玩具车上盖塑料模具设计说明书

1、西本科毕业设计(论文)题目：玩具车上盖注塑模具设计.6锁紧块7.6.1作用 注射时型腔里的塑料熔体以很高的压力作用在侧型芯上,特别是当侧型芯的面积较大时，将产生一个很大的侧推力,这个力通过滑块传给斜导柱，会使斜导柱产生弯曲变形。由于斜导柱与滑块的配合间隙较大，故合模后靠斜导柱不能保证滑块的精确位置。侧型芯的准确位置要靠精确加工的压紧块来保证。7.6.2锁紧块的设计要点锁紧块的斜角1应大于斜导柱的倾斜角。一般1=+（23）。这样在开模时锁紧块能很快离开滑块的压紧面，避免压紧块与滑块间摩擦过大。另外，合模时，只是在接近合模终点时，锁紧块才接触滑块，并最后压紧滑块，使斜导柱与滑块的斜孔壁脱离接触，以

2、免注射时斜导柱受过大的力。、7.6.3 锁紧块的结构形式 图7.3 锁紧块8 冷却系统设计8.1设计计算模具设计冷却装置的目的，一是防止塑件脱模变形；二是缩短成型周期；三是使结晶性塑料冷凝形成较低的结晶度，以得到柔软性、扰曲性、伸长率较好的塑件。冷却形式一般在型腔、型芯等部位合理地设置通水冷却水路，并通过调节冷却水流量及流速来控制模温。冷却水一般为室温冷水，必要时也有采用强迫通水或低温水来加强冷却效率。冷却系统的设计对塑料质量及成型效率直接有关，尤其在高速、自动成型时更应注意。A. 设计冷却管道考虑因素：a. 模具结构形式，如普通模具、细长型芯的模具及脱模机构障碍多的或镶块多的模具，对冷却系统

3、设计直接有关；b. 模具的大小和冷却面积；c. 塑件熔接痕位置；B. 冷却水孔的开设原则：a. 边离型腔的距离一般保持在1525mm，距离太近则冷却不宜均匀，太远则效率低。水孔直径一般在8mm以上，根据模具大小（塑件重量）决定；b. 孔通过镶块时，应该考虑镶套管等密封问题；c. 孔管路应畅通无阻；e. 管接头（冷却水嘴）的位置尽可能放置在不影响操作的一侧；f. 冷却水孔管路最好不开设在型腔塑料熔接的地方，以免影响塑件强度； C. 冷却计算：单位时间内进入模具应除去的总热量Q，可以用下式计算： Q=W1 a （8.1） 式中 W1单位时间内进入模具的塑料的重量g a克塑料的热容量(J/g) 查表

4、6-171 得130 J/g 经计算：Q=66.65251.11.61305957.067 J 则带走上述热量，所需的冷却水量按下式计算： （8.2） 式中 W通过模具冷却水的重量(g/h) T3出水温度 查表得 ABS模具温度4060 T4入水温度 取常温24 K热传导系数；凹模板或凸模板钻孔的冷却水道K=0.64 经计算： W357.997 g/h 由下式可以计算出冷却水道的直径： （8.3） 式中 p 冷却液容重g/cm3 L 冷却水道长度cm d冷却水道直径cm 经计算：d1.068 cm 取12mm8.2冷却流道结构设计本模具采用一模四腔结构，为使各个塑件都能均匀冷却，设计如图8.4

5、：图8.4 冷却流道普通冷却系统是将压力水送入模具冷却系统，由于模具使用镶块结构，当水道通过镶拼结构时会发生漏水问题，这里使用美国Logic Devices公司研制的一种负压冷却水系统，通过特殊的容积泵来抽吸泵送模具冷却水路中的冷却水，使冷却水系统形成负压，即使冷却水系统直接通过镶拼模块的镶拼缝，而不采用特殊的密封装置，也不会发生漏水的问题。9 顶出系统设计L等断面推杆为推杆全长塑件在模具中冷却定型时，由于热收缩其体积和尺寸逐渐缩小，在塑料的软化温度以前热收缩并不造成对型芯包紧力，但制品固化后继续降温则会对型芯产生包紧力，包紧力带来的正压力，垂直于型芯表面，脱模温度越低正压力越大，脱模时必须克

6、服该包紧力所产生的摩擦力。注射模具的顶出系统是制品的脱模装置。在设置顶出系统时，首先需要确定当模具开启后，制品的留模形式，顶出系统必须是建立在制品所滞留的模具部分中。通常，由于注塑机的顶出机构是设置在动模板一侧，因此大多数模具的顶出系统是安装在动模中的。本套模具设计每个塑件用三根直径3的推杆顶出，总共使用12根。推杆直径确定：薄壁塑件收缩使型芯全面积所受总压力： （9.1）E塑料拉伸弹性模量；2/GPa塑料收缩率；0.5%塑料泊松比；0.33t壁厚；1l型芯长；经计算得：FP=9.37104推杆设计：稳定裕度： （9.2）稳定裕度对于钢锥杆取2。对于常见的等截面圆形推杆直径 （9.3）F0临界

7、负荷，NF一根推杆允许的负荷，N经计算得：d=1.96 结合塑件结构取推杆直径为3mm。根据模具各零件的设计参数绘制模架结构装配图如图9.4： 图9.4 主视图图9.5 俯视图图9.6 左视图 10 模架设计 使用Pro/E “专家模座系统” EMX4.1设计整个模架，“专家模座系统” 是Pro/E系统的一个模块，专门用来创建标准模座零件及滑块、斜销等其他附件，此外，在EMX系统中还能自动产生2D工程图及BOM表，是一个功能相当强大且使用上非常方便的工具。“专家模座系统”有下列几个重要的特点：a. 2D的操作接口，使用方便；b. 易于修改及重新定义；c. 内建非常丰富的模座组件数据库；d. 可

8、动态模拟开模动作及干涉检查。在做模架之前，首先设置工作目录到特定文件夹，EMX4.1项目新建设置项目名称（不可以和前面的型腔型芯的名称组件相同），加载型腔型芯组件命令，使用默认装配，项目准备设定每个工件是属性，项目基体组件定义载入/保存组件载入如下图3-10所示为模架基本体，根据设计计算和模具手册设定各板参数，并且添加设备定位环、复位销、浇口衬套。最后根据型腔型芯组件的尺寸设定型腔切口完成基本设置确定后，EMX4.1自动生成整个模架，接下来是设定顶杆和冷却水道，通过EMX顶杆、水线设定，完成后如图10.1所示： 图10.1 组件定义 图10.2 模具三维装配图开模模拟图10.3：图10.3 开

9、模图11 型腔加工仿真11.1加工零件工艺审查A. 零件结构特点：该零件是注塑模的型腔，矩形外表面和动模板配合，型腔结构以曲面为主加工比较复杂。由于型芯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。B. 主要技术要求： 零件图上的主要技术要求有：a. 热处理：HB230270；b. 锐角去毛刺倒钝；c. 未注圆角R=0.25mm；d. 孔与基准C的垂直度公差等级为7级。加工表面及其要求:矩形配合面的表面粗糙度Ra=1.6m、与基准A的垂直度公差为0.01mm；分模面的平面度公差为0.01mm，与基准A的平行度公差为0.015mm；内轮廓表面的粗糙度为Ra=0.

10、8m。C. 零件材料：由于大批量生产及型腔结构简单，成型零件的材料选用淬硬性模具钢9Mn2V。11.2 毛坯的选择a. 考虑到零件所需的性能，选用锻件作毛坯；b. 确定毛坯的形状、尺寸：选用模具钢9Mn2V锻件28016060（mm）；11.3 基准选择加工中心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。11.4 Master CAM 9.0仿真加工Master cam 9.0是一套被模具行业广泛采用的CAD/CAM软件系统，CAM部分提供了完整的二轴

11、，三轴，四轴和五轴铣削加工方式。利用Master cam 9.0的CAM部分选择加工方式、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，再利用DNC方式传输给CNC控制器进行加工。材料设置 在生成刀具路径时，只有选用当前材料列表中的材料来生成刀具路径。在主菜单中依次选择NC utilsDef.matls选项，弹出Material List对话框，在对话框中列出了当前材料列表中的材料名称。在Material List 对话框中单击鼠标右键，弹出快捷菜单，单击Create new该选项是用来创建新的

12、材料，弹出Material Definition对话，在Material输入框：输入新的材料名字（45钢）；在Base cutting speed 输入框：设置材料的基本切削线速度（100m/min）；在Base feed per tooth/revolution 输入框：设置材料的基本进刀量（500mm）。工件设置 工件的设置包括设置工件的大小、原点、材料等，在主菜单中选择ToolpathsJob setup选项后，弹出Job setup 对话框。直接输入X=280，Y=160，Z=60；设定工件原点坐标，在Stock origin框中输入X=0，Y=0，Z= 5.65984。工序步骤： a

13、. 使用直径20mm的平头铣刀铣削出外轮廓，转速1500，粗铣削进给量5mm,进给次数3，精铣削进给量0.5mm，进给次数2，加工余量0.4mm；b. 使用直径100mm的面铣刀铣削上平面，转速1000，铣削深度5.66mm，加工余量0.4mm；c. 使用直径6mm的球头铣刀进行放射形曲面粗铣削，转速1500，进给量2mm，加工余量0.4mm；d. 使用直径3mm的球头铣刀进行放射形曲面精加工，转速3000，加工余量0.3mm；e. 使用直径3mm的球头铣刀进行平行曲面精加工，转速3000，加工余量0.3mm；f. 使用直径5mm的钻刀加工中心孔，转速1500，进给深度60mm。刀具路径控制管

14、理如图11.1：图11.1 刀具控制器仿真加工效果如图11.2 所示：图11.2 仿真加工效果图12 模具的可行性分析12.1本模具的特点a、本模具结构合理、紧凑，b、符合客户的生产要求；c、模具各部分采用不同价格的钢材（在使用特性的允许之下），使模具的利用率达到最佳状态，有利于节约成本；d、模具各部分零件的加工，尽量采用磨削方式以缩短生产周期。首先是对塑件进行测绘。由于该塑件大都为曲面实际测量有一定困难所以采用多次取断面进行测量的方法。测绘好后使用Pro/E Wildfire2.0进行三维造型。主要采用拉伸、除料、抽壳等步骤造型。在三维造型之后可以通过Pro/E Wildfire2.0下的“

15、塑料顾问”进行模流分析，通过计算可以验证塑料胶体能不能完全填充满型腔。而后使用Pro/E Wildfire2.0下的EMX4.1模块进行整个模架设计。根据工厂现有设备的注射量、锁模力等方面进行考虑，还有塑件的精度等级确定采用一模四腔。要确保塑件及浇注系统所需的注射量不超过注射机最大容量的80。接着对各个系统进行设计，首先是浇注系统。浇注系统分为主流道、分流道、浇口、冷料穴等。主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线在同一条直线上。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。浇口套要进行淬火处理，这样可以延长模具的使用寿命。分流道的半径与塑料种类和所需熔融塑料的体积有关，本模具设计取6mm

16、。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。 13 市场前景与经济效益分析本产品确属原来模具的换代产品，因结构简单生产效率高，生产成本也会比较便宜。本模具使用寿命较长，所以一经生产，肯定会受到各个生产厂家的欢迎。综上所述，本模具设计是基本上充分考虑了经济技术型，基本上达到了最佳的性价比。故本方案是一种较为可行的经济合理的设计方案近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用工程塑料在强度和精度等方面的不断提高，塑料制品的应用范围也在不断扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的

17、比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势不断上升。采用模具生产制件具有生产效率高，质量好，切削少，节约能源和原材料，成本低等一系列优点，模具成型已经成为当代工业生产的重要手段，成为多种成型工艺中最具有潜力的发展方向。模具是机械、电子等工业的基础工业，它对国民经济和社会发展起着越来越大的作用。14 结论这次为期三个多月的毕业设计已接近尾声，在这段时间里我结合设计课题和设计任务书的要求，首先进行毕业实习，在工厂中对模具结构有了理性的认识，对模具设计奠定了基础，同时对塑料模具设计和制造进行文献检索，了解模具的现状和发展趋势，并制定了设计方案和计划。 按

18、照毕业进度安排，我先对塑件进行测绘，确定尺寸精度和加工要求，并对其进行加工工艺分析，确定了各个零件之间的关系，对模具整体按照设计手册进行设计计算，取得各个零件的设计参数，绘制了模具装配图，在确定模具整体结构参数后使用EMX进行模架的生成，确认设计无误后绘制零件图。最后实现型腔的仿真加工。通过这次毕业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

19、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。 在设计中由于使用最新的模具设计软件是工作效率大大提高，并且提高了模具结构的合理性。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由很多不足之处，在以后的工作学习中还有待改进。参考文献1 何满才.模具设计与加工Mastercam 9.0实例详解.北京：人民邮电出版社，2003.2 王睿.Mastercam 9实用教程.北京：人民邮电出版社，2003，2.3 曹德权，唐定勇.Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 中文曲面与逆向工程设计.北京：电子工业出版社，200

20、4，10.4 王树勋，苏树珊.模具实用技术设计综合手册.广州：华南理工大学出版社，2003，6.5 曹岩.Mastercam 9.1模具加工实例精解.北京：机械工业出版社，2005,9.6 何博.Pro/ENGINEER Wildfire 实用速成教程.北京：中国电力出版社，2004,4.7 二代龙震工作室.Pro/DETAIL Wildfire 2.0 工程图设计.北京：电子工业出版社，2004,10.8 宜凯得科技，张祥杰，黄圣杰.Pro/ENGINEER Wildfire 模具设计.北京：中国铁道出版社，2004,6.9 许越樾.实用模具设计与制造手册.北京：机械工业出版社，2005,1

21、0.10 陈孝康，陈炎嗣，周兴隆.实用模具技术手册.北京：中国轻工业出版社，2001,1.11 林清安.Pro/ENGINNER Wildfire2.0 模具设计.北京：电子工业出版社，2005,4.12 申开智.塑料成型模具.北京：中国轻工业出版社，2002,9.13 第一机械工业部机床研究所.机械工程手册（第46篇 金属切削方法）.北京：机械工业出版社，1981,12.14 李云程.模具制造工艺学.北京：机械工业出版社，2000,10.16 Mita.T.Yamaguchi.T.Kashiwase.T and Kawase,T. Realization og speed biped using modern control theory.Int. J.Control.1984,40.1