弯板注射成形工艺及模具设计-注塑模具【固定座 中间拱形】【含8张CAD图纸+PDF图】
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固定座 中间拱形
弯板注射成形工艺及模具设计-注塑模具【固定座
中间拱形】【含8张CAD图纸+PDF图
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毕 业 设 计 说 明 书毕业设计题目：塑料弯板注射成形工艺及模具设计系 部： 材料工程系 专 业： 模具设计与制造班 级： 模具144 学生姓名： 范伯男 学 号： 141304403 指导教师： 翟德梅 2017年 4 月 20 日摘 要我们以社会实际产品为课题，设计一套能够生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的塑料模具，能熟练使用UG、CAD绘图。使我们在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具数字化设计、塑料模具零件的选材、热处理、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为缩短工作适应期奠定坚实的基础本设计的重点内容有以下几点：（1）要明确塑件设计要求：仔细阅读塑件制品零件图，从制品的塑料品种，塑件形状，尺寸精度，表面粗糙度等各方面考虑注塑成型工艺的可行性和经济性，必要时，要与产品设计者探讨塑件的材料种类与结构修改的可能性。（2）运用UG及CAD软件完成模具设计：分型面应选在塑件外形最大轮廓处，满足塑件的外观质量要求。（3）模具结构设计：塑件成型位置及分型面选择；模具型腔数的确定，型腔的排列和流道布局以及浇口位置设置；模具工作零件的结构设计；顶出机构设计；排气方式设计。（4）模具总体尺寸的确定和选购模架：模架已逐渐标准化，选定模架，在以上模具零部件设计基础上初步绘出模具的完整结构图。（5）模具结构总装图和零件工作图的绘制：模具总图绘制必须符合机械制图国家标准，模具总装图应该包括必要尺寸，如模具闭合尺寸，外形尺寸，特征尺寸，装配尺寸，极限尺寸及技术条件，编写零件明细表等。关键词：ABS；弯板；注射模具；推板机构；薄壁塑件；模具设计Plastic bending plate injection molding process and mold design AbstractWe take the actual product of society as the subject, design a set of production for plastic parts, reasonable structure, can guarantee the precision plastic mold, the surface quality of the products, able to skillfully use PROE, CAD/CAM mapping, CAE analysis software. We make the plastic parts in the structure design, plastic molding process analysis, plastic mold, plastic mold parts of the digital design and material selection, heat treatment, plastic mold manufacturing, comprehensive training and information retrieval, English translation and so on, in order to shorten the work period to lay a solid foundation for the design of the main content is as follows: (1) to clear plastic parts design requirements: read the product parts, products from plastic, plastic parts shape, size precision, considering the feasibility and economy of the injection molding process of all aspects of the surface roughness when necessary, to explore the possibility of modifying the material type and structure of plastic parts and products the designer. (2) using UG and CAD software to complete the mold design: parting surface should be in shape to meet the requirements of maximum contour, the appearance quality of plastic parts. (3) die structure design: molding position and parting surface selection; determine the mold cavity number, cavity arrangement and runner layout and gate location design; structure design of die parts; ejection mechanism design; exhaust system design. (4) to determine the overall size of the mold and the selection of mold: mold has been gradually standardized, the selected frame, complete structure design based on the above preliminary draw mold parts mold. (5) drawing die assembly drawing and parts drawing: drawing die drawing must comply with the national standard of mechanical drawing, mold assembly drawings should include the necessary dimensions, such as the closed mold size, shape size, feature size, assembly size, limit the size and technical conditions, preparation of parts list etc.Key words: ABS warp, injection mold, push plate mechanism, thin wall plastic parts, mold design 目 录1绪论11.1模具工业产品结构的现状11.2模具工业技术结构现状11.3模具的发展趋势21.3.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展21.3.2模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展21.4快速经济制模技术31.5模具材料及表面处理技术发展迅速32 塑料弯板注射模的结构设计与制造42.1明确设计任务和准备必要的技术条件42.2分析研究原材料的工艺特性和成型性能42.2.1基本特性：43塑件的工艺性分析63.1塑料型号及其性能63.2成型特点：73.3模具工艺规程的编制74 模具的结构形式94.1分型面位置的确定94.2型腔数量和排列方式确定95 注射机型号的确定125.1注射量的计算125.2浇注系统凝料体积的初步估算125.3选择注射机125.4注射机的相关参数的校核135.4.1注射压力校核136浇注系统的设计146.1主流道的设计146.2分流道的设计156.3浇口的设计156.4侧浇口尺寸的确定157 冷料穴的设计177.1成型零件钢材的选用178 排气孔道的设计189 分型面的选择设计1910 模架的选择与设计2010.1特点和用途：2010.2模架的确定2010.3各模板尺寸的确定2110.4模架各尺寸的校核2111顶出脱模机构设计2211.1 推出脱模机构的选取用原则2211.2脱模机构工作原理2211.3推板的设计2212 温调系统设计2312.1 模具加热与冷却系统对塑件质量的影响2312.2冷却介质2312.3凹模嵌件和型芯冷却水道的设置2314绘制模具的总装图25装配调试的工艺要求及注意问题25结束语26致谢28河南工学院毕业设计说明书1绪论 模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业值。1.1模具工业产品结构的现状按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为10大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算，目前我国冲压模占50左右，塑料成形模约占20，拉丝模（工具）约占10，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的40以上。我国的塑料成形模具设计，制作技术起步较晚，整体水平还较低。目前单型腔，简单型腔的模具达70以上，仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为80万次左右，主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等，注射模精度已达到5um以下，最高寿命已突破2000万次，型腔数量已超过100腔，达到了80年代中期至90年代初期的国际先进水平。1.2模具工业技术结构现状我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。在采用CAD/CAM等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用CAD技术设计模具方面，仅有约10%的模具在设计中采用了CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用CAM技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备或因计算机制式不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作。1.3模具的发展趋势1.3.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。集成化程度较高的软件包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。模具设计、分析及制造的三维化传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。1.3.2模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展模具检测设备的日益精密、高效精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达23m，目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产3250mm3250mm三坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物建立数学模型输出工程图纸模具制造全过程，成功实现了逆向工程技术的开发和应用。数控电火花加工机床日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的NCEDM具有P-E3自适应控制、PCE能量控制及自动编程专家系统。高速铣削机床(HSM)铣削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高(为普通铣削加工的510倍)及可加工硬材料(60HRC)等诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。1.4快速经济制模技术缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。与传统模具加工技术相比，快速经济制模技术具有制模周期短、成本较低的特点，精度和寿命又能满足生产需求，是综合经济效益比较显著的模具制造技术，具体主要有以下一些技术。快速原型制造技术(RPM)。它包括激光立体光刻技术(SLA) ；叠层轮廓制造技术(LOM) ；激光粉末选区烧结成形技术(SLS) ；熔融沉积成形技术(FDM) 和三维印刷成形技术(3D-P)等。表面成形制模技术。它是指利用喷涂、电铸和化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术。浇铸成形制模技术。主要有铋锡合金制模技术、锌基合金制模技术、树脂复合成形模具技术及硅橡胶制模技术等冷挤压及超塑成形制模技术。其他方面技术。如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。1.5模具材料及表面处理技术发展迅速模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具钢有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，火焰淬火钢(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型热作模具钢有美国H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用钢有预硬钢(如美国P20)、时效硬化型钢(如美国P21、日本NAK55等)、热处理硬化型钢(如美国D2，日本PD613、PD555、瑞典一胜白136等)、粉末模具钢(如日本KAD18和KAS440)等；覆盖件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V铸铁等，大型模架用HT250。多工位精密冲模常采用钢结硬质合金及硬质合金YG20等。在模具表面处理方面，其主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗(如TD法)发展；由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入、离子注入等方向发展。2 塑料弯板注射模的结构设计与制造原始资料：零件名称：弯板材料：ABS生产批量：大批量2.1明确设计任务和准备必要的技术条件注射模设计工作必须从模具设计任务书作为依据。由设计任务书了解塑料制品的技术图样，生产纲领、使用要求，注射成型工艺规程以及对模具质量的要求和完成时间等内容，明确设计任务之后，通过必要的技术资料进行初步设计。2.2分析研究原材料的工艺特性和成型性能2.2.1基本特性：ABS是（Acrylonitrile Butadiene Styrene的首字母缩写）是一种强度高、韧性好、易于加工成型的热塑型高分子材料。因为其强度高、耐腐蚀、耐高温，所以常被用于制造仪器的塑料外壳。 ABS树脂是微黄色固体，有一定的韧性，密度约为1.041.06 gcm3。它抗酸、碱、盐的腐蚀能力比较强，也可在一定程度上耐受有机溶剂溶解。 ABS树脂可以在-2560的环境下表现正常，而且有很好的成型性，加工出的产品表面光洁，易于染色和电镀。因此它可以被用于家电外壳、玩具等日常用品。常见的乐高积木就是ABS制品。 ABS树脂可与多种树脂配混成共混物，如PCABS、ABS/PVC、PAABS、PBTABS等，产生新性能和新的应用领域，如：将ABS树脂和PMMA混合，可制造出透明ABS树脂。 ABS管材的特点(1)工作压力高:在常温2OC情况下压力为1.OMpa。 (2)抗冲击性好:在遭受突然袭击时仅产生韧性变形。 (3)本产品化学性能稳定、无毒、无味，完全符合制药、食品等行业的卫生安全要求。 (4)流体阻力小，其内壁光滑，转弯处呈圆弧形，因而流动磨擦力小，大大减少了系统流体阻力和泵的马力。 (5)使用温度范围大:其使用的温度范围为-2O+70。 (6)使用寿命长:本产品在室内一般可用50年之久，如埋在地下或水中寿命会更长，且无明显腐蚀。 (7)安装简便密封性好:本产品安装采用承插式连接溶剂粘接密封，施工简便，固化速度快、粘合强度高，避免了一般管道存在的跑、冒、滴、漏的现象。 (8)重量轻，节省投资:ABS的重量是钢铁的1/7，因而减轻了结构重量，减轻了工人劳动强度，并降低了原材料的消耗，可大大节省工程投资。3 塑件的工艺性分析3.1塑料型号及其性能经过我们查了模具实用技术设计综合手册可以知道，一般外壳零件，比如手机壳，塑料扣盒壳体塑件选用ABS树脂材料是相对比较好，性价比相对比较高的。ABS树脂其实就是由三种单体共聚合成的，这三种单体分别是丙烯腈、聚丁二烯和苯乙烯。当然这三种单体都有属于他们自己的特性，丙烯腈能让之表面平滑和充满光泽并能让之具有较高的硬度；除了硬度之外，韧性那也是非常重要的一项特性，聚定烯提供就是这样具有韧性的特性；剩下的苯乙烯的特性就是让加工性变得良好。这些优良的特性使得ABS的应用范围很广，性价比很高，很多厂家都喜欢采用ABS材料，因为它是最经济的材料。综上所述，所以选用ABS塑料。 我们需要注意的是，在注塑成型的时候，要进行预备性干燥，鉴于聚丁二烯的效能，在塑料熔融时，很容易就会产生气体，造成的不良后果有烧痕或者银线等。 ABS主要技术指标如下表：表 1 ABS 主要技术指标密度（g/cm）1.021.16抗拉屈服强度(Mpa)50比容(cm/g)0.860.98拉伸弹性模量(Mpa)1.8x103吸水率 24h(%)0.20.4冲击韧性Ndm/cm无缺口261收缩率(%)0.40.7缺口11熔点()130160弯曲强度(Mpa)80热变形温度()0.45Mpa90108硬度(HB)9.71.80Mpa83103体积电阻率6.910163.2成型特点：流动性和成型优良，成品率高，但易出现裂纹，成型塑件的脱模斜度不宜过小，但顶出要均匀；由于热膨胀系数高，塑件中不宜有嵌件，否则会因两者的热膨胀系数相差太大而导致开裂，塑件壁厚应均匀；宜用高料温、高模温、低注射压力成型并延长注射时间，以防止缩孔及变形降低内应力，但料温过高，容易出现银丝；因流动性好，模具设计中大多采用点浇口形式。3.3模具工艺规程的编制以下是根据毕业设计任务书题目所提供的原始数据即一个塑件的模型要求，来综合介绍塑件的注射成型工艺的选择，成型模具的设计程序、模具主要零部件的加工工艺规程的编制及模具装配与试模的工艺方法等内容。该塑件是一个塑料弯板，其零件如图所示。本塑件的材料采用ABS，生产类型为大批量生产。塑料弯板零件图 3.4 ABS的注射成型过程及工艺参数 注射成型过程 (1)成型前的准备 对ABS的色泽、粒度和均匀度等进行检验，由于ABS吸水性较大，成型前应进行充分的干燥。 (2)注射过程 塑件在注射机料和筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。 (3）塑件的后处理的介质为空气和水，处理温度为6075C，理时间为1620s。 (4)注射工艺参数 注射机：螺杆式，螺杆转数为30r/min 料筒温度（C):后段150170; 中段160180； 4 模具的结构形式：4.1分型面位置的确定 通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模取出塑件的底平面上。 4.2型腔数量和排列方式确定 （1）型腔数量的确定 该塑件采用精度一般在23级之间，且为大批量生产，可采取一模多腔的结构形式。同时，考虑到塑件尺寸、模具结构尺寸的大小关系，以及制造费用和各种成本费等因素，初步定为一模两腔结构形式。 （2）成型排列形式的确定 多型腔模具尽可采用平衡式排列布置，且要力求紧凑。并与浇口开设的部位对称。由于该设计选择的是一模两腔，故采用直线对称排列 （3）模具结构形式的确定 从上面的分析可知，本模具设计为一模两腔，对称直线排列，根据塑件结构形状，推出机构拟采用脱模板推出形式。浇注系统设计时，流道采用对称平衡式，浇口采用侧浇口，且开设在分型面上。因此，定模部分不需要单独开设分型面取出凝料，动模部分需要添加型芯固定板、支撑板和脱模板。由上综合分析可确定选用带脱模板的单分型面注射模。型腔型芯注塑成型模具型腔壁厚的制定应该符合操作方便简单、结构质轻精巧和刚度好、强度大等条件。在塑料的填充过程中，由于会受到熔体的高温高压影响，型腔应该具有满足设计条件的刚度和强度。如若不然制品或许会由于刚度不足从而形变损伤，也有一定几率会由于弯曲形变导致飞边和溢料，由此制品的尺寸精确度大大下降，同时导致制品脱模不能顺利进行。计算刚度通常需要对以下情况进行分析评估：(1)由于部分位置的尺寸会受到较高精度的限制，所以需要保证制品符合精度要求以及尺寸要求；(2)确保型腔不会出现溢料现象，本设计采用的塑料材料为ABS，保证该材料不溢料的最大间隙为0.05mm；(3)控制制品冷却固化时的收缩量大于型腔允许的弹性形变量，以确保制品能够顺畅地脱模。5 注射机型号的确定 根据分析塑件制品它的大小还有生产量的多少，需预选注射机，在预选中，应以塑件制品实际需要的注射量来预选注射机型号，预选完后，还得对注射机的其他参数分别进行校核，以确保是否符合生产需要，一般需要校核的参数为：公称锁模力、模板行程、公称注射压力和模具安装部门的尺寸5.1注射量的计算 经计算得 塑件体积： 塑V=62.383cm 塑件质量： 塑m=62.381.02g=63.79g 5.2浇注系统凝料体积的初步估算 浇注系统的凝料在设计之前是不能确定准确的数值，但是可以根据经验按照塑件体积的0.21倍来估算。由本次采用流道简单并且较短,因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为 总V=塑V（1+0.2）2=149.713cm 5.3选择注射机 根据第二步计算得出一次注入模具型腔的塑料总质量 总V=121.5843cm，并结合式0.8/V总公V有：14.1878.0/71.1498.0/3cmV总3cm。 根据以上计算，初步选定公称注射量为1603cm，注射机型号为SZ-160/100卧式注射机。其主要技术参数见下表。5.4注射机的相关参数的校核 5.4.1注射压力校核查表知，ABS所需注射压力为80110MPa，这里取 0p=100MPa,该注射机的公称注射压力公p=150MPa，注射压力安全系数1k=1.25 1.4，这里取1k=1.3，则： 01pk=1.3100=130 ，所以，注射机注射压力合格。6 浇注系统的设计浇注系统指模具中从注射机喷嘴起到型腔入口为止的塑料由塑料熔体的流动通道，普通浇注系统包括流道（由主流道、分流道和冷料穴组成）和浇口。6.1主流道的设计 主流道通常位于模具中心塑熔体的入口处，它将注射机喷嘴注射出的熔体导入分流道或型腔中。主流道的形状为圆锥形，以便熔体的流动和开模时主流道凝料的顺利拔出。主流道的尺寸直接影响到熔体的流动速度和充模时间。另外，由于其与高温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，因此设计中常设计成可拆卸更换的浇口套。 主流道的尺寸主流道长度：小型模具应尽量小于60mm，本次设计中取38mm主流道小端直径：d = 注射机喷嘴直径 +（0.51）mm= （5+0.5）mm=5.5mm 主流道大端直径： = d+2tanmm7mm，式中=4。主流道球面半径：S=注射机喷嘴球头半径+（12）mm=9+（12）mm 取 S = 11mm。球面配合高度: h=6mm。主流道衬套为标准件可选购。主流道小端入口处与注射机喷嘴反复接触，易磨损。对材料的要求严格，因而尽管小型注射模可以将主流道浇口套与定位圈设计成一个整体，但考虑上述因素通常仍然将其分开来设计，以便于拆卸更换。同时也便于选用优质钢材进行单独加工和热处理。 设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为5055HRC。主流道截面图6.2分流道的设计 （1）分流道的布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减小分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。 （2）分流道的长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故设计时可适当选小一些。单边分流道长度分L取35mm。 (3)分流道截面形状 为了便于加工和凝料的脱模，本次设计采用梯形截面，其加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失、流动阻力均不大。 6.3浇口的设计该塑件要求不允许有裂纹和变形缺陷，表面质量要求较高，采用一模两腔注射，为便于调整充模时的剪切速率和封闭时间，因此采用侧浇口。其截面形状简单，易于加工，便于试模后修正，且开设在分型面上，从型腔的边缘进料。塑件轮毂和外周有4条肋板相连，而浇口正对其中一块肋板，有利于向轮毂和顶部填充。 6.4侧浇口尺寸的确定计算侧浇口的深度。根据表，可得侧浇口的深度h计算公式为 h=nt=0.73mm=2.1mm 式中，t是塑件壁厚，这里t=3mm；n是塑料成型系数，对于ABS，其成型系数 n=0.7预选注射机在工厂进行设计时，浇口深度常常选取小值，以便在今后试模时发现问题进行修模处理，并根据表4-9中推荐的ABS侧浇口的厚度为1.21.4mm，故此处浇口深度取1.3mm。7 冷料穴的设计冷料穴是用来储藏注射间隔期间产生的冷料头的，防止冷料进入型腔而影响塑件质量，并使熔料能顺利地充满型腔。冷料穴一般设置在主流道的末端，直径稍大于主流道大端直径。本设计采用带勾料形头（圆形头）拉料杆的冷料穴.，直径取6mm。开模时，拉料杆通过钩头拉住冷料穴内冷料，将主流道的冷凝料从定模中拉出，然后用推板推出注射件。冷料穴位于主流道正对面的动模板上，其作用主要是收集熔体前锋的冷料，防止冷料进入模具型腔而影响制品的表面质量。本设计仅有主流道冷料穴。由于该塑件表面要求没有印痕，采用脱模板推出塑件，故采用与球头形拉料杆匹配的冷料穴。开模时，利用凝料对球头的包紧力使凝料从主流道衬套中脱出。(1)凹模的结构设计 凹模成型制品的外表面的成型零件。按凹模结构的不同可将其分为整体式、整体嵌入式、组合式和镶拼式四种。根据对塑件的结构分析，本设计中采用整体嵌入式凹模。 (2)凸模的结构设计（型芯） 凸模是成型塑件内表面的成型零件，通常可以分为整体式和组合式两种类型。通过对塑件的结构分析可知，该塑件的型芯有两个：一个是成型零件的内表面的大型芯，因塑件包紧力较大，所以设在动模部分；另一个是成型零件中心轴孔内表面的小型芯，设计时将其放定模部分，同时有利于分散脱模力和简化模具结构。将这几个部分装配起来。 7.1成型零件钢材的选用 根据对成型塑件的综合分析。该塑件的成型零件要有足够的钢度、强度、耐磨性及良好的抗疲劳性能，同时考虑它的机械加工性能和抛光性能。又因为该塑件为大批量生产，所以构成型腔的嵌入式凹模钢材选用P20（美国牌号）。对于成型塑件外圆筒的大型芯来说，由于脱模时与塑件的磨损严重，因此钢材选用高合金工具钢Cr12MoV。而对于成型内部圆筒的型芯而言，型芯较小，但塑件中心轮毂包住型芯，型芯需要散发的热量比较多，磨损也比较严重，因此也采用Cr12MoV，型芯中心通冷却水冷却。8 排气孔道的设计 从某种意义上说，注射模也是一种置换装置，即塑体进入模腔的同时，置出模腔内的气体，这些气体如果不能排出模腔，将会影响制品成型以及脱模后的质量。因此，在设计模具时，必须考虑排气结构的设计问题。排气方式有两种，排气槽排气、间隙排气。塑件采用的是中小型模具，可直接利用分型面，斜滑块活动余量，顶杆间隙，顶杆间隙，拼镶件缝隙进行排气，而不需要另设排气榜，间隙大小以不产生溢料现象为宜，通常在0.020.05mm选择。9 分型面的选择设计 模具设计中，分型面选择很关键，它决定了模具的结构，应该根据分型面选择原则和塑料的选择要求选择分型面。模具取出塑件回浇注系统凝料的面，称为分型面。分型面的选择受塑件的形状、壁厚、外观、尺寸精度及模腔数量排槽和浇口位置等许多因素的影响。根据下述分型面选择原则确定分型面位置：(1) 符合塑件脱模，分型面的位置应设在塑件断面尺寸最大的部位。(2)分型面数目应尽量少，形状应尽量简单。(3) 有利于塑件脱模，选择分型面应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。(4)考虑侧向抽拔距选择分型面时应尽可能使开模后塑件留在动模一侧。(5)有利于排气。(6) 模具零件易于加工，选择分型面时，应将模具分割成便于加工的零件。 概括起来说选择分型面的原则是：塑件脱出方便、模具结构简单、腔排气顺利、确保塑件质量、无损塑件外观、设备利用合理。10 模架的选择与设计 塑件形状结构较为复杂，采用一模一腔大批量生产，定动模部分均采用嵌入式，塑件内部四侧均有一内凹，该模具采用斜杆导滑的斜滑块抽芯机构，模具整体上为二次分型抽芯机构，由于塑件尺寸较小，且结构复杂，故采用二级脱模结构。模架型模架的按结构特征可分为基本型和派生型。基本型有四种，即A1、A、A3和A4，派生型有九种，即P1、P2、P3、P4、P5、P6P7、P8、P910.1特点和用途：P1 P4型由基本型A1A4对应派生而生，其不同在于取掉了定模板上的固定螺钉，使定模部分增加了一个分型面而成为三板式模具，多用于需要点浇口场合。其它特点及用途同A1A4。 由前面分析，选用模架如下（部分尺寸参照标准模架P1或P3型。）教材P125。动模板BL：250280定模板BL：25029010.2模架的确定由前面型腔的由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再结合标准模架，可选用标准模架400x600，模架结构为直浇口形式D型（GB/T12555-2006）。其模架与国内模架制造商龙记的形式一样的。对于龙记型号是DI-4060-A100B60C120,模架为直浇口组合形式模架，如下图 D型模架10.3各模板尺寸的确定动模固定板长宽尺寸：400X600定模固定板是主要是凹模型腔固定板，厚度则按要求取100mm动模型芯板尺寸：400X600动模型芯板是凸模型芯推动板，按模架标准板厚取35mm动模固定板尺寸：400X600动模固定板是锁紧型芯和支撑动模，按模架标准结合型芯板厚，最后取60mm支撑板板尺寸：600X68支撑板内包含了推出行程和推杆组板，按标准取板厚120mm经上述尺寸计算及锁模，模架尺寸最大外形尺寸：长宽高=450mm600mm390mm10.4模架各尺寸的校核根据所选注射机来校核模具设计的尺寸模架平面尺寸400x600500x440 (拉杆间距)，因为按照时根据模架宽度方向吊下其锁模台尺寸位置足够。校核合格。模架高度尺寸385mm, 300mm385mm700mm （模架的最大厚度和最小厚度），校核合格模架的开模行程S=H+H+H+ H3mm=115+50+(3040)mm=195205mm195205mm 500mm(开模行程 5-1)H=浇注系统高度H=推杆推出高度H3=余量（3040）校核合格11 顶出脱模机构设计推出脱模机构是注射模的重要功能结构之一，它由一系列推出零件和辅助零件组成，可以具有不同的推出动作。其作用是将冷却固化后的成型制品从模具中取出，最理想的情况是模具开启后，制品由自身重力作用而从型腔或型芯上自动脱落。11.1 推出脱模机构的选取用原则注射成型每项一个循环中，塑件必须准确无误地从模具的型腔或型芯上脱模，顶出脱模机构时，必须根据制品的形状，复杂程度和注射机推出结构形式，采用各种不同类型的推出脱模机构，其选取用原则如下： 使制品脱模后不致变形，推力面尽可能大，并靠近型芯； 制品在推出时不能造成碎裂，推力应设在制品能承受较大力的地方，如肋部、凸缘、壳体壁等处；尽量不损伤制品的外观；推出机构应动作可靠，运动灵活，制造方便，配换容易。11.2脱模机构工作原理注射机推杆（即动力装置）与推板连接，在脱模时，注射机推杆推动推板向外运动，由于推板和推杆固定板是固定在一起的，此时固定在推杆固定板上的两个斜推杆机构同时向模具中心线17度的方向运动，在这个过程中工件的内扣因为斜推杆机构的运动会脱离凹槽，从而实现对塑件顶出。顶杆固定在底板上只起镶针的作用而没有顶出塑件的作用。11.3推板的设计推件板顶出的特点是顶出力均匀、力量大、运动平稳。推件板顶出结构主要用于薄壁容器、扣盒以及不允许在塑件表面留有顶出痕迹的情况。设计推行件板时遵循原则：（1）推件板在顶出过程中必须处于被导向状态，通常靠导柱导向，导柱长度应大于推件板的顶出距离。（2）为了减小推件板与型芯的摩擦，在推件板与型芯羊留有0.25mm间隙，或者在二者之间采用锥面配合，这样可防止推件板偏心溢料，推件板与型芯应呈的锥面配合，以减少运动摩擦，并起辅助定位作用防止推件板偏心而溢料；推件板与型芯间的配合间隙以不产生塑料溢料为准。12 温调系统设计12.1 模具加热与冷却系统对塑件质量的影响 塑料注射模温度调节能力，不仅影响到塑件质量，而且也决定着生产效率。实际上模具设计恰当与否，直接关系到生产成本与经济效益。注射模的温调系统必须具有冷却或加热的功能，必需时还二者兼有。注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型、生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响。注射模中设置温调系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。对模具进行冷却还是加热与塑料品种、塑料的形状与尺寸，生产效率与成型工艺对模具的要求有关。 对于粘度低，流动性好的塑料（如聚乙烯，聚丙烯等）；因为成型温度工艺要求模温都不太高，所以常用常温水对模具进行冷却，有时为了进一步缩短在模内的冷却时间，亦可用冷水控制模温。对于小型薄壁塑件，且成型工艺要求模具太高时，可以不设置冷却装置而依靠自然冷却。设置温调装置后，有时会给注射生产带来一些问题。例如，采用冷水调节装置模具时，在大气中水份易凝聚在模型表壁，影响塑件表面质量。而采用加热措施后，模内一些间隙配合的零件可能由于膨胀而使间隙减小或消失，从而造成卡死或无法工作，设计时应予以注意。12.2冷却介质 ABS属中等黏度材料，其成型温度及模具温度分别为200和5080。所以，模具温度初步选定为50，用常温水对模具进行冷却。 12.3凹模嵌件和型芯冷却水道的设置 型芯的冷却系统的计算与凹模的冷却系统的计算方法基本上是一样的，因此不再重复。尤其需要指出的是大型和小型芯的冷却方式。由于塑件上有四条肋板，大型芯设计时要在型芯上开四条沟槽，同时考虑推杆要通过大型芯推出塑件的轮毂部分，因此给冷却系统带来了难度。设计时在大型芯的下部采用隔片式冷却水道。凹模嵌件拟采用两条冷却水道进行冷却 注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。按作用分为模外定位和模内定位。模外定位是通过定位圈使模具的浇口套能与注射机喷嘴精确定位；而模内定位机构则通过导柱导套进行合模定位。锥面定位则用于动、定模之间的精密定位。本模具所成型的塑件比较简单，模具定位精度要求不是很高，因此可采用模架本身所带的定位结构。14绘制模具的总装图装配调试的工艺要求及注意问题试模前，应对零件的装配过程再次检查一遍，以防安装模具过程中造成伤人，同时必须对设备的油路，水路进行检查，并按规定作好开机前的准备。原料应该合格开始试模则上选择在低压，低温和较长的时间条件下成型，然后按压力时间温度这样的先后顺序变动。注射成型时，可选用高速和低速两种工艺，一般在制件壁厚面大时采用高速注射成型。对料度和热稳定性差的塑料，采用较慢的螺杆转速和略低度的背压加料和预塑，而粘度较低和热稳定性好的塑料，可采用较快的螺杆转速和略高的背压。试模后，将模具清理干净，涂上防锈漆，然后分别入库和返修。结束语毕业设计作为三年大学学习中极为重要的一部分，是衡量一个学生专业课水平的重要标志。毕业设计是我们所学课程的一次系统而深入的综合性的总复习，是一次理论联系实践的训练，也是我们步入工作前的一次检验。就我个人而言，通过这次毕业设计，使我学习到了许多知识，对模具的设计与制造有了极为深刻的认识，是一次由理论向实践的飞跃，回顾一个多月的设计生活，让我感慨颇深，主要体会有以下几点：1 扎实的基础课，专业课是模具设计的基础由于以前所学的课程难免有些理解不深，遗忘等，而本次设计又或多或少的用到了这些知识，从而迫使我认真扎实的学习了以前的课程，并加深了对这些课程的理解、真正有一种温故而知新的感觉，如机械制图中的各种线型的特点应用，材料力学中的应力校核，热处理中各种材料与热处理性能，公差配合与测量技术中公差的正确选用，模具的加工与制造技术。塑料模具的设计与制造步骤，模具材料的正确选用等。2 理论与实践相结合的重要性以前的学习中，基本上是纯理论的学习，虽然有金工实习、毕业实习等实践的体味，但却停留在表面上，没有进行过真正的设计，从而使理论与实践严重脱节，而现在我们是在经历了金工实习、毕业实习后的一次真正的练兵。我认真回顾了以前所见所学的塑料模知识，在脑海里反复了思考了塑料模的步骤，然后开始到图书馆查资料作设计。在作设计的过程中，我才真正感
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