【《某玩具飞机注塑模具成型系统设计》10000字】

某玩具飞机注塑模具成型系统设计摘要现在的日常生活已经离不开塑料制品，现在技术较为完善且应用较全面的塑件制造方法为注射成型。本次设计的产品对象是玩具飞机模型。因此，需要设计的注塑摸具能做到开模和脱模，并分析其外部特性零件的形状、结构和尺寸，以及产品的生产和塑件原材料的工艺性能，分为两部分模具表面和模具型腔的布置经过科学的规划，最终选择一模一腔的布置方式，分型面采用单分型面。通过合理分析设计采用的浇口为直浇口方式来生产。注塑机是根据注塑塑料零件所需的注塑量来选择的，应检查相关重要数据。为提高塑件的质量要设计冷却和排气系统。还对本课题涉及的一些重要部分进行了设计并且利用CAD和UG等软件制作了零件图和装配图。关键词：飞机模型；分型面；直浇口；冷却系统目录28827摘要 ⅠTOC\o"1-3"\h\u288271绪论 图5-2所示。图5-SEQ图\*ARABIC\s12主流道5.1.2主流道体积经过以上设计，主流道小端直径3.5mm大端直径为6.8mm高度106mm所以该主流道的体积V=图5-SEQ图\*ARABIC\s13主流道体积5.1.3主流道浇口套固定形式一般来说，模具的主流道采用可拆卸浇口套筒的样式。所以选用优质钢材熔化主流道，主流道也可单独加工和热处理，收缩成本。虽然本次塑料件较小，但由于主流道较长，采用了分体式定位圈和浇口套。定位圈的具体设计如图5-4所示。图5-SEQ图\*ARABIC\s14定位圈5.2浇口的设计为了保证产品的外观精度，所以一般设计直浇口，一般情况下，浇口能迅速地冷却，并能防止未完全冷却的塑料在模腔中出现倒流现象。直浇口的具体设计如图5-5所示。图5-5浇口三维建模如图5-6所示。图5-6浇口设计5.3排气系统的设计由于我们设计的玩具飞机注塑模具不是很大，选择的分离面位于熔体流动的最后一侧，因此您可以借助空间进行排气，无需特殊的排气系统。因此，本次设计的玩具飞机模型注射模采用了两种方法：配合间隙和分型面排气。

6模架的设计6.1模架型号的选择(1)计算型腔模板周界根据成型零件的尺寸，计算凹模周界尺寸型腔模板的长度计算公式：（6-1）型腔模板的宽度计算公式：（6-2）式中：A--塑件的长度206.5mmB--塑件的宽度120mmS--塑件距离型腔边的距离30mm左右所以型腔尺寸为180×257mm。由于塑件完全位于型腔,所以型腔厚度设计为69.5mm型芯厚度设计为40mm。(2)计算模板周界尺寸根据型芯型腔的尺寸，计算模板周界尺寸模板的长度计算公式：（6-3）模板的宽度计算公式：（6-SEQ公式\*ARABIC\s14）式中：a--型腔的长度257mmb--型腔的宽度180mms型腔距离模板边的距离60-90mm经查表得出标准模架尺寸为300×450mm依据产品结构及型腔布局，计算出各部件的厚度，并结合本次设计的浇口形状，最后选定了龙记标准模架，型号是CI-3045-A90-B80-C120。图6-1模架7推出结构的设计7.1推出结构的设计通常，在顶出机构中，有一些可供选择的，例如：推板、圆推杆、推杆、推杆等。根据以往的经验，在模具设计和生产过程中，一般的盒盖类产品都会选择圆筒推杆或推片板作为脱模机构，因为它的结构简单，生产成本低，生产工艺规范，不易出现错误，更换起来也更加方便，根据本设计塑料零件设计要求和结构特点，经过研究，使用推杆顶出塑件，推杆设置在塑件表面，推杆要进行止转，具体设计如图7-1所示。图7-SEQ图\*ARABIC\s11推出结构

8抽芯机构的设计8.1油缸抽芯的设计8.1.1抽拔距的计算抽芯距：其中：S为抽芯机构需要行走的总距离，S1孔为通过测量出来的侧凹深度，通过测量，侧孔长度为150毫米。2-3mm为产品抽芯后的安全距离。8.1.2滑块的设计1.滑块设计滑块设计的关键是滑块与侧芯的连接、产品尺寸的准确性以及注塑过程中运动的可靠性。滑动材料通常由45钢或T8、T10等制成。，硬度要求高于hrc40。2.导滑槽设计导滑槽与滑块导滑部分采用间隙配合，一般为H8/f8。一般情况下，滑块的滑动安装长度是滑块宽度的1.5倍，导轨中保持的长度不能小于导轨滑动安装长度的2/3。导轨一般由45钢制成，经淬火和回火至HRC28~hrc32，滑块的设计示意图见图8-1。图8-SEQ图\*ARABIC\s11滑块8.1.3油缸的设计液压或气动抽芯与机动抽芯的区别：液压或气压抽芯与机动抽芯的区别:1)液压或气压抽芯的优点是效率高,质量小,节省模具材料,操作简单。但缺点是容易产生应力开裂。2)因为它具有良好的耐磨性和可靠性而被广泛应用。而且他们拥有单独的控制系统所以它的抽芯动作不受模具开启时间和推出时间的影响。液压传动与气压传动抽芯机构的比较：液压传动平稳，且可得到较大的抽拔力和较长的抽芯距离。液压传动的特点是:结构简单,重量轻,工作阻力小,可靠性高;能实现无极变速和动态范围调节。缺点是对精度要求较高。由于模具数量少且采用塑料制件时易脱模、维修等问题难以解决;而且温度过高时会造成熔接痕或塑性变形而不能锁紧在同一个位置上使其容易被烧坏或者影响使用寿命液压传动的优点:控制方便,动作准确可实现无级调速和动态范围调节以及过载保护功能较好。芯体的液压牵引机构设有锁紧装置，侧向活动芯体置于活动基体的一侧。在成形过程中，横向活动芯被固定螺母上的锁紧块挡住。当模具打开时，锁紧块离开，横向活动芯通过液压芯拉伸装置拉出，然后将工件推出。恢复推力机构后，再次恢复侧向堆芯。这次选用直径32mm的油缸。具体结构如图8-2所示：图8-SEQ图\*ARABIC\s12油缸抽芯8.2侧抽芯机构的设计8.2.1抽拔距的计算在开模的时候，滑块需要横向移动，移动的距离就是抽芯机构的抽拔距，由于本次设计侧凹槽的深度为41mm，所以抽拔距S=41+2=43mm。8.2.2抽拔力的计算熔料浇筑在侧型芯上对其有一个包紧力，该力就是抽芯机构的抽拔力（8-1）式中：L就是成型孔的周长31.42mm。图8-SEQ图\*ARABIC\s13侧型芯周长h就是成型孔的深度41mmp塑件对侧型芯的收缩应力正常情况模内冷却的塑件取(0.8～1.2)×107Paf塑料在热状态时对刚的摩擦系数，一般取0.1～0.2；θ侧型芯的脱模斜度或倾斜角(°)，这里。8.2.3斜导柱的设计斜导柱的角度，一般设计为15-23度。由于本次抽芯距离较长，所以本次设计斜导柱的角度为23°。斜导柱长度：斜导柱的工作长度即由滑块所包裹的部分与抽芯之间的距离有关图8-SEQ图\*ARABIC\s14斜导柱斜导柱的整体长度由抽芯距、直径、倾角、固定板的厚度组成。所以斜导柱的长度是：8.2.4滑块的设计1.本次设计中，导滑槽与滑块导滑的部分将采用间隙配合，基本偏差采用H8/f8；2.滑块的滑动配合长度通常要大于滑块宽度的1.5倍，而保留在导滑槽内的长度不应小于导滑配合长度的2/3；3.本次设计中导滑槽的材料将会使用45钢制造（导滑槽与动模板为一体式），调质至HRC28～HRC32。本课题是一种整体式导滑槽，也就是将导滑槽直接在动模上进行加工：滑块的具体结构如下图8-5所示：图8-SEQ图\*ARABIC\s15滑块

9冷却系统的设计模具冷却系统包括：冷却水温、模具温度控制器和加热元件。冷却摸具不是其主要目的，而是让模具在成型过程中能够持续释放热量，从而控制模具的冷却速度，从而提高产品的注塑性能和生产效率。以上内容设计完成后，必须进行水管布置设计。由于本次设计中的塑料件有长线条、单个模具和单个空腔，而型芯的空腔仍然是矩形的，因此本次设计采用了环绕型水路设计。如图9-1所示，显示了中心空腔中两条水道的条件，并分别设计了入口和出口。图9-SEQ图\*ARABIC\s11冷却水管三维建模如图9-2所示。图9-SEQ图\*ARABIC\s12冷却水管

10导向机构的设计10.1导柱导套和导柱等组成了导向机构。导向机构可设置在各种模具机构中，以确保各种机构在工作过程中的定位和定向。驱动机构主要有两种形式：导销、导杆导套。由于导销不能满足设计要求，本次玩具飞机注塑摸具采用导柱导套形式的导向机构。具体设计如图10-1所示。图10-SEQ图\*ARABIC\s11导柱10.2导套当导杆和固定模型相对移动时，会产生一定的摩擦力。因此，为了减少模型与导杆之间的摩擦力，通常在导杆与固定模型之间设置设计导套，以减小摩擦力。导套的设计如图10-2所示，导柱导套的配合如图10-3所示。图10-SEQ图\*ARABIC\s12导套图10-SEQ图\*ARABIC\s13导柱导套配合

11模具工作原理塑料件冷却后，由于有少量收缩，塑料件将牢牢地固定在芯上。因此，当与产品分离时，它不会单独作为成型零件落下。这样，我们就需要设计一个推动机构来推动塑料部件。在设计推出机构时，应平衡塑料件各部分的应力。在本设计中，我们采用了模具和型腔的结构。由于产品的形状，我们需要拉动侧芯。整个产品可由型芯腔和滑块组合而成。在打开模具的过程中，由于注塑机的张力，模具被固定模型和移动模型分开，因为塑料部件牢固地包裹在型芯上，并随着型芯向打开模具的方向移动，同时操作如下：1.拉料杆引导导流槽的余料和主流道的零料向开模方向移动；2.斜导柱固定在基体的定模板上，不会移动。滑块和移动基体板属于配合关系，即滑块和移动基体板的导向滑块一起工作，使滑块和移动基体板朝着开启方向移动。同时，滑块也将横向移动，以引导横向芯完成。油缸开始工作，并引导滑块侧向移动。最后，摸具的横向抽芯运动。运动到一定位置（主流道里面的凝料全部被拉出，横向抽芯完成，不存在阻挡塑件脱模的因素）然后，注塑机的脱模机构作用在模具推杆的座板上，推杆的座板与推杆的固定板连接。因此，推杆在推杆座和推杆固定板的共同作用下将塑料件推出模具。总装图如图11-1所示。图11-SEQ图\*ARABIC\s11装配图

12总结通过以上设计，我们可以了解一整套注塑模具的设计过程。首先分析了塑料玩具飞机模型的实体形状，然后通过查阅文献和材料选择合适的材料。然后设计零件和所需系统，最后用注塑机进行检查，完成模具装配。经过本次设计最终总结如下：（1）ABS的流动性较好且成本低所以塑件材料选择普通ABS（2）由于飞机模型是有侧孔和凹槽的，为了避免脱模时候脱模困难，所以针对飞机模型整体做了滑块抽芯脱模结构以及油缸抽芯机构。（3）由于该产品飞机模型是轴对称，所以在设计模具的分型面的时候，要选择机身中间作为本次设计的分型面（4）由于此次设计的塑件线条较长，而且是一模一腔，设计采用了环绕型水路设计，分别设计了进、出水口。（5）观察日常生活中的飞机模型产品的浇口痕迹，一般位于产品的顶部，所以本次设计为直浇口，一般设计直浇口的模具均为2板模，2板模需要进行1次分型，所以本次设计不需要设计控制分型面的控制元件，比如小拉杆以及开闭器等部件。由于条件限制，导致整个模具的设计有些地方可能还有些欠缺。但是通过指导老师的指导，修改了许多问题和不足。通过这次毕设让我懂得如何去做好一个产品。在做之前要充分考虑所选材料性能、成本等因素;然后再选择合适零件形状尺寸大小并确定最后成型工艺方案与设备型号等等一系列问题都离不开老师和同学们共同讨论决定的,所以在这个过程中我对模具也有了更深层次的了解,并能够将这些知识综合运用到实际生产当中去。经过这次毕设让我们认识到了自己专业基础还不够扎实。虽然之前没有接触过注塑模这门课程但是对于它还是很陌生的,需要我们以后不断学习才能更好地掌握和加工玩具飞机零件这样才会使他们在今后工作中能得心应手而受益良多!当然在这次毕设过程中也有不足之处,如模具较厚,需要多把注射压力注到型腔的时候;浇口位置不合适导致熔体流动困难等。这些问题都是以后学习应该注意和解决好。这次毕设让我对注塑模有了更深入的了解,也认识到塑料模具在现代社会中所占比重越来越大。本课题对类似塑件制品的注塑摸具的设计有参考价值和借鉴意义。

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