插线板后盖注塑成型工艺及模具设计-CAD图纸说明书论文毕业
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插线板后盖注塑成型工艺及模具设计-CAD图纸说明书论文毕业,线板,注塑,成型,工艺,模具设计,CAD,图纸,说明书,论文,毕业
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注塑模具设计说明书课题名称：系部： 专业： 班级： 姓名： 学号： 指导教师： 教师职称： 完成时间 年 月 日目 录目 录I摘要1Abstract21 绪论31.1 选题的依据和意义31.2 模具工业的发展现状32 注塑工艺分析及成型方法52.1 塑件（插线板后盖）分析52.1.1 结构分析52.2.2 成型工艺分析62.2材料ABS的注射成型过程及工艺参数62.2.1材料ABS的注塑成型参数62.2.2材料ABS性能73 模具基本结构设计93.1分型面的设计93.2确定型腔数量及排列方式93.3注射机型号的确定103.3.1关于模具一次成型注塑量的计算113.3.2注射机型号的选定123.3.3注塑机的参数较核124 模具浇注系统的设计154.1浇注系统的设计步骤和原则154.2主流道的设计154.3分流道设计164.4浇口的设计174.5冷料穴的设计185 成型零件的设计195.1 成型零件结构设计195.2 成型零件尺寸计算205.2.1 型腔工作尺寸计算205.2 .2型芯工作尺寸计算216 其他模具结构设计236.1冷却系统的设计236.2脱模机构的设计246.3 脱模力的计算267 标准模架的选择27总结29致 谢30参考文献31II摘要本次设计主要是根据指定的塑件产品进行建模，根据塑料制品的要求，设计出符合要求的塑件，参照一般塑件结构设计，画出塑件建模图纸，然后通过了解用途，分析工艺性、尺寸精度等，确定了选择ABS材料进行注塑生产，进行合理的模具结果的设计。设计中的方案主要确定了塑件的分型面选择，确定好分型面后，根据塑件大小和结构特点进行型腔布局，本次设计采用了一模两腔的数量，主要通过几种方案对比得到最佳布局方案，然后进行浇注系统的分型设计哦，选择合适的浇口和流道大小。完成浇注系统后，还需要设置冷却系统和顶出机构，冷却系统设计主要考虑的是冷却均匀，保证塑件成型周期满足要求，顶出系统需要满足塑件可以成功顶出，进行批量生产，不出现产品缺陷等，最终需要选择合适的模架大小等完成整个注塑模具的设计。并且对各种参数校核。进行各部件三维建模，和二维工程图得绘制，整理出计算过程和设计总结，完成整个设计。关键字：塑件建模；结构分析；模具设计；校核；32AbstractThis design is mainly based on the specified plastic products for modeling, according to the requirements of plastic products, design the plastic parts that meet the requirements, refer to the general plastic structure design, draw the plastic modeling drawings, and then through understanding the purpose, analysis of technology, dimensional accuracy, etc., determine the selection of ABS materials for injection production, and design the reasonable mold results.The first mock exam is mainly about the selection of the parting surface of the plastic parts. After the parting surface is determined, the layout of the cavity is made according to the size and structural characteristics of the plastic parts. The design adopts a number of four modules, and the best layout scheme is obtained through comparison of several schemes. Then, the design of the gating system is divided into two parts, and the proper gate and runner sizes are selected. After the completion of the pouring system, the cooling system and ejection mechanism need to be set up. The cooling system design mainly considers the uniform cooling to ensure that the molding cycle of the plastic parts meets the requirements. The ejection system needs to meet the requirements that the plastic parts can be successfully ejected for mass production without product defects. Finally, the appropriate mold frame size needs to be selected to complete the design of the entire injection mold. And check all kinds of parameters. Carry out three-dimensional modeling of each component, draw two-dimensional engineering drawings, sort out the calculation process and design summary, and complete the whole design.Keywords: plastic modeling; structural analysis; mold design; verification;1 绪论1.1 选题的依据和意义本次设计的塑件通过参考类似实物得到，通过对实物的分析后，设计建模塑件外形结构，主要目的为通过这次设计过程，可以熟悉此类塑件的生产过程和生产原理，然后反推得到模具的基本结构，各种模具结构的作用，通过实体建模等熟悉三维绘图软件，二维工程图的绘制熟悉CAD绘图软件的使用；其他还可与通过本次毕业设计，了解到机械类材料特性，绘图的一些基本规范等，对自己几年学习的一个深度总结和复习，对将来从事相关机械行业起到一个启蒙作用。1.2 模具工业的发展现状我国的模具产业经过最近几十年的发展，无论是从设计还是生产到已经赶上欧美等发达国家的水平，各种加工工工艺都已经跟上德国和日本等发达国家，生产设备无论是数控机床还是注塑设备都已经是比较先进了，整个模具工业产值和科技含量都是稳步提升。目前在大型模具的设计主要集中在汽车家电等行业，飞机零件也有很多是通过模具生产，基本所有的大型外壳塑件零件，只要生产量较大的情况，都是优先考虑模具生产，质量也很稳定，汽车内饰件外壳都是复制曲面造型，这种注塑模具要求较高的数控加工工艺和设备生产，目前虽然有极少部分设备还是通过进口得到，但是大部分都已经可以自产自销，很多小型精密模具设计生产我们国家也是非常成熟，此类模具主要集中在齿轮等小型高精度零件领域。在模具CAD/CAE/CAM技术方面，我国也学习欧美等发达国家的技术，这几年也是进展非常的快，加工中心设计也有单轴到三轴五轴等设备，更新换单非常快，都是可以满足大批量高精度生产要求，CAE分析软件的使用也已经普及，对高难度塑件的前期成型预判起到重要的设计依据和参考，大大增加了成型成功率，也使得塑件质量更加稳定和降低模具零件的返修率和报废率，大大提高生产效率。虽然我国模具工业在近几十年内得到了突飞猛进的发展，但是在一些高难度高精度领域，依然需要进口一部分各类大型，精密，复杂模具。这种模具主要特色是材料要求高，加工难度大，设备要求好等，在这些模具加工设计生产里，我们国家依旧没有什么优势。为了以后可以以缩小与国际先进水平的距离。未来我们国家发展方向主要集中在以下几个方面：（1）重点需要注重开发大型复杂模具；这种主要集中在汽车飞机等领域，目前国内大型飞行发展良好，未来需要很多基础执照也跟进，满足国家大型机械设计的生产需要。（2）普及模具一些配件的标准件的应用；通过大批量生产设计模具零部件的标注件，可以大大缩短模具制造周期，降低生产成本，同时批量加工出的模具零件精度更高，安装更加快捷，设计时间也会缩减，使得模具质量更加稳定，成本可以缩减30%左右，在国家市场更加具有竞争力。（3）继续加大CAD/CAM/CAE技术在各类似模具的使用；目前过年的CAD/CAM/CAE技术主要集中在高精度高要求的模具设计里面，一些自己生产内销的模具还没应用，这个主要是成本的考虑。后续需要降低CAD/CAM/CAE技术使用成本，进行自主软件研发创新，替代进口成本高的软件使用等，这样可以使得过年模具发展更加迅速，可显著地提高模具设计制造水平。（4）增加快速成型的发展速度，快速成型工艺是未来模具发展的重点，随着模具技术的日益成熟，未来这方面的发展可以大大提高生产效率，随着人工越来越贵，自动生成将会是降低成本的发展方向，未来机械手热流道等配件发展也是非常重要，对效率提高可以起到决定性作用。2 注塑工艺分析及成型方法2.1 塑件（插线板后盖）分析通过三维建模，设计出插线板后盖塑件结构如图3-1所示。 图2.1插线板后盖三维图首先需要要塑件的外形进行简单分析，注塑件有几个产品特性要求，如形状结构一般需要时壳类形状，这样有利于塑件外观，均匀的壁厚可以防止外观有缩水痕迹，本次塑件符合这项基本要求，然后需要对尺寸大小进行简单分析，一般不能太大也不能太小，这样才能设计合适的模具，成型件强度才能得到保障，太大加工设备也无法满足要求，精度等级本次选择常规精度，因为塑件不是内部件，需要满足一般外观件的表面质量要求。本设计课题-插线板后盖外形如上图所示，塑件各尺寸参考二维图设计图纸，通过上述分析后可以得到该塑件满足一般注塑生产的需要，本次材料选择的是为一般廉价的ABS材料，此材料综合性能优良，可以满足本次设计需要。具体细节分析主要从下面两点展开。2.1.1 结构分析分析塑件图可以得知，该塑件整体尺寸不大，难度一般，经过综合分析适合出一模两腔侧浇口。，该塑件适合注塑模具生产制造。2.2.2 成型工艺分析精度等级：因为塑件没有严格的公差要求，本次选择采用一般精度5级来设计，按一般模具精度设计可以降低成本和简化模具结构。脱模斜度：分析塑件的结构得到塑件的平均厚度约为2mm，因为侧壁有一定高度，设计的脱模斜度需要合适才能顺利脱模，通过查参考文献【1】中的表3-4可以得到，按此高度设计的内表面351可以满足脱模需要，在设计塑件外表面时候需要40120可以保证塑件外观，脱模时候不容易刮花等。因为塑胶结构都是比较均匀，内部没有特殊狭窄细小部位，塑料为ABS的流动性较好，一般小高度位置脱模斜度可以不设计也能顺利脱模。2.2材料ABS的注射成型过程及工艺参数因本次设计的材料选择的是ABS，首先需要对ABS的基本性能了解和分析。通过参考文献了解到ABS的吸水率比较大，大约为0.2%0.8%，相对其他的材料比如容易吸湿，所以对塑胶原料都需要进行干燥，需要保证塑料颗粒的水分含量小于0.3%左右才能进行注塑，这样才不影响塑件质量。干燥过程需要使用到烘箱，温度控制在82左右，烘的时间为3小时左右。2.2.1材料ABS的注塑成型参数材料适合的注塑机类型：螺杆式；注塑机的螺杆转数：48（r/min）；设计的料筒温度：前段温度控制在 200-220（）； 中段温度控制在 180-200（）； 后段 温度控制在160-180（）；注塑时候喷嘴的温度：170-180（）；注塑时候模具温度-：50-80（）；注塑时候注射压力：70-100（MPa）；注塑时候成型时间（s）：注射2060，保压03，冷却2090，总周期50160。2.2.2材料ABS性能1.物理性能本次选择的材料ABS是一种特殊和混合树脂材料合成，通过其在国外的英文名简称后缩小为ABS，主要是由三种化合物合成得到，需要按照一定的比例才可以合成。此材料主要的特点是，合成过程如果采用的不同的比例，进行混合，就可以得到各种不同的性能，目前市场上得到材料，可以合成各种颗粒尺寸大小不一的原料，还可以通过不同的比例的得到不同的强度的材料，很多时候为了满足生产需要，调试出不同特性的材料可以满足各行业的产品需要，这也是目前为什么ABS为用途最广泛的材料之一。ABS在一般情况下颜色呈现为浅黄色，生产原料的时候，一般将其加工成粒状或珠状，ABS材料的几大特点为。没有颜色，无味道。还具有良好的机械性能，主要优点集中在成型尺寸稳定，各种颜色可以调配。但是其也有各种不稳定的缺点，主要是容易吸水，很多时候需要干燥，耐热性差，在高温是容易变形，着火点低易燃。2.成型性能因为ABS是三种不同的材料混合得到的。这三种材料为丙烯腈、丁二烯和苯乙烯，每个材料的性能都不一样。丙烯腈的成型特点是有高强度，还有热稳定性也是很不错的；而另一种材料丁二烯不同的是具有抗冲击的特性，可以抵抗住一般的冲击，也不会变形和裂开；第三种材料苯乙烯的优点为高光洁度，主要是成型外观件，可以达到比较高的光洁度要求。ABS是非结晶材料，因为其是组合物，所有他的成型特性一般是继承的原理的三种混合物的原始特性，最终还是看比例的多少来决定更加靠近哪种材料的特性。这样就促成了合成后的材料的灵活性很高，目前了解到外面生产的ABS已经有上百种不同品质的各种牌号的材料出现，也基本都应用到每个特殊的行业里面去了。这些不同特性的材料都拥有其独立的特性，例如一些需要美观的外观件都是需要按特殊比例调配，一些高强度要求的需要很高的抗冲击强度也是需要单独调配。ABS在需要较高的冲击强度的时候，温度范围比较大，这样有很多优点，可以适应不同的温度，热变形温度比PA、PVC高，所有在很多特殊情况都是优先选用ABS,ABS的材料收缩率在0.4%0.8%范围内，大部分的情况都是取的百分之0.5，此材料还可以添加玻璃纤维增强强度，强度增加后会较少缩水比例，一般可以减少到0.2%0.4%，后收缩的情况也很少出现。ABS还具有良好的加工性能，按一定比例可以增加光洁度，还可以进行电镀处理，这样可以改变多种颜色。其还具有一定的配混性，可以和其他材料混合起来注塑，如PC、PVC、PA、PBT等，都可以按一定比例混合，然后产生不停的性能，通过与MMA掺混成为透明塑件，通过经验的到其透光率可达80%。ABS有一大缺点是吸水，空气过于潮湿后很容变质，每次成型后都需要干燥后使用，通过经验得到水分含量应小于0.2%才能成型后不影响塑件质量。3.ABS的主要性能指标在一般情况下，ABS 的密度为=1.05左右，温度升高后密度会有所降低；取值1.05这些数据都是本次设计中需要拿来计算的重要参数。3 模具基本结构设计3.1分型面的设计模具的分型面是设计准备工作中最重要的部分，每到设计好塑件后，开始设计模具前，首先就应该确定好分型面的位置，这决定了模具的基本结构，和布局，设计分型面时主要靠考虑的是塑件是否可以顺利脱模，还要考虑开模后塑件会留到动模还是定模，一般情况下，塑件开模后一定要留都在动模侧，这样方便脱模机构的设计，如果设计最终塑件是留在定模，那么脱模结构也需要设计在定模。选择分型面时很多是无法单方向脱模，这种情况就需要设计侧抽芯机构，一般主分型面选择塑件的最大轮廓处，这样方便取出塑件，加工简单。通过分析塑件的最大轮廓位置后，综合考虑塑件的成型工艺，得到的主分型面选择如图3.1所示。图3.1分型面的选择3.2确定型腔数量及排列方式确定好分型面位置后，需要选择合适的型腔布局来设计模具，首先进行选择是单型腔模还是多型腔模，考虑到本次设计塑件结构比较常见，产品的生产量较大，在不大幅度增加成本的情况下，需要设计多腔才能满足设计需要，但是分析模具的生产工艺，一般也是设计合适的才能最大程度的满足生产量又能节约生产模具的成本。本次塑件大小中等，如果采用太多腔成型，填充有一定压力，成型时间过长，反而影响模具的生产效率，综合分析初步采用一模两腔的结构，因为本塑件是外观件，设计时候对该模具外观质量要求较高，成型过程需要判断是采用单分型面还是双分型面结构，初步拟定采用一模两腔的设计，设计为单分型面的模具结构形式，最终的型腔布局设计如图3.2所示。图3.2型腔布局图3.3注射机型号的确定模具设计好进行生产时，需要有一台配套的成型设备进行配合模具，此设备需要提供原料，还有辅助机构来完成注塑，这个辅助设备为注塑机，目前世界上生产注塑机的型号有很多种，主要为立式和卧式注塑机两种，然后除了摆放形式外，还根据大小有各种吨位的注塑，一般在40-1200吨之间，这个吨位是根据注塑机合模的压力大小也就是锁模力的大小参数来命名的，设计好一套模具后，选择合适大小的注塑机至关重要，因为这关系到塑件生产质量，效率和产品的成型效果等，所有设计完选择好注塑型号后还需要进行校核等，主要为模具大小和注塑量进行校核。其次是成型压力，这些重要参数都是需要进行核对，确保满足生产需要。本次初步选择卧式注塑机主要从下面几个方面来进行计算。注塑机原理如下图所示图3.3 注塑机原理图3.3.1关于模具一次成型注塑量的计算因为塑件已经有三维建模图，目前最简单快捷的方式是通过计算机软件，直接测量得到塑件体积，这样操作简单，精确度高，广泛用于目前设计行业，通过本次设计三维软件对塑件体积测量后得到塑件体积为：V143.9通过材料的特性分析，文献材料里面有ABS材料性能有其密度参数，参照参数表，可以得到ABS材料的密度为=1.05，质量公式为体积乘以密度得到结果：M1V=43.91.05 =46.1g计算完塑件体积后，还需要测量浇注系统的体积。浇注系统的体积可以直接在三维软件中测量，浇注系统的模型得到，经过测量之后的浇注系统体积为：V2=3cm3通过上面计算和估算获得了塑件体积和浇注系统体积，这样可以通过上面公式获得一次成型所需要的总体质量的体积，所以该模具一次注射所需要的体为：320x80%43.9x2+3=90.83.3.2注射机型号的选定通过分析塑件的排布形式，浇注系统的大小和一次成型的总体积质量大小，综合分析这些参数和调研目前的注塑机各种参数，初步选择的注塑机型号为HTF160X2B，此为海天注塑机中等大小的吨位，也是比较常见的注塑机型号，通过查找其出场设备参数获得该注塑机参数如表3-1所示。表3.1HTF160X2B注塑机的参数型号单位1602A1602B1602C参数螺杆直径mm404548理论注射容量cm3253320364注射重量PSg230291331注射压力Mpa202159140注射行程mm201螺杆转速r/min0230料筒加热功率KW9.3锁模力KN1600拉杆内间距(水平垂直)mm455455允许最大模具厚度mm500允许最小模具厚度mm180移模行程mm420移模开距(最大)mm920液压顶出行程mm140液压顶出力KN33液压顶出杆数量PC5油泵电动机功率KW18.5油箱容积l240机器尺寸(长宽高)m5.41.452.05机器重量t5最小模具尺寸(长宽)mm3203203.3.3注塑机的参数较核（1）注射容量和质量校核进行初选完注塑机后，需要对选择好的注塑机参数进行核对数据是否满足生产要求，首先我们从注塑模具的注塑量来判断，通过资料公式得到是否满足，要满足下面公式要求：4个；320；9；2通过上面的计算公式，代入我们的设计数值后得到：320x80%90.8所以注塑机的选择是满足我们设计方案的数值的。（2）锁模力的校核然后我们通过和模具力合模力的大小来进行校核，选择的注塑机锁模具力需要满足：校核公式如下；1600（4651.47+1258.12）30=115.92KN式中：P-平均型腔成型压力，取值范围查表取30Mpa经过计算，本次设计中的模具需要的锁模力在注塑机额定锁模力允许范围内，满足要求。（3）模具安装尺寸校核模具是安装在模具上的，但是注塑机大小有限，所有设计的模具大小不能大于选择注塑机的最大限制，不然是无法安装上去的，我们本次通过模具设计方案的模具大小进行核对。本次选择的注塑的最大安装宽度为：注塑机拉杆的间距455x455mm。通过设计方案得到，本次设计的模具的400x350mm，明显小于最大的安装距离，所以，故满足要求。确定大小后，还需要确定模具的设计高度，是否超过注塑最大允许高度，本次设计的模具实际高度 H模=371mm ； 这次旋转的注塑机最小闭合厚度 180-500mm，设计的值需要小于最大注塑值，大于注塑机最小的高度值，故满足要求。然后好需要对开模行程进行核对，模具需要打开后顶出塑件，开模距离也需要满足要，主要通过下面公式计算：式中 ，15mm；，90mm；420mm15+90mm+10mm=115经过计算，注塑机的移模行程满足注塑模具的要求。4 模具浇注系统的设计4.1浇注系统的设计步骤和原则浇注系统是模具成型过程重要组件，是注塑机连接塑件的中介媒介，注塑机讲压入模，就是通过流道结构进入，所以设计浇注系统大小选择很关键，太大会造成材料浪费，太小无法得到合格的塑件，所有需要通过具体问题具体分析，理由相关计算来的到具体数据，也需要参考前人的设计经验，来确定具体结构形式，一般主要分为两类了，第一是单分型面浇注系统和双分型面浇注系统，设计的浇注系统主要下面几个关键部位组成：主流到，分流到、冷料穴，浇口。设计过程首先设计主流道，主流道一般要设计浇口套，方便加工和维修，然后设计分流道，分流道要选择合适的大小，尽量设计的短一些，减少阻力。然后设计浇口，浇口分为多种，需要考虑塑件的要求，是否有表明质量要求和一部分位置不可以有浇口痕迹，选择合适的浇口满足生产需要，然后还要需要设计冷料穴做为废料的放置等。4.2主流道的设计主流道本次设计按常规的锥度设计，外圈设计浇口套，固定在定位圈下，设计的时候需要满足注塑机安装要求等，主要从下面几个方面确定其结构和尺寸。（1）主流道尺寸的计算设计主流道的时候。首选确定小端的尺寸，此大小需要和初选的注塑机喷嘴配套，需要满足下面条件：3.5=2.5+（）mm；得到主流道小端直径d=3.5mm；主流道还需要考虑一定的脱模斜度，一般脱模斜度的取值为；主流道高度L=90mm；经过CAD绘图可以直接得出主流道大端直径如下尺寸。主流道大端直径D=7mm；主流道长度需要考选择的模架大小来确认，下端直径大小和高度斜度有关系，本次斜度按一般的脱模斜度设计为一度，具体高度需要选择好模具的大小和定模板后度来确定，具体设计参照模具的设计尺寸，设计的长度一般不超200mm。（2）主流道衬套的设计因为主流道每次和注塑机需要接触挤压，碰撞等，容易磨损，谁过程需要保证其强度的同时还要保证其韧性，其次是注塑材料高温情况下，腐蚀性也是很强的，所以设计过程还要保证其有一定的耐腐蚀性特点，一般都需要选择淬火后高强度钢材如T8A、T10A等，本次也是选择这种材料，设计位置在定位圈下方，可以通过定位压住，防止掉出，也可以设计螺钉均布固定。本次设计的固定方式螺钉固定的方式。具体如装配图的流道分布结构所示。4.3分流道设计设计完主流道后，需要设计出分流道，设计分流道需要注意长度，需要按型腔布局的最短长度设计，但是需要保证可以连接浇口的位置足够，长度应尽量短，减少弯折。设计大小在满足可以填充满塑件的情况下，尽量的小，一般有两种形状是设计的常见结构，一种是梯形，一种是圆形，在特殊情况下也可以设计半圆形，梯形分流道主要在分型面是曲面或者容易沾定模型芯无法脱模的情况使用，最常见的是圆形。通过上面的分析，分流道是设计在分型面上，一般是选择到平面上，本次设计采用圆形截面，通过塑件的材料的分析，s式中：2.1g；30mm；根据塑件的壁厚、材料的种类和型腔布局结构形式，经过计算得分流道直径:D=5.75mm考虑时间机械加工切削工艺，取分流道尺寸如下。根据刀具圆整为实际分流道直径d=6mm；可以采用球形铣刀对分流道进行铣削加工，在加工完成后，需要对流道进行表面抛光，最好达到Ra0.8um的粗糙度，这样可以保证凝料在流道的流动过程中的摩擦最小。因为流道是填充的过道，所有对其粗糙度有特别要求，如果粗糙度太低会导致阻力很大，压力损失过大，无法保证填充到型腔内的压力足够，所有设计要尽量的提高粗糙度要求，因此分流道粗糙度一般取0.631.6微米比较合适，设计取值为Ra=0.8。具体设计的分流道结构如下图所示。图4.1流道分布示意图4.4浇口的设计设计完主流道和分流道后，需要进行浇口的设计选择，浇口主要有几种形式：侧浇口，点浇口，潜伏式浇口等，上面举例别的是几种常用的浇口，首先选择时候需要分析塑塑件的结构和形式，一般点浇口用再三板模具结构当中，侧浇口是用再多腔的布局中，而潜伏式的是是在特殊要求的塑件里面，对外观要求高的塑件使用这种浇口，潜伏式的浇口书可以自动去流道的结构种才使用。设计的大小取值也是各种类型有很大的区别，点浇口和潜伏式的浇口截面积通常为分流道的0.070.09倍，这种类似浇口一般是圆形，而侧浇口一般是矩形，大小为1-8MM之间，具体按塑件大小来判断。综合以上分析，然后根据塑件的排布的塑件的外观要求，本次设计的为侧浇口最合适，因为模具是一模两腔，这样可以让模具结构更加简单，设计的大小按塑件体积和分流道大小取值，一般要小于分流道直径，侧浇口宽度w=3mm；侧浇口深度h=1mm；侧浇口长度l=3mm；4.5冷料穴的设计模具在注塑前，流道内都要很多残留垃圾，还有填充时前部分会有少量提前冷却凝固的塑料垃圾，这部分不能直接参与成型，所以要设计冷料穴来放置这些残余料，故需要设计冷料穴。因为主流道设计一般是直接冲入分型面，设计的时候必须要要设计冷料穴，一般设计在分型面底部，这样方便储存冷料，也可以做模具开模时拉出流道的拉料杆的设计位置，这样方便加工，一般设计的冷料穴的直径会大于流道大端直径。由于该模具型腔分布对称，所以冷料穴可设在中心位置。完成后的浇注系统结构如下图所示。图4.2 浇注系统结构设计5 成型零件的设计5.1 成型零件结构设计塑件通过分模后得到型芯型腔，我们称为成型也可以叫型芯、型腔，在设计这些零件时，需要根据塑件的形状和结构，设计出合理的结构，设计过程要需要考虑冷却系统的布局位置，推杆的位置等，需要综合考虑来设计。其上表面的外形可以决定产品的外形，尺寸的大小也就决定了成型出塑件的尺寸，所有设计过程要考虑其公差大小。塑件的顶出机构主要也是体现到型芯上，比如最终的设计的推杆孔等。因为成型零件的重要性，设计它时需要对其外形、尺寸精度以及表面粗糙度严格把关。本次设计的型芯型腔是和模架分开的结构，也就是分体式，主要的好处的是方便维修和更换，材料选用了较高的强度的钢材，型腔型芯内部设计了冷却水道，固定方式采用的是螺钉固定到模板上，型芯上还设计推杆孔等结构，分型成功後型腔如图5.1所示，型芯如图5.2所示。图5.1型腔结构设计图5.2型芯结构设计5.2 成型零件尺寸计算设计过程首先需要确定其收缩率，因为塑料的收缩率是浮动的，不同的情况下有些区别，本次通过查询其相关资料采用平均法计算。查表得ABS塑料的收缩率为0.005，通过模具生产相关材料的经验，模具的制造过程是有误差的，谁家时候要考虑公差取值，本次设计模具制造公差取。5.2.1 型腔工作尺寸计算型腔径向尺寸的计算采用平均尺寸法，公式如下：式中：；（0.005）；型腔长度尺寸计算为：=(1+0.005)x204-1/4x0.08=205mm型腔宽度尺寸计算为：=(1+0.005)x75-1/4x0.08=75.38mm（2）型腔深度尺寸计算型腔深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：式中 ；其他符号意义同上。=(1+0.005)x14.5-1/3x0.08=14.58mm5.2 .2型芯工作尺寸计算1、型芯尺寸的计算（1）型芯径向尺寸计算型芯径向尺寸的计算采用平均尺寸法，公式如下：；其他符号意义同上。型芯长度尺寸计算为：=(1+0.005)x171+1/4x0.08=171.85mm型芯宽度尺寸计算为：=(1+0.005)x50+1/4x0.08=50.25mm（2）型型芯深度尺寸计算型芯深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下：；其他符号意义同上。=(1+0.005)x14-1/3x0.08=14.07mm6 其他模具结构设计6.1冷却系统的设计塑件填充到模具内的时候是高温熔融状态的，然后需要通过冷却才能凝固成型，在一些简单的模具内，可以通过自然冷却，但是这种方式效率很低，成型的效果很差，所以就需要一个特殊的冷却机构来提供冷却效率，这就是我们设计的冷却系统，其作用主要是提高冷却效率，减少冷却时间，快速冷却可以减少塑件变形和产品其它缺陷，本次设计的材料的在进入模具时候的温度为200左右，有一些特殊材料即进入模具才5080在这个范围内材料一般可以不设计，本次设计的模具是需要冷却系统才能成型，设计过程需要在模具内设计冷却孔，孔内注入冷却液，一般情况采用的冷却液为水，但是也有特殊情况为油，本次设计的注塑材料可以采用一般的冷却液冷却。(1)设计原则：设计时候取的冷却孔孔径尽可能大，这样可以增加冷却液的流动性；冷却水孔尽量设计的离塑件更近一点，这样可以更多的带走热量；浇注系统附件要尽量多设计冷却孔，因为模具填充时候此处温度最高；冷却水孔不可以出现破裂到型腔的情况，也不可以在其他地方漏水，会导致模具生锈和流入型腔内影响成型；进出口的位置尽量控制在一个，或者集中设计一个地方，总金额样方便安装和拆卸，设计时候通常应设在注塑机的背面，这样方便水管和注塑机连接。（2）热量计算设注射时间为2s，冷却时间为20s，保压时间为15s，开模取件时间为3s.，得注射成型周期为40S。设用20的水作为冷却介质，其出口温度为28，水呈湍流状态，一个小时成型次数n3600/4090171.0590=1.6065查注塑模具设计指导手册得ABS单位重量放出的热量 故：1.6065=658KJ（3）冷却系统的布置 该塑件分型面近视平面，分模后，型芯型腔都是方块状，放在模板中，设计过程参考类似文献，一般设计的都是环形冷却效果最佳，本次设计非常适合这种方式，设计时在型芯型腔各设计一组环形冷却，由上面计算可知，该模具塑料释放的总热量不大，设计时候只需要在模具有冷却水管即可，设计的型腔水管直径为10mm，型芯水管直径为10mm。水管具体分布线如图6.1所示。图6.1冷却水路示意图6.2脱模机构的设计注射成型冷却后，塑件开模，一般设计时候开模具后塑件必须留在动模侧，这有几个优点，第一是方便脱模，第二是可以让流道脱出定模，结构相对简单，而一般流道脱模是用开模力实现，本次设计的拉针拉住流道，但是流道和塑件脱离定模后，还是会固定在动模侧，所以需要设计一个机构来完成脱离动模的过程，这个机构是我们本次设计的脱模机构，也就是顶出机构。1.脱模推出机构的设计原则 推出机构的设计一般是参考标准模架的辅助机构来设计，因为标准模架上有推板等，设计过程主要对应成型部分的设计，设计主要需要按下面原则。一般是设计结构都是尽量设计到动模；推出过程尽量设计在塑件的平面上，顶出后方便自动脱模；结构尽量简单，降低模具生产成本；设计时候需要注意和塑件的接触面，尽量小但是有不影响顶出效果，减少顶出痕迹；需要设计合理的复位机构，不如复位杆，尽量自动复位，然后设计辅助结构确保合模时候不出现合模不到位的情况。2.塑件推出的基本方式选择推出机构分为推板顶出，推杆顶出，斜顶顶出，气顶灯很多种，一般主要常用只有推板和推杆，其他的都是在特殊机构下辅助设计用，本次因为塑件底部是很多大平面，塑件抱紧力不大，不需要推板机构，推板结构相对复杂，本次设计选择常见推杆顶出来实现脱模。3.顶杆布局通过塑件的形状，本次设计的顶杆布局如图6.2所示图6.2顶杆布局示意图6.3 脱模力的计算（1）脱模根据如下公式进行计算300；经过计算得到：F=600N5推杆强度的校核故符合要求。式中，是推杆材料的许用应力，为120Mpa；是推杆所受的应力；F是脱模力，为600N；n是推杆数目，为4根；d是推杆直径，为18mm32.23Mpa 所以满足要求。7 标准模架的选择目前国内的模具生产，90%以上的注塑模具都是选用标准模架，标准化的模架都是hi批量生产，成本更低，性能更加稳定，目前使用最多就是龙记模架来生产注塑模具，本次根据型芯型腔的设计大小，然后选择合适的模架大小，考虑到辅助结构的位置，本次设计选用结构形式为CI，如图所示。模架尺寸为外形尺寸为400x450mm。图7.1 标准模架1.各模板尺寸的确定：（1）、确定成型型腔零件长宽高尺寸如下260x280x50mm（2）、确定成型型芯零件长宽高尺寸如下260x280x65mm（3）、确定模架定模板长宽高尺寸如下400x400x90mm（4）、确定模架动模板长宽高尺寸如下400x400x100mm2.确定垫块的高度垫块需要考虑实际顶出脱模的需求，本次设计中，采用垫块高度为：120mm，即可满足要求。模具整体效果如下图所示。 图7.2 模具三维整体效果 图7.3 模具二维装配图总结本次设计首先通过对塑件的建模让我学会了基本的三维软件的操作，通过三维软件的绘图过程，反复练习，获得很许多的绘图技巧，比如原来需要三四部才能绘制的形状，通过反复琢磨各种绘图命令，可以简化到一步绘制。然后通过文献的查询，获得了各种模具的经典结构原理等，也复习了机械设计各们课程，对各种设计参数的查询和对绘图标准进行复习。后续在进行模具设计的过程中，了解了模具的组成，和模具设计的基本设计步骤。通过对分型面的设计选择，得到模具的型芯型腔形状，然后还是合集型腔布局，确定了模具的大小和基本结构。通过这些设计让我对模具有了一个全新的认识，分型面选择有多样化，各种选择都能决定塑件的成型效果。然后流道的设计也是有很多选择，分析后可以了解各种流道适合什么样的塑件产品。顶出机构的选择需要在不同的要求下，设计不同结构等，这些设计经验都是为以后工作有很多帮助。其次设计过程的很多计算过程，都是查询相关资料获得，此设计对我查询资料的效率也有很大帮助，对资料分类查询，各种文献网上资料的检索，都比以往有了很多的提高，无论是从资料检索质量还是速度都有很大的提高。通过这次设计让我认识到自己的不足，将来进入这个行业还有更对的知识需要学习和提高。致 谢本次设计即将告一段落，在本次设计中参考了大大量的设计资料，大部分为网上检索，非常感谢那些提供设计资料的网站和作者，特别是那些免费提供文档下载的上传作者们，感谢你们无私的分享资料的设计案例给我们参考。其次最应该感谢的是本次带我们设计的指导老师，老师从一开始就给们提供了很多帮助，无论是从选题开始，到时具体的设计方案确定，都是在老师的帮助下完成，可以说没有老师的帮助这次设计是无法完成的，也感谢老师在设计过程的督促和教悔，老师花了大量的时间给我们提供设计分析和设计细节的修改，多次论证和探讨才完成这次毕业设计的图纸结构绘制，很多不懂的结构也是老师指点才设计好。设计过程也感谢帮助过我们的同学，如果没有和他一起分享设计经验，本次设计也将要多花很多时间去研究完成，虽然我的大学生活至此划上了圆满的句号，但是能在最后这段时间得到老师和同学的帮助，让我非常感动，我相信这段时光将会成为我们未来美好的回忆。参考文献1杜利静.汽车保险杠模具常见机构分析J.湖北农机化,2019(08):43-44.2杨菁,蒋佳春,邓力伟,陈俊.注塑模具的标准化与自动化设计J.化工设计通讯,2019,45(04):190.3肖露云,张建卿.双模旋转式嵌件自动装载注塑模具设计J.中国塑料,2019,33(04):100-106.4刘飞.数据线卡座注塑模具设计J.设备管理与维修,2019(08):148-149.5李庭军.双色注塑的应用研究J.日用电器,2019(04):60-62+69.6黄继战,侯世赟,范玉,仇文宁.模流分析在汽车后视镜外壳模具设计中的应用J.塑料科技,2019,47(10):96-101.7林景凡,张洪军.基于NX的塑料网砖注塑模具设计与研究J.齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2019,35(03):51-53+82.8刘斌,吴茜.汽车后视镜壳的随形冷却水道注塑模具设计J.塑料,2019,48(02):71-74+78.9邓作栋.汽车注塑模具设计理念探讨J.科学技术创新,2019(11):173-174.10张艳华.基于抽芯技术的打印机内三角
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