纺织机吸尘器盖注塑工艺及模具设计

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1、摘要摘要：模具生产是目前应用最广泛的加工方式之一，具有较高的生产效率和广阔的应用前景。同时，模具生产具有成本低、功耗低、节约原材料、制品一致性好等众多优势，是当代工业制造的重要工艺技术。本模具设计过程中分析了纺织机吸尘器外壳的工艺特性，并介绍了ABS材料的成型工艺特点；在模具结构设计过程中提出了不同成型的方案并进行了比较，采取了最隹的成型方案；同时，详细地分析了模具结构与计算。最后还对模具的成型零件进行了加工工艺的分析和设备的校核；还说明了模具的工作原理，对模具的装配还作了简单的介绍。应用SolidWorks 2018和Auto CAD进行设计，大大提高了设计的质量和效率。本设计结合结构设计和

2、模具设计，在进行结构设计的时候要考虑模具设计的可能性，每一部分都不能单独进行。而且在设计过程中应用现代模具设计方法，结合先进的设计工具，能够及时发现设计方案存在的问题，并及时完成方案的修改，提高设计的成功率。关键词：结构设计；纺织机；模具设计；注塑模； CAD。第1章绪论模具生产是目前应用最广泛的加工方式之一，具有较高的生产效率和广阔的应用前景1。同时，模具生产具有成本低、功耗低、节约原材料、制品一致性好等众多优势，是当代工业制造的重要工艺技术2。模具是指在外力作用下使坯料成为有特定形状和尺寸的制件的工具。广泛用于冲裁、模锻、冷镦、挤压、粉末冶金件压制、压力铸造，以及工程塑料、橡胶、陶瓷等制品

3、的压塑或注塑的成形加工中。模具具有特定的轮廓或内腔形状，应用具有刃口的轮廓形状可以使坯料按轮廓线形状发生分离（冲裁）。应用内腔形状可使坯料获得相应的立体形状。模具一般包括动模和定模（或凸模和凹模）两个部分，二者可分可合。分开时取出制件，合拢时使坯料注入模具型腔成形。模具是精密工具，形状复杂，承受坯料的胀力，对结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高要求，模具生产的发展水平是机械制造水平的重要标志之一。模具设计制作的要求是：尺寸精确、表面光洁；结构合理、生产效率高、易于自动化；制造容易、寿命高、成本低；设计符合工艺需要，经济合理。模具结构设计和参数选择须考虑刚性、导向性、卸料机构、

4、定位方法、间隙大小等因素。模具上的易损件应容易更换。对于塑料模和压铸模，还需要考虑合理的浇注系统、熔融塑料或金属流动状态、进入型腔的位置与方向。为了提高生产率、减少流道浇注损失，可采用多型腔模具，在一模具内能同时完成多个相同或不同的制品。在大批量生产中应采用高效率、高精度、高寿命的模具。冲压模应采用多工位级进模，可采用硬质合金镶块级进模，以提高寿命。在小批量生产和新产品试制中，应采用结构简单、制造快、成本低的简易模具，如组合冲模、薄板冲模、聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌合金模、超塑性合金模等。模具已开始采用计算机辅助设计(CAD)，即通过以计算机为中心的一整套系统对模具进行最优化设计。这是模具

5、设计的发展方向。模具制造按结构特点，分为平面的冲裁模和具有空间的型腔模。冲裁模利用凸模与凹模的尺寸精确配合，有的甚至是无间隙配合。其他锻模如冷挤压模、压铸模、粉末冶金模、塑料模、橡胶模等都属于型腔模，用于成形立体形状的工件。型腔模在长、宽、高 3个方向都有尺寸要求，形状复杂，制造困难。模具生产一般为单件、小批生产，制造要求严格、精确，多采用精密的加工设备和测量装置。第2章塑料的结构与工艺分析2.1零件材料的选择此次材料选用的是ABS。ABS 塑料是丙烯腈(A)、丁二烯(B)、苯乙烯(S)三种单体的三元共聚物，三种单体相对含量可任意变化，制成各种树脂。这三种组分的各自特性，使ABS具有良好的综合

6、力学性能。A使其耐化学腐蚀、耐热，并有一定的表面硬度，B使其具有高弹性和韧性，S使其具有热塑性塑料的加工成型特性并改善电性能。ABS无毒、无味，呈微黄色，成型的塑料件有较好的光泽。密度为1.021.05g/cm3，其化学结构如图2-1 所示。图2-1 ABS化学结构除此之外ABS有极好的抗冲击强度，且在低温状态下也不迅速下降。有良好的力学强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。水、无机盐、碱、酸类对ABS几乎无影响，在酮、醛、酯、氯代烃中会溶解或行成乳浊液，不溶于大部分酯类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。ABS 塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会引起应力

7、开裂。ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工，经过调色可配成任何颜色。其缺点是耐热性不高，连续工作温度为70左右，热变形温度约为93左右。耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。根据ABS中三种组分之间的比例不同，其性能也略有差异，从而适应各种不同的应用。根据应用不同可分为超高冲击型、高冲击型、中冲击型、低冲击型和耐热型等。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜稍大；ABS 易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度及收缩率影响较小。要求塑件精度高时，模具温度可控制在5060，要求塑

8、件光泽和耐热时，模具温度可控制在6080。聚碳酸酯(简称PC)是分子链中含有碳酸酯基的高分子聚合物，根据酯基的结构可分为脂肪族、芳香族、脂肪族-芳香族等多种类型。其中由于脂肪族和脂肪族-芳香族聚碳酸酯的机械性能较低，从而限制了其在工程塑料方面的应用。仅有芳香族聚碳酸酯获得了工业化生产。由于聚碳酸酯结构上的特殊性，已成为五大工程塑料中增长速度最快的通用工程塑料。PC板可做各种标牌，如汽油泵表盘、汽车仪表板、货栈及露天商业标牌、点式滑动指示器， PC树脂用于汽车照明系统，仪表盘系统和内装饰系统，用作前灯罩，带加强筋汽车前后档板，反光镜框，门框套、操作杆护套、阻流板、PC被应用用作接线盒、插座、插头

9、及套管、垫片、电视转换装置，电话线路支架下通讯电缆的连接件，电闸盒、电话总机、配电盘元件，继电器外壳，PC可做低载荷零件，用于家用电器马达、真空吸尘器，洗头器、咖啡机、烤面包机、动力工具的手柄，各种齿轮、蜗轮、轴套、导规、冰箱内搁架。PC是光盘储存介质理想的材料。综合考虑，本文选用ABS材料。2.2成型工艺参数材料的成型工艺参数由表2-1所示，根据表中内容选择相应的参数。表2-1 工艺参数表2.3尺寸与公差选定尺寸公差简称公差，是指允许的，最大极限尺寸减最小极限尺寸之差的绝对值的大小，或允许的上偏差减下偏差之差大小。尺寸公差是一个没有符号的绝对值。极限偏差=极限尺寸-基本尺寸，上偏差=最大极限

10、尺寸-基本尺寸，下偏差=最小极限尺寸-基本尺寸。尺寸公差是指在切削加工中零件尺寸允许的变动量。在基本尺寸相同的情况下，尺寸公差愈小，则尺寸精度愈高。塑料的尺寸精度往往不高，应保证在使用要求的前提下尽可能的选用低精度的等级。我国已颁布了工程塑料尺寸公差的国家标准，塑件尺寸公差代号为MT，等级分为7级，每一级又可分为A、B两部分，其中A部分为不受模具影响的尺寸公差，B部分为受模具影响的尺寸公差。塑料公差等级的选用与塑料品种及装配情况有关，该塑料选用未注公差尺寸MT5，对孔类尺寸可取数值冠以“+”号。一般模具表面粗糙度值要比塑件的要求低12级，塑料制造的表面粗糙度值一般为Ra0.80.2之间。一般情

11、况下，塑件公差值根据SJ1372-78塑料制件公差数值你标准确定。精度等级选用根据SJ1372-78选择，塑件尺寸公差见表2-2。塑件冷却时收缩会使它紧紧包紧型芯或型腔中的凸起部分。因此，为了便于从塑件中抽出型芯或从型腔中脱出塑件，防止脱模时拉伤塑件，在设计时塑件内外表面必须留有足够的斜度。脱模斜度取决于塑件的形状、壁厚及塑料的收缩率。在不影响塑件的使用前提下，脱模斜度可以取大一些。在开模后塑件留在型腔内，查表可知ABS的脱模斜度为：型腔40120；型芯351。如果开模后塑件留在型腔内时，塑件内表面的脱模斜度应该大于塑件外表面的脱模斜度，即以上值相反。一般情况下，托模斜度不包括在塑件的公差案范

12、围内。2.4 壁厚的确定塑件的壁厚对塑件的质量有很大的影响，壁厚过小成型时流动阻力大，大型塑件就难以充满型腔。塑件壁厚的最小尺寸应满足以下几方面的要求：a、具有足够的强度和刚度；b、脱模时能够受推出机构的推出力而不变形；c、能够受装配时的紧固力。查热塑性塑件最小壁厚及推荐壁厚可知，ABS塑件最小壁厚为0.8mm，中性塑件推荐壁厚为1mm。同一塑件的壁厚应尽可能一致，否则会因冷却或固化速度不同产生附加内应力，使塑件产生翘曲、缩孔、裂纹甚至开裂。塑件局部过厚会出现凹痕，内部会产生气泡。在要求必须有不同壁厚时，不同壁厚的比例不应超过1:3，且应采用适当的修饰半径以减缓厚薄过渡部分的突然变化。2.5

13、圆角与其它工艺塑件除了有使用要求的部位要采用尖角外，其他转角处都应用圆角过渡，这样才不会因在转角处应力集中，在受力或冲击震动时发生破裂，甚至在脱模过程中由于成型内应力而开裂，特别是塑件的内角处。通常，内壁圆角半径应是壁厚的一半，而外壁圆角半径应是壁厚的1.5倍，一般圆角不小于0.5mm。第3章注塑模具设计方案注塑成型加工是生产塑料制品时普遍采用的方法。其过程：通过螺杆或柱塞的推力，把塑化好的熔融胶料注入塑料模具型腔内，经过保压、冷却、固化后再打开模具，顶出制品。注塑加工可连续性生产从小到大、从简单到繁琐的塑料制品。为实现高速化、自动化的批量生产提供方便，高的生产效率为企业创造更高的经济效益。3

14、.1 模具设计模具，是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品，同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。大到飞机、汽车，小到茶杯、钉子，几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其它加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。传统的模具设计主要采用尝试法，依据设计者的有限生产经验和比较简单的计算公式进行产品和工艺开发3。现代生产中，设计的制品，具有复杂的结构，严格的工艺要求。依靠经验设计法已远不能满足现代模具设计的要求。为了综合分

15、析和处理影响模具结构设计的因素，在开发过程中进行反复试模和修模。有时进行多套模具的设计和制造，方能生产满足要求的产品，导致生产周期长、开发费用高。当前经济处于高速发展阶段，制造业的竞争越加激烈，对模具设计、制造水平提出了新挑战。多样性的市场需求，要求设计的产品多用途、复杂化。快速变化的市场，要求发展产品及其模具的快速设计、制造技术。全球性的激烈竞争要求，提高产品质量的同时尽可能地降低制造成本。精密、快速反应、高附加值已成为模具及其产品的发展方向，因此，必须发展高效、可靠、敏捷的模具设计与制造技术4。3.1.1 模具CAD相关技术模具 CAD 技术是利用计算机开展模具结构设计、实体建模、绘图等工

16、作。它是模设计与制造的第一步流程。模具 CAD 技术始于 60 年代初期，主要用于国外轿车车身的二维设计7。随着计算机技术的发展，模具 CAD 技术向更高层次的开发和应用取得了突破性的进展，进入 3D 设计时代。八十年代以来，曲面造型与实体造型技术不断完善，大批兼具实体造型和曲面修整功能的模具 CAD 软件出现，并实用于复杂模具的开发和设计8。我国的模具 CAD 技术的研究和应用相对落后，自九十年代，我国开始引进国外先进的模具 CAD 系统，在此基础上开展了众多的研究工作，对模具 CAD 技术的应用取得了良好的效果。为了适应高专业化的模具设计工作，当今模具设计思想开始集成在相应的专业化模块中。

17、目前，世界上大型的 CAD软件系统（如 P r o/E 、 U G 、 Solid Works 等），都提供了有关模具早期设计的系统模块，我们称之为工业设计模块或概念设计模块11。这些系统提供模具分型工具，使得复杂成型零件的分型工作变得简单。同时，它们还提供标准模架库、典型结构件库及标准零件库，只需通过简单的调用和参数编辑工作，就能完成模具的设计工作。例如， UG 包含一个工业设计模块 Mold Wizard ，用于支持自上而下的投影设计，以及在复杂产品设计中所包含的许多复杂任务的自动设计12。专业设计模块的应用大大减少了模具开发人员的工作量，促进了生产效率的提高。相关技术人员有更多时间开发新

18、产品，为企业创新和竞争中处于优势地位提供了可能。3.1.2 CAE技术CAE(Computer Aided Engineering）是用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题的一种近似数值分析方法。CAE从60年代初在工程上开始应用到今天，已经历了50多年的发展历史，其理论和算法都经历了从蓬勃发展到日趋成熟的过程，现已成为工程和产品结构分析中(如航空、航天、机械、土木结构等领域）必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续力学各类问题的一种重要手段。随着计算机技术的普及和不断提高，CAE系统的功

19、能和计算精度都有很大提高，各种基于产品数字建模的CAE系统应运而生，并已成为结构分析和结构优化的重要工具，同时也是计算机辅助4C系统（CAD/CAE/CAPP/CAM）的重要环节。CAD/CAE 技术成为改造传统模具设计的关键手段，能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量17。应用 CAD 技术可快速地完成产品的结构设计与后期修改。应用 CAE 技术进行前期设计的可行性评估，以便讨论和验证设计是否合理。对需进一步分析、处理的结构，可借助系统进行强度、塑料流动状态等模拟测试。如果发现设计有误可进行修改、调整。3.2 注塑机介绍注塑模具是安装在注塑机上使用的。在设计模具时，除了应掌

20、握成型工艺过程外，还应对所选用的机器的有关技术参数有全面的了解，以保证设计的模具与使用的注塑机相适应。注塑机是生产热塑性塑料制件的主要设备，按其外形注塑机可分为立式、卧式和角式三种，应用较多的是卧式注塑机。成型塑料产品所使用的模具叫做注塑模。它是成型生产的工艺装备，与原材料、注射机通过注塑成型工艺联系在一起，如图3-1所示。图3-1 注塑成型过程注塑机作为注射成型设备，主要功能包括：预热与加热塑料、使动模与定模闭合、注入熔融塑料至模具型腔、注射过程保压、开模。塑化量是选择注塑机的重要参考指标。只有熔融塑料方可注入模具型腔，以满足塑化要求。同时，注射时需以一定速度并具备足够压力。应具备足够大的锁

21、模力，使模具保持闭合状态。根据塑化方式，注塑机有柱塞式和螺杆式两种。柱塞式注塑机的工作过程为：塑料在柱塞的推力下，实现塑化并被注射入闭合好的模腔内。由于其混炼性很差、塑化性不好，已经很少使用。螺杆式注塑机的工作过程为：螺杆连续旋转，塑料不断被推进并融化，直至成为熔融状态并进入模腔。由于其功能性能稳定，塑化效率高，是目前主要的注塑成型设备。图3-2 卧式注塑机根据合模装置与注射装置的安装位置被分为卧式注塑机、立式注塑机和角式注塑机。卧式注塑机较常见，如图3-2所示，它的注射装置与合模装置中心线相同心，与安装地面平行。优点：工作平稳，易实现生产自动化；缺点：占地面积较大，模具的安装较麻烦。立式注塑

22、机与卧式机结构相似，区别在于合模装置与注射装置的安装位置不同。立式注塑机的合模装置与注射装置呈“ 1 ”字排列，中心线与地面竖直。因此其占地面积较小，模具装拆也比较方便。但其结构限制了制品的自动脱落，常以人工取出。此类注塑机对于生产尺寸较大、需人工脱模的产品应用较多。3.3 注塑设计任务书（1）该产品为某公司喷气式纺织机上吸尘器的盖子，和吸尘器筒子装配。根据所给塑料制件进行工艺分析、确定成型方案，选择分型面、选择浇注系统，确定型腔数目，选择注塑设备，选择浇注系统，选择模架，成型零件尺寸计算、推出（脱模）机构设计、冷却系统设计。（2）产品满足相应的尺寸、公差要求。（3）产品材料为 PC, 收缩率

23、为 0.5%，客户要求生产出的塑件表面透明光滑，不能有明显的收缩、气泡、飞边、喷痕、插伤等缺陷，易于装配。（4）由于是透明产品模具内模必须做镜面抛光。（5）注塑机上固定模具，要求紧固到位，不能有松动。（6）建立模具三维模型，绘制装配图。第4章计算说明4.1 注塑设备的选用通常影响射出机选择的重要因素包括模具、产品、塑料、成型要求等，因此，在进行选择前必须先收集或具备下列资讯：模具尺寸（宽度、高度、厚度）、重量、特殊设计等；使用塑料的种类及数量（单一原料或多种塑料）；注塑成品的外观尺寸（长、宽、高、厚度）、重量等；成型要求，如品质条件、生产速度等。由于射出机有非常多的种类，因此一开始要先正确判断

24、此产品应由哪一种注塑机，或是哪一个系列来生产，例如是一般热塑性塑胶或电木原料或PET原料等，是单色、双色、多色、夹层或混色等。此外，某些产品需要高稳定（闭回路）、高精密、超高射速、高射压或快速生产（多回路）等条件，也必须选择合适的系列来生产。由模具尺寸判定机台的“大柱内距”、“模厚”、“模具最小尺寸”及“模盘尺寸”是否适当，以确认模具是否放得下。由模具及成品判定“开模行程”及“托模行程”是否足以让成品取出。当原料以高压注入模穴内时会产生一个撑模的力量，因此注塑机的锁模单元必须提供足够的“锁模力”使模具不至于被撑开。锁模力需求的计算如下：由成品外观尺寸求出成品在开关模方向的投影面积；撑模力量成品

25、在开关模方向的投影面积（cm2）模穴数模内压力（kg/cm2）；模内压力随原料而不同，一般原料取350400kg/cm2；机器锁模力需大于撑模力量，且为了保险起见，机器锁模力通常需大于撑模力量的1.17倍以上。有些成品需要高射出率速射出才能稳定成型，如超薄类成品，在此情况下，可能需要确认机器的射出率及射速是否足够，是否需搭配蓄压器、闭回路控制等装置。一般而言，在相同条件下，可提供较高射压的螺杆通常射速较低，相反的，可提供较低射压的螺杆通常射速较高。因此，选择螺杆直径时，射出量、射出压力及射出率（射出速度），需交叉考量及取舍。此外，也可以采用多回路设计，以同步复合动作缩短成型时间。一般情况下，客

26、户会提供工厂中已有注塑机的型号和规格参数，设计人员需在此设备参数范围内开发模具。此时，设计人员必须对相关的主要指标进行校核，如：注塑量、型腔数量和锁模力等。如果不能达到校核要求，需更对减少型腔数量，更改模具结构，直到符合现有设备的限制标准。纺织机吸尘器盖注塑成型设备的选用可通过计算塑件制品和凝料的体积，结合企业现有注塑机进行选取。4.1.1 制品质量体积纺织机吸尘器盖的体积可通过 UG 软件的“测量体”功能进行计算。通过计算，得到制品体积约为 V制=229.6 cm3。查阅工厂生产指导资料，纺织机吸尘器盖所用ABS材料的相对密度为 1.20 g/cm3，常用收缩率为 5/1000。根据（式4-

27、1）产品的体积、密度及收缩率可以计算出产品的质量：M制=V制1+0.005=287.9g（式4-1）4.2.2 物料体积质量纺织机吸尘器盖的体积较大。依据厂家的设计标准，凝料体积取塑件体积的15% 进行估算，计算得到凝料的体积和质量，如式4-2所示V凝=V制0.151+0.00535.7cm3（式4-2）由前面计算出的数据根据式4-3可以算出M凝=V凝*42.1 g（式4-3）当模具采用一模一腔时，该模具一次注塑所需塑料的体积可由4-4算出：V总1=1+0.005V制+V凝262.83 cm3（式4-4）当模具采用一模二腔时，该模具一次注塑所需塑料的体积可由式4-5算出：V总2=1+0.005

28、V制+2V凝298.53 cm3（式4-5）4.2.3 选定机器在注塑成型时，所需的注射总量应小于所选注塑机的注射容量的 80%。结合企业现有注塑机规格，模具宜选用一模一腔的形式，拟选的注塑机型号为HTF250J/TJ 卧式螺杆注塑机。其主要技术参数如表4-1所示。表4-1 HTF250J/TJ 主要技术参数4.2.4 校核注射量模具型腔能否充满与注射机允许的最大注射量密切相关，设计模具时，应保证注射模内所需熔体总量在注射机实际的最大注射量的范围内。根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量(额定注射量)的80%，根据式4-6：nV制+V凝KVn（式4-6）式中：K 注塑机最大注塑量的

29、利用系数，取 0.8 ；V制单个制品体积(cm3)，为 229.6 cm3；V凝凝料体积(cm3)，为 34.5cm3；Vn注射机允许的最大注射量( cm3)，为 442cm3；n 模具型腔数目，为 1；上式左边= 298.53 cm3右边最大注射量Vn，即所选注射机的最大注射量符合要求。4.2.5 注塑机锁模力校核合理的注射过程中，动模和定模要必须紧密闭合。为避免产生漏料、跑料等缺陷，需校核注塑机的锁模力参数。所用核则准则：注射过程中，注射机的额定锁模力必须大于型腔内产生的压力，即如式4-7：KFP1000T（式4-7）式中：T注射机的额定锁模力，为 2500 KN ；F塑件与浇注系统在分型

30、面上的总投影面积，约为 26351 mm2；P模腔内 PC 熔体的平均压力（ MPa ），依照相关技术资料一般取 30MPa ；K安全系数，通常取 1.11.2，取 1.15；上式左边 935.9 KN 额定锁模力 T ，即所选注射机的锁模力符合要求。4.2 模具结构方案注塑模具分为两个部分，动模具部分和定模具部分，定模部分安装在注塑机固定模版上，定模部分安装在注塑机的移动模板上；注塑时动模和定模闭合，熔融的塑料注入型腔，开模时动模与定模分离，取出制品5。进行模具设计时应满足以下原则：（1）满足客户对制品尺寸和质量、模具外观和装配等要求。（2）节省制造成本。结合工厂的机械加工设备进行相关零件的

31、结构设计，尽量使用标准件。（3）尽量缩短模具制造时间：零件结构设计时尽量将其加工方法简单化，能功用的零件尽量本厂标准化。（4）缩短模具注塑成型周期：进胶要快、冷却时间要短、要便于取出制品等。（5）模具的可靠性要高。尽量使用方便维修和改良的结构（如镶件组合等）。（6）达到设计要求的使用寿命。需选用适当的模具材料，进行必要的强度校核。按照以上模具设计的原则，综合分析纺织机吸尘器盖的结构特点及选定的注塑成型设备，模具采用一模一腔的生产方式。制品形状似回转结构，可采用单点进胶，即从产品上进胶。纺织机吸尘器盖以ABS为原料，对成型时模温的要求较高。熔融ABS的流动性受模温的影响较大。低模温下生产的 PC

32、 制品易出现制造缺陷（如流动痕迹、部分缺料注不满等）。同时，PC 制品易产生较大的内应力，较薄部分出现翘曲、变形等。因此需设计模温调节系统。为了减小脱模应力，使制件易于脱模，螺纹处需向两侧水平分型。制品为透明件，尺寸较大，为避免顶出损伤，宜用推板推出。综合分析以上要求，为了实现快速充型、模温调控，提高生产效率，选用带有推料板的细水口模架4.3型腔的设计型腔径向尺寸LM计算公式如下：（Lm）0+z=1+Sls-0.50.750+z式中：S表示塑件的平均收缩率ls表示塑件的基本尺寸表示塑件尺寸的公差z取/3当制件的尺寸较大、精度级别较底时式中取0.75，当精度级别较高时式中取0.5。本塑件为吸尘器

33、的外壳，精度要求较高，故在本设计中取0. 5。4.4 中心距的尺寸计算塑件上凸台之间、凹槽之间或凸台到凹槽的中心线之间的距离称为中心距，该类尺寸属于定位尺寸。由于模具上中心距尺寸和塑件中心距公差都是双向等值公差，同时磨损的结果不会使中心距尺寸发生变化，在计算中心距尺寸时不必考虑磨损量。因此，塑件中心距的基本尺寸C S 和模具上成型零件中心距的基本尺寸C M 均为平均尺寸，于是C M =（1+S ）C S该式子为计算公式。4.5 底板厚度设计整体式矩形型腔的底板如果后部没有支撑板，直接支撑在模脚上，中间使悬空的，底板可以看成是周边固定的受均匀载荷的矩形板。由于熔体的压力，板的中心将产生最大的变形

34、量，按刚度条件，型腔底板厚度为式中C，由型腔边长为1/b决定的系数，查表4-2可知表4-2 系数值整体式矩形型腔底板的最大应力发生在短边与侧壁交界处。按强度条件，底板厚度的计算式为式中 a，由模脚（垫块）之间距离和型腔短边长度L/b 所决定的系数，查表4-3表4-3系数的值4.6 推出机构设计推出机构的设计主要考虑以下原则，推出机构应尽量设置在动模一侧，保证塑件不因推出而变形损坏。机构简单动作可靠，保证良好的塑件外观，合模是的正确复位。简单推出机构包括推杆推出机构、推管推出机构、推件板推出机构、活动镶块及凹模推出机构、多元推出机构等，这类推迟机构最常见，而且应用也最广泛。在本模具的设计过程中采

35、用推杆的形式对塑件进行脱模，其布局应考虑受力平衡原则。由于设置推杆位置的自由度较大，因而推杆推出机构是最常用的推出机构，常被用来推出各种塑件。推杆的截面形状根据塑件的推出情况而定，可设计成圆形、矩形等。其中以圆形最为常用，因为使用圆形推杆的地方，较容易达到推杆和推板或型芯上推杆孔的配合精度，另外圆形推杆还具有减少运动阻力、防止卡死等优点，损坏后便于更换。4.7侧向分型抽芯机构设计本设计中侧壁上的孔必须用侧向分型与抽芯的机构才能实现，侧向分型与抽芯机构简称为侧抽机构，用来成型外侧凸起、凹槽和孔的塑件；成型壳体制品内侧的局部突起、凹槽和盲孔，侧抽机构必须在开模方向塑件脱落之前完成抽拔动作，还必须在

36、闭模过程中让机构复位。侧抽机构种类很多，有斜导柱、斜滑块和齿轮与齿条三种侧抽机构的设计。本设计中选用斜导柱侧抽机构。斜导柱驱动的侧向分型或抽芯机构应用最广，它不但向外侧，也可以向里侧抽。4.8导向机构设计导向结构可以起到定位作用，模具闭合后，保证动定模或上下模位置正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配中也起了定位作用，便于装配和调整。导向作用合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。承受一定的侧向压力塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。若侧压力很大时

37、，不能单靠导柱来承担，需增设锥面定位机构。导柱导向机构的主要零件是导柱和导套，导柱和导套都采用标准件。导柱设置在动模一侧，导套设置在定模一侧。导柱固定端与模板之间采用H7/m6的过渡配合，导柱的导向部分采用H7/f7的间隙配合，而导套采用H7/r6的配合，镶入模板。导柱要求如下长度导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出812mm，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。形状导柱前端应做成锥台形或半球形，以使导柱顺利进入导向空。材料导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的内芯，因此多采用20钢经渗碳淬火处理或T8、T10钢经淬火处理，硬度为5055HRC。导柱固定部分表面粗糙度值Ra为0.

38、8m，导向部分表面粗糙度值Ra为0.80.4m。数量及布置导柱应合理均布在模具分型面的四周，导柱中心至模具边缘应有足够的距离，以保证模具强度（导柱中心至模具边缘距离通常为导柱直径的11.5倍）。为确保合模时只能按一个方向合模，导柱的布置可采用等直径导柱不对称布置或不等直径导柱对称布置。配合精度导柱固定端与模板之间一般采用H7/m6或H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分通常采用H7/f7或H8/f7的间隙配合。4.9模架的设计模架是注射模的骨架和基体，通过它将模具的各个部分右击地联系成为一个整体。标准模架一般由定模座板、定模板、动模板、动模支撑板、垫块、动模座板、推杆固定板、推板、导柱、导套及复

39、位杆等组成。另外还有特殊结构的模架如点交口模架、带推件板推出等。模架中其他部分可根据需要进行补充，如精确定位装置、支承柱等。我国塑料注射模架的国家标准有两个，即塑料注射模中小型模架及技术条件（GB/T125561990）和塑料注射模大型模架（GB/T125561990）。前者按结构特征分为基本型（4种）和派生型（9种），适用的模板尺寸为B（宽）L（长）560mm900mm；后者也分为基本型（2种）和派生型（4种），适用的模板尺寸为B（宽）L（长）为（630mm630mm）（1250mm2000mm）。模架的精度将直接决定着模具的精度和质量，一般对于模架生产要保证的工艺条件有：模架四周的垂直度、

40、板件的平行度、板面平面度与侧面的垂直度、导柱导套与模板配合的松紧程度、相对运动板件间的开合自如程度，另外，还有整套模架的外观，如表面粗糙度、倒角等。标准模架的实施和采用，是实现CAD/CAM的基础，从而可大大缩短生产周期，降低模具制造成本，提高模具性能和质量。为了适应模具工业的迅速发展，模架的标准化程度和要求也必将不断深入和提高。本模具设计时，B（宽）L（长）=450mm500mm560mm506mm，属于塑料注射模中小型模架及技术条件（GB/T125561990）。第5章总结当前，对于模具设计方面研究和应用的成果比较丰富，但对于复杂模具的一体化设计及加工优化技术的应用研究还比较少。由于时间的

41、限制，加之可借鉴资料较少，及本人能力和条件有限，在以下方面仍有一些问题需要进一步深入探讨。加工参数优化技术与实际加工条件匹配率较低。需进一步对生产条件进行评估，在进行优化前，需准确的建立与生产条件相匹配的参数模型。实现碰撞、干涉的高效检测问题需进一步完善。实际加工过程非常复杂，加工对象为动态，不断变化，现有仿真理论的应用还不完善，需进一步研究和实现。数控加工程序的优化。现有优化技术主要包括在线优化和离线优化两种方案。在线优化需要相应的硬件设备支持，应用成本较高，实际生产普及率较低。离线优化，由于缺乏必要的反馈，不能准确获得实际加工过程的各项参数，其优化效果仍不能令人满意。因此，需对加工优化技术

42、开展进一步的实用性研究。近年来随着汽车工业、电子信息、家电、建材及机械行业等的高速发展，我国模具产业也实现了快速增长，据前瞻产业研究院模具行业发展前景预测与投资分析报告数据显示，我国模具行业销售总额从2009年的980亿元上升至2016年的1840亿元，年复合增长率达到了9.58%。预计，2018年中国模具行业销售总额将超2000亿元。目前我国中低档模具已供过于求，而以大型、精密、复杂、长寿命模具为主要代表的高技术含量模具自给率还较低，只有60%左右，有很大一部分仍依靠进口。目前模具产业主要集中在珠三角、长三角、环渤海三个大型集聚区以及成都重庆、武汉长沙两个中等集聚区。我国模具行业经过多年发展

43、，整体实力和综合竞争力得到显着增强，对汽车、摩托车、电子、家电等行业的服务能力大大提升，行业中已形成一定数量和实力的骨干企业，模具的产品质量和技术水平有了较大提高。第6章致谢经过一段时间的努力，我的毕业设计终于完成了。在没有毕业设计的情况下，毕业设计只是对过去几年学习到的知识的简单总结，但这一次，毕业设计发现自己有点在过去几年的学习中还有不足。毕业设计不仅是对前面学习知识的考核，也是对个人专业能力的提高。通过这次毕业设计，我了解到我原来的知识仍然缺乏。我给你下了太多的定义，让你无法学习，而我总是想着你将要做的事情，任何事情-不确定的东西都是好的，有点过高。通过本次毕业设计，我明白学习是一个长期

44、积累的过程，在今后的工作中，应该不断学习生活，努力提高其知识和综合素质。毕业设计也使我们的同学越来越多，同学们互相帮助，没有相互理解的人在一起，倾听不同的观点来更好地理解知识，所以非常感谢你帮助我的同学。我的客户评论太多了。一般来说，它是很难知道它是否是，这是很难从它开始。最后，有一种解脱的感觉。此外，还得出一个结论，即必须应用知识才能实现其价值！有些人认为，当它定义为真时，它有两样东西需要学习，所以我认为它是正确的，它确定了真正使用它的时间。我非常感激教授给我的教导，感谢他对我时时刻刻的帮助，在做这毕业论文时，我去实验室做了很多的实验操作，也去了图书馆查阅了大量的资料，在这个过程中我学到了很

45、多的知识，专业技能。这个设计中我明白有很多事情是我自己独立设计完成的，这样的话，我的个人能力和专业素养有了很大提高。这样对我将来的工作还有生活有很大的帮助。反正，完成了这个毕业设计让我受益匪浅。毕业设计可以说是最结合实际的一次实践，其中除了巩固已学的专业知识外，还增强了我方方面面的能力。我的人生答案只有一个，我会再次踏上我的旅途。四年的老师，是朋友，是辛苦的，也是收藏的完美的袋子，在工作中，心灵不能平静，对普通人表示敬意，他是我的老师。我不是最好的学生，你是最尊敬的老师。在课题研究和论文撰写完成之际，回首大学几年时光，感慨万分！有课题研究阶段的艰辛，也有收获成果时的喜悦，几年的学习和科研的磨砺

46、不仅让我在学术研究、专业技能上有较大提升，而且为人处事的能力也得到了极大的提高，这段艰辛并快乐着的学习经历是我生命中最宝贵的财富。特别要感谢父母无微不至的关怀和支持，感谢爱人的理解、鼓励和默默付出，感谢所有其他亲朋好友在学业和生活中给予的帮助，有你们的支持与鼓励，我会一路向前！最后向所有在百忙之中参加论文评审和答辩的各位专家与教授表示感谢！参考文献1 郑涌. 模具行业现状及其发展趋势J. 科技信息，2007，(4): 64-65.2 喻楠霖，李英利. 模具工业与技术的发展状况J. 湖南工业职业技术学院学报，2010，10(3) ：8-10.3 陶秀，李锋，管锋. 注塑模具计算机辅助设计的发展与应用J. 机械工程师，2005，12(7)：42-45.4 DMC 2012 模具评定评述专家组. 第十四届中国国际模具技术和设备展览会模具水平评述J. 电加工与模具，2012，1(5)：1-10.5 李庆，黄志高，代丽，等. 基于 CAD/CAE 集成的注塑模结构分析J. 华中科技大学学报自然科学版，2012，40(3)：104-107.