关 键 词：

四凸台 积木 注塑 设计

资源描述：

四凸台积木注塑模设计,四凸台,积木,注塑,设计

内容简介：

毕业设计（论文）中期检查表设计（论文）题目四凸台积木注塑模设计检 查 项 目是否综合、补充填写学生填写正在按计划完成学生签名： 年 月 日能完成任务书规定的任务工作学习态度端正能遵守纪律、按时出勤每周与指导教师见面累积请假课时累积旷课课时每周与指导教师见面几小时 （小时）指导教师填写任务书填写完整、规范指导教师签字： 年 月 日正按进度计划进行学生态度端正、无旷课每周与学生见面几小时（小时）专业负责人填写是否按要求进行（存在的问题或其它）专业负责人签字： 年 月 日任务书一、课题来源、目标及意义通过小组讨论选用积木作为研究项目。积木是生活中比较常见的玩具，它给儿童以及大多年轻人带来了很多欢乐。而且塑料积木注塑成型精度要求不高，很适合作为模具毕业生的研究项目。研究该项目是为了更好的去学习积木注塑模具设计的流程。熟悉掌握UG、CAD软件，来绘制三立体维图、平面二维装配图及零件工程图。通过此次毕业设计，学生将对注塑模有更进一步的了解。对于此次设计，学生将运用所学知识，完成材料的选用、材料的工艺分析、分型面的选择、型芯型腔尺寸的确定、模架的选用、绘制主要零件的零件图、模具装配图的绘制等。在以后完成注塑模设计时，学生就知道如何设计出合理的模具。并让同学对注塑模具的设计产生浓厚的兴趣。二、毕业设计（论文）内容及要求本次设计将通过对注塑件进行材料分析，然后找出塑件的分型面分割出型芯、型腔。根据型芯型腔的尺寸计算以及浇口形式，确定模架尺寸。然后做出浇注系统、推出机构以及冷却系统等。本次设计最终完成UG三维图、AutoCAD二维装配图以及部分零件工程图。设计出一副合理，经济、适用的积木注塑模具。三、毕业设计（论文）进程安排序号设计（论文）各阶段名称计划时间1毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。2教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。3学生提交开题报告并开始设计，教师指导。4老师指导，学生更改并定稿。5提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿）。6毕业设计答辩。四、参考书及参考文献1 褚建忠，甘辉. 塑料模具设计基础及项目实践. 浙江：浙江大学出版社，2015.2 张玉龙. 塑料品种与性能手册. 北京： 化学工业出版社，2007.3 王玮. 塑料配方设计与实例解析. 北京： 中国纺织出版社，2009.4 林荣德. 产品结构设计实务. 北京：国防工业出版社，2012.5 张子成，邢纪纲. 注塑产品设计. 北京：国防工业出版社，2006.6 程军通用塑料手册北京：国防工业出版社，20077 乔丹罗泰泽尔塑料连接技术化学工业出版社，20068 徐佩弦塑料制品设计指南北京：化学工业出版社，2007指导教师（签字）: 院（系）主任（签字）: 购买后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396摘 要本文主要介绍的是塑料积木的整个设计过程，要求设计出ABS塑料积木的注射模具。我们此次采用的是三板模设计，点浇口形式浇注。里面运用到了复位杆、顶针、冷却水道等机构。最终完成整套UG三维立体图和二维AutoCAD装配图。关键词：三板模；点浇口；ABS塑料目 录前 言11 塑件的工艺分析31.1 塑件的成型工艺性分析31.1.1 产品说明31.1.2 材料介绍及分析41.2 加工特性和应用范围51.2.1 塑件ABS加工特性51.2.2 塑件ABS的应用范围52 模具的基本结构62.1 分型62.1.1 收缩率62.1.2 拔模斜度设计及分型面的确定62.2 腔体的确定72.2.1 型芯型腔72.2.2 型腔数目的决定及排布73 模架的选用83.1 模架83.1.1 调模架83.1.2 开框93.2 浇注系统的设计103.2.1 浇注系统的组成及作用103.2.2 浇注系统的部件设计104 脱模系统设计144.1 推出机构的介绍144.1.1 推出机构的设计原则144.1.2 设计思路144.2 推出机构的选择144.2.1 开闭器144.2.2 小拉杆154.2.3 顶针165 冷却系统185.1 冷却系统设计185.1.1 冷却系统的介绍185.1.2 水道185.2 模具总图195.2.1 三维图195.2.2 二维装配图19总 结21致 谢22参考文献23前 言随着人类生活水平的提高，工业的迅速发展，在此时，模具便产生了。模具是强国之本，他的发达可以使一个国家军事强大、经济繁荣昌盛。它具有着工业之母的美称，我们的日常生活处处离不开它，可见模具的重要性。近代西方人把模具行业的起源归纳给了德国的一名鞋匠，是他发明了模具，目的就是为了证明西方的人要比东方人聪明。其实，早在我国古代就出现了模具，它就是“鼎”，用的是模具浇铸，脱蜡法，至今现代中国和西方都无法超越我国商代先辈们的智慧工艺。可以说，如果没有模具，人类就没有文明。模具有着许多类种，分为五金模具、塑料模具两个大类，而注塑模具就是塑料模具中的一种。中国作为人口大国，随着工业的发展，需求越来越多，对于塑料产品的需要显然更是必不可少的。在我国，塑料模具大约占着总模具的三分之一。注塑成型已经成为当今市场上最热销、最常用的塑料成型方法了。所以注塑模具作为塑料模的一种，是有很大市场需求量的。注塑成型模具，如今塑件制造中最常用的方法了，它具有低劳动力成本，而且材料可以广泛的应用。注塑模具它的废料损失是很小的、材料也是可以反复使用的，这些都是我们注塑模具技术的特点。塑料的主要成分是树脂，树脂分为天然树脂和合成树脂两大类。塑料一般采用合成树脂居多，它是一种加入了添加剂的有机高分子材料。塑料产品一般根据需要可以向其中加入不超过国家规定含量的添加剂，改善性能、增加产品的强度，从而降低生产成本。常有的添加剂有固化剂、发泡剂、填料、助燃剂、抗氧剂、着色剂、润滑剂、增塑剂、稳定剂等等。 随着塑料模具的快速增长，它在强度和精度的方面不断提升，自动化、高效率、精密、微型以及大型、寿命长的模具在整个模具产值中所占比例越来越大。有一个设计合理的塑料件，一般能够却代多个普通传统的金属件。塑料模具在日常中处处可见，比如生活用品中有脸盆、塑料饭盒、矿泉水瓶、手机盖、塑料水杯、电脑外壳等等。如今，市场上的儿童玩具各式各样，有很多，相信大家都知道乐高的拼接小积木，它是专为开发智力、拓展想象力而设计的一款产品。不仅孩子们玩的是不亦乐乎，作为大学生的我们也在玩。积木是注塑成型的，属于注塑模。本篇文章主要阐述的是，乐高四凸台拼接小积木的整个设计过程。从塑性材料的工艺分析（材料的选择；产品结构的分析；尺寸的计算）分型型芯型腔模架选择开框浇注系统冷却等等。注塑模有两板模和三板模，此次，采用的是三板模来设计积木。通过此次设计，使我对点浇口塑料模具有了深刻的认识，在此过程中通过查阅教科书、手册、大量资料，也让我对注塑模具框架结构（浇注系统、推出机构、冷却水道、导向机构）有了系统的认识。让我对自己专业的发展更是充满了信心，为日后走上社会积累了工作经验。1 塑件的工艺分析1.1 塑件的成型工艺性分析1.1.1 产品说明此次模具设计的产品原件是四凸台小积木，结构简单，便于成型。产品材料为ABS，本次设计产品在AutoCAD2010、UG9.0的辅助下完成的。积木的产品设计草图如图1-1所示，三维图如图1-2所示： 图1-1 积木草图 1:1 图1-2 积木三维图 1:11.1.2 材料介绍及分析产品材料选用:ABS塑料化学名为：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，该塑料为热塑性树脂，非结晶型，成型收缩率为0.40.9，综合性能较好，其流动性中等，易吸收潮湿，外表又能沾附水分。热稳定性好，尺寸稳定，易成型和机械的加工，因此ABS适用于积木的制造设计。1.2 加工特性和应用范围1.2.1 塑件ABS加工特性ABS塑料吸水性能强，在其成型之前应对其进行预热，使它充分干燥。否则，会给产品成型带来困难以及影响外观的质量和机械的强度显著下降。常用的干燥方法有：真空干燥、循环热风干燥、红外线干燥等。ABS塑料冷却速度较慢，模具的浇注系统设计应该选以用短、粗为原则，并设有冷料穴。1.2.2 塑件ABS的应用范围ABS塑料在日常生活中很常见，它的应用范围很广，主要制造洗衣机、电话、录音机、传真机、儿童玩具的壳体。同时办公用品、机械、汽车、家用电器和造船都有运用。其它制品：文具、搅拌器、喷气式雪橇车、手柄以及仪表板等。2 模具的基本结构2.1 分型2.1.1 收缩率塑料都有一定收缩性，不管是热固性还是热塑性塑料，在成型脱模后都会因为温度热胀冷缩的影响造成，尺寸小于模具的型腔尺寸，因此我们在给塑料模具设计时，要把收缩量给补偿到型腔上。这就是设计时要给积木零件添加的收缩率，从材料分析中得知ABS塑料收缩率为0.40.9，在UG偏置/缩放率命令中输入缩放率0.8。2.1.2 拔模斜度设计及分型面的确定产品成型后脱模时，需要考虑，塑件留在动模还是定模上，再加上塑件本身冷却收缩以及模具分型使摩擦等作用，会使塑件在脱模时产生磨损，造成脱模困难。因此会加上一定的拔模斜度，本产品积木设计，塑件脱模后留在动模上，拔模斜度为1。在塑料模具设计过程中，离不开的便是分型面，有了分型，才能分割出型芯型腔，它是确定塑件成型时开模的方向以及确定开模的位置。从资料中以及老师说分型面的是在零件的最大截面处。因此分型面是在最底面。分型面设计的一般原则：（1） 在开模时应尽量使塑件留在动模内，一般取在脱模方向最大投影的边缘部位。（2） 应合理安排塑件在型腔里的方位。（3） 保证塑件的质量（4） 合理的安排浇注系统，特别是浇口位置。（5） 分模时应尽量不破坏塑件的外观，光滑的外表面。积木塑件分型面如图2-1所示：图2-1分型面 2.2 腔体的确定2.2.1 型芯型腔型芯和型腔是塑料模具的重要组成部分，它是用来成型塑件的关键部件，型芯型腔的质量直接影响着模具使用寿命和成型件的质量。2.2.2 型腔数目的决定及排布型腔布局的原则：（1） 确保模具的温度和受压力平衡（2） 浇口位置的统一原则（3） 分流道应尽量最短（4） 成型的塑件尺寸最小的原则（5） 送料的平衡原则值得注意的是型腔数目越多，模具发生故障的几率也就越大。根据模具制造的成本、制造难度和生产的效率综合考量，以及根据同学Moldflow软件分析测试最终确定一模两腔。分型面做好之后，便可以打开UG的拆分体的命令分割出型芯和型腔，型腔尺寸为：190mm120mm55mm,型芯尺寸为: 190mm120mm40mm，如图2-2所示：图2-2型芯、型腔 3 模架的选用3.1 模架3.1.1 调模架根据型芯和型腔的尺寸，以及该积木塑件的分析。本设计采用的是点浇口形式进行浇注、因此选用三板模最适合。A/B板宽度尺寸：D1=W1+2T1=120+270=260mm、A/B板长度：D2=W2+2T2=190+270=330mm、A板厚度：H1=V1+N1=80mm、B板厚度：H2=V2+N2=90mm、C板方铁高度H=顶针面板厚度+顶针底板厚度+限位钉高度+顶出距离+12mm=100mm。所以， 打开胡波外挂，调用标准模架，细水口DCI-350mm350mm-A80-B90-C100模架。如图3-1所示： 图3-1 模架 3.1.2 开框在型芯型腔设计好之后，为了便于型芯型腔合理的放置在动模和定模上。因此，需要对模仁进行开框处理，打开胡波外挂里开框命令，选择清角型并对A板模仁进行切削。输入数据值，清角直径为20，模仁宽X值190mm，模仁长Y值120mm，模仁高Z值为55mm。B板模仁，清角直径为20，模仁宽X值190mm，模仁长Y值120mm，模仁高Z值为40mm。如图3-2所示： 图3-2 开框3.2 浇注系统的设计3.2.1 浇注系统的组成及作用注塑模的浇注系统的设计，包括主流道、分流道、浇口以及冷料穴四个部分组成。需要考虑主流道的选择、分流道尺寸以及位置的确定、浇口位置和浇口形式的确定。浇注系统是十分重要的，它的作用是使塑件熔料平稳有序的充填到型腔内，从而获得塑件组织精密，外形轮廓较为清晰的塑件。3.2.2 浇注系统的部件设计（1）浇口设计：一般浇注系统的浇口形式有三大类，分为直接浇口、侧浇口、以及点浇口。当然，还有其它的演化而来的浇口，比如，潜伏式浇口、扇形浇口、搭接式浇口以及圆弧形浇口等。本次积木设计采用的是点浇口形式，经过同组成员使用Moldflow软件对塑件进行多次分析测试，得到点浇口位置在积木上表面的中心点上效果最佳。点浇口的浇口直径为5，点浇口位置如图3-3所示： 图3-3 点浇口（2）主流道设计：主流道形状一般由浇口套决定，为了方便塑件的脱模，我们大多采用圆锥形的主流道，本次设计主流道采用圆锥形，如图3-4所示 图3-4 主流道及浇口套（3）分流道设计：对于多腔而言，要保证的是各个型腔浇口位置相同并且熔料到达每个腔穴的速度相等。本产品采用的一模二腔形式，为了减少流道中的传热损失以及压力损失，同时为提高工作效率，此次，我们这里分流道选用为U形道，因为各个塑料的流动性都不同，可根据其塑料的特性粗略来估算分流道尺寸，打开胡波外挂中的水口系列命令，调用U形道，高度为4mm,位置选用点浇口上面的两个圆心点即可。如图3-5所示图3-5 分流道(4)定位环：安装定位环目的是使模具在注射机上使用时准确、安全、可靠。定位环的选用和设计很关键，这里，采用A型定位环进行定位，定位环最大长度为135mm,两个定位螺钉间距为120mm，高度为15mm,放置浇口套的直径为104mm,定位环底面与上面板的间距为5mm。打开胡波外挂的模具标准件命令，调用A型定位环，输入以上值即可。定位环如图3-6所示：图3-6 定位环 （5）浇注系统的设计整体思路：浇口设计：确认浇口是何种形式、大小以及数量。主流道设计：确认主流道尺寸和位置。分流道设计：确认分流道尺寸和形状。4 脱模系统设计4.1 推出机构的介绍4.1.1 推出机构的设计原则为了使废料和塑件成型后顺利的脱出，保持模具生产的持续进行，推出机构是必不可少的。设计的基本要求：设计的推杆和推块要符合产品的要求。产品在推出的时候应避免损坏及变形。合模时要确保推出去的机构能够正确复位。推出去的塑件应尽量留在动模一侧。4.1.2 设计思路目的：保证合理无损的推出成型后的塑件以及浇注的废料。设计过程：确认推出的方向。确认推出的距离。估计推出力。选择推出的方式。设计出推出的零部件。4.2 推出机构的选择4.2.1 开闭器我们在这里选用开闭器安装在定模和动模之间。胡波外挂里选择胶塞命令，选用模胚开闭器。如图4-1所示：图4-1 开闭器4.2.2 小拉杆在胡波外挂找到模具标准件，选用螺丝衬套小拉杆。输入具体拉杆数值，然后用四角镜像命令直接镜像出四个对称小拉杆，拉杆直径为20，小拉杆的位置以及尺寸如下图。小拉杆位置二维图、三维示意图，如图4-2所示图4-2 小拉杆4.2.3 顶针顶针是负责将塑件成型后推出去的辅助工具。作为顶出机构，在一套完整的注塑模具中是少不了它的。这里需要将积木成型后将其顺利的顶出，那么接下来需要确定顶针的安装位置。这里我们设计了四个顶针来顶出积木，顶出位置在四个凸台，两两的中心点上。如图4-3所示：图4-3 顶针5 冷却系统5.1 冷却系统设计5.1.1 冷却系统的介绍塑件积木在成型过程中，模具因为塑料的填充持续工作而导致温度升高，它会很容易的影响到塑料的填充、塑件的质量以及成型的周期。因此，在注塑模具上应该加上冷却系统来帮助模具降温。5.1.2 水道本次采用的是参数调节型环形的水道，添加在动模上来进行冷却。经过同组成员用Moldflow软件对积木分析测试水道冷却效果之后，下面这种方式冷却效果最佳。在胡波外挂里选用运水系列里的参数调节型冷却管道。塑件离管道的高度为8mm，离管道四周距离为11mm。如图4-4所示：图4-3 冷却水道5.2 模具总图5.2.1 三维图模具三维立体总图，如图4-4所示图4-4 模具三维图5.2.2 二维装配图模具二维装配图，如图4-5所示图4-5 模具二维装配图总 结在此设计过程中，遇到了很多困难，比如怎么进行工艺分析、如何做分型面，经过老师的细心指导以及同学们的帮助，种种困难也就迎刃而解了。让我知道了自己其实还有很多不足的地方。经过整套模具的设计之后，才知道自己在很多专业地方是无知的，自己了解的还是太片面了。很多看似一个简单的步骤，当你真正去做的时候才知道并不那么容易。比如一个简单的材料分析就要查阅大量的资料，这让我学习到了很过知识。在做分型面的时候，总是分割不了实体，后来才发现分型面必须是一个完整的面，里面不可以有缺口，如果有得把它修补上。才可以进行分割，分割出型芯、型腔。还有就是在给模仁开框的时候，做不了，以为是什么地方或者方式做的不对，试了很多次才发现原来是给Z轴反方向一下就可以了。是给塑件开框的时候没有调整好方向，往往简单的事情出问题，偏要往复杂了想。所以，做设计的时候先把里面的小细节做好，可以为你后面省去很多时间。做注塑模具其实并不是一蹴而就、一个简单的事情，它需要对你所做的产品进行分析研究，怎样做最合适，什么样的设计方法最合理。而整个设计过程是一个相当耗时间的事情，因此，做设计人员必须要静得了心，不可浮躁。经过此次设计我最大的收益是，让我懂得了在今后的生活中，我依然要不断的去学习，要有不怕苦、不怕难、坚持不不懈、持之以恒的精神。更何况我们是做模具这一行业的，更是要耐下心、吃得了苦。致 谢写到这里，不仅仅是意味着论文快要完结了，也代表着我在健雄学院三年的大学生涯即将结束完美落幕。心里不经有点不舍，不舍与同学的离别，从此各奔东西，为各自的生活而忙碌，再相聚不知又是何时。不舍与母校的离别，还记三年前自己独自一人，来到了这个陌生的城市太仓。本论文是在老师的教导下完成的，他从我刚来大学时就一直是我们的专业导师。因为快三年了，所以我们老师还是很了解的，他对待自己的学生是非常关爱负责的。老师认真、负责的教导我们设计的每一个环节。他知识渊博、严谨教学，对待工作的认真负责的态度，让我们跟着后面学到了很多。不仅学到了很多专业知识，也让我们对待自己的工作要有一颗认真负责的心。在这里特向我们的老师表示衷心的感谢。此外，我还要感谢在设计过程中帮助我的同学们。他们给了我很多设计该产品的宝贵意见，使我有信心完成整套设计。能够完成整篇设计离不开你们，在此衷心感谢他们。参考文献1 褚建忠，甘辉. 塑料模具设计基础及项目实践. 浙江：浙江大学出版社，2015.2 张玉龙. 塑料品种与性能手册. 北京： 化学工业出版社，2007.3 王玮. 塑料配方设计与实例解析. 北京： 中国纺织出版社，2009.4 林荣德. 产品结构设计实务. 北京：国防工业出版社，2012.5 张子成，邢纪纲. 注塑产品设计. 北京：国防工业出版社，2006.6 程军通用塑料手册北京：国防工业出版社，20077 乔丹罗泰泽尔塑料连接技术化学工业出版社，20068 徐佩弦塑料制品设计指南北京：化学工业出版社，20079 申开智塑料制品设计方法及应用实例北京：国防工业出版社，200510 罗河胜塑料工艺与实用配方广东：广东科技出版社，200523 编号 毕业设计（论文）题 目:四凸台积木注塑模设计学生姓名:学 号:院（系）:专业班级:指导教师:职 称: 年 月开题报告一、课题来源、选题依据、课题研究目的、应用价值通过小组讨论选用积木作为研究项目。积木是生活中比较常见的玩具，它给儿童以及大多年轻人带来了很多欢乐。而且塑料积木注塑成型精度要求不高，很适合作为模具毕业生的研究项目。研究该项目是为了更好的去学习积木注塑模具设计的流程。熟悉掌握UG、CAD软件，来绘制三立体维图、平面二维装配图及零件工程图。通过此次毕业设计，学生将对注塑模有更进一步的了解。对于此次设计，学生将运用所学知识，完成材料的选用、材料的工艺分析、分型面的选择、型芯型腔尺寸的确定、模架的选用、绘制主要零件的零件图、模具装配图的绘制等。在以后完成注塑模设计时，学生就知道如何设计出合理的模具。并让同学对注塑模具的设计产生浓厚的兴趣。二、课题研究的基本思路、研究的关键问题和研究手段（途径）对于塑料积木的设计而言，我们首先要考虑我们所设计的塑料件是否符合制造要求，然后运用注塑成型工艺以及模具设计的基础知识，并查阅相关参考文献。要求设计出塑料积木的注塑模具。将采用三板模设计，点浇口形式浇注。里面运用到了复位杆、顶针、冷却水道等机构。最终根据UG三维立体图绘制出二维装配图和部分零件工程图。再此设计过程中，我们将遇到很多问题，其中要研究的关键问题主要有塑料件材料的选用；浇注系统的设计；冷却的方式等。还有一些细节方面，也是我们此次设计中将遇到的的问题。比如绘制零件图型芯型腔以及装配图时，要考虑一些细节。如尺寸、图纸布局等。通过老师对塑料模相关知识的讲解和研讨小组的讨论，并查阅了很多相关塑料模具设计的书籍，我们会对上述的关键问题进行解决。三、论文的主体框架和主要内容概述想要设计出一套完美的设计，必须掌握本设计塑料成型工艺及模具设计的基础知识，此次设计按以下的主体步骤来完成：1、塑件的工艺分析：1）产品说明2）材料介绍及分析3）塑件ABS加工特性4）塑件ABS应用范围。2、模架基本结构：1）收缩率2）拔模斜度的设计及分型面的确定3）型芯型腔4）型腔数目的决定及排布。3、模架的选用：1）调模架 2）开框3）浇注系统的组成及作用4）浇注系统的部件设计。4、脱模系统设计：1）推出机构的设计原则2）设计思路3）开闭器4）小拉杆5）顶针。5、冷却系统及图纸：1）冷却系统设计）2）零件工程图和装配图的绘制。以上5点基本上包括了设计一套模具所需的步骤和要求。同时，在之后的设计过程中，我们将通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对塑料模具的组成结构（浇注系统、顶料方式）有了系统的认识。四、论文工作进度与安排起讫日期工作内容达到要求毕业设计辅导，学生进行相关准备工作，选题并审批。选题审批完成教师下发任务书，学生完成开题报告，教师审核。完成开题报告学生提交开题报告并开始设计，教师指导。开题报告审核完成，并已开始设计老师指导，学生更改并定稿。毕业设计最终稿完成提交毕业设计材料（电子稿与纸质稿）。材料上交完成毕业设计答辩。五、指导教师意见 指导教师：年 月 日六、所在专业负责人审查意见 专业负责人：年 月 日七、参考文献阅读清单（要求8篇以上）序号题 目（及作者）出处（书籍及出版社、期刊名及期刊卷期号等）1褚建忠，甘辉. 塑料模具设计基础及项目实践.浙江：浙江大学出版社，2015.2张玉龙. 塑料品种与性能手册.北京： 化学工业出版社，2007.3王玮. 塑料配方设计与实例解析.北京： 中国纺织出版社，2009.4林荣德. 产品结构设计实务.北京：国防工业出版社，2012.5张子成，邢纪纲. 注塑产品设计.北京：国防工业出版社，2006.6程军通用塑料手册北京：国防工业出版社，20077罗河胜塑料工艺与实用配方广东：广东科技出版社，20058申开智塑料制品设计方法及应用实例北京：国防工业出版社，2005苏州健雄职业技术学院毕业设计（论文）评价表（指导教师用）学生： 设计（论文）题目：四凸台积木注塑模设计评价项目评价要素评价内涵成绩评定满分得分检查选题质量01选题方向和范围符合本专业的培养目标，基本达到科学研究和实践能力培养和锻炼的目的。602难易度满足专业教学计划中对素质、能力和知识结构的要求，有一定难度，工作量适当。403理论意义和实际应用价值选题符合本学科专业的发展，符合科技、经济和社会发展的需要，解决理论或实际工作中的问题，并能理论联系实际，具有一定的科技、应用的参考价值。5能力水平04查阅和应用文献资料能力基本掌握检索中外文献资料的方法，对资料进行初步分析、综合、归纳等整理，并能适当应用。1305综合运用知识能力能够综合应用所学知识，对课题所研究问题进行分析，研究目标明确，内容具体，且具有一定的深度。1106研究方法与手段较熟练运用本专业的方法、手段和工具开展课题的分析、设计和实施工作。707实验技能和实践能力已基本掌握了专业技能和研究设计方法，实践能力较强。908创新意识能够在前人工作的基础上，进行科学的分析与综合，提出问题，探索解决问题的方法、手段有一定的特色或新意，结论有新见解。7设计（论文）质量09内容与写作较完整地反映实际完成的工作，概念清楚，内容基本正确，数据可靠，结果可信。710结构与水平结构较严谨，语言通顺，立论正确，论据充分，分析较深入，结论基本正确。1111要求与规范化程度符合本院的毕设工作的规范要求，论文中的术语、格式、图表、数据、公式、引用、标注及参考文献均符合规范。1212成果与成效有一定的实用价值；有实物作品、实际运行的原型系统；初步得到应用或具有应用前景的成果。8综合意见100指导教师签字：时间： 2017 届学生毕业设计（论文）材料袋题 目：四凸台积木注塑模设计学生姓名：学 号：院（系）：专业班级：指导教师：职 称：材 料 目 录序号名 称数量备注1毕业设计（论文）选题审批表12毕业设计（论文）任务书13毕业设计（论文）开题报告14毕业设计（论文）指导教师评阅表15毕业设计（论文）评阅教师评阅表16毕业设计（论文）答辩记录17毕业设计（论文）答辩审查及成绩评定表18毕业设计（论文）（附所有电子资料）1双面打印、装订（封面用牛皮纸）9其它材料（如大学生论文检测报告单等）1 年 月 日毕业设计（论文）答辩审查及成绩评定表设计(论文)题目四凸台积木注塑模设计毕业设计（论文）答辩资格审查以下各项，已完成的打“”，否则打“”任务书、开题报告、评阅表等材料齐全已完成任务书基本要求无严重违纪现象（如：旷课达1/3者、论文检测总文字复制比大于50%、违反规定造成重大损失者）审查结果指导教师意见：同意答辩 暂缓答辩 签字： 年 月 日评阅教师意见：同意答辩 暂缓答辩 签字： 年 月 日毕业设计（论文）答辩成绩答辩小组评审意见：成 绩（百分制）：组长（签字）：年 月 日答辩委员会评定成绩组成部分分值比例指导教师评阅分30%评阅教师评阅分30%答辩成绩40%最终得分毕业设计等第（五级分制）：答辩委员会主席（签章）：年 月 日毕业设计（论文）答辩记录毕业设计（论文）题目四凸台积木注塑模设计指导教师职 称工作单位答辩日期、时间答辩组成员（签字）：答辩记录：记录人（签字）：年 月 日答辩组组长（签字）：年 月 日摘 要本文主要介绍的是塑料积木的整个设计过程，要求设计出ABS塑料积木的注射模具。我们此次采用的是三板模设计，点浇口形式浇注。里面运用到了复位杆、顶针、冷却水道等机构。最终完成整套UG三维立体图和二维AutoCAD装配图。关键词：三板模；点浇口；ABS塑料目 录前 言11 塑件的工艺分析31.1 塑件的成型工艺性分析31.1.1 产品说明31.1.2 材料介绍及分析41.2 加工特性和应用范围51.2.1 塑件ABS加工特性51.2.2 塑件ABS的应用范围52 模具的基本结构62.1 分型62.1.1 收缩率62.1.2 拔模斜度设计及分型面的确定62.2 腔体的确定72.2.1 型芯型腔72.2.2 型腔数目的决定及排布73 模架的选用83.1 模架83.1.1 调模架83.1.2 开框93.2 浇注系统的设计103.2.1 浇注系统的组成及作用103.2.2 浇注系统的部件设计104 脱模系统设计144.1 推出机构的介绍144.1.1 推出机构的设计原则144.1.2 设计思路144.2 推出机构的选择144.2.1 开闭器144.2.2 小拉杆154.2.3 顶针165 冷却系统185.1 冷却系统设计185.1.1 冷却系统的介绍185.1.2 水道185.2 模具总图195.2.1 三维图195.2.2 二维装配图19总 结21致 谢22参考文献23前 言随着人类生活水平的提高，工业的迅速发展，在此时，模具便产生了。模具是强国之本，他的发达可以使一个国家军事强大、经济繁荣昌盛。它具有着工业之母的美称，我们的日常生活处处离不开它，可见模具的重要性。近代西方人把模具行业的起源归纳给了德国的一名鞋匠，是他发明了模具，目的就是为了证明西方的人要比东方人聪明。其实，早在我国古代就出现了模具，它就是“鼎”，用的是模具浇铸，脱蜡法，至今现代中国和西方都无法超越我国商代先辈们的智慧工艺。可以说，如果没有模具，人类就没有文明。模具有着许多类种，分为五金模具、塑料模具两个大类，而注塑模具就是塑料模具中的一种。中国作为人口大国，随着工业的发展，需求越来越多，对于塑料产品的需要显然更是必不可少的。在我国，塑料模具大约占着总模具的三分之一。注塑成型已经成为当今市场上最热销、最常用的塑料成型方法了。所以注塑模具作为塑料模的一种，是有很大市场需求量的。注塑成型模具，如今塑件制造中最常用的方法了，它具有低劳动力成本，而且材料可以广泛的应用。注塑模具它的废料损失是很小的、材料也是可以反复使用的，这些都是我们注塑模具技术的特点。塑料的主要成分是树脂，树脂分为天然树脂和合成树脂两大类。塑料一般采用合成树脂居多，它是一种加入了添加剂的有机高分子材料。塑料产品一般根据需要可以向其中加入不超过国家规定含量的添加剂，改善性能、增加产品的强度，从而降低生产成本。常有的添加剂有固化剂、发泡剂、填料、助燃剂、抗氧剂、着色剂、润滑剂、增塑剂、稳定剂等等。 随着塑料模具的快速增长，它在强度和精度的方面不断提升，自动化、高效率、精密、微型以及大型、寿命长的模具在整个模具产值中所占比例越来越大。有一个设计合理的塑料件，一般能够却代多个普通传统的金属件。塑料模具在日常中处处可见，比如生活用品中有脸盆、塑料饭盒、矿泉水瓶、手机盖、塑料水杯、电脑外壳等等。如今，市场上的儿童玩具各式各样，有很多，相信大家都知道乐高的拼接小积木，它是专为开发智力、拓展想象力而设计的一款产品。不仅孩子们玩的是不亦乐乎，作为大学生的我们也在玩。积木是注塑成型的，属于注塑模。本篇文章主要阐述的是，乐高四凸台拼接小积木的整个设计过程。从塑性材料的工艺分析（材料的选择；产品结构的分析；尺寸的计算）分型型芯型腔模架选择开框浇注系统冷却等等。注塑模有两板模和三板模，此次，采用的是三板模来设计积木。通过此次设计，使我对点浇口塑料模具有了深刻的认识，在此过程中通过查阅教科书、手册、大量资料，也让我对注塑模具框架结构（浇注系统、推出机构、冷却水道、导向机构）有了系统的认识。让我对自己专业的发展更是充满了信心，为日后走上社会积累了工作经验。1 塑件的工艺分析1.1 塑件的成型工艺性分析1.1.1 产品说明此次模具设计的产品原件是四凸台小积木，结构简单，便于成型。产品材料为ABS，本次设计产品在AutoCAD2010、UG9.0的辅助下完成的。积木的产品设计草图如图1-1所示，三维图如图1-2所示： 图1-1 积木草图 1:1 图1-2 积木三维图 1:11.1.2 材料介绍及分析产品材料选用:ABS塑料化学名为：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物，该塑料为热塑性树脂，非结晶型，成型收缩率为0.40.9，综合性能较好，其流动性中等，易吸收潮湿，外表又能沾附水分。热稳定性好，尺寸稳定，易成型和机械的加工，因此ABS适用于积木的制造设计。1.2 加工特性和应用范围1.2.1 塑件ABS加工特性ABS塑料吸水性能强，在其成型之前应对其进行预热，使它充分干燥。否则，会给产品成型带来困难以及影响外观的质量和机械的强度显著下降。常用的干燥方法有：真空干燥、循环热风干燥、红外线干燥等。ABS塑料冷却速度较慢，模具的浇注系统设计应该选以用短、粗为原则，并设有冷料穴。1.2.2 塑件ABS的应用范围ABS塑料在日常生活中很常见，它的应用范围很广，主要制造洗衣机、电话、录音机、传真机、儿童玩具的壳体。同时办公用品、机械、汽车、家用电器和造船都有运用。其它制品：文具、搅拌器、喷气式雪橇车、手柄以及仪表板等。2 模具的基本结构2.1 分型2.1.1 收缩率塑料都有一定收缩性，不管是热固性还是热塑性塑料，在成型脱模后都会因为温度热胀冷缩的影响造成，尺寸小于模具的型腔尺寸，因此我们在给塑料模具设计时，要把收缩量给补偿到型腔上。这就是设计时要给积木零件添加的收缩率，从材料分析中得知ABS塑料收缩率为0.40.9，在UG偏置/缩放率命令中输入缩放率0.8。2.1.2 拔模斜度设计及分型面的确定产品成型后脱模时，需要考虑，塑件留在动模还是定模上，再加上塑件本身冷却收缩以及模具分型使摩擦等作用，会使塑件在脱模时产生磨损，造成脱模困难。因此会加上一定的拔模斜度，本产品积木设计，塑件脱模后留在动模上，拔模斜度为1。在塑料模具设计过程中，离不开的便是分型面，有了分型，才能分割出型芯型腔，它是确定塑件成型时开模的方向以及确定开模的位置。从资料中以及老师说分型面的是在零件的最大截面处。因此分型面是在最底面。分型面设计的一般原则：（1） 在开模时应尽量使塑件留在动模内，一般取在脱模方向最大投影的边缘部位。（2） 应合理安排塑件在型腔里的方位。（3） 保证塑件的质量（4） 合理的安排浇注系统，特别是浇口位置。（5） 分模时应尽量不破坏塑件的外观，光滑的外表面。积木塑件分型面如图2-1所示：图2-1分型面 2.2 腔体的确定2.2.1 型芯型腔型芯和型腔是塑料模具的重要组成部分，它是用来成型塑件的关键部件，型芯型腔的质量直接影响着模具使用寿命和成型件的质量。2.2.2 型腔数目的决定及排布型腔布局的原则：（1） 确保模具的温度和受压力平衡（2） 浇口位置的统一原则（3） 分流道应尽量最短（4） 成型的塑件尺寸最小的原则（5） 送料的平衡原则值得注意的是型腔数目越多，模具发生故障的几率也就越大。根据模具制造的成本、制造难度和生产的效率综合考量，以及根据同学Moldflow软件分析测试最终确定一模两腔。分型面做好之后，便可以打开UG的拆分体的命令分割出型芯和型腔，型腔尺寸为：190mm120mm55mm,型芯尺寸为: 190mm120mm40mm，如图2-2所示：图2-2型芯、型腔 3 模架的选用3.1 模架3.1.1 调模架根据型芯和型腔的尺寸，以及该积木塑件的分析。本设计采用的是点浇口形式进行浇注、因此选用三板模最适合。A/B板宽度尺寸：D1=W1+2T1=120+270=260mm、A/B板长度：D2=W2+2T2=190+270=330mm、A板厚度：H1=V1+N1=80mm、B板厚度：H2=V2+N2=90mm、C板方铁高度H=顶针面板厚度+顶针底板厚度+限位钉高度+顶出距离+12mm=100mm。所以， 打开胡波外挂，调用标准模架，细水口DCI-350mm350mm-A80-B90-C100模架。如图3-1所示： 图3-1 模架 3.1.2 开框在型芯型腔设计好之后，为了便于型芯型腔合理的放置在动模和定模上。因此，需要对模仁进行开框处理，打开胡波外挂里开框命令，选择清角型并对A板模仁进行切削。输入数据值，清角直径为20，模仁宽X值190mm，模仁长Y值120mm，模仁高Z值为55mm。B板模仁，清角直径为20，模仁宽X值190mm，模仁长Y值120mm，模仁高Z值为40mm。如图3-2所示： 图3-2 开框3.2 浇注系统的设计3.2.1 浇注系统的组成及作用注塑模的浇注系统的设计，包括主流道、分流道、浇口以及冷料穴四个部分组成。需要考虑主流道的选择、分流道尺寸以及位置的确定、浇口位置和浇口形式的确定。浇注系统是十分重要的，它的作用是使塑件熔料平稳有序的充填到型腔内，从而获得塑件组织精密，外形轮廓较为清晰的塑件。3.2.2 浇注系统的部件设计（1）浇口设计：一般浇注系统的浇口形式有三大类，分为直接浇口、侧浇口、以及点浇口。当然，还有其它的演化而来的浇口，比如，潜伏式浇口、扇形浇口、搭接式浇口以及圆弧形浇口等。本次积木设计采用的是点浇口形式，经过同组成员使用Moldflow软件对塑件进行多次分析测试，得到点浇口位置在积木上表面的中心点上效果最佳。点浇口的浇口直径为5，点浇口位置如图3-3所示： 图3-3 点浇口（2）主流道设计：主流道形状一般由浇口套决定，为了方便塑件的脱模，我们大多采用圆锥形的主流道，本次设计主流道采用圆锥形，如图3-4所示 图3-4 主流道及浇口套（3）分流道设计：对于多腔而言，要保证的是各个型腔浇口位置相同并且熔料到达每个腔穴的速度相等。本产品采用的一模二腔形式，为了减少流道中的传热损失以及压力损失，同时为提高工作效率，此次，我们这里分流道选用为U形道，因为各个塑料的流动性都不同，可根据其塑料的特性粗略来估算分流道尺寸，打开胡波外挂中的水口系列命令，调用U形道，高度为4mm,位置选用点浇口上面的两个圆心点即可。如图3-5所示图3-5 分流道(4)定位环：安装定位环目的是使模具在注射机上使用时准确、安全、可靠。定位环的选用和设计很关键，这里，采用A型定位环进行定位，定位环最大长度为135mm,两个定位螺钉间距为120mm，高度为15mm,放置浇口套的直径为104mm,定位环底面与上面板的间距为5mm。打开胡波外挂的模具标准件命令，调用A型定位环，输入以上值即可。定位环如图3-6所示：图3-6 定位环 （5）浇注系统的设计整体思路：浇口设计：确认浇口是何种形式、大小以及数量。主流道设计：确认主流道尺寸和位置。分流道设计：确认分流道尺寸和形状。4 脱模系统设计4.1 推出机构的介绍4.1.1 推出机构的设计原则为了使废料和塑件成型后顺利的脱出，保持模具生产的持续进行，推出机构是必不可少的。设计的基本要求：设计的推杆和推块要符合产品的要求。产品在推出的时候应避免损坏及变形。合模时要确保推出去的机构能够正确复位。推出去的塑件应尽量留在动模一侧。4.1.2 设计思路目的：保证合理无损的推出成型后的塑件以及浇注的废料。设计过程：确认推出的方向。确认推出的距离。估计推出力。选择推出的方式。设计出推出的零部件。4.2 推出机构的选择4.2.1 开闭器我们在这里选用开闭器安装在定模和动模之间。胡波外挂里选择胶塞命令，选用模胚开闭器。如图4-1所示：图4-1 开闭器4.2.2 小拉杆在胡波外挂找到模具标准件，选用螺丝衬套小拉杆。输入具体拉杆数值，然后用四角镜像命令直接镜像出四个对称小拉杆，拉杆直径为20，小拉杆的位置以及尺寸如下图。小拉杆位置二维图、三维示意图，如图4-2所示图4-2 小拉杆4.2.3 顶针