模具设计毕业论文.doc

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1、浙江工贸职业技术学院毕业设计（论文）课题名称： 塑料灯罩注塑模设计与制作系 部： 汽车与机械工程学院 专 业： 模具设计与制造班 级： 模具1301姓 名： 吴高安学 号： 1310202141指导教师： 郑道友教师职称： 教授完成时间 2016 年 1 月 10 日浙江工贸职业技术学院毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），题目塑料灯罩注塑模设计与制作 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

2、。 毕业论文（设计）作者签名： 日期： 年 月 日 目录1、前言21.1模具行业及产品发展现状21.2选题意义41.3设计任务42、塑件设计分析52.1塑件模型建立52.2、塑件参数设计62.3侧向分型122.4型腔和型芯的工作尺寸计算133、注塑设备和模架选择133.1初选注塑设备的型号及规格133.2、注塑机重要参数校核163.3、模架选择194、浇注系统设计194.1主流道设计194.2点浇口设计料穴设计204.3分流道设计224.4浇口设计235、成型零件设计加工工艺方案制订245.1型腔的设计245.2型芯设计255.3滑块的设计255.4加工工艺方案制订266、顶出机构设计296.

3、1推件板顶出机构297、冷却系统设计307.1冷却水道的设置原则307.2冷却水道与排气结构的设计308、模具装配图和零件图338.1模具3D图形绘制338.2模具及其零件2D图形绘制359、 模具装配和试模389.1. 模具装配3810、模具设计中存在的问题与经验总结4245 塑料灯罩注塑模设计与制作吴高安浙江工贸职业技术学院汽车与机械工程学院，班级：模具1301摘要：通过对塑件的设计分析，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、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

4、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UG6.0、AutoCAD、moldflow 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；参数；工艺；分型面；加工 1、前言 1.1模具行业及产品发展现状 模具是为制件，也就是成形产品服务的，因此模具必然要以制件(成形产品)的发展趋势为自己的发展趋势，模具必须满足他们的要求。制件发展趋势主要是轻巧、精美、快速高效生产、低成本与高质量，每

5、一项都预示了模具发展趋势。现简要分析如下： 要轻巧就会增加使用塑料及开发新材料，包括各种新型塑料、改性塑料、金属塑料、镁合金、复合材料等等，这就要求有新的成形工艺，从而也就要求有与之相适应的新型模具。要精美，就要求外形美观大方，内部无缺陷，这就要求有精细、精密和高质量模具与之相适应。目前我们在精细化方面差距很大，精细化往往被忽视，功亏一篑。快速高效生产，这一方面是要求模具企业要尽量缩短模具生产周期，尽快向模具用户交付模具，另一方面更重要的是要使用户能用你提供的模具来快速高效地生产制品。例如一模多腔多件生产、叠层模具、利用好热流道技术来缩短成形时间以及使用多层复合技术、模内装饰技术、高光无痕注塑

6、技术、在线检测技术、多工序复合技术、多排多工位技术等等。同时制件成形过程智能化还要求有智能化的模具来适应。低成本，这既要通过模具生产的设计、加工、装配来实现模具的低成本制造和低成本供应，更重要的是要使模具用户能使用模具来实现低成本生产。这就对模具提出了更高的要求。模具生产企业必须做到先使模具用户赚钱，然后才能使自己赚钱。在要求低成本的过程中，无论是模具生产企业还是使用模具的企业，不断改善管理，逐步实现信息化管理都是企业的共同要求及进步和发展的方向。高质量，要做到制品的高质量，首先必须是模具的高质量，模具的稳定性一定要好，保证制品的一致性也要好，而且还要保证寿命。高质量模具与技术休戚相关。除上述

7、各点外，许多新领域、新兴产业、新制件和个性化要求也都会对模具不断提出新要求。所以发展趋势的本身也是在不断发展的。从科技发展趋势来看模具发展趋势可以先从下列最基本的六个方面进行分析：新材料模具新材料及为成形产品新材料成形的新型模具新工艺新的成形工艺及模具加工的新工艺新技术技术进步带动模具生产逐步向超高速、超精和高度自动化方向发展信息化数字化生产、信息化管理、充分利用IT技术网络化溶入和利用好世界全球化网络循环经济与绿色制造一用尽量少的资源来创造尽量多的价值，包括回收再利用与环保等，不但模具要能这样，而且更要使模具用户也能这样。除上述所说的发展趋势之我见以外，同时我们还认为，从与模具用户的关系来说

8、，模具和模具生产企业向来是比较依赖和比较被动的，发言权很少。我认为，这一现象应逐渐适当改变。上面所述的发展趋势还只是一个概念性和东西，我们可以不断的具体化和不断的深化，例如CAD/CAE/CAM一体化，软件的集成化、智能化、网络化，计算机模拟仿真技术的进一步发展和三维设计的全面推广应用，高速与超高速加工、精密与超精细微加工和复合加工及五轴加工等等，不再一一列举。总之，模具技术的发展趋势是动态的，它必须不断地来满足模具用户不断发展的新趋势，同时，它也与世界科技发展密切关联。它们相互之间可以互相促进和相得益彰。当然，对于整个模具来说模具技术发展趋势只是其中的一个部分，诸如生产组织形式、市场经营模式

9、以及管理等等，都有其一定的发展趋势，也是很值得研讨的.1.2选题意义塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，随着生活水平的不断提高，人们对消费品的要求越来越高。塑料模具的发展是随着塑料工业的发展而发展的。近年来，人们对各种设备和用品轻量化要求越来越高，这就为塑料制品提供了更为广阔的市场。塑料制品要发展，必然要求塑料模具随之发展。汽车、家电、办公用品、工业电器、建筑材料、电子通信等塑料制品主要用户行业近年来都高位运行，发展迅速，塑料模具也快速发展。因此灯罩作为家居产品的一类，在日益发展的当今社会中，满足了人们对“家”的需求，其重要性无法替代。而且对灯罩的要求上更凸显了其表面要求的程度

10、，对此对塑料模具的要求更高了，对整体行业的发展至关重要。因此本次毕业设计选择了目前市面上和淘宝主流的且各公司有在设计的塑料灯罩，具有实际意义。1.3设计任务 （1）塑料灯罩模具设计：采用UG6.0软件设计出该产品的3D图，且用moldflow分析制件的工艺参数。并运用软件AutoCAD画出2D图；同时还要选择该塑料件的材料； （2）产品工艺性分析：分析塑料灯罩的结构，看下塑料灯罩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，对灯罩作出结构上的修正，直到满足这些条件为止；结合实际与软件moldflow分析产品的最佳浇口位置，流动是否平衡；

11、（3）注塑设备选择：初选注射成型机的型号和规格，从中选择合适的注塑设备； （4）确定分型面：根据灯罩塑料件的几何形状，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：模架为非标准件，根据产品的需要进行设计； （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及模具的排气系统（8）冷却系统设计：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）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；（10）绘制2D模具图纸，包括模具的装配图纸和成型件图纸。

12、（11）模具装配和试模：模具装配的质量将影响制件的质量及模具的使用、维修和模具的寿命，又将影响模具的制造周期和生产成本，是模具制造中的重要环节是。试模对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析 2、塑件设计分析2.1塑件模型建立（1） 模型3D图模型绘制采用UG6.0软件设计出,最终绘制出来的3D结构图1所示该制件的平均厚度为2mm: 图1 塑件模型3D图 （2） 塑件2D图技术条件本模型2D图在软件AutoCAD上进行绘制出来的2D图，如图2所示 1)塑件精度等级及尺寸公差塑件大部分采用的精度等级为5级精度，外形尺寸采用3级精度。部分尺寸的公差标注如图2-2所示，在这里只是标注一些

13、重要的尺寸公差。 2)塑件的表面质量该塑件要求外观为高光，色泽鲜艳，外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取Ra0.2m。塑件内部表面粗糙度要求没有外部高可取Ra0.4m。2.2、塑件参数设计 （1） 材料选择该灯罩要耐高温 透明度良好(透出的光是柔色) 易于喷涂,成本低。根据以上要求，选聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）为塑件材料PMMA材料说明: 中文名称:聚甲基丙烯酸甲酯或亚克力（2） 性能:1).PMMA的密度比玻璃低：PMMA的密度大约在1150-1190kg/m3，是玻璃(2400-2800kg/m3)的一半； 2).PMMA的重量较轻：PMMA的密度为1.19g/cm3，同样大小的材料，其重

14、量只有普通玻璃的一半，金属铝（属于轻金属）的43。 3).PMMA的机械强度较高：有机玻璃的相对分子质量大约为200万，是长链的高分子化合物，而且形成分子的链很柔软，因此，有机玻璃的强度比较高，抗拉伸和抗冲击的能力比普通玻璃高718倍。有一种经过加热和拉伸处理过的有机玻璃，其中的分子链段排列得非常有次序，使材料的韧性有显著提高。用钉子钉进这种有机玻璃，即使钉子穿透了，有机玻璃上也不产生裂纹。这种有机玻璃被子弹击穿后同样不会破成碎片。因此，拉伸处理的有机玻璃可用作防弹玻璃，也用作军用飞机上的座舱盖。 4).PMMA的熔点较低：PMMA的熔点约130140C(265285F)比玻璃约1000度的高

15、温低很多。 5).PMMA的透光率较高 6).可见光：PMMA是目前最优良的高分子透明材料，透光率达到92，比玻璃的透光度高1。 7).紫外光：石英能完全透过紫外线，但价格高昂，普通玻璃只能透过0.6的紫外线，但PMMA却能透过73。PMMA不能滤除紫外线(UV)。紫外光会穿透PMMA，部份制造商2在PMMA表面进行镀膜，以增加其滤除紫外光的效果和性质。另一方面，在照射紫外光的状况下，与聚碳酸酯相比，PMMA具有更佳的稳定性 8).红外线：PMMA允许小于2800nm波长的红外线通过。更长波长的IR，小于25,000nm时，基本上可被阻挡。存在特殊的有色PMMA，可以让特定波长IR透过，同时阻

16、挡可见光，(应用于远程控制或热感应等)。 （3）用途:1).建筑应用:橱窗、隔音门窗、采光罩、电话亭等2).广告应用:灯箱、招牌、指示牌、展架等3).交通应用:火车、汽车等车辆门窗等4).医学应用:婴儿保育箱、各种手术医疗器具 民用品：卫浴设施、工艺品、化妆品、支架、水族箱等 5).工业应用：仪器表面板及护盖等 6).照明应用：日光灯、吊灯、街灯罩等运用领域：酒店、商场、办公楼、会所、别墅、博物馆、医疗、教育、餐饮、展览展示等等运用区域：吊顶、集成吊顶、隔断、屏风、移门、透明墙、酒店家具、办公家具、吧台、灯饰、吊灯、标识、标牌、地板、景观等等。 （4）注塑模工艺条件:干燥处理：PMMA具有吸湿

17、性因此加工前的干燥处理是必须的。建议干燥条件为90C、24小时。熔化度：240270C。模具温度：3570C。注射速度：中等化学和物理特性PMMA具有优良的光学特性及耐气侯变化特性。白光的穿透性高达92%。PMMA制品具有很低的双折射，特别适合制作影碟等。PMMA具有室温蠕变特性。随着负荷加大、时间增长，可导致应力开裂现象。PMMA具有较好的抗冲击特性。 图2 塑件2D图 （5） 塑件收缩率根据以上选用的材料为PMMA，查相关资料可知，PMMA的收缩率为0.5%0.8%，这里选择中值为0.65%。 （6） 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

18、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，提高了生产成本，降低了生产效率，同时，收缩率也会增大，这样使的得产品的尺寸不稳定性增加，降低了产品质量。壁厚过小，会造成充填阻力增大，特别对于大型、复杂制件将难于成型。因此产品的厚度必须要适中，根据材料的的特性，查阅相关的资料，查得PMMA制品的最小壁厚通常为0.75mm (1mm流程最小壁厚）,最大壁厚一般为200.0cm（大型塑件）。 本次设计中，塑件的最大壁厚为2mm。 综上所述，纵向的截面壁厚完全符合设计要求，横向的截面壁厚基本符合。 总体上看，塑件基本上满足塑件的平均壁厚为2mm的设计要求。 （7） 塑件的拔模斜

19、度 拔模斜度是为了便于脱模，防止塑件表面在脱模时划伤，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。在本次设计中，产品外形与内部结构均处于圆弧，所本次设计不考虑拔模斜度。 （8） 分型面设计根据分型面的设计原则： 1).分型面选在塑件外形最大轮廓处。 2).分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模。 3).分型面的选择应保证塑件的精度要求。 4).分型面的选择应满足塑件的外观质量要求。 5).分型面的选择要便于模具的加工制造。 6).分型面的选择应有利于排气。 考虑不影响本次模具设计塑件的外观质量以及成型后能顺利取出塑

20、件，本模具采用双分型面以及内抽，分型面在灯罩的底部处。如图3：模具分析面如图4所示图3塑件分型面图4模具的分型面 （9） 确定型腔数量以及排列方式 由于塑料灯罩为灯饰产品，注塑后要喷漆。对外观的质量以及尺寸要求不高，在不影响美观的情况下，制件的表面可以有浇口的痕迹,同时用moldflow分析分析制件的3D模型可知道，该制件进胶最合适的地方为灯罩外表面中心点（如图5和7所示）。根据毕业生设计要求，模具尽可能设计复杂。所以本次模具设计采用的是一模二腔，且产品的高度较大，因此模具的尺寸也较大，型腔的分布和进浇位置如图6所示:图6 型腔数量及其进胶位置图5 型腔moldflow分析制件的流动助力 图7

21、 型腔moldflow分析制件进胶最佳位置2.3侧向分型本制件需要两个型腔合并注塑制成，但是以便在塑件推出之前，先将侧向型腔分开，然后再完成内抽，否则就无法脱模。侧向分型机构有以下几个元件组成： 1）侧向成型元件 侧向成型元件是成型塑件外形的零件。 2）运动元件 运动元件是指安装并带动侧向成型块或侧向型芯并在模具导滑槽内运动的零件 3）传动元件 传动元件是指开模时带动元件做侧向分型或抽芯，合模时又使之复位的元件。 4）锁紧元件 为了防止注射时运动元件受到侧向压力而产生位移的零件称为锁紧元件。 5）限位元件 为了使运动元件在侧向分型或侧向抽芯结束时停留在所要求的位置上，以保证合模时传动元件能顺利

22、的使其复位，必须设置运动元件在侧向抽芯结束时的限位元件图8 侧向分型2.4型腔和型芯的工作尺寸计算 成型零件工作尺寸计算公式如下 型腔径向尺寸计算公式为L+z =(1+)L +z 型腔深度尺寸计算公式为H+z =(1+)H +z 型芯径向尺寸计算公式为= 型腔深度尺寸计算公式为= 其中为L+z模具型腔的径向尺寸；H+z为模具型腔的深度尺寸；为模具型芯的径向尺寸；为模具型芯的高度尺寸；本模个设计中,产品成形部分的工作尺寸按产品的收缩值计算,这种方法实用,且效率高3、注塑设备和模架选择3.1初选注塑设备的型号及规格 表1 部分国内注塑机的规格和性能型 号XS-ZY500ES-ZY500（B)XS-

23、ZY1000XS-ZY1000(A)SZY-2000XS-ZY3000XS-ZY4000XS-ZY32000理论注射量(最大)/cm35005381000200020003000400032000螺杆(柱塞)直径/mm656585100110120130250注射压力/MPa1041351201209090.0.115. 0127.5130注射行程/mm200190260280340380注射时间/s2.72.7343.8约4约10螺杆转速（r/min）2025、32、38、42、50、60、801915221、27、35、40、45、50、65、8321、27、35、40、45、50、65、

24、83047060045注射方式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式螺杆式锁模力/kN3500200045005500600063001000035000最大成型面积/cm2100010001800200026002520380014000模板行程/mm500560700700750112011003000模具高度（最大)/mm450400700700800960.6810002000(最小)/mm3002403003005004002501000模板尺寸/mm700X850118011801350125026502460拉杆间距/mm540X440540X4406505506505507

25、60700900800105095022602000合模方式肘杆液压特殊液压特殊液压肘杆液压特殊液压特殊液压油泵流量（L/min）200,25148,26200、18、1.8200,2517.52、14.21942.048,63压力/MPa6.5141414.0.15.01414、0,21. 0电动机功率/kW223040,5.5,5.540,7.540,4045,551423155、30.0.75螺杆扭矩N.m加热功率/kW141716.518,25214045.2外形尺寸/m6. 501.302. 006.01.5X2.07.671.742. 387.41.72.410.9081.93.

26、43112.93.2142.42.85203. 243. 85电源电压/V380380380380380380380380电源频率/Hz5050505050505050机器质量/t1292025375065240（1） 估算塑件体积、质量 塑件质量经UG计算得 如图9所示图9 塑件的质量计算塑件的质量为m=130g查表的PMMA的密度为=1.19g/cm3由上得塑件体积为V=109.2cm3 （2）选择注塑机型号根据塑件外形及生产批量以及毕业设计要求，本模具采用一模二腔m=130x2=260g，考虑其制件的料把及尺寸、注射时所需压力，初步选用注射机为 SZY-1000 表2 注射机的工艺参数型

27、 号理论注射量(最大)/cm3螺杆(柱塞)直径/mm注射压力/MPa注射行程/mm注射时间/s螺杆转速（r/min）注射方式锁模力/kN模具高度（最大)/mmSZY-10001000851202603螺杆式45007003.2、注塑机重要参数校核 （1） 注塑容量校核国产标准注塑机的标准规定，以注塑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。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）

28、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，本次的模具是一模二腔；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） 综上，注塑机的注塑容量符合要求。（2） 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塑件所需要的注塑压力，因此注塑机的最大压力要大于该塑件所要求的注塑压力。塑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，塑件熔体的流动性及浇注系统等因素有关。注射机

29、的最大压力应大于塑件成型所需的压力，即 （4） 式中：- 注射机最大注射压力（Map）； - 塑件成型所需的注射压力（Map）PMMA的注射压力为80-130Mpa， 查表2 注射机的工艺参数得注射机最大注射压力为120Map因此，所选注射机的注射压力符合要求。 （3） 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，其大小等于塑件与浇注系统在分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 （5） 式中 型腔内塑料熔体沿注塑机轴向的推力，N；

30、 A 塑料与浇注系统在分型面上的投影面积，； 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0.20.4的范围选取。计算如下： A=A塑+A浇 (6)P平均=100MPa 也就是型腔内的塑料熔体沿注塑机轴向的推力为2459KN，而注塑机的锁模力为4500KN，所以，注塑机的锁模力符合要求。 （4） 模具高度与注射机闭合高度关系的校核模具高度与注射机最大与最小闭合高度之间，即 （7）式中：模具的闭合高度（mm）；注射机最小闭合高度（mm）；注射机最大闭合高度（mm）； 查3-1得： 注射机最小闭

31、合高度300mm 注射机最大闭合高度700mm 经计算模具闭合高度60+40+200+70+50+50 470 mm 因此模具高度适合。（5） 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: （8）式中为注塑机最大开模距离，mm； 为模具所需的开模距离，mm； 为塑件脱模所需顶距离（mm）； 为塑件工艺高度 （mm）； 浇注系统凝料高度（mm） 侧抽的距离（mm） 即 此外，注射机的开模行程符合要求。3.3、模

32、架选择（1） 模架类型选择根据型腔排列的方式以及初步确定的壁厚，选择模架为非标准模架，A板壁厚为200mm，B板厚度为70mm。双分型面，点浇口进浇，推杆推出。（2） 模架周界计W=500 L=7004、浇注系统设计4.1主流道设计 （1） 浇口套设计喷嘴前端孔径：d2=4mm；喷嘴前端球面半径：SR1=26mm；为便于将凝料从主流道中拔出，将主流道设计成圆锥形，浇口套热处理要求淬火50-60HRC。为减少熔体充模时的压力损失和塑料损耗，应尽量缩短主流道的长度， 浇口套主要有如下图10三种样式，在模具设计中可根据实际须要选择 图10 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

33、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11所示:图11浇口套的固定 4.2点浇口设计料穴设计 （1）点浇口优点：开模时浇口自动拉断，浇口处的掺于应力小，可实现自动化生产，提高生产效率，便模具制造成本相对较高。为了模具结构简单本点浇品拉断采用小拉杆拉断点浇口。如下图12所示。图12 点浇口的设计与拉断（2）点浇口入胶处如下图13所示：图13 点浇口 4.3分流道设计 （1） 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

34、，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,常采用圆形截面流道,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。 （2）分流道的布局本次模具设计为一模二腔,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

35、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14所示：图14分流道布局 （3） 分流道的长度根据分流道的布局,且产品外形为弧形，为了使分流道离产品的距离一致，且效果最佳，分流道也被设计成弧形的，大概的可以测量出分流道的长度总长L=77mm；分流道的直径，对于平均壁厚为6mm,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 （9）式中D流道的直径，mm；m制品的质量，g；L分道的长度，mm；已知塑料制件的质量m=130g所以根据 塑料的品种为PM

36、MA,其常用的分流道直径为3.210mm,这里选10mm为分流道的直径。4.4浇口设计 本次设计采用的浇口为点浇口如图15所示,其优点有: 1)可以缩短浇口的冷却时间,从而缩短成型周期； 2)易于去除浇注系统的凝料而不影响塑件的外观； 3)可根据塑胶件的形状特点灵活地设置浇口的位置； 4)开模时浇口自动拉断，浇口处的掺于应力小，可实现自动化生产； 5)适用一模多腔的模具,提高注塑效率。 （1） 点浇口的尺寸 根据经验的数据,一般的点浇口的厚度为0.51.5mm,这里选1.35mm；浇口的长度为2mm。 图15浇口位置示意图 5、成型零件设计加工工艺方案制订 5.1型腔的设计 采用相拼式型腔，也

37、就是由整块材料加工成两瓣的型腔。相拼式型腔的优点是，对塑件的上表面会产生拼模缝的痕迹，优点为切削量小，易加工，模具成本低，同时给热处理和表面处理带来一定的方便，型腔的3D图如图16所示。 型腔依靠斜面和定模板相配。型腔的外形尺寸为：图16 型腔示意图5.2型芯设计 3D结构如图17所示，型芯的尺寸为型芯的固定是有型芯固定板固定。图17型芯示意图5.3滑块的设计 块是斜导柱侧向分型与抽芯机构中的一个重要的零部件，一般情况下，它与侧向型芯组合成侧滑块型芯，称为组合式侧滑块。在侧型芯简单且容易加工的情况下，也可以将侧滑块和侧型芯制成一体的，称为整体式侧滑块。本设计中的侧抽芯部分虽然结构简单，但其表面

38、要求精度不高，并考虑到侧抽芯机构的制造成本，故使用整体式侧抽芯机构。侧型芯是模具的成型零件，常用T8、T10、45钢、CrWMn等材料制造，热处理硬度要求HRC50（对于45钢，则要求HRC40）。我这副模具中有四对内抽滑块，如下图18所示图18 内抽滑块 5.4模仁加工工艺方案制订 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

39、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。 （1） 型腔加工工艺方案表3型腔的加工工艺方案机械加工工艺过程卡产品名称零件名称零件图号灯罩模仁10材料名称及牌号P20毛坯种类或材料规格102x96x230总工时56min工序号工序名称工序简要内容设备名称及型号夹具量具工时01CNC粗加工粗加工成型面CNC专用夹具游标卡尺4min02热处理调质专用夹具7min03磨削磨上、下端面磨床游标卡尺04CNC精加工精加工成型面CNC专用夹具内径千分尺和游标卡尺30min05电脉冲成型制件的表面专用夹具15min06中走丝切割模仁斜面07

40、钳工抛光成型面、倒角，攻丝游标卡尺08检验 表4型腔的加工工序卡 零件名称模仁零件图号10夹具名称夹具材料名称及牌号P20硬度HRC48-50工序名称铣削工序号工步号工步内容切削用量刀具量具sfz编号名称编号名称1铣内轮廓保证尺寸要求（粗）2000r/min600mm/min0.1mmT03铣刀16L02内径千分尺2铣内轮廓保证尺寸要求（精）4000r/min800mm/min0.05mmT01铣刀4L02内径千分尺3铣孔保证22的尺寸要求2000r/min300mm/minT01铣刀22L02内径千分尺4钻孔保证30的尺寸要求2000r/min300mm/minT03麻花钻30L02内径千分

41、尺签名吴高安共 页第 页图19 内轮廓粗铣图20 内轮廓精铣 6、顶出机构设计6.1推件板顶出机构 当模具开模完毕后，推板推出时，完成侧抽芯，制件自动脱落。推板结构形式如图21所示:图21 推板结构形式7、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。模具的冷却系统结构主要有直流式、循环式、喷流式、隔板式和间接冷却，而此次设计中采用的冷却方式是直流式冷却方式。7.1冷却水道的设置原则 冷却回路设置的基本原则： (

42、1）冷却水道应尽量多，截面尺寸应尽量大 (2)冷却水道离模具型腔表面的距离要适当 (3)水道出入口的布置要注意浇口处加强冷却和冷却水道的出入口温差应尽量小。 (4)冷却水道应沿着塑料收缩方向设置 (5)冷却水道的布置应避开塑件易产生熔接痕的部位。 (6)冷却水道应密封且不应通过镶块连接，以免漏水。7.2冷却水道与排气结构的设计 （1） 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。本次设计采用的是管道式冷却，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。 （2） 型芯水道结构设计图22型芯冷却水道设计 （3） 排气系统设计模具的使用寿命，增

43、加了塑料模具的成本。注塑成型模具内气体的来源主要塑料制品注塑成型过程中，常常遇到塑料制件出现顶白、黑点、收缩、气泡、银丝、飞边、等等问题。若在调整好注塑成型工艺参数后，塑料制品仍存在填充不足，内应力高，存在气穴等等现象如图23所示。通常有三种方式排气： 1）利用配合间隙排气 对于简单型腔的小型模具，可以利用推杆、活动型芯、活动镶件以及双支点固定的型芯端部与模板的配合间隙进行排气。这种类型的排气形式，其配合间隙不能超过0.05mm，一般为0.030.05mm，视成型塑料的流动性性能的好差而定。 2）在分型面上开设排气槽 分型面开设排气槽是注射模排气的主要形式。 3）利用排气塞排气 如果型腔最后充

44、填的部位不在分型面上，而其附近又没有活动型芯或推杆，可在型腔处镶入排气塞；排气塞也可以用烧结金属块制成。这里利用间隙排气，在注射模具时，让型芯和模板之间留0.030.05mm的配合间隙。 综上所述可得，选用第二种如图24所示 图23气穴图图24模具排气图8、模具装配图和零件图8.1模具3D图形绘制图25模具立体图 图26前模立体图图27后模立体图 8.2模具及其零件2D图形绘制 图28模具装配图图29模具装配图图30模具装配图图31模具配套图2图32、33、34为成型零件的2D图 图32零件图型腔图33零件图型芯图34零件图内抽型芯9、 模具装配和试模 9.1. 模具装配模具装配是模具制造过程

45、中的关键工序。模具装配的质量将影响制件的质量及模具的使用、维修和模具的寿命，又将影响模具的制造周期和生产成本，是模具制造中的重要环节。 （1） 装配目的 模具装配是根据模具的结构特点、各零件间的相互关系和技术条件，以一定的装配顺序和方法，将符合图样技术要求的模具零件连接固定为组件、部件，直至装配成满足使用要求的模具。模具装配可分为组件装配、部件装配和总装配等。 （2） 装配内容 选择装配基准，组件装配、调整，修配、研磨抛光、检验和试模等环节，通过装配达到模具各项精度指标和技术要求 （3）试模产品质量分析当注射成型得到了近乎完整的制件时，制件本身必然存在各种各样的缺陷，这种缺陷的形成原因是错综复

46、杂的，一般很难一目了然，要综合分析，找出其主要原因来着手修正，逐个排出，逐步改进，方可得到理想的样件。下面就对度模中常见的成型制品主要缺陷及其改进的措施进行分析。 （4） 注射填充不足所谓填充不足是指在足够大的压力、足够多的料量条件下注射不满型腔而得不到完整的制件。这种现象极为常见。其主要原因有： 1). 熔料流动阻力过大这主要有下列原因：主流道或分流道尺寸不合理。流道截面形状、尺寸不利于熔料流动。尽量采用整圆形、梯形等相似的形状，避免采用半圆形、球缺形料道。熔料前锋冷凝所致。塑料流动性能不佳。制品壁厚过薄。 2). 型腔排气不良这是极易被忽视的现象，但以是一个十分重要的问题。模具加工精度超高

47、，排气显得越为重要。尤其在模腔的转角处、深凹处等，必须合理地安排顶杆、镶块，利用缝隙充分排气，否则不仅充模困难，而且易产生烧焦现象。 3). 锁模力不足因注射时动模稍后退，制品产生飞边，壁厚加大，使制件料量增加而引起的缺料。应调大锁模力，保证正常制件料量。 4） 溢边（毛刺、飞边、批锋）与第一项相反，物料不仅充满型腔，而且出现毛刺，尤其是在分型面处毛刺更大，甚至在型腔镶块缝隙处也有毛刺存在，其主要原因有： a. 注射过量 b. 锁模力不足 c. 流动性过好 d. 模具局部配合不佳 e. 模板翘曲变形 5） 制件尺寸不准确初次试模时，经常出现制件尺寸与设计要求尺寸相差较大。这时不要轻易修改型腔，

48、应行从注射工艺上找原因。 a. 尺寸变大注射压力过高，保压时间过长，此条件下产生了过量充模，收缩率趋向小值，使制件的实际尺寸偏大；模温较低，事实上使熔料在较低温度的情况下成型，收缩率趋于小值。这时要继续注射，提高模具温度、降低注射压力，缩短保压时间，制件尺寸可得到改善。 b. 尺寸变小注射压力偏低、保压时间不足，制在冷却后收缩率偏大，使制件尺寸变小；模温过高，制件从模腔取出时，体积收缩量大，尺寸偏小。此时调整工艺条件即可。通过调整工艺条件，通常只能在极小范围内使尺寸京华，可以改变制件相互配合的松紧程度，但难以改变公称尺寸。对以上出现的缺陷调试时，尽可能先采用改变成形工艺条件，后采用修正模具来消

49、除成形缺陷。以下的内容均从这两个方面来讨论。热塑性塑料注射成形件的常见缺陷及消除措施如下。缺料（注射量不足）消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整材料供给；提高熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的熔料。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；增加排气槽；改变浇口位置。气孔消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；调整材料供给；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；改变浇口位置。溢料飞边消除措施如下：工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；增大合模压力。模具条件：矫正修理分型面

50、。着色不均匀 消除措施如下：工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；物料不得带有杂质、灰尘。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积。翘曲变形 消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度；使用矫正框架。模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。波状痕迹 消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；调整原料供给；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件：加大喷嘴；改变冷却水道位置。尺寸不稳定 消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长成形周期；延长保压时间；降低熔料温度；降低模具温度。模具条件

51、：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；加大喷嘴；改变冷却水道位置；改变浇口位置。熔接痕强度低 消除措施如下：工艺条件：减小注射压力；延长保压时间；降低熔料温度；减慢注射速度。模具条件：增加排气槽；检查喷嘴加热部分。表面质量差 消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；缩短保压时间；增大合模压力；提高模具温度；降低模具温度；减慢注射速度；物料不得带有杂质、灰尘；使用矫正框架。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；改变冷却水道位置；增加排气槽；改变浇口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研磨主流道、分流道和浇口。塑件粘模消除措施如下：工艺条件：减小注射压力；缩短保压时间；降低熔料温度；降低模具温度

52、。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；研磨模腔表面。主流道凝料粘模消除措施如下：工艺条件：缩短保压时间。模具条件：改变喷嘴位置；研磨主流道衬套；改变主流道拉料杆形式。脆消除措施如下：工艺条件：缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料。模具条件：加大主流道、分流道和浇口。表面硬度、强度不足消除措施如下：工艺条件：增大注射压力；延长保压时间；缩短保压时间；降低熔料温度；提高模具温度；供给干燥过的物料；减慢注射速度；物料不得带有杂质、灰尘。模具条件：加大主流道、分流道和浇口；减小浇口区面积；改变冷却水道位置；增加排气槽；改变浇口位置；研磨模腔表面；增加冷料穴容量；研

53、磨主流道、分流道和浇口。 （5）注塑机操作过程注意事项养成良好的注塑机操作习惯对提高机器寿命和生产安全都大有好处。 开机之前：（1）检查电器控制箱内是否有水、油进入，若电器受潮，切勿开机。应由维修人员将电器零件吹干后再开机。（2）检查供电电压是否符合，一般不应超过15%。（3）检查急停开关，前后安全门开关是否正常。验证电动机与油泵的转动方向是否一致。（4）检查各冷却管道是否畅通，并对油冷却器和机筒端部的冷却水套通入冷却水。（5）检查各活动部位是否有润滑油（脂），并加足润滑油。（6）打开电热，对机筒各段进行加温。当各段温度达到要求时，再保温一段时间，以使机器温度趋于稳定。保温时间根据不同设备和塑

54、料原料的要求而有所不同。 （7）在料斗内加足足够的塑料。根据注塑不同塑料的要求，有些原料最好先经过干燥。（8）要盖好机筒上的隔热罩，这样可以节省电能，又可以延长电热圈和电流接触器的寿命。操作过程中：（1）不要为贪图方便，随意取消安全门的作用。（2）注意观察压力油的温度，油温不要超出规定的范围。液压油的理想工作温度应保持在4550之间，一般在3560范围内比较合适。（3）注意调整各行程限位开关，避免机器在动作时产生撞击。工作结束时：（1）停机前，应将机筒内的塑料清理干净，预防剩料氧化或长期受热分解。（2）应将模具打开，使肘杆机构长时间处于闭锁状态。（3）车间必须备有起吊设备。装拆模具等笨重部件时应十分小心，以确保生产安全。 10、模具设计中存在的问题与经验总结 本次模具设计中，存在了不少的问题，而这些问题由于时间或者是能力的不足，并不能在短时间内解决，但是却不能够忽略，主要问题体现在如下几个方面：10.1 绘图软件之间的转换效果差。 问题：UG转换成AutoCAD的二维平面图时，转化的效果相当差。如应该为剖面线和光顺边、粗细线、相贯线等的地方总是调节不好，虽然能通过一些设置重新生成质量稍好的，但是仍然不尽人意。 原因：软件之间的数据转换和