罩蓋模具課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　1.1 模具行業(yè)及產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀</p><p><b>　　1.2 選題意義</b></p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)</b

2、></p><p><b>　　2 塑件設(shè)計(jì)分析</b></p><p>　　2.1 塑件模型建立</p><p>　　2.2 塑件參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3 塑件模流分析</p><p>　　3 注塑設(shè)備和模架選擇</p><p>　　3.1 注

3、塑設(shè)備選擇</p><p>　　3.2 注塑機(jī)重要參數(shù)校核</p><p><b>　　3.3 模架選擇</b></p><p><b>　　4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 主流道設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2 分流道設(shè)計(jì)</p>

4、;<p><b>　　4.3 澆口設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.4 冷料穴和鉤料脫模裝置</p><p><b>　　5 成型零件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1 型腔的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.2 型芯設(shè)計(jì)</b></

5、p><p>　　5.3 斜頂件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　6 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.1 冷卻管道的工藝計(jì)算</p><p>　　6.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　7 模具裝配圖和零件圖</p><p>　　7.1 模具3D圖

6、形繪制</p><p>　　7.2 模具2D圖形繪制</p><p>　　8 設(shè)計(jì)存在的問題與解決設(shè)想</p><p>　　8.1 模流分析結(jié)果沒有能發(fā)揮最大的功能。</p><p>　　8.2 繪圖軟件之間的轉(zhuǎn)換效果差。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p&

7、gt;<p><b>　　1 前 言</b></p><p>　　1.1 模具行業(yè)及產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　小家電的發(fā)展?fàn)顩r主要表現(xiàn)為：市場需要多樣化，越來越多的廠商認(rèn)識到，為了與同類產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)差異化，自己的產(chǎn)品必須能進(jìn)一步滿足消費(fèi)者對質(zhì)量、性能、感觀、時(shí)尚性的要求[5]。比如時(shí)常出差的消費(fèi)者與主要在浴室內(nèi)使用的消費(fèi)者，對電剃須刀就會(huì)有不同

8、的要求；功能多樣化，為了滿足市場的需要，制造商在設(shè)計(jì)生產(chǎn)小家電產(chǎn)品的時(shí)候，都要考慮到產(chǎn)品功能的多樣化；效益高，在設(shè)計(jì)上小家電能夠根據(jù)市場的需要更快速地開發(fā)出具有消費(fèi)群體所要求功能的新產(chǎn)品，還有小家電的生產(chǎn)廠家一旦發(fā)現(xiàn)市場銷路不暢，廠商可以迅速進(jìn)行調(diào)整，由于投入的成本很低，因此其可能導(dǎo)致的損失也大大小于研發(fā)大型電器產(chǎn)品。</p><p><b>　　1.2 選題意義</b></p>

9、<p>　　由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進(jìn)步，對模具技術(shù)的要求越來越高，對人才的知識、能力、素質(zhì)的要求也在不斷提高。通過各種渠道培養(yǎng)更多的模具人才，搞好技術(shù)創(chuàng)新，則可以不斷提高我國模具設(shè)計(jì)和制造以及維修水平[6]。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)通過對一個(gè)罩蓋的塑料產(chǎn)品及其模具的設(shè)計(jì)，鍛煉了塑料制品的設(shè)計(jì)及成型工藝的選擇能力；塑料制品成型模具的設(shè)計(jì)能力、塑料制品的質(zhì)量分析及

10、工藝改進(jìn)能力、塑料模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)能力，熟悉了模具設(shè)計(jì)的常用商業(yè)軟件。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　產(chǎn)品工藝性分析：分析罩蓋的結(jié)構(gòu)，看罩蓋采用的塑料是否能順利完成注射、冷卻、脫模，成型強(qiáng)度、剛度以及使用壽命是否滿足使用的要求，找出不足之處，對罩蓋做出結(jié)構(gòu)上的修正，直到滿足這些條件為止；分析產(chǎn)品的最佳澆口位置，流動(dòng)是否平衡；

11、</p><p>　　注塑設(shè)備選擇：根據(jù)現(xiàn)有的設(shè)備，從中選擇合適的注塑設(shè)備；</p><p>　　確定分型面：根據(jù)罩蓋塑料件的幾何形狀，尺寸精度要求，兼顧脫模方式等選擇合適的分型面；</p><p>　　選擇模架：模架為標(biāo)準(zhǔn)件，選擇合適的即可；</p><p>　　澆道系統(tǒng)設(shè)計(jì)：包括澆道的形狀和位置的確定；</p><p&

12、gt;　　成型件設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)合理的成型零件，確定模腔的數(shù)量及其排列方式, 罩蓋中需要用到斜頂機(jī)構(gòu),這里還要設(shè)計(jì)斜滑桿件；</p><p>　　冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算：冷卻水孔的位置與數(shù)量與冷卻效果有密切關(guān)系，在確定時(shí)，應(yīng)盡可能地靠近型腔和盡可能地多，但不要發(fā)生干涉。</p><p>　　斜頂機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)：罩蓋采用的是斜頂抽芯；</p><p>　　在模具模擬開模時(shí)對模具的動(dòng)態(tài)

13、碰撞進(jìn)行模擬檢查；</p><p>　　繪制模具圖紙，包括模具的裝配圖紙(A1)和成型件圖紙（凹凸模各一張A3）。</p><p><b>　　2 塑件設(shè)計(jì)分析</b></p><p>　　2.1 塑件模型建立</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)的塑料件原型來源于市場上罩蓋,畢業(yè)設(shè)計(jì)參考市場上罩蓋設(shè)計(jì)出經(jīng)過改進(jìn)的罩蓋產(chǎn)品，并且

14、繪制出這個(gè)罩蓋模具圖。</p><p>　　2.2 塑件參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　圖2-2 塑件2D圖</p><p>　　2.2.1 材料選擇</p><p>　　這個(gè)罩蓋為一般的零件,屬于殼體類,材料PS為PS塑料。</p><p>　　PS材料說明[5]:</p><p><b

15、>　　中文名稱:聚苯乙烯</b></p><p>　　性能:樹脂透明，有一定的機(jī)械強(qiáng)度，絕緣性能好，耐輻射，成型工藝性好，但脆性大，耐沖擊性和耐熱性差。密度為：1.054g/cm³</p><p>　　用途:適于制作不受沖擊的透明儀器、儀表外殼、罩體、生活用品，如瓶、牙刷柄。</p><p>　　2.2.2 塑件收縮率</p>

16、<p>　　根據(jù)以上選用的材料為PS，查相關(guān)資料可知，PS的收縮率為0.005～0.008，這里選擇偏中值，為0.0065，如圖2-1所示：</p><p>　　圖2-3 塑件的收縮率</p><p>　　2.2.3 塑件的壁厚</p><p>　　一般說來，塑件的厚度越厚就越能滿足產(chǎn)品的強(qiáng)度和剛度的性能要求，但是從塑件的成型過程看來，塑件的壁厚越厚

17、，冷卻的時(shí)間就越長，整個(gè)塑件的成型周期就要延長，提高了生產(chǎn)的成本，降低了生產(chǎn)的效率，同時(shí)，塑件的壁厚越厚，收縮率就增大，這樣使的得產(chǎn)品的尺寸不穩(wěn)定性增加，降低了產(chǎn)品的質(zhì)量。因此產(chǎn)品的厚度必須得適中，根據(jù)材料的的特性，查閱相關(guān)的資料，查得PS制品的壁厚通常為：最小壁厚0.75mm、小型制品1.25mm、中型制品1.60mm、大型制品3.2～5.4mm[10]。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中，塑件的壁厚為1.3mm

18、。</p><p>　?。ㄔ谠O(shè)計(jì)完產(chǎn)品之后，為了確保產(chǎn)品的壁厚在確定的范圍之內(nèi)，需要對塑件進(jìn)行檢測，而在產(chǎn)品3D設(shè)計(jì)的軟件Pro/ENGINEER Wildfire中，就有用于檢測產(chǎn)品厚度的功能，檢測的結(jié)果如下： </p><p>　　圖2-4塑件壁厚縱向檢測 圖2-5塑件壁厚橫向檢測</p><p>　　如圖2-4

19、所示為縱向的截面厚度檢查，從圖中可以看出，紅色線條顯示的為壁厚超過3mm，而圖中僅僅在一部分中出現(xiàn)，而且是在允許的地方出現(xiàn)（改地方的壁厚應(yīng)為橫向檢查）</p><p>　　藍(lán)色的線條出現(xiàn)的地方為壁厚小于1mm的部位，圖中可以看出，只是在塑件的倒鉤部位出現(xiàn)一部分的藍(lán)色線條。</p><p>　　如圖2-5所示，跟上圖相比，除了允許出現(xiàn)的壁厚出現(xiàn)了紅色線條之外，未曾出現(xiàn)藍(lán)色的線條，說明塑件的橫

20、向截面壁厚完全符合設(shè)計(jì)的要求?？傮w上看，塑件基本上滿足塑件的壁厚為1.3mm的設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　綜上所述，該塑件的縱向壁厚滿足設(shè)計(jì)的要求。）</p><p>　　2.2.4 塑件的拔模斜度</p><p>　　拔模斜度是為了便于脫模，防止塑件表面在脫模是劃傷，擦毛，在設(shè)計(jì)塑件表面沿脫模方向應(yīng)具有合理的脫模斜度。塑件的脫模斜度大小跟塑件的性質(zhì)、收縮率、摩

21、擦因素、塑件的壁厚和幾何形狀有關(guān)。</p><p>　　在設(shè)計(jì)時(shí)，可以參考一些資料來確定塑件的脫模斜度，一般以塑件的材料為選擇依據(jù)，而PS的脫模斜度為50·～20 ，本設(shè)計(jì)選擇的拔模斜度為1.5°。</p><p>　　在設(shè)計(jì)完成之后，為了檢測塑件的拔模斜度是否符合要求，需要對塑件進(jìn)行拔模檢測。</p><p>　?。≒TC公司的產(chǎn)品Pro/EN

22、GINEER Wildfire提供的完善的拔模檢測方法[10]，塑件檢測完成后的結(jié)果如圖所示：</p><p>　　圖2-6、2-7所示，粉紅色的表示拔模斜度為正的1.50 ，青色的表示拔模斜度為負(fù)1.50 ，正跟負(fù)是相對而言的。</p><p>　　從圖中可以看出，塑件的外表明都呈粉紅色，而內(nèi)表面都呈青色，不曾出現(xiàn)出現(xiàn)其他的顏色，如果出現(xiàn)黃色，說明塑件中存在未拔模的情況，應(yīng)該對塑件作相應(yīng)

23、的修改，除非塑件有特殊的要求，否則應(yīng)該直到看不到黃色為止。顯然，外表面和內(nèi)表面看來，塑件的設(shè)計(jì)完全符合開始設(shè)定的拔模斜度要求。）</p><p>　　圖2-6塑件拔模斜度檢測正面 圖2-7塑件拔模斜度檢測低面 </p><p>　　2.2.5 分型面設(shè)計(jì)</p><p>　　分型面設(shè)計(jì)如圖2-8所示。</p><p&

24、gt;　　選擇這樣的分型面是因?yàn)楸阌谒芗拿撃：秃喕＞呓Y(jié)構(gòu)。</p><p>　　分型面確定之后就在軟件中繪制出來，為了能夠?qū)崿F(xiàn)下來的分型能夠順利進(jìn)行，有對塑件的分型面進(jìn)行檢測的必要，如圖為對分型面的自交檢測，結(jié)果為沒有發(fā)現(xiàn)自交截。如果發(fā)現(xiàn)有相交的分型面，應(yīng)該對分型面作修整，否則在軟件中無法分型。</p><p>　　圖2-8塑件分型面及其檢測 圖2

25、-9型腔數(shù)量及其排列方式</p><p>　　2.2.6 確定型腔數(shù)量以及排列方式</p><p>　　由于罩蓋是一種生活電器，對外觀的質(zhì)量有一定的要求，也就是制件的上表面不能有澆口的痕跡,該制件的內(nèi)腔需要斜頂機(jī)構(gòu)抽心和頂出，再就是為了提高生產(chǎn)效率，本次模具設(shè)計(jì)采用的是一模兩腔。</p><p>　　(2.3 塑件模流分析</p><p>

26、　　模流分析采用的是Moldflow軟件，分析分析的結(jié)果如下：</p><p>　　2.3.1 分析的總體結(jié)果)</p><p><b>　　表2.1 總體參數(shù)</b></p><p><b>　　表2.2 填充分析</b></p><p><b>　　表2.3 保壓分析</b>

27、;</p><p><b>　　表2.4 冷卻質(zhì)量</b></p><p><b>　　表2.5 冷卻分析</b></p><p>　?。?.3.2 分析結(jié)果的圖片）</p><p>　　分析圖片如圖2-10～2-23所示，</p><p>　　圖2-10 澆口位置

28、 圖2-11 填充時(shí)間 圖2-12 填充可信度</p><p>　　圖2-13 注射壓力 圖2-14 壓力降 圖2-15 流動(dòng)前沿溫度</p><p>　　圖2-16表面質(zhì)量評估 圖2-17 質(zhì)量預(yù)測 圖2-18 溶接痕</p><p>

29、;　　圖2-19 表面成型 圖2-20 冷卻質(zhì)量 圖2-21 表面溫度差異</p><p>　　圖2-22 凍結(jié)時(shí)間差異 圖2-23 表面方位</p><p>　?。?.3.3 模流分析結(jié)論）</p><p>　　1.澆口位置選擇：本設(shè)計(jì)實(shí)際的澆口位置（圖1-10）并非是模流分析中最佳澆口的位置，

30、而是處于最佳與最差澆口位置中間的某個(gè)位置，之所以選擇在這里是因?yàn)樗芗獗硪蟠_定。澆口位置選擇在這里對塑件的填充有一定的影響（Your part may be difficult to fill），塑件仍然能夠完成填充（but quality will probably be acceptable with the current injection location）.</p><p&

31、gt;　　2.注射的可信度：模流分析過多次，并且試過不同的零件做分析和同一個(gè)零件在不同條件下進(jìn)行分析，注射的可信度顏色為綠色，根據(jù)MPA的幫助可以知道，出現(xiàn)這種情況時(shí)是能充分填充而造成的。經(jīng)過多次模流分析，最終確定分析（如圖2-12） 。</p><p>　　3.填充預(yù)測：填充的預(yù)測跟注射的可信度存在的問題一樣，其顏色仍然為無色。</p><p>　　4.困氣：注射過程中會(huì)存在一些氣體不能

32、夠很好的排除而困在模腔里面，使得流體不能夠填充滿整個(gè)模腔，因此需要在某些位置開設(shè)排氣槽，為模流分析中出現(xiàn)困氣的地方，綠色圈圈圍住的地方表示需要開設(shè)排氣槽的地方，其他地方之所以不用是因?yàn)樗麄兾挥诜中兔嫔匣蛘呶挥阼偧倪吘塠10]。</p><p>　　3 注塑設(shè)備和模架選擇</p><p>　　3.1 注塑設(shè)備選擇</p><p>　　選取寧波海天國際集團(tuán)股份有限公司

33、（http://www.haitian.com/）生產(chǎn)的HTF60W1-I注塑機(jī)。</p><p>　　如圖3-1所示為注塑機(jī)的圖片。</p><p>　　圖3-1注塑機(jī)的外形圖</p><p>　　如圖3-2所示為注塑機(jī)的模板尺寸</p><p>　　圖3-2注塑機(jī)的模板尺寸</p><p>　　表3.1注塑機(jī)的

34、一些參數(shù)</p><p>　　3.2 注塑機(jī)重要參數(shù)校核</p><p>　　3.2.1 注塑容量校核</p><p>　　國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)注塑機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，以注塑聚苯乙烯時(shí)在對空注塑的條件下，注塑機(jī)螺旋桿或柱塞做一次最大行程時(shí)所能達(dá)到的最大容量()。注塑容量是選擇注塑機(jī)的重要參數(shù)。它在一定的程度上反映了注塑機(jī)的注塑能力，標(biāo)志著注塑機(jī)能成型最大體積的注塑制品[6]。<

35、/p><p>　　以容量計(jì)算時(shí)，必須使得在一個(gè)注塑成型周期內(nèi)所需的注塑塑料熔體的容量在注塑機(jī)額定注塑量的80%內(nèi)，也就是</p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中為注塑機(jī)最大注塑容量， ；</p><p>　　為成型塑件與澆注系統(tǒng)體積的總和， ； </

36、p><p>　　0．8 為最大注塑容量的利用系數(shù)。</p><p>　　本次模具設(shè)計(jì)中，計(jì)算如下:</p><p><b>　?。?-2）</b></p><p>　　式中，為成型塑件的體積，乘以2是因?yàn)楸敬蔚哪＞呤且荒裳ǎ粸闈沧⑾到y(tǒng)的體積和，包括主流道，分流道，澆口，冷料穴的體積和。</p><p&

37、gt;<b>　　所以，</b></p><p><b>　　（3-3）</b></p><p>　　而注塑機(jī)的注塑容量為38cm3，所以注塑機(jī)的注塑容量符合要求。</p><p>　　3.2.2 注塑壓力校核</p><p>　　注塑壓力的校核是校驗(yàn)注塑機(jī)的最大注塑壓力能否滿足制品成型的需要。只有

38、在注塑機(jī)額定的注塑壓力內(nèi)才能調(diào)整出某一制件所需的要的注塑壓力，因此注塑機(jī)的最大壓力要大于該制件所要求的注塑壓力。</p><p>　　制件成型時(shí)所需的注塑壓力，與塑料的品種，注塑機(jī)的類型，噴嘴形式，制件的復(fù)雜程度以及澆注系統(tǒng)等因素有關(guān)。</p><p>　　在本次模具設(shè)計(jì)中，參考了制件的材料ABS的一些參數(shù)以及Mold flow分析的結(jié)果，確定制品所需的注塑壓力為100MPa。而注塑機(jī)的注

39、塑壓力可以達(dá)到266MPa，也就是注塑機(jī)的注塑壓力符合要求。</p><p>　　3.2.3 鎖模力校核</p><p>　　當(dāng)高壓的塑料熔體充滿型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)沿注塑機(jī)軸向的很大的推力，其大小等于制件與澆注系統(tǒng)在份型面上的垂直投影之和乘與型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力。該推力應(yīng)該小于注塑機(jī)額定的鎖模力，否則在注塑成型時(shí)會(huì)因鎖模不緊而發(fā)生溢邊跑料現(xiàn)象。</p><p>

40、　　型腔內(nèi)塑料熔體的推力 (N)可按下式計(jì)算</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中型腔內(nèi)塑料熔體沿注塑機(jī)軸向的推力，N；</p><p>　　A塑料與澆注系統(tǒng)在份型面上的投影面積，；</p><p>　　型腔內(nèi)塑料熔體的平均壓力， ；</p><p>

41、　　P型腔內(nèi)塑料熔體的壓力，</p><p><b>　　注塑壓力；</b></p><p>　　K壓力損耗系數(shù)，隨塑料品種，注塑機(jī)形式，噴嘴阻力，流到阻力等因素變化，</p><p>　　可在02~0。4的范圍選取。</p><p><b>　　計(jì)算如下</b></p>&l

42、t;p><b>　　（3-5）</b></p><p>　　也就是型腔內(nèi)的塑料熔體沿注塑機(jī)軸向的推力為16KN，而注塑機(jī)的鎖模力為250KN，所以，注塑機(jī)的鎖模力符合要求。</p><p>　　3.2.4 開模行程校核</p><p>　　模具開模后為了能取出塑膠件，要求有足夠的開模距離，本次模具使用的注塑機(jī)的開模行程是給定的，不受模具厚

43、度的影響，當(dāng)模具的厚度變化時(shí)，可由其調(diào)模裝置調(diào)整。只要使得注塑機(jī)最大開模行程大于模具所需的開模距離就符合注塑的要求。</p><p><b>　　即:</b></p><p><b>　　（3-6）</b></p><p>　　式中為注塑機(jī)最大開模距離，mm；</p><p>　　為模具所需的

44、開模距離； </p><p><b>　　（3-7）</b></p><p>　　也就是 </p><p><b>　　3.3 模架選擇</b></p><p>　　根據(jù)型腔排列的方式以及初步確定的壁厚，選擇龍記模架，型號為LKM CI2735，A板壁厚為70mm，B板厚度為80mm、

45、C板厚度為80mm。其結(jié)構(gòu)以及一些重要尺寸如圖3-3、3-4所示:</p><p>　　圖3-3模架尺寸1 圖3-4模架尺寸2</p><p><b>　　4 澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 主流道設(shè)計(jì)</b></p><p

46、>　　4.1.1 澆口套設(shè)計(jì)</p><p>　　為了便于澆注凝料從主流道取出,主流道采用的圓錐孔；澆口套與注塑機(jī)噴嘴嘴頭的接觸球面必須吻合。注塑機(jī)的噴嘴是球面,其半徑SR是固定的,為了澆口套端面的凹球面與注塑機(jī)的端凸球面接觸良好,一般取半徑</p><p><b>　　,</b></p><p>　　在此次設(shè)計(jì)中SR=10mm,所以mm

47、；而澆口套的圓錐孔的小端直徑d應(yīng)該大于噴嘴內(nèi)孔直徑,即,</p><p>　　由注塑機(jī)的參數(shù)可以看到,所以mm,澆口套的端面凹球深度。</p><p>　　澆口套的尺寸如圖4-1所示</p><p>　　圖4-1澆口套的尺寸</p><p>　　4.1.2 澆口套的固定形式</p><p>　　本次設(shè)計(jì)中,澆口套的端

48、部設(shè)一個(gè)與注塑機(jī)定位孔相配的定位壞,注塑機(jī)的定位孔是給定的,這里是。</p><p><b>　　4.2 分流道設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.2.1 分流道的形狀</p><p>　　分流道的截面形狀常用的有圓形，梯形，和矩形, 其中圓形截面的分流道效率最高,也就是分流道流過相同的塑料流量,其分流道的內(nèi)表面積最小。這樣可以減少注塑過程中

49、散熱面積,即熔料的溫度降低最小，同時(shí)使得摩擦力變小，減少壓力損失。其缺點(diǎn)就是制造起來比較麻煩,應(yīng)為它必須將分流道分設(shè)在模板的兩側(cè),在對合時(shí)容易產(chǎn)生錯(cuò)口現(xiàn)象。當(dāng)分型面為平面時(shí)候,常采用圓形截面流到,本次設(shè)計(jì)中,分型面基本為平面,綜上所述,采用圓形截面的分流道。</p><p>　　4.2.2 分流道的布局</p><p>　　本次模具設(shè)計(jì)為一模兩腔,分流道的布局對塑料件的成型影響也較大的,由

50、于前面已經(jīng)將型腔的布局確定,設(shè)計(jì)分流道的布局既要跟型腔的布局協(xié)調(diào),同時(shí)還應(yīng)該注意一些分流道布局的設(shè)計(jì)要點(diǎn):</p><p>　　分流道和型腔的分布原則是排列緊湊,間距合理,應(yīng)該采用軸對稱或者中心對稱,使其平衡,盡量縮小成型區(qū)域的總面積。</p><p>　　最好使型腔和分流道在分型面上的總投影面積的幾何中心和鎖緊力的中心重合；在可能的情況下,分流道的長度盡可能的縮短,以減少壓力損失,避免模

51、體壓力過大的影響成本。</p><p>　　在多型腔模具中,各型腔的分流道長度應(yīng)該盡量相等,以達(dá)到注塑時(shí)壓力傳遞的平衡。</p><p>　　分流道的布局如圖4-2,分流道長度短,對稱分布。</p><p>　　圖4-2分流道布局</p><p>　　4.2.3 分流道的長度</p><p>　　根據(jù)分流道的布局,大

52、概的可以測量出分流道的長度總長；</p><p><b>　　分流道的直徑</b></p><p>　　對于壁厚小于3mm,質(zhì)量200g以下的塑料制品,可以采用如下的經(jīng)驗(yàn)公式確定分流道的直徑(該公式的分流道直徑僅限在3.2～9.5mm以內(nèi))</p><p>　　式中D流道的直徑，mm；</p><p>　　m制品的

53、質(zhì)量，g；</p><p><b>　　L分道的長度</b></p><p>　　根據(jù)以上模型分析的得出的結(jié)果,塑料制件的質(zhì)量=19.22 g</p><p>　　所以2。82mm<3.2</p><p>　　根據(jù) 塑料的品種為ABS,其常用的分流道直徑為4。893。5mm,這里選6mm為分流道的直徑。&l

54、t;/p><p><b>　　4.3 澆口設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的澆口為矩形側(cè)澆口,其優(yōu)點(diǎn)有:</p><p>　　側(cè)澆口多為扁平狀,可以縮短澆口的冷卻時(shí)間,從而縮短成型周期；</p><p>　　易于去除澆注系統(tǒng)的凝料而不影響塑件的外觀；</p><p>　　可根據(jù)塑膠件的形

55、狀特點(diǎn)靈活地設(shè)置澆口的位置；</p><p>　　澆口位于分型面上,易于加工；</p><p>　　適用一模多腔的模具,提高注塑效率。</p><p>　　4.1 側(cè)澆口的尺寸</p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)的數(shù)據(jù),一般的側(cè)澆口的厚度為0.5～1.5mm,這里選1mm；寬度為1.5～5.0mm,這里選2mm；而澆口的長度大約為2mm。</

56、p><p>　　4.2 澆口位置選擇</p><p>　　根據(jù)模流分析的結(jié)果和塑件份型面,澆口的位置如圖4-3所示，圖中，顏色越深的代表越適合作為澆口的位置。最終澆口的位置選擇為如圖4-4所示。</p><p>　　圖4-3模流分析－澆口分析 圖4-4澆口位置示意圖</p><p>　　4.4 冷料穴和

57、鉤料脫模裝置</p><p>　　采用頂桿式鉤料裝置：由冷料穴和頂桿組成，在冷料穴的底部設(shè)有一頂桿，頂桿固定在固定板上，與頂出系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。</p><p>　　其基本尺寸如圖4-5所示，其中冷料穴的直徑要比主流道的稍大，主流道末端的半徑大約為6mm，所以冷料穴的直徑設(shè)為7mm，此處的頂桿直徑也為7mm。</p><p>　　圖4-5頂料桿尺寸</p>

58、<p><b>　　5 成型零件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.1 型腔的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　采用整體式型腔，也就是由整塊材料加工而成的型腔。</p><p>　　整體式型腔的優(yōu)點(diǎn)是，強(qiáng)度和剛度相對較高，且不易變形，對塑件的上表面不會(huì)產(chǎn)生拼?？p的痕跡，缺點(diǎn)為切削量大，模具成本高，同時(shí)給

59、熱處理和表面處理帶來一定的困難，型腔的3D圖如圖5-1所示。</p><p>　　型腔依靠四個(gè)面和上表面分別和凹模及定模座板相配合，而跟定模座板的固定采用四個(gè)對稱的螺釘固定，螺釘?shù)闹睆綖?mm。</p><p><b>　　型腔的外形尺寸為：</b></p><p>　　圖5-1 型腔示意圖 圖5

60、-2型芯示意圖</p><p><b>　　5.2 型芯設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　型芯的尺寸為</b></p><p>　　型芯的固定也是由四個(gè)對稱分布的螺釘固定，螺釘?shù)拇笮⊥瑯訛橹睆?mm</p><p><b>　　5.3 斜頂件設(shè)計(jì)</b></p&

61、gt;<p>　　5.3.1型芯斜頂件1</p><p>　　該斜頂件的位置如圖5-3（a）所示，斜頂件的尺寸如圖5-3（b）所示，</p><p>　　(a)（b）</p><p>　　圖5-3型芯鑲件1</p><p>　　5.3.2型芯斜頂件2</p><p>　　該鑲件的位置如圖

62、5-4（a）所示，鑲件的尺寸如圖5-4（b）所示，</p><p>　　(a)（b）</p><p>　　圖5-4 型芯鑲件2</p><p><b>　　6 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　模具的冷卻是將注塑成型過程中產(chǎn)生的、并傳導(dǎo)給模具的熱量盡可能迅速、并最大程度地導(dǎo)出，以使塑件以較快的速

63、度冷卻固化。因此，冷卻的效果直接決定著塑件的質(zhì)量和注塑效果。</p><p>　　調(diào)節(jié)模具溫度的主要目的是：縮短成型周期；提高塑件質(zhì)量。</p><p>　　模具的冷卻主要采用的是循環(huán)水冷卻方式，而此次設(shè)計(jì)中采用的冷卻方式就是采用的循環(huán)水冷卻方式。</p><p>　　6.1 冷卻管道的工藝計(jì)算</p><p><b>　　已知條件

64、：</b></p><p><b>　　塑件材料為PS</b></p><p>　　塑件的成型周期為19.97s；</p><p>　　成型周期內(nèi)塑件的質(zhì)量為＝20.34；</p><p><b>　　水的密度為；</b></p><p>　　6.1.1 冷卻管

65、道的直徑計(jì)算</p><p>　　1．求塑件在固化時(shí)每小時(shí)釋放的熱量Q</p><p>　　塑件的產(chǎn)量為 （6-1）</p><p>　　查表10－4得ABS的單位熱流量 </p><p>　　所以 （6-2）</p><p>　　2．求冷卻水的體積流量</

66、p><p><b>　　由式（6-2）得</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　3．求冷卻水在管道直徑d，查表10-1，為了使冷卻水處于湍流狀態(tài)，取</p><p><b>　　d = 8mm</b></p><p>　

67、　6.1.2 求冷卻水管道的孔數(shù)</p><p>　　1．求冷卻水在管道內(nèi)的流速</p><p><b>　　由式（6-3）得</b></p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　2．求冷卻管道孔壁與冷卻介質(zhì)之間的傳熱系數(shù)h</p><p>　　查表

68、10-5，?。ㄋ疁貫?5℃時(shí)），</p><p>　　再由式（6-4）得</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p>　　3．求冷卻管道的中傳熱面積A</p><p><b>　　由式（6-5）得</b></p><p><b>　?。?-6）

69、</b></p><p>　　4．求模具上應(yīng)開設(shè)的冷卻管道的孔數(shù)</p><p><b>　　由式（6-6）得</b></p><p><b>　?。?1）</b></p><p>　　所以模具上開設(shè)的管道孔數(shù)為2。</p><p>　　6.2 冷卻水道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

70、</p><p>　　6.2.1 冷卻形式</p><p>　　冷卻系統(tǒng)的水道形式大概分為溝道式冷卻、管道式冷卻、導(dǎo)熱桿式冷卻</p><p>　　本次設(shè)計(jì)采用的式較普通的溝道式冷卻，就是直接在模具或者模板上鉆孔或者銑槽，通人冷卻介質(zhì)。特點(diǎn)是冷卻介質(zhì)直接接觸模體，導(dǎo)傳熱量，結(jié)構(gòu)簡單，冷卻效果好。</p><p>　　6.2.2 定模水道結(jié)構(gòu)設(shè)

71、計(jì)</p><p>　　如圖6-1為定模的冷卻水道布局設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖6-1定模水道</b></p><p>　　冷卻水道在使用的時(shí)候?qū)鼙诋a(chǎn)生一定的壓力，如果管壁的厚度太薄，會(huì)使管道變形嚴(yán)重的話會(huì)使管道破裂，為了檢測管道的壁厚，在設(shè)計(jì)冷水管道的結(jié)構(gòu)之后，需要對管道的壁厚進(jìn)行檢測，通過為型腔的水道分析，分析表明，除了在管道

72、的轉(zhuǎn)折點(diǎn)或者在塞頭附近進(jìn)壁厚少于6mm外（屬于正常），其余的全部壁厚均大于6mm，而實(shí)際的壁厚只需要大于3mm即可，說明次冷卻水道能正常使用。</p><p>　　6.2.3 動(dòng)模冷卻水道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　動(dòng)模的水道結(jié)構(gòu)如圖6-2所示</p><p><b>　　圖6-2動(dòng)模水道</b></p><p>　

73、　通過為型芯的冷卻水道壁厚分析，分析表明由于型芯存在較多的斜頂件，型芯水道的壁厚要小于型腔的壁厚，為5mm，但是還是遠(yuǎn)大于安全的3mm，所以型芯的水道仍然能正常使用。</p><p>　　7 模具裝配圖和零件圖</p><p>　　7.1 模具3D圖形繪制</p><p>　　圖7-1模具立體圖的繪制流程圖</p><p>　　7.2 模具

74、2D圖形繪制</p><p>　　圖7-2模具配套圖1</p><p>　　圖7-3模具配套圖2</p><p>　　2D圖的繪制并非傳統(tǒng)的畫法，而是直接采用Pro/ENGINEER直接從三維圖形直轉(zhuǎn)化成為AutoCAD圖形，這個(gè)大大縮短了繪圖的時(shí)間，提高了效率，只是在轉(zhuǎn)化生成的2D圖效果并不是那么好，需要人為的修整[11]。</p><p&

75、gt;　　8 設(shè)計(jì)存在的問題與解決設(shè)想</p><p>　　本次模具設(shè)計(jì)中，存在了不少的問題，而這些問題由于時(shí)間或者是能力的不足，并不能在短時(shí)間內(nèi)解決，但是卻不能夠忽略，主要問題體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：</p><p>　　8.1 模流分析結(jié)果沒有能發(fā)揮最大的功能</p><p>　　問題：理論上，模流分析可以優(yōu)化模具設(shè)計(jì)的各個(gè)方面，如澆口位置、注塑壓力、注塑溫度、澆注

76、系統(tǒng)平衡優(yōu)化、冷卻系統(tǒng)優(yōu)化等等。而在本次設(shè)計(jì)當(dāng)中，并非都使用了模流分析軟件的各個(gè)功能，只是參考了其中的一些參數(shù)，如注塑壓力，注塑體積和塑件的重量。</p><p>　　原因：以前沒有深入的接觸過模流分析軟件，對此軟件使用并不是很熟練；模具顧問軟件始終是一種模擬分析軟件，可能軟件本身就存在一些問題，有些參數(shù)跟實(shí)際的還是有些出入，也就是并不能完全依賴從模流分析中分析出來的結(jié)果。</p><p>

77、;　　解決設(shè)想：一是加深對模具顧問的認(rèn)識，使得設(shè)計(jì)人員能夠很好的使用模具顧問這軟件；二是需要有更加準(zhǔn)確可靠的分析軟件，或者是在不同的分析軟件上進(jìn)行分析，對比不同的分析結(jié)果，這樣能夠得到更加可靠的數(shù)據(jù)。</p><p>　　8.2 繪圖軟件之間的轉(zhuǎn)換效果差</p><p>　　問題：從Pro/ENGINEER轉(zhuǎn)換成AutoCAD的二維平面圖時(shí)，轉(zhuǎn)化的效果相當(dāng)差。如應(yīng)該為圓的地方在AutoCA

78、D中一開始顯示的是八方形，顯示效果差，雖然能通過一些設(shè)置重新生成質(zhì)量稍好的，但是仍然不盡人意。</p><p>　　原因：軟件之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換問題</p><p>　　解決設(shè)想：一是盡量的使用單一軟件，這個(gè)可能不存在轉(zhuǎn)換質(zhì)量的問題；但是由于軟件各有所長，Pro/ENGINEER擅長于三維，而AutoCAD二維功能強(qiáng)大，只能等待軟件的升級，或者可以對他們進(jìn)行二次開發(fā)，專門針對這個(gè)問題開發(fā)出解決

79、此問題的平臺(tái)。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間不長，真正的設(shè)計(jì)時(shí)間為兩個(gè)月，但并不意味著本次畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是式的設(shè)計(jì)，最大的特點(diǎn)就是整個(gè)過程都離不開計(jì)算機(jī)，是名副其實(shí)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。創(chuàng)新與特色主要體現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：</p><p>　　1．在塑料件的設(shè)計(jì)階段，采用了軟件對塑料件的厚度以及

80、拔模斜度進(jìn)行檢測。這樣做可以在模具設(shè)計(jì)的初始階段就能確保塑件設(shè)計(jì)的合理性，避免了在注塑成型的時(shí)候塑件由于厚度不均或者是拔模斜度不合理而導(dǎo)致的塑件質(zhì)量的下降。</p><p>　　2．在模具設(shè)計(jì)初始階段采用模流分析軟件對整個(gè)模具設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。模流分析采用的是著名的分析軟件Mold flow Plastics Advisers（中文稱為模具顧問）進(jìn)行分析，此軟件為注塑模采購者、設(shè)計(jì)者和制造者提供了一個(gè)準(zhǔn)確易用的方法來

81、優(yōu)化他們的模具設(shè)計(jì)。它可以設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)并進(jìn)行澆注系統(tǒng)平衡、可以計(jì)算注塑周期、鎖模力和注塑體積等等。這些參數(shù)對后面的設(shè)計(jì)計(jì)算如注塑機(jī)的選擇及其校核、澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了很大的幫助。</p><p>　　3．整個(gè)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)核心部分都在計(jì)算機(jī)上完成。采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以大大減輕人的工作量，而在計(jì)算機(jī)繪圖時(shí)基本由單個(gè)軟件Pro/ENGINEER繪制，單個(gè)軟件繪圖的效率和質(zhì)量很明顯要優(yōu)越于在各個(gè)繪圖軟件

82、中轉(zhuǎn)換。在使用軟件繪圖中，很多標(biāo)準(zhǔn)零件都是直接從軟件中提取出來，并不是要單個(gè)零件慢慢的繪制，特別是模架方面，直接可以調(diào)用一些廠商的模架，大大縮短整個(gè)模具設(shè)計(jì)時(shí)間。</p><p>　　4．計(jì)算機(jī)輔助和課本理論相結(jié)合。繪圖和分析基本上在計(jì)算機(jī)上完成，而一些計(jì)算仍然需要參考課本上的知識進(jìn)行人工的核算，如設(shè)計(jì)中的注塑機(jī)校核和澆注系統(tǒng)的計(jì)算等等，這樣使得以前學(xué)習(xí)到的知識能夠得到了很好的應(yīng)用。</p><

83、;p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中得到了指導(dǎo)老師**老師及一起做模具設(shè)計(jì)的同學(xué)的幫助，特別是**老師的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺，在此，對關(guān)心和指導(dǎo)過我的**老師和幫助過我的各位同學(xué)表示衷心的感謝!</p><p>　　本論文是在**老師悉心指導(dǎo)下完成的。老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦