电位器盒注塑模设计论文仅供参考

毕业设计报告论文电位器盒模具设计所属系机械工程系专业机械设计制造及其自动化学号04107408姓名郭瑞雪指导教师杨俊宇起讫日期2011220115设计地点东南大学成贤学院东南大学成贤学院毕业设计报告（论文）诚信承诺本人承诺所呈交的毕业设计报告（论文）及取得的成果是在导师指导下完成，引用他人成果的部分均已列出参考文献。如论文涉及任何知识产权纠纷，本人将承担一切责任。学生签名日期I电位器盒模具设计摘要塑料制品之所以能够各行各业得到大规模的应用，是由于它们本身具有的一系列优良的特点。作为一种新的工程材料，其还在不断被开发与应用，并且随着成型工艺的不断成熟与发展，大大促进了塑料成型模具的开发与制造。随着生产技术水平的提高，电器模具应用越来越普遍，如何开发电位器盒模具成为相关企业面临的重要问题。本课题采用CAD/CAE/CAM技术完成电位器盒模具的结构设计和模具设计，为学生综合应用所学知识，走向工作岗位奠定了基础。分析了电位器盒塑件的工艺特性，介绍了电位器盒注塑模具的结构特点和工作原理。本套模具采用了一模一腔，二次分型，中心点浇口进料，推件板推件。模具结构紧凑，工作安全可靠，可以完全实现全自动操作。关键词电位器盒；二次分型；注塑模；点浇口IIDESIGNOFINJECTIONMOLDWITHPOTENTIOMETERBOXABSTRACTPLASTICPRODUCTSAREABLETOALLWALKSOFLIFE,ISTHEAPPLICATIONWITHLARGEDUETOTHEIRITSELFHASTHESERIESOFEXCELLENTCHARACTERISTICSASANEWKINDOFENGINEERINGMATERIALS,WHICHCONTINUESTOBEDEVELOPMENTANDAPPLICATION,ANDALONGWITHTHEMOLDINGPROCESSCONTINUESTOMATUREANDDEVELOPMENT,GREATLYPROMOTEDTHEDEVELOPMENTOFPLASTICMOLDINGWITHMANUFACTURINGWITHTHEIMPROVEMENTOFPRODUCTIONTECHNOLOGYLEVEL,ELECTRICALMOULDAPPLICATIONISBECOMINGMORECOMMON,HOWTODEVELOPPOTENTIOMETERBOXMOULDBECOMETHEIMPORTANTPROBLEMFACINGTOCOMPANIESTHISSUBJECTADOPTSCAD/CAE/CAMTECHNOLOGYCOMPLETEPOTENTIOMETERBOXMOULDSTRUCTUREDESIGNANDMOLDDESIGNATECHNOLOGICALFEATUREWASANALYZEDONTHEINJECTIONMOLDFORPOTENTIOMETERBOX,ANDADISSERTATIONWASMADEONTHESTRUCTURECHARACTERISTICSANDTHEOPERATIONALPRINCIPLEOFTHEMOLDFOURPLATES,TWICECAVITYPARTINGANDSTRIPPERPLATEWEREADOPTEDONTHEMOLDWITHONEMOLDCAVITYANDPINPOINTGATETHEMOLDISCOMPACTINSTRUCTURE,RELIABLEINOPERATION,ANDCOMPLETEAUTOMATIZATIONISACHIEVEDKEYWORDSPOTENTIOMETERTWICECAVITYPARTINGINJECTIONMOLDPINPOINTGATEIII目录摘要IABSTRACTII第一章引言111塑料模具发展现状112塑料模具未来趋势1第二章塑件成型工艺分析221塑件产品成型特性222塑件的结构工艺性3211塑件的尺寸精度分析3212塑件表面质量分析4213塑件的结构工艺分析423塑件的生产批量424初选注射机4第三章电位器盒模具设计631分型面及其浇注系统的设计6311分型面的选择6312浇注系统设计732模具设计方案论证8321成型零件结构设计8322导向机构与推出机构的结构设计10323冷却机构结构设计1033主要零部件的尺寸计算11331成型零件主要尺寸11332模具型腔壁厚的确定1134标准模架选择1235成型设备的校核计算13351锁模力校核13352安装尺寸的校核13353开模行程的校核1436模具工作过程14第四章电位器盒CAE模拟分析1541CAE技术在注射模具中的应用1542MOLDFLOW在注塑模设计中的作用1543MOLDFLOW模拟分析的一般过程1544应用MOLDFLOW模拟分析电位器盒的方法16441三维几何建模16IV442网格划分16443最佳浇口位置确定1745最佳方案确定18451冲模时间19452熔接痕分布20453气泡的分布20454锁模力2146本章小结23第五章电位器盒CAM模拟加工2451NX仿真加工2452本章小结27第六章结束语28致谢29参考文献30附录31东南大学成贤学院毕业论文1第一章引言11塑料模具发展现状近年来，由于我国国民经济的高速、稳定的增长，促进了我国模具工业的迅速发展壮大，因此，模具设计与制造专业或者相关的材料成型与控制专业已经成为我国国内具有优势的热门专业之一。进入新世纪以来，我国模具销售额以年平均20左右的速度增长，2006年模具销售额达到720亿元人民币，居日本、美国之后第三位,模具出口突破了10亿美元。我国模具生产厂、点达到了约3万家，从业人员近100万人。这些都说明我国模具工业有了相当的规模。期中，塑料模具在整个模具行业中约占30左右。国内塑料模具市场对注塑模具需求量日益增长。专家普遍预测，在未来的模具市场中，塑料模具在模具总量中的比例将逐步提高，且发展速度将高于其他模具。所以，越来越多的人开始从事塑料模具行业的设计。大大的促进了我国注塑模具技术的发展。但是我国目前和发达国家相比仍有较大差距，主要表现在模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的复杂程度、模具的使用寿命和制造周期等。目前塑料模具主要分为种类很多，一般按照制品的成型材料性质可分为热固性塑料膜和热塑性塑料膜；按照产品的成型工艺划分又可分为压缩模、压注模和注射模，其中注射模在塑料模具应用面中较为广泛还有按照模具装卸方式分类、按照模具行腔数目分类、按照分型面特征分类等多种分类方式。塑料产品成型材料有很多种，目前世界投入生产的大约有300多种，其中常用的有40余种。名称多以其所有合成树脂作为名称来称呼聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。酚醛树脂、氧树脂,俗称电木（酚醛树脂）,有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲脂）,玻璃钢（热固性树脂用玻璃纤维增强）英文名称尼龙（聚酰胺）PA聚乙烯PE等。一般根据受热后其性质不同可分为热塑性塑料和热固性塑料。模具生产的过程一般包括接受任务书（通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件任务书、模具设计任务书为依据来设计模具）；收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工数据，例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构是否合理等；消化工艺数据，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当；确定成型方式，采用直压法、铸压法还是注射法；选择成型设备，初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用；确定模具类型，选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数。其中有型腔的布置、分型面的确定、选择顶出方式、确定浇注系统脱模方式、主要成型零部件计算等；绘制模具结构草图为正式绘图做准备；最后模具的校核，包括基本结构方面和设计图纸方面。12塑料模具未来趋势现代经济的飞速发展,推动了我国模具工业的前进。CAD/CAM/CAE技术的日臻完善和在模具制造上的应用,使其在现代模具的制造中发挥越来越重要的作用,CAD/CAM/CAE技术已成为现代模具的制造的必然趋势。CAD/CAM/CAE计算机辅助设计、模拟与制造一体化,CAD/CAM/CAE一体化集成技术是现代模具制造中最先进、最合理的生产方式。使用计算机辅助设计、辅助工程与制造系统,按设计好的模具零件分别编制该零件的数控加工程序是从设计到制造的一个必然过程。总之,CAD/CAM/CAE集成技术就是在这种情况下应运而生的,它已成为现代模具制造技术发展的必然趋势,并以科学合理的方法给模具制造者提供了一种行之有效的辅助工具。这技术的应用大大减少了设计师的工作量,节约了工作时间,提高了工作效率,使设计师把更多的精力用在新产品的开发及创新上。东南大学成贤学院毕业论文2第二章塑件成型工艺分析21塑件产品成型特性图21产品三维图材料为聚苯乙烯，简称PS，是一种无声透明的热塑性树脂。PS具有良好的光学性能及电器性能，容易加工成型，着色性能好。由于它具有良好的性能，因此，现在已经成为世界上应用最广的热塑性树脂，它是通用塑料的五大品种之一。玻璃化温度8090，非晶体密度104106克/立方厘米，晶体密度111112克/立方厘米，熔熔温度240，电阻率为10201022欧厘米。导热系数30时0116瓦/米开。通常的聚苯乙烯为非晶态无规聚合物，具有优良的绝热、绝缘和透明性，长期使用温度070，但脆，低温易开裂。此外还有全同和间同立构聚苯乙烯。全同聚合物有高度结晶性。产品的成型特性（1）熔点不明显聚苯乙烯为无定形聚合物，熔融温度范围较宽，且热稳定性较好，约在95度左右开始软化，在190C成为熔体，在290C以上出现分解。（2）受温度和压力影响较大成型温度和压力的增加，对聚苯乙烯熔体的流动性有明显的增长，其中温度比压力的影响更大，在成型过程中，可以通过改变温度和压力，来调节熔体的流动性。（3）收缩率较低,聚苯乙烯的收缩率一般在05左右，制品成型稳定性好。（4）PS的注塑温度可在铰宽的范围内选取，但注射温度过高会降低制品的机械性能，而过低又会影响制品的透明度，因此一般空控制在140245C之间，可视机台能力大小和使用状态进行加工温度范围调整。（5）注射压力，PS注射压力可在60150MPA范围内选取。流动比L/T200,能够成型大型薄壁制品。对于本产品为大型薄壁塑件，注射压力相对可取高一些70160MPA即可。但压力过高会使制品的残余应东南大学成贤学院毕业论文3力增加，应控制好压力范围。（6）注射速度，注射速度越快，越容易造成分子链的取向程度增加，从而引起更大的取向压力，但注射速度过低，塑料熔体进入模腔后，可能先后分层而形成融化痕，产生应力集中线，易产生开裂。本制品注射速度可相对快一些，但过快会出现飞边，溢边值004005。所以最好采用变速注射，在速度逐渐减小下结束充模。（7）吸湿性小，不以分解，成型前原料无需干燥处理，但由于其性脆易断裂，热膨胀系数较大，所以易产生应力开裂。22塑件的结构工艺性图22塑件图211塑件的尺寸精度分析该产品塑件的尺寸精度无特殊要求，所有尺寸都为自由尺寸，聚苯乙烯（PS）可采取建议精度4级。按MT4精度查取公差，塑件上主要尺寸的公差见表21。表21塑件上主要尺寸的公差要求（按MT4级精度查取）MM塑件标注尺寸塑件尺寸公差外形尺寸505889973025内形尺寸4584孔尺寸365孔间距尺寸369东南大学成贤学院毕业论文4212塑件表面质量分析由于该塑件为电器盒用品，所以要求外观光洁、色彩均匀，不允许有斑点和过多熔接痕，RA为04M，其它无特殊要求。213塑件的结构工艺分析（1）从图纸上来看该塑件外形为矩形壳体，各面连接圆滑，切塑件壁厚均匀，完全符合最小壁厚要求。（2）塑件型腔较大，在其底面有尺寸不同的孔，如3、65，它们均符合最小孔径的要求。（3）塑件底部中心对称有“帧幅”字样。综上所述，该塑件可以采用注射成型加工。23塑件的生产批量塑件的生产生产类型对注射模具结构、注射模具材料使用均有重要的影响。在大批量生产中，由于注射模具价格在整个生产费用中所占比例较小，提高生产率和注射模具寿命问题比较突出，所以可以考虑使用自动化程度较高、结构复杂、寿命精度较高的模具，同时一模多腔也是提高效率主要方法，但是相对于中小批量来说，使用自动化程度高、结构复杂、寿命精度均较高的模具无疑是不切实际，这将大大增加生产成本。所以已采用结构简单、制造容易的注射模具，以降低注射模具的成本。该塑件的产量是12万件，生产类型属于中批量，可以采用一模多腔来提高生产效率，但是一般来说每增加一腔，其精度将下降百分之四到百分之八。而且本产品属于电器类制品，外观要求较高，经过CAE分析软件进行的塑件分析结果相比较，多腔设计的产品在小孔处熔接痕相对于单腔的产品较多，更重要的是多腔模设计复杂，冷却系统较复杂，而这大大增加了模具设计难度，也增加了生产成本，所以最终采用了一模一腔的设计方案，且模具冷却系统设计简单易加工，模具结构也相对多腔设计易加工维护。但为了弥补单腔模生产效率不足，采取了中心点浇口进浇，自动快速脱模的设计方案。24初选注射机（1）计算塑件体积和重量通过三维设计软件造型可以得出矩形壳体的塑件的体积V32585。聚苯乙烯（PS）的密度为105G/，所以塑件的质量为V105325853421G。（2）根据塑件形状确定型腔数目由于塑件为矩形壳体，加工塑件上有一定的尺寸要求，外表面要求光洁平滑。不宜采取多腔，加之CAE分析软件分析比较决定采取一模一腔，型腔平衡布置在型腔板上。（3）确定模具温度及冷却方式聚苯乙烯（PS）为非结晶性塑料，流动性良好，为了保证顺利脱模的应尽可能降低温度，以缩短冷却时间，从而提高了生产效率。所以模具应该考虑适当的循环水冷却，成型模具温度一般为3265/C。（4）确定成型设备由于塑件采用注射成型加工，使用一模一腔分布，因此可以计算出注射成型过程所需要的塑料量为W废料34213421204102G。（5）确定注射成型的工艺参数根据塑件的结构特点和聚苯乙烯（PS）的成型性能，查有关资料初步确定塑件的注射成型工艺参数，见表22。东南大学成贤学院毕业论文5表22塑件的注射成型工艺参数工艺参数内容预热和干燥6575料筒温度/C后段140160中段前段170190喷嘴温度/C模具温度/C3265注射压力/MPA70160成型时间/S注射时间03保压时间1545冷却时间1560总周期40120螺杆转速（R/MIN）后处理方法红外线灯、烘箱温度/C70时间/H24根据以上一次性注射量的分析计算和考虑到塑料品种、塑件结构生产批量以及注射工艺参数、注射模具尺寸的大小等因素，参考设计守则，初选SZ100/60型螺杆式注射机。记录下SZ100/60型螺杆式注射机的主要技术参数，见表23。表23SZ100/60型注射机主要技术参数序号主要技术参数项目参数数值1最大注射量/1002注射压力/MPA1503锁模力/KN6004动、定模版最大安装尺寸/（MMMM）3203205最大模具厚度/MM3006最小模具厚度/MM1707最大开模行程/MM3008喷嘴前端球面半径/MM109喷嘴孔直径/MM2510定位圈直径/MM125东南大学成贤学院毕业论文6第三章电位器盒模具设计31分型面及其浇注系统的设计311分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。一副模具根据需要可能有一个或两个以上的分型面，分型面可以是垂直于合模方向，也可以与合模方向平行或倾斜。分型面的形式与塑件几何形状、脱模方法、模具类型及排气条件、浇口形式等有关，我们常见的形式有五种水平分型面、垂直分型面、斜分型面、阶梯分型面、曲线分型面。分型面的选择原则主要如下（1）符合塑件脱模为使塑件能从模具内取出，分型面的位置应设在塑件断面最大尺寸的部位。（2）分型面的数目和形状通常只采用一个与开模运动方向相垂直的分型面。确定分形面应以模具制造及脱模方便为原则。（3）型腔的选择尽量防止形成侧孔和侧凹，以避免采用较复杂的模具结构。（4）确保表面质量分型面尽量不要选择塑件光滑的外表面，避免影响塑件的外观质量将塑件要求同轴度的部分放在分型面的同一侧。以确保塑件的同轴度要考虑减小造成塑件大、小端的尺寸差异要求等。（5）有利于塑件脱模由于模具的脱模机构通常设置在动模一侧，故尽可能使开模后塑件留在动模一侧。（6）考虑侧向轴拔距。一般机械式分型抽芯机构的侧向轴拔距都较小，因此选择分型面的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，即将短轴拔距作为侧向分型或抽芯。并注意将侧抽芯放在动模边，避免定模抽芯。（7）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，而将投影面积小较小的方向作为侧向分型面。（8）有利于排气。当分型面作为主要排气渠道时，应将分型面设计在塑料的流动末端，以利于排气。（9）模具零件易于加工。图31主要分型面的选择方案总之，无论塑件的结构如何以及采用何种设计方法，都必须首先确定分型面，因为模具结构很大程度上取决于分型面的选择。为了保证塑件能顺利分型，主要分型面应该首先考虑选择在塑件外形的最大轮廓处。如图31示，在初选三个方案中，方案A的塑件开模后留在了定模一侧，塑件不宜取出，顶出机构也设计复杂；方案B中会产生较多影响外观的分边，不宜清除；而方案C不但保证了塑件取出方便，且毛刺飞边的清楚也比较容易，因此最终选择方案C。东南大学成贤学院毕业论文7312浇注系统设计所谓注射模的浇注系统是指从主流道的始端到型腔之间的熔体流动通道。其作用是使塑件熔体平稳而有序地充填到型腔中，以获得组织致密、外形轮廓清晰的塑件。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口、冷料穴四个部分组成。考虑到塑件外观要求较高，外表面不允许较大的成型斑点和较多的熔接痕，切成型矩形壳体塑件时，适合中心点浇口进料，进浇口与塑件圆弧连接，防止去除浇口时损坏塑件。浇注系统如图32所示。图32浇注系统（1）主流道和定位圈的设计主流道与注射机的高温喷嘴反复接触碰撞，故应设计成独立可拆卸更换的浇口套，如图33示。图33浇口套与定位圈的设计东南大学成贤学院毕业论文8查资料的SZ100/60型螺杆式注射机与喷嘴有关的尺寸喷嘴前球端半径10MM，喷嘴孔直径2MM，定位圈直径为125MM。为了保证模具主流道与喷嘴的紧密接触，避免溢料，主流道与喷嘴的关系为SR12，D05。因此，取主流道球面半径SR12MM，主流道小端直径D3MM。同事为了方便将凝料从主流道中拔出，应将主流道设计成圆锥形，其斜度为24度。由于浇口套和定位圈为注塑模通用件，所以尽量使用推荐尺寸，详细请见零件图。（2）浇口的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。浇口的理想尺寸很难用理论公式计算，通常根据经验确定，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截面积的39，截面形状常为矩形或圆形，表面粗糙度RA不低于04。浇口设计一般有一下原则浇口应开在能使型腔各个角落同时充满的位置。浇口应设在制品壁厚较厚的部位，以利于补缩。浇口的位置选择应有利于型腔中气体的排除。浇口的位置应选择在能避免制品产生熔合纹的部位。对于带细长型芯的模具，宜采用中心顶部进料方式，以避免型芯受冲击变形。不要在制品承受弯曲载荷或冲击的部位设置浇口。根据塑件外观的要求及型腔分布情况，选如图34所示浇口，从塑件底部中心点浇口进浇。进料口与塑件采取了圆弧连接，避免了去除浇口时产生损坏。图34点浇口32模具设计方案论证321成型零件结构设计模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件称为成型零件，包括凹模、型芯、镶块等。成型零件工作时，直接与塑料接触，塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生摩擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，选择分型面和浇口位置，确定脱模方式、排气部位等，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结东南大学成贤学院毕业论文9构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。（1）型腔结构设计型腔又称凹模，它是成型塑件外轮廓的零件。常有有以下几种结构形式整体式型腔、组合式型腔、拼块组合式型腔，从各方面分析我选择整体式，整体式型腔直接在型腔板上加工，有较高的强度和刚度，在使用中不宜发生变形。由于该塑件结构简单，形状也简单中心对称，型腔加工容易实现，故可采用整体式结构。如图35。图35凹模（2）型芯结构设计型芯（即凸模）是成型塑件内表面的成型零件，通常可非为整体式和组合式两种类型。这里采取了组合式，因为可以节省贵重模具钢，减少加工工作量。成型塑件内部的大型芯装在动模板上，成型空的小型芯装在型腔上，方便型芯的制作与安装、塑件的飞边去除以及塑件内部冷却水道的排布。如图36所示。东南大学成贤学院毕业论文10图36型芯322导向机构与推出机构的结构设计由于塑件基本对称切无侧向压力，所以采用直导柱导向便可满足合模导向及闭模厚的定位。根据矩形壳体的形状特点，其推出机构可采取推件板推出或推杆推出。其中推件板推出机构最可靠、顶出力均匀，不影响塑件的外观质量，所以，决定采取推板推出机构。323冷却机构结构设计塑料模具可以看作是一种热交换器，如果冷却介质不能及时有效地带走必须带走的热量，不能实现均一的快速冷却，则在一个成型周期内就不能维持热平衡，会式塑件内部产生应力而导致产品变形或开裂，从而就无法进行稳定的模塑成型。因此，设置冷却效果良好的冷却水回路的模具是缩短成型周期提高生产效率最有效的方法。所以，应根据塑件的形状壁厚及塑料的品种，设计与制造出能实现高效的冷却回路。冷却机构设计应按照以下几条原则设计尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡冷却水孔的数量越多，孔径越大，则对塑件的冷却效果越均匀。尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等。浇口处加强冷却。应降低进水与出水的温差。合理选择冷却水道的形式。合理确定冷却水管接头位置。冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构发生干涉现象。综上所诉，决定采用水冷却，凹模冷却水道采用环绕型腔布置的两层式冷却回路，水道开设时注意避开安装在定模上的小型芯；大型芯冷却采用隔板式管道冷却，在型芯上开始两个深空，孔内插入导流板，与开在动模支撑板的横向管路形成循环冷却回路，冷却通道的设计如图37所示。东南大学成贤学院毕业论文11图37冷却管道的设计33主要零部件的尺寸计算331成型零件主要尺寸该塑件的成型零件尺寸按照平均值法计算，查有关手册得PS平均收缩率为055。根据塑件尺寸要求，取制造公差，成型林零件尺寸见表31。表31成型零件尺寸计算类别模具塑件尺寸计算公式工作尺寸型腔计算型腔径向尺寸型腔深度尺寸型芯计算型芯径向尺寸型芯深度尺寸成型孔中心距离孔间距离3636199904332模具型腔壁厚的确定塑料模具型腔在成型过程中受到熔体的高压作用，应有足够的强度和刚度，本套模具是采用整体式的，因此可用整体式矩形型腔壁厚计算公式来确定型腔侧壁厚度S型腔底板厚度T。东南大学成贤学院毕业论文12（1）型腔侧壁厚度S的计算按照刚度条件计算刚31式1中C由决定，查相关资料的C093；P型腔内最大压力，可取注射成型的2550，取P45MPA；H型腔深度H30MM；E模具钢的弹性模量，一般中碳钢E21MPA预硬化模具钢为22MPA；模具钢度计算许用变形量，PS属于中粘度，查资料得04。按照强度计算强32式2中P45MPA；H30MM；抗弯截面系数，查相关资料得108；300MPA。根据以上强度、刚度的验证计算，得出型腔的壁厚要求为S2325MM。（1）型腔侧壁厚度S的计算按照刚度条件计算33式3中由决定，经查资料的；P取45MPA；B型腔深度为58MM；E取22MPA。按照强度计算34式4中型腔的长度与宽度比，由决定，查资料得为04872；P型腔内最大压力，取45MPA；B型腔宽度B58MM；模具强度许用应力。综上计算验证得型腔底板厚度T。34标准模架选择综合考虑本塑件采用一模一腔平衡布置，中心点浇口两次分型结构、型腔壁厚要求、塑件尺寸大小、冷却水道布置等多项因素，估算了型腔模板的大概尺寸，查手册初选细水口模架DB2323502580。如图38所示标准模架。东南大学成贤学院毕业论文13图38标准模架2维图35成型设备的校核计算351锁模力校核锁模力是指注射机的合模机构对模具所能施加的最大压紧压力。注射机锁模力的校核公式为KPA35式5中F指注射机锁模力，查手册得所选SZ100/60型注塑机锁模力为600KN；K为压力损耗系数，一般取1112；P为型腔内熔体压力，本塑件P45MPA；A为塑件及浇注系统在分型面上的投影面积之和，本模具A0565。计算得KPA1145。故注射机的锁模力足够，满足锁模要求。352安装尺寸的校核本套模具采用DB2323502580型标准模架，模架的外形尺寸为280230MM，模具闭合高度H3020502025358025285MM，查SZ100/60型注塑机动定模最大安装尺寸为320320MM。允许模具最小厚度170MM，最大厚度300MM，即模具的外形尺寸不超过注射机动、定模板最大安装尺寸，模具的闭合高度也完全符合的安装条件，所以改模具满足所选注射机要求。东南大学成贤学院毕业论文14353开模行程的校核注射机的开模行程是有限的，取出制品所需的开模距离必须小于注射机最大开模距离，校核公式为S5030201011036式6中S为注射机的最大开模行程，查资料的所使用注塑机最大开模行程为300MM；为塑件脱模所需要的推出距离；为塑件高度。所以经校核得该模架符合注射机要求。36模具工作过程模具整体结构2为图如图39所示，采用双分型面，推件板推件，一模一腔，中心点浇口进料。图39模具装配图当模具开模时动模部分后移，模具首先沿着分型面I分型，主流道凝料从定位圈上脱出，随塑件后移。当分型面至一定距离时，限位拉杆7工作，拉住凹模板13，分型面I结束，此时分型面II打开。由于塑件包紧力的作用，塑件脱离动模型芯4的阻力大于塑件脱出定模型腔的阻力，塑件脱出定模型腔，随动模一起后移。当分型面II至一定距离时，注射机推杆通过推板5和推杆20推动推件板5前移。将塑件从动模芯上刮落。合模时，动模前移，与推件和开模时的顺序相反，推件板先复位，进而分型面II、分型面I依次闭合复位。最后需要从塑件上手工去除流道凝料。东南大学成贤学院毕业论文15第四章电位器盒CAE模拟分析41CAE技术在注射模具中的应用当今的注塑成形产品越来越精密、复杂，对产品的形状和尺寸精度要求也越来越高，这就对我们的产品设计人员、模具设计人员提出了更高的要求。传统的注塑方法是在正式生产前由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，甚至还需要修改塑料制品设计和模具设计，这势必增加生产成本，延长产品开发周期。随着计算机技术及CAE技术的迅速发展，特别是MOLDFLOW软件的推出与应用，可以在模具加工前，通过计算机对整个注塑成形过程进行模拟分析，准确预测熔体的填充、保压、冷却情况，可以完全代替试模。CAE技术提供了从制品设计到生产的完整解决方案，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，降低了生产成本。42MOLDFLOW在注塑模设计中的作用1优化塑料制品设计塑件的壁厚、浇口数量与位置及流道系统设计等对于塑料制品的成败和质量关系重大。以往全凭制品设计人员的经验来设计，费力、费时，设计出的制品也不尽合理。利用MOLDFLOW软件，可以快速地设计出理想的塑料制品。2优化塑料模设计利用MOLDFLOW软件，可以对型腔尺寸、浇口位置及尺寸、流道尺寸、冷却系统等进行优化设计，在计算机上进行试模、修模，可大大提高模具质量，减少试模次数。3优化注塑工艺参数由于经验的局限性，工程技术人员很难精确地设置制品最合理的加工参数，选择合适的塑料材料和确定最优的工艺方案。运用MOLDFLOW软件可以帮助工程技术人员确定最佳的注射压力、保压压力、锁模力、模具温度、熔体温度、注射时间、保压时间和冷却时间，以注塑出最佳的塑料制品。43MOLDFLOW模拟分析的一般过程塑料注塑成形模流分析是应用质量守恒、动量守恒、能量守恒方程式，配合高分子材料的流变理论和数值求解法所建立的一套描述塑料注射成形的热力过程与充填保压行为的模式，通过人性化接口的显示，以获知塑料在模穴内的流动速度、应力、压力温度等参数的分布，塑件冷却凝固以及翘曲变形的行为，并能进一步探讨成形参数及模具设计参数等关系。MOLDFLOW的MPIFLOW模块将注塑成形从塑件、模具的设计到工艺参数的确定结合为一体，其分析过程如图41所示。它包括三个主要分析步骤建立网络模型、设定分析参数、模拟分析结果。期中，建立网络模型和设定分析参数都是属于前处理范围，模拟分析结果作为后处理。建立网络模型一般包括新建工程项目、导入或者新建CAD模型、划分网格以及网络检查与网格修复。通常导入或新建CAD模型时，要根据要求对模型进行一定的简化。设定分析参数一般包括分析类型（如充填、冷却、保压等）、成型材料选择、工艺参数确定。根据要求有时还要创建浇注系统和冷却系统。模拟分析结果是在前面处理完成后，就可以进行模拟分析计算了，根据分析类型不同，所需的分析长短不一，等待分析结束后，生成分析报告。东南大学成贤学院毕业论文16图41分析一般过程44应用MOLDFLOW模拟分析电位器盒的方法441三维几何建模本文分析的制品为电位器盒，首先在UG中创建实体模型，保存为IGS格式,再导入到MOLDFLOW2010INSIGHT中。442网格划分MOLDFLOW软件能根据几何模型自动地生成网格。只需输入模型划分网格总数，系统就能自动地划分。对产品进行网格划分,得到28534个三角单元。网格划分结果如图42所示前处理建立网格模型新建工程导入模型划分网格网格修复设定分析参数选择分析类型选择成型材料创建浇注系统创建冷却系统设置工艺参数后处理模拟分析结果分析计算查看分析结果制作报告东南大学成贤学院毕业论文17图42网格划分结果在进行相关调整修复后，比如自由边交叉边等因素，使网格划分达到了要求，疲惫率达到869。可以进行相关模拟分析。443最佳浇口位置确定MOLDFLOW软件可以根据模型几何形状以及相关材料参数、工艺参数分析出浇口的最佳位置。用户可以在设置浇口位置之前进行浇口位置分析，根据这个分析结果设置浇口位置，从而避免由于浇口位置设置不当可能引起的制件缺陷。该电位器盒的浇口设置如图43所示。图43最佳浇口位置经MOLDFLOW软件分析容易看出红色区域为最佳浇口位置。东南大学成贤学院毕业论文1845最佳方案确定通过两个方案模拟来确定最佳方案。方案一一模一腔底部中心进浇，如图44所示。方案二一模两腔，侧浇口进浇，如图46示。图44方案一图45方案二东南大学成贤学院毕业论文19451冲模时间图46和图47所示为充模时间的分析结果。充填时间的模拟主要通过不同的颜色显示了熔体流动时的形状变化以及充模过程，查看该结果可以知道型腔是否充满，充模过程是否平衡等。方案二充填时间比方案一充填时间，而方案一能够把八个角充填完整，而方案二浇口位置设在一边，靠近浇口的侧角能够充填完整，而离浇口位置远的那一侧却充填不完整的，所以从制品的质量上看，方案一更合理。图46方案一充填时间图47方案二充填时间东南大学成贤学院毕业论文20452熔接痕分布图48和图49显示了熔接痕的数量和位置。熔接痕将对产品的外观和强度产生较严重的影响，所以要尽量避免。如不能避免，应使它靠近不影响外观和强度的地方。图48方案一熔接痕图49方案二熔接痕方案一的熔接痕主要分布在制品内侧，比较均匀。方案二的熔接痕分布在制件的底端，并且分布不均匀，尤其是在小孔的周围存在太多，分布的比较广的，通过比较熔接痕，方案一为最佳方案。453气泡的分布图410和图411显示了气泡分布的位置和数量。气泡应位于分型面或通气良好的地方,这样才能将气体从模腔中排出；否则就需修改浇口位置或修改制件设计等,从而改变排气困难的情况，以防制件出现气泡、焦痕等缺陷。方案二的气泡集中在制品的面上，容易影响制品的表面质量的，但方案一也有气泡出现所以东南大学成贤学院毕业论文21尽量减少气泡的分布，所以方案一和方案二都有待改进的。图410方案一气穴分布图411方案二气穴分布454锁模力图412和图413所示锁模力是由注射设备的合模装置施与的。它是模腔压力作用于制品在分型面上的投影区域而产生的查看该结果可知在该组工艺参数下电位器盒的注塑机所需施加的最大锁模力。通过比较方案一和方案二可知，锁模力一般需要大点更合理的，方案二比方案一要的锁模力更大，则更合理的。东南大学成贤学院毕业论文22图412方案一锁模力图413方案二锁模力图414方案一结构东南大学成贤学院毕业论文2346本章小结本次设计使用MOLDFLOW软件，成功地对电位器盒进行了模拟分析，采用这一方法，可以帮助我们在模具制造之前，通过CAE软件进行试模、以便及时改进设计方案和工艺方案，提高一次试模成功率，避免了传统反复试模、修模所引起的成本上升。通过两个方案的比较，一系列参数的比较，从产品的表面质量，以及结构性能上来看方案一比方案二结构设计简单，如图414所示。其冷却系统简单明了，便于加工，大大降低了生产成本。利用MOLDFLOW软件这不仅是对传统模具设计制方法的一次突破，而且对减少甚至避免模具返修报废、从而有效提高了模具的设计效率和质量,降低了试模、修模的费用和生产成本，都有着重大的技术经济意义。东南大学成贤学院毕业论文24第五章电位器盒CAM模拟加工随着数控技术的发展，CAM技术给传统制造业带来了革命性的变化，制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对一些重要行业的发展起着越来越重要的作用。CAD/CAM的应用是一项实践性很强的技术。如像UG,PRO/E,MASTERCAM等。本次我运用了UG软件进行了塑件的相关设计,例如UG的MOLDWIZARD模块进行了注塑模设计向导,导出了模架的三维模型,如图51。最后使用了NX仿真加工模块对大型芯进行了相关加工。图51模架装配三模型51NX仿真加工NX包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。NX具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。NX优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。经过对电位器盒塑件进行三维建模，确定分型面，如图52。生成凸凹模，最后对凸模如图53进行编程加工生成相关代码。图52分型面生成东南大学成贤学院毕业论文25图53加工型芯NX加工过程如下首先根据图纸选择毛胚材料为P20,再根据塑件制品所需精度确定加工精度,一般高1到2级即可,过高会使加工成本增加,不符合设计简约的要求原则,然后选择进行相关刀具的选择,本次仿真加工主要使用了面铣刀、立铣刀还有麻花钻。然后开始铣毛胚平面如图54所示，然后铣型芯外轮廓如图55所示，再铣型芯的固定台阶如图56所示，其次完成雕刻型芯要求的字体如图57所示，最后要对型芯开始加工布置冷却通道所需的深孔如图58。图54铣削平面东南大学成贤学院毕业论文26图55铣削外轮廓图56铣削固定台阶图57铣雕刻字体东南大学成贤学院毕业论文27图58钻冷却深孔52本章小结以上加工程序代码见附录2，