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开题报告1. 设计题目收纳盒注塑模具设计2. 课题研究的目的、意义（1）选题目的在于巩固和活用所学专业课程中获得的知识，综合运用这些知识，并将理论知识用于解决生产实际问题；通过设计使学生获得课堂讲授不易掌握的冲模结构知识；培养学生的设计、计算和绘图能力，培养学生独立解决冲压范围内工程问题的能力。（2）课题来源于塑胶零件的生产实际，探讨注塑模具中较常见零件的工艺方法和结构设计。课题涉及知识面广，对学生的设计能力，特别是专业知识的综合运用能力提出了较高要求。课题研究内容包括机械工程学科的材料学，机械原理，机械设计，互换性，机械制造工艺等知识，特别锻炼学生规范性设计的能力。（3）通过课题让我们能够掌握中等复杂程度零件的冲压模具设计及制造的一般方法。（4）对零件冲压工艺方案的确定，工艺计算及模具设计有更深层次的认识。（5）实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性和实践意义。3. 国内外现状和发展趋势 我的的模具发展是从90年代后期进入高速发展的时候，90年代后期，在珠三角沿海一带和长三角沿海一带发展起来的，大量的香港与台湾的技术涌入国内，为我国的发展做出了不少的贡献，沿海一带的发展离不开劳动人民的辛勤付出。在珠三角东莞、深圳、珠海一带、逐渐形成了相关的大型模具企业工业园，提供相关汽车、电子电器类精密模具，以及为国外提供出模模具，出模模具的发展，为我国的工业发展，奠定了不可磨灭的贡献。在我国加入WTO以后，来自国际环境下的资金投资与外来企业的进入，更加的加快的模具的发展，在2000年之后，外企、港资企业、台资企业，呈现三足鼎立的状态，而2010年之后，逐渐形成的模具寡头，在上市企业中，不少的模具企业来是珠三角和长三角。我国和外国的模具技术与制造技术相比，仍然有不小的差距，这其中既有来自资金的差距，也有来自技术沉淀的差距，比如国外的资金丰厚，能够投入更多的金钱去深入研究模具技术，不断的完善自身，而我国在对应的模具研发研究经费上就有点节约，更多的是导致抄袭国外的产品。其次就是我国和外国在自动化层次的差距了，外国的模具能够实现高度自动化，流程化，智能化的管理，用一个人干多个人干的工作，节约劳力成本，提高生产效率，而我国在自动化模具制造领域仍然有非常大的差距，某些环节仍然需要投入大量的人工去实现，还不能使用机械手或其他自动化设备来替代。其次是软件开发与应用方面，在我国的模具行业的设计软件中，90%的设计软件，管理软件，制造软件，均来自于国外企业，这需要付出大量的使用费，专利费，这些软件其实是在没有办法的情况下使用的，有些软件不符合中国人的使用习惯，有些还是英文的，连中文都无法支持，呈现一种非常尴尬的境地，这就需要我们吸收国外先进的CAD/CAM/CAE软件开发经验，结合国人自身的设计、制造、分析习惯，来研发属于中国自己的设计软件。使用中国人自己研发的模具设计软件不然是为未来自主发展提供技术支持，更是可以摆脱发达国家的技术控制。4. 研究内容及方案拟定 4.1 设计内容根据塑件分析基本结构选择合适的热塑性材料确定型腔数量和分型面、分型线。完成模具重要结构中的成型系统设计完成其余模具结构中的浇注、冷却、顶出脱模、气体排出系统。根据基本模具结构形式，选择GB标准的国标模架系统。匹配对应的其余标准件，包括定位环、浇口套、顶杆、垃圾钉、螺丝等。完成三维总装图的建模、二维装配图、非标零件图的绘制。、编写设计说明书，并再次校核设计数据，参数，选择注生产的注塑机图1 收纳盒4.2 总体方案拟定1.分型面的选择为了将成型后的产品从凹模中取出，需要将模具进行分型，分型处有不同的接触位置，以此划分凹凸模的就是分型面，分型面的位置因为会影响注射件的结构以及后面排气装置的设计，也因为对注射件的各项要求不一致所以注塑件分型面也往往会有不一样的选择，如何有安排好分型面的位置是保证塑件能否妥善成型的重要条件。面对分型面的位置选择时，应从下列因素考虑。（1）分型面最好选在注射件的最大截面上，尽量选择使用平面；（2）分型后塑件能停留在动模一侧；（3）能保证脱模后塑件外观质量；（4）有利于排气的顺畅；（5）方便脱模。考虑到以上多种因素，选择使用平面分型面，选择的位置为塑件的最大平面，分型后注射件能留在动模一侧。2. 型腔的数目以及排布在确定型腔数目后型腔排布方式主要考虑以下条件。（1）为了减少凝料，主流道到各个型腔的距离应尽量短；（2）为了保证塑件内应力与变形的相差不大，应尽量保证熔料进入各个型腔时温度一致；（3）为了保证塑件内在质量一致，应保证各个型腔受到的压力一致。在确定型腔数目时考虑到塑件结构特点、精度、选用浇口、模具制造难度以及生产成本等。于是采用一模四腔的型腔。考虑到以上多种条件，选择平行布局型腔布局。3.浇注系统的设计浇注系统主要由主流道，分流道，浇口和冷料穴组成。浇注系统主要分为两种不同的浇注系统，一为普通流道浇注系统，二为无流道凝料浇注系统。本论文选用普通点浇口浇注系统13。一般而言在设计浇注系统时只需要考虑以下影响因素：（1）考虑到所选用塑料材料本身的成型性能要求，在选用浇注系统是要充分保证塑件产品成型品质；（2）结合成型塑件的型腔数，浇注系统要根据型腔排布的方式进行设计；（3）浇注系统由于外观以及形状的因素，我们在设计确保能成型的同时也要保证能有修改的余地；（4）在设计浇注系统时为了保证塑件的成型外观，浇注系统需要保证消除修正进料口从而保证注射件美观的要求；（5）冷料：为了避免浇注系统流道中料流的前料注入型腔，影响成型塑件的质量，浇注系统需要设计储存冷料的部件，从而保证塑件成型质量。4.脱模机构的选用脱模机构与注射模相似，按照零件种类分类常见的有推杆脱模机构、推管脱模机构、推件板脱模机构等，需符合以下条件。（1）尽量使塑件脱模后能够停留在动模；（2）要保证塑件不会被推杆顶得变形损伤；（3）推杆的顶出行程要合理；（4）顶出杆要有足够的强度，刚性从而克服模具之间摩擦力；（5）推杆放置的位置不能影响到注射件外观。这次设计中选择使用推杆推出机构。5.模架及标准件的选用根据模具真探结构分类，模具主要有单分型面注射模，双分型面注射模等，通过对该模具的分析，可以的得知其为单分型面的模具，由GB/T 12556，1-12556，2-1990塑料注射模中小型模架可选择FCI型的模架。5. 毕业设计进度安排（根据老师的要求填写具体设计内容，做设计/论文的应有所区别）2019.03.04-2019.03.25 查阅参考资料，撰写开题报告，翻译并开题；2019.03.26-2019.04.06 总体方案设计，初步的设计草图；2019.04.09-2019.04.20 xx部件设计、计算分析；2019.04.23-2019.05.11 装配图、部件设计；2019.04.29 中期检查，所有学生提交所有设计材料。2019.05.14-2019.05.18 零件设计；2019.05.21-2019.05.25 撰写设计说明书；（蓝色部分请同学根据设计内容和要求及指导老师布置做相应修改）2019.05.31-2019.06.03 提交设计说明书、设计图纸供查重、审阅；2019.06.03-2019.06.05 答辩材料指导教师、审阅人审阅、评定。学生准备答辩；2019.06.06-2019.06.14 院（校）答辩；（跟据学校教学安排，按实际日期填写）2019.06.17-2019.06.21 按答辩结果，整理并上交毕业设计相关资料。6. 参考文献1屈华昌塑料成型工艺与模具设计M（修订版）北京：机械工业出版社，20072罗河胜塑料材料手册M第三版广州：广东科技出版社，2010：3363杨占尧塑料模具标准件及设计应用手册M北京：化学工业出版社，20084赵蓓蓓初探塑料模具材料现状及发展方向 J科技资讯，2009（34）5孙锡红我国塑料模具发展现状及发展建议A电加工与模具，2010，增刊，31-336周伟文，谢龙汉Pro/Engineer Wildfire4三维造型实例图解M北京：清华大学出版社，20087张 磊，谢龙汉，朱晓胜Pro/Engineer Wildfire4模具设计实例图解M北京：清华大学出版社，20088朱光力，万金保塑料模具设计M北京：国防工业出版社，20069褚作明，王淼辉，姜 超侧向分型与侧抽芯机构的设计DB北京：北京机电研究所图书馆，199810Bill Davies.Serge Jonnaert：Guide to Better Hot Runner Control White Paper，MoldflowCorporationMarch 2004,11Pearce. R.Sheet Matal Forming. Bristol、philadelphia:Adam hilger, 1991,12Tomesani. L.Analy of a tension-driven. outsidein tube inversion Jouranl of Material Processing Technology, Vol.64,1997,共 2 页 第 5 页收纳盒注塑模具设计摘要 本论文介绍了注塑成型模具的基本原理，在此基础上对一种收纳盒的合理结构进行分析，采用CAD、UG等技术手段设计出该油管模具。注塑模具目前在行业中的到了普遍的适用，主要适用于产量要求高、需求量大、精密度好的塑胶产品。采用注塑方式生产的产品即可以保证产量，也可以确保使用功能不受影响。此外由于塑胶性能的丰富和提升，注塑模具的应用范围也越来越广泛，基本能适用于所有的塑料材料。模具质量可靠的前提下，得到的产品品质也会提高，并且注塑模具局域能够实现自动化生产的优点。通过分析该收纳盒塑件的材料和产品结构，可以知道这一类产品基本都是需要采用注塑模具成型工艺来生产。本设计过程主要分为以下两步：1、 先分析产品结构性能特点，然后采用三维UG软件进行建模，分模，绘制出主要的成型零件，在这之前需要进行一系列的计算，保证设计得到产品的强度可以满足要求，同时需要选择好成型模具的穴数，主要根据产品的结构和注塑机大小来判断是否合适。2、 设计好模具的装配图及模具各零件细节图纸，然后把零件的图纸转换成CAD的二维工程图，完成图纸后，需要整理好之前的设计计算。根据这些计算结果编写说明书，按照规定的格式完成设计说明书的排版。关键词 收纳盒；塑料； 注塑成型； 模具设计；CAD/CAM；注塑机Design of Injection Mold for Receiving BoxAbstract This paper introduces the basic principle of injection moulding die, based on which, the reasonable structure of a receiving box is analyzed, and the tubing die is designed by using CAD, UG and other technical means. Injection moulds are now widely used in the industry, mainly for plastic products with high production requirements, large demand and good precision. The product produced by injection moulding can ensure the output and the use function. In addition, due to the enrichment and improvement of plastic properties, injection moulds are more and more widely used, and can be basically applied to all plastic materials. On the premise of reliable mold quality, the quality of the product will be improved, and the advantages of automatic production can be realized by local injection mold. By analyzing the material and product structure of the plastic part of the receiving box, it can be seen that this kind of product basically needs to be produced by injection moulding process.The design process is divided into the following two steps:1. Firstly, the structure and performance characteristics of the product are analyzed, then the three-dimensional UG software is used to model, divide the model and draw the main forming parts. Before that, a series of calculations are needed to ensure that the strength of the product can meet the requirements. At the same time, the number of holes in the forming die should be selected to judge whether it is suitable or not, mainly according to the structure of the product and the size of the injection machine.2. Design the assembly drawings of the die and the detail drawings of the parts of the die, then convert the drawings of the parts into two-dimensional engineering drawings of CAD. After completing the drawings, it is necessary to sort out the design calculation before. According to these calculation results, the design instructions are compiled and typesetted according to the prescribed format.Key words Receiving box; Plastics; Injection moulding; Mold design; CAD/CAM; Injection moulding machine目 录第一章 绪 论11.1 课题背景11.2 课题分析21.3 模具在加工工业中的地位21.4 模具的发展趋势31.5 设计在学习模具制造中的作用31.6 研究内容3第二章 零件的工艺分析52.1 零件结构设计62.1.1 脱模斜度62.1.2 壁厚62.1.3 收纳盒的圆角62.2 尺寸及精度62.3 表面粗糙度72.4 收纳盒的体积和质量72.5 成型工艺过程分析72.6 PP材料分析83 模具结构设计93.1 分型面的选择93.2 型腔的数目以及排布93.3 注射机的选择和校核103.3.1 注射机注射量的校核113.3.2锁模力的校核113.3.3 模具和注射机部分相关尺寸校核113.4 浇注系统的设计123.4.1 主流道的设计123.4.2 分流道的设计133.4.3 浇口的设计143.4.4 冷料穴的设计143.5 注射模成型零部件的设计153.5.1 型腔的设计153.6 排气结构设计173.7 脱模机构的设计183.7.1 脱模机构的选用183.7.2 推杆机构的设计183.8 注射模温度调节系统193.8.1 冷却计算193.9 模架及标准件的选用203.10 合模导向机构的设计213.10.1 导向结构21第四章 模具的装配234.1 模具的装配顺序234. 2 模具装配图24总 结25谢 辞26参 考 文 献27III 第一章 绪 论1.1 课题背景塑料主要是由高分子树脂组成的一类产品性能佳、应用范围丰富的产品，而树脂是由天然形成或者石油萃取的得到的一种原始材料，而合成树脂是以树脂作为原料通过一系列的化学反应生产出来的，可以通过改变合成树脂加工过程中的工艺和配方得到具有不同性能的合成树脂也就是我们所说的塑料。在压力和温度允许的条件下具有塑性好的特点，同时可以根据产品的需求选择不同性能的合成树脂，是一类优质的模具生产原料。在最近几年的时间里，产业化升级的大环境下，机械行业特别是模具在现代工业发展十分的迅速，对产品的本身的性能需求也越来越严格、越来越丰富。很多的橡胶零件因为强度不行，都在最近几年改成塑胶材料，因此改善产品结构，保证塑胶件强度是现在设计方向。塑胶的材料产品90%以上的都是模具成型生产的，这使得注塑模具应用越来越广泛，产量也随之迅速增加，模具产品的质量越来越高。现阶段自动化技术的不断成熟、人工成本居高不下，大部分模具生产企业都愿意花钱采购或者研究自动化装置应用到模具生产过程中，这样让机械手和机器人有了很大发展空间，为了能够实现自动化生产，对模具设计本身也有一定的要求，其中最主要考虑的问题是操作简单，同时注塑模具的设计还必须满足表面质量、尺寸的精度、生产效率等一些客观的需求。注塑模具的设计水平对生产先进性、合理性、高效性有着重要的影响。所以，研究注塑模具的设计，提高注塑模具的质量、效率、稳定性，对实体经济的发展有着十分重要的意义。本设计主对注塑模具零件分析，模具设计可行性分析，得出一个合理可行的设计方案后，进行模具设计，在此基础上编写说明书。在注塑方案的选择上，采用塞盖零件模具设计，模具设计方案分为好几种大体结构，本次方案的选择上主要是参考相关资料，结合注塑模具设计、模具基础工艺设计、AutoCAD等课程知识，利用好课程知识，整理好材料，选择自己需要的设计方案，规划好相关设计思路，一步步完成设计。其中模具设计的主要内容包括绘图和计算，本论文需要先学好课本专业知识才可以顺利的进行下去，论文目的是通过设计，学习设计思路、熟悉设计流程，巩固相关知识，最终能够熟练的用好CAD。1.2 课题分析选择做收纳盒注塑模具设计论文后，首先要确定好注塑所使用的材料，通过分析，PP材料在使用性能和加工性能方面均能够满足该模具的需求，所以选用PP作为注塑材料。本次模具设计步骤先从软件学习入手，通过查阅了CAD和相关书籍，同时借鉴前辈的相关设计经验，结合文献知识，分析注塑模具的设计过程，明确设计过程中需要准备什么东西，设计流程怎么样的。对选择的塑胶件进行观察和分析，按照标准先将零件设计出来，然后依据其实际的尺寸大小来绘制设计图，包括UG三维图和CAD二维图，在此基础上分析设计精度以及选用的塑胶注塑件的材料。设计主要目的是熟悉相关产品设计流程，塑胶件的厚度，设计出来产品精度也较低，所以直接一套一般的模具结构就可以生产出来，合格率也相对较高。结合生产效率和相关的生产工艺工艺，可以进行大批量的零件生产。模具基本结构设计出来以后，需要对模具的细节设计，在细节设计直线，需要进行一定的计算，只有在可靠的数据基础上，才保证设计出的模具是合理的，此次设计的重点是结构设计，都是以计算数据为依据。最终进行这套模具的CAD图的绘制，先进行UG三维设计然后转到CAD进行详细标注。通过设计一套完整的毕业设计模具能提高我们综合运用能力，得到意想不到的提升，同时还可以熟悉之前学习的基本知识，提供自己的专业设计水平，并且可以加强解决设计中遇到各种问题的能力。课题的目标还要求熟悉注塑的模设计和然后从新拾起之前被遗忘丢掉的专业课的知识，通过总结设计经验，确保之后可以独立完成设计目标。这次设计的工件通过拟定设计方案，完成模具的结构设计。编写说明书时，通过查找相关文献，可以熟练的运用有关图表、手册等，无论是对个人能力还是以后的工作需求都有很大的帮助。本论文最终得到的产品能够完全可以达到预期要求。1.3 模具在加工工业中的地位模具是根据制件的形状与结构来进行设计制造的工具，日常生活中的很多用品都是采用模具来进行批量生产，如本设计中的收纳盒是塑料制品，市场需求量大，需要采用模具来成批制造。由于模具是生产零件的重要工具，因此对模具的制造要求较高，设计的模具必须要满足零件的尺寸精度、外观和性能特征，所以对模具的设计要求较高，不仅要从使用性来进行考虑，还要考察它的成本、经济性，产品结构合理性。模具对产品的质量影响较大，其中模具型腔的结构和尺寸以及加工精度、浇口位置和脱模的方式对产品的影响最显著，其次是加工过程中的结构对操作有一定的影响，对于大批量生产的模具我们应该在设计上考虑降低模具的开模次数，减少模具生产时的手动操作部分，尽可能的向自动化生产靠齐。例如产品的顶出以及成型后的产品取件都可以自动化实现，批次较小时，因尽可能简化模具结构以达到节约成本的目的。目前的社会生产中，良好的制造业是离不开合理的生产工艺、先进的装备设备和高精密度的模具，模具对于材料的要求非常苛刻，因此模具的费用制造高昂，只有先进的加工设备安装上高精密的模具才能生产出完美的产品，由于产品的种类不同模具的结构也千差万别。 1.4 模具的发展趋势随着工业的快速发展，模具的发展速度也较快，从以前的手动、低效、低寿命到现在的自动化、高效率、精密和高寿命模具方向发展，单纯的从制造角度和模具设计角度来看，模具的发展主要体现在以下几个方面：1）在模具设计过程中工艺原理的研究越来越高，模具设计需要向各个技术方面进行发展，提高产品的质量与产量。2）随着工业生产中人工成本的提升，在保证产品的品质的前提下，尽量提升自动化工艺有益于提高加工效率，配备高自动化的设备，采用自动化的成型机来安装高精密的模具是大势所趋，这对产品质量的稳定性和产品的生产效率都有一个很好的保证，长期来看能够有效的降低生产成本。3）在材料方面，不同性能的塑胶材料不断的更新，为了应对自动化的压型机必须对材料有较高的要求，在硬度、强度和耐磨性方面均有较高的要求，同时材料的易加工性、热变形小、导热性好都是目前急需解决的问题。4）制造工艺的变化，减少了钳工的加工时间，采用先进的加工机床，提高了加工的精度。1.5 设计在学习模具制造中的作用在学习模具的时候不仅要学习模具的设计方法，还要学会如何选择材料、掌握模具的加工工艺，采用什么结构能够节省成本并且提高生产效率，采用什么样的材料更加的合理，同时对热处理知识也要有一定的了解，根据不同情况选用模具的加工工艺，总之设计是具有灵活多样性，所以在设计时候需要综合考虑，提取模具设计的最优解。1.6 研究内容收纳盒为PP塑料制品，本次论文选用注射模进行成型，这种方式制成的产品结构相对简单，加工难度较低，需要完成的内容有：1）完成收纳盒的工艺性分析；2）对模具的布局进行计算选择，并确定分型面；3）对成型零部件进行计算；4）利用三维软件完成注塑模的设计；5）完成设计说明书的编写；3 第二章 零件的工艺分析收纳盒零件如图2-1所示，对该零件进行结构分析可知该零件总体为环形，此塑件结构复杂程度不高。对该零件进行尺寸精度和表面质量分析可知，零件的表面需要光滑不伤手，因为零件为使用件，另外还需要保障塑胶材料，无味无毒。图2-1 收纳盒零件图2.1 零件结构设计2.1.1 脱模斜度因为热胀冷缩的物理现象注射件在冷却时会收缩，因此注射件在脱模时容易会包裹住模具凹模或凸模的部分。所以在脱模方向同一水平线上的注射件外表面不能出现脱模斜度过低或没有。脱模斜度首先与收缩率有关，其次与注射件的外型以及壁的厚度也有很大关系，斜度过低或没有，会影响降低注射件的尺寸精度，还会使注射件表面出现划痕。斜度大，虽然可以使产品脱模变得容易但是同样会影响产品的尺寸精度。一般情况下注塑产品的脱模斜度可以取，对于材料为PP的塑胶产品，它的脱模斜度可以取之间，型芯脱模斜度为30/19。2.1.2 壁厚注射件的壁厚通常因为对最后的成型影响大，所以在准备设计注射件时需要首先解决的问题。注射件壁厚在成型工艺上同样影响巨大，注射件壁厚对于塑件质量，对熔体充模，固化时的速率都有很大的影响。在允许的要求范围内，注射件壁厚应尽可能的均匀，过于厚会造成生产中消耗成本过高，太薄则成型质量低，塑件强度低，容易出现变形，所以壁厚应尽可能均匀变化，这样对于塑件是最有利的，可以很好的保证注射件的刚度强度以及使用周期。注射件壁厚通常在13，因为在之前的塑件结构设计中保证了零件的壁厚均匀，同样保证了壁厚周围的应力均匀，因为收纳盒零件受到的压力较大，因此选择选择2.0壁厚10。2.1.3 收纳盒的圆角如果塑件转角设计为尖角，则成型时容易造成应力集中，当受到冲击时容易断裂，而圆角不单单能改变应力集中，还能提高注射件的强度。在充模以及脱模过程中也更加方便，在内部采用圆角还能有效消除内应力。在允许要求范围内时，塑件的各处链接圆角半径应大于或等于0.51范围内。2.2 尺寸及精度注射件的制造精度会随着注射件的尺寸精度改变而改变，较低的尺寸精度可以使得加工过程简单并且有较高的经济效益，所以在允许的条件范围内应尽可能降低注射件尺寸精度。因为该零件为常规的使用件并不是装配件，所以该零件并不需要较高的精度，所以该零件可以采用MT5级精度。2.3 表面粗糙度注塑件的表面粗糙度绝定着产品的表面的光滑程度。而注塑从的光滑程度又是由模具的型芯与型腔的表面粗糙度所决定的。例如产品所需要的表面粗糙度在Ra0.021.25范围内，那么型腔的表面粗糙度必须保证在Ra0.010.63范围内。模具型腔由于长时间的生产工作，会有磨损，所以模具的表面粗糙度对变大，所以需要在一定周期内打磨。注射件外表面粗糙度为，内表面粗糙度为0.4。2.4 收纳盒的体积和质量已知注射件的质量以及体积通过3D测量，在三维软件中，得到注射件的体积数据为58756.74，PP材料的密度为0.902-0.906g/cm3。2.5 成型工艺过程分析第一步：对设备和塑料做好以下准备工作。（1）注射成型前根据塑件材料的预处理根据成型后对塑件质量结构等要求，检查原材料的各个数据指标，对原材料的数据进行分析，查看各项指标是否合格，如果需要可以对材料进行干燥处理。（2）料筒的清洗在刚开始使用注射机或者一种新的塑料的时候，或则发现塑料分解，生产新的注射机时都要对注射机的放置原材料那一部分主要是料筒极其部件清洗或者更新零件。（3）塑件脱模剂的选用注射件在脱模时因为塑胶材料缩水的影响，注塑后的产品容易会包裹住模具型芯或者型腔的部分，在这种情况下可以考虑使用脱模剂方便脱模，使注射件方便从模具中脱出的助剂。在合理的设计以及好的生产工艺下塑件脱模一般比较容易。硬脂酸锌，液体石蜡（白油），硅油，以上是市场主要使用的脱模剂因为选择的原材料为PP，所以可以选择脱模剂适用硬脂酸锌，这个脱模剂适用于PP等一般塑料。第二步：注射成型过程注射成型过程一般包括塑化成型与冷却两个过程，其中塑化成型又分为加料，塑化，注射入模三个过程，而冷却包括了冷却以及脱模两个过程。第三步：注射件的后处理由于注射件在还在成型时期会受到不同因素例如温度以及应力，压力等都会可能使得注射件容易出现不均匀的结晶、取向以及收缩，因此需要对注射件后处理，为了消除一部分的的内应力，提高结晶度提升稳定性。对塑件材料PP采用退火以及调湿处理。退火温度根据退火表为60度到70度之间，时间为2到3小时。调湿温度为100到120度，时间约为2到3小时。2.6 PP材料分析PP是由聚丙烯通过化学聚合而成的。PP具有较好的耐腐蚀性耐热性及表面硬度，坚韧，好的加工性和染色性能。PP由于产量大制造工艺简单，使得其广泛运用在各个领域。PP作为一种高分子聚合物，也有出容易吸附水分子，并且还有出现裂纹的情况，只是这种材料的缺陷。正因为有这些缺陷，所以我们需要对其一些必要的处理。首先在加工前我们要对其进行必要的干燥处理；其次，在其温度慢慢升高时会出现粘附性能增强的特点，又有特性为黏度对剪切速率的影响大，所以一般需要设计能够保证我们不会出现粘附问题，而侧浇口由于其本身的特性就能够通过应力以及注塑时的工艺减少粘附问题。考虑到原材熔料在主流道以及分流道流动时的温度，以及壁厚对最后成型结果的影响，我们需要在设计时控制好，模具温度可控制在5060，要求塑件光泽和耐热时，模具温度应控制在6080。PP热容量相对于其他材料低，其遇到高温时融化的速度也快，同样的在温度降下来后固化的速度也更快，而且降温时的应力曲线变化不大，所以这种材料成型也相对及时间短11。73 模具结构设计3.1 分型面的选择为了将成型后的产品从凹模中取出，需要将模具进行分型，分型处有不同的接触位置，以此划分凹凸模的就是分型面，分型面的位置因为会影响注射件的结构以及后面排气装置的设计，也因为对注射件的各项要求不一致所以注塑件分型面也往往会有不一样的选择，如何有安排好分型面的位置是保证塑件能否妥善成型的重要条件。面对分型面的位置选择时，应从下列因素考虑。（1）分型面最好选在注射件的最大截面上，尽量选择使用平面；（2）分型后塑件能停留在动模一侧；（3）能保证脱模后塑件外观质量；（4）有利于排气的顺畅；（5）方便脱模。考虑到以上多种因素，选择使用平面分型面，选择的位置为塑件的最大平面，分型后注射件能留在动模一侧。分析面位置如图3-1所示：图3-1 分型面位置3.2 型腔的数目以及排布在确定型腔数目后型腔排布方式主要考虑以下条件。（1）为了减少凝料，主流道到各个型腔的距离应尽量短；（2）为了保证塑件内应力与变形的相差不大，应尽量保证熔料进入各个型腔时温度一致；（3）为了保证塑件内在质量一致，应保证各个型腔受到的压力一致。在确定型腔数目时考虑到塑件结构特点、精度、选用浇口、模具制造难度以及生产成本等。于是采用一模四腔的型腔。考虑到以上多种条件，选择平行布局型腔布局。3.3 注射机的选择和校核因为采用的是一个主流道分流到四个腔体的注射方式，所以需要的最小注射量是212.48g，再根据工艺参数，选定注射机为海天300XA。其有关性能参数为见表3-1：表3-1 注射机参数型号单位300A300B300C参数螺杆直径mm606570理论注射容量cm3727853989注射重量PSg662776900注射压力Mpa213182157注射行程mm257螺杆转速r/min0160料筒加热功率KW17.25锁模力KN3000拉杆内间距(水平垂直)mm660660允许最大模具厚度mm660允许最小模具厚度mm250移模行程mm660移模开距(最大)mm1260液压顶出行程mm160液压顶出力KN62液压顶出杆数量PC133.3.1 注射机注射量的校核模具设计时，需要保证塑料熔体以及质量在注射机额定注射量的80%以内。校核公式为： （3-1）：；。，。得到：注射量符合要求。3.3.2锁模力的校核零件注塑成型需要的成型力的大小主要是由注塑件的投影面积所决定的。所以零件的投影面积必须满足公式（3-3）关系。 （3-2）：；，。得到：注塑模具所需要的锁模力可以通过公式（3-5）计算，即：（3-3）：；。，。即：（3-4）锁模力符合要求。3.3.3 模具和注射机部分相关尺寸校核（1）模具高度的校核模具闭合高度必须满足以下公式：（3-5）：；。，。即：本次设计的模具符合要求。（2）开模行程的校核注塑机的开模行程是有限的，对于多分型面注射模应有：（3-6）：；。，带入公式得总的开模距离需要以上。经计算，符合要要求。（3）顶出装置的校核注塑机的顶出装置具有相当的的顶出力，要通过顶杆传递力量从而将注射件顶出，而顶杆的行进距离要保证能将注塑件完全顶出。考虑以上因素设计推出机构时，需要能够确保设计的顶出装置能顶出注塑件，以及能够确保顶出机构能被推板盖住。海天300XA型注射机校核后发现满足将模具脱出的要求。3.4 浇注系统的设计浇注系统主要由主流道，分流道，浇口和冷料穴组成。浇注系统主要分为两种不同的浇注系统，一为普通流道浇注系统，二为无流道凝料浇注系统。本论文选用普通点浇口浇注系统13。一般而言在设计浇注系统时只需要考虑以下影响因素：（1）考虑到所选用塑料材料本身的成型性能要求，在选用浇注系统是要充分保证塑件产品成型品质；（2）结合成型塑件的型腔数，浇注系统要根据型腔排布的方式进行设计；（3）浇注系统由于外观以及形状的因素，我们在设计确保能成型的同时也要保证能有修改的余地；（4）在设计浇注系统时为了保证塑件的成型外观，浇注系统需要保证消除修正进料口从而保证注射件美观的要求；（5）冷料：为了避免浇注系统流道中料流的前料注入型腔，影响成型塑件的质量，浇注系统需要设计储存冷料的部件，从而保证塑件成型质量。3.4.1 主流道的设计主流道是指从注射机喷嘴为起始点，到分流道为止之间的那一条线性流动通道。注射机为海天300XA，喷嘴直径为，喷嘴球面半径为，因为PP易于固化的特殊性质，故设计主流道为圆锥形，半锥角=26，主流道小端直径比大，通常取，深度在，主流道总长L通常大于。选用图3-1的衬套，有别于其他衬套，这一种可以让PP熔体稳定的留在定模。衬套与定模板的配合采用。综上所述得到图3-1，其中小端直径，前端深度，主流道长度，喷嘴球面半径，半锥角=1。图3-1 主流道3.4.2 分流道的设计分流道指的是从主流道末端至浇口为止塑料熔体的流动通道。一般情况下对于塑料材料PP我们采用圆形截面。圆形截面在分流道长度短的时候可以小到，对于大部分的塑料材料，分流道截面为。依照经验本次设计分流道截面取。图3-2 分流道3.4.3 浇口的设计浇口是指从分流道末端到型腔为止的塑料熔体的通道。它既可以控制熔体的流速也可以在注射压力消失后可以封闭型腔，保证熔体不会逆流。浇口的位置应考虑一下影响因素：（1）应选择壁厚厚的部位，使得熔体从壁厚流到壁薄处，动能损失小，充模充分；（2）流程最短，减小压力损失；（3）要有利于排气；（4）考虑塑件外观，浇口位置尽量选择在不影响外观处；（5）各个分流转小有利于减小动能损失。因为这次设计中表面质量要求高，所以决定使用点浇口。浇口产品端面进，成型后，浇口自动去除。浇口直径取图3-3 浇口3.4.4 冷料穴的设计主流道中末端的前料注入型腔，接触模具后如果温度过低，对成型塑件的品质造成影响，为防止这种情况出现需要在主流道末端设置冷料穴从而保证塑件品质。冷料穴通常选择开在动模板上，它的直径与相比于主流道稍大或相等。本次设计取，最终需要保证冷料穴能装下所有的冷料。冷料穴有许多不同的形式，本次设计采用锥形。根据前面分析模具的浇注系统如图3-4所示：图3-4 浇注系统3.5 注射模成型零部件的设计模腔通常用于模制塑料制品的结构和形状以确保塑料部件的形状和尺寸精度。通常，模腔部分通常设置在固定模具侧。模腔通常包括诸如凹模，凸模，型环等部件。这些部件也可以被称为模制部件。因为这些零部件直接与塑料相接触，这些零部件的某些部分，需要承受来自于熔体的压力，影响注塑件的尺寸精度。3.5.1 型腔的设计型腔的计算有公式：（3-7）：；。将塑件参数带入公式得： 有型腔深度计算公式：（3-8）：；。将塑件参数带入公式得：通过计算得到尺寸，作图3-5，型腔图。图3-5 型腔示意图3.5.2 型芯的设计型芯的尺寸计算有公式：（3-9）式中：；。将塑件参数带入公式得： 有型芯高度度计算公式：（3-10）式中：；。将塑件参数带入公式得：通过计算得到尺寸，作图3-6，型芯图。图3-6 型芯图3.6 排气结构设计排气是对于模具设计是有很重要的影响，一旦处理不好，有许多弊端，可能使得塑件内部组织疏松，产生气孔，气体压缩时的热量会烧坏塑料等。因为这次设计中选用的模具形状大小都不会过大，所以选用间隙排气的排气装置，不再设置排气槽14。3.7 脱模机构的设计主要由部件引进，导入部件，复位部件的引入，可以将塑料部件从模具中取出的机构称为脱模机构。3.7.1 脱模机构的选用脱模机构与注射模相似，按照零件种类分类常见的有推杆脱模机构、推管脱模机构、推件板脱模机构等，需符合以下条件。（1）尽量使塑件脱模后能够停留在动模；（2）要保证塑件不会被推杆顶得变形损伤；（3）推杆的顶出行程要合理；（4）顶出杆要有足够的强度，刚性从而克服模具之间摩擦力；（5）推杆放置的位置不能影响到注射件外观。这次设计中选择使用推管推出机构。3.7.2 推杆机构的设计在这次设计中选用推板推出，为了防止推板端面出现窜动，推杆与孔配合为间隙配合，配合间隙最好是要小于溢料间隙，因为这样才能有效防止推板的顶出精度。收纳盒模具的推板如图3-7所示：图3-7 推板3.8 注射模温度调节系统温度调节系统是指通过对模具加热或者冷却从而达到控制模具的系统。依照塑件原材以及工艺的要求，温度也相应有所不一样，因为在这次设计中选用的PP材料以及塑件的工艺要求本身，就不需要加热只需冷却系统带走多余热量即可，所以选用水循环冷却系统达到要求即可。冷却系统是为了将模具温度有效率的控制在合适范围。为了有利于冷却系统的组装以及更好的加工，冷却系统的所有孔道都要使用标准尺寸，根据已知的模具壁厚以及体积大小的数据，需要选择冷却管位置的选择，管道的长度，孔径的大小，装配和连接方式，管道的材料，冷却剂使用的速率等。为了达到有效达到冷却的效果应该保持注射件的壁厚稳点，冷却管道放在凹凸模块里面这样有利于精确地控制温度，达到冷却效果。3.8.1 冷却计算冷却系统需要进行一系列的计算，计算方法可以参照文献中的公式计算，该计算仅表示理想状态下的结果，实际生产过程中的热量受到很多不同因素的影响，具体计算公式： 式中 W1表示塑料的重量g A表示每次带走的热容量(J/g) 经计算：Q=6182651116130552574J热量散发量计算公式如下： 式中：W表示水路里面的水的重量(g/h) T3表示模具运走后出来水的温度（） T4表示还没进去之前常温状态的一个水的温度（） K表示热传递的单位系数；经计算 W378997 g/h冷却水道直径能够通过下列公式预计算出来： 式中 表示容重（kg/cm3） =0001 kg/cm L 表示水路的长度（cm） L=300mm D设计计算的冷却水路的直径（cm） ；经计算d8.428 cm，取10mm模具的运水如图3-8所示：图3-8 冷却系统3.9 模架及标准件的选用根据模具真探结构分类，模具主要有单分型面注射模，双分型面注射模等，通过对该模具的分析，可以的得知其为单分型面的模具，由GB/T 12556，1-12556，2-1990塑料注射模中小型模架可选择FCI型的模架。依照分型面选用导柱导套的安装方式为正装，再依据之前选择的CT模架选择与之相对的模板厚度还有模架外尺寸。通过计算得到模具为一模四腔，而型腔与型腔的相差距在30-50范围内，通过将模具布置为一模四腔可测算得到型芯长350，宽350，模架的长L=350 +复位杆的直径+型腔壁厚550模架的宽W=350+型腔壁厚500。根据内模仁的尺寸，再考虑其他导柱等零部件对模架尺寸的改变，为了不被影响到选择取BL=500X550的模架，塑件的高度为50。凹模、凸模的高度为固定总高度加30-50，B板的厚度取120，可以达到满足强度要求，A板为130，C板为120。通过前面的计算查注塑模具模架标准，最终选定了代号为：LKM CI-5055-A130-B120-C120的模架收纳盒模具模架如图3-9所示：图3-9 模架3.10 合模导向机构的设计导向机构的作用是模具在进行开合模时，为了确保精度而使用的一种常用的结构。通过查阅相关资料，可以得出：注射机选用40的导柱与导套与之相配合。出于结构的考虑，我们可以选取相对比较常规的形状，即带头导柱、带头导套。导柱和导套都必须经过热加工处理，因为对相对强度和硬度的要求很高。3.10.1 导向结构这是为了防止在模具、组装期间不经意地损害闭合后空腔体的正确形状。塑料部件的壁厚为。由于未对准，所以不应该是不均匀的。注射腔内会产生单向侧向压力，由当注射器的精度受到限制时，导向柱经历可变导向操作。当可动固定模具被夹紧时，导向机构首先接触，可动固定模具适当地闭合，冲头或芯部首先进入腔体，引起部件的干涉和断裂。由于注射的各向异性压力，导柱承受径向剪切力，易于破碎。改进了型芯和型腔后，可以指定合适的位置。设计的导柱、导套零件如图3-10所示：图3.10 导向机构图21第四章 模具的装配模具装配是模具设计制造过程的最后一步，它的成功与否直接与零件的品质与模具的使用寿命相关。认证组件根据装配过程的请求类型连接和固定零件组装到身份验证类型。在模具装配时，需要保证模具的装配精度在可接受的范围内。其中模具的装配精度包括：装位置精度、运动精度、匹配精度和接触精度等，这些都是我们需要着重考虑的。一旦浇口衬套和紧固件组件完成，分离表面必须有一些0.05至0.15mm的间隙，防止在注射成型期间受到喷嘴压力和变形的影响，同时能够有效地预防翻边。4.1 模具的装配顺序1.确定好装配标准；2.装配前测定零件的尺寸，认真对零件进行退磁和清洗。3.每个组件的累积误差调整的组合。例如，在每个模板的并行处理中，必须确保模板的组件是紧密闭合的，然后进行修改。4.在组装过程中保持原始维度的基准，检查在组装和调整工具。5.装配导向系统，操作灵活，无松卡现象；6.安装冷却加热系统，确保管道畅通，无漏水、漏电现象。液压系统的安装允许使用密封填料或密封剂，但是可以防止对系统的访问。7.检查模具是否合格：包括核对模具标准、模具编号、结束标记、组装基地。模具预热方法制热，铝压铸加热板安装在外部模具上，测量从外部向内的热量。加热管和喷嘴基于工艺指南中推荐的工艺参数加热加热缸和喷嘴和模具。8.注塑：使用塑料和模具温度的气缸，可以测试注入、注射成型品的质量缺陷、缺陷的原因和调整工艺参数，可以观察到最佳状态和其它技术参数。9.模具的维护：优化设计刀片性能和更换损坏刀片，在正常或异常磨损部件中起重要作用。绝大多数异常损坏是由于不适当的模具加工造成的。最后，检查所有零件和附件，并检查型号。另外，在组装过程中，需要严格防止部件的破损，不易生锈。组件热用于引导滚动轴承，并且油温度不应超过1000。4. 2 模具装配图总 结随着毕业设计的完成。我四年的大学生涯也即将进入尾声。这使得我即紧张又兴奋，即忧愁又喜悦。掺杂着人生百味、酸甜苦辣。首先，这是我人生的一次重要的收获，同时也是在我正式进入社会之前对自己的一次考验，因为在之前的课程设计中，接触的内容相对比较简单，同时内容比较单一，针对性较强，同时课程设计的内容及涉及到的相关理论知识都比较集中，且容易理解。本次毕业论文设计，是对大学四年所学知识的综合应用，所涉及到的内容之深入、范围之广泛是前所未有的。这就需要我对所有知识进行全面系统的回顾、重温。是对自身综合能力的一次提升。然后，在四年的学习生涯中，我自问对CAD、UG相关的设计软件了解但不熟悉，会但不熟练，偶尔食用但并不频繁，通过此次的模具设计，使得我对这些软件的有了更