机械毕业设计-模具设计类-家用无线门铃后壳注塑模设计.doc

本 科 毕 业 论 文（设计）题目: 家用无线门铃后壳注塑模设计 （*机械毕业设计大全* Q120737236Q可定做机械类毕业设计）本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目 家用无线门铃后壳注塑模设计 是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。除此之外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全意识到本声明的法律结果。 毕业论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日目录摘 要 1第一章 前言2一、模具行业及产品发展现状2二、选题意义3三、设计任务3第二章 塑件设计分析5一、塑件模型建立5二、塑件参数设计5三、塑件模流分析10第三章 注塑设备和模架选择15一、注塑设备选择15二、注塑机重要参数校核17三、模架选择19第四章 浇注系统设计20一、主流道设计20二、分流道设计21三、浇口设计23四、冷料穴和钩料脱模装置24第五章 成型零件设计加工工艺方案制订25一、型腔的设计25二、型芯设计25三、镶件设计26四、加工工艺方案制订28第六章 侧向分型与抽芯机构设计29一、机动侧向分型与抽芯机构29二、斜销侧向分型抽芯机构主要参数的确定29第七章 顶出机构设计33一、顶杆顶出机构33二、顶管顶出机构33第八章 冷却系统设计35一、冷却管道的工艺计算35二、冷却水道的结构设计37第九章 模具装配图和零件图39、模具3D图形绘制39二、模具及其零件2D图形绘制43第十章 模具设计的创新与特色总结45第十一章 设计存在的问题与解决设想46参考文献47致谢48Abstract.49 家用无线门铃后壳注塑模设计机电与控制工程学院机械设计制造及其自动化曾路平学号：2003111007【摘要】通过对家用无线门铃后壳塑件的设计分析，设计出该塑件的模具。在整个模具设计过程中，涉及到了塑件的结构设计、对塑件进行模流分析、注塑机和模架的选择及注塑机的一些重要工艺参数的校核，并详细叙述了模具设计中的分型面设计、浇注系统设计、成型零件设计、顶出机构设计和冷却系统设计，最后还对成型零件制订加工工艺方案。在模具设计过程中，采用了Moldflow、Pro/ENGINEER、AutoCAD等著名的设计分析软件，采用这些软件进行设计分析，优化了设计的参数和缩短了设计时间，提高了设计效率。通过整个模具设计，本人已经能够熟练地使用当前常用的设计分析软件，学会了根据计算或者依据经验选择一些参数, 增加了对注塑模具的了解。【关键词】 模具设计；模流分析；工艺；分型面第一章 前言一、模具行业及产品发展现状在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中一个非常重要的行业，已被我国正式确定为基础产业，并在“十五”中列为重点扶持产业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展。近几年市场需求的强大拉动，模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。19962002年间，中国大陆模具制造业的产值年平均增长14左右，2003年则增长25左右。其中，广东、江苏、浙江和山东等模具发达地区的增长率都在25以上1。近两年，模具技术也有了很大的提高，生产的模具有些己接近或达到国际水准。在大型塑料模方面，已能生产三十四英寸大屏幕彩电塑壳模具，六千克大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。在精密塑料模具方面，已能生产多型腔小模数齿轮模具和600腔塑封模具，还能生产厚度仅为0.08mm的1模2腔的航空杯模具和难度较高的塑料门窗挤出模等。在精度方面，塑料模型腔制造精度可达0.020.05mm（国外可达0.0050.01mm），分型面接触间隙为0.02mm，模板的弹性变形为0.05mm，型面的表面粗糙度值为Ra0.20.25mm，塑料模寿命已达100万次（国外可达300万次），模具制造周期仍比国外长24倍。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注塑模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具2。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。这些系统和软件的引进，实现了CAD/CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CAD/CAM技术的发展3。模具使用材料方面，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。国外先进工业国家在链条与模具生产中均采用了可靠性设计以及CADCAM技术，开发新品速度快、精度高，质量较有保证。大多数新产品具有高耐磨、高疲劳、高精度的特点，结构形式上有微型链以及多种输送链、缆链、倍速链等，在材料上则使用了耐磨、耐热、塑料、含油粉末冶金等材料，进一步提高了链条的性能。 在加工方面，一般规格链条链板多采用高速多颗冲裁工艺，滚子制造采用五工位冷挤压机加工，套筒采用高速精密且具有自动检测功能的卷管机加工；喷丸、挤孔、表面硬化处理等新工艺应用很普遍；零件热处理一般采用热处理自动生产线，热处理质量由在线检测设备检测与控制；热处理工艺有趋于向温度、炉压、炉气组分以及淬火介质等多参数综合控制，零件质量稳定可靠，技术性能较高；在装配工艺上则普遍采用组装、铆头、检测、预拉，拆节多功能自动装配线。在材料使用方面，国外则采用专用模具材料DINI、2316等，其综合机械性能，耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度都比较优异。在塑料件方面，有数据显示，今后5年，中国小家电市场的年增长幅度将在8%到14%之间，需求总额将超过3500亿元4。随着人们生活水平提高，小家电产品的加速普及与换代升级必将产生惊人的市场推动力，小家电的市场发展前景非常广阔。2006年，中国小家电消费市场份额将进一步扩大，针对部分小家电质量标准不一的状况，国家将会出台更严格的小家电产品质量标准，促进了小家电品牌的优胜劣汰，强势品牌的小家电厂家成为真正的赢家。小家电的发展状况主要表现为：市场需要多样化，越来越多的厂商认识到，为了与同类产品实现差异化，自己的产品必须能进一步满足消费者对质量、性能、感观、时尚性的要求5。比如时常出差的消费者与主要在浴室内使用的消费者，对电剃须刀就会有不同的要求；功能多样化，为了满足市场的需要，制造商在设计生产小家电产品的时候，都要考虑到产品功能的多样化；效益高，在设计上小家电能够根据市场的需要更快速地开发出具有消费群体所要求功能的新产品，还有小家电的生产厂家一旦发现市场销路不畅，厂商可以迅速进行调整，由于投入的成本很低，因此其可能导致的损失也大大小于研发大型电器产品。二、选题意义由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对模具技术的要求越来越高，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断提高。通过各种渠道培养更多的模具人才，搞好技术创新，则可以不断提高我国模具设计和制造以及维修水平6。本毕业设计通过对一个家用无线门铃后壳的塑料产品及其模具的设计，锻炼了塑料制品的设计及成型工艺的选择能力；塑料制品成型模具的设计能力、塑料制品的质量分析及工艺改进能力、塑料模具结构改进设计能力，熟悉了模具设计的常用商业软件。三、设计任务1. 无线门铃后壳产品设计：采用美国PTC公司的软件Pro/ENGINEER设计出该产品的3D图，并导出2D图；同时还要选择该塑料件的材料；2. 产品工艺性分析：分析门铃后盖的结构，看后盖采用的塑料是否能顺利完成注射、冷却、脱模，成型强度、刚度以及使用寿命是否满足使用的要求，找出不足之处，对门铃后盖作出结构上的修正，直到满足这些条件为止；分析产品的最佳浇口位置，流动是否平衡；3. 注塑设备选择：根据现有的设备，从中选择合适的注塑设备；4. 确定分型面：根据后盖塑料件的几何形状，尺寸精度要求，兼顾脱模方式等选择合适的分型面；5. 选择模架：模架为标准件，选择合适的即可；6. 浇道系统设计：包括浇道的形状和位置的确定；7. 成型件设计：设计合理的成型零件，确定模腔的数量及其排列方式,后盖中需要用到侧向抽芯,这里还要设计抽芯件；8. 冷却系统设计与计算：冷却水孔的位置与数量与冷却效果有密切关系，在确定时，应尽可能地靠近型腔和尽可能地多，但不要发生干涉。9. 抽芯机构设计：门铃后盖采用的是滑块抽芯；10. 在模具模拟开模时对模具的动态碰撞进行模拟检查；11. 零部件加工工艺制定：为上面设计的模具零部件制定合理的加工工艺路线；12. 把整个模具3D模型图设计完毕，完成一个完整的模具3D图；13. 绘制2D模具图纸，包括模具的装配图纸和成型件图纸。第二章 塑件设计分析一、塑件模型建立毕业设计的塑料件原型来源于市场上遥控门铃的后壳,毕业设计参考市场上遥控门铃的后壳设计出经过改进的后壳产品，并且绘制出这个后壳的3D图和2D图。(一)、模型3D图模型绘制采用PTC公司的产品Pro/ENGINEER Wildfire 2.0,最终绘制出来的3D结构图2-1所示:(a)（b）图2-1塑件模型3D图(二)、 塑件2D图技术条件本模型2D图由Pro/E 3D图转换而来,并在软件AutoCAD上进行整理绘制出来的2D图如图2-2所示，如果需要更加详细的塑件尺寸，请参照附件中的塑件的2D图7。1塑件精度等级及尺寸公差塑件采用采用的精度等级为5级精度，部分尺寸的公差标注如图1-2所示，由于该塑件的结构有些复杂，在这里只是标注一些重要的尺寸公差。2塑件的表面质量该塑件要求外形美观，色泽鲜艳，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.4m。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。二、塑件参数设计（一）、材料选择这个门铃后壳为一般的零件,属于壳体类,没有特别的要求,根据以上的依据,选择材料ABS为塑料件的材料ABS材料说明5:中文名称:苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物性能:综合性能好,冲击韧,力学强度高,尺寸稳定,耐化学性,电性能良好,易于成型和机械加工,用途:适于制作一般的机械零件,各类壳体,汽车配件,日用品,管材及文具等。图2-2 塑件2D图（二）、塑件收缩率根据以上选用的材料为ABS，查相关资料可知，ABS的收缩率为0.0040.007，这里选择偏中值，为0.005。（三）、塑件的壁厚一般说来，塑件的厚度越厚就越能满足产品的强度和刚度的性能要求，但是从塑件的成型过程看来，塑件的壁厚越厚，冷却的时间就越长，整个塑件的成型周期就要延长，提高了生产的成本，降低了生产的效率，同时，塑件的壁厚越厚，收缩率就增大，这样使的得产品的尺寸不稳定性增加，降低了产品的质量。因此产品的厚度必须得适中，根据材料的的特性，查阅相关的资料，查得ABS制品的壁厚通常为1、1.2、1.5、2、2.5、3mm10。本次设计中，塑件的壁厚为2mm。在设计完产品之后，为了确保产品的壁厚在确定的范围之内，需要对塑件进行检测，而在产品3D设计的软件Pro/ENGINEER Wildfire中，就有用于检测产品厚度的功能，检测的结果如下：图2-3 塑件壁厚纵向检测图2-4塑件壁厚横向检测如图2-3所示为纵向的截面厚度检查，从图中可以看出，红色线条显示的为壁厚超过3mm，而图中仅仅在一部分中出现，而且是在允许的地方出现（改地方的壁厚应为横向检查）蓝色的线条出现的地方为壁厚小于1mm的部位，图中可以看出，只是在塑件的倒钩部位出现一部分的蓝色线条。如图2-4所示，跟上图相比，除了允许出现的壁厚出现了红色线条之外，未曾出现蓝色的线条，说明塑件的横向截面壁厚完全符合设计的要求。总体上看，塑件基本上满足塑件的壁厚为2mm的设计要求。综上所述，该塑件的纵向壁厚满足设计的要求。（四）、塑件的拔模斜度拔模斜度是为了便于脱模，防止塑件表面在脱模是划伤，擦毛，在设计塑件表面沿脱模方向应具有合理的脱模斜度。塑件的脱模斜度大小跟塑件的性质、收缩率、摩擦因素、塑件的壁厚和几何形状有关。在设计时，可以参考一些资料来确定塑件的脱模斜度，一般以塑件的材料为选择依据，而ABS塑料的脱模斜度为401020 ，本设计选择的拔模斜度为。在设计完成之后，为了检测塑件的拔模斜度是否符合要求，需要对塑件进行拔模检测，PTC公司的产品Pro/ENGINEER Wildfire提供的完善的拔模检测方法10，塑件检测完成后的结果如图所示：图2-5、2-6所示，粉红色的表示拔模斜度为正的20 ，青色的表示拔模斜度为负20 ，正跟负是相对而言的。图2-5塑件拔模斜度检测正面从图中可以看出，塑件的外表明都呈粉红色，而内表面都呈青色，不曾出现出现其他的颜色，如果出现黄色，说明塑件中存在未拔模的情况，应该对塑件作相应的修改，除非塑件有特殊的要求，否则应该直到看不到黄色为止。显然，外表面和内表面看来，塑件的设计完全符合开始设定的拔模斜度要求。图2-6塑件拔模斜度检测低面（五）、分型面设计分型面设计如图2-7所示。选择这样的分型面是因为便于塑件的脱模和简化模具结构。分型面确定之后就在软件中绘制出来，为了能够实现下来的分型能够顺利进行，有对塑件的分型面进行检测的必要，如图为对分型面的自交检测，结果为没有发现自交截。如果发现有相交的分型面，应该对分型面作修整，否则在软件中无法分型。图2-7塑件分型面及其检测（六）、确定型腔数量以及排列方式由于门铃后壳是一种生活电器，对外观的质量有一定的要求，也就是制件的上表面不能有浇口的痕迹,同时分析制件的3D模型可知到，该制件的右侧需要滑块抽心，再就是为了提高生产效率，本次模具设计采用的是一模两腔，型腔的分布如图2-8所示:图2-8型腔数量及其排列方式三、塑件模流分析模流分析采用的是Moldflow软件，分析分析的结果如下：（一）、分析的总体结果表2-1 总体参数Material Supplier:Bayer USAMaterial Grade:Lustran LGA-SFMax Injection Pressure:70.00 MPaMold Temperature:66.00 deg.CMelt Temperature:263.78 deg.CModel Suitability:Part model was highly suitable for analysis.表2-2 填充分析Moldability:Your part may be difficult to fill, but quality will probably be acceptable with the current injection locations.Confidence:MediumInjection Time:3.05 secInjection Pressure:27.70 MPaWeld Lines:YesAir Traps:YesShot Volume (cavity, runner):19.03 cu.cm ( 16.47, 2.56 )Filling Clamp Force:6.83 tonnePacking Clamp Force Estimate 20%:( 5.54 )MPa 3.83 tonnePacking Clamp Force Estimate 80%:( 22.16 )MPa 15.33 tonnePacking Clamp Force Estimate 120%:( 33.24 )MPa 23.00 tonneClamp Force Area:67.85 sq.cmCycle Time:19.97 sec表2-3 保压分析Peak Clamp Force During Packing10.54 tonneTotalPart Weight20.34 gEjection Time12.98 secCooling Time0.00 secCycle Time19.97 secMaximum Wall Shear Stress4.45 MPa表2-4 冷却质量Cooling Quality:Your part can be easily cooled.Surface Temperature Variance Range-5.54 deg.C to 3.16 deg.CFreeze Time Variance Range-4.02 sec to 1.52 sec表2-5 冷却分析Maximum Cavity Temperature43.56 deg.CMinimum Cavity Temperature24.04 deg.CAverage Cavity Temperature34.18 deg.CAverage Mold Exterior Temperature24.39 deg.CCycle Time19.97 sec（二）、分析结果的图片分析图片如图2-92-26所示， 图2-9 最佳浇口位置图2-10 填充时间 图2-11 填充可信度 图2-12 注射压力 图2-13 压力降图2-14 流动前沿温度 图1-15冷却时间图1-16 质量预测 图2-17 溶接痕 图2-18 气泡 图2-19 冷却质量图2-20 表面温度差异 图2-21 冻结时间差异图2-22 表面方位 图2-23 体积收缩图2-24 平均温度 图2-25 冻结层图2-26 成型（三）、模流分析结论1.浇口位置选择：本设计实际的浇口位置（图2-27）并非是模流分析中最佳浇口的位置，而是处于最佳与最差浇口位置中间的某个位置，之所以选择在这里是因为塑件外表要求确定。浇口位置选择在这里对塑件的填充有一定的影响（Your part may be difficult to fill），塑件仍然能够完成填充（but quality will probably be acceptable with the current injection locations）。图2-27实际浇口的位置2.注射的可信度：模流分析过多次，并且试过不同的零件做分析和同一个零件在不同条件下进行分析，注射的可信度颜色依然为空，根据MPA的帮助可以知道，出现这个问题的原因是未能填充而造成。但是拿简单的零件分析仍然是这个结论，直到完成毕业设计前此问题仍然不能解决，很可能是由于对此软件的使用不当而造成。3.填充预测：填充的预测跟注射的可信度存在的问题一样，其颜色仍然为无色。4.困气：注射过程中会存在一些气体不能够很好的排除而困在模腔里面，使得流体不能够填充满整个模腔，因此需要在某些位置开设排气槽，图2-28为模流分析中出现困气的地方，绿色圈圈围住的地方表示需要开设排气槽的地方，其他地方之所以不用是因为他们位于分型面上或者位于镶件的边缘10。图2-28气泡示意图第三章 注塑设备和模架选择一、注塑设备选择选取宁波海天国际集团股份有限公司（/）生产的HTF60W1-I注塑机。如图2-1所示为注塑机的图片。图3-1注塑机的外形图如图3-2所示为注塑机的模板尺寸图3-2注塑机的模板尺寸表3-1注塑机的一些参数理论容量Shot Size (Theoretical)cm338注塑重量 Injection Weight (PS)g35注塑速率Injection Rateg/s41塑化能力Plasticizing Capacityg/s46注塑压力Injection PressureMpa266合模力Clamp TonnageKN600移模行程Toggle Strokemm270最大模厚Max。 Mold Heightmm330最小模厚Min。 Mold Heightmm120顶出行程Ejector Strokemm70顶出力Ejector TonnageKN22二、注塑机重要参数校核（一）、注塑容量校核国产标准注塑机的标准规定，以注塑聚苯乙烯时在对空注塑的条件下，注塑机螺旋杆或柱塞做一次最大行程时所能达到的最大容量()。注塑容量是选择注塑机的重要参数。它在一定的程度上反映了注塑机的注塑能力，标志着注塑机能成型最大体积的注塑制品6。以容量计算时，必须使得在一个注塑成型周期内所需的注塑塑料熔体的容量在注塑机额定注塑量的80%内，也就是 （1）式中为注塑机最大注塑容量， ；为成型塑件与浇注系统体积的总和， ； 08 为最大注塑容量的利用系数。本次模具设计中，计算如下: （2）式中，为成型塑件的体积，乘以2是因为本次的模具是一模两穴；为浇注系统的体积和，包括主流道，分流道，浇口，冷料穴的体积和。所以， （3）而注塑机的注塑容量为38cm3，所以注塑机的注塑容量符合要求。（二）、注塑压力校核注塑压力的校核是校验注塑机的最大注塑压力能否满足制品成型的需要。只有在注塑机额定的注塑压力内才能调整出某一制件所需的要的注塑压力，因此注塑机的最大压力要大于该制件所要求的注塑压力。制件成型时所需的注塑压力，与塑料的品种，注塑机的类型，喷嘴形式，制件的复杂程度以及浇注系统等因素有关。在本次模具设计中，参考了制件的材料ABS的一些参数以及Mold flow分析的结果，确定制品所需的注塑压力为100MPa。而注塑机的注塑压力可以达到266MPa，也就是注塑机的注塑压力符合要求。（三）、锁模力校核当高压的塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注塑机轴向的很大的推力，其大小等于制件与浇注系统在份型面上的垂直投影之和乘与型腔内塑料熔体的平均压力。该推力应该小于注塑机额定的锁模力，否则在注塑成型时会因锁模不紧而发生溢边跑料现象。型腔内塑料熔体的推力 (N)可按下式计算 （4）式中型腔内塑料熔体沿注塑机轴向的推力，N；A塑料与浇注系统在份型面上的投影面积，；型腔内塑料熔体的平均压力， ；P型腔内塑料熔体的压力，注塑压力；K压力损耗系数，随塑料品种，注塑机形式，喷嘴阻力，流到阻力等因素变化，可在020。4的范围选取。计算如下 （5）也就是型腔内的塑料熔体沿注塑机轴向的推力为16KN，而注塑机的锁模力为600KN，所以，注塑机的锁模力符合要求。（四）、开模行程校核模具开模后为了能取出塑胶件，要求有足够的开模距离，本次模具使用的注塑机的开模行程是给定的，不受模具厚度的影响，当模具的厚度变化时，可由其调模装置调整。只要使得注塑机最大开模行程大于模具所需的开模距离就符合注塑的要求。即: （6）式中为注塑机最大开模距离，mm；为模具所需的开模距离，mm如图3-3所示； （7）也就是 图3-3模具开模所需的距离S三、模架选择根据型腔排列的方式以及初步确定的壁厚，选择龙记模架，型号为LKM CI2035，A板壁厚为40mm，B板厚度为70mm。其结构以及一些重要尺寸如图3-4、3-5所示:图3-4模架尺寸1图3-5模架尺寸2第四章 浇注系统设计一、主流道设计（一）、浇口套设计为了便于浇注凝料从主流道取出,主流道采用的圆锥孔；浇口套与注塑机喷嘴嘴头的接触球面必须吻合。注塑机的喷嘴是球面,其半径SR是固定的,为了浇口套端面的凹球面与注塑机的端凸球面接触良好,一般取半径,在此次设计中SR=10mm,所以mm；而浇口套的圆锥孔的小端直径d应该大于喷嘴内孔直径,即,由注塑机的参数可以看到,所以mm,浇口套的端面凹球深度。浇口套的尺寸如图4-1所示图3-1浇口套的尺寸（二）、浇口套的固定形式本次设计中,浇口套的端部设一个与注塑机定位孔相配的定位坏,注塑机的定位孔是给定的,这里是,具体的固定形式如图3-2所示:图3-2浇口套的固定形式二、分流道设计（一）、分流道的形状分流道的截面形状常用的有圆形，梯形，和矩形, 其中圆形截面的分流道效率最高,也就是分流道流过相同的塑料流量,其分流道的内表面积最小。这样可以减少注塑过程中散热面积,即熔料的温度降低最小，同时使得摩擦力变小，减少压力损失。其缺点就是制造起来比较麻烦,应为它必须将分流道分设在模板的两侧,在对合时容易产生错口现象。当分型面为平面时候,常采用圆形截面流到,本次设计中,分型面基本为平面,综上所述,采用圆形截面的分流道。（二）、分流道的布局本次模具设计为一模两腔,分流道的布局对塑料件的成型影响也较大的,由于前面已经将型腔的布局确定,设计分流道的布局既要跟型腔的布局协调,同时还应该注意一些分流道布局的设计要点:分流道和型腔的分布原则是排列紧凑,间距合理,应该采用轴对称或者中心对称,使其平衡,尽量缩小成型区域的总面积。最好使型腔和分流道在分型面上的总投影面积的几何中心和锁紧力的中心重合；在可能的情况下,分流道的长度尽可能的缩短,以减少压力损失,避免模体压力过大的影响成本。在多型腔模具中,各型腔的分流道长度应该尽量相等,以达到注塑时压力传递的平衡。分流道的布局如图3-3,分流道长度短,对称分布图4-3分流道布局（三）、分流道的长度根据分流道的布局,大概的可以测量出分流道的长度总长；分流道的直径对于壁厚小于3mm,质量200g以下的塑料制品,可以采用如下的经验公式确定分流道的直径(该公式的分流道直径仅限在3.29.5mm以内)式中D流道的直径，mm；m制品的质量，g；L分道的长度根据以上模型分析的得出的结果,塑料制件的质量=19.22 g所以2。82mm3.2根据 塑料的品种为ABS,其常用的分流道直径为4。893。5mm,这里选6mm为分流道的直径。三、浇口设计本次设计采用的浇口为矩形侧浇口,其优点有:侧浇口多为扁平状,可以缩短浇口的冷却时间,从而缩短成型周期；易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观；可根据塑胶件的形状特点灵活地设置浇口的位置；浇口位于分型面上,易于加工；适用一模多腔的模具,提高注塑效率。（一）、侧浇口的尺寸根据经验的数据,一般的侧浇口的厚度为0.51.5mm,这里选1mm；宽度为1.55.0mm,这里选2mm；而浇口的长度大约为2mm。（二）浇口位置选择根据模流分析的结果和塑件份型面,浇口的位置如图4-4所示，图中，颜色越深的代表越适合作为浇口的位置。最终浇口的位置选择为如图4-5所示。图4-4模流分析浇口分析图4-5浇口位置示意图四、冷料穴和钩料脱模装置采用顶杆式钩料装置：由冷料穴和顶杆组成，在冷料穴的底部设有一顶杆，顶杆固定在固定板上，与顶出系统联动。其基本尺寸如图4-6所示，其中冷料穴的直径要比主流道的稍大，主流道末端的半径大约为6mm，所以冷料穴的直径设为7mm，此处的顶杆直径也为7mm。图4-6顶料杆尺寸第五章 成型零件设计加工工艺方案制订一、型腔的设计采用整体式型腔，也就是由整块材料加工而成的型腔。整体式型腔的优点是，强度和刚度相对较高，且不易变形，对塑件的上表面不会产生拼模缝的痕迹，缺点为切削量大，模具成本高，同时给热处理和表面处理带来一定的困难，型腔的3D图如图5-1所示。型腔依靠四个面和上表面分别和凹模及定模座板相配合，而跟定模座板的固定采用四个对称的螺钉固定，螺钉的直径为8mm。型腔的外形尺寸为：图5-1 型腔示意图二、型芯设计3D结构如图5-2所示，型芯的尺寸为型芯的固定也是由四个对称分布的螺钉固定，螺钉的大小同样为直径8mm图5-2型芯示意图三、镶件设计（一）、型腔镶件1该镶件的位置如图5-3（a）所示，镶件的尺寸如图5-3（b）所示，（a）（b）图5-3型腔镶件1（二）、型芯镶件1该镶件的位置如图5-4（a）所示，镶件的尺寸如图5-4（b）所示，(a)（b）图5-4型芯镶件1（三）、型芯镶件2该镶件的位置如图5-5（a）所示，镶件的尺寸如图5-5（b）所示，(a)（b）图5-5 型芯镶件2(a)（b）图5-6 型芯镶件3（四）、型芯镶件3该镶件的位置如图5-6（a）所示，镶件的尺寸如图5-6（b）所示，四、加工工艺方案制订塑料模具的加工方法大体上可以分为切削机床加工、钳加工和特殊加工三大类。切削机床加工是指采用不同的切削机床，如车床、铣床、磨床等进行粗加工或精加工等。钳加工是指采用锉、铲、研等手工措施去除切削机床所预留的加工余量，将模具半成品加工成符合蓝图的要求尺寸，形状以及表面粗糙度的合格零件，并通过组装总装成符合要求的模具。当模具零件使用普通机床或人工的传统的方法很难加工或者耗时很大时，则往往采用特殊加工的方法，如电火花，线切割以及等。（一）、型腔加工工艺方案图57 型腔加工说明图表5-1型腔的加工工艺方案工序内容设备1铣削端铣坯料的六个端面铣床2钻削钻镶件孔、浇口套孔、螺孔钻床3CNC粗加工粗加工成型面CNC 4热处理调质5磨削磨上、下端面磨床6CNC精加工精加工成型面CNC7钳工抛光成型面、倒角，攻丝（二）、型芯加工工艺方案制订图5-8型芯加工说明图表5-2 型芯加工工艺方案工序内容设备1铣削端铣坯料的六个端面铣床2钻削钻顶料孔、螺孔钻床3CNC粗加工粗加工成型面CNC 4热处理调质5磨削磨下端面磨床6CNC精加工精加工成型面CNC7EDM电火花加工加工四个方的镶件孔EDM8钳工抛光成型面、倒角，攻丝第六章 侧向分型与抽芯机构设计一、机动侧向分型与抽芯机构机动侧向分型与抽芯是利用注射机的开模力，通过传动机构改变运动方向，将侧向的活动型芯抽出。机动抽芯机构的结构比较复杂，但抽芯不需要人工操作，抽拔力较大，具有灵活，方便，生产效率高，容易实现全自动操作，无需另外添置设备等优点，在生产中被广泛采用。机动抽芯按结构形式可分为斜销，弹簧，弯销，斜导曹，斜滑块，楔块，齿轮条等多种抽芯形式。本设计采用的是机动斜销侧向分型抽芯与抽芯机构二、斜销侧向分型抽芯机构主要参数的确定（一）、抽芯距S型芯从成型位置抽到不妨哀塑件脱模的位置所移动的距离叫抽芯距，用S表示。一般抽芯距等于侧向孔或侧凹深度加上23mm余量，即（8）而所以（9）（二）、斜销的倾角斜销的倾角是决定斜销抽芯机构工作效果的一个重要参数，它不仅决定了开模行程和斜销长度，而且对斜销的受力状况有着重要的影响。决定倾斜角的大小时，应从抽芯距，开模行程和斜销受力几个方面综合考虑。实际生产中，一般取，不宜超过。这里抽芯距较小，选。（三）、芯力的计算抽芯力的计算跟脱模力的计算是一样的，计算的公式为（10）式中单位面积塑件对型芯的正压力，Pa，一般取p（4.8411.76）； 塑件包紧型芯的侧面积，； 塑件与模体刚才的摩擦系数，一般取； 脱模斜度。这里，；（11）所以（四）、圆形斜导柱直径的确定图61导柱直径计算计算公式（字母对应的尺寸如图61所示）（12）斜导柱直径，mm；抽拔力，N；受力点到斜导柱固定板平面的距离，mm；抽拔角，；斜导柱刚才的许用弯曲应力，对碳素钢；（13）所以取d为10mm。（五）、斜导柱的总长度计算图62导柱长度计算导柱长度计算公式为（字母对应的尺寸如图62所示） （14）式中斜导柱的总长度，mm；斜导柱台肩直径，m；斜导柱抽拔角，斜导柱固定板厚度，mm；斜导柱与侧滑块斜孔的配合间隙，mm；斜杠工作部分直径，mm；抽芯距，实际距离加24mm。取的长度为55mm。第七章 顶出机构设计本设计中的顶出系统采用顶杆顶出机构和顶管顶出机构一、顶杆顶出机构采用圆柱型顶杆优点：由于圆柱形状的顶杆和顶杆孔最容易加工，而且很容易保证其配合精度，易于保证其互换性，并且易于更换，而且它还具有滑动阻力小，不易于卡滞等。顶杆结构形式如图7-1（a）所示；顶杆的固定形式如图7-1（b）：（a）（b）图7-1顶杆结构形式二、顶管顶出机构顶管的固定形式如图7-2所示，图7-2顶管顶出机构形式三、顶出机构的布局顶杆和顶管的布局如图7-3所示，其中红色的点均为顶杆，绿色的点为顶管，这个图只是整个顶出机构的一半。图7-4为模具中的顶杆示意图。图7-3 顶出机构的布局图7-4顶出机构立体示意图第八章 冷却系统设计模具的冷却是将注塑成型过程中产生的、并传导给模具的热量尽可能迅速、并最大程度地导出，以使塑件以较快的速度冷却固化。因此，冷却的效果直接决定着塑件的质量和注塑效果。调节模具温度的主要目的是：缩短成型周期；提高塑件质量。模具的冷却主要采用的是循环水冷却方式，而此次设计中采用的冷却方式就是采用的循环水冷却方式。一、冷却管道的工艺计算已知条件：塑件材料为ABS塑件的成型周期为19.97s；成型周期内塑件的质量为20.34；水的密度为；（一）、冷却管道的直径计算1求塑件在固化时没小时释放的热量Q塑件的产量为 （15）查表104得ABS的单位热流量 所以 （16）2求冷却水的体积流量由式（10-12）得 （17）3求冷却水在管道直径d，查表10-1，为了使冷却水处于湍流状态，取d = 8 mm(二)、求冷却水管道的孔数1求冷却水在管道内的流速由式（10-16）得 （18）2求冷却管道孔壁与冷却介质之间的传热系数h查表10-5，取（水温为25时），再由式（10-2）得（19）3求冷却管道的中传热面积A由式（10-14）得（20）4求模具上应开设的冷却管道的孔数由式（10-17）得（21）所以模具上开设的管道孔数为2。二、冷却水道的结构设计（一）、冷却形式冷却系统的水道形式大概分为沟道式冷却、管道式冷却、导热杆式冷却本次设计采用的式较普通的沟道式冷却，就是直接在模具或者模板上钻孔或者铣槽，通人冷却介质。特点是冷却介质直接接触模体，导传热量，结构简单，冷却效果好。（二）、定模水道结构设计如图8-1为定模的冷却水道布局设计图8-1定模水道冷却水道在使用的时候对管壁产生一定的压力，如果管壁的厚度太薄，会使管道变形严重的话会使管道破裂，为了检测管道的壁厚，在设计冷水管道的结构之后，需要对管道的壁厚进行检测，如图8-2为型腔的水道分析，分析表明，除了在管道的转折点或者在塞头附近进壁厚少于6mm外（属于正常），其余的全部壁厚均大于6mm，而实际的壁厚只需要大于3mm即可，说明次冷却水道能正常使用。图8-2定模水道壁厚检测（三）、动模冷却水道结构设计动模的水道结构如图8-3所示图8-3动模水道图6-4为型芯的冷却水道壁厚分析，由于型芯存在较多的顶杆和镶件，型芯水道的壁厚要小于型腔的壁厚，为5mm，但是还是远大于安全的3mm，所以型芯的水道仍然能正常使用。图8-4动模水道壁厚检测第九章 模具装配图和零件图、模具3D图形绘制（一）、绘图方法及过程本次设计中的模具装配图的3D模型采用Pro/ENGINEER软件绘制。绘制图形时，先绘制整个模型的核心部分，也就是型腔、型芯和工作部分，具体的绘制过程及方法如下：导入之前绘制好的产品3D图，设置收缩率为0.005 自动创建工件自动创建分型面，然后稍微作调整创建体积块（镶件），然后是分模分别对型腔和型芯作复制旋转实体话，得到最终的成型腔和型芯先绘制侧向分型的单个零件，然后通过复制旋转生成整个模具的核心零部件在Pro/ENGINEER的插件EMX中设置模架的参数参数设计完成之后自动生成的模架3D图模架装配图中把核心零部件装上，将模架中重合的部分切除，添加冷却系统和顶出系统，