洗衣机进水盒塑料注塑模设计说明书

1、安徽职业技术学院安徽职业技术学院毕业课程设计毕业课程设计课程名称课程名称：塑料模具设计设计题目设计题目：洗衣机进水盒塑料注塑模设计专专 业业：模具设计与制造班班 级级：模具441学生姓名学生姓名：朱 峰指导老师指导老师：张 作 胜二零零七年四月二十日二零零七年四月二十日目目 录录前言前言第一章第一章 塑料件工艺性分析塑料件工艺性分析1.1 塑件整体结构分析1.2 塑件工艺性的分析第二章第二章 注塑机型号选定注塑机型号选定第三章第三章 浇口和型腔数目的确定浇口和型腔数目的确定3.1 型腔数目的确定3.2 浇注系统的设计第四章第四章 模架的选择与模具结构设计模架的选择与模具结构设计4.1模架的选择

2、4.2模具结构设计第五章第五章 冷却系统设计冷却系统设计第六章第六章 总结总结第七章第七章 致谢致谢参考文献参考文献前前 言言塑料模具的发展是随着工业的发展而发展起来的，近年来人们对各种时常用品轻量化和设备越来越高，这就为塑料制品提供了广阔的市场。塑料制品要发展就一定离不开模具的发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，塑料模具也得到了迅速发展，据相关报道2003年已发展到176亿元，三年平均年增长率21%高于模具行业总体发展速度近4个百分点。近年内，年增长率将保持15%以上的水平。我国的塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和

3、能力等方面都有了很大的发展，但与国民经济发展需求和世界先进水平相比，差距乃很大，一些大型、精密、复杂长寿命的中高档模具每年乃大量进口。在总量供不应求的同时。一些抵挡模具已供过与求，市场竞争激烈，一些技术含量不太高的中挡塑料模具也有一些趋向供过于求。加入WTO后，我国经济将从真正意义上溶入全球经济一体化，中国的市场不再只属于中国企业。产品，不仅仅是性能与价格的较量，现在制造业驾驭着微电子或新材料，工程师们在实验室敲击着键盘，然而加工中心与模具组成的流水线上精密地复制着工程师们捕捉来的最新的模具，最后达到批量生产销往全球，满足全世界人民的物质文化需求。进入21世纪，先进制造技术将全面担负起快速、精

4、密的生产更多门类的产品，以保障和提高人类现代生活质量的任务。产品要在市场赢得占有率，需要以市场和用户为中心，以具有最优指标的产品快速响应市场的需求。因此，在产品开发的最前沿，把握好市场或用户对产品的需求，迅速、客观、全面和准确地对其进行分析和定义，建立有效的计算机辅助需求获取与分析系统，是提高产品的针对性，决定产品取胜得创新效果的关键。先进制造技术基础的灵魂在于创新，在开发新产品的过程中，着眼于产品开发的最前沿过程，研究并开发能够准确捕捉和正确理解市场需求的需求获取、评估和分析系统，建立起快速响应市场的信息通信，及各种大型数据库的建立，对产品同类产品设计方法和技术，对产品技术的发展都具有重大的

5、影响意义。总而言之，为适应大规模成批生产塑料成型模具和缩短模具制造周期的需要，智能化设计是发展的必能趋势。随着我国改革开放步伐的进一步加快，中国整逐步成为全球制造业的基础，特别是加入WTO后，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件，都依靠模具成型。国民经济的五大支柱产业机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。模具石“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。模具生产水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很

6、大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，提高模具工业的整体技术水平。同时，模具工业的发展也日益受到人们的重视和关注。注塑模传统的手工设计与制造已无法适应当前的形势。实践证明，缩短模具设计与制造时间、提高塑料件精度与性能的正确途径之一十采用计算机辅助设计和辅助制造（CAD /CAM）,以及辅助工程(CAE)。现代科学技术的发展，特别是塑料流变学、计算机技术、几何造型和数控加工的突飞猛进为注射模设计与制造采用高技术创造了条件。就此，在这次进水盒注塑模设计过程中我将借助现代先进的注射模CAD/CAE/CAM

7、技术来加强模具设计的高科技水平。注射模CAD/CAE/CAM的重点在于塑料制品的造型、模具结构设计、图形绘制和数控加工数据的生成。注射模CAE的功能就更为广泛。CAE将模具设计、分析、测试与制造贯穿于注射制件研制过程的各个环节之中。采用模具CAD/CAM/CAE集成技术后，制件不需要进行原型实验，采用几何造型技术，制件的形状能精确、逼真地显示在计算机屏幕上，有限元分析程序可以对其力学性能进行预测。在模具投产之前，CAE软件可以预测模具结构有关参数的正确性。例如，可以采用流动模拟软件来考察熔体在模腔内的流动过程，以此来改进浇注系统的设计，提高试模的一次成功率。可以用保压和冷却分析软件来考察熔体的

8、凝固和模具温度的变化，以此来改进冷却系统，调整成型工艺参数，提高之间治疗和生产效率，还可以采用应力分析软件来预测塑件出模后的变形和翘曲，模腔的几何数据能互相地转换为曲面的机床加工轨迹，这样可以提高模腔和型芯表面的加工精度和效率。模具CAD/CAM/CAE技术是以科学、合理的方法，给用户提供一种行之有效的辅助工具，使用户在模具制造之前能借助于计算机对制件、模具结构、加工、成本等进行反复修改和优化，直至获得最佳效果，CAD/CAM/CAE技术能显著地缩短模具设计与制造时间，降低模具成本并提高制件的质量。二七年四月一、塑件工艺性分析一、塑件工艺性分析（一）塑件整体结构的分析塑件为洗衣机进水盒，塑件材

9、料为PP（聚丙烯），由塑料模具设计手册可以查得该材料的收缩率为（1.0-2.5）%，成型工艺性能良好。根据实际生产的需要，塑件的收缩率设置为1.2%，由塑件样品可知该塑件总体尺寸为：长114毫米，宽85毫米 ，高111毫米。图1. 塑件三维图技术要求：塑件不得有影响外观的缺陷飞边、毛刺，缩影等熔接痕，表面粗糙度Ra均在0.02m，拔模斜度为1。合理的模具设计，主要体现在所成型的塑料制品质量（外观质量及尺寸稳定性），这就要求有合理的模具结构和适当的材料以及合理的加工方法，也需要一定的后处理过程。为了保证在生产中制造出合格的塑料制品，除了合理选择塑料材料外，还必须考虑塑件的成形工艺性。塑件的成形工

10、艺性与模具设计有直接的关系，只有塑件的设计能适应成形工艺要求，才能设计出合理的模具结构。这样既能保证塑件顺利成形，防止塑件产生缺陷，又能达到提高生产率和降低成本的目的。 塑件工艺性的分析塑件的几何形状与成形方法、模具分型面的选择对塑件出模有直接关系。脱模斜度的选择。塑件的脱模斜度与塑料性能、收缩率的大小、塑件的几何形状有关。据此进水盒塑料件的脱模斜度选择为1。（这正符合公司有多年开模经验的模具师傅的总结，公司的塑料件大多为空调外壳、家电塑料件、汽车件等，对这种塑料件其脱模斜度取11.5。）为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况以便脱模，在塑件的各面或内部连接处，采用圆弧过渡。这对塑

11、料的填充和模具制造（提高了模具强度）都是很有利的。塑件的圆角选为0.5、1、3不等。具体大小可以参照塑件图。塑件上孔的特征是根据塑料件本身使用要求来设计的，孔特征的存在不应影响塑件的强度。本塑件上孔特征较少，所成形的孔较简单。塑件尺寸公差。根据SJ1372-78标准PP材料注射产品的精度等级选IT3具体不同尺寸的公差数值可以查表塑料模具设计手册表2-19 公差数值表，在查出的公差数值一般采用双向分布。塑件图上未注公差尺寸的允许偏差，采用IT4级精度。公差的标注应符合GB4458.4-84的规定。二二 注塑机型号的选定注塑机型号的选定注塑机规格的确定主要是根据塑料制品的大小及生产批量。在选择注塑

12、机时，主要考虑其塑化率、注射量锁模力、安装模具的有效面积（注塑机拉杆内间距）、容模量、顶出形式及顶出长度。当客户以提供注塑机的型号或规格，设计人员必须对其参数进行校核，诺满足不了要求，则必须与客户商量更换。由于本次设计制品比较小，分析制件的模型可以得到： 体积V=5.92057e+08 mm3投影面积A=10628 mm注塑机的选择主要以下列参数为参考： 最大注射量。 能保证制品的质量，又可充分发挥设备的能力，则注塑模一次成型的塑料体积（塑件与流道凝料之和）应在注塑机理论的50%80%之间。塑件体积为5.92057e+08 mm3,加上浇道里的塑料，约为1.55e+03cm3 注射压力。 形状

13、一般，精度要求较高，熔体流动性好，壁厚比较均匀，所需的注射压力一般在7090Mpa. 锁模力。 锁模力为注塑机锁模装置用于夹紧模具的力，所选注塑机的锁模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力。F锁P腔A/1000。式中 F锁锁模力（KN）P腔型腔压力（MPa）其压力是注射压力的80%A塑件及流道系统在分型面上的投影面积 F (3010628 mm)/1000 =625.7KN 注射速度。 每分钟注射出熔体塑料的射程（m/min）。 塑件在分型面上投影面积，并且取最大成型面积以一定型腔压力计算。 开模力取锁模力的1/101/20。 模具厚度与开模距，模具厚度一定要在注射机规定的模具最大与最

14、小厚度范围内，以获得额定的锁模力。注射机的最大开模行程等于注射机移动模板与模板之间的最大开距减去模具闭合厚度。即： Sk Hm + s单分型面下模具开模距离为： S=H1+H2+（510）mm=65+177+(510)=247252 mm 顶出装置采用中心顶杆机械顶出方式。根据上述标准及公司的设备条件，可以选用HTF150X系列注塑机，其主要参数为:注射压力 7090Mpa螺杆直径 120 mm锁模力 625.7KN螺杆转速 0-110rpm.因而选用HTF150X注塑机，是非常合理的。三三 浇口和型腔数目的确定浇口和型腔数目的确定 型腔数目的确定模具型腔数量的确定主要是根据制品的投影面积、几

15、何形状（有无侧抽芯）、制品精度批量及经济效益来确定。型腔数量主要由以下因素进行确定：（1）制品重量与注射机的注射量；（2）制品的投影面积与注射机的锁模力；（3）模具外型尺寸与注射机安装模具的有效面积（或注射机拉杆内间距）；（4）制品精度；（5）制品颜色；（6）制品有无侧抽芯及其处理方法；（7）制品的生产批量；（8）经济效益（每一模的生产值）。这些因素有时是相互制约的，在设计方案时，应该进协调，以保证满足其主要条件。从上述对塑件的结构分析来看，塑件为投影面积较大；同时具有较复杂的三侧边抽芯机构，故采用单型腔（一出一）结构。 浇注系统的设计根据制件的结构和其生产效益，该件选择直接进浇进行注塑。直接

16、浇口，其形式是塑料通过浇口直接折射在塑件上，与限制进料口比较有很多不利之处，但是因为它具有压力损失少，节约塑料，模具结构简单等优点，因此仍广泛使用。主流道设计：主流道是直接与注射机的连接部分。由于熔体在料筒内已被压缩，此时流入模的空腔内，其体积必然要胀大，流速也略微减少。浇注系统的设计考虑的因素很多也很复杂。在CAE软件飞速发展的今天省去了很多由于浇注系统设计而带来对塑件的不合理充型。主流道直径的决定，主要取决于主浇道内熔体的剪切速率。其经验公式为：D=(4V/K)1/2(mm)D主浇道大头直径。V流经主浇道的熔体体积（包括各个型腔，各级分浇道，主浇道，以及冷料穴，的容积（cm3）;K因熔体材

17、料而异的常数。（这里K取3）带入以上数据可得D=5mm四、模架的选择与模具结构设计四、模架的选择与模具结构设计 模架的选择模架一般采用标准模架，特殊情况或客户指定要求时，可以对模架的部分形状、尺寸和材料作出更改。标准件包括通用标准件和模具专用标准件两大类。通用标准件采用了紧固件等。模具专用标准件有定位圈、浇口套顶针、顶管、导柱、导套、模具专用弹簧、冷却及加热元件。上模板下模板导柱导套30029030300290252218226116模具外型尺寸300X290X356mm模具结构设计为了降低成本和提高注射效率等因素，该制件采用两板式三侧抽芯模具结构（具体见总装图）。在模具主要结构设计时，要确定

18、模具分型面，这里主要通过软件（PRO/E，UG等）进行分模。这里很关键，是确定开模好坏，是否影响产品质量、精度问题。该件分模后如图所示：图2.滑块图3.滑块图4.滑块图5.上模（型腔）图6.下模（型芯）五五 冷却系统设计冷却系统设计冷却系统的设计方法很多，其位置主要根据模具的结构确定1、根据型腔的具体几何形状安排冷却水道（1）水道孔径 水道的孔径与流量有直接的关系。水道中的水流处于絮流状态。查塑料模设计手册表5-53可知；该件选用孔径为6的水道。（2）水孔位置 水孔中心位置距离型腔表面不可太近，太近则使型腔壁面温度不均，同时当型腔内压力大时，可使正对水孔型腔壁面压溃变形。水孔间距不宜太近，也不

19、可太远，最小永许间隔为1.7d,最大为3d.(3)水道布置方式 一般有串联和并联两种形式此处采用串联水道，且用外连接直通式。它能及时发现水道有无堵塞，还简单方便。2、根据已布置好的水道计算用水量在注射成型中，模具的温度直接影响到塑件的质量和生产效率，要提高生产效率就必须设置模具温度调节系统（冷却装置）。进水盒塑件属于尺寸精度要求比较高的零件，不能有明显的变形，还必须有一定的力学性能和表面质量，这些方面都跟模具温度有直接关系。设置模具冷却系统最直接的地方就是上模板、下模板以及型芯镶块。综合分析进水盒模具结构和冷却效果，在型芯内腔开一个水井20，在水井中间用铍铜片隔开使冷却水形成回路。在水道回路的

20、地方要用水管闷头堵住，水井在型芯镶块和下模板接触处要用O型圈密封，防止冷却水益出。 六、总结六、总结模具设计的主要依据，就是客户所提供的塑料制品图及样板，甚至还有许多临时的改动。模具设计人员必须对制品图及样板进行详细的分析及消化，同时在设计模具时，必须注意核查许多相关项目：（1）尺寸精度及相关尺寸的正确性；（2）脱模斜度是否合理；（3）制品厚度及均匀性；（4）塑料种类及其收水率；（5）表面要求；（6）表面颜色；（7）塑料制品成型后是否有后处理；（8）制品的批量；（9）注塑机的规格；（10）其它规格。这些内容进行一一对照，且必须认真的考虑和校对，以便满足客户的要求。七、致谢七、致谢本次毕业设计是在张作胜老师的悉心关怀下完成的，在毕业设计的三个月时间里，在毕业设计任务的顺利完成，时时处处都倾注着张老师真诚的关怀，虽然所做毕业设计的地点在公司，但设计期间张老师以渊博的知识，高度敬业的精神，友善真诚的待人态度给我树立了一个学习和工作的典范。在此，特向张老师表示诚挚的敬意和衷心的感谢！同时，毕业