后盖板注射模设计

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1、后盖板注射模设计目 录一、产品工艺性分析11、材料性能12、成型特性及条件2二、初选注射机型号和规格.21、注射量的计算22、塑件和凝料的投影面积和锁模力的确定23、初选注射机2三、确定模具基本结构2四、模具结构设计21、确定型腔数量和排列方式22.确定分型面 33浇注系统的设计 34成型零件的设计55、模架的确定66顶出机构的设计.77、排气系统的设计78、温度调节系统的设计7五、 校核计算81、开模行程的校核82、装模高度的校核83、注射压力的校核 84、锁模力的校核 8六、模具装配图和非标零件图的绘制 8七、设计小结 8八、参考文献 9一、 绪论（一）模具行业发展的现状模具行业是制造业中

2、的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。模具技术水平的高低，决定着产品的质量、效益和新产品开发能力，它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。目前，塑料模具在整个模具行业中约占30%左右。二十一世纪世界制造加工业的竞争更加激烈，对注塑产品与模具的设计制造提出了新的挑战，产品需求的多样性要求塑件设计的多品种、复杂化，市场的快速变化要求发展产品及模具的快速设计制造技术，全球性的经济竞争要求尽可能地降低产品成本、提高产品质量，创新、精密、复杂、高附加值已成为注塑产品的发展方向，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品与模具设计制造系统。当前，国内塑料模具市场以注

3、塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。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。这些都会导致对模具的需求量大幅度增长。近来我国模具工业发展迅速，目前已呈现出市场广阔、产销两旺的局面。深圳周边及珠江三角洲地区是中国塑料模具工业最为发达、科技含量最高的区域，预计有可能在10年内发展成为世界模具生产中心。其次，浙江东部的余姚、宁海、黄岩温州等地区的塑料模具工业发展也非常快。 相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模

4、具工业迅速发展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，这些是塑料模具市场迅速成长的重要因素所在，所以中国塑模市场的前景一片辉煌。（二）我国模具发展的现状虽然近几年来，我国塑料模具无论是在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都有了很大发展，但总体上与工业发达的国家相比仍有较大的差距。例如，在总量供不应求的同时，一些低档塑料模具已供过于求，市场竞争激烈；一些技术含量不太高的中档塑料模具也有一些趋向于供过于求，然而精密加工设备还很少，一些大型、精密、复杂、长寿命的中高档塑料模具每年仍大量进口。许多先进的技术如技术的普及率还不高，我国塑料模具行业与其发展需要和国外先

5、进水平相比，还存在很多方面的问题。现在国外发达国家模具标准化程度为7080，而我国只有30左右。如能广泛应用模具标准件，将会缩短模具设计制造周期2540，并可减少由于使用者自制模具件而造成的工时浪费。现在应用模具CADCAM技术设计模具已较为普遍，随着通用机械CAD/CAM技术的发展，塑料注射模CAD/CAM已经不断的深化。从上世纪60年代基于线框模型的CAD系统开始, 到70年代以曲面造型为核心的CAD/CAM系统，80年代实体造型技术的成功应用，90年代基于特徵的参数化实体/曲面造型技术的完善，为塑料注射模采用CAD/CAE/CAM技术提供了可靠的保证。目前在国内外巿场已涌现出一批成功应用

6、于塑料注射模的CAD/CAE/CAM系统。而且通过推广使用模具标准件，实现了部分资源共享，这样就大大减少模具设计的工作量和工作时间，对于发展CADCAM技术、提高模具的精密度有重要意义。因此，模具成为国家重点鼓励与支持发展的技术和产品。现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分，是国民经济的装备产业，其技术、资金与劳动相对密集。（三）参数化技术慨述参数化技术是当前CAD技术重要的研究领域之一，通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现尺寸对图形的驱动。在设计过程中，系统自动地捕获用户的设计意图，并把各个设计对象以及对象之间的关系记录下来，当用户修改图纸中

7、的设计参数时，系统能够自动地更新图纸，使图纸中反映用户设计意图的设计对象之间的关系依旧可以维持。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，极大地改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性，在慨念设计、初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较、动态设计、实体造型、装配、公差分析与综合、机构仿真、优化设计等领域发挥着越来越大的作用，并体现出很高的应用价值，能否实现参数化目前已成为评价CAD系统优劣的重要技术指标。CADNGINEER 集合了零件设计、产品组合、模具开发、NC加工、钣金件设计、铸造件设计、自动量测、机构仿真、应力分析等功能于一体。是塑料模具实现参数化的一个必备的软件。

8、EMX（Expert Moldbase Extension）是CAD系统中的一个外挂模块，专门用来建立各种标准模架及模具标准件和滑块、斜销等附件，能够建立冷却水管，能够自动产生模具工程图和明细表，还可以模拟模具开模过程进行动态仿真和干涉检查，并可将仿真结果输出成视频文件，是个功能非常强大且使用非常方便的模具设计工具。本设计结构和模架设计是利用模架设计专家系统设计的。型腔和型芯设计可以在EMX里设计，也可以事先在CAD的制造模块里完成。本设计有一部分是在EMX里完成。在模架调入之后可以根据需要添加、删除各种模具零件。也可以修改现成的标准件使之满足自身设计。完全的参数化设计，使用非常方便。CADN

9、GINEER参数化设计的特性：(1).3D实体模型除了可以将用户的设计思想以最真实的模型在计算机上表现出来之外，借助于系统参数，还可以随时计算出产品的体积、面积、重心、重量、惯性大小等，可极大的减少设计人员的计算时间。(2).CADNGINEER可随时由3D实体模型产生2D工程图，且可自动标示工程图尺寸。不论在3D还是2D图形上作尺寸修正。其相关的2D图形或3D实体模型均自动修改，同时组合、制造等相关设计也会自动修改，如此可确保数据的正确性，并避免反复修正的耗时性。(3).以特征作为设计的单位。可随时对特征做合理、不违反几何顺序调整、插入、删除、重新定义等修正动作。(四) 来源背景后盖板为AB

10、S塑料制品，采用注射模进行成型，这种结构不是很复杂，加工难度不大。目的：通过本课题的设计，能够懂得模具的整个设计过程及综合性的掌握本专业知识。要求：设计本课程设计的要求是用理论联系实际。在学习好相关的设计理论知识的同时，还必须了解实践操作。另外，设计的模具首先要能制造出来，还要有一定的使用价值。主要设计及内容：本课题的设计主要包括成型零件的设计、浇注系统的设计、导向及定位部分的设计、推出与复位部分的设计、固定支撑和紧固件的设计、模具结构的整体设计。二、塑件成型工艺性分析图1所示为后盖板，原材料为ABS，要求: 大批量生产、生产精度要求为MT5。 图1 后盖板产品图 （一）结构特征分析该塑件为后

11、盖板，其二维图尺寸如图所示，塑件的最小壁厚为5mm,最大壁厚为12mm，壁厚均匀，为大批量生产，材料为ABS，成型工艺性好，可以注射成型，因网格较多会固化或冷却速度的不同引起收缩不均匀，从而在制品内部产生内应力，因此在模具设计时要进行冷却系统的设计及适应选择浇口。（二）成型工艺性分析 根据塑件的用途以及塑料的性质分析其表面质量，确定塑件的精度等级要求为：MT5；其中塑件的表观缺陷是其特有的质量指标，包括缺料，溢料与飞边，凹陷与缩瘪，气孔，翘曲等。模具的腔壁表面粗糙度是塑件表面粗糙度的决定性因素，通常要比塑件高出一个等级。为了便于塑件从模腔中脱出或从塑件中抽出型芯，塑件设计时须考虑其内外壁面应该

12、有足够的脱模斜度。最小脱模斜度与塑料性能、塑件几何形状有关。该塑件壁厚约为5mm，为了容易使大的侧抽芯容易抽出可以查参考文献中的表2-10 ，脱模斜度（型芯）：1。（三）塑件材料的基本性能 成型本零件使用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS），该材料性能好，冲击强度、力学强度较高，尺寸稳定，耐化学性，电气性良好；易于成型和机械加工，表面可镀铬，适合制作一般机械零件，减摩零件，传动件和结构零件。为无定形塑料，其品种很多，各种的机电性能及成型特征也各有差异，应按照品种来确定成型方法及成型条件；吸湿性强，含水应小于0.3%，必须充分干燥，要求表面光泽的塑件应要求长时间预热。 塑件从模具中取出到冷却至

13、室温会发生尺寸收缩，这种性能称收缩性。查参考文献1中的表2-16该塑料的成型收缩率（%）：0.40.7；由于收缩不仅与树脂的热胀冷缩有关，还和各成型因素有关，所以将成型后塑件的收缩称成形收缩。影响收缩的因素主要有：1.塑料品种 2.塑料特性 3.模具结构 4.成形工艺。 这里取计算成型收缩率为0.7%。塑料在一定温度与压力下填充型腔的能力称为流动性。这是模具设计时必须考虑的一个重要工艺参数。流动性大易造成溢料过多，填充型腔不密实，塑件组织疏松，树脂、填料分头聚积，易粘模、脱模及清理困难，硬化过早等弊病。但流动性小则填充不足，不易成形，成形压力大。所以选用塑料的流动性必须与塑件要求、成型工艺及成

14、形条件相适应。聚苯已烯的流动特性属非牛顿流体。查参考资料可以知道聚苯已烯流动性良好等。影响塑料流动性的因素一般有1.温度 2.压力 3.模具结构。ABS流动性中等，溢边料0.04mm左右。三、基本参数（一）注射机的选定1.注射量的计算此零件为大批量生产，初步拟定为一模两腔。通过Pro/E建模分析计算得塑件体积：塑件质量：由于本次采用流道简单并且较短，因此浇注系统的凝料按塑件体积的0.2倍来估算，故一次注入模具型腔塑料熔体的总体积为通常注射机的实际注射量为注射机最大注射量的80%。2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面积和所需的锁模力的确定 塑件在分型面上的投影面积： 浇注系统在分型面上的投影面积

15、：总投影面积：胀型力式中是型腔的平均计算压力值，ABS属中等粘度塑料及有精度要求的塑件故取35锁模力安全系数为，本次取锁模力3.选择注射机 根据注射量和锁模力的计算，初选注射机型号SZ-200/1000，技术参数如下: 理论注射容积：215 注射压力140MPa 模板行程：350mm 模板厚度：150350mm 锁模力：1000KN 拉杆内间距： mm（二）浇注系统的设计1.主流道的设计（1）、主流道尺寸1、主流道的长度：小型模具应尽量小于60mm，本次设计初取50mm进行设计。2、主流道小端直径：3、主流道大端直径：，式中。4、主流道球面半径：5、球面的配合高度： h=3mm。（2)、主流道

16、凝料体积（3)、主流道当量半径（4）、主流道浇口套形式对于小型模具，设计中常采用碳素工具钢（T8A或T10A），热处理淬火表面硬度为5055HRC,如图所示图2 主流道浇口套图 2.分流道的设计（1)、分流道布置形式 在设计时应考虑尽量减少在流道内的压力损失和尽可能避免熔体温度降低，同时还要考虑减少分流道的容积和压力平衡，因此采用平衡式分流道。（2）、单向分流道长度 由于流道设计简单，根据两个型腔的结构设计，分流道较短，故单边分流道长度 取35mm,如图所示 图3型腔数量的排列（3）、分流道的当量直径 因为推出行程+推板厚度+推杆固定板厚度=45+20+15=80mm垫块高度80mm，壁厚为4

17、8mm4.推杆固定板尺寸5.推板尺寸6.动模固定板尺寸7.动模座板尺寸8.脱模板尺寸9. 垫板尺寸 五、推出机构设计（一）推出方式的确定本塑件圆周采用脱模板推出方式。脱模板推出时为了减小脱模板与型芯的摩擦，设计中在用脱模板与型芯间留出了0.2mm的间隙，并采用锥面配合，可防止脱模板因偏心而产生溢料，同时避免了脱模板与型芯产生摩擦。图8 推板脱模（二）排气系统的设计由于零件较小，壁厚较小，且动模型腔为镶嵌式，中间留有间隙，不会造成憋气现象，而且气体会沿着分型面和动定模板之间间隙排出，推杆与型腔间留有间隙，因此也可通过推杆排气。因此不必单独考虑排气方式。（三）温度调节系统的设计成型时模温要控制在4

18、080,因此要布置冷却水管根据经验数值，冷却水管直径为；冷却回路采用单一矩形回路。六、校核计算 （1）、开模行程的校核 注射机开模行程=460mm (4550)mm故开模行程校核合格（2）、装模高度的校核注射机装模高度150350mm,故装模高度校核合格（3）、注射压力的校核注射压力MPa故注射压力校核合格；综上，注射机完全满足要求。六、模具装配图的绘制（见附图）七、设计小结 这次的塑料模模具设计是以小组的形式分工协作进行的，时间是两个课时周，开始没有意识到设计这套模具的复杂性以及设计过程中的严谨性，还有所有的组员基本上没有想要开始动作的意愿，所以前四天基本上没怎么正式投入时间和精力，我也只是

19、将制件的三维实体造型了出来，选择了分型面，并用PRO-E模拟开模。 直到第五天，我和组长一起开始正式的课程设计，发现问题是一大堆，而且有点无从下手的感觉，所以借了很多的关于塑料模设计的参考书，以及技术手册，组长开始写说明书，我开始三维造型，渐渐地对整套的模具结构有了一定的把握，通过查技术手册，确定模架尺寸，这一天，整体的框架出来了，星期六，星期天两天都是在确定各个零件结构，把握尺寸，因为没有装配的经验，这个过程中碰到了很多很多的问题，通过自己的摸索，请教别人，整套的模具就这样在两天的时间里成型了，但是到星期一的时候给老师检查，一下子出来了好多的问题，首先是按照国标选择的模架不合理，极度地浪费了

20、材料，而且结构布局也不好多的不合理，在老师的指导下，选择了一个对应我们组零件的模架，花了一天半的时间基本上是重做了一遍造型，到星期三的时候老师检查一下，没有什么很大的问题，只是有些细节上没怎么注意，开始出二维图，由于我的模具推件杆位置特别，在选择怎么样做阶梯剖上犯了难题，在老师的指导下解决了这个问题，到星期四个时候完整的装配图成型了，说明书部分就主要由组长负责完成，整体造型成功后，由其它组员出零件图，就这样整个课程设计在焦急与忙碌中结束了。这个过程真的很辛苦，不断地出图，又不断地改图，由于我们组没有把握好时间节奏，所以后面的几天一直画图，几乎没怎么休息好，有两天甚至通宵达旦地改图，出图，但是现

21、在想来是痛苦着并快乐着，虽然很累，但是确实也积累了不少的东西，学到了很多的知识。不仅对模具结构有了一定程度地把握，而且还训练了三维造型，出图的能力，为以后的课程学习以及毕业设计打下夯实的基础。八、参考文献1、王鹏驹主编. 塑料模具技术手册 . 北京：机械工业出版社，19972、邓明编著. 材料成型新技术及模具. 北京：化学工业出版社，20053、伍先明等编著. 塑料模具设计指导. 北京：国防工业出版社，20084. 许洪斌等编著. 塑料注射成型工艺及模具 .北京：化学工业出版社，20075、朱辉等编著. 画法几何及工程制图. 上海:科学技术出版社， 20036、齐卫东主编. 注塑模具图集. 北京理工大学出版社 2007