绝缘盒盖零件模具设计

哈尔滨职业技术学院印制摘 要随着时代的发展，电脑在全球范围内的进一步普及和科技的进步，各种款式新颖的鼠标器层出不穷。从滑球鼠标到现在应用广泛的无球鼠标。鼠标的发展变化也反映了人类智慧和创新精神。 本课题主要是针对绝缘盒盖零件模具设计,通过对塑件进行工艺的分析和比较,最终设计出一副注塑模具。也就是运用Unigraphics（UG）软件，使用 UG 模块中的 Moldwizard 模块自动模具设计。该课题从产品结构工艺性，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，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。根据题目设计的主要任务是注塑模具的设计。也就是设计一副注塑模具来生产绝缘盒盖外壳塑件的产品，以实现自动化提高产量。针对绝缘盒盖外壳的具体结构，该模具是矩形浇口的注射模具。通过模具设计表明该模具能达到绝缘盒盖外壳的质量和加工工艺要求。关键词: 塑料 UG 模具设计 型芯 型腔 哈尔滨职业技术学院印制目 录绪论 1 一、 塑料的工艺分析 2（一）塑件成形工艺分析 2（二）齿轮原料（POM）的成型特性与工艺参数 2二、 注塑设备的选择 4（一）估算塑件体积 4（二）选择注射机 4（三）模架的选定 5（四）最大注射压力的校核 6三、 塑料件的工艺尺寸的计算 9（一）型腔的径向尺寸 9（二）型芯的计算 10（三）模具型腔壁厚的计算 11四、 浇注系统的设计 11（一）主流道的设计 12（二）冷料井的设计 13（三）分流道的设计 13（四）浇口的选择 15五、 分型面的选择与排气系统的设计 17（一）分型面的选择 17（二）排气槽的设计 18六、 合模导向机构的设计 18七、 脱模机构的设计 19八、 温度调节系统的设计 20哈尔滨职业技术学院印制（一）模具冷却系统的设计 22（二）模具加热系统的设计 22结论 22参考文献 24致 谢 25绝缘盒盖外壳注塑模具设计哈尔滨职业技术学院印制绪 论回顾我国模具行业这几年来的发展，我们国内的模具制造业总体发展水平良好，企业加工水平得到很大提高，出口创汇能力大大增强，既在国内市场抵抗住境外厂商的挤压，又在国际市场上表现出较强的竞争力。据相关研究部门调查得知，欧洲模具设计和生产的时间要分别比中国快 44和 61左右，但中国模具设计和生产的成本却只有欧洲同行的 91，因为中国的劳动力成本低廉，对部分国外客户有着很强的吸引力。同时，欧洲及世界各国之间的模具竞争也相应加剧，像德国近两年半内的模具整体价格就下降了 25左右。据统计,前些年全球 58的模具是由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家的比例只占到 1，但今后东欧国家的模具将会有较大幅度的增长，而亚洲国家的生产比例将提高至 22左右。现在，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件都要依靠模具成形。从 1997 年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。而塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所占比例也越来越大。鉴于中国廉价劳动力成本的优势和整体经济持续快速发展的良好势头，中国模具发展的前景将十分广阔。一、进入 MOLDWIZARD 模块打开 UG NX6.0，新建文件，输入文件存放的路径和文件名，点击“起始” 图标下 “所有应用模块”中的“注塑模向导”按钮，进入“Mold Wizard”界面，出现如图 1.1 所示的工具条。图 1.1哈尔滨职业技术学院印制二、加载产品单击工具条中的“项目初始化”按钮，选择要加载的产品，出现如图 2.1 所示的项目初始化对话框，输入文件存放的路径及文件名称。在模具设计过程中，为防止计算机出现故障，需要随时进行存盘。存盘时，单击文件至全部保存命令。每次打开文件时，需打开文件夹中的 prt 文件。图 2.1 图 2.2三、定义模具坐标系模具坐标系是进行模具设计时使用的坐标系统。通过转换使模具装配体的原点置于模架的中心，主平面的两侧为固定板和移动板，即定模板和动模板。当使用 Mold Wizard 功能时：WCS 的 XC-YC 平面保存作为重要的分模平面，或者作为模架移动部分和固定部分的边界。ZC 轴设置作为模具的顶出方向。指定好一个模具坐标系后，点击“注塑模向导”工具栏中的“模具坐标”按钮，出现如图 3.1所示的模具坐标对话框。选择“当前 WCS”按钮并且锁定 Z 轴坐标值，然后单击确定按钮，完成模具坐标系的设定。哈尔滨职业技术学院印制图 3.1四、设置模具收缩率塑料一般在冷却定型后其尺寸小于相应部件的模具尺寸，所以在设计模具时，必须将塑件的收缩量补偿到模具的相应尺寸中，以得到符合要求的塑件产品。根据所选择的材料计算得到收缩率为 1.006。五、创建模具工件单击 MoldWizard 工具条中的成型镶件图标，出现如图 5.1 所示的工作尺寸对话框。将数据改为：X 向长度=195，Y 向长度=150，Z 向下移=60，Z 向上移=40，Y-=20。然后单击确定按钮，完成单型腔镶件的确定。图 5.1哈尔滨职业技术学院印制六、型腔布局单击 MoldWizard 工具条中的多腔模布局图标，出现如图 6.1 所示的型腔布局对话框，将布局栏中的矩形和平衡复选框选中，型腔数设定为 2，1ST Dist 设定为 0。单击开始布局按钮，出现如图 6.3 所示的图形，箭头表示布局方向。单击图 6.3 所示的 Y 方向箭头后，出现如图 6.3 所示的图形。单击图 6.2 所示对话框中的插入腔体按钮，出现插入腔体对话框如图 6.2 所示，设定对话框中的 R 选项值设为 5，类型选项值设为 2。单机对话框中的确定按钮，回到图 6.1 所示的对话框，再单击自动对准中心按钮，模具坐标自动移到了两块镶件的中心位置，然后单击取消按钮。图 6.1哈尔滨职业技术学院印制图 6.2 图 6.3七、模型修补（补面）单击 MoldWizard 工具条中的工具图标，出现如图 7.1 所示的工具条。图 7.1单击该工具条中的图标，出现如图 7.2 所示的选择面对话框，选择自动孔修补，修补后的结果如下图所示：图 7.2 哈尔滨职业技术学院印制八、模型分型（一）定义分型线单击 MoldWizard 工具条中的分型图标，出现如图 8.1 所示的分型管理器对话框，然后单击对话框中的定义分型线图标，出现如图 2.所示的分型线对话框。单击图 8.2 中的编辑分型线按钮，将分型线一圈选中，如图 8.3 所示，并出现了对话框，单机对话框中的确定按钮。图 8.1 图 8.2哈尔滨职业技术学院印制图 8.3（二）创建分型面在图 7.1 所示的对话框中，单击提取区域图标，弹出如图 8.4 所示的创建分型面对话框，选择对话框中的创建分型面单选钮，单击确定按钮，出现分型面对话框，选择有界平面，单击确定单选钮。出现分型面如图 8.5 所示。图 8.4 图 8.5（三） 创建型芯型腔在图 8.1 所示的对话框中，单击提取区域图标，单击区域和直线对话框中的边界边按钮如图 8.6，单击确定按钮，出现抽取区域对话框如图 8.7 所示。注意，该对话框中下式应该成立（否则有错误）：型腔面+型芯面=总面数哈尔滨职业技术学院印制图 8.6图 8.7单击 OK 按钮，出现如图 8.1 所示对话框，单机对话框中的图标，出现如图 8.10 所示的型芯和型腔对话框。单击图 8.10 所示对话框中的创建型腔按钮，屏幕发生变化，运行一段时间后，又回到图 8.10 所示的对话框中，再单击创建型芯按钮，屏幕发生变化，运行一段时间后，单击确定回到图 8.1，单击取消按钮，完成了型腔、型芯零件的构建。图 8.8哈尔滨职业技术学院印制图 8.9图 8.10图 8.11九、模架的设置单击 MoldWizard 工具条中的模架图标，出现如图 9.1 所示的模架管理对话框。选用的模架是 3050 大水口，A 类型，工字边，定模板（A）厚度为 70mm，动模板（B）厚度为 80mm，动模垫板厚度为 45mm，托板（C）厚度为 90mm。并把对话框中相应的数据改成：AP_h=70，BP_h=80，U_h=45，CP_h=90。模架具体订购代号为 3225AI70804590。哈尔滨职业技术学院印制图 9.1图 9.2十、添加标准件（一）加入定位环在注塑模向导中点击标准件，在之后出现的标准件管理器对话框中，在目录中选择DME-MM,选择Locating RingWish Screws，单击确定后，模架上将自动添加定位圈，如图 10.1哈尔滨职业技术学院印制图 10.1（二）加入浇口套单击 MoldWizard 工具条中的标准件图标，又出现标准件管理对话框，在目录下拉菜单中选 MISUMI，在分类里点选 Sprue Bushings，在列表框中点选 SBBN。如图 10.2 所示。在目录下面的尺寸栏中改写如下尺寸：Dh6=20；SR=0；P=2；A=1。单击尺寸选项卡，出现如图 10.4 所示对话框。在尺寸对话框中改写如下内容：L=100。图 10.2哈尔滨职业技术学院印制（三）浇口及流道的设计单击 MoldWizard 工具条中的流道图标，出现如图 10.5 所示的对话框。首先是分析确定浇口的形式、位置、数量及大小，根据确定形式、位置、数量、大小分析两模具之间的距离，之后根据公式及经验确定流道的大小。单击点子功能，出现点构造器对话框，输入计算的数值，单击确定。又出现如图 10.6 所示对话框，点选创建流道通道图标，选择圆型流道，横截面 A 改为 6，如图 10.6 所示。单击确定，完成主流道的建立，如图 10.6 所示。再按以上方法完成全部流道的建立，如图 10.7所示。图 10.5 图 10.6同样的单击 MoldWizard 工具条中的浇口图标，出现浇口设计对话框，选择矩形浇口并且设置参数为 L=3 H=0.5 B=1.5 ,之后根据流道定位浇口位置。哈尔滨职业技术学院印制图 10.7（四）顶出系统的设计1、顶杆的设计首先分析产品的复杂程度，是否存在加强筋、以及产品包紧力大的地方，同时尽量避免在斜面上布置推杆。单击 MoldWizard 工具条中的标准件图标，出现如图 10.8 所示的对话框。在分类里点选 Ejection，在列表框中点选 Ejector PinStraight。将下方的尺寸改为：CATALOGDIA=5；CATALOGLENGTH=250；哈尔滨职业技术学院印制HEADTYPE=3。图 8.8 图 8.9单击确定，出现点构造器对话框。点选图标，如图 10.9，然后在WORK 工件上点击所要放置的位置，就出现了一根顶杆。同样的在分析的位置单击鼠标建立顶杆布局如图 8.10。图 8.10从图中可以看出顶杆的长度过长，之后进行顶杆的修剪。单击MoldWizard 工具条中的顶杆图标，出现如图 10.11 所示的对话框。将哈尔滨职业技术学院印制对话框中配合长度改为 10，并在 WORK 部件上点选需要修剪的顶杆。单击确定，顶杆就修剪完毕图 10.12。图 8.11图 10.12至此，顶杆设计完成。2、弹簧的设计弹簧的的主要作用是辅助回位杆使顶杆快速回位，弹簧的长度的确哈尔滨职业技术学院印制定：自由长(L)*P(压缩比）=压缩量顶出行程（S)=压缩量-预压量单击 MoldWizard 工具条中的标准件图标，出现如图 10.13 所示的对话框。图 10.13设置参数：DIAMETER=25CATALOG-LENGTH=55DIADE=BCOMPRESSION=10.0之后单击确定，选择复位杆的中心，单击完成，同理选择剩余复位杆，完成复位装置（弹簧）的设计，如图 10.14：哈尔滨职业技术学院印制图 10.14（五）拉料杆的设计单击 MoldWizard 工具条中的标准件图标，出现如图 10.15 所示的对话框。在分类里点选 Ejection，在列表框中点选 Ejector PinStraight，将下方的尺寸改为：MATERIAL=NITRIDED；CATALOGDIA=8；CATALOGLENGTH=200；HEADTYPE=1。点击确定出现如图 10.16 的拉料杆。图 10.15哈尔滨职业技术学院印制图 10.16（六）建立整体的型腔、型芯零件由于型腔、型芯分别是由两块镶件组成，作为一整体件应该将两块镶件合成一块。单击 UG 主菜单条的起始装配。单击新组件，在出现的对话框中，直接单击图标（不需要选物体），接着出现文件存放的路径框，在光标出输入文件名为 Cavity，然后单击 OK 按钮，在接下来出现的对话框中单击 OK 按钮，就完成了建立 cavity 节点。用鼠标单击新节点cavity，在出现的选项里单击转为工作部件，使 cavity 成为工作零件。单击 UG 菜单条在红的插入关联复制WAVE 几何关联器，在出现的对话框中点击体图标。然后在屏幕中上面两块镶件，再单击确定，这样就将两块零件链接到新节点 cavity 里了。以同样的方法在总节点下产生另一新节点 core，并且将下面两块型芯零件链接到新节点 core 里面。此时，屏幕上的零件是重叠的，在装配导航器里除新建立的cavity 和 core 节点外，关闭所以节点，这时只有 cavity 和 core 节点的零件显示在屏幕上。将 cavity 设置成工作零件，然后单击菜单条中的求和图标，再点击上面的两块工件，然后单击确定，将两块工件合成哈尔滨职业技术学院印制一体。以同样的方法，将 core 的两块零件合成一体。（七）冷却系统的设计1、水路的设计及布局分析产品模型，根据产品壁厚选择合适的水路直径，同时保证模具各部温度均匀，缩短成型周期，控制模具热膨胀不均。合理设计水路的分布位置。进出口的设计。 单击 MoldWizard 工具条中的冷却图标，出现如图 10.17 所示的对话框。图 10.17将 PIPETHREAD 改为 M8。在尺寸栏里改写如下：HOLE1DEPTH=50HOLE2DEPTH=50单击确定出现选择一个面的对话框，用鼠标选择 A 板的侧面，出现点构造器对话框，根据分析确定的水路分布位置，输入坐标值，则出现了一根水管，因为模具两个是对称的所以同理确定另一边水路位置，同理根据分析确定的水路布局确定剩余水路位置。分布如图 10.18哈尔滨职业技术学院印制图 10.182、水嘴及水堵的设计单击 MoldWizard 工具条中的冷却图标，出现如图 10.19 所示的对话框。选择 CONNECTOR PLUG。图 10.19修改下方的数据：PIPETHREAD 改为 M8，MATERIAL 改为铜。单击确定，哈尔滨职业技术学院印制出现点构造器对话框，使用圆心捕捉水道口的圆心，然后单击确定，再捕捉另外一个水道口圆心，然后单击确定，再单击取消就安装了两个头。再以同样的方法安装两外两个，如图 10.19 所示：图 10.19（八）合模导向定位系统合模导向定位系统能够引导动、定模准确合模，避免型芯先进入凹模可能造成型芯或凹模的损坏。在推出机构中，导向零件保证推杆定向运动，避免推杆在推出过程中折断、变形或磨损擦伤。同时保证动定模合模位置的准确性，保证模具型腔的形状和尺寸的准确性，从而保证塑件的精度。单击 MoldWizard 工具条中的标准件图标，出现如图 10.20 所示的对话框。修改参数：W=50.H=10.哈尔滨职业技术学院印制图 10.20选择动模板的合模位置的外侧线，系统会默认两板的中心位置，之后单击确定，在动模板上会出现边锁，同理选择其余的边，完成合模导向定位系统的设计，如图 10.21图 10.21（九）支撑柱的设计当成型较大制件时由于顶板的尺寸较大，使得模脚之间的距离随之增大，当射出压力较高时公模板可能会变形而导致模具产生溢料，甚至会导致顶针运动不顺畅或卡死，为了解决这个问题，除增加动模板厚度外，可以再动模板及动模固定板之间增加支撑住。支撑柱的数量越多、直径越大，效果越好。直径大小一般在2560之间。哈尔滨职业技术学院印制单击 MoldWizard 工具条中的标准件图标，出现如图 10.22 所示的对话框。修改参数：CATALOG=M-SRBSUPPORT_DIA=30LENGTH=90图 10.22单击确定，确定位置，设计完成如图 10.23。图 10.23至此，完成支撑柱的设计。哈尔滨职业技术学院印制十一、模具的开腔至此，