洗衣机波轮注塑模设计-含开模动画仿真【三维SW】【10张CAD图纸+PDF图】
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编号： 毕业设计毕业设计说明书说明书 题 目： 洗衣机波轮注塑模具 设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械制造及其自动化 学生姓名： 何奕潮 学 号： 1000110122 指导教师单位： 桂林电子科技大学 姓 名： 彭晓楠 职 称： 副教授 题目类型：理论研究 实验研究 工程设计 工程技术研究 软件开发 2014 年 5 月 26 日 I 摘 要 本文是关于洗衣机波轮的注塑模具设计。通过生活实例和参考相关的资料确定波轮的尺寸参数，利用三维软件进行三维建模设计出波轮塑件，再对波轮塑件拔模分析获得分型面，生成型芯和凹模，最后是根据型芯和凹模选择模架。阐述了模具型芯、凹模、浇注系统、冷却系统、脱模机构的设计，注射机的选择，选用标准零件和设计非标准零件。论证了如何运用计算机辅助软件（Solidworks 和 CAD）进行塑件和模具的设计，通过掌握塑料产品设计、机械设计基础、注塑模具设计、塑料产品成型工艺、工程力学、工程制图等相关知识及计算机辅助设计的技能。最后论文对如何利用计算机辅助软件进行模具设计、装配、仿真和分析作出了详细的介绍。 关键词：洗衣机波轮；注塑模；计算机辅助软件。 II Abstract This article is about the injection mold design washing machine impeller. Size of impeller parameters determined by real-life examples and reference information related to the use of three-dimensional design software for three-dimensional modeling Washing plastic parts, plastic parts and then the impeller draft analysis obtained parting surface, producing core and die, the last is based on the core mold and die choice. Select elaborated mold core, die, gating system, cooling system, designed to release agencies injection machine, the choice of standard parts and design of non-standard parts. Demonstrates how to use computer-aided software (Solidworks and CAD )performed plastic parts and mold design, computer-aided by mastering the knowledge and plastic product design, mechanical design, mold design, plastic molding, engineering mechanics, engineering drawing, etc. design skills. Finally the paper on how to use computer-aided software for mold design, assembly, simulation and analysis made in detail. Key words: washing machine impeller; injection mold; computer aided software. III 目 录 引言 . 1 1 材料的选择及其工艺分析 . 3 1.1 ABS 的简介 . 5 1.1.1 组成结构 . 5 1.1.2 主要特性 . 5 1.1.3 物料性能 . 6 1.1.4 成型性能 . 6 2 注射机的选择 . 7 2.1 塑件的质量属性 . 7 2.2 注射机的确定 . 7 2.2.1 最大注射量 . 7 2.2.2 型腔数目 . 7 2.2.3 锁模力 . 8 2.2.4 注射机选定 . 8 2.2.5 锁模力的校核 . 10 2.2.6 最大注射量校核 . 10 2.2.7 模具厚度校核 . 11 2.2.8 开模行程校核 . 11 3 波轮模具设计 . 12 3.1 型腔分布 . 12 3.2 分型面设计 . 12 3.3 浇注系统设计 . 13 3.3.1 浇口套设计 . 14 3.3.2 定位圈设计 . 14 3.3.3 分流道设计 . 15 3.3.4 浇口设计 . 16 3.3.5 浇注系统的平衡 . 17 3.4 排气的设计 . 17 4 成型零件设计 . 18 4.1 成型零件的结构设计 . 18 4.1.1 凹模设计 . 18 4.2 型芯设计 . 18 4.3 成型零件工作尺寸计算 . 19 4.3.1 型腔径向尺寸的计算 . 19 4.3.2 型腔深度尺寸与型芯高度尺寸的计算 . 20 4.4 脱模机构零件的计算 . 20 4.4.1 脱模力的计算 . 20 4.4.2 顶杆直径计算 . 21 IV 4.4.3 推杆的位置和布局 . 22 4.4.4 复位弹簧 . 22 4.5 模板的选择 . 23 4.5.1 垫块,推板尺寸的确定 . 24 4.5.2 标准模架的选取 . 25 4.5.3 导柱和导套的选择 . 26 4.6 温度调节系统设计 . 29 4.6.1 成型周期 . 30 4.6.2 冷却计算 . 30 4.7 塑料模具的材料及热处理 . 31 4.7.1 塑料模具的材料应该具有的性能条件 . 32 4.7.2 模具材料与热处理列表 . 32 5 利用软件进行模具的装配与仿真 . 34 5.1 装配过程 . 34 5.2 装配体仿真 . 36 6 模具的装配 . 37 6.1 模具的装配顺序 . 37 6.2 开模过程分析 . 37 7 总结 . 38 谢辞 . 错误错误!未定义书签。未定义书签。 参考文献 . 40 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 1 页 共 40 页 1 引言 对塑料产品发展前景的认识 随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们对塑料产品的要求日益增高，不仅要求达到预期的效果，而且要有美观大方的外表。设计和制造者都应以人为本，创造了人类的视听梦想。 塑料产品的原材料主要来自于塑料，也就是说大部份的塑件都是以注塑模的制造。因此，注塑模在塑料工业中显得相当重要。 由于塑料产品应用前景可观，更新换代比较快，也就要求注塑模技术也应跟上时代发展的步伐。 塑料产品的使用现状 现今社会中，塑料制品已经随处可见。比如：照相机、办公机器、汽车、仪器仪表、电话机、电视机、收录机、洗衣机、电冰箱和手表的壳体等零件，都已经向着塑料方向发展。近年来由于工程塑料制件的强度和刚度等都有了很大的提高，因而各种工程塑料零件的使用范围也在不断扩大。今后随着微型电子计算机的普及和汽车的轻型化，塑料制件的使用范围将会越来越大，塑料工业的生产量也将迅速增长，塑料的应用将覆盖所有国民经济部门，特别是在国防和尖端科学技术领域中占据重要的地位。 模具的工业地位 模具的定义是利用模具特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的装置。各种材料加工工业中广泛使用着各种模具。按照制品选用的原材料不同，成型的方法不同，一般将模具分为塑料模具、金属冲压模具、橡胶模具、玻璃模具等。 模具能实现的全面要求是：生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。从模具使用的角度：效率高、自动化操作简便；从模具制造的角度：结构合理、制造简单容易、成本低廉。 模具的质量影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、浇注口、排气槽位置和脱模方式等都对制件的机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹、尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能等有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具的结构对操作难易程度影响非常大。在塑料制品大批量生产时，应尽量减少开模、合模的过程和取下制件过程中的手工操作，因此常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产过程中，还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也是有影响的。当生产批量不大时，模具制造的费用在制件上的成本占有很大的比例，这时应尽可能的采用结构合理又简单的模具，以降低成本。 在现代生产中，高效的设备、先进的模具、合理的加工工艺是模具工业中必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具上才有可能被充桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 2 页 共 40 页 2 分发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因而模具不断地向前发展。 模具的发展趋势 近几年来，模具工业的增长十分迅速。大型、微型、高效率、自动化、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具的设计和制造角度上来看，模具的发展趋势可以分为以下几个方向： 理论研究加深 在模具设计中，工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。 高效率、自动化 大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。 大型、小型、高精度及高寿命 由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、小型、精密及高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、导热性优异的制模材料。 革新制造模具工艺 在制造模具工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上的改进很大，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。 标准化 开展标准化工作， 不仅大大提高了模具的生产效率， 而且改善了质量， 降低了成本。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 3 页 共 40 页 3 1 材料的选择及其工艺分析 制件图纸及其工艺参数要求： 首先，洗衣机波轮需要抗腐蚀，环保卫生，耐磨性好，使用寿命长的特点。下面我们来看看本次设计的波轮结构图，如图 1-1，1-2，1-3，1-4 所示： 图 1-1 波轮图纸 图 1-2 波轮正面 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 4 页 共 40 页 4 图 1-3 波轮侧面 图 1-4 波轮背面 技术要求： （1）塑件不可以有裂纹和变形缺陷； （2）塑件需要有耐腐蚀性； （3）脱模斜度 3； （4）塑件厚度要求均匀为 3 毫米； （5）塑件表面要求光滑平整。 经过分析确定所用材料：ABS 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 5 页 共 40 页 5 1.1 ABS 的简介 塑料 ABS 无毒、无味，外观呈象牙色半透明，或透明颗粒或粉状。密度为1.051.183/cmg，收缩率为 0.4%0.9%,弹性模量值为 2Gpa,泊松比值为 0.394，吸湿性250。塑料 ABS 有优良的力学性能，其冲击强度极好，可以在极低的温度下使用。塑料 ABS 的耐磨性优良 1 P3 表 1-3，尺寸稳定性好，又具有耐油性，可用于中等载荷和低转速下的轴承。ABS 的耐蠕变性比 PSF 及PC 大，但比 PA 及 POM 小。塑料 ABS 的热变形温度为 93118，制品经退火处理后还可提高 10左右。ABS 在-40时仍能表现出一定的韧性，可在-40100的温度范围内使用。塑料 ABS 的电绝缘性较好，并且几乎不受温度、湿度和频率的影响，可在大多数环境下使用。塑料 ABS 不受水、无机盐、碱及多种酸的影响，但可溶于酮类、醛类及氯代烃中，受冰乙酸、植物油等侵蚀会产生应力开裂。ABS 的耐候性差，在紫外光的作用下易产生降解；于户外半年后，冲击强度下降一半。 1.1.1 组成结构 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物是由丙烯腈， 丁二烯和苯乙烯组成的三元共聚物。 ABS通常为浅黄色或乳白色的粒料非结晶性树脂。 ABS 为使用最广泛非通用塑料之一。ABS树脂的结构， 有以弹性体为主链的接枝共聚物和以坚硬的 AS 树脂物主链的接枝共聚物；或以橡胶弹性体和坚硬的 AS 树脂混合物。这样，不同的结构就显示不同的性能，弹性体显示出橡胶的韧性， 坚硬的 AS 树脂显示出刚性，可得到高冲击型，中冲击型，通用冲击型和特殊冲击型等几个品种。具体讲，随橡胶成分 B 的含量（一般为 530%）增加，树脂的弹性和抗冲击性就会增加；但抗拉强度，流动性，耐候性等则下降。树脂组分 AS 的含量（一般为 7095%）含量增大，则可提高表面光泽，机械强度。耐候性。耐热性。耐腐蚀性，电性能，加工性能等好些，而冲击强度等则要下降。树脂组分中 A 与 B 的比例分别为 3035%/8065%。 1.1.2 主要特性 塑料 ABS 树酯是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它将 PB，PAN，PS 的各种性能有机地统一起来，兼具韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS 是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A 代表丙烯腈，B 代表丁二烯，S 代表苯乙烯。经过实际使用发现：ABS 塑料管材，不耐硫酸腐蚀，遇硫酸就粉碎性破裂。 由于具有三种组成，而赋予了其很好的性能；丙烯腈赋予 ABS 树脂的化学稳定性、耐油性、一定的刚度和硬度；丁二烯使其韧性、冲击性和耐寒性有所提高；苯乙烯使其具有良好的介电性能，并呈现良好的加工性。大部分 ABS 是无毒的，不透水，但略透水蒸气，吸水率低，室温浸水一年吸水率不超过 1%而物理性能不起变化。ABS 树脂制品表面可以抛光，能得到高度光泽的制品。 ABS 具有优良的综合物理和机械性能，极好的低温抗冲击性能。尺寸稳定性。电性桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 6 页 共 40 页 6 能、耐磨性、抗化学药品性、染色性、成品加工和机械加工较好。ABS 树脂耐水、无机盐、碱和酸类，不溶于大部分醇类和经类溶剂，而容易溶于醛、酮、酯和某些氯代经中。ABS 树脂热变形温度低可燃， 耐候性较差。 熔融温度在 217237， 热分解温度在 250以上。如今的市场上改性 ABS 材料，很多都是掺杂了水口料、再生料。导致客户成型产品性能不一又不稳定。 1.1.3 物料性能 （1）综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性，电性能良好； （2）与372有机玻璃的熔接性良好，制成双色塑件，且可表面镀铬，喷漆处理； （3）有高抗冲、高耐热、阻燃、增强、透明等级别； （4）流动性比 HIPS 差一点，比 PMMA、PC 等好，柔韧性好； （5）适于制作一般机械零件，减磨耐磨零件，传动零件和电讯零件。 1.1.4 成型性能 （6）无定形材料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度，3小时； （7）宜取高料温，高模温,但料温过高易分解(分解温度为270度)。对精度较高的塑件,模温宜取50-60度，对高光泽。耐热塑件，模温宜取60-80度； （8）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法； （9）如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置； （10）冷却速度快，模具浇注系统应以粗，短为原则，宜设冷料穴，浇口宜取大，如：直接浇口，圆盘浇口或扇形浇口等，但应防止内应力增大，必要时可采用调整式浇口。模具宜加热，应选用耐磨钢； （11）料温对塑件质量影响较大，料温过低会造成缺料，表面无光泽，银丝紊乱料温过高易溢边，出现银丝暗条，塑件变色起泡； （12）模温对塑件质量影响很大，模温低时收缩率，伸长率，抗冲击强度大，抗弯，抗压，抗张强度低。模温超过120度时，塑件冷却慢，易变形粘模，脱模困难，成型周期长； （13）成型收缩率小，易发生熔融开裂，产生应力集中，故成型时应严格控制成型条件，成型后塑件宜退火处理； （14）熔融温度高，粘度高，对剪切作用不敏感，对大于200克的塑件，应采用螺杆式注射机，喷嘴应加热，宜用开畅式延伸式喷嘴，注塑速度中高速。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 7 页 共 40 页 7 2 注射机的选择 2.1 塑件的质量属性 经查资料确定 ABS 密度：=6-1002. 1千克每立方毫米 利用 CAD/CAM 软件计算塑件相关质量属性： 质量：m=0.537 千克 体积：V=51026. 5立方毫米 表面积：s=51081. 2平方毫米 重心 g： （毫米） x=0.00172 Y=-0.674 Z=-12.1 惯性主轴和惯性主力矩： （千克*平方毫米） 由重心决定： xI=（0.973，0.231，0.001） xP=2782.605 yI=（-0.231，0.973，0.002） yP=2782.877 zI=（-0.000，-0.002，1.000） zP=5363.509 2.2 注射机的确定 2.2.1 最大注射量 设计模具时，通常要求注射成型时的总重量应该是注射机的最大注射量maxG的 65%80%,即： maxG80%65%G （2-1） 式中： G塑件重量（g） ； maxG注射机最大注塑量（g） 。 推出%)80%65(G2maxG=1652.311342.5g 2.2.2 型腔数目 由于塑件外型和尺寸都较大，形状比较复杂，型腔数目为6P213 12maxG8 . 0nGG （2-2） 式中： n型腔数目； maxG注射机的最大注射量（g） ； 2G浇注系统的重量（g） ； 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 8 页 共 40 页 8 1G制品的重量（g） 。 由于2G未知，但根据maxG和1G的数值可知 n 一定大于 1，且小于 3，由于制品的精度高，根据经验，取 n=2。 2.2.3 锁模力 塑件和流道凝料在分型面上的投影面积： A= n A1 + A2 =2300216014. 32=1630682mm （2-3） 式中： n型腔数（数量为 2） ； A1单个塑件在分型面上的投影面积； A2流道凝料在分型面上的投影面积。 所需要的锁模力： Fm=(n A1 + A2) P 型 =An=5707.38kN （2-4） 式中： P 型塑料熔体对型腔的平均压力（取 35MPa） 。 2.2.4 注射机选定 表 2-1 注射机型号及参数 项目 xs-zy 500/350 xs-zy 500/200 xs-zy 1000/450 xs-zy 1000/550 xs-zy 2000/600 xs-zy 3000/630 xs-zy 4000/1000 螺杆直径/mm 65 65 85 100 110 120 130 注 射 容 量/cm3 500 500 1000 1000 2000 3000 4000 注射重量/g 455 455 910 910 1820 2730 3640 注 射 压 力/mpa 102 132 118 118 108 113 125 注 射 速 率/(g.s-1) 168 168 303 325 455 718 910 塑 化 能 力/(kg.h-1) 80 110 125 180 195 245 290 注射方式 螺杆式 螺杆式 螺杆式 螺杆式 螺杆式 螺杆式 螺杆式 锁模力/kn 3500 2000 4500 5500 6000 6300 10000 移 模 行程 mm 500 500 700 700 750 1120 1100 拉 杆 间距 mm 540440 540440 650550 650550 760700 900800 1050950 最 大 模厚 mm 450 440 700 700 800 960 1000 最小模厚/mm 300 240 300 300 500 400 250 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 9 页 共 40 页 9 续表 2-1 注射机型号及参数合模方式 肘杆 液压 液压 液压 肘杆 液压 液压 顶出行程/mm 100 128 190 190 125 200 150 顶出力/kn 58 41 95 95 120 110 160 定位孔径/mm 180 160 150 225 198 225 300 喷 嘴 移出 量/mm 30 30 30 30 25 30 50 喷 嘴 球半 径/mm 18 20 18 18 18 18 18 系 统 压 力/mpa 6 13.6 13.6 13.6 13.6 13.6 13.6 电 动 机功 率/kw 29.5 41 64 62.5 103 137 182 加热功率/kw 14 17 16.5 18 21 40 45.4 外 形 尺 寸(lwh)/(mmm) 6.51.32 61.52 7.71.82.4 7.41.724 10.91.93.5 112.93.2 142.42.9 重量/t 12 9 20 25 37 50 65 根据最大注射量和锁模力，参照表（2-1）注射机型号及参数，初步选定注射型号为 XS-ZY_30003P342 螺杆式注射机，其主要技术参数如下： 结构形式：卧式 额定注射量/g3cm：3000 螺杆直径/mm：120 注射压力/MP：113 注射重量/g：2730 注射速率/1 -gs：718 塑化能力/1 -hkg ：245 注射行程/mm：1120 注射方式：螺杆式 锁模力/kN：6300 拉杆间距/mm：900x800 合模方式：液压 模具最大厚度/mm：960 模具最小厚度/mm：400 顶出行程/mm：200 顶出力/kN：110 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 10 页 共 40 页 10 定位孔径/mm：225 喷嘴移出量/mm：30 喷嘴球半径/mm：18 系统压力/MPa：13.6 动定模固定尺寸/mm：10001250 拉杆空间/mm： ：500650 电动机功率/KW：137 加热功率/KW：40 机器外形尺寸/ mmmhw/l：11x2.9x3.2 重量/t：50 2.2.5 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满型腔时，会沿锁模力方向产生一个很大的涨型力。因此，注射机的锁模力必须大于该模的涨型力，即 1000kpAF （2-5） 式中： F注塑机的额定锁模力，F=6000kN； k 锁模力安全系数，一般值取 k1.11.2，现在取 1.1； P型腔的平均压力，p=35MPa； A塑件与浇注系统在分型面上的总投影面积,A=1630682mm。 因为1000kpAF =6278.118kN 所以初步定的注塑机的锁模力力为 6300KN，满足设计要求。 2.2.6 最大注射量校核 注塑机的最大注塑量应大于或等于制品的质量或体积 （包括流道及浇口凝料和飞边） ，一般来说注塑机的实际注塑量最好是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该满足： 浇塑机VVV8 . 0 （2-6） 式中： 机V注塑机的最大注塑量，3000cm3 ； 塑V塑件的体积，该产品 V 塑526cm3； V 浇浇注系统体积，该产品 V 浇20cm3。 因此 机V546cm3 初步选定的注塑机的注射容积为 3000cm3，满足设计要求。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 11 页 共 40 页 11 2.2.7 模具厚度校核 模具的闭合厚度必须满足下列关系： maxminHHmH （2-7） 式中： minH动、定模之间的最小开距，minH=400mm； mH模具闭合的厚度，mH=513mm； maxH动、定模之间的最大开距，maxH=960mm。 因此，初步选定的注射机的模具厚度满足设计的模具厚度要求。 2.2.8 开模行程校核 双分型面注射模的开模行程为： aHH10521L （2-8） 式中： L最大开模行程，XS-ZY_3000 的注射行程为 L=1120mm； 1H脱模距离，1H=20mm； 2H包括浇注系统在内的塑件的高度，2H=60mm； a第一次开模距离，需要保证浇注系统凝料有足够自由脱落距离，a240mm。 将数据代入公式得： L=112020+60+（510）+240=325330 故初步选定的注射机的最大开模行程满足模具开模设计的要求。 经过一系列校核，该注射机符合本模具设计要求。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 12 页 共 40 页 12 3 波轮模具设计 3.1 型腔分布 现在已经确定型腔数为 2，其分布如下图 3-1： 图 3-1 型腔分布 3.2 分型面设计 分型面设计位置的总体原则是：能保证塑件的质量，便于塑件的脱模及简化模具的结构；分型面受到塑件在模具中的成型的位置、浇注系统的设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件的位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响， 所以在设计分型面时应综合分析和比较， 具体可以从下面几个选项进行选择。 （1）分型面应选在塑件外形的最大轮廓处； （2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边； （3）保证塑件的精度要求； （4）满足塑件的外观质量要求； （5）便于模具加工制造； （6）对成型面积的影响； （7）对排气效果的影响； （8）对侧向抽芯的影响； 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 13 页 共 40 页 13 图 3-2 分型面 3.3 浇注系统设计 图 3-3 浇注系统 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 14 页 共 40 页 14 3.3.1 浇口套设计 浇口套是一端与注射机喷嘴相接触，可以看作是喷嘴的通道在模具中的延续，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道。其形状结构如图（3-4）浇口套结构所示，其设计要点有以下几点： 图 3-4 浇口套结构 （1）浇口套一般设计成圆锥形，其锥角可以取 16，流道壁的表面粗糙度取 Ra=0.63m，且在加工时应沿道轴向抛光。 （2）浇口套的前端凹坑球面半径2R比注射机的喷嘴球半径1R大 12 mm；球面凹坑深度为 35mm；浇口套的始端入口直径 d 比注射机的喷嘴孔直径大 0.51mm。 （3）浇口套的末端呈圆无须过渡，圆角的半径 r=13mm。 （4）浇口套常开设在可拆卸的浇口套的定位圈上，其材料经常使用 T10A 钢，热处理淬火后硬度为 5357HRC。 3.3.2 定位圈设计 定位圈配合固定在模具的面板上。定位圈是标准件，外径为120mm，内径40mm。具体的固定形式如图 3-5 所示： 图 3-5 定位圈结构 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 15 页 共 40 页 15 3.3.3 分流道设计 为保证熔融的塑料的流动阻力小，能量损失少，并能够均匀填充型腔，分流道是脱浇板下的水平流道。 为便于加工及凝料脱模， 分流道大多情况下都设置在分型面上，分流道的截面形状一般为圆形、梯形、U 形、半圆形或者矩形等，工程设计中经常采用梯形截面，其加工工艺性好，而且塑料熔体的热量散失少，流动阻力小。分流道截面尺寸一般采用下面的经验公式可确定： 42654. 0LmB （3-1） BH32 （3-2） 式中： B梯形大底边的宽度（mm） ； M塑件的重量（g） ； L分流道的长度（mm） ； H梯形的高度（mm） 。 质量为 537g，分流道的长度预计设计为 50mm长，而且有 2 个型腔，所以 mm1 .2345025372654. 0B 取 B 为 24mm mm162432H 取 H 为 16mm 根据实践经验，我们可以选择截面直径为 24mm，H=16mm。 梯形小底边宽度取 6mm。另外由于使用了水口板（即我们所说的定模板和中间板之间再加的一块板） ，分流道必须做成梯形截面，便于分流道和主流道凝料脱模。如下图 3-6 所示 图 3-6 分流道截面 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 16 页 共 40 页 16 分流道长度应该要尽可能的短，并且弯折少，以便于注射成型过程中最有效地使用原料和注射机的能耗，减少压力和热量的损失。 由于分流道中的塑料与模具接触的外层塑料会迅速冷却， 唯有中心部位的塑料熔体的流动状态比较理想，因而分流道的内表面粗糙度 Ra 要求不是很高，一般需要取1.6m 左右就可以了，这样表面稍稍不光滑，但是有助于塑料熔体的外层冷却，皮层固定，从而使得与中心部位的熔体之间产生一定的冷却速度差，进而保证了熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热。 3.3.4 浇口设计 浇口亦可称进料口，是连接分流道与型腔的通道4P255，除了直接浇口外，它是整个浇注系统中截面最小的部分， 但却是浇注系统中非常关键的部分。 浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和质量的影响很大。 由于制品的外表面不允许有进料口的残留痕迹，所以采用的是点浇口，而且浇口应设在内侧。采用多个点浇口均衡地进料既能保证塑件局部的结构容易充满，还能在填充过程中较为均匀，不会产生熔接痕和缩孔。 浇口的结构和尺寸如图 3-7 所示： 图 3-7 点浇口 3.3.5 浇口位置选择 在模具设计过程中，浇口的位置及尺寸要求是比较严格的，初步试模后还需要进一步修改浇口的尺寸。无论采用哪一种浇口，其开设的位置对塑件的成型性能及质量的影响都很大，因此合理的选择浇口的开设位置是提高生产质量的重要环节，同时浇桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 17 页 共 40 页 17 口的位置的不同还会影响模具的结构。总之，要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口的位置的选择。 一般要从以下几项原则考虑： （1）尽量缩短流动的距离； （2）浇口应开设在塑件壁厚最大处； （3）必须尽量减少熔接痕； （4）应该有利于型腔中气体的排出； （5）考虑分子的定向影响； （6）避免产生喷射和蠕动； （7）浇口处应该避免弯曲和受冲击载荷； （8）注意浇口对外观质量的影响。 3.3.5 浇注系统的平衡 对于现在的中小型塑件的注射模具己经广泛使用一模多腔的形式，设计时应当尽量的保证所有的型腔同时得到均衡的填充和成型。一般在塑件的形状及模具的结构允许的情况下，应该将从主流道到各个型腔的分流道设计成长度相等，形状及截面尺寸相同的形式，不然就需要通过调节浇口的尺寸使得各浇口的流量及成型的工艺条件达到一致，这就是所谓的浇注系统的平衡。很显然，我们设计的模具是平衡式的，即从主流道到各个型腔的分流道的长度是相等的，形状及截面尺寸都是相同的。 3.4 排气的设计 排气槽的作用主要有两点：一是在注射熔融物料时，排除模腔内的空气；二是排除物料在加热过程中产生的各种气体。越是薄壁的制品，越是远离浇口的部位，排气槽的开设就越是重要。另外对于小型件或精密的零件也要重视排气槽的开设，因为排气槽除了能避免制品的表面灼伤和注射量的不足外，还能够消除制品的各种缺陷，减少模具的污染等作用。那么，模腔的排气怎样才算是充分呢？一般的来说，若是以最高的注射速率注射熔料，在制品上却未留下焦斑，就可以认为模腔内的排气是充分的。 适当地开设排气槽， 可以大大地降低注射时间、 保压时间、 注射压力以及锁模压力，令塑件成型由困难变得容易，从而提高了生产效率，降低了生产成本，降低了机器的能量消耗。排气槽的设计往往需要依靠实践经验，通过试模与修模再加以完善，我们这个洗衣机波轮模具是利用模具零部件的配合间隙及分型面实线排气的。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 18 页 共 40 页 18 4 成型零件设计 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、成型杆和成型环等。成型零件在工作时，直接与塑料发生接触，塑料熔体的高压与流料的冲刷，脱模时还与与塑件间发生摩擦。因此，成型零件要求有较高的尺寸精度、正确的几何形状和较低的表面粗糙度。此外，成型零件还要求有合理的结构，较高的强度、刚度以及较好的耐磨性能。影响塑件尺寸精度的因素很多，概括地说，有塑料材料、塑件结构和成型工艺过程、模具结构、模具制造和装配、模具使用中的磨损等因素。 在设计成型零件时，应根据塑件的结构及使用要求和塑料的特性，确定型腔的总体结构，选择合适的分型面和浇口位置，确定脱模的方式、排气位置等，然后再根据成型零件的加工、 热处理、 装配等要求进行成型零件的结构设计， 成型零件的工作尺寸计算，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。 4.1 成型零件的结构设计 4.1.1 凹模设计 凹模是成型塑件外表面的主要零部件，其结构特点是随着产品的结构和模具的加工方法而变化。由于塑件形状比较复杂，为改善加工性和节约模具钢成本，减少热处理变形，故采用组合式凹模。 图 4-1 凹模 材料采用 3Cr2Mo6P179 4.2 型芯设计 构成产品空间的零件称为成型零件（即模具整体） ，成型产品内表面的（模具）零件称为型芯 (Core)，又称子模或后模。从产品模具外观上看，凸起的部份即型芯，下凹的部份为型腔(Cavity)，型芯与型腔是成对出现的，模具的型腔与型芯合模，其形成的空间即为该模具产品形状。为了节约贵重的模具钢材料和便于加工，模板和型芯将采用不同的材料制成,然后连接起来,即采用组合式结构。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 19 页 共 40 页 19 图 4-2 型芯 4.3 成型零件工作尺寸计算 所谓成型零件的工作尺寸是指成型零件上直接构成型腔腔体的部位的尺寸，其直接对应塑件的形状与尺寸。塑料 ABS 平均收缩率为：S=0.5，根据2P59，可知制品采用 IT4 级精度。 4.3.1 型腔径向尺寸的计算 塑件的基本尺寸 Ls 是最大的尺寸，其公差为负偏差，如果塑件上原有的公差的标注与此不符合，应该按照此规定转换为单向负偏差，因此，塑件的平均径向尺寸为sL-2/。模具型腔的基本尺寸 Lm 是最小的尺寸，公差为正偏差，型腔的平均尺寸为2/zmL。型腔的平均磨损量为2/e，考虑到平均收缩率，则可以列出下列的等式： SsLsLemL)2()2(22z （4-1） 省略掉比其他各项小得多的S与2/，则得到模具型腔的径向尺寸为： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 20 页 共 40 页 20 2)()1 (LczsLSm (4-2) 由于z和e都是与有关的量，所以上述公式的后半部分可以用x表示，标注制造公差后得： zzxsLSm0)1(0L ）（ (4-3) 由于z、e和的关系随着塑件的精度等级和尺寸大小的不同而变化， 所以式中前的系数 x 在塑件尺寸比较大、精度级别比较低时，z和e可以忽略不计，则 x=0.5； ，当塑件制件尺寸比较小、精度级别比较高的时候，c可取/6、z可取/3，此时，x=0.75.则上述公式为： zzsLSm075. 05 . 0)1(0L）！（）（ (4-4) 塑件孔的径向基本尺寸为sl，是最小的尺寸，其公差是正偏差，型芯的基本尺寸ml是最大尺寸，制造公差是负偏差。经过推导得： 0-75. 05 . 0l )1(0-lzzsSm）！（）（ (4-5) 4.3.2 型腔深度尺寸与型芯高度尺寸的计算 在计算型腔深度尺寸和型芯高度尺寸的时候，由于型腔的底面或型芯的端面磨损很小，所以可以不用考虑磨损量，所以有以下的公式： 型腔深度公式 zzxsS0H)1(0mH ）（ (4-6) 型芯高度公式 0-xh)1(0-hzzsSm）（ (4-7) 4.4 脱模机构零件的计算 由于塑件表面质量要求较高,故考虑采用推板脱模。 4.4.1 脱模力的计算 将塑件从包紧的型芯上脱落出来所需要克服的阻力称为脱模力。脱模力的计算是设计顶出机构的依据.。 根据7413，圆环形断面塑件的脱模力计算公式： 薄壁塑件 05. 0/Sd时 ）（s i n-f co sR SEQ l2F （4-8） 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 21 页 共 40 页 21 式中： R型芯平均半径,，R=160mm； S制品的壁厚，S=3mm； E塑料的弹性模量，ABS 塑料的弹性模量 E=MPa3107 . 28； Q塑件成型平均收缩率，Q=0.006； l塑件对型芯的包容长度，l=58mm； f塑件与型芯之间的静摩擦系数，常取 f=0.10.2； 模具型芯的脱模斜度，取=。3。 把以上数据代入公式，得： F=4174.57kN 4.4.2 顶杆直径计算 根据压杆稳定公式计算： 41nEF2LD）（ （4-9） 式中： 安全系数，常用=1.5； L顶杆长度，L=231mm； F脱模力，F=4174.57kN； n顶杆数目，n=6； E塑料的弹性模量，ABS 塑料的弹性模量 E=MPa3107 . 2。 将数据带入公式得： D8mm。 图 4-3 推杆 对顶杆进行校核： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 22 页 共 40 页 22 2DnF4 （4-10） 式中： 顶杆受到的应力(MPa)； 顶杆材料的许用应力, 45 钢, =180Mpa。 代入数据算得： =13.85MPa180Mpa 经校核知顶杆 D=8 符合强度要求。 4.4.3 推杆的位置和布局 （1）应开设在脱模阻力比较大的部位，而且均匀布置； （2）应保证塑件被推出时受力的均匀，推出平衡且不变形，当塑件各处的脱模阻力相同时， 则要均匀布置， 若是某个部位脱模阻力特别大， 则该处应该要增加推杆数目； （3）推杆应尽可能的设在塑件的厚壁、凸缘、加强等塑件强度、刚度较大处，当结构特殊的时候，需要设置在薄壁处时，可以采用盘状推杆，以增大接触的面积； （4）推杆的设置不应影响到凸模的强度与寿命，当推杆在端面时，则距型芯侧壁10.13mm，当推杆设置在型芯内部推在塑件的内部时，推杆孔距型芯侧壁23mm； （5）在模内排气困难的部位应设置推杆，以便于利用配合间隙排气； （6）若塑件上不允许有推杆痕迹的时候，可在塑件外侧设置溢料槽，从而靠推杆推在溢料槽内的凝料上而带出塑件。 4.4.4 复位弹簧 用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。亦作“ 弹簧 ”。改革开放以来，随着经济趋于全球化和中国制造业大国地位的确立，弹簧的配套需求量激增。加上从事弹簧生产投资额不高，技术门槛较低，投资回收快，从 20 世纪80 年代开始，弹簧生产企业数量迅速增加。截至 2010 年底，国内从事弹簧制造行业的规模以上企业达 724 家，从业人员超过 10 万人，2010 年销售收入超过 300 亿元，利润总额超过 16 亿元。 弹簧的主要功能： （1）控制机械的运动，如内燃机中的阀门弹簧、离合器中的控制弹簧等； （2）吸收振动和冲击能量，如汽车、火车车厢下的缓冲弹簧、联轴器中的吸振弹簧等； （3）储存及输出能量作为动力，如钟表弹簧、枪械中的弹簧等； （4）用作测力元件，如测力器、弹簧秤中的弹簧等。弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度，刚度越大，则弹簧越硬。 在这次注塑模设计中，我们采用弹簧作为复位机构。在模具开模，推杆把塑件（波轮）桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 23 页 共 40 页 23 推出去后，利用弹簧进行复位，完成一次闭模，进入下一个注射周期。 4-4 弹簧三维实体 图 4-5 弹簧 4.5 模板的选择 模板的尺寸是根据型芯确定的，而型芯的尺寸又是根据塑件确定的。所以塑件的尺寸决定了模板的尺寸。塑件的尺寸根据图 1-1 可知，根据塑件的尺寸，进行模板尺寸的桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 24 页 共 40 页 24 选择。 初定尺寸： 定模板： 长 L=1200mm 宽 B=796mm 高 H=126mm 动模板： 长 L=1200mm 宽 B=796mm 高 H=126mm 由上面数据，选择标准模板6： 定模板： HLB 796x1200x126 GB/T 1169.8-1984 动模板： HLB 796x1200x126 GB/T 1169.8-1984 材料： 45 钢 。 图 4-6 参考件 4.5.1 垫块,推板尺寸的确定 参考图 4-6 参考件，试确定垫块，推板的推荐宽度： 7B=630mm 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 25 页 共 40 页 25 5B=64mm 参考6P217，选择推板和垫块的厚度： 7H=26mm 5H=126mm 从图 4-6 参考件中得知，推杆固定板的尺寸和推板的长度和宽度尺寸相同，厚度是推板的两倍，所以有推杆固定板： 6L=1200mm 6H=630mm 6B=52mm 表 4-1 垫块，推杆固定板和推板 零件名称 参考 尺寸 材料 备注 垫块 6P351 表 13.2-8 HLB 64x1200x126 Q235 GB/T 1169.6-1984 推杆固定板 6P352351表13.2-9 HLB 630x1200x52 45 钢 GB/T 1169.6-1984 推板 6P352351 表13.2-9 HLB 630x1200x26 45 钢 GB/T 1169.6-1984 4.5.2 标准模架的选取 模架是设计制造塑料注射模的基础部件。为了提高模具的质量，缩短生产周期，组 织专业化和批量化生产，促进商业化，我国于 1988 年完成了塑料注射模中小型模架和大型模架两项国家标准的制定，并由国家技术监督局审批和发布实施。 选择标准模架，可以简化模具的设计与制造，一旦某一型号的模架被确定下来，就可以得到已经设计好的零件的详细尺寸数据， 如模板大小， 螺钉的大小与安装的位置等，而且这些洗衣机波轮注射模设计的零部件是可以从市场上买到的，或者可以买来进行二次加工就可以使用了，这样就可以大大的减轻模具的设计和制造工作。 鉴于本次设计，本次模架确定为如下图 4-7 所示： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 26 页 共 40 页 26 图 4-7 模架 4.5.3 导柱和导套的选择 （1）导柱 导柱是用于模具中与组件组合使用确保模具以精准的定位进行活动引导模具行程的导向元件。导柱， 英文 Guide rod 或 Guide pin-机械模具 -模具术语导柱的材质一般选用轴承钢、热作模具钢、易车铁等，而以轴承钢 SUJ2 的使用量较大，使导柱在导向性能上的耐用性与可换性大大加强。导柱与组件组成外导柱组件与内导柱组件，具有美丽的金属光泽。 导柱热处理：HRC58-62；导柱表面粗糙度：Ra0.8、Ra1.6。 导柱一般是带肩圆柱形，一般会有油槽，油槽的数量随着导柱的程度加长而增加，极限最多的油槽一般是 8 个。 根据模架确定导柱的尺寸，本设计采用的是有肩导柱。根据国家标准 GB/T 4170-1984，如下图 4-8 所示： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 27 页 共 40 页 27 图 4-8 有肩导柱 材料：20 钢。 （2）导套 导套常用作钻和镗，一般钻孔用的叫钻套，镗孔用的叫刀杆导套，作用是管住钻头或刀杆在切削时不会跑偏，以提高被加工孔的尺寸精度和位置精度。模具中的“导套”也叫“边钉”，作用就是导向。模具的导向装置的作用是引导上模与下模以正确位置对合。 最常见的导向装置就是导柱导套。另外，大型模具可能设置导板，微型冲模可能设置导管，与导柱导套作用相同。 材料：20 钢 GB699 热处理：渗碳深度 0.81.2mm 硬度：HRC5862 技术条件：按 GB/T12446 的规定 本次模具设计用到了两种导套：带头导套和直导套 。 如下图 4-9，4-10 所示： 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 28 页 共 40 页 28 图 4-9 带头导套 图 4-10 直导套 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 29 页 共 40 页 29 4.6 温度调节系统设计 在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件的成型质量和生产效率。模具的冷却时间一般占到成型周期的 2/3 以上，由此可见它在生产效率中所占的份量。而冷却不良常导致塑件产生翘曲变形等质量缺陷。 因此， 注塑模必须要有良好的冷却系统。 为此，冷却系统 CAD 将起到极大的作用。 （1）冷却系统 CAD 技术冷却系统 CAD 主要包括三大模块：初始化模块、水管回路设计模块和标准件选择模块； （2）冷却系统初始化设计。在初始化模块中， 输入一定的初始条件，计算冷却系统水管布置所需参数。根据实验证明，熔体中的热量有 95%为冷却介质所带走。在系统初始化设计中，通过冷却系统公式对各个参数进行计算； （3）冷却水管回路设计。在冷却水管回路设计模块中选择相应的水管布置特征加以组合，得到用户所需的水管布置形式。冷却水管回路布置是相当复杂的，对型腔和型芯要分别布置， 有时还要布置好几层回路。通过分析注塑模冷却系统的各种情况，设计时应进行回路类型选择，再加以组合，从而得到所要求之冷却回路； （4）标准件的选择。根据用户的要求，选择与水管回路相匹配的冷却系统标准件。冷却系统中的标准件有水管接头，密封圈等。对冷却系统中的标准件可事先建成标准件库，采用数据库和参数化技术相结合的方法，以供选择。 交互式冷却系统设计流程 图所示为冷却系统设计流程图，这是一种交互式设计流程，它利用人机交互的方法输人一定的初始条件和相关数据，如塑料品种、 塑件厚度、塑件质量、模具材料等，系统得到输入数据后，根据系统中已有的公式及数据，算出其余的设计参数。然后将此数据交付用户，由用户审查、修改。修改后系统将重新计算，再给出相应的设计参数，如此反复，直至用户满意为止。 注射模冷却系统设计的原则设计冷却系统需要考虑模具的结构、塑件的尺寸和壁厚、镶块的位置、熔接痕的产生位置等。 （1）塑件厚度均匀，冷却通道至型腔表面的距离相等，亦即冷却通道的排列与型腔的形状相吻合，塑件壁厚处冷却通道应*近型腔，间距要小以加强冷却。一般冷却通道与型腔表面的距离大于 10mm，为冷却通道直径的 12 倍； （2）在模具结构允许的前提下，冷却通道的孔径尽量大，冷却回路的数量尽量多，以保证冷却均匀； （3）为防止漏水，镶块与镶块的拼接处不应设置冷却通道，并注意水道穿过型芯、型腔与模板接缝处时的密封以及水管与水嘴连接处的密封，同时水管接头部位设置在不影响操作的方向，通常在注射机的北面； （4）浇口处应加强冷却。由于浇口附近温度最高，通常可使冷却水先流经浇口附近，再流向浇口远端； （5）降低入水与出水的温度差，避免模具表面冷却不均匀； 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 30 页 共 40 页 30 (6)冷却通道要避免接近塑件熔接痕的生产位置，以免降低塑件的强度； (7)冷却通道内不应有存水和产生回流的部位，应避免过大的压力降。冷却通道直径的选择要易于加工清理，一般为 612mm。 4.6.1 成型周期 4t3t2t1tT （4-11） 式中： T成型周期，s； 1t注射时间，1t=30s； 2t高压时间，2t=3s； 3t冷却时间，3t=20.5s； 4t其他时间，如开模时间，取件时间等，定4t=30s。 T=30+3+20.5+30=83.5s 4.6.2 冷却计算 模具的散热与很多因素有关系，很难精确地计算。现在主要是考虑冷却介质在管内强制对流的散热， 忽略其它的传热因素。 假设由熔融的塑料放出的热量全部传递给模具，由7P212 式 8-81 模具的散热与很多因素有关，很难精确计算。现主要考虑冷却介质在管内强制对流的散热，忽略其它传热因素。假设由熔融塑料放出的热量全部传给模具，由7 P212 式 8-81 知其热量为 ）21(nQTTmc （4-12） 式中： Q熔融塑料放出的全部热量； n每小时注射次的数，n=3600/83.5=43.11，取 n=43 次/h； m每次注射的塑料的质量，m1.1kg； c塑料的比热容，本次使用的是 ABS 塑料，查7得：c=1047J/kgC。； 1T熔融塑料进入模腔的温度，查2P93 取1T=160C。 2T制品脱模温度，查2P93 取2T=50C。 将数据代入公式得： Q=hJ /61045. 5)50160(10471 . 143 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 31 页 共 40 页 31 在冷却的时候需要的冷却水量7 ）（4T-3TQM （4-13） 式中： M通过模具的冷却水质量，单位为kg； 3T出水温度，查资料得3T=30C。 4T进水温度，查资料得4T=20C。 导热系数，查7取=1055J/mC。 将数据代入公式得： M=59.51620-30105561045. 5）（kg 模具冷却管道直径的计算7 M3104D （4-14） 式中： M冷却水质量，M=516.59kg； 管道内冷却水的流速，一般为=0.82.5m/s，取 v=1.5m/s； 水的密度，查资料得=3100 . 13/kg m。 将数据代入公式得： 3100 . 15 . 159.5163104D=19.27 取 D=19mm 4.7 塑料模具的材料及热处理 塑料在国民经济的多个领域中得到广泛的应用，而它的产量按体积计算在世界上已超过了钢铁的产量。同时，塑料模具是塑料成型加工中不可缺少的工具，在总的模具产量中所占的比例逐年增加，在当前已经处于非常重要的位置。在我国塑料模具的应用在国民经济中的地位愈来愈重要。它的钢材耗用量大,品种规格多，形状复杂，表面粗糙度值要求低,制造难度大。因此,探讨塑料模具的制造中的选用材料与热处理问题,综合分析其工作条件、失效、性能，合理选用材料与热处理以及提高它的使用寿命，保证制件质桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 32 页 共 40 页 32 量，降低制造成本显得非常重要。 用于塑料模具的材料的品种有很多，主要是以钢为主，其次是有色金属或非金属。通常用作塑料模具的钢材的有碳素结构钢、合金结构钢。选择塑料模具的材料的主要依据是塑料模具的工作条件，对一些工作精度要求不高、工作条件比较好的塑料模具，可以选用一些价格比较低廉的普通材料制造，而对一些工作精度要求比较高、工作条件比较恶劣的塑料模具，则需要选用一些价格比较贵、使用性能特别好的材料来制造。必要时还应对加工好的模具零部件进行一些特殊的加强化处理。但是，由于塑料的原材料、产品生产等级、成形工艺条件以及成形质量的要求不同，对各种塑料模具的工作条件通常都有很大的差异， 因此在选择模具的材料时， 需要从技术和经济这两个方面综合考虑。一般先从经济观点出发来考虑。对大批量生产的塑件，总是需要采用一些比较好的模具材料；在模具使用寿命要求不高，能够满足塑件的成形质量的条件下，则应该尽量的选用一些性能相对比较差，价格低廉的材料。从技术角度上来考虑，除了希望它们能够满足具有良好的使用性能以满足模具的工作条件之外，还希望它们具有良好的加工性能，以保证模具的零部件的加工质量，以降低加工成本。 4.7.1 塑料模具的材料应该具有的性能条件 （1）具有良好的机械加工性能； （2）具有良好的镜面加工性能； （3）具有良好的耐磨性、韧性等机械性能； （4）具有较好的淬火性能和热处理变形小的性能； （5）具有良好的焊接修补性能； （6）具有很好的互换性，便于选择代用料。 4.7.2 模具材料与热处理列表 表 4-2 模具材料与热处理方式 零件类型 零件名称 材料 热处理方法 硬度 成型零件 上型芯 3Cr2Mo 渗碳、淬火 HRC 54-58 下型芯 3Cr2Mo 渗碳、淬火 HRC 54-58 模 体 零 件及 支撑零件 动模板 45 钢 调质处理 HB 230-270 动模座板 45 钢 调质处理 HB 230-270 定模板 45 钢 调质处理 HB 230-270 定模座板 45 钢 调质处理 HB 230-270 垫块 45 钢 调质处理 HB 230-270 浇注系统零件 定位圈 45 钢 调质处理 HB 230-270 浇口套 T8A 淬火 HRC 50-55 导向零件 导柱 20 钢 渗碳、淬火 HRC 56-60 导套 20 钢 渗碳、淬火 HRC 56-60 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 33 页 共 40 页 33 续表 4-2 模具材料及热处理方式 顶出机构零件 推杆 T8 淬火 HRC 56-60 推杆固定板 45 钢 调质处理 HB 230-270 弹簧 60Si2MnA 淬火+中温回火 HRC40-45 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 34 页 共 40 页 34 5 利用软件进行模具的装配与仿真 CAD/CAE 技术的引入使得模具设计非常的方便快捷，降低了制造成本，实现了模具设计、制造、装配、仿真等一系列复杂的工作的简易化。 5.1 装配过程 前面已经完成了各个零件的设计，现在我们就来说说怎么利用计算机辅助软件对各个零件进行装配。下面我们就以 Solidworks5三维软件来探讨这一装配过程。 首先，我们要打开软件。 图 5-1 solidworks 启动界面 然后新建一个装配体文件，点击“新建” ，就会出现下面的图框。 图 5-2 新建界面 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 35 页 共 40 页 35 双击装配体进入装配体界面。 图 5-3 装配体界面 然后点击，把所以需要用到的零件都放到这里面来，如下图： 图 5-4 插入零件 最后是把这些零件都装配起来，具体过程参照5。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 36 页 共 40 页 36 最终的装配图如图 5-5 所示： 图 5-5 装配体 5.2 装配体仿真 所谓的仿真就是模拟开合模的过程， 还有塑件脱落的过程， 检验是否符合生产要求，进而降低了生产成本。 桂林电子科技大学毕业设计（论文）报告用纸 第 37 页 共 40 页 37 6 模具的装配 装配模具是模具制造过程中的最后的阶段，装配的精度会直接影响模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术的要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。 在模具装配的过程中，对模具的装配精度应控制在合理的范围内，模具的装配精度包括相关零件的位置精度，相关的运动精度，配合精度及接触只有当各精度要求得到保证，才能使模具的整体要求得到保证。 塑料模的装配基准分为两种情况，一是以定模和动模的型腔、型芯为装配基准。这种情况，定模及各动模的导柱和导套孔先不加工，将型腔和型芯之间的垫片保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模
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