电动车后备箱箱体注塑模具设计及型腔加工仿真毕业设计说明书

1、1前言1.1概述注塑成型是生产塑料制件最常用的制造方法之一，采用这种方法既可以生产 小巧的电子器件和医疗用品，也可以生产大型的汽车配件和建筑构件。随着塑料 材料技术和注塑成型加工技术的不断进步，塑料注塑加工行业得以持续发展。塑 料加工是将原材料变为制品的关键环节，只有迅速的发展塑料加工业，才可能把 各种性能优良的高分子材料变成功能各异的制品，在国民经济的各领域发挥作 用。模具是塑料成型加工的一种重要的工艺装备，同时又是原料和设备的“效益 放大器”，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。 因此，模具工业已成为国民经济的基础工业，被称为“工业之母”，模具生产技 术的高低，已

2、成为衡量一个国家产品制造技术的重要标志。塑料成型加工及模具 技术不仅随着高分子材料合成技术的提高、成型设备成型机械的革新、成型工艺 的成熟而进步，而且随着计算机技术、数值模拟技术等在塑料成型加工领域的渗 透而发展。注塑成型作为一种重要的成型加工方法，在家电行业、汽车工业、机械工业 等都有广泛的应用，且生产的制件具有精度高、复杂度高、一致性高、生产效率 高和消耗低的特点，有很大的市场需求和良好的发展前景。1.2注塑成型技术发展概况注塑成型是一种注塑兼模塑的成型方法。早在工业革命末期，塑料、橡胶开 始面世，而最初发明的成型方法就是注塑成型法。70年代以来是整个塑料工业 发展的重要历史时期，从民用塑

3、料开发转向工程塑料是这个时期的主要特征之 一。推动这种转变的重要因素是世界能源危机和金属材料价格的上涨。因而迫使 人们大力发展工程塑料，实现“以塑代木”、“以塑代钢”、以塑料代替其他非金 属材料的愿望。这些新型高分子材料的诞生对注塑技术提出了更高的要求。近年 来高分子材料的品种得到迅速的发展，而这些新型高分子材料的特性差别很大， 普通注塑已不能适应这些新材料的工艺要求，因此在通用注塑成型基础上又发展 了其他许多注塑方法，主要有：热固性塑料注塑结构发泡注塑多组分注塑反应注射成型1.3我国塑料模具的差距我国塑料模具的质量、技术和制造能力近年来确实发展很快，有些已达到或 接近国际水平，尤其是随着改革

4、开放政策的不断深入，“三资”企业蓬勃发展， 对我国塑料模具设计制造水平的提高起到了非常大的作用。然而，由于我国模具 制造基础薄弱，各地发展极不平衡，因此从总体上来看，与国际先进水平相比和 与国内市场需求相比，差距还很大。这主要表现在以下方面：塑料模具产品水平不高，与国外先进水平相差甚远；我国塑料模制造企业设 备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率比国外低很多，且设备不配套、利用率低的现 象十分严重；开发能力低，在市场上处于被动地位，创造的经济效益方面，国内 大多数是微利甚至亏损；国内外模具企业管理上的差距十分明显；我国塑料模具 市场总体上供不应求，特别是大型、复杂、长寿命塑料模产需矛盾十分明显。

5、1.4塑料成型模具发展趋势从模具设计和制造技术来看，塑料模具的发展趋势可归纳为以下几个方面：加深理论研究：在模具设计中对工艺原理的研究越来越深入，模具设计 已有经验设计阶段逐渐向理论计算设计方面发展。尤其是挤出机头的设计。这使 挤出制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。如高效冷 却，以缩短成型周期；各种能可靠的自动脱出产品和流道凝料的脱模机构；热流 道浇注系统注射模具等。大型、超小型极高精度注塑模具的发展：目前在我国，大型、超小型和 高精度塑料模具的制造技术已得到很大发展，但是与发达国家相比却相差甚远， 因而还需要更大的发展。革新模具制造工艺，

6、发展快速经济制模技术：为了适应工业生产中多品 种、小批量生产的需要，加快模具的制造速度，降低模具制造成本、开发和应用 快速经济制模技术越来越受到人们的重视。目前，快速经济制模的主要途径是采 用专门的制模材料如低熔点合金、中熔点合金、锌合金、高分子树脂等，以铸造 成型或压制成型的方法，取代传统的机械加工方法来制造模具。它简化了模具制 造工艺、缩短了制造周期、降低了模具的成本。在工业生产中取得了显著的经济 效益。标准化：开展模具标准化工作，使模板、导柱等通用零件标准化、商品 化，以适应大规模的、成批的模具生产。本课题要解决的主要问题是塑料光盘盒注塑模具工艺方案的拟定和塑料光 盘盒注塑模具的设计。本

7、课题要达到的预期效果：外观及尺寸均符合要求，未出现溢边、缩坑等缺陷；结构合理；镶拼简单，加工简便；顶出动作平稳、可靠。注塑模具设计总体思路如图1-1所示：图1-1模具设计思路图2模具总体设计2.1制品的分析塑件为电动车后备箱箱体，材料为ABS,用游标卡尺对零件进行测绘。我们 最终所需要加工得到的是制造此零件的模具型腔，而我们所取的塑件是模具生产 出来的千千万万个塑件中的一个，由于制造的原因，塑件在出模后不可避免的会 产生一定的变形，因此对该零件的测量数值需要进行分析处理。如对塑件较大尺 寸误差的修正，对相同形状处所测不同尺寸的取均值进行圆整，然后绘出零件的 草图。由于条件限制所以采用多次取断面

8、进行测量的办法。量具：游标卡尺（0300、0.02），垂直卡尺，曲线测量仪等注意做到以下 几点：测绘过程中必须把被测物体放在工作平面上；采用多次测量求平均值；正确地读取数据。根据上述的方法绘制的制品的零件图如下：图2-1制品图图2-2制品的三维造型该制品是ABS （苯烯腈-丁二烯-苯乙烯）塑料。据模具设计手册可知，ABS 的密度10301070 kg / m 3，收缩率0.30.8%，模具温度5080C，最大不 溢料间隙0.04mm，塑件的尺寸精度为56级，则模具型腔的尺寸精度应为IT10 IT11 级。2.2模具总体方案设计设计模具时，首先确定合适的注塑机，并了解它的技术规范要求：注塑机的

9、最大注塑量、最大注塑压力、最大锁模力、最大成型面积、模具最大厚度和最小 厚度、最大开模行程、模板安装模具的螺钉孔的位置和尺寸、注塑机喷嘴孔直径 和喷嘴球头半径值。再根据现有注塑机的规格、所要求的塑件的质量、塑件成本 及交货期等，确定型腔数目。浇注系统分为主流道、分流道、浇口、冷料穴等。由于主流道与高温高压的 熔融塑料接触所以外面要加个浇口套。分浇道的形状尺寸主要取决于塑件的体 积、壁厚、形状以及所加工塑料的种类、注射速率、分浇道长度等。主流道与分 流道采用圆角过渡，这样可以减小料流转向过渡时的阻力。分流道的布置要均匀 处理，确保熔融塑料由主流道到各分流道的距离相等。分流道表面不必很光，可 以使

10、熔融塑料的冷却皮层固定，有利于保温。分流道与浇口采用圆弧过渡，有利 于熔料的流动及填充。浇口是连接分流道和型腔的桥梁，它具有两个功能：第一， 对塑料熔体流入型腔其控制作用；第二，当注塑压力撤销后，浇口固化，封锁型 腔，使型腔中尚未冷却固化的塑件不会倒流。根据制品的特点初步采用多点进料 点浇口浇注系统。型腔分型面和形状的确定：注塑模有一个分型面和多个分型面的模具，分型 面的位置有垂直于开模方向、平行于开模方向以及倾斜于开模方向几种，分型面 的形状有平面和曲面等。根据制品的形状本模具采用双分型面分型。排气系统的设计：本模具采用间隙排气，利用分型面的配合间隙自然排气。推出机构的设计：推动的动力来源有

11、手动推出、机动推出和液压与气动推出 机构。本设计可采用机动推出，合模时复位杆首先与定模边的分型面接触，而将 推板和所有的推杆一道推回原位。本模具设计采用塑件留在型腔，要保证塑件不 应推出变形或损坏，还要保证塑件的良好外观和结构可靠。2.3注射机的选择注塑模具是与注塑机配套使用，因此设计时注塑机的选择尤为重要。从模具 设计的角度出发，应了解的注射机的技术要求有：注射机的类型、最大注射量、 最大注射压力、锁模力、最大注射面积、模具的最大和最小闭合厚度、最大开模 行程以及模具在注射机上安装时所需的定位孔的大小、螺钉孔的位置等等。注射容量以容积（cm3）表示时，塑件的体积（包括浇注系统在内）应小于 注

12、射机的注射容量，其关系式按下式校核V 忍 0.8V 注（2-1）式中V件一塑件与浇注系统的体积总和（cm3）；V注一注射机的注射容量（cm3）；0上一最大注射容量利用系数。V 注 N 5/4 V = 1.25X 1000= 1250cm3根据制品的大小及企业生产状况，预选择SZ-1250/4 000，其主要参数如表 2-1所示。表2-1注射机参数型号SZ-1250/4 000螺杆直径（mm）080注射容量（cm3或g）1307注射压力（N/cm3）154.2锁模力（KN）4000注射速率（r/min）410模具厚度（mm）380770拉杆内间距（mm）750X750喷嘴球半径（mm）20移模行

13、程（mm）7502.4型腔的布置及分型面的确定分开模具能取出塑件的面，称作为分型面。本模具采用双分型面。双分型面 注塑模具是指浇注系统凝料和制品由不同的分型面取出。选择分型面时，应根据 几何形状的外观质量、浇注系统的合理布置、便于取件、利于排气等因素综合考 虑，为了便于脱模，分型面的位置宜取在塑件外形轮廓最大处。分型面的方向尽 量采用与注塑机开模是垂直方向，形状有平面，斜面，曲面。由于本制品是下大 上小的特点，根据上述选择分型面的原则，本制品的分型面选择在箱体的上边缘。 另一分型面是为了取出浇注系统凝料。型腔的布置和浇口的开设部位因力求对称，以防模具承受偏载而产生溢料， 为此，本模具一模两腔布

14、置方式。分型面的确定要遵守以下原则：分型面塑件应尽可能留在动模或下模，以便从动模或下模顶出，简化模 具结构。分型面塑件留于动模时，应考虑最简顶出形式，简化模具结构。塑件有侧抽芯时，应尽可能放在动模或下模部分，避免定模或上模侧抽 廿J芯。塑件有多组抽芯时，应尽量避免长端侧抽芯。头部有圆弧的塑件，采用圆弧部分分型会损伤塑件外观。一般应选择在 头部下端分型。一般塑件分型面的选择，应考虑到塑件的外观，尽量避免塑件表面留有 分型痕迹。有同心度要求的塑件，应尽可能将型腔设在同一分型面上。一般分型面应尽可能设在塑料流动方向的末端，以利于排气。初步确定了分型面后，用Pro/E软件建立分型面。主要有以下几个步骤

15、：首先打开Pro / E，调入模具参考模型，在菜单栏中选取【新建】【制 造】一一【模具型腔】一一【装配】，装配已画的零件图。设置收缩率，在菜单管理器中选取【收缩】一一【按尺寸】一一【设置 复位】一一【所有尺寸】输入ABS的平均收缩率0.005，单击完成。设计毛坯工件，在菜单管理器中选取【模具模型】一一【创建】【工 件】一一【手动】单击确定。选择【创建特征】，在菜单管理器中选取【实体】 一一【加材料】一一【拉伸】一一【实体】一一【完成】进入草绘部分进行绘制。设计分型面，利用菜单管理器中【分型面】的子选项进行分型面的创建 和修改。分型弹簧的设计由于本设计采用的双分型面结构，所以在模具分型时必须要注

16、意几个点，一 是第一次分型的位置，二是第二次分型的位置，以及定模板位置的固定。在这里 首先应确定第一次分型面的位置。所以采用了弹簧来促使第一次分型在定模板与 定模固定板之间。顶出塑件时其弹簧被压缩，合模时，只要注塑机的顶杆一离开 模具顶板，弹簧的回力就将顶出机构复位。结构如下图：弹簧的参数如下：簧丝的直径d =8 mm弹簧的外径D = 76 mm簧的内径D1 = 60 mm簧的有效圈数n = 8簧的节距t = 20 mm圈数n = 2.5得弹簧的计算参数为：自由高度 H0 = nt + (n2 - 0.5)d = 8 x 20 + (2.5 - 0.5) x 4 = 168 mm (2-2)2

17、.5脱模斜度脱模斜度主要是为了便于脱模。塑件沿脱模方向常用的斜度值对热塑性塑件 为0.5。3。，热固性酚醛压制件取0.5。1。脱模斜度的大小与塑件的形 状，脱模方向的长度，塑件表面质量有密切关系。热塑性塑料在脱模时有较大的弹性，即使是较小的脱模斜度，也可以顺利脱 模。但为了减小脱模阻力，一般在产品没有特殊要求的条件下，选用尽可能大的 脱模斜度。较深的孔，其两端尺寸公差又较小时，可以用推板、推管等进行强制脱模。 但型芯的表面必须做成镜面，而且要有不低于52HRC的硬度。塑料的性质不同(指硬度、表面摩擦系数、弹性等)，所必须的脱模斜度也 不同，一般规律为：，.硬质塑料需比软质的脱模斜度大；塑件的壁

18、厚大时，成形收缩大，脱模斜度要大；c-形状复杂的部分要比形状简单的部分有较大的脱模斜度；d.型腔的深沟槽部分一一如加强筋、突脐，需要较大脱模斜度。一般选取35由于塑件冷却后产生收缩，会使塑件紧紧地包住模具型芯、型腔中突出的部 分，为了使塑件易于从模具内脱出，在设计时必须保证塑件的内外壁具有足够的 脱模斜度。由于目前还没有比较精确的脱模斜度计算公式，在选择脱模斜度时， 主要还是参照经验数据，根据ABS材料的性质在设计中选用2.5的拔模斜度。2.6浇注系统设计浇注系统的作用就是将熔融状态的塑料均匀、迅速地输入型腔，使型腔内体 及时排出；并且将注射压力传递到型腔的各个部位，从而得到组织紧密的制品。浇

19、注系统通常由主流道、分流道、浇口和冷料穴四部分组成。浇口是浇道与型腔之间最短的一段距离，能够增加和控制塑料进入型腔的流 速并封闭装填在型腔内的塑料。浇口位置的选择对制品的质量显得尤为重要，根 据模具设计手册浇口选择的一般要求是：塑件能量的损失最小；浇口的位置应使进入行腔的塑料能顺利的排出模腔内的空气，进入型腔的 塑料不要立即封闭排气系；浇口的位置要避免造成收缩变形和塑件的熔接痕；拼镶结构的模具，浇口的位置不能使流动的塑料冲击镶件，但也不能离浇 口太远，否则塑料流到镶件附近时变冷熔接不好；浇口的位置及大小要考虑对型芯的影响。避免塑料直接正面冲击型芯；外观要求高的塑件则浇口不允许设置在分型面上，同

20、时要考虑清理简便， 不损坏塑件。根据本设计的具体情况，采用十点进料直浇口浇注系统。本模具流道布置采 用平衡式分流道，即从主流道到各个型腔的分流道的长度相等形状及截面尺寸都 相同。采用这种形式，是为了减小进料口附近的收缩对箱体精度的影响。进料口 均匀分布在塑件端面，不会在光盘盒上留痕迹。具体结构及参数如图2-4所示：图2-4进料口形式(左视图)2.7冷却装置设计2.7.1模具温度对模具的影响模具在成型的过程中，模具的温度会直接影响到塑料的充模、定型、 成型周期和塑件的质量。模具温度过高，成型收缩大。脱模后塑件变形率大，而且还容易造成 溢料和黏模。模具温度过低，则熔体流动性差，塑件轮廓不清晰，表面

21、还会产生明 显的银丝或流纹等缺陷。当模具的温度不均匀时，型芯和型腔温度差过大，塑件收缩不均匀， 导致塑件翘取变形，会影响塑件的形状和尺寸精度。综上所述，模具上需要设置温度调节系统以达到理想的温度要求。通常温度 调节系统包括冷却系统和加热系统两种。由于本塑件采用的是ABS，其黏度低、 流动性较好，对模具温度的要求不高，因此只要设计冷却系统就可以了，加热系 统就不需设计。冷却系统的计算很麻烦，在此只进行简单的计算，在单位时间内熔体凝固时 所放出的热量应等于冷却水所带走的热量，模具温度设为40 C。2.7.2冷却系统设计原则尽量保证塑件收缩均匀，维持模具的热平衡；冷却水孔数量越多，孔径越大，则对塑件

22、的冷却效果越均匀。根据经 验，一般冷却水孔中心线与型腔壁的距离应为冷却水孔直径的12倍，冷却水 孔中心距约为35倍，水孔直径一般为812。尽可能使冷却水孔至型腔表面的距离相等，当塑件壁厚均匀时，冷却 水孔与型腔表面的距离应处处相等。浇口处加强冷却。一般在注射成型时，浇口附近温度最高，距浇口越 远温度越低，因此加强浇口处的冷却。尽量降低进水和出水的温度。如果进水和出水的温度过大，将使模具 的温度分布不均匀，尤其对流程很长的大型塑件，料温越流越低，对于矩形模具， 通常沿模具宽度方向开设水孔，使进水与出水温度差不大于5C。合理选择冷却水道的形式。合理确定冷却水管接头的位置。为不影响操作，进出口水管接

23、头通常 设在注射机背面的模具同一侧。冷却系统的水道尽量避免与模具上其他机构(如推杆孔、小型芯孔等) 发生干涉现象，设计时要通盘考虑。冷却水孔进出接头应埋入模板内，以免模具在搬运过程中造成损坏。2.7.3冷却介质的选择冷却介质有冷却水和压缩空气，但用冷却水较多，因为水的热容量大、传热 系数大，成本低。用水冷却，即在模具型腔周围或内部开设冷却水道。由于ABS的 黏度低、流动性好，成型工艺要求模具温度都不太高，所以常采用水对模具冷却。2.7.4冷却水的体积流量计算=WQ 1七一 pC （0 - ）（2-3）式中：Q 一单位质量的塑件制品在凝固时所放出的热量，ABS为4 X 102 kj / kg ；

24、W 一单位时间（每分钟）内注入模具中的塑件质量kg /min按每分钟注2 次p 一冷却水的密度 （1000 kg / m 3）C 冷却的比热容 （4.187 kj / kg。C）0 1 一冷却水出口温度（取26。C）02 一冷却水进口温度（取室温的温度25。C）_ 150.47 x 0.91 x 2 x 4 x10 2 _? 62 X 10 23 / -七103 x 4.187 x 1m mn2.7.5确定冷却水管的直径为使冷却水处于湍流状态，取冷却水孔的直径d = 15 mm。（2-4）2.7.6确定冷却水在管道的流速v（2-4）4q4 x 2.62 x 10 -2v = v = 5.56

25、m / s兀 d23.14 x (10/1000) 2 x 605.56 m / s大于最低流速1.66 m / s，达到湍流的状态，所选管道直径合格。求冷却管道孔壁与冷却水之间的传热膜系数h4.187 f （pv）0.8（2-5）h =d0.2式中：f 一冷却介质温度有关的物理系数，可查表取f=6.84 （水温为25C）；P 一冷却介质在一定温度下的密度（1000 kg /m3）；V 一冷却介质在流道中的流速，m/s；d 一冷却水管的直径，mm ；（10 3 x 1.952 ）0.8 h = 3.6 x 5.56 = 21565 .6W /（m2 。C）（10 /1000 ）0.22.8推出

26、机构设计推出机构的作用是塑件成型后，顺利地把塑件及浇道凝料推出模外。推出机 构一般由推杆、推管、推板、推杆固定板等零件组成。在设置推出机构时，首先 需要确定当模具开启后，制品的留模形式（留动模部分或留定模部分），推出机 构必须是建立在制品所滞留的模具部分中。通常，由于注塑机的推出机构设置在 动模板一侧，因此大多数模具的推出机构是安装在动模中的。根据文献5中的 P590-P593。推出机构的设计原则：模具的推出机构必须有足够的强度及刚度，使塑件出模后不致于变形；推力要均匀。推力面尽可能要大，其推力应设计在塑件承受力较大的地 方如筋部、凸缘及壳体壁部等部位；推件不应设计在零件外表面，以免影响塑件外

27、观质量；推出系统要动作灵敏可靠、动作平稳并便于更换与维修。推出机构的类型：推杆推出机构的结构特点：塑件成型后，能一次被推出。设计要点：推 杆的直径不要过细，应有足够的强度承受推力；推杆的端面应距离型腔或镶件的 平面0.08 - 0.1mm ；推杆应作淬硬处理。推管推出机构 适用于环形、桶形塑件或塑件上中心带孔部分的顶出，过 薄的塑件尽量不要用这种机构，因为过薄的推管加工困难，且易损坏。推板推出机构其主要特点是在制件表面不留下顶出痕迹，同时塑件受力 均匀，顶出平稳，适用于各种容器、桶形制品及中心带孔塑件。气压推出机构它是推出薄壁深腔壳型塑件最简单有效的方法，特别是成 型车间设有压缩空气管路，采用

28、此法更加经济合理。推块推出机构中间有孔的平块状带凸缘塑件，易采用这种机构，它的结 构形式及与推出板的固定方法与推杆相似。根据以上原则及推出机构的类型，以及制品的结构特征，选用推杆推出机构。2.9推杆推杆多为圆形结构，细长杆可将后部加粗成台阶形，配合间隙要求小的推杆， 其推杆端部应设计成锥形。推杆应尽量短，推出时，一般将塑件推到高于型腔（或 型芯）10mm左右即可。推杆的端面应高出所在型腔的底面或型芯顶面 0.05 - 0.1mm。推杆与其配合孔采用F8/h7配合，保持一定同轴度。推杆数量在 保证推出前提下，越少越好。在推杆推出机构中一定要设计复位机构。推杆需要进行淬火处理，使其具有足够的强度和

29、耐磨性。本设计采用4 8mm 的圆形推杆。2.10复位杆顶杆在将制品顶出后，其顶端位置会高于型芯（型腔）表面很多，在下一次 合模（模具合紧之前）时，必须使其退回到顶出前的初始位置，以免碰坏型腔（或 型芯），因此在顶出机构中必须设有复位杆帮助顶杆回位。2.11导向装置导向装置的作用是：当动模与定模合模时，导向装置先进行导向，型腔与型 芯再合模，这样可避免型芯与型腔发生碰撞而损坏。同时，保证了型芯及型腔的 相对位置，兼起定位作用及承受一定的侧压力作用。导向装置包括两个部件，即 导柱和导套，导柱一般安装在动模上，导套安装在定模上。有时，也可将导柱安 装定模上，导套安装在动模上，或在动模上设计导套孔，

30、用导柱直接导向。在本 设计中，导套安装在定模上，导柱安装在动模上，在合模时进行导向定位。2.12确定各模板尺寸模板各部分结构尺寸如表2-2所示:表2-2模板各部分主要结构尺寸1定模底板长X宽X厚850mm X 560mm X40mm2定模板长X宽X厚850mm X 560mm X185mm3动模板长X宽X厚850mm X 560mm X100mm4动模底板长X宽X厚850mm X 560mm X40mm5垫块长X宽X厚560mm X 80mm X 211mm6推杆固定板长X宽X厚660mm X 560mm X 40mm7推板长X宽X厚660mm X 560mm X 30mm8导杆固定板长X宽X

31、厚850mm X 560mm X40mm9定模座板长X宽X厚900mm X 560mm X 40mm10动模座板长X宽X厚900mm X 560mm X 40mm根据上述的设计，最后设计出的模具的总装图如下:（a）主视图B - I2.13型腔成形尺寸计算2.13.1凸、凹模结构形式对于极为简单的形状可以采用整体式的凸模或凹模外，往往采用拼镶方法组 合成凸模或凹模。本模具采用整体式。2.13.2型腔和型芯工作尺寸计算在一般情况下，影响塑料制品公差的因素以模具制造误差5、成型零件的 磨损量5和收缩率的波动5为主。因此，在计算尺寸之前，首先要确定使用塑 料的成形收缩率。由于本次彳使用的材料为ABS，

32、收缩率S为0.3%0.8%，取S为 0.05%。 型腔尺寸 凹模为成形塑件外观或外轮廓、凸出部分的。从所成形的 塑件上看，这一类尺寸的公差一般为正偏差，凹模在使用时有磨损，磨损后尺寸 增大。型腔尺寸的计算公式为： TOC o 1-5 h z 径向尺寸（直径、长、宽）L = （L + L S - x A）（产（2-6）ms s0深度H = （H + L S - x A） 0+5Z（2-7） 型芯尺寸凸模为成形塑件的内轮廓、孔、沟槽的。从所形成的塑件 上看，这一类尺寸的公差一般为负偏差。凸模在使用时有磨损，磨损后尺寸减小。型腔尺寸的计算公式为：径向尺寸（直径、长、宽）l= （l + l S - x

33、 A）-&（2-8）、ms s0深度h= （h + h S - x A）-5z（2-9）ms s1中心距尺寸这一类尺寸为不受磨损影响的尺寸，它仅与加工精度和收 缩率有关。中心距尺寸的计算公式为：中心距Cm =(*川(2-10)其中A为公差数值，按精度等级3查表所得，制造误差5 = /3 ；X为修正系数，一般为1/23/4，对于中小型塑件取3/4；x 为修正系数，一般为1/22/3，当制品尺寸较大，精度比较低则取小值， 反之成大值。因此本次尺寸计算X取3/4，X取2/ 3。通过Excel软件计算得到了型腔，型芯的具体尺寸，打开Pro/E进行三维 造型的尺寸修改，完成开模的模拟。分割体积块，在菜单

34、管理器中选取【模具体积块】一一【分割】进行型 腔，型芯的分离。抽取模具元件铸模及开模，进行注射模拟，将模具型腔形成的空间填充材料，以模拟 浇注完成的产品模型。利用其开摸功能，模拟模具的开闭情形。结果如下：(a)侧试图一(b)侧试图二图2-6模具开模2.14注射机技术参数的校核由于每副模具都只有安装在与其相适应的注塑机上进行生产，因此模具设计 与所用的注射机关系十分密切。注射机的基本技术参数校核如下：注射量的校核(2-11)式中V 一塑件与浇注系统的体积总和(cm3);V 注射机的注射容量(cm 3)；0.8 -最大注射容量利用系数。V注 5/4V件=1.25 X 2 X 500 = 1250

35、cm 3锁模力的校核F KAp(2-12)F=4000KNF KAp = 1.1 x 0.09 x 35 x 10 6 = 3465 KN注射压力的校核P = 154.2 MPABS成型所需注射压力 P = (60 100) M P.P p(2-13)开模行程校核H = 750 mmH + H + H + (5 - 10) = 135 + 130 + 115 + (5 - 10) = (385 - 390) mm (2-14)H H + H + H + (5 - 10)推出装置校核模具设计时需根据注射机顶出装置的形式、顶杆的直径、配制和顶出距离、 校核模具的推出脱模机构是否与之相适应。模具外形

36、尺寸校核模具安装尺寸必须与注射机动、定模固定板上的螺孔的直径和位置相适 应；模具的长度与宽度应使模具可以穿过拉杆空间在注射机动模固定板和定 模固定板上安装。H 注射机定位孔与模具定位圈配合校核为了使模具安装在注射机上，其主流道中心线应与注射机喷嘴中心线重合， 其模具的定位圈与注射机定模板上的定位孔应呈较松的间隙配合。喷嘴的校核模具主流道的球面半径应与注射机喷嘴球头半径相吻合或稍大，以便于脱卸 主流道中凝料，主流道小端孔径应较喷嘴前端孔径略小。2.15零件强度计算及校核注塑模具的工作状态是长时间的承受交变负荷，同时也伴有冷热的交替。现 代的注射模使用寿命至少几十万次，至多几百万次，因此，模具必须

37、具有足够的 强度和刚度。工作状态下所发生的弹性变形，对塑件的质量有很大的影响，尤其 是对于尺寸精度高的塑件。模具的刚度是很重要的。由于注塑压力的作用，凹模型腔有向外胀出的变形产生。当变形量大于塑件 在壁厚方向的成形收缩量时，会造成脱模困难。严重时还会不能脱模。另外，也由于成形过程中各种工艺因素的影响，型腔内的实际受力情况往往 非常复杂，不可能为一种简单的模式。因此，在强度计算上采取比较宽容的做法， 原则是：宁可有余而不可不足。换言之，即安全系数较大。计算型腔壁厚以最大型腔压力为准。确定型腔壁厚的方法有计算法和以经验 数据为基础的查表法.计算法分为按刚度计算和按强度计算两种。实践证明，对大尺寸型

38、腔刚度不 足是主要矛盾，应按刚度计算；而小尺寸型腔在发生大的弹性变形之前，其内应 力往往就已超过许用应力，应按强度计算。矩形型腔整体式侧壁计算公式为:ap(3-14)M（2-15）矩形型腔整体式侧壁计算公式为:ap(3-14)M（2-15）（2-16）bt = b h矩形型腔整体式底部计算公式为：式中，t凹模侧壁厚（mm）凹模底板厚度（ mm ）P模腔压力（MPa ）t材料的许用应力（MPa）h型腔深度（mm ）b 凹模内壁短边长度（mm ）L垫板间距（mm ） 系数a，a，见下表：表2-3系数aL/h0.250.50.751.01.52.03.0a0.020.0810.1730.3210.7

39、271.2262.105表2-4系数aL/b1.01.21.41.61.82.08a0.30780.38340.43560.46800.48720.49740.5000表2-5型腔侧壁厚度型腔压力/MPa侧壁厚度备注49（注射成型）0.2L+0.17当型腔为整体式 100mm 时29（压缩成型）0.14L+0.12需乘以0.85-0.9表2-6动模垫板厚度塑件、浇注系统在分型面投影面积/cm2垫板厚度/mm520040由于上述型腔壁厚计算公式比较复杂，在生产实际中常米用一些经验公式和 经验数据，由查图或表确定壁厚，但对大型模具应进行强度和刚度校核。我所设 计的模具属于中小型模具，可以用查表法进

40、行强度校核。表2-5为型腔侧壁厚度 经验公式，表2-6为动模垫板厚度经验数据，图2-7为矩形凹模及模套最小壁厚 经验曲线。2.16模具的三维造型图进入建模模块后，根据所绘制的二维图的尺寸，利用拉伸，旋转，倒圆角， 螺旋扫描等命令，分别完成定位圈，浇口套，螺钉，定模固定板，定模板，动模 板，动模支承板，推杆固定板，推板，垫块，动模固定板，拉料杆，推杆，导套， 导柱，复位杆，堵塞和水嘴的三维造型，然后在装配模块中，利用匹配，对齐等 装配方式，依次将各个零件装配起来，最后的装配图如下：图2-8模具三维装配图3型腔工艺分析及加工仿真定模的工艺性审查定模型腔的结构特点定模型腔（零件图见附图），该零件是注

41、塑模的型腔部分，以矩形配合面与 定模固定板配合，凹进部分与动模型芯形成闭合空间，注入熔融工程塑料ABS经 冷却后形成所需的电话听筒下壳。零件的主要工作平面有矩形配合面、分模面、不规则平面型腔等。由于型腔 在注塑时需要承受一定的压力和温度，故该零件需要有足够的强度、刚度、耐磨 性和韧性。主要技术要求零件图上的主要技术要求有：热处理：50-55HRC；锐角去毛刺倒钝。加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度Ra=0.8pm，侧面的表面粗糙度 Ra=3.2pm,内轮廓表面的粗糙度为Ra=0.却m。零件材料零件的材料为45钢，可以通过热处理来获得所需的机械性能和力学性能。毛坯选择考虑到零件所需的性能，

42、选用锻件作毛坯；确定毛坯的形状、尺寸：选用45钢锻件405X320X63 （mm）。基准选择加工中的一次装夹希望能够进行在该基准下的全部加工，这样可以降低由于 基准不重合而导致的基准不重合度误差。根据对工件的加工的初步分析，在毛坯 的初次装夹后可以完成加工，故选用毛坯的初始轮廓面为装夹基准。机床的选择根据本设计的生产纲领，本模具的加工机床选择通用机床。本模具中加工平 面选用通用铣床，加工孔时选用通用钻床。由于定模具型腔比较复杂，用普通机 床难以加工，所以本设计中还选用数控铣床。刀具的选择本设计中，加工平面时选用端铣刀和砂轮；加工直孔时选用麻花钻，扩孔刀 和铰刀；加工与斜导柱配合的斜孔时，因此孔

43、中有沉孔，为了保证其同轴度，所 以选用组合刀具（钻刀与锪刀的组合）；加工分流倒槽时，由于其截面为半圆状， 所以选用球形铣刀；加工型腔时选用立式铣刀。F .夹具的选择考虑其经济性，本设计中除加工型腔抽芯处的矩形槽时选用专用夹具外，其 他的都选通用夹具。切削用量的选择本设计中的所有切削用量都参考文献20。型腔数控仿真加工利用Master cam X2的进行仿真加工，完成选择加工方式、加工刀具、设定 加工参数、计算NC刀具路径、实体切削模拟结果等步骤，在检验一切无误后， 选择对应的后处理器将刀具路径转换成数控机床所能接受的NC代码。曲面刀具 路径用来加工曲面、实体或实体表面。本模具选择型腔来进行仿真

44、加工。仿真加工截图：图3-1曲面加工参数的设置图3-2切屑方式的选择4结论我的毕业设计是注塑模具，上学期的综合实验也是注塑模具，所以为这次的 模具设计奠定了一定的基础，通过毕业实习和上网找到的科技文献，进一步加深 了我对注塑模具设计的理解，同时了解到模具的现状和发展趋势，并制定了设计 方案和计划。按照毕业进度安排，我先对塑件进行测绘，根据工件的结构特点，确定电动 车后备箱箱体注塑模具的总体设计方案。再用Pro/E软件对注塑模进行三维造 型，对注塑过程中的模具型腔进行有限元分析，然后进行优化设计，AutoCAD绘 出二维工程图。最后用模具加工软件对模具型腔进行仿真加工，生成数控程序。通过这次毕业

45、设计我对模具结构有了清楚的认识，了解了注塑模具的工作方 式，对型腔、型芯等主要零件的设计及要求有了初步知识。能够对模具设计中出 现的问题予以解决，正确选取了型腔数、模具结构尺寸。在模具设计中，精度要 求的确定是至关重要的一步，要综合考虑尺寸精度及配合要求，特别是各模板及 型腔、型芯等配合精度要求高的部件，其精度确定的合理与否将影响到塑件的质 量，从而对产品的使用性能及企业的经济效益产生很大的影响。设计中对模具设计软件的应用使得工作效率大大提高，说短了设计时间。但 由于实践工程经验的欠缺，在设计中对零件的加工精度和成型零件的加工工艺的 确定还有很多不足之处，在以后的工作学习中还有待改进。参考文献陈志刚主编.塑料模具设计M.北京：机械工业出版社，2002.李德群主编.中国模具设计大典：第2卷轻工模具设计