基于UG的遥控器下板注塑模具设计与制造

1、基于ug的遥控器下板注塑模具设计与制造目 录第1章 绪论11.1 模具概述11.2三维数字化设计与制造21.2.1.三维数字化设计与制造的现状21.2.2.三维数字化设计与制造的重要性31.3 本次研究的具体内容4第2章 注塑工艺分析及注塑成型设备的选用62.1模具设计的一般步骤62.2 注塑工艺分析及注塑设备的选用82.2.1.塑料选择82.2.2.塑件工艺性分析92.2.3.成型设备的选用13第3章 注塑模具的结构及零部件设计163.1 注射成型模具基本结构及设计方案163.2 注塑模具零部件设计173.3.模具材料的选择343.4基于ug生成装配图35第4章 成型零件的数字化加工364.

2、1.cad/cam技术的发展趋势364.2.基于ug软件数字化制造37总结40致谢41参考文献42第1章 绪论1.1 模具概述在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。模具是为批量生产产品服务的，是单件生产的、个性化非常强的装备类产品。我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为铸造模、

3、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。而近年来，随着塑料工业的飞速发展和通用与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，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往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。塑料模具作为模具行业的一种也将伴随着塑料工业的发展而发展，目前在整个模具行业中占有极大的比例，已有40%左右，在未来几年中还将保持较高速度发展。塑料模具包括为汽车和家电配套的大型注塑模具，为集成电路配套的塑封模，为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材

4、质、多色精密注塑模，为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等，其中以注塑模具需求量最大，有关数据表明，目前仅汽车行业就需要各种塑料制品36万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台；到2010年，在建材行业，塑料门窗的普及率为30%，塑料管的普及率将达到50%。这些都会导致对注塑模具的需求量大幅度增长。而其中大型、精密、设计合理(主要针对薄壁制品)的注塑模具将得到市场的欢迎。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才

5、驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、个体模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具，每年的进口额达几亿美元。因此我国需要加强我们在模具业的实力，达到自给自足。实现模具设计、制造信息化与智能化，是世纪中国模具制造业光荣而艰巨的任务。应用信息技术将先进的设计理论、方法与制造技术加以系统的集成创新，是全面推动中国由模具制造大国走向模具制造强国的重要措施。1.2三维数字化设

6、计与制造1.2.1.三维数字化设计与制造的现状数字化设计与制造技术是指利用计算机软硬件及网络环境，实现产品开发全过程的一种技术，即在网络和计算机辅助下通过产品数据模型，全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程。数字化设计与制造不仅贯穿企业生产的全过程，而且涉及企业的设备布置、物流物料、生产计划、成本分析等多个方面。数字化设计与制造技术的应用可以大大提高企业的产品开发能力、缩短产品研制周期、降低开发成本、实现最佳设计目标和企业间的协作，使企业能在最短时间内组织全球范围的设计制造资源开发出新产品，大大提高企业的竞争能力。数字化设计与制造技术集成了现代设计制造过程中的多项先进技术，包括三维建模、装

7、配分析、优化设计、系统集成、产品信息管理、虚拟设计与制造、多媒体和网络通讯等，是一项多学科的综合技术。目前所涉及的主要内容有：（1）cad/cae/capp/cam/pdm cad/cae/capp/cam分别是计算机辅助设计、计算机辅助工程、计算机辅助工艺过程设计和计算机辅助制造的英文缩写，它们是制造业信息化中数字化设计与制造技术的核心，是实现计算机辅助产品开发的主要工具。pdm技术集成并管理与产品有关的信息、过程及人与组织，实现分布环境中的数据共享，为异构计算机环境提供了集成应用平台，从而支持cad/capp/cam/cae系统过程的实现。（2）异地、协同设计 在因特网/企业内部网的环境中

8、，进行产品定义与建模、产品分析与设计、产品数据管理及产品数据交换等，异地、协同设计系统的网络设计环境下为多人、异地实施产品协同开发提供支持工具。（3）基于知识的设计 将产品设计过程中需要用到的各类知识、资源和工具融到基于知识的设计（或cad）系统之中，支持产品的设计过程，是实现产品创新开发的重要工具。设计知识包括产品设计原理、设计经验、既有设计示例和设计手册/设计标准/设计规范等，设计资源包括材料、标准件、既有零部件和工艺装备等资源。（4）虚拟设计、虚拟制造 综合利用建模、分析、仿真以及虚拟现实等技术一工具，在网络支持下，采用群组协同工作，通过模型来模拟和预估产品功能、性能、可装配性、可加工性

9、等各方面可能存在的问题，实现产品设计、制造的本质过程，包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制等。（5） 概念设计、工业设计 概念设计是设计过程的早期阶段，其目标是获得产品的基本形式或形状。广义的概念设计应包括从产品的需求分析到详细设计之前的设计过程，如功能设计、原理设计、形态设计、布局设计和初步的结构设计。从工业设计角度看，概念设计是指在产品的功能和原理基本确定的情况下，产品外观造型设计过程，主要包括布局设计、形态设计和人机工程设计。计算机辅助概念设计和工业设计以知识为核心，实现形态、色彩、宜人性等方面的设计，将计算机与设计人员的创造性思维、审美能力和综合

10、分析能力相结合，是实现产品创新的重要手段。（6）绿色设计 是面向环保的设计（dfe，design for environment），包括支持资源和能源的优化利用、污染的防止和处理、资源的回收再利用和废弃物处理等诸多环节的设计，是支持绿色产品开发、实现产品绿色制造，促进企业和社会可持续发展的重要工具；（7）并行设计 以并行工程模式替代传统的串行式产品开发模式，使得在产品开发的早期阶段就能很好的考虑后续活动的需求，以提高产品开发的一次成功率。数字化设计与制造技术中各组成部分作为独立的系统，目前已在生产中得到了广泛的应用，不仅大大提高了产品设计的效率，更新了传统的设计思想，降低了产品的成本，增强了企

11、业及其产品在市场上的竞争力，还在企业新的设计和生产技术管理体制建设中起到了很大作用。数字化设计与制造技术已成为企业保护竞争优势、实现产品创新开发、进行企业间协作的重要手段。1.2.2.三维数字化设计与制造的重要性传统意义上的模具工业，主要还是以有经验的钳工师傅为主导的技艺型生产。而现代模具工业则发生了质的变化，已经变成了一个技术密集型、投资密集型的产业，是加工装备产业的一个重要组成部分。由于模具产品的高技术特性，模具企业只有采用精密的自动化数控技术、先进的cae、cad、cam等软件才能保证其工艺要求。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗，是传统的加工制造方法

12、所不能比拟的。目前的模具技术是一个集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。其发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品批量化、管理信息化、经营国际化的方向发展。随着工业技术的发展，产品对模具的要求愈来愈高。传统的模具设计与制造方法不能适应业产品及时更新换代和提高质量的要求。我国模具行业也就需要朝这些方面发展，这样才能与国际化能够接上轨道，如运用建立在cad/cae

13、平台上的先进模具设计技术，这样可以提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平；运用建立在cam/capp基础上的先进模具加工技术，与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平与生产效率；还有一些仿真技术，先进的检测技术等。模具技术的改进也就导致通过传统的2维平面设计画图的方法已经完全不能适宜于现在的企业，社会的发展。我们需要一种更加好的方式来了解模具，ug作为一款强大的软件，它能够指导我们模具设计的每个过程。1.3 本次研究的具体内容随着cad基础理论和应用技术的不断发展，对cad系统的功能要求也越来越高。设计人员不再仅仅满足于借助cad系统来达到丢掉图板的目的。而是希望它能从本质上减

14、轻大量简单烦琐的工作量，使他们能集中精力于那些富有创造性的高层次思维活动中。由于三维cad系统具有可视化好、形象直观、设计效率高、以及能为企业数字化的各类应用环节提供完整的设计、工艺、制造信息等优势，使其取代传统的纯二维cad系统已成为历史发展的必然。通过对二维和三维cad系统的分析，可以看到：三维cad系统有较好的造型工具，能实现“自顶向底”和“自底向顶”等设计方法，实现装配等复杂设计过程，使设计更加符合实际设计过程；随着零件复杂程度的增加，用三维造型系统来表达零件的难度远比用二维图形系统增加得快；三维造型系统能方便与cad系统相连，进行仿真分析；能提供数控加工所需的信息，实现cad/cae

15、/capp/cam的集成。由于三维cad系统有其自身巨大的优越性，随着计算机软硬件系统的发展，性能价格比的不断上升，这种优越性越来越明显。塑料工业对模具的迫切需要是注塑模具cad/cae及cam技术发展的原动力，而近20年塑料流变学、几何造型技术、数控加工以及计算机技术的突飞猛进又为注塑模具cadcaecam系统的开发创造了条件。ug就是在这样的情况下开发出来的交互式的cad/cam/cae系统，其全称是unigraphics。其中的cad功能实现了目前制造业中常规的工程技术、设计和绘图功能的自动化。而cam功能则为使用unigraphics设计模型描绘部分的现代机器工具提供了nc编程技术。利

16、用它强大的混合式绘图结构，可以方便地绘制出复杂的实体以及造型特征。再通过其良好的文件接口技术，可以将文件导入其它cad/cam/cae系统中。其可以弥补ansys等一些大型通用cae软件在建模方面的不足。目前ug软件在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技领域得到了广泛的应用。作为一名学机械的大学生，非常有必要学习如何使用这个软件。不过这个软件既然能用于这么多的领域，也说明它的庞大与复杂，不是一朝一夕就能够学会或者说掌握的。在这样的环节下研究注塑模具的三维化设计制造有着十分现实的意义。本次研究就是基于ug进行注塑模具的设计。通过理论设计和ug的三维化直接表现对现在的实际机械

17、工业设计有个基本的认识和了解，不单单熟悉注塑模的设计过程，也初步对大型的三维设计软件ug作了解。另也对具体的模具零件进行数字化制造，了解数字化制造的特点。将三维数字化设计与制造运用到本次设计之中，体验强大三维软件带来的设计快捷性。第2章 注塑工艺分析及注塑成型设备的选用2.1模具设计的一般步骤2.1.1.接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出，其内容如下：1.经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等。 2. 塑料制件说明书或技术要求。 3. 生产产量。 4. 塑料制件样品。 通常模具设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出，模具设计人员以成型塑料制件

18、任务书、模具设计任务书为依据来设计模具。2.1.2.收集、分析、消化原始资料收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料，以备设计模具时使用。 1. 消化塑料制件图，了解制件的用途，分析塑料制件的工艺性，尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么，塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度，有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析，看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来。此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数。 2. 消化工艺资料，分析工艺

19、任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、模具结构类型等要求是否恰当，能否落实。 同时成型材料应当满足塑料制件的强度要求，具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途，成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。 3. 确定成型方法 ：采用直压法、铸压法还是注射法。4. 选择成型设备 根据成型设备的种类来进行设计模具，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点。例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容：注射容量、锁模压力、注射压力、模具安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺

20、寸、模具最大厚度和最小厚度、模板行程等，具体见相关参数。 还需要初步估计模具外形尺寸，判断模具能否在所选的注射机上安装和使用。 5. 具体结构方案 （一）确定模具类型 ：如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式）、铸压模、注射模等。 （二）确定模具类型的主要结构 选择理想的模具结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数，在绝对可靠的条件下能使模具本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状，表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低，生产效率高，模具能连续地工作，使用寿命长，节省劳动力。2.1.3.模具具体设计一.塑料制件分析 分

21、析其用途,使用情况,工作要求,尺寸精度,粗糙度等小成型工艺性塑料制件设计原则, 模具结构合理性等方面综合分析。并选择合适的塑料材料作为原材料。 二.计算塑料制件重量选择注射机的公称注射量,选择注射机,确定型腔数。三.分析塑料制件确定成型方案 。分型面,脱模方式,侧凹孔成型方法,浇注形式. 浇口位置,加热冷却系统及零件的加工方法。 四.绘制模具方案草图 。初步绘制造模具方案,并校验选注射机参数。 五.计算 成型零件工作尺寸计算,受力及零部件强度,刚度计算。 六.画装配图 要求装配图要有尺寸(外形尺寸,特殊尺寸;定位圈尺寸)配合尺寸装配极限尺寸,技术编写时细表。 七.画零件图 画出图形,注出尺寸,

22、精度,粗糙度要求,材料度要求.材料及热处理技术条件。 八.数字化加工2.2 注塑工艺分析及注塑设备的选用2.2.1.塑料选择注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点：一是注射时塑料熔体的充模流动特性，二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注塑模的特殊性和设计难度。由于塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化，流动过程中大分子沿流动方向产生定向；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各部位、各方向塑料收缩率不同，不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异，同一牌号的树脂或塑料在加工时配方不同其充模流动特性及收缩率也不同。基于上

23、述特点，设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性，使设计的模具合理适用。要选择塑料首先需要了解的是什么是塑料，塑料有什么特性。塑料是指以高分子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有塑性和流动性，可被制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料。并且可以通过辅助材料如增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材等来改善材料的使用性能与加工性能，节约贵重的树脂材料。 目前塑料有 300多个品种，常用的有40余种。按塑料的分子结构分为热固性塑料与热塑性塑料，热塑性塑料具有线型分子链，成支架型结构加热变软，冷却固化不可逆的，而热固性塑料具有网状分子链，加热软化，固化后不可逆.

24、 塑料由于其质量轻，化学稳定性好，电气绝缘性能优良以及易成型加工性等优点现在得到越来越广泛的应用。当然其在强度，刚度差以及对热敏感等不足也限制其在某些行业上的应用。目前电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过1000万台；彩电的年产量已超过3000万台，在这样的情况之下，遥控器下板的需求可想而知，材料的选择上在考虑其实用的同时也要注意其经济性。目前热塑性材料应用的相对来说比较多些，在塑料运用中达到80左右，大量的使用必然导致其价格上的降低，考虑到经济性，且热塑性材料能够达到所需要的技术要求，所有我选择热塑性塑料来制作遥控器下壳。通过比较各种书籍中不同塑料的参数，而通用塑料指的是产量大，用途广，价格低

25、廉的一类塑料，并且能够达到技术上的要求，所以初步选择了四大通用塑料（聚丙烯.聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯）之一的聚丙烯（加入30%的玻璃添加剂）作为制作原材料。聚丙烯的技术参数：pp（聚丙烯）是一种半结晶性材料。pp的软化温度为150c。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性不是很好。但是对于遥控器来说已经达到其需要。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对pp进行改性。pp的流动率mfr范围在140。低mfr的pp材料抗冲击特性较好但延展强度较低。由于结晶，pp的收缩率相当高，一般为1.82.5%。并且收缩率的方向均匀性比较不错。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.2

26、%0.8%。聚丙烯主要应用于汽车工业（主要使用含金属添加剂的pp），器械和日用消费品。熔化温度：220275c，注意不要超过275c。模具温度：4080c，建议使用50c。结晶程度主要由模具温度决定。注射压力：可达到1800帕。注射速度：通常，使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷，那么应使用较高温度下的低速注塑。它是一种很轻的塑料，密度仅为0.9g/cm。加工时不需要预热干燥 。具有易染色，高铰链特性，耐冲击性，耐湿性佳等优点，但是也要注意其不易用于制造比较复杂的物体，易被紫外线分解，并且不易接合，易氧化。2.2.2.塑件工艺性分析对于热塑料制品设计有以下一些基本的原则

27、，在这些基础上对塑料制品进行分析可以更好的理解塑料制品的工艺性是否合理。塑料制品的质量，不仅与模具结构和成型工艺参数有很大的关系，而且还取决与塑料制品本身和结构设计是否符合工艺要求。塑料制品设计的主要内容是尺寸、公差、表面质量和结构形状。要保证塑件的质量，也就有必要对塑料制品进行分析。遥控器下板的具体尺寸(图2-1)：图21 塑件的具体尺寸一、 尺寸，精度及表面粗糙度1.尺寸 尺寸主要满足使用要求及安装要求，同时要考虑模具的加工制造，设备的性能，还要考虑塑料的流动性。遥控器下板的外形尺寸为2006010mm.属于小型制件。中间有52242.5mm的槽。 2.精度 影响因素很多，有模具制造精度，

28、塑料的成份和工艺条件等。遥控器下板制件的精度选择为it7。由于塑件未给定具体的精度要求，依据对应设计表格，对应于聚丙烯，选择最低等级it7。 3.表面粗糙度 由模具表面的粗糙度决定，故一般模具表面粗糙比制品要低一级，模具表面要进引研磨抛光，透过制品要求模具型腔与型芯的表面光洁度要一致 ra 0.2 um 一般采用标准中的7级，对孔类尺寸可以标正公差，而轴类各件尺寸可以标负公差。中心距尺寸可以标正负公差，配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。 二、 脱模斜度 由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象，使塑件紧抱模腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使塑件取出困难，强行取出会导致塑件表面质量得不到必要得保证，为了方

29、便脱模，塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度，一般1130。 一般型芯斜度要比型腔大。本次设计所涉及到的制件由于其技术上的要求不需要进行脱模斜度的考虑。三、 壁厚 壁厚一般是根据塑件使用要求（强度，刚度）和制品结构特点及模具成型工艺的要求而定。 壁厚太小，强度及刚度不足，塑料填充困难 ；壁厚太大，增加冷却时间，降低生产率，产生气泡，缩孔等 。 一般来说要求壁厚尽可能均匀一致，否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力，引起塑件的变形及开裂。对应于pp（聚丙烯），其制件的壁厚一般在1.58mm之间，选择的2.5mm的厚度能够达到使用时的性能指标。 四、加强筋

30、设计原则： 一中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直。 二应避免或减小塑料的局部聚积。 三筋的排列要顺着型腔内的流动方向。制件由于是个很简单的结构而且很小，所以加强筋不需要设置，但在一些比较特殊的结构中就必须考虑到加强筋的使用。 五、支承面 塑件一般不以整个平面作为支承面，而取而代之以边框，底脚作支承面。 六、圆角 要求塑件转角处都要以圆角（圆弧）过渡，因尖角容易应力集中。 因为塑件有圆角，有利于塑料的流动充模及塑件的顶出，塑件的外观好，也有利于模具的强度及寿命。同时遥控器下板由于其使用上必须保持舒适性，所以在该制件的各转角处必须设置圆角。见图22所示：图22 塑件的倒角七

31、、孔（槽） 塑件中的孔（槽）的三种成型加工方法： （1）模型直接模塑出来。 （2）模塑成盲孔再钻孔通。 （3）塑件成型后再钻孔。热塑性塑料中软而有弹性的，如聚乙烯，聚丙烯，聚甲醛导制品，内孔可强制脱模。本制件选择的是通用塑料聚丙烯，所以其中的槽可以采用直接模塑的方式来进行加工。还有其他一些特殊的结构形状如螺纹，嵌件之类的，本次设计不涉及这些结构，在此做下简要介绍。 八、螺纹 塑件中的螺纹可用模塑成型出来，或切削方法获得。通常折装或受力大的，要采用金属螺纹嵌件来成型。 九、嵌件 为了增加塑料制品整体或某一部位的强度与刚度，满足使用的要求，常在塑件体内设置金属嵌件。 还有一些塑料制品由于装潢或某些

32、特殊需要在其表面常有文字图案。 如凹凸纹，把手，旋钮，手轮制品的固边上就有，用来增加摩擦力，凹凸纹要做成直纹，以便于脱模。 还有其他的花纹如皮革纹，桔皮纹，纹浪纹，点格纹，菱形纹。这些花纹的加工涉及到了象电火花加工，化学磨蚀，雕刻冷挤压等一些比较先进的制造方法的运用。2.2.3.成型设备的选用模具只有和合适的注塑机相配，生产才能正常进行。从模具设计的角度考虑，需了解的注塑机技术规范的主要项目有：注塑机的类型、最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸及开模行程等。本次设计所选择得注塑机为：sz-160/1000.即卧式螺杆式注塑机。选择合适的注塑机是注塑加工正常进行的前提，选择注塑机需

33、要对下列参数校核为依据。1最大注射量：注塑模一次成型的塑料重量(塑件与流道凝料之和)应在注塑机理论注射量的10一80之间。由于制件为大批量生产，初步选择采用双型腔模式，对其注射量进行较核：2006010195557.52.524521551.5211951.5212.51.5435.7制件采用双型腔，取其所需注射量为71.5进行估算。有：1071.580查注塑机参数有179，则1017.971.580143.2。满足。2注射压力：注塑加工时所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注塑机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关。选择的注塑机的注射压力必须大于成型制品所需的注射压力。根据经验，成型所

34、需注射压力范围如下： 塑件形状简单，溶体流动性好，厚壁者，所需注射压力一般小于70mpa；塑件形状一般，精度要求一般，熔体流动性好，所需注射压力通常选70一100l4pa：塑件形状一般，有一定精度要求，溶体粘度中等，所需注射压力选100140mpa；塑件壁薄、尺寸大，壁厚不均，精度要求高，熔体粘度高者，注射压力选为100一140mpa。热塑性塑料注射成型所需注射压力也可由理论分折得出如采用流动分折软件，则更为准确合理。遥控器下板为第2种类型的塑件，其注塑压力为70100mpa.而注塑机的注塑压力为132mpa,满足注塑要求。 3锁(合)模力：为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。所选注塑机的锁(合

35、)模力必须大于由于高压熔体注入模腔而产生的胀模力，此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上的投影面积与型腔压力的乘积。即：锁(合)模力(kn)型腔压力(mpa)，遥控器这类一般制品的压力为2530mpa间，取30mpa。a塑件及流道系统在分型面上投影面积() 有=10002006030/1000360kn，满足要求。3模具安装尺寸校核： 注射模安装尺寸需校核的项目有：喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度。（1）喷嘴尺寸 注射模主流道衬套始端凹坑的球面半径r只应大于注塑喷嘴球头半径r，以保证同心和紧密接触，通常rr+(0.51)mm。主流道孔小端直径d应大于注塑机喷嘴直径d，通常取dd+(0

36、51)mm。参照注塑机的具体参数，在后面的主流道设计中需要取，主流道衬套始端凹坑的球面半径r16mm，主流道孔小端直径d=5mm.(2)定位圈尺寸 注射模安装用定位圈外径应与注塑机定位孔内径呈间隙配合，定位圈高度应小于定位孔深度。参考注塑机定位孔d125mm,定位圈选择也就固定下来了。（3）模具外形尺寸模具长宽尺寸应与注塑机的拉杆内间距相适应，以保证模具至少能从一个方向穿过拉杆间的空间安装在注塑机上。（4）模具厚度注射模的厚度必须在所选注塑机的最大模厚到最小模厚之间。（5）模具固定尺寸注塑机固定及移动模板上有许多不同间距的螺钉孔和“t”型槽，用于固定模具。模具固定方法有两种：第一种，螺钉直接固

37、定(大型注射模多采用此法)此时模具动、定模固定板上的螺钉过孔及其间距必须与注塑机模板台面上对应的螺孔相一致；第二种，压板固定(中、小型模具多采用)，只需模具动、定固定板附近有螺孔即可。 4开模行程的校核： 开模取出塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。由于所选择的为全液压式注塑机，而对于全液压式锁模机构的注塑机，最大开模行程要受模具厚度的影响.此时的最大开模行程等于注塑机固定、移动模板台面之间的最大距离减去模具厚度。双分型面注射模，其开模行程按下式校核：64322510131mm查注塑机的参数，=320mm满足设计需要式中a定模固定板与定模型腔板分开的距离 (mm)第3章 注塑模具的

38、结构及零部件设计3.1 注射成型模具基本结构及设计方案注塑模的基本结构是由动模和定模两大部分组成，定模部分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动板上。注射成型时，定模部分和动模部分经导柱导向而闭合，塑料溶体从注射机喷嘴经模具浇注系统进入型腔，注射成形冷却开模，即定模和动模分开，一般情况下塑件留在动模上，模具推出机构将塑件推出模外。注塑模具的结构由注射机的类型和塑件的结构所决定。塑件结构由于其使用要求的不同而千变万化，导致注塑模具的结构形式多种多样。注塑成型模具根据各部分所起作用不同可以分为下面几类: 1. 浇注系统 将塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，其由主流道，分流道，浇

39、口，冷料穴等结构组成，由零件的浇注套，拉料杆等组成。 2. 成形零件 是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件，由型芯（成型塑件内部形状），型腔（成型塑料外部形状），成型杆，镶块等构成。 3. 结构零件 构成零件结构的各种零件，在模具中起安装，导向，机构动作及调温等作用。 还有一些其他的零部件，如用于固定，支撑成形零部件或起定位和限位作用的零部件等。本次设计由于制件的结构比较小，且制造规模比较大，所以选用了双分型面结构，双型腔形式，详见附图5（注射模装配图）基本结构见下图31，是基于ug，通过三维转换到二维生成的。 图31 所设计模具的大体结构注塑机将塑料通过浇口套注入后，成型冷却，首先在弹簧的作

40、用下，将凝料推板顶开，在拉料杆的作用下，凝料和制件得到分离，继续运动，限位螺钉起作用，使得凝料推板作用于凝料上，随着距离的拉大凝料将自动脱落。运动到一定阶段限位导柱起作用，使得凹模凸模分离，使得凝料留在凸模上，最后注塑机通过液压机构作用推板，在推板推杆的作用下，制件也得到脱落。下面就其个部分进行具体的结构设计。 3.2 注塑模具零部件设计3.2.1.分型面及浇注系统一. 分型面分开模具能取出塑件的面，被称作为分型面，其它的面称作分离面或称分模面.注射模有一个分型面或多个分型面。 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。选择分型面的位置时，一般有以下一些原则： 1.

41、分型面一般不取在装饰外表面或带圆弧的转角处 2. 使塑件留在动模一边，利于脱模 3. 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度 4. 轴芯机构要考虑轴芯距离 5. 分型面作为主要排气面时，分型面设于料流的末端。 一般在分型面凹模一侧开设一条深 0.025 0.1mm 宽1.56 mm的排气槽。亦可以利用顶杆，型腔，型芯镶块排气。对于遥控器下板来说，考虑到分型面的选择原则，由于选用了点浇口的形式，必须采用三板式模具，所以其有2个分型面，利用推板的形式来将塑料制件推出，分型面与注塑机开模方向是垂直的，并且在分模过程中塑件会保留在动模那一侧。二.浇注系统浇注系统是指模具中从注射机喷嘴

42、接触处到型腔为止的塑料熔体的流动通道。其作用是输送流体和传递压力。1.浇注系统的组成及设计原则 浇注系统是注塑成型模具的一个重要组成部分，是塑料熔体从注塑机喷嘴到型腔位置的流动通道。浇注系统分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两大类，这次设计我采用普通流道浇注系统，其主要由主流道，分流道，浇口，冷料穴等结构组成。 浇注系统在设计时需要考虑下面几点： 1 考虑塑料的流动性，保征流体流动顺利，快，不紊乱。 2 避免熔体正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件。 3 一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模内。 4 进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。 5 流道的进程要短，以减少成型周期及减

43、少废料。2.主流道设计主流道指喷嘴口起折分流道入口处止的一段，与喷嘴在一轴线上，其料流方向不会发生改变。在设计过程中需要考虑下面一些内容： （1） 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 。 锥角 =2 4，粗糙度ra0.63， 与喷嘴对接处设计成半球形凹坑，球半径略大于喷嘴头半经。一般标准是r2=r1+（0.51）mm 见下图中所示。 （2） 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套，以便选用优质材料单独加工和热处理。 （3） 衬套大端高出定模端面 510mm ，并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位作用。 （4） 主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使

44、衬套易从模具中退出，可设计定住 。 （5） 直角式注射机中，主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可设计成粗的圆柱形。对应与所选择的注塑机参数，得到下面的主流道，如图32：图32 初次选择的浇口套由于没有考虑到凝料推板，所以上面的结构还有问题，便于各板间的相互运动，在浇口套下部分设置成一定的锥度。经过分析最后得到下面的带锥尾的浇口套。图33图33 最终选择的浇口套其中 r2=r1+（0.51）16mm，d=5mm。本浇注系统浇口套在ug软件上建模，最后结构图见图34：图34 浇口套3.分流道设计分流道指的是塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对熔体流动起分流转向作用，要求熔体压力和热

45、量在分流道中损失小。采用为双型腔结构所以必须设置分流道。常用的分流道断面形状有圆形、矩形、梯形、半圆形、u字形和六角形等。基于加工上和经济方面的考虑，选择分流道断面为半圆形。而分流道的断面尺寸要视塑件的大小，品种注射速度及分流道的长度而定。一般分流道直经在56mm以下时，对流动性影响较大，当直经大于8mm 时，对流动性影响较小。对于聚丙烯材料，分流道直径为2.410mm是最为合适的。因此选择分流道直径为8mm,这样流动性的影响不大，并且也可以达到很好的经济效益。 设计好其尺寸后现在需要考虑的还有多腔模中分流道的排布。分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响分流道的布置形式分平衡式布置和非平衡

46、式布置两种。平衡式布置要求从主流通至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等，达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。因此各个型腔的浇口尺寸可以相同，达到各个型腔同时均衡地进料，并且均衡进料可保证各型腔成型出的塑件在强度、性能、重量上的一致性。而非平衡式布置的主要特点是主流道至各个型腔的分流通长度各不相同(或型腔大小不同)。为了使各个型腔同时均衡进料，各个型腔的浇口尺寸必定不相同。非平衡式布置加大了设计上的难度，也为后面的加工带来许多一些问题。 所以根据上面所介绍的选择原则，我选用平衡式排布的形式，其具体采用的结构见下图35： 图35 平衡式浇注系统4. 浇口的类型和设计 浇口指流

47、道末端与型腔之间的细小通道。 其作用为使熔体快速进入型腔，按顺序填充同时也起到冷却材料的作用。由于塑料制件表面不能有比较明显的浇口凝料，对比各种浇口（针点式浇口，潜伏式浇口，侧浇口，直接式浇口等）比如直接浇口就会留下明显的浇口凝料，所以我在浇口类型选择上选择了点浇口。点浇口又称菱形浇口，是一种截面尺寸特小的圆形浇口。特别是对于纤维增强的塑料浇口断开时不会损伤塑件的表面。点浇口适用于低粘度塑料和粘度对剪切速率敏感的塑料，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。由于采用点浇口，为脱出流道凝料，模具需多开一次模，即模具须采用三板式结构。具体点浇口形式图36：图36 冷料穴及浇口5.冷料穴与拉料杆的设计冷料穴有

48、下面三种类型：。1.带z型头拉料杆的冷料穴 2.带球形头拉料杆的冷料穴 3.无拉料杆的冷料穴我所选择的是在分浇口的2侧的那种模式，即无拉料杆类型。（见图36）拉料杆设计：拉料杆有浇口拉料杆和浇道拉料杆等，拉料部分的形式应按塑料的种类，浇注系统的形式和尺寸及模具结构而定。我选择的是iv型倒锥类型拉料杆来拉塑料凝料，其结构见下图37：图37 拉料杆具体尺寸选择的小径为6，大端直径为10。制造材料为t10a。6排气系统：注射过程中需排出的气体主要有两种：一是浇注系统和模腔内的空气，二是塑料熔体分解放出的少量气体和低分子挥发物。这些气体在成型过程中必须及时排出。对于所设计的小型模具，可以利用分型面来进

49、行排气，在分型面处设计一点空隙来进行排气。3.2.2.成型零件1成形零件应具备的性能成型零部件是指构成模具型腔的零件，通常有型腔、型芯、各种成型杆和成型环。成型零件是注射过程中最核心的零部件，其对应的形状尺寸精度，表面质量以及稳定性决定了所制造出的塑件的相对质量。所以其必须具备以下一些性能：1） 足够的强度和刚度，以承受塑件溶体的高温高压。2） 足够的硬度和耐磨性，以承受流料的摩擦和磨损。3） 良好的抛光性和耐腐蚀性。4） 零件的加工性能好，可淬性高，热处理变形小。5） 成形部位有足够的位置精度和尺寸精度。2型腔数目的确定为了使模具与注射机的生产能力相匹配，提高生长率和经济性，并确保塑件精度，

50、模具设计时应确定型腔数目，常用的有以下四种方法：1） 根据经济性确定型腔数目；2） 根据注射机的额定锁模力确定型腔数目；3） 根据制品的精度确定型腔数目；4） 根据注射机的最大注射量确定型腔数目。根据本设计题目特点和制件的结构尺寸，本模具的型腔数目为两个，在模具型腔内呈左右对称分布。（详见附图5）3成型零件工作尺寸的计算:所谓工作尺寸是指成型零件上直接用以成型塑件部位的尺寸。工作尺寸的计算受塑件尺寸精度的制约，影响塑件尺寸精度的因素甚多，且十分复杂，因此塑件尺寸难达到高精度。为计算简便起见，规定凡是孔类尺寸均以其最小尺寸作为公称尺寸，即公差为正；凡是轴类尺寸均以其最大尺寸作为公称尺寸，公差为负

51、。由于在制件的选择上为7精度等级，其对应的制件公差详见图21。由于制件结构比较简单，所以我选择了整体式的凹模凸模，其是直接由整块模具材料直接加工出来的。整体式结构的特点具有结构简单，牢固可靠，不容易变形，成形出来的制品表面不会带有镶拼接缝的痕迹。由平均值法对型芯型腔进行计算，对应的结构尺寸有：型腔径向尺寸： 所采用塑料的平均成型收缩率，对于添加玻璃纤维的聚丙烯，其值为（0.40.8），取0.6。模具制造公差，与塑件制品公差具有一定的联系，查表取值为0.27。x修正系数。型腔深度： 型芯径向尺寸：型芯高度：凸出部分（小型芯）中心距：4成型零件的力学计算：在塑料的注塑成型过程中，型腔内溶体压力很高

52、，其工作状态可视为型腔压力高达100mpa的耐高压容器。凹模和动模垫板是构成型腔的主要受力构件，强度不足将导致塑件变形，甚至开裂。刚度不足将导致弹性变形，导致型腔向外膨胀，产生溢料间隙。因此需要对它们进行强度和刚度的力学计算和校核。主要是看所选择的凹模凸模尺寸结构上是否满足力学上的要求。我选择的为整体式，对应于整体式矩形型腔有：侧壁厚度s的计算按刚度条件计算按强度条件计算1. 当h/l0.4使5， 2当h/l0.4时， 底板厚度的计算：按刚度条件计算 按强度条件计算 式中 p-型腔内熔体压力(mpa)； e-模具材料的弹性模量(mpa)；-成型零部件的允许变形量(mm)； -材料的许用应力(m

53、pa)； l1-型腔侧壁长边宽度； h-型腔深度； -型腔的短边与长边（l2/l1）之比； c-与底板的长短边有关的系数。我选择的为整体式型腔，其侧壁厚度根据经验最小厚度取s=2000.2+17=57mm。根据经验公式，型芯固定板厚度可为20mm。基于ug成型（型腔图38，型芯图39）具体尺寸见附图二及附图三：图38 型腔（355mm400mm32mm）图39 型芯（355mm400mm32mm）3.2.3.结构零件1导向及定位机构导向装置的功能是保证模具在分型或闭型时，使位于定模底板和动模底板之间的型板和中间板闭型精确，防止错误或干涉。因此，导向装置不仅直接关系到制品的尺寸精度，同时也是模具

54、装配和正常工作的安全保障。通常采用导柱导向，主要零件包括：导柱和导套，有的不用导套而在模板上镗孔代替导套，称为导向孔。因此，设计合模导向机构的基本要求是定位精确，导向精确，并有足够的强度，刚度和耐用度。导向机构的功能主要体现在以下几个方面：(1)定位作用 导向装置直接保证动、定模合模位置的正确性，保证模具型腔的形状和尺寸的精确性，从而保证塑料制品的精度。同则，在模具装配过程中便于装配和调整。(2)导向作用 合模时引导动模按序正确闭合，防止损坏型芯，并承受一定的侧向力； (3)承载作用 塑料熔体在充模过程中，或由于成型设备精度低的影响，可能产生单向侧压力，因而在成型过程中需要导向装置能承受一定的

55、单向侧压力，以保证模具的正常工作。采用推件板脱模或三板式模具结构时，导柱有承受推件板和定模型腔板的重载荷作用。(4)保持运动平稳作用 对于大、中型模具的脱模机构，有保持机构运动灵活平稳的作用。(5)锥面定位机构作用 对于薄壁、精密注塑模，大型、深型腔注塑模和生产批量大的注塑模，仅用导杆导向机构是不完善的，还必须在动、定模之间增设锥面定伦机构，以满足精密定位和同轴度的要求。具体部件的设计：1） 导柱导柱除了为模具定模部分与动模部分导向外，同时还具有保护模具的作用。导柱结构有两种形式。由于模具整体结构比较简单，选择结构比较简单的直导柱。导柱上一般开有润滑油槽，以提高导柱的滑动性能。导向零件应合理地均匀分布在模具的周围或靠近边缘的部位，其中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具的强度，防止压入导柱和导套后发生变形。导柱中心至模具外缘至少有一个导柱直径的厚度；导柱通常设在高中心线1/3处的长边上。根据模具的形状和大小，一副模具一般需要24个导柱：对于小型模具，无论圆形或矩形的，通常只用两个宣径相同且对称分布的导柱。我选择的是4个导柱分布的设计方式。导柱的工作部分的油槽可以储油以改善导向条件，减少摩擦，但增加了制造成本。对于本次设计的模具，其要求不高，所以可不加油槽。 导柱的长度必须比凸模端面高出68mm，以免在导柱未导正方向