电器外壳注射注塑模具设计【抽芯】-[机械毕业设计论文A3408]
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- 关 键 词：
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电器
外壳
注射
注塑
模具设计
抽芯
机械
毕业设计
论文
a3408
- 资源描述：
-
文档包括:
说明书一份。41页，14700字。
任务书一份。
开题报告一份。
图纸共17张，见示意图。
- 内容简介：
-
Li et (7):1077077I 00030, 22, 2006; 19, 2007 a of is to of is a it is by is as of on to of to is to in is to an is in it be is A is a a of of is a of of an is of 2000) in 2002) by of A an of is of of be of a is by by as be to of As a 1996a) of to as of a as of at of in a of et 2005a) of by an on to by 673 86250675080) by Li et (7):1077078et 2006). As to a in is of a of in or in of a is A 2002), by of it to of 2005). It is to it of 1990) of by to is as of a an a is by is is by of 1996b) an of in a of by a by to a on s of is on s So is to a to s 2001) a on of ) ) et 2004a; 2004b) by of et 2005b) of at of as of is no It is to A is to of to To to is is to in is to An is to of of o to of be in be to as or of A be as a In an of is it a of in of of or of as so It is is by is of is i et (7):1077079in as to in a an of 0 an 1995; 1996b). to to of In to of on of In is to of is of of to of 100%, (1) is h is on is of on a is on on a 2D 100%, 100%, = (2) x, in , Y x, of , Y of of be of L is a on of h is . of is a to of of as , Y, Z . W is of xi, Wyj, zk, i, j, k , Y, Z h is of on is of be of To h, of is as ),iy iz W W + (3) in of of , Y, Z of , , of of A of to of : of X et (7):1077080y y =+=+(4) , Y, Z of ; , Y, Z of ; of as 1/, 1,iA iA iB = = (5) . h is of i: 12 |,| |, ,| | (6) In of is of a be on a of h is of of is by an It is by to of of a in an is of of of is by it in of is a to is to a of it is in is by in be as f(X)= ; 0() / 10,X , 1,2,., ,=X is p is at of or by or X is of on of N is of In of is a a of a of of of to be n: p(1)( 1).! = In is he is of to of of to is et (1953), as a to an of a of at a 1970), it et 1983) it of an To to et (7):1077081f is as an . of a to an of of of is A is as a of It is a is 1) to a of is to at a f, a p /( )e,= f is of f, k s is a by is as of In of of is is as (1) SA an an (k is to c (0c 1) in (2) SA a of f(X) is (3) be by ,( ( ) ( ) A 0,1. it is (4) is a of k. of in is (5) A is in a =he to a is in to is by a as In of is is on in is as a to is as of et (7):10770827379 of h is on is of to of 01L (30% in . of in It 469 492 is 1), (3)(6). h is PI q.(1), is on L=is on is an PI is nod 注塑模的单浇口优化 摘要： 本文论述了一种单浇口位置优化注塑模具 的 方法 。 客观的浇口优化，尽量减少注塑制品翘曲变形，因为翘曲是一个关键质量问题，对大多数注塑件，这绝大部分受浇口位置影响。专题翘曲的定义是用比例最大位移对特征表面预计长度的表面特征来描述零件翘曲。优化相结合，数值模拟技术，以找到最佳的浇口位置，其中，模拟退火算法就是用来寻找最佳的浇口位置。最后，其中一个例子是讨论有关文件，并可以得出结论认为，所提出的方法是有效的。 关键词 ： 注塑模， 浇口位置和结构优化，功能翘曲 导言 塑料 注塑成型，是一种广泛使用的，复杂的，对大型品种的塑料制品，尤其是那些高产量要求，精密复杂形状的有高效率的技术制作。质量注塑件是一个有功能性，部分几何，模具结构和工艺条件的塑胶材料。最重要的一部分，注塑模，基本上是以下三组组成：腔，浇口和浇道， 和冷却系统。 2000）， 2002）达到平衡腔不同壁厚的一部分。平衡充填过程内部腔给出了一个均匀分布的压力和温度，可大幅度减少该部的翘曲。但腔平衡只是其中一个影响零件质量的重要因素。尤其是零件有其功能要求，其厚度通常不 应该多种多样。从这个角度谈了注塑模具设计，浇口是由其尺寸和位置，和浇道系统的规模和布局表征的。浇口尺寸和浇道布局通常定为常量。相对地，浇口位置和浇道的大小是比较有弹性的，能够多样的影响零件质量。因此，他们往往优化设计参数。 1996年）为多种注射溶洞优化了浇道和浇口的大小来平衡浇道系统。浇道维持平衡可以理解为有相同腔的多腔模具的不同入口压力，在每一个腔每一个熔体流道底部有不同的情体积和几何形状。该方法已显示压力在整个多腔模具成型 1 周期中的单腔里均匀分布。 （ 2005 年 ）发布两个浇口位置优化，它的一个成型腔是由一个在压力梯度的基础上的高效率的搜索方法（ ，为由不同尺寸的浇道多浇口零件定位，熔接线向理想的地点（翟等， 2006 ）。作为大容量的一部分，多浇口需要缩短最高流径，与相应减少注射压力。该方法大可成为设计多浇口单型腔的浇口和浇道。 许多注塑件是只制作一个浇口，无论是在单型腔模具或多个腔模具。因此，单浇口的浇口位置是最常见的设计优化参数。形状分析方法是由 002年提出，是 最佳浇口位置的注射成型估计。后来， 他们研制的这种理论进一步研究和应用于单一浇口位置优化的一个 尔伯贝斯， 2005年）。 它易于使用，而不耗费时间，而且它只不过是提供了简单的有均匀厚度的平面零件。 1990年）提出的优化浇口位置，由间接质量相关引起的翘曲和物质降解，这代表着加权温度差，摩擦过热的时间。翘曲是受上述因素的影响， 但它们之间的关系并不明确。 因此，优化效果是受制于测定转归的加权因素。 研制出一种自动选择浇口位置的方法，其中一套初步浇口位置，由设 计师提出，最优浇口是位于相邻节点。结论在很大程度上 取决于设计师的直觉，因为第一步是基于设计师的主张。 所以在相当大的程度上，受限于设计师的经验。 2001）开发了浇口位置优化方法，基于最大限度地减少了标准偏差的流径长度（标准差 大 ）和在成型充填过程中的标准偏差的灌装时间（标准差 T ）。随后，沈等人（ 2004 年 ） ，优化了浇口位置设计通过最小加权充气压力，灌装时间区别不同的水流路径，温差变化大，以及过度包装的百分比。 （ 2005 年）在去年底调查了最佳浇 口位置与评价标准的注射压力。这些研究人员介绍目标函数作为注塑成型灌装操作，这对相关产品的品质有益。 但之间的相关性是非常复杂和不清晰在它们之间已经观察到。 人们还很难选择适当的加权因子为每个函数。 一个新的目标函数来评价注塑制品翘曲变形，以优化浇口位置。 直接衡量零件 2 质量，这项调查定义特征翘曲来评价零件翘曲，这是从 流加翘曲 模拟产出传等）的软件。目标函数最小化，在浇口位置优化，以达到最低变形。 模拟退火算法是用来寻找最优浇口位置。 给出了一个例子来说明建议优化程序的有 效性。 质量措施：特征翘曲 定义特征翘曲 运用优化理论设计浇口，零件的质量措施必须指定在初审。 术语 质量 可转介许多产品性能，如力学，热学， 电子，光学，工效学或几何性质 。 有两种零件质量 测量 ：直接和间接。 一个 有 预测性 的 模型，从数值模拟结果， 可作为 一个直接的质量 测量 。 相比之下，间接测量的零件质量是正相关目标质量，但它并不能提供 对其质量的 直接估计。 翘曲，在相关工程 的 间接质量 测量 ，是一个注塑成型流动行为或加权。 这种行为 是作为填充不同流径 的 时间差，温度差，过度包装的比例问题，等等。 这是很明显的， 翘曲 是 受这些因素 的影响，但翘曲和这些 因素的 关系是不明确的 ，而且决定 这些因素所占的比重是相当困难 的。 因此， 用 上述目标函数优化大概不会减低零件翘曲，甚至 是 完美的优化技术。 有时，不恰当加权因素，将导致完全错误的结果。 一些统计量计算，节点位移被定性为直接质量 测量 ，以达到最低变形链优化研究。统计数量通常 是 最多节点位移，平均每年有 10%的 节点位移， 而且 整体平均节点位移（李和金， 1995 ; 1996 ） 。这些节点 的 位移容易从数值模拟结果获得，统计值，在一定程度上代表着变形。 但统计位移不能有效地描述变形的注塑件。 在工业方面，设计者和制造商通常 更 加注意，部分上翘曲 在某些 特点 上 超过整个变形注射模塑件的程度。在这项研究中，特征翘曲是 用 来形容变形的注塑件。特征翘曲 是 表面上的最大位移 与 表面特征 的 预计长度 之 比（图 1 ） ： （ 1） 其中 是特征翘曲， 最高位移， 与 参考方向平行的参考平台 上的 表面特征 的 预计长度 。 3 对于复杂的特点（这里只讨论平面特征） ，翘曲的特点是通常 在 参考平面 内 分为两个 区域 ，它是代表一个二维坐标系统： （ 2） 其中 ， 是特征翘曲在 X ， ， 是表面特征 的 预计长度 在 X ， 投影 。 特征翘曲的评定 与相应的参考平面和投影方向结合起来测定目标特征 后 ，其 L 的 值可以从 图中用 解析几何立即计算出来（图 2 ） 。 在 特定的表面特征和预测的方向 ， L 是一个常量。 但 定比 模拟注射成型过程是一种常见的技术，以预测质量 来 设计零件，设计模具和工艺设置。结果翘曲模拟表达为节点挠度上的 X ， Y ， ，以及节点位移 W。 + + ， 其中 i， j， X， Y，位矢量。 特征表面上的节点的 最 大 位移， 这与 通 常方向的参考平面 相同 ，并能产生结果的翘曲仿真 。 计算 点 的 挠度提取如下： 4 其中 是挠度在正常方向参考平面 内 提取节点 ; ， ， 是对挠度的 X ， Y ， Z 分量的提取节点 ; ， ， 是角度 的向量参考 ; A 和 B 是终端节点，可以 预测 方向（图 2 ） ; 和 是节点 的 挠度： 其中 ， ， ， 是对节点 度 在 X， Y， ， 和是对节点 度 在 X ， Y ， 量 ; 和 是终端节点挠度 的 加权因子 ， 计算方法如下： 是提取节点和节点 H 是 的 最 大 绝对值 。 在工业方面，视察该翘曲借助了一个触角衡量，被测工件放在一 个 参考平台 上 。 数值 ，读数在 被测工件表面和参考平台 间 。 浇口位置优化问题的形成 从 质量来说， 翘曲 ，是指永久变形的部分 不 是 由 实用的负载引起 的 。 它是由 整体 差动收缩 引起，即 聚合物流通，包装，冷却，结晶 的 不平衡。 安置一个 浇口， 在注射模具 整个设计中 是一个最重要的 步骤 。 高质量的成型零件 受浇口的影响 很大，因为它影响塑料 流 进入型腔 的浇道 。因此，不同的浇口位置 会引入不均匀 的 取向，密度，压力和温度分布，因 而 引 入 不同的值和分配翘曲。 因此，浇口位置，是一个 有用 的设计变量，以尽量减少注塑零件翘曲。因为相关关系浇口位置和翘曲分布， 是在相当大程度上独立于熔体和模具的温度，在这项调查 中 它是假定该成型条件保持不变。 注射成型零件翘曲是量化特征翘曲，其中在上一节讨论了。 因此单一浇口位置优化，可以 依如下制造 ： 最小化： 5 主题： 其中 是特征翘曲变形 ; 口 位置 的 注 入 压力 ; 是 注入成型机器的可允许注入压力或被设计者或制造业者指定的可允许的注入压力 ; 是节点有限元网格模型的一部分，为注射成型过程模拟 ; 在有限元网格模型 中 ，每一个节点 都有可能是一个浇口 。 因此，可能 是 浇口位置 的 总数 是一个有关的总节点数目 口 数 数： 在这项研究中，只 对 单 浇口 选址问题进行调查。 模拟退火算法 模拟退火算法是其中最强大和最流行的元启发式解决优化问题，因为提供良好的以实际条件全面化 解决办法。 该算法是基于 1953 ） ，这原本是 用来 在原子某一特定温度找到一个平衡点的 方法。 这一算法和数 字 最小化 的 联系是 1970 年）第一个注意到，但 1983 年）等人提议，把它形成一项优化技术组合（ 或 其他）。 运用模拟退火法优化问题，目标函数 数 源 ， 而不是找到一个低能源配置，问题就变 成 寻求近似全局最优解。配置的值 的 设计变量 是 替代能源配置 本 身 ， 控制参数的过程是取代温度。 一个随机数发生器被用作为设计变量产生新的值 。 这是显而易见的，该算法只需要 将 极小化问题列入考虑范围。 因此，在最大化问题 上 ，目标函数是乘以（ 来 取得一个 可能的数 。 模拟退火算法 的 主要优点是比其他方法 更 能够避免在局部极小被困。 这种算法采用随机搜索，而不是只接受变化，即减少目标函数 f ，而且还接受了一些变化 来增加 它 。 后者则是接受一个概率 P 6 其中 是 量 ， 中 原数分析 是众所周知的 恒温 制度 ， 并且 无视客观功能参与。 在浇口位置优化，实施这一算法 的 说明图 （图 3） ，此算法的详细情况如下： （ 1 ） 从最初的浇口位置 ， 同一个指定值的 温度 参数 T （ 温度 计数器 。 适当控制参数（ 0 c 1 ） 给出 退火过程与马尔可夫链 N。 （ 2 ） 旁边 生成一个新的浇 口位置 来计算 目标函数 f（ x ）的 值。 （ 3 ） 新浇口位置 由 接受 函数决定 接受 的 概率 一个统一的随机变量 产生 0,1 ， 如果 ， 接受，否则 7 就拒绝。 （ 4 ） 这个过程重复是 的迭代次数（ ），用这种序列审判浇口位置被称为马尔可夫链。 （ 5 ） 因为减少的 温度 ，生成一个新的马尔可夫链，（在先前的马尔可夫链里，从最后接受的浇口位置生成），这一“温度”减少的过程将一直持续直到酸算法结束。 应用与探讨 在一个复杂的工业产品中应用，在这一节讨论质 量测量和优化方法。 该部分是由一个制造商提供，如图 4 所示。 在这一部分，平坦的基底表面上是最重要的轮廓精度要求。因此 ，翘曲变形特征在基底表面讨论，其中参考平台指定为水平面附于基底表面，纵方向指为预计参考方向。参数 数 图 4 制造商提供的工业 产品 该 产品的 材料是尼龙 01L（ 30 邦工程聚合物）。 在模拟 算法中的 成型条件列在表 1 。 图 5 显示了有限元网格模型的一部分，是受 制于 数值模拟。 它 有 1469 个 节点和 2492 元素。 目标函数，即特征翘曲， 由方程 （ 1 ） ， （ 3 ） （ 6 ） 定义 。 其中 h 是从 流量 +流道 分析序列中式（ 1 ） 里的 得 ， L 在该 工业产品中的测量值 即 L = 米。 用 最广泛的软件，它可以向您推荐 在 流动 平 衡 前提下的最佳浇口位置。 对于 浇口位置设计 ， 浇口位置分析是一个有效的工具， 但 除了实证方法。 对于这 点 ， 浇口 选址分析 ， 为最佳浇口位置是 接 近节点 如图5所示 。零件 翘曲是模拟在此推荐 浇口 基础上，因此，特征翘曲评 定 ： ， 8 这很有价值。 在 实际 制造 中 ，零件翘曲是 可见的在 样品工件 上 。 这是制造商不能接受的。 表 1 在仿真 中的 成型条件 条件 值 填补时间（秒） 融温度（ ） 295 模具温度（ ） 70 包装时间（秒） 10 包装压力（充压） （ ） 80 在 基底表面 的最 大翘曲，是 由 不均匀取向分布的玻璃纤维造成 的 ， 图 6所示。 图6显示 ，玻璃纤维取向的变化，从消极方向 到 积极方向 进行 ，因为这个 浇口位置 ，尤其是最大的纤维方向转变 在这个浇口 附近 。 浇口位置造成的多样化的纤维取向 引起 严重的差动收缩。 因此， 特征 翘曲是和 浇口 的位置 有关 ，必须优化，以减少部分翘曲。 在本条中搜索讨论优化浇口位置，模拟退火， 模拟退火算法 ，是适用于这 个的 。 最高迭代次数选定为 30至确保精密的优化， 而且进行多次 的随机试验，让每一次迭代中被评为 10 至跌幅的概率 为 无效迭代， 使之 没有一个重复的方案。 5） ， 是 最佳浇口位置。 特征翘曲评 定 ，从翘曲模拟结果函数 f（ X） = = ，可说是少 于 口 。 在 实际 制造 中 零件翘曲符合制造商的要求。 图 6b 表明，在 模拟 纤维取向 。它 是可见的最优 浇口 位置， 取决于 玻璃纤维取向，因此，减少收缩差异 在 垂直方向沿纵向 发展。因此，特征 翘曲减少 了 。 9 结论 在这项调查 中，特征 翘曲 是 来描述注塑制品翘曲变形 ，在 数值模拟软件 。 特征翘曲 的 评 定是为 单一浇口位置塑胶注塑模具 ， 基于数值模拟结合模拟退火算法优化。 工业 产品 作为一个例子来说明所提出的方法。 该方法 取决于 最佳浇口位置， 产品 是令制造商满意的。 这个方法也适合于其它翘曲最小化 的 优化问题，例如优化多 浇口 位置，流道系统的平衡，并选择各向异性材料。 1 湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）课题任务书 系：机械工程 专业：材料成型与控制工程 指导教师 何鹤林 学生姓名 谢卢冰 课题名称 电器外壳注射模设计 内容及任务 （ 1） 对电器外壳进行工艺分析，根据塑件的材料、形状与尺寸要求确定合适的成型工艺、选择相应的成型设备和成型工艺参数，完成成型模具的总体设计； （ 2）模具零件的设计和装配图及主要零件图的出图； （ 3）整套模具的检查修改，编写模具的设计 计算说明书。 研究手段主要 运用冲 压 模课程和其它 有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题， 通过计算，运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等， 使用 ro/ 拟达到的要求或技术指标 按任务书要求完成规定的任务，撰写设计说明书（论文），一律采用计算机编辑。内容包括设计的意义与作用、设计方案选择和计算、主要零件的受力分析和强度校核、经济技术分析等。 写出不少于 400 字的中文摘要；至少翻译一篇本专业外文文献（ 10000 个以上印刷符号），并附译文。 需完成不少于 3 张零号图纸的结构设计图、 装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的 1 号图纸，同时至少有折合 1 号图幅以上的图纸用手工绘制，查阅到 10 篇以上与题目相关的文献，按要求格式独立撰写不少于 12000字的设计说明书。 进度安排 起止日期 工作内容 备注 （ 1） 2010 年 10 月 12 月 收集资料，确定选题； （ 22011 年 1 月 21 日 2月 28 日 完成开题报告 2011 年 3 月 1 日 4 月30 日 进行工艺及结构设计、绘制装配草图、零件草图以及中期检查； 2011 年 5 月 1 日 5 月31 日 图纸及说明书定 稿； 2011 年 6 月 1 日 6 月10 日 毕业设计答辩。 2 主要参考资料 1 中国纺织大学工程图学教研室 第四版 )M海科学技术出版社， 1997. 2 孙文焕 M安电子科技大学出版社， 1995. 3 向华，洪光英，张渝 M子工业出版社， 2005. 4 戈晓岚，洪琢 M国林业出版社， 2006. 5 朱张校 M华大学出版社， 2003. 6 王卫卫 M械工业出版社， 2007. 7 翁其金，徐新成 M械工业出版社， 2004. 8 陈嘉真 M械工业出版社， 1995. 9 二代龙震工作室 金设计 M子工业出版社， 2004. 10 造模拟 (2005 ， 200911 单岩，王蓓，王刚 . M华大学出版社 ， 2004. 12 模拟软件下载专区 中国铸造模拟分析网 ， 200913 户手册详细信息 ， 2009教研室 意见 年 月 日 系主管领导意见 年 月 日 3 湖南工学院 2011届毕业设计（论文）指导教师评阅表 系： 机械工程系 专业： 材料成型与控制工程 学生姓名 谢卢冰 学 号 212070141 班 级 成型 0701 专 业 材料成型与控制工程 指导教师姓名 何鹤林 课题名称 电器外壳注射模设计 是否同意参加答辩： 是 否 指导教师评定成绩 分值： 指导教师签字： 年 月 日 4 湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 系：机械工程系 专业：材料成型及控制工程 说明：最终评定成绩 a+b+c，三个成绩的百分比由各系自己确定，但应控制在给定标准的 10左右。 学生姓名 谢卢冰 学号 212070141 班级 成型 0701 答辩 日期 2011题名称 电器外壳注射模设计 指导 教师 何鹤林 成 绩 评 定 分值 评 定 小计 教师 1 教师 2 教师 3 教师 4 教师5 课题介绍 思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。 30 答辩 表现 思维敏捷 ,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入 , 知识 面宽。 必 答 题 40 自 由 提 问 30 合 计 100 答 辩 评 分 分值： 答辩小组长签名： 答辩成绩 a： 40 指导教师评分 分值： 指导教师评定成绩 b： 40 评阅教师评分 分值： 评阅教师评定成绩 c： 20 最终评定成绩： 分数： 等级： 答辩委员会主任签名： 年 月 日 1 湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 电器外壳注射模设计 学生姓名 谢卢冰 班级学号 0701 班 212070141 专业 材料成型与控制工程 一 、 选题的意义和目的 1）综合运用 注塑 模课程和其它有关先修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题，并使所学专业知识得到进一步巩固和深化。 2）学习模具设计的一般方法，了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，特别是总体设计和计算的能力。 3）通过计算和绘图，学会运用标准、规范、手 册、图册和查阅有关技术资料等，培养模具设计的基本技能 。 二 . 国内外的研究现状 模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备 ,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点 ,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。 我国塑料模具行业发展迅速。据统计，目前塑料模具在整个模具行业中所占比重约为 30%，随着中国经济的不断发展，这一比例将持续提高。相关专家预测，在未来的市场中，塑料模具的发展速度将高于其它模具，塑料模具在模具行业中的比例将不断提高。 塑料模具已形成完 整而强大的产业链。我国塑料模具近年来伴随着高技术驱动和支柱产业发展，形成了一个完整而强大的产业链条。塑料模具相关产业从上游的原辅材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业，都显示出勃勃生机。 注塑模具 （即 塑胶模具 ）， 注塑模具设计 （即 塑胶模具设计 ）不但要采用 术，而且还要采用 术。这是发展的必然趋势。注塑成型分两个阶段，即开发 /设计阶段（包括 产品设计 、 模具设计 和 模具制造 ）和生产阶段（包括购买材料、 试模 和成型）。传统的注塑方法是在正式生产前，由 于设计人员凭经验与直觉设计 模具 ，模具装配完毕 后 ，通常需要几次试模，发现问题 后 ，不仅需要重新设置工艺参数，甚至还需要修改塑胶制品和 模具设计 ，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。采用 术，可以完全代替 试模 ， 术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，在 模具制造 之前，预测塑胶熔体在型腔中的整个成型过程，帮助研判潜在的问题，有效地防止问题发生，大大缩短了开发周期，降低生产成本。 注塑模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑胶模具设计工业的迅速发展以及塑胶制品在航空、航太、电子、机械、船舶 和汽车等工业部门的推广应用，产品对模具的要求越来越高，传统的塑胶模具设计方法已无法适应产品更新换代和提高质量的要求。电脑辅助工程（ 术已成为塑胶产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有效的途经。 注塑成型是一种用之甚广的成型方法，与其他成型技术相比有许多明显的特点： 1、 注塑成型的优点 1) 成型时要先锁紧模具后才将熔料注入，加之具有良好流动性的熔料对模腔的磨损很小，因此一套模具可生产大批量注塑制品。 2) 一个操作工常可管理两台或多台注塑机，特别是当成型件可以自动卸料时还可管理更多台机 器，因此，所需的劳动力相对较低。 3）由于成型物料的熔融塑化和流动造型是分别在料筒和模腔中进行，模具可始终处于使熔体很快冷凝或交联固化的状态，从而有利于缩短成型周期。 2 4) 成型过程的合模、加料、塑化、注射、开模和脱模等全部成型过程均由注塑的动作完成，从而使注塑工艺过程易于全自动化和实现程序控制。 5) 由于成型时压力很高，因此可成型形状复杂，表面图案与标记清晰和尺寸精度高的塑件。 6) 生产效率高，一套模具可包含数十个甚至上百个型腔，因此一次成型即可成型数十个甚至上百个塑件。 7) 成型塑件仅需少量 修整即可使用，在成型过程中产生的废料可以重复利用，因此，注塑成型时对原料的浪费很少。 8) 通过共注可成型多于一种以上的材料，可有效地成型表皮硬而心部发泡的材料，可以成型热固性塑料和纤维增强塑料。 9) 由于成型可采用精密的模具和精密的液压系统，加之使用微机控制，因此可以得到精度很高的制品，体积公差可达到 1m。 2、 注塑成型的缺点 1) 由于冷却条件的限制，因此对于厚壁且变化又大的塑件的成型较困难。 2) 成型制品的质量受多种因素限制，因此对技术要求较高，掌握的难度较大。 3) 注塑成型的关键器具 是模具，但模具的设计、制造和试模的周期很长， 投产较慢。 4) 由于注塑机和注塑模的造价都比较高，因此启动投资大，故不适合小批量塑件的生产。 3、 注塑成型模具的发展趋势可以归纳为以下几个方面： 1)加深理论研究； 2)高效率，自动化； 3)大型、超小型及高精度； 4)标准化； 5)扩大研究各种特殊结构的注塑模具； 6)全面推广 术； 7)进一步加强快速原型制造技术； 8)超精加工和复合加工。 三、选题依据 由于注塑成型具有许多突出的优点，因此在工业生产中，尤其是在大批生产中得到广泛 的应用。可以说，注塑成型加工已成为现代工业生产的重要手段和发展方向，是提高生产率、提高产品质量、降低生产成本、进行产品更新换代的重要保证。 在塑料模具中，由于注塑模具有高效、精密、可成型各种复杂制品、工艺先进等诸多其他模具所不及的特点而成为塑料制品成型工艺中最重要的并且起主导作用的塑料成型工艺设备。在高速发展中，注塑模具又将其他成型模具的优点吸纳、融合和发展，形成了更加完美，更加优越也更加先进的一种新的成型技术。 本课题以 电器外壳注射模 的模具设计为案例，以 和 绘图软件为工具进行设计研究工作。以热注塑技术结合先进的 术，进而提高提高生产率、减轻劳动强度和缩短模具的设计制造周期。 四 进度安排及预期成果 （ 1） 2010 年 10 月 12 月 收集资料，确定选题； （ 2） 2011 年 1 月 21 日 2 月 28 日 完成开题报告； （ 3） 2011 年 3 月 1 日 4 月 30 日 进行工艺及结构设计、绘制装配草图、零件草图以及中期检查； 3 （ 4） 2011 年 5 月 1 日 5 月 31 日 图纸及说明书定稿； （ 5） 2011 年 6 月 1 日 6 月 10 日 毕业设计答辩。 （ 1） 模具总体设计。 （ 2） 设计说明书一份。 （ 3） 设计图纸齐全 。 （ 4） 自选一个重要模具零件编制加工工艺过程。 五 、参考文献 1 中国纺织大学工程图学教研室 第四版 )M海科学技术出版社， 1997. 2 孙文焕 术概论 M安电子科技大学出版社， 1995. 3 向华，洪光英，张渝 M电子工业出版社 ， 2005. 4 戈晓岚，洪琢 M中国林业出版社 ， 2006. 5 朱张校 M清华大学出版社 ， 2003. 6 王卫卫 M机械工业出版社 ， 2007. 7 翁其金，徐新成 M机械工业出版社 ， 2004. 8 陈嘉真 M机械工业出版社 ， 1995. 9 二代龙震工作室 金设计 M子工业出版社， 2004. 10 造模拟 (2005 ， 200911 单岩，王蓓，王刚 . 具分析技术基础 (用技术 ) M清华大学出版社 ， 2004. 12 拟软件下载专区 中国铸造模拟分析网 ， 200913 户手册详细信息 ， 2009指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 注：可另附 4 湖南工学院毕业设计 (论文 )工 作中期检查表 题目 电器外壳注射模设计 学生姓名 谢卢冰 班级学号 0701 班 212070141 专业 材料成型及控制 指 导 教 师 填 写 学生开题情况 学生调研及查阅文献情况 毕业设计（论文）原计划有无调整 学生是否按计划执行工作进度 学生是否能独立完成工作任务 学生的英文翻译情况 学生每周接受指导的次数及时间 毕业设计（论文）过程检查记录情况 学生的工作态度在相应选项划“ ” 认真 一般 较差 尚存在的问题及采取的措施： 指导教师签字： 年 月 日 系部意见： 负责人签字： 年 月 日 5 湖南工学院 毕业设计（论文）答辩资格审查表 题 目 电器外壳注射模设计 学生姓名 谢卢冰 学 号 212070141 专 业 材料成型及控制工程 指导教师 何鹤林 内容综述 （对毕业设计或论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综 述，提出答辩申请） ： 本注塑模设计流程按指导书进行，先跟据指导老师所给定课题，塑件产品的 纸进行三维造型，进行塑料顾问分析，确定最佳浇口位置，以及塑件的总质量和总体积，通过相关计算，决定采用的进料方式和一模几腔的问题。然后采用 进行分模设计，确定分型面，以及型芯和型腔的。 本设计采用 制装配图与零件图，使用标准要求进行绘制，符合制图要求。考虑零件结构和经济效益采用一模四腔的型腔排列形式。本塑件的关键部位要采用侧向抽芯机构，经分析决定采用斜导柱侧向抽芯机构实现模具的侧向抽芯，进一步对装配图 进行修改，使之更符合要求，最后根据装配图画出各个零件图。 本设计已按照任务要求完成说明书及相应图纸以及关联专业外文翻译，说明书 内容包括设计的意义与作用、设计方案选择和计算、主要零件的受力分析和强度校核、经济技术分析等。 图纸工作量大于要求的三张零号图纸 的结构设计图、装配图和零件图 （其中包括 1 号图幅以上的图纸用手工制图） 申请人签名： 谢卢冰 日期： 20116 资 格 审 查 项 目 是 否 01 工作量是否达到所规定要求 02 文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等） 03 是否完成任务书规定的任务 04 完成的成果是否达到验收要求 05 是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文） 指导教师签名： 毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见： 符合答辩资格，同意答辩 不符合答辩资格，不同意答辩 审查小组成员签名： 年 月 日 注：此表中内容综述由学生填写，资格审查项目由指导教师填写。 7 湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表 题 目 电器外壳注射模设计 学生姓名 谢卢冰 班级学号 212070141 专业 材料成型及控制工程 评阅 教师姓名 职称 工作单位 评分内容 具 体 要 求 总分 评分 开题情况 调研论证 能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。 10 外文翻译 摘要及外文资料翻译准确，文 字流畅，符合规定内容及字数要求。 10 设计质量 论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理。 35 创新 工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。 10 撰写质量 结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规范， 符合规定字数要求。 15 综合能力 能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。 20 总评分 评阅教师 评阅意见 评阅成绩 总评分 20% 评阅教师签名 日期 电器外壳注射模设计 1 摘要 塑料模具是当今工业生产中利用特定的形状，通过一定的方式来成型塑料制品的工艺装备或工具，它属于型腔模范畴。而注塑模具是其中发展较快的种类。因此，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。本设计主要进行了 电器外壳 的注塑模设计。设计过程中介绍了注射成型的基本原理，对注塑产品提出了基本的设计原则。确定了分型面，浇注 系统和排气系统等。计算了成型零部件的尺寸。由于制品圆周侧壁上有一 个通孔，需采用侧抽芯机构来实现。 通过本次毕业设计，使我对注塑模具有了更深一层的认识，了解了模具结构和工作原理。同时也熟练掌握了绘图软件的使用，注意到设计过程中的某些细节问题，也培养了做事的耐心。 关键词： 塑料模具； 注塑模 ；侧抽芯 2 is a or It is of a a to at It to is of of of to of a of a of on of a to as so of at so It be to I of of in I of of at of a 3 目 录 摘要 . 1 . 2 目录 . 3 1 塑料成型工艺性分析 . 5 塑件的分析 . 5 材料的成型工艺性能 . 5 注射工艺过程及工艺参数 . 6 E（聚乙烯）成型的条件 . 7 2 拟定模具的结构形式和初选注射机 . 8 分型面的选择 . 8 注射机的选择与校核 . 9 注射机的 选择 . 9 注射机的校核 . 10 型腔数目的确定与排列形式 . 11 3 浇注系统的设计 . 14 主流道设计 . 14 冷料穴的设计 . 16 分流道设计 . 16 口设计 . 18 4 排气系统设计 . 20 5 成型零件结构设计 . 21 凹模的结构设计 . 21 凸模的结构设计 . 21 成型零件工作尺寸计算 . 22 6 成型零件的制造工艺 . 29 模型芯的制造工艺 . 29 7 模具加工工艺流程 . 30 8 导向机构的设计 . 32 4 9 脱模机构的设计 . 33 10 模温调节与冷却系统设计 . 34 模温对塑件质量的影响 . 34 模温对生产效率的影响 . 34 冷却系统的设计原则 . 35 冷却系统的计算 . 36 11 模体设计 . 38 参考文献 . 39 致谢 . 40 5 1 塑料成型工艺性分析 塑件的分析 塑件的尺寸较小，精度等级一般，性能要求一般，为大批量生产，采用一模四腔来提高生产率，制品不进行二次加工。 浇口采用潜伏浇口，适用于一模四腔，大大提高生产率，浇口截面为圆形。 为了方便加工和热处理，型腔与型芯部分采用镶拼结构。 图一 电器外壳 材料的成型工艺性能 塑件材料采用 主要工艺性能有： 聚乙烯属于结晶型，流动性很好的热塑性塑料。 性能特点：化学稳定性好，耐寒性差，光、氧作用下易降解，机械性能比聚乙烯好。 成型特点： 结晶性料，吸湿性小，可能发生熔体破裂，长期与热金属接触易发生分解； 冷却速度慢，模具宜设浇冷料井与并有冷却系统； 成形收缩范围大，收缩率大，易发生缩孔、凹痕、熔接痕； 加热时间不要太长，佛则会发生分解，烧伤 塑件要壁厚均匀，避免缺口、尖角，以防应力集中； 使用温度： 10 120 模具成型注意事项：因有“铰链”特性，注意浇口位置设计；防缩孔，变形； 6 收缩率为 主要用途：板、片、透光薄膜、绳、绝缘零件、日用品等。 注射工艺过程及工艺参数 本塑件由 乙烯）注塑而成，因其壁厚 t=3于厚壁零件；通过对零件处理，由软件取得体积为 : V=1059设计采用 附表 = 塑件质量为： M= v= 1059 103 = 10G 塑件精度等级为： 该塑件尺寸较小，一般精度等级，为降低费用，采用一模多腔，并不对制品进行后加工处理。 表 1 性能指标 性能指标 参数 密 度 v （ /g 3 ） 比体积 13/ 吸水率 100 收缩率 S 熔 点 t（ C） 137105 热变形温度 t（ C） 48 8260 抗拉屈服强度 1 （ 27 抗弯强度 1 （ 4027 冲击韧度22度 10595R 体积电阻系数（ . ） 1610 击穿强度 ）（ 1 30 模具温度 t（ C） 9080 7 E（聚乙烯）成型的条件 注射机类型： 螺杆式 预热和干燥： 温度 )( 7080 时间 )( 12 料筒温度 )( 后段 140160 中段 - 前段 170200 模具温度 )( 8090 注射压力 )(0 成型时间 )(s 注射时间 1560 高压时间 03 冷却时间 1560 总周期 40130 螺杆转速 )1 - 8 2 拟定模具的结构形式和初选注射机 分型面的选择 打开模具取出塑件或浇注系统凝料的面称之为分型面。分型面设计是型腔设计和第一步，它受塑件的形状、壁厚、外观、 尺寸精度和模具型腔数目，排气槽及浇口（和形式）等诸多因素影响。 分型面的选择原则： 符合塑件脱模。 为使塑件能从模内取去，分型面的位置应设在塑件断面尺寸大的部位。 分型面的数量和形状 通常只采用一个与注射机开模运动方向相垂直的方向，特殊情况下采用一个以上的分型面或其他形状的分型面。确定分型面形状时应以模具制造及脱模方便的 原则。 型腔方位的确定 在决定型腔在模具内的方位时，分型面的选择应尽量防止孔或侧凹，以免采用较复杂的模具结构。 确保塑件质量 分型面应不要选择在塑件光滑的外表面，避免影响外观质量；将塑件要求同轴度的部分放到分型面的同一侧，以确保塑件的同轴度；要考虑脱模斜度造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。 有利于塑件的脱模 由于模具脱模机构通常只设在动模一侧，故选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。这对于自动化生产使用的模具尤其显得重要。 考虑侧向轴拔距 一般机械式抽芯机构的侧向拔距都较小，因此选择分型面时应将抽芯 或分型距离长的方向置于动、定模的开合模方向上，而将短抽拔距做为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。 锁紧模具的要求 侧向合模锁紧力较小，故对于投影面积较大的大型塑件，应将投影面积大的方向放在动、定模的合模方向上，而将投影面积小的方向作为侧向分型面 有利于 排气 当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设在塑料熔体的末端，以利于排气。 模具零件易于加工 选择分型面时，应使模具分割成便于加工的零件，以减小机械加工的困难。 9 注射机的选择与校核 注射机的选择 注射机额 定注射量 次注射量不超过最大注射量的 80%，即 式中 n 型腔数 浇注系统重量（ g） 塑件重量（ g） 注射机额定注射量（ g） 浇注系统体积据浇注系统初步设计方案进行计算： 则 321 322 333 34 ）（34 334321总 5 4 2 n 取 4 = 9 5 从计算结果，并根据塑件注射机技术规格，查塑件制品成型及模具设计教材附录 E，选用 125型注射机 主要技术参数如下： 10 表 2 125 型注射机的主要技术参数 型 号 单 位 125 标称注射量： 3125 螺杆（柱塞 ） 直径 30 注射压力 : 射行程 : 160 注射方式 : 螺杆式 合模力 : N 41090 最大成型面积 : 2360 模板最大行程 : 300 模具最大厚 度 : 300 模具最小厚度 : 200 注射时间 s 杆空间 : 260 360 合模方式 : 液压 推出形式 : 两侧推出（ 230） 电动机功率 : 11 定位圈尺寸 : 100 机器外形尺寸 : m 注射机的校核 注射压力的校核 由附录 D，常用热塑性塑料注射成型的工艺参数查得 注射压力为： =70 120 附录 E，部分国产注射成型机的型号及技术参数查得注射压力为： 50 因为 满足条件。 锁模力的校核 锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力。当高压的塑料熔体充填模型腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即： 11 分 注射机的额定锁模力（ N） 模具型腔内塑料熔体平均压力（ 一般为注射压力的 ,通常为 20 40 分 塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和（ 该塑件是不规则结构，通过 对零件处理，由软件取得 S=1096 本设计取 0 ： 分 096 20=2112. N 0 104 满足条件。 型腔数目的确定与排列形式 型腔数目的确定 为了使模具与注塑机的生产能力相匹配 ,提高生产效率和经济性 ,并保证塑件精度 ,模具设计时应确定型腔数目 根据经济性确定型腔数目 根据总成型加工费用最小的原则 ,并忽略准备时间和试生产原材料费用 ,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费 . 设型腔数目为 n,制品总件数为 N,每一个型腔 所需的模具费用为 型腔无关的模具费用为 每小时注射成型的加工费用为 y(元 /h),成型周期为t(则 : 模 具 费 用 为 : Xm=元 ) 注射成型费用为 : ) 总成型加工费用为 : X= 即 ; X= N 使总的成型加工费用最小 , 即令, 则有 N( 60+ , 所以 n=160 （ 2 根据注塑机的额定锁模力确定型腔数目 12 当成型大型平板制件时 ,常用这种方法 (N),型腔内塑料熔体的平均压力为 单个制品在分型面上的投影面积为浇注系统在分型面上的投影面积为 (,则 : (n F 即 : n12W m （ 2 根据注射机的最大注射量确定型腔数目 设注射机的最大注射量为 G(g),单个制品的质量为 W1(g), 浇注系统的质量为 W2(g),则型腔的数目为 : n （ 2 若将质量 (除以密度的 )用体积表示 ,(2也可以用。 根据制品精度 确 定型腔数目 根据经验 ,在模具中每加工一个型腔 ,制品尺寸精度要降低 4%。设模具中的型腔数目为 n,制品的基本尺寸为 L（ ,塑件的尺寸公差为 ，单型腔模具注塑生产时可能产生的尺寸误差为 %S , (聚甲醛为 %,尼龙为66 %,聚碳酸酯、聚氯乙烯、 非结晶型塑料为 %)则有塑件尺寸精度的表达式为 : L s+（ Ls 4% 简化后可得型腔数目为 : 2500于高精度制 品 ,由于多型腔模具难以使各型腔的成型条件均匀一致 ,故通常推荐型腔数目不超过 4个 . 从塑件的生产效率和成本考虑，而且在生产批量较大时，精度要求一般，暂时设型腔数目为 4，这样好平衡式排列，以保证各型腔平衡进料，因此采用一模四腔的模具来加工。 本设计采用根据注射机的最大注射量确定型腔数目的方法来确定。 注射机的最大注射量（ g） 1W 单个制品的质量（ g） 13 2W 浇注系统的质量（ g） ）设计型腔数目为 4 个 多型腔的排列 多型腔在模板上排列形式通常有圆形、 H 形、直线形及复合形。在设计时应注意以下几点： 尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定； 型腔布置与浇口开设部位应力应求对称，以便防止模具承受偏载而产生镒料现象。 尽量使型腔排列得紧凑，以便减小模具的外形尺寸。 根据以上几点，型腔排列形式如图所示： 图 2 型 腔数量的排列布置 14 3 浇注系统的设计 浇注系统是指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料熔体的流动通道，或是在此通道内冷凝的固体塑料。浇注系统一般可分为普通浇注系统和无流道浇注系统两类。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。本设计采用普通浇注系统。 浇注系统设计原则：浇注系统设计是指注射模设计的一个重要环节，它对注射成型周期和塑件质量（如外观、物理性能、尺寸精度等）都有直接影响，设计时必须遵循以下原则： 结合型腔布局考虑，应考虑以下三点： 尽可能采用平衡式布置，以便设置平衡式 分流道。 型腔布置和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载产生溢料现象。 型腔排列要尽可能紧凑，以减少模具外形尺寸。 热量及压力损失要小，为此浇注系统流程要尽量短，断面尺寸尽可能大，尽量减少弯折，表面粗糙度要底。 确保均衡进料，尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及 角落，即分道尽可能采用平衡式布置。 塑料耗量要少，在满足各型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量要小，以减少塑料的耗量。 消除冷料：浇注系统应能捕集温度较低的“冷料”，防止其进入型腔，影响塑件的质量。 排气良好：浇注系统应能 顺利地引导塑料熔体充满型腔各个角落，使型腔的气体能顺利排出。 防止塑件出现缺陷 ： 避免熔体出现充填不足或塑件出现气孔、缩孔、残余应力、翘曲变形或尺寸偏差过大以及塑料流将嵌件冲压位移或变形等各种成型不良现象。 塑件外观质量 ：根据塑件大小、形状及技术要求，做到去除修整浇口方便，浇口痕迹无损塑件的美观和使用。 生产效率：尽可能使塑件不进行或少进行后加工，成形周期短，效率高。 塑料熔体流体特性：大多数热塑性塑料熔体的假塑性行为，以充分利用。 主流道设计 主流道是连接注射机喷嘴与分流道的一段 通道，通常和注射机喷嘴在同一 15 轴线上，断面为圆形，带有一定的锥度。其形状为圆锥形，便于塑料熔体按序顺利地向前流动。开模时主流道凝料又能顺利的拔出。主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，还可以影响塑件内在质量。热塑性塑料的主流道一般由浇口套构成 。 主浇道设计 根据塑件本身比较小，成型材料 以主流道要设计得比较小些，且在保证塑件成型良好得前提下，主流道的长度尽量短，否则将会使主流道凝料增多，塑件消耗量大，且增加压力损失，使塑料降温过多而影响成型。所以，设计主流道的截面为圆 形，取主流道的长度 L= 根据以上，查表塑料模具设计与制作教程表 4取 m， 据塑料模具设计与制作教程第 182页取主流道半径圆锥角 主浇道的形状一般为圆锥形，其小端直径应大于注塑机出口直径 圆锥角一般要求大于 3O,其大端的一侧一般设置主流道锁口。 主流道主要参数如下： 主流道圆锥角 a=20 内壁粗糙度 流道大端半径 主流道长度 L =65主流道衬套材料 8T 如图所示： 图三 主流道 浇口套的结构形式 16 冷料穴的设计 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上。其作用就是存放料流峰的“冷料”，防止“冷料”进入型腔而 形成冷接缝；此外，在开模时又能将主流道凝料从定模板中拉出。冷料穴的尺寸宜稍大于主流道大端的直径，长度约为主流道大端的直径。冷料穴的形式有以下三种： 与推杆匹配的冷料穴这种冷料穴的底部有一根推杆，而推杆安装在推板上，与其它推杆或推管连用。 与拉料杆匹配的冷料穴这类冷料穴的底部有一根拉料杆，拉料杆安装于型芯固定板上，不随推出机构一起运动。 无拉料杆的冷料穴是在主流道对面的动模板上开一锥形凹坑，再在凹坑的锥形壁上钻一深度不大的小孔。脱模时靠小孔作用将主流道凝料拉出，当塑件被推出时，冷料穴头部先沿着小孔轴线 移动，然后被全部拔出。 综上所述，本设计采用与拉料杆匹配的冷料穴 ，其形状如下图： 图四 冷料穴 的结构形式 分流道设计 分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开设在分型面上，起分流各转向的作用。多型腔模具必定设置分流道，单型腔大型塑件在使用多个浇口时也要设置分流道。 分流道的截面形状 通常分流道的断面形状有圆形、矩形、梯形、 了减小流道内的压力损失和传热损失，希望流道的截面积大，表面积小。因此可用流道截 17 面积与其周长的比值来表示流道的效率。 根据以上原则采用半圆形分流 道。 分流道的尺寸 因为各种塑料的流动性有差异，分流道截面尺寸要根据塑件的成形体积、塑件壁厚、塑件形状、所用塑料的工艺性能、注射速率和分流道长度等到因素来确定。对于壁厚小于 3量在 200g 以下的塑件，可通过以下经验公式确定分流道的直径： D=m 4L )( 5 式中， m 流经分流道的塑料量（ g） L 分流长度（ D 分流道直径（ 对于黏度大的塑料，可按上式算得的 5的系数。 分流道布置 分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响。分流道的布置形式分平衡式与非平衡式两种。 平衡式布置 平衡式布置要求从主流道至各个型腔的分流道，其长度、形状及断面非平衡布置都必须对应相等，达到各个型腔同时均衡进料，以保证各型腔成型出的塑件在强度、性能及质量上的一致性。 常用形式： 非平衡布置 非平衡式浇注系统分两种情况，一种是各个型腔的尺寸和形状相同，只是诸型腔距主流道的距离不同；另一种是各型腔大小与主流道长度均不相同，为了使各个型腔同时均匀进料，必须将各个型腔的浇口做成不同的截面。 分流道的设计要点 分流道对熔体的阻力要小，在首先保证足够的注射压力使塑料熔体顺利充满型腔的前提下，分流道的截面积与长度要取小值，尤其对于小型塑件更为重要。分流道转折处要以圆弧过渡。 各型腔均衡进料，为此当塑件形状、大小相同时，各分流道的截面积和长度都要对称相等，各支分流道长度也要一致，并要取 短。平衡式布置的分流道能满足这点。当一模同时成形几个不同形状及大小或不同重量的逆件时，各分流道的截面积和长度要与塑件相对应。 表面粗糙度要求达到 佳。 18 分流道较长时，要在分流道的末端开设冷料井。 分流道的位置可单独开设在定模板或动模板上，也可同时开设在动、定模板上，合模后形成分流道的截面形状，这主要取决于模具结构、塑料特性和塑件脱出方法。通常分流道多开设在模具一边，以有利于开模时将流道凝料脱出。 分流道与浇口的连接外要加工成斜面，并用圆弧过渡，有利于塑料熔体的流动和填充。 综上所述，本设计 采用平衡式布置，通常四个型腔以下的 在这套模具中，其分流道与浇口的连接如下图所示： 图五 分流道与交口的连接 形式 口设计 浇口是连接分流道与型腔之间的一段细短通道，它是浇注系统的关键部分。浇口的形状、位置和尺寸对塑件的质量影响很大。其主要作用是： a. 型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流； 以用平衡进料；对于多浇口单型腔模具，用以控制熔 接缝的位置。 浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验公式确定，取其下限，然后在试模过程中逐步加以修正。一般浇口的截面积为分流道面积的 3%截面形状常为矩形或圆形，浇口长度为 面粗糙度 本塑件采用侧浇口： 侧浇口它的好处就是加工容易，去除浇口方便，痕迹小。 浇口的位置选择 19 浇口的位置与塑件的质量有直接影响。在确定浇口位置时，应考虑以下几点： 熔体在型腔内流动时，其动能损失最小。要做到这一点必须使 流程 (包括分支流程 )为最短； 每一股分流都能大致同时到达其最 远端； 应先从壁厚较厚的部位进料； 考虑各股分流的转向越小越好。 有效地排出型腔内的气体。 型腔内如有成型孔的型芯时，浇口应避免冲击小型芯，并且应考虑到熔体的压力损失。 型腔如有金属嵌件时，浇口应远离嵌件，以免冲击嵌件。 20 4 排气系统设计 在注射成型过程中，模具内除了型腔和浇注系统中原有的空气外，还有塑料受热或凝固产生的低分子气体挥发，这些气体若不能顺利排出，则可能因充填时气体被压缩而产生高温，引起塑件局部炭化烧焦，或使塑件产生气泡，或使塑料熔接不良而引起缺陷。 注射模的排气方式，大多数情况下是利用模具分型面或配合间隙自然排气，只是在特殊情况下采用开设排气槽的排气方式。 当型腔最后充填部位不在分型面上，其附近又无可供排气的推杆或可活动的芯时，可在型腔相应部位镶嵌经烧结的金属块（多孔性合金块）以供排气。 本塑件采用模型分型面 与侧向抽芯机构 自然排气。 21 5 成型零件结构设计 塑料在成型加工过程中，用来充填塑料熔体以成型制品的空间称为型腔。而构成这个型腔的零件叫做成型零件，通常包括凹模、凸模、小型芯、螺纹型芯 或型环等。 凹模的结构设计 凹模又称阴模，它是成型塑件外轮廓。 其结构形式分为：整体式凹模和组合式凹模。 本设计采用整体式凹模，它是由一整块金属材料（也称定模板或凹模板）直接加工而成。其特点是为非穿通式模体，强度好，不易变形。但由于加工困难，故只适用于小型且形状简单的塑件成型。 凸模的结构设计 凸模（即型芯）是成型塑件内表面的成型零件，通常可分为整体式和分体式两种类型。组合式凸模又分为整体装配式和镶件组合式。 本设计采用整体装配式凸模，它是将凸模单独加工后与动模板进行装配而成。它的 具体形式如下图 ： 图六 凸模结构 22 成 型零件工作尺寸计算 成型零件的工作尺寸是指凸模和凹模直接构成塑件的尺寸，它通常包括凸模和凹模的径向尺寸（包括矩形和异形零件的长度和宽）、凸模和凹模的高度尺寸以及位置（中心距）尺寸等。 塑件的公差：塑件的公差规定按单向极限制，制品外轮廓尺寸公差取负值“ - ”，制品内腔尺寸公差取正值“ + ”，而制口中心距尺寸公差按对称分布原则计算，即取“2”。 模具制造公差：实践证明，模具制造公差可取塑件公差的3161，即 2 =（3161） ，而且按成型加工过程中的增减趋向取“ +”“ -”符号，型腔尺寸不断增大，则取“ + z ，”，型腔尺寸不断减小则取“ - z ，”，中心距尺寸取“2z”。 模具的磨损：实践证明，对于一般中小型塑件，最大磨损量可取塑件公差的61，即c= 61，对于大型塑件则可取6以下。另外对于型腔底面（或型芯端面），因与脱模方向垂直，故磨损量c=0。 塑件的收缩率：成型后的收缩率与多种因素的关，通常按平均收缩率计算。 S=2 S 模具在分型面上的合模间隙：由于注射压力和模具分型面平面的影响，会导致动模、定模注射时存在一定的间隙。一般当模具分型面平面度较高、表面粗糙度较低时，塑件产生的飞边也小。飞边厚度一般为 S =2 S =2 %=1% z =3，公差由塑料模具技术手册表 2 型腔的内径计算 塑件外径与型腔内径的关系： 043)1(式中 D 型腔内径尺寸（ 23 塑件外径基本尺寸（ S 塑件 平均收缩率 塑件公差 z 模具制造公差 一般为（ 4131 ） ， 取 31 查表 料的收缩率 平均收缩率 S=（ /2= 型腔径向尺寸的计 算： ）（ ）（ 型腔高度尺寸的计算： 011 321 ）（ ）（= 012 321 ）（ ）（= 型芯的内径计算： 24 0431M ）（ D型芯内径尺寸（ 芯外径尺寸（ S 塑件平均收缩率 塑件公差 型芯径向尺寸的计算： ）（ 型芯高度的尺寸计算： 01 321M ）（ ）（ = 两型心中心间距的计算 ： 321 ）（ = X）（= 型腔壁厚和底厚的计算 ： 按刚度条件计算壁厚 S= 强度条件计算底厚 H= R =X 设计侧向抽心结构 侧抽芯机构的选用 25 根据设计塑件的外型选取斜导柱式抽芯机构 斜导柱的抽拔角可在 10200之间选取， =150 斜导柱的结构形式 ： 中小型模具中常用的一种结构形式其台间端部相平与模面，其角度与抽拔角一致。 斜导柱固定部分与模板的配合精度为 76过度配合。斜导柱后侧滑快的斜孔中滑动时，有较大的侧向分力，所以相互的运动摩擦里较大，因此，斜导柱与侧滑快斜孔之间配合不能过于紧密，在实际中应有 有，如果精度高的动配合在开模的瞬间主分型面和侧分型面几乎是同时分型的，这时由于禊块还在起锁紧作用，会引起侧抽芯的运动干扰。 图七 侧抽芯机构结构 形式 斜销的直径是由他所受到的最大弯曲力决定的，按它所受到的最大弯曲力应小于许可弯曲应力的原则。有 D= 3110式中 Q 26 W 此产品的抽心距 S=3+2定斜销角度为 拔摸阻力的 计算 Q ，由 T/D=3/51/20 属于厚壁 由 3E 的性能 E=P = 2 =f=2 (1+ +k2)= 659N D= D=12 圆柱形斜导柱总长度的计算 斜导柱抽拔角 h 斜导柱固定板厚度 斜导柱与侧滑块斜孔的配合间隙 mm d 斜杠工作的直径 mm s 抽芯距实际距离加 24=1L + 2L + 3L + 4L + 5L + 6L L= + + + 1134d =算得總長 27 图八 斜导柱结构形式 设计滑快的尺寸如下图 图九 滑块的的尺寸关系 28 压块的尺寸如下图 图十 压块的尺寸关系 设计锁紧机构尺寸如下图 图十一 锁紧块的尺寸关系 29 6 成型零件的制造工艺 定模型芯 的制造工艺 定模型芯是主要工作零件， 这套模具的生产批量为大批量，且塑件成型时有一定的腐蚀性，因此选用的材料要具有良好的耐磨性，因此选用 718S 钢材（注：此钢材的性能特好，是做塑料的专用材料，具有良好的耐磨性，耐腐蚀性）。 同时考虑到此塑件对尺寸精度和表面要求一般，在对材料进行粗加工后，火、低温回火后，用电火花机放电到位即可。 其浇道衬套孔要与衬套配合，在粗加工后，留单边 处理后采用慢走丝割出即可。 综上所述，定模型芯加工工艺如下： 开料：开出长 宽 高为 315 315 50 的毛坯。 磨基准：按照零件图基准方位在平面磨床上磨出基准面，同时磨平各面，留 按照图样在铣床上钻螺纹孔，运水孔。
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