 6mm。 （ 3） 分流道的布置 选用平衡式的圆形分流道布局，即分流道到各型腔浇口的长度、断面形状、尺寸都相同。 四 、 浇口的设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细流道，它是浇注系统的重要部分。浇口的形状、位置和尺寸对制品的质量影响很大。 浇口的形式有：直接浇口、矩形侧浇口、扇形浇口、膜状浇口、点浇口、潜伏浇口 、护耳浇口。 （ 1）直接浇口 熔体压力损失小，成型容易，适用于任何塑料，成型周期长，制品有残余应力，浇口处易产生裂纹，浇口凝料切除后制品上的疤痕较大。常用与成型大而深的塑料制品。 （ 2）矩形侧浇口 截面形状简单、易加工、便于试模后修正，在制品外表面留有浇口痕迹。 （ 3）扇形浇口 是矩形侧浇口的一种变异形式， 沿宽度方向进料均匀，可降低塑件的内应力和减少空气带入型腔，克服了流纹及定向效应等缺陷，但浇口去除困难，且痕迹明显。 （ 4）膜状浇口 这种浇口用于成型管状制品及平板状制品，其特点是将浇口厚度减薄，成型后在制 品内径会留有浇口残留痕迹。 （ 5）点浇口 浇口位置能灵活的确定，浇口附近变形小，多型腔时采用点浇口容易平衡浇注系统。由于浇口面积小，流动阻力大，需提高注射压力，采用点浇口时，必须使用三板式双分型面模具或两板式热流道模具，费用较高。 （ 6）潜伏浇口 浇口位置一般选在制品侧面较隐蔽处，可以不影响制品的美观。 浇口在nts 18 模具开模时可自动切断，不需要进行浇口处理，但加工困难。 （ 7）护耳浇口 制品成型后残余应力小，能减小因注射压力造成的过量填充以及冷却收缩所产生的变形。护耳浇口需要较高的注射压力，制品成型后增加了去除护耳 部分余料的工序。 根据成型需要， 本应选择潜伏式浇口，但由于本人对潜伏式浇口不是很熟悉，所以浇口只能选 为 矩形侧 浇口 。 浇口的厚度为 0.5mm，宽度为 2.0mm，长度为 1.5mm。 五 、 分型面的确定 保证塑料制品能够脱模这是一个首要原则，因为我们设置分型面的目的，就是为了能够顺利从型腔中脱出制品。根据这个原则，分型面应首选在塑料制品最大的轮廓线上，最好在一个平面上，而且此平面与开模方向垂直。 此次设计分型面为 贴近下表面的 曲面。 nts 19 第七章 推出机构和导向机构设计 一 、 标准模架的选择 模架，通常是指注塑模具 的通用成套 基础件 ,包括上下基础板、导柱、导套等。与塑件 尺寸形状相应的专用上下凸 、凹模，卸料板， 定位件等，都安装在模架的基础板上，构成一套完整的 注塑 模具。 二 、 合模导向机构的设计 为了保证注射模准确合模和开模，在注射模中必须设有导向机构。导向机构主要起定位、导向以及承受一定侧压力的作用。 导向机构主要有导柱导向和锥面定位两种形式。在此选用导向导柱机构。 导柱导向机构主要包括导柱和导套。其设计原则如下： （ 1） 导柱应合理地均布于分型面的四周，其中心至模具外缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止模板变形。 （ 2） 导柱的直 径应据模具尺寸来选取，保证有足够的抗弯强度。 （ 3） 导柱和导套应有足够的耐磨性。（ 20#低碳钢淬火 HRC48 55;T8.T10淬火）， Ra1.6 。 （ 4） 最好装在定模上以便脱模 （特殊情况如推板由导柱导向推出塑件时，装在动模） 。 （ 5） 合模时，应保证导向零件先接触，即导柱长度比凸模端面 的高度 高出 6 8mm，以免 凸模进入凹模时与凹模相碰而损坏。 （ 6） 导柱装配处直径应与导套外径相等以利于配合加工，保证同轴度要求。 （ 7） 导柱端部常做成圆锥形或半球形以顺利进入导向孔，导套前端亦应导角。 导柱导套定为： 导柱： 不带头导柱，不加油槽；导柱长度比凸模端面高 6 8mm；导柱的端部做成圆锥形；导柱直径为 20；导柱固定部分与模板按 H7/m6 配合，导柱滑动部分按 H7/f7 的间隙配合；导柱采用 45#钢经调质、表面淬火、低温回火、硬度为 55HRC。 导套：采用带头导套；导套端面为倒圆角，导柱孔做成通孔，利于排出孔内剩于的空气；导套孔的滑动部分按 H8/f7 的间隙配合，导套外径按H7/m6 配合镶入模板。 nts 20 三 、 推出机构的 设计 从模具中推出塑料制品及其浇注系统凝料的机构 称为推出机构。 推出机构的设计 ， 要求 脱模时塑件不变形，不损坏，推出 机构位于塑 件不明显处。 在本设计中采用推 杆脱模机构。 推 杆脱模机构 一般用于脱模力小的 塑件： （ 1） 推杆的导向配合部分较短。 （ 2） 筋部由于局部脱模力大，需加筋位。 （ 3）推出盘式的推 出。 （ 4） 推杆材料： 45#钢， T8或 T10钢， HRC 50以上。 （ 5） 与 推杆 孔的配合为间隙配合。 推杆位置设置了 16根推杆在产品内表面处，且非产品外表面，并不影响产品外观。其尺寸型号为 HASCO Z41/2.0 160。 nts 21 第八章 成型零部件设计 直接与塑件接触构成塑件形状的零件称为成型零件，其中构成塑件外 形的成型零件称为凹模 （型腔） ，构成塑件内部形状的成型零件称为凸模（型芯）。由于凹、凸模件直接与高温、高压的塑料接触，并且脱模时反复与塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足够的强度、刚度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及足够低的表面粗糙度。 一 、 成型零部件的选材 （ 1） 机械加工性能良好，要选用易于切削，且在加工以后能得到高精度零件的钢种。 （ 2） 抛光性能良好。注射模成型零件工作表面，多需要抛光达到镜面，要求钢材硬度在 HRC35 40 为宜。过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织均匀致密，极少杂质，无瑕疵 和 针点。 （ 3） 耐磨性和抗疲劳性能好。 （ 4） 具有耐腐蚀性。 根据以上总结，选用镜面钢 PMS。 二 、 凹模 结构 的 设计 凹模 有时又称为 型腔 ， 用以 形成制品 的外表面。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、局部镶嵌式、大面积镶嵌式和四壁拼合式五种。由于该制件对表面质量要求较高，故采用整体式凹模结构。 整体式凹模的特点是牢固，不会使制品产生拼接缝痕迹，常用于中、小型简单模具。但由于整体式凹模加工困难，热处理不方便，因此不适宜用作复杂形状制品的模具。型腔具体形状详见附录图 3。 模具设计中，型腔壁厚及支 撑板厚度通常不通过计算确定，而是凭经验确定。 参考经验数据得知： 型腔侧壁厚度 S的经验值为： S 0.2L 17 0.2 100 17 37mm； 支承板厚度 h的经验数据为： h 0.12b 0.12 100 12mm。 三 、 凸模 结构 的 设计 凸模 是指注射模中成型塑件有较大内表面的凸状零件 ， 凸模 分为整体式和组合式两种。 这里也采用整体式凸模结构。 整体式凸模，结构牢固，成型的塑件质量较好，但机械加工不便优质钢材耗量较大。 型芯具体形状详见附录图 4。 nts 22 第九章 温度调节系统设计 一 、 温度调节的必要性 在塑 料注射成型过程中，模具型腔及熔体温度场的变化直接影响生产效率和制品的质量，成型温度与制品的应力、应变及翘曲有着直接的关系。有些塑料制品的物理性能、外观和尺寸精度的要求很高，对模具的温度要求十分严格，为此要设计专门的模具温度调节器，对模具各部分的温度进行严格的控制。 模具的冷却主要采用循环水冷却方式。 温度调节对制品质量的影响表现在如下几个方面：变形、尺寸精度、力学性能、表面质量。 二 、 冷却系统的设计原则 冷却装置的设计原则： （ 1） 冷却水孔数量尽可能的多，孔径尽可能大。 （ 2） 冷却水道至型腔表面的距离应尽可能 相等。 （ 3） 浇口处要加强冷却。 （ 4） 冷却水道不应穿过镶块或其接缝部位 ，以防漏水。 （ 5） 冷却水道要避免设在塑件的熔接痕部位，以免熔接不牢，影响塑件强度。 （ 6） 冷却水道的大小要易于加工和清理。一般孔径为 8 10mm。 根据以上 原则设计出模具的冷却水流道孔径为 8mm，冷却回路的形式为直流循环式。 nts 23 第十章 排气系统设计 在注射成型时，如果型腔内的气体不能在充模时顺利排至模外，将会在制品上形成气孔、接缝、表面轮廓不清等缺陷；有时封闭在塑料熔体内的气体因压缩所产生的高温会使制品局部烧焦，而且压缩气体 所产生的压力还会降低充模速度。因此，在设计模具成型部件时必须考虑排气问题。 由于该制件体积 较小 ，所以 不必开设 排气槽排气 ，可利用型芯、顶杆、镶拼件等的间隙排气。 nts 24 第三部分 结果分析 塑料模具设计需要考虑的因素很多，如塑料品种，产量，制件特点，型腔数目，注射机类型，以及制造工艺的可行性等等，并且是一项经验性很强的工作。因此在缺乏重要经验的情况下，虽然参考了大量的资料，但还是不能很好的解决试模中可能存在的问题 ，如在实际脱模过程中有可能会出现脱模不顺利。但是本模具大体上是合理的。各个系统配合良好，其塑件精度可达到 要求，可以批量生产。 模具总装图详见附录图 5。 nts 25 第四部分 总结 一、 塑件问题分析 塑料模具设计需要考虑的因素很多，如塑料品种，产量，制件特点，型腔数目，注射机类型，以及制造工艺的可行性等等，并且是一项经验性很强的工作。因此在缺乏重要经验的情况下，虽然参考了大量的资料，以及使用了先进的 CAD 辅助设计，但还是不能很好的解决试模中可能存在的问题，具体存在的问题如下： （ 1） 产品中存在着比较多的熔接痕； （ 2） 产品边缘有气泡产生； （ 3）由于本人学识有限，对潜伏式浇口设计的 了解 不足 ，无法设计潜伏式 浇口，最后选择侧浇口。可能会对玩具电车外壳的表面质量产生一定的影响。 二、 问题解决设想 1、 熔接痕的解决方法 熔接痕是由于来自不同方向的熔融树脂 前端部分被冷却、在结合处未能完全融合而产生的。可参考一下几项予以改善： （ 1） 调整成型条件，提高流动性。如：提高树脂温度、提高模具温度、提高注射压力及速度等。 （ 2） 增设排气槽 ，在熔接痕的产生处设置推杆也有利于排气。 （ 3） 尽量减少脱模剂的使用。 （ 4） 设置工艺溢料并作为熔接痕的产生处 ，成型后再予以切断去除。 （ 5） 若仅影响外观，则可改变浇口位置，以改变熔接痕的位置。或者将熔接痕产 生的部位处理为暗光泽面等，予以修饰。 2、 气泡问题的解决办法 在制品壁
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