《機械畢業(yè)設計（論文）-基于ProE的接水盒注塑模具設計【全套圖紙PROE三維】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《機械畢業(yè)設計（論文）-基于ProE的接水盒注塑模具設計【全套圖紙PROE三維】（51頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、編編 號號 無錫太湖學院 畢畢業(yè)業(yè)設設計計（論論文文） 題目：題目：基于基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計的接水盒注塑模具設計 信機 系系 機械工程及自動化 專專 業(yè)業(yè) 學 號： 學生姓名： 指導教師： （職稱：講 師 ） （職稱： ） 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文）無錫太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠誠 信信 承承 諾諾 書書 全套圖紙，加全套圖紙，加 153893706 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文）基于 Pro/E 的 接水盒注塑模具設計是本人在導師的指導下獨立進行研究所取 得的成果，其內容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引 用，表示致謝
2、的內容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他 個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 96 學 號： 0923247 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 無錫太湖學院學士學位論文 II 無無錫錫太太湖湖學學院院 信信 機機 系系 機機械械工工程程及及自自動動化化 專專業(yè)業(yè) 畢畢 業(yè)業(yè) 設設 計計論論 文文 任任 務務 書書 一、題目及專題：一、題目及專題： 1、題目 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 2、專題 二、課題來源及選題依據二、課題來源及選題依據 模具是工業(yè)生產的主要工藝裝備，用模具生成制件所表現(xiàn)出來的 高精度、高一致性、高生產率和低能耗是其他加工制造方法所不能
3、比 擬的。在江浙滬地區(qū)模具制造企業(yè)占有相當大的比例，近年來，中國 模具工業(yè)將繼續(xù)朝著信息化、數(shù)字化、精細化、自動化的方向發(fā)展。 Pro/E 作為 CAD/CAM 技術的主流軟件，其模具解決方案涉及模具的 設計、制造的整個流程，從而在這些模具企業(yè)當中獲得廣泛的應用。 作為區(qū)域經濟所亟需的機械（模具）類專業(yè)人才，應用型本科高校畢業(yè) 生掌握此類的 CAD/CAM 軟件是相當重要的一項技能。 本課題旨在通過對接水盒產品的模具設計，鞏固學生模具設計和 模具計算能力；通過對三維實體模型的模具設計使學生掌握注塑模設 計方法，建立一套與產品造型參數(shù)相關的三維實體模具，最終使學生 能夠利用所學知識獨立分析與解決
4、設計過程中產生的實際問題，為今 后工作打下一定的基礎。 無錫太湖學院學士學位論文 三、本設計（論文或其他）應達到的要求：三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 1、熟悉注塑模具發(fā)展歷程，以及當前模具制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。 2、能綜合運用所學的專業(yè)知識（如注塑模成型與模具設計）進行中 等復雜程度模具的設計和計算。 3、 熟練掌握 CAD/CAM 軟件 Pro/E 的三維造型、模具設計的原 理和方法。在 Pro/E 的模具設計模塊中設計成型零件。 4、熟練掌握利用專家系統(tǒng)設計整套標準模架的流程和方法。 5、根據三維模架生成接水盒塑件注塑模的二維工程圖。 6、論文正文依據充分，論證正確，有一定見解，文
5、字通順，條 清楚，數(shù)據準確，格式符合要求。 四、接受任務學生：四、接受任務學生： 機械 96 班班 姓名姓名 五、開始及完成日期：五、開始及完成日期： 自自 2011 年年 11 月月 12 日日 至至 2012 年年 5 月月 25 日日 六、設計（論文）指導（或顧問）：六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師指導教師 簽名簽名 簽名簽名 簽名簽名 教教研研室室主主任任 學科組組長研究所學科組組長研究所 所長所長 簽名簽名 系主任系主任 簽名簽名 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 2011 年年 11 月月 12 日日 摘 要 注射成型是熱塑性塑料成型的主要方法之一，可以一次成型形狀
6、復雜的精 密塑件。本次設計中，主要運用到了所學的注射模設計以及相關機械設計等方 面的知識。分析了一副注射模的一般設計過程，即注射成型的分析、注射機的 選擇及相關參數(shù)的校核、模具的結構設計、注射模具設計的有關計算、模具總 體尺寸的確定與結構草圖的繪制、模具結構總裝圖和零件工作圖的繪制等。設 計主要包括成型位置及分型面的選擇，模具型腔數(shù)的確定及型腔的排列布置和 流道布局，還有澆口位置的選擇，模具工作零件的結構設計，抽芯機構的設計， 澆注系統(tǒng)的設計，推出機構的設計，斜導柱的設計等。設計過程主要利用了 Pro/E 進行三維零件的繪制并根據設計計算繪制出模具的型芯和型腔以及基本模 架等，然后用 Auto
7、 CAD 進行二維裝配圖和零件圖的繪制，最后通過對整體結 構的校核，提高了其穩(wěn)定性和可靠性。 關鍵詞：接水盒；注塑模；ABS 塑料 Abstract Injection molding is one of the main methods for thermo plastics, and it can once-form delicate plastic members with sophisticated shape. In this design, the knowledge of injection mold design and related mechanical design ar
8、e mainly used. The design process of a injection mold is analyzed, that is, the analysis of injection molding, the selection of the injection molding machine and the check of the related parameters of it, the structural design of the mold, the related calculation of the injection mold design, the de
9、termination of the overall size of the mold and the drawing of the sketch, the drawing of the assembly diagram of the mold structure and the parts diagram, and so on the design includes the choice of the molding location and the parting surfaces, the determination of the number of the mold cavity, t
10、he layout arrangement and the runner layout of the cavity, as well as the choice of the gate location, the structural design of the mold parts、the core-pulling mechanism、the gating system、the ejection mechanism and so on.Design process mainly uses the Pro/E 3D part drawing and according to the desig
11、n drawing of the mould core and cavity, and basic mold rack and so on, then use Auto CAD 2D assembly drawing and parts drawing, at last, by check, for the whole structure to improve its stability and reliability. Keywords:water receiver;injection mold; ABS plastic 目目 錄錄 摘 要 .III ABSTRACT IV 目 錄.V 1
12、緒論 .1 1.1 塑料模具設計的研究內容和意義.1 1.2 塑料模具國內外發(fā)展現(xiàn)狀.1 1.3 本課題應達到的要求.2 2 塑件分析 .3 2.1 材料的選擇.3 2.2 塑件的幾何形式及結構分析.4 3 設備的選擇與校核 .6 3.1 塑件質量的計算.6 3.2 型腔數(shù)量的確定.6 3.3 注射機參數(shù)的校核.7 3.3.1 注射量校核 .7 3.3.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 .7 3.4 開模行程的校核.8 3.5 脫模力 Q.8 4 澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設計 .10 4.1 塑料制件在模具中的位置.10 4.2 澆注系統(tǒng)的設計.11 4.2.1 主流道的設計 .11 4
13、.2.2 主流道尺寸的確定 .12 4.2.3 澆口位置的選擇 .12 5 成型零部件的設計與計算 .13 5.1 成型零件的結構設計13 5.1.1 型腔（或凹模）的設計 .13 5.1.2 型芯（或凸模）的設計 .13 5.2 成型零件工作尺寸的計算.14 5.2.1 型腔外形尺寸的確定 .14 5.2.2 型芯外形尺寸的確定 .15 5.2.3 型腔深度和型芯高度尺寸的計算 .17 5.2.4 型腔側壁厚度的計算 .17 5.2.5 型腔底板厚度的計算 .17 5.2.6 中心距尺寸的計算 .18 6 脫模機構的設計 .19 6.1 脫模力的計算.19 6.2 推出機構的設計.20 6.
14、3 推出機構的復位與導向.22 6.4 模架的選取.22 7 側向分型與抽芯機構 .24 7.1 抽芯距的確定.24 7.2 抽芯機構設計.24 7.2.1 斜導柱抽芯的工作原理及設計原則 .24 7.2.2 斜導柱傾斜角的選擇 .25 7.2.3 斜導柱直徑計算 .25 7.2.4 斜導柱長度計算 .25 7.3 側滑塊的設計.25 7.3.1 側滑塊形狀設計 .25 7.3.2 側滑塊定位裝置的設計 .26 7.3.3 導滑槽的設計 .26 7.3.4 楔緊塊的設計 .27 8 合模導向機構設計 .28 8.1 導柱.28 8.2 導套.28 9 溫度調節(jié)系統(tǒng) .30 9.1 冷卻系統(tǒng)的設
15、計原則.30 9.2 冷卻回路的尺寸確定30 9.2.1 冷卻回路所需的總面積 .30 9.2.2 冷卻回路的總長度 .31 10 結論與展望 .32 10.1 結論.32 10.2 不足之處及未來展望.32 致 謝 .33 參考文獻 .34 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 1 緒論緒論 1.1 塑料模具設計的研究內容和意義塑料模具設計的研究內容和意義 研究的內容： （1）了解聚合物的物理性能、流動特性，成型過程中的物理、化學變化及塑料 的組成分類主性能。 （2）了解塑料成型的基本原理和工藝特點，正確分析成型工藝對模具的要求。 （3）能掌握各種成型設備對各類模具的要求 （4）掌握各類成
16、型模具的結構特點及設計計算方法，能設計中等復雜程度的模 具。 研究的意義： 隨著科學技術的發(fā)展需要，模具已成為現(xiàn)代化不可缺少的工藝裝備，它被 稱為工業(yè)產品之母，所有工業(yè)產品莫不依賴模具才得以規(guī)模生產、快速擴張， 被歐美等發(fā)達國家譽為“磁力工業(yè)” 。模具設計是機械專業(yè)一個最重要的教學環(huán) 節(jié)，是一門實踐性很強的學科，是對我們所學知識的綜合運用，通過對模具設 計和制造過程有個基本了解，為以后的工作及學習深造打下了堅實的基礎。接 水盒是日常生活中常用的基本品，對它的注塑模具進行設計和分析，有一定的 現(xiàn)實意義和經濟價值，是順應當前模具制造行業(yè)發(fā)展需要的，具有重大意義。 1.2 塑料模具國內外發(fā)展現(xiàn)狀塑料
17、模具國內外發(fā)展現(xiàn)狀 我國塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀： 我國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經半個多世紀，有了很大發(fā)展，模具水 平有了較大提高。在大型模具方面已能生產 48 英寸大屏幕彩電塑殼注射模具、 6.5kg 大容量洗衣機全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具；精 密塑料模具方面，已能生產照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封 模具。如天津津榮天和機電有限公司和煙臺北極星 I.K 模具有限公司制造的多 腔 VCD 和 DVD 齒輪模具，所生產的這類齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動 等要求都達到了國外同類產品的水平，而且還采用最新的齒輪設計軟件，糾正 了由于成型收縮造成的齒形誤差，達到了標準
18、漸開線齒形要求。還能生產厚度 僅為 0.08mm 的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注 塑模型腔制造精度可達 0.020.05mm，表面粗糙度 Ra0.2m，模具質量、壽命 明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 1030 萬次，淬火鋼模達 501000 萬次， 交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。 成型工藝方面，多材質塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結構和抽 芯脫模機構的創(chuàng)新設計方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術的使用更 趨成熟，如青島海信模具有限公司、天津通信廣播公司模具廠等廠家成功地在 2934 英寸電視機外殼以及一些厚壁零件的模具上運用氣輔技術，一些廠家還
19、 無錫太湖學院學士學位論文 使用了 C-MOLD 氣輔軟件，取得較好的效果。如上海新普雷斯等公司就能為用 戶提供氣輔成型設備及技術。熱流道模具開始推廣，有的廠采用率達 20%以上， 一般采用內熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難 度針閥式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道 模具。但總體上熱流道的采用率達不到 10%，與國外的 5080%相比，差距較 大。 在制造技術方面，CAD/CAM/CAE 技術的應用水平上了一個新臺階，以生 產家用電器的企業(yè)為代表，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國 EDS 的 UG、美國 Parametri
20、c Technology 公司的 Pro/Engineer 等等。這些系統(tǒng) 和軟件的引進，雖花費了大量資金，但在我國模具行業(yè)中，實現(xiàn)了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技術對成型過程，如充模和冷卻等進行計算機模擬，取 得了一定的技術經濟效益，促進和推動了我國模具 CAD/CAM 技術的發(fā)展。 近年來，國內已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如： P20、3Cr2Mo、PMS、SM、SM等，對模具的質量和使用壽命有著直接的 重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來 越廣泛地得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前 我國模具標準化程度和商品化
21、程度一般在 30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達 到 70%-80%相比，仍有很大差距。 國外塑料模具發(fā)展現(xiàn)狀： 注塑成型是最大量生產塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注 塑模 CAD 技術發(fā)展相當迅速。70 年代已開始應用計算機對熔融塑料在圓形、 管形和長方形型腔內的流動情況進行分析。80 年代初，人們成功采用有限元法 分析三維型腔的流動過程，使設計人員可以依據理論分析并結合自身的經驗， 在模具制造前對設計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質量。 近十多年來，注塑模 CAD 技術在不斷進行理論和試驗研究的同時，十分注意向 實用化階段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應
22、用中不斷改進、 提高和改善。 1.3 本課題應達到的要求本課題應達到的要求 1、熟悉注塑模具發(fā)展歷程，以及當前模具制造行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。 2、能綜合運用所學的專業(yè)知識（如注塑模成型與模具設計）進行中等復雜 程度模具的設計和計算。 3、熟練掌握 CAD/CAM 軟件 Pro/E 的三維造型、模具設計的原理和方法。 在 Pro/E 的模具設計模塊中設計成型零件。 4、熟練掌握利用專家系統(tǒng) EMX 設計整套標準模架的流程和方法。 5、根據三維模架生成接水盒塑件注塑模的二維工程圖。 6、論文正文依據充分，論證正確，有一定見解，文字通順，條理清楚，數(shù) 據準確，格式符合要求。 基于 Pro/E 的接水盒注塑
23、模具設計 2 塑件分析塑件分析 2.1 材料的選擇材料的選擇 該塑件為接水盒,沒有太高的配合精度，所以從塑件使用性能上分析，其必 須具備有一定的綜合機械性能,包括一定的彈性和耐油性，耐水性，化學穩(wěn)定性 和電氣性能。而符合以上性能的塑料材料很多，從材料的來源以及材料的成本 和調配顏色來看，ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物）比較適合。ABS 是目 前世界上應用最廣泛的材料，它來源廣，成本底，符合該塑件成型的特性。因 此制作該塑件選用 ABS 塑料。 表2-1 ABS的主要技術指標 密度比容吸水率收縮率熱變形溫度 1.021.160.80.980.2%0.4%1301600.3%0.8%8310
24、3 抗拉強度拉伸彈性模量彎曲強度沖擊強度比體積 50Mpa1.8X10780Mpa11HB9.7HB0.860.96 表2-2 ABS的注射工藝參數(shù) 注射機類型螺桿轉數(shù)噴嘴形式噴嘴溫度 螺桿式5070直通式180190 料筒的溫度模具溫度注射壓力保壓力 190-200 200-220 170-19050706090Mpa30-60Mpa 注射時間保壓時間冷卻時間成型周期 3-5S1530S1030S3070S 預熱溫度預熱時間計算收縮率 808523h0.30.8% ABS 無毒無味，呈微黃色，成型塑料件有較好光澤。密度為 1.05- 1.18g/m。ABS 的抗沖擊強度極好，且在低溫下也不迅
25、速下降。有良好的機械 強度和一定的耐磨性，耐寒性，耐油性，耐水性，化學穩(wěn)定性和電氣性能。 ABS 有一定的硬度和尺寸穩(wěn)定性，易于成型加工。經過調色可配成任何顏色。 但其缺點是耐熱性不高，連續(xù)工作溫度為 70左右，熱變形溫度約為 90左右。 耐氣候差，在紫外線作用下易變硬發(fā)脆。其成型特點：ABS 在升溫時黏度增高， 所以成型壓力較高，導致塑料上的脫模斜度稍大。流動性中等，溢邊料 0.04mm 左右。易產生熔接痕，模具設計時應注意盡量減小澆注系統(tǒng)對料流的阻力；在 正常的成型條件下，壁厚，溶料溫度及收縮率影響極小19。 無錫太湖學院學士學位論文 ABS 成型收縮率，拉伸模量，泊松比與剛的摩擦因素見下
26、頁表 2-3 表2-3 ABS成型收縮率，拉伸模量，泊松比與鋼的摩擦因素 塑料名稱成型收縮率/%拉伸模量E/103Mpa泊松比U與鋼的摩擦系數(shù)f PE1.5-3.50.212-0.980.490.23-0.5 PP1.0-2.51.6-6.20.430.49-0.51 PS0.6-0.81.4-8.90.380.45-0.75 ABS0.3-0.81.91-1.980.380.20-0.25 2.2 塑件的幾何形式及結構分析塑件的幾何形式及結構分析 圖 2-1 塑件三維圖 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 圖 2-2 塑件二維圖 1、脫模斜度 脫模斜度取決于塑件形狀，壁厚及塑料的性能和收
27、縮率。本塑件型腔深度 一般 ，但由于考慮到塑件配合精度不高，所以塑件兩側要有角度，所以采用使 塑件強行脫模的方式，而且往外偏有個小角度。該塑件脫模斜度取 1。 表 2-4 塑料制品的脫模斜度 脫模斜度 塑料制品材料 塑件外表面塑件內表面 ABS 塑料40120351 2、 壁厚 塑件的壁厚是最重要的結構要素，是設計塑件時必須考慮的問題之一。應 該考慮盡量采用均勻壁厚，所以該塑件壁厚取為 2.5mm，符合推薦壁厚，且可 保證塑件的剛度、強度，可防止塑件產生內應力以及氣泡、縮孔等各種質量缺 陷。 表2-5 塑件壁厚選擇 塑料種類制件最小壁厚mm一般產品壁厚mm大型產品壁厚mm 塑料ABS0.751
28、.75-2.633.5 3、 側抽芯機構 無錫太湖學院學士學位論文 當塑件有側抽芯時，應盡可能放在動模或下模，避免定?；蛏夏瘸樾?。 該塑件外部有側孔，內部還有凸臺，因該塑件材料為 ABS，且該孔是通孔，故 必須采用側抽芯機構，側抽芯機構由滑塊和斜導柱等機構組成，采用滑塊整面 抽芯。 3 設備的選擇與校核設備的選擇與校核 為保證注射質量和充分發(fā)揮注射設備的能力,應根據注射模一次成型的塑料 體積和質量來初步確定注射機的類型。根據理論和在實際生產中的經驗得出塑 件和澆注道之間材料的總和應該在注射機理論注射量的 50%80%之間。 （初步 估算澆注系統(tǒng)的質量為 25g）初步選定注射機為 XS-ZY-
29、25017。 3.1 塑件質量的計算塑件質量的計算 根據三維軟件 Pro/E 模型分析得體積：V=180cm 因為 ABS 的平均密度為：=1.14g/cm 所以，M=175g。 圖 3-1 Pro/E 中零件的質量屬性 3.2 型腔數(shù)量的確定型腔數(shù)量的確定 因型腔數(shù)量與注射機的塑化速率、最大注射量及鎖模量等參數(shù)有關，因此 有任何一個參數(shù)都可以校核型腔的數(shù)量。一般根據注射機的最大注射量來確定 型腔數(shù)量；n 1 /mn)m-(Km 20 （3.1） 式中 注射機最大注射量的利用系數(shù)，一般取 0.8；K M0 注射機允許的最大注射量（g 或 cm） ； 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 m
30、澆注系統(tǒng)凝量（g 或 cm） ； 2 m 單個塑件的質量或體積(g 或 cm)。 1 由此可求出： 1175/=25)-250(0.8n 故取 n=1 滿足設計要求。 3.3 注射機參數(shù)的校核注射機參數(shù)的校核 3.3.1 注射量校核注射量校核 模具型腔是否能充滿與注射機允許的最大的注射量密切相關，設計模具時， 應保證注射模內所需熔體總量在注射機實際的最大注射量范圍內。根據生產經 驗，注射機的最大注射量是其允許最大注射量（額定注射量）的 80%，由此有： 021 %80mmnm+ （3.2） 1175+250.8250 即 200200 (符合要求) 3.3.2 塑件在分型面上的投影面積與鎖模力
31、的校核塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 1、投影面積校核 注射成型時，塑件在模具分型面上的投影面積是影響鎖模力的主要因素， 其數(shù)值越大，需要的鎖模力也就越大。如果這一數(shù)值超過了注射機允許使用的 最大成型面積，則成型過程中將會出現(xiàn)漲模溢料現(xiàn)象。因此，設計注射模時必 須滿足下面關系17： A=nA +A 12 （3.3） 式中 A 單個塑件在模具分型面上的投影面積，該塑件為 37700mm ； 1 2 A 澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積,約為 A 的 0.20.5 倍，該 21 設計取 0.4； 總的投影面積計算為： A=nA +A =137700+0.437700=52780 mm 12
32、 2 2、鎖模力的校核 無錫太湖學院學士學位論文 FF=AP （3.4） m型型 式中 Fm注射機的額定鎖模力為 1250KN； P模具型腔內塑料熔體平均壓力（Mpa）,通常為 2040 Mpa，此 型 設計中取 35 Mpa； 所以 F=5278035=184.73KN，則 F F （符合要求） 型m型 故該注射機符合要求。其技術參數(shù)如下17： 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 表 3-1 XS-ZY-250 注射機主要技術參數(shù) 單位XS-ZY-250 額定注射量cm250 螺桿直徑mm45 注射壓力MPa160 注射速率g/s110 塑化能力g/s18.9 鎖模力kN1250 螺桿轉
33、速r/min10200 移模行程mm360 模具最大厚度mm550 模具最小厚度mm150 噴嘴口直徑mm3 定位孔直徑mm160 噴嘴球半徑mmSR15 3.4 開模行程的校核開模行程的校核 開模取出塑件所需開模距離必須小于注塑機最大開模行程。對于 XS-ZY-250 注 塑機，其最大開模行程有注塑機曲軸機構的最大行程決定，與模具厚度無關。 雙分型面注射模，其開模行程按下式校核： SH +H + a +（510）mm 12 （3.5） 式中 S注塑機的最大開模行程（mm） ； H1塑件脫出距離（也可作為凸模高度） （mm） ； H2塑件高度（mm） ； a 中間板與定模的分開距離（mm） ；
34、 已知 H1=120mm H2=97mm a=115 mm 所以 H1+H2+ a +（510）=120+97+115+（510）=337342（mm） 又由于 XS-ZY-250 臥式注塑機的移模行程為 360mm，即 342 mm360mm 所以開模行程也符合要求。 無錫太湖學院學士學位論文 3.5 脫模力脫模力Q )sin-cos(fLhpQ= （3.6） 式中 L型芯或凸模被包緊部分的周長（cm） ； h被包緊部分的深度（mm） ； p由塑件收縮率產生的單位面積的正壓力，一般取 7.81.8Mpa； f摩察系數(shù)，一般取 0.10.2； 脫模斜度（） 。 而對于不通孔的殼型塑件脫模時，需
35、克服大氣壓力造成的阻力（Q）, H 即 =1F H Q F 為垂直于推出型芯方向的投影面積（cm ） 。 2 并設大氣壓力為 0.09 Mpa，則=F H Q 所以，當不塑件對型芯的粘附力時，其總的脫模力（Q）為 總 Q= Q+ Q 總H （3.7） 計算時，為使脫模力（Q）大于諸因素造成的阻力，須修正以確定脫模力。 總 由零件圖得 L=136cm，h=97mm，p=7.8 Mpa ，f=1.5，=1 。 所以 Q=136977.8（0.15cos1 - sin1 ）+0.0913636.57N 總 推桿推頂接觸總面積 a=10 =1950(mm ) 2 10 22 則接觸壓力校核為： =Mp
36、a6.99 Mpa=14 Mpa a Q總 1950 57.13636 p s 由此，該模具推桿的推頂總面積是可行的。 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 4 澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)和排溢系統(tǒng)的設計 4.1 塑料制件在模具中的位置塑料制件在模具中的位置 1、型腔排列方法 型腔的排列應遵循以下原則13： 當采用一模多腔時，型腔在模板上通常采用圓形排列，H 形排列，直線排列以及復合 排列等。 在設計時應遵循以下要點19： 盡量采用平衡式排列，以構成平衡澆注系統(tǒng)，保證塑件質量均一和穩(wěn)定。 型腔布置和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而產生溢料現(xiàn)象。 盡可能使型腔排列得緊湊些，以便減
37、小模具的外形尺寸。 型腔的圓形排列所占模板的尺寸大，雖然有利于澆注系統(tǒng)的平衡，但加工困難， 除圓形制品和一些高精度制品外，在一般情況下常用直線排列和 H 形排列。 由以上計算得出，型腔數(shù)為 1，即一模一件。又此塑件結構比較對稱，故塑件在模具 型腔中間位置布局。 圖 4-1 型腔布置圖 2、分型面的設計 將模具適當?shù)胤殖蓛蓚€或幾個可以分離的部分，這些可以分離部分的接觸表面分開 時能夠取出塑件及澆注系統(tǒng)凝料，當成型時又必須接觸封閉，這樣的接觸表面稱為模具 無錫太湖學院學士學位論文 的分型面。 根據塑件的形狀和尺寸，由于此塑件為外觀件，選用單一平直分型面。 本模具采用平直分型面有以下優(yōu)點和符合設計基
38、本原則19： （1）分型面在塑件外形最大輪廓處； （2）便于塑件順利脫模； （3）保證塑件的精度要求； （4）滿足塑件的外觀要求； （5）便于模具加工制造； （6）減少塑件在合模分型面上的投影面積，可靠鎖模避免漲模溢料現(xiàn)象； （7）有利于排氣； （8）保證抽心機構順利抽芯； （9）保證斜銷機構順利退出。 4.2 澆注系統(tǒng)的設計澆注系統(tǒng)的設計 澆注系統(tǒng)設計是否合理不僅對塑件性能、結構、尺寸、內外在質量等有很大影響， 而且還對塑件所用的塑料的利用率、成型生產效率等有關系，因此這是一個重要環(huán)節(jié)。 澆注系統(tǒng)設計主要包括主流道，分流道，澆口和冷料穴四部分。它的作用是將來自注射 機噴嘴的塑料熔體均勻而平穩(wěn)
39、地輸送到型腔，同時使型腔內的氣體能及時順利排出，將 注射壓力有效地傳遞到型腔的各個部位，以獲得形狀完整、內外在質量優(yōu)良的塑料制件。 澆注系統(tǒng)的設計應遵循澆注系統(tǒng)的設計原則。 設計澆注系統(tǒng)應注意以下幾點13： （1）流道應盡量減小彎折，表面粗糙度為 Ra1.6 到 Ra0.8m； （2）應按型腔布局設計，盡量與模具中心線對稱； （3）應避免在模具的單面開設澆口，否則會造成注射時受力不均； （4）設計主流道，避免熔融塑料沖擊小直徑型芯及鑲件而產生彎曲或折斷； （5）在滿足塑料成型和排氣良好前提下，選取短的流程，可縮短填充時間； （6）能順利地引導熔融塑料填充各個部位； （7）生產成批塑件，在保證產
40、品質量前提下，縮短冷卻時間及成型周期。 4.2.1 主流道的設計主流道的設計 主流道(俗稱澆口套)是塑料熔體的流動信道，在臥式注射機上主流道垂直于分型面， 由于本塑件在內部開了一個比較大的槽，可讓主流道設于該處。 主流道的設計要點19： （1）澆口套內孔呈圓錐形，錐度 2到 6。錐度過大會造成壓力減弱，流速減慢， 塑料形成渦流，熔體前進易混進空氣，產生氣孔；錐度過小，使流速增大，熱量損耗大， 表面粘度上升，造成注射困難。 （2）澆口套進口的直徑 d 應比注射機噴嘴孔直徑 d1 大 1 到 2mm。 （3）澆口套內孔出料口處應設計成圓角 r，一般為 0.5 到 3mm。 （4）澆口套與注射機噴嘴
41、接觸處球面的圓弧度必須溫和。設模具澆口套球面半徑為 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 R，注射機球面半徑為 r，其關系式如下：R=r+（0.51）mm 澆口套球面半徑比注射機 噴嘴球面半徑大，接觸式圓弧度吻合的好。 （5）澆口套長度應盡量短，以減少冷料回收量，減少壓力損失和熱量損失。 （6）澆口套錐度內壁表面粗糙度為 Ra1.6 到 Ra0.8m，料流順利，易脫模。 （7）澆口套的長度應與定模板厚度一致，它的端部不應凸出在分型面上，否則會造 成合模困難，不嚴密，產生溢料，甚至壓壞模具。 （8）澆口套熱量最集中，為保證注射順利和塑件質量，要考慮冷卻措施。 4.2.2 主流道尺寸的確定主流道
42、尺寸的確定 為使凝料能順利拔出，設計成圓錐形，錐角取 2，選用材料為 T10A，熱處理要求淬 火 5357HRC。其主要尺寸可由以下計算獲得： 主流道小端直徑 d=D+(0.51)=3+1mm=3.5mm； （4.1） 主流道球面半徑 SR=R +(12)=15+1mm=16mm； 1 （4.2） 球面配合高度 h35mm，取 h3mm； 主流道錐角 26，取 2； 根據本塑件實際情況確定澆口套的形狀和尺寸如下： 圖 4-2 澆口套圖 4.2.3 澆口位置的選擇澆口位置的選擇 澆口形式很多，無論采用什么形式，開設位置對塑件成型性能及成型質量都有很大 影響，澆口位置選擇不當使塑件產生變形、熔融接
43、痕、凹陷、裂紋等。澆口位置影響模 具結構。合理選擇澆口開設位置是提高塑件質量的重要設計環(huán)節(jié)。 無錫太湖學院學士學位論文 在選擇澆口位置時，需要根據塑件的結構、質量要求與成型工藝條件等綜合進行考 慮，一般應遵循以下原則： （1）盡量縮短熔體的流動距離； （2）避免熔體破裂現(xiàn)象引起塑件缺陷； （3）澆口應開設在塑件壁厚處； （4）減少熔接痕，提高熔接強度。 5 成型零部件的設計與計算成型零部件的設計與計算 模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件即成型零件設計，包括型腔、型芯、鑲塊和 成型桿等。設計成型零件時，應根據塑料的特性和結構及使用要求，確定型腔的總體結 構，選擇分型面和澆口位置，確定脫模方式、排
44、氣部位等，然后根據成型零件的加工、 熱處理、裝配等要求進行成型零件結構設計，計算成型零件的工作尺寸，對關鍵零件進 行強度和剛度校核。 5.1 成型零件的結構設計成型零件的結構設計 從材料來講，成型零件一般由優(yōu)質鋼材制作。成型零件與塑料直接接觸，承受料流 的高速沖刷、脫模時塑件給予摩擦力、高壓高溫塑料熔體擠壓力，因此要求其有足夠的 強度、剛度、硬度和耐磨性。當成型有腐蝕性氣體產生的塑料時，模具材料還需具備良 好的耐腐蝕性或表面鍍硬鉻。成型零件一般都應進行熱處理或預硬化處理，要求熱處理 變形量小，硬度達 30HRC 以上，為減小流阻力，一般粗糙度 Ra 值取 0.4 m 以下。 模具的材料選擇預硬
45、化型塑料模具鋼中的 3Cr2Mo（GB/T 1299-2000） 。3Cr2Mo 是廣 泛應用的預硬型塑料模具鋼，綜合力學性能好，淬透型高，可以使較大截面的鋼材獲得 較均勻的硬度，并具有很好的拋光性能，表面粗糙度低。用該鋼制造模具時，一般先進 行調質處理，硬度為 2835HRC（即預硬化） ，再經冷加工制造成模具后，可直接使用。 這樣既保證模具的性能，又避免熱處理引起模具的變形。因此，該鋼種宜于制造尺寸較 大或形狀復雜、對尺寸精度與表面粗糙度要求較高的塑料模具和低熔點合金。 5.1.1 型腔（或凹模）的設計型腔（或凹模）的設計 該塑件為一般精度，故其精度等級為 MT5 級。另外，根據參考資料一
46、般模具的表面 粗糙度 Ra 值一般為 1.60.2m。在模具使用中，由于型腔磨損會使表面粗糙度值不斷加 大。除塑件表面有特殊要求以外，一般型腔的表面粗糙度值要低于型芯的。所該接水盒 的外邊面粗糙度為 Ra1.6 m，內表面為 3.26.3 m5。 型腔是成型塑件外表面的凹狀零件，按其結構不同，可分為整體式和組合 式兩類。該塑件較為復雜，通過比較，采用組合式的凹模結構。同時可以使凹模邊緣的 材料的性能低于凹模的材料，避免了整體式凹模選用一樣的材料不經濟，由于凹模的組 合結構可以利用間隙利于排氣，減少凹模熱變形。采用組合式，還可以方便凹模的維修， 避免整體的凹模報廢。綜上，所以采用組合嵌入式凹模。
47、 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 5.1.2 型芯（或凸模）的設計型芯（或凸模）的設計 型芯是成型塑件內表面的零件。型芯按其結構也可分為整體式和組合式，整體式其 結構牢固，不會使塑件產生拼接線痕跡，但不便加工，且消耗的模具鋼多，且熱處理不 方便，常用于形狀簡單的中小型模具或工藝試驗模具。組合式凸模是由兩個或兩個以上 的零件組合而成的凸模。應用于凸模形狀復雜時，設計成通孔臺肩式，凸模帶有臺肩， 從下面嵌入模板，再用墊板螺釘緊固，是最常用的方法。在設計和制造時必須注意結構 合理，保證型芯和鑲塊的強度，防止熱處理時變形，避免尖叫鑲拼。分析該塑件，結構 稍復雜，且位置關系有一定的要求，為了保證
48、位置關系以及尺寸，將型芯設計為組合式19。 5.2 成型零件工作尺寸的計算成型零件工作尺寸的計算 成型零件工作尺寸是成型零件上直接用來構成塑件的尺寸，主要有型腔和型芯的徑 向尺寸，型腔的深度尺寸和型芯的高度尺寸，型芯之間的位置尺寸，孔間距離尺寸，孔 與凸臺至某成型表面的距離尺寸，螺紋成型零件的徑向尺寸和螺距尺寸等。由于考慮到 影響因素多，所以我們一般按照平均收縮率、平均磨損量和模具平均制造公差為基準的 計算方法。 （1）計算模具成型零件最基本的公為： L L （1S） ms （5.1） 式中 Lm模具成型零件在常溫下的實際尺寸； Ls塑件在常溫下的實際尺寸； S 塑料的計算收縮率。 （2）塑料
49、的平均收縮率計算公式為： %100 2 minmax _ + = SS S （5.2） 式中 塑料的平均收縮率； _ S 塑料的最大收縮率；S max 塑料的最小收縮率。S min 由材料的性質可知：ABS 的收縮率為 0.3%0.8%，即平均收縮率為 0.0055。 5.2.1 型腔外形尺寸的確定型腔外形尺寸的確定 塑件外形最大尺寸為基本尺寸，偏差為負值，與之相對應的模具型腔最小尺寸為基 本尺寸，偏差為正值。塑件內形最小值為基本偏差為正值，與之相對應的模具型芯最大 尺寸為基本尺寸，偏差為負值；中心距偏差為雙向對稱分布。 型腔徑向尺寸計算公式為： 無錫太湖學院學士學位論文 zz sm LSL
50、+ += 00 -)1()( （5.3） 式中 Lm模具型腔的徑向公稱尺寸，mm； 塑料的平均收縮率，%；S Ls塑件外形的徑向公稱尺寸，mm； 模具制造公差，取塑件相應尺寸公差的 1/3，mm； z 塑件外形徑向尺寸的公差，mm。 修正系數(shù)，=0.50.75，這里取=0.75。 圖 5-1 凹模實體圖 型腔 290mm 端工作尺寸計算： 查表得 =2.5，則=2.5/3=0.83 z zz sm LSL + += 00 -)1()( = 83. 0 0 5 . 275. 0-290)00550. 01( + + =mm 83. 0 0 72.289 + 型腔 130mm 端工作尺寸計算： 查
51、表得 =1.28，則=1.28/3=0.43 z zz sm LSL + += 00 -)1()( = 43. 0 0 28. 175. 0-130)00550. 01( + + = 43. 0 0 755.129 + 5.2.2 型芯外形尺寸的確定型芯外形尺寸的確定 型腔徑向尺寸計算公式為： 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 0 - 0 - zz -)1()( sm lSl+= （5.4） 式中 模具型芯徑向基本尺寸； m l 塑件內表面的徑向尺寸； s l 塑件內表面徑向基本尺寸的公差； 模具制造公差。 z 圖 5-2 凸模實體圖 型芯 206mm 端工作尺寸計算： 查表得 =1.9
52、2，則=1.92/3=0.64 z 0 - 0 - zz -)1()( sm lSl+= 0 - -206)0055. 01( 0.64 1.920.75+= mm 0 64. 0- 693.205= 型芯 75mm 端工作尺寸計算： 查表得 =0.86，則=0.86/3=0.29 z 0 - 0 - zz -)1()( sm lSl+= 0 - -75)0055. 01( 0.29 0.860.75+= mm 0 29. 0- 767.74= 型芯 285mm 端工作尺寸計算： 查表得 =2.5，則=2.5/3=0.83 z 0 - 0 - zz -)1()( sm lSl+= 0 - -2
53、85)0055. 01( 0.83 2.50.75+= 無錫太湖學院學士學位論文 mm 0 83. 0- 69.284= 型芯 125mm 端工作尺寸計算： 查表得 =1.28，則=1.28/3=0.43 z 0 - 0 - zz -)1()( sm lSl+= 0 - -125)0055. 01( 0.43 1.280.75+= 0 - 727.124 0.43 = 5.2.3 型腔深度和型芯高度尺寸的計算型腔深度和型芯高度尺寸的計算 （1）型腔深度計算公式為： z 00 -)1()( + += sm HSH z （5.5） 式中 模具型腔深度基本尺寸，mm； m H 塑件凸起部分高度基本尺
54、寸，mm； s H 修正系數(shù)，取 1/31/2。 代入數(shù)據得： 0.21 0.640 + += 00 .5-42)0055. 01()( z m H mm 91.41= （2）型芯高度計算公式為： 00 -)1()( zz sm hSh + += （5.6） 式中 hm模具型芯高度基本尺寸，mm； hs塑件孔或凹槽深度尺寸，mm。 代入數(shù)據得： 00 -5 .39)0055. 01()( 0.21 0.640.5 + += z m h 0 21. 0- 39.39= 5.2.4 型腔側壁厚度的計算型腔側壁厚度的計算 按強度條件型腔側壁的計算公式為： 2 2 1 H lpH s （5.7） 式中
55、 S矩形型腔側壁厚度，mm； P模腔最大內熔體壓力（Mpa） ；可取注射成形壓力的 25%50%， P 取 30Mpa； H1承受熔體壓力的側高度，H1取 30mm； l型腔側壁長邊長，mm； H型腔側壁總高度，mm。 模具材料許用應力（Mpa） ； 當 p = 50Mpa、H1/H=4/5、 =0.05mm、=160Mpa 時，側壁長邊 l 的剛度計算與 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 強度計算的分界尺寸為 370mm。即當 l370mm 時按剛度條件計算側壁厚度，反之按強度 條件計算側壁厚度。 所以該塑件型腔側壁厚度為：=33mm 2 2 1 H lpH s 16052 29033
56、0 2 考慮增強安全因素，則可設計型腔側壁厚度為 35 mm。 5.2.5 型腔底板厚度的計算型腔底板厚度的計算 按強度條件型腔底板厚度的計算公式為： 4 3 2 B pbL h （5.8） 式中 h矩形底板（支撐板）的厚度，mm； L雙支腳間距，mm； p模腔那最大熔體壓力（Mpa） ；可取注射成形壓力的 2550； p 取 30Mpa； b型腔側壁短邊長，b 取 247.5mm； 模具強度計算得許用應力（Mpa） ；一般中碳鋼300Mpa。 所以該塑件型腔底板厚度為：=32mm 4 3 2 B pbL h 16024 2901301303 2 考慮增強安全因素，則可設計型腔底板厚度為 35
57、 mm。 5.2.6 中心距尺寸的計算中心距尺寸的計算 塑件上凸臺之間、凹槽之間或凸臺與凹槽之間中心線的距離稱為中心距。由于中心 距的公差都是雙向等值公差，同時磨損的結果不會使中心距尺寸發(fā)生變化，在計算時不 必考慮磨損量。因此塑件上的中心距基本尺寸和模具上的中心距的基本尺寸均為平 s C m C 均尺寸。于是標注制造公差后的計算公式為： 2/)1 (2/)( zszm CSC+= （5.9） 式中 模具中心距基本尺寸； m C 塑件中心距基本尺寸。 s C 代入數(shù)據得：mm2/160)0055. 01 (2/)(0.108+= zm C054. 088.160= 無錫太湖學院學士學位論文 6
58、脫模機構的設計脫模機構的設計 塑件在從模具上取下以前,還有一個從模具的成型零件上脫出的過程,使塑件從成型零 件上脫出的機構稱為推出機構。它包括以下幾個部分，脫模力的計算、推出機構、復位 機構等的機構形式、安裝定位、尺寸配合以及某些機構所需的強度、剛度或穩(wěn)性校核。 推出機構按動力來源可分為手動推出、機動推出和液壓推出三類。在設計此機構時，應 遵守以下幾個原則：推出機構應盡量設置在動模一側；保證塑件不因推出而變形損壞； 機構簡單動作可靠；良好的塑件外殼；合模時應使推出機構正確復位。 6.1 脫模力的計算脫模力的計算 塑件注射成型后，塑件在模具內冷卻定型，由于體積的收縮，對型芯產生包緊力， 塑件要從
59、模腔中脫出，就必須克服因包緊力而產生的摩擦阻力。對于底部無孔的筒、殼 類塑件，脫模推出時還要克服大氣壓力。型芯的成型端部，一般均要設計脫模斜度。塑 件在剛開始脫模時，所需的脫模力最大，其后推出力的作用僅僅是為了克服推出機構移 動的摩擦力。一般而論，塑料制件剛開始脫模時，所需克服的阻力最大，所以選擇此時 作為臨界條件。塑件脫模的型芯受力分析如圖： 圖 6-1 脫模力示意圖 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 根據力平衡原理，列出平衡式： 0= x F 即： )sincos1/()sincos(ffFF bt +=- （6.1） 因實際上摩擦系數(shù) f 較小，sin 更小，cos 也小于 1，故
60、忽略 fcossin，式 （6.1）簡化為 )sincos(- bt FF= （6.2） 式中 塑件對型芯的包緊力； b F f脫模時型芯所受的摩擦阻力； 脫模力； t F 型芯的脫模斜度。 又 b FF= 而包緊力為包容型芯的面積于單位上包緊力之積，即：ApFb= 由此可得： )sincos(-ApFt= （6.3） 式中 塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為 0.10.3； 塑件包容型芯的面積；A 塑件對型芯的單位面積上的包緊力，一般情況下模外冷卻的塑件 p p 取 2.43.9107Pa，模內冷卻的塑件約取 0.81.2107Pa。 代入數(shù)據得：=97N)sincos(101016800 76-。
61、1-10.21= t F 6.2 推出機構的設計推出機構的設計 推出機構一般包括推桿推出機構、推管推出機構、推件板推出機構、活動鑲塊及凹 模推出機構、多元綜合推出機構等?？紤]到本塑件的形狀一般，而且深度的拉開幅度很 大，而推管推出機構通常使用于有孔的圓形套類塑件，推件板推出機構易使塑件產生變 形且易產生毛刺?？紤]本塑件的具體形狀，在塑件的四個內角有圓形套，其它部位比較， 再有本設計采用的是圓柱形推桿形式19。 1、推桿推出機構 推桿推出是一種最簡單常用的推出形式。推出組件制造簡便，更換容易，滑動阻力 小，圓形,因圓形制造加工和修配方便，頂出效果好，在生產中應用最廣泛但圓形頂出 面積相對較小，易
62、產生應力集中，頂穿產品，頂變形等不良。在脫模斜度小，阻力大等 管形，箱形產品中盡量避免使用。當頂桿較細長時，一般設置成臺階形的有托頂針，以 加強剛度，避免彎曲和折斷。 根據塑件分析和推桿的設計要點,選擇圓形推桿推出機構，具體分布如下圖： 無錫太湖學院學士學位論文 圖 6-2 推桿分布圖 技術要求:材料 T10 碳素工具鋼；熱處理要求 HRC50；工作配合部分表面粗糙度 Ra0.8m。 推桿脫模機構設計要點13： （1）推桿的推出位置應設在脫模阻力大的地方； （2）推桿不宜設在塑件最薄處，以免塑件變形或損壞； （3）推桿端面應和型腔在同一平面或比型腔的平面高出 0.05 到 0.10mm，否則會
63、影 響塑件外觀和使用； （4）為了保證塑件質量，應多設推桿。 （5）按照塑件的形狀，推桿的端面形狀除了最常用的圓形外。 2、推桿設計 推桿選用直桿式圓柱形，圖示如下： 基于 Pro/E 的接水盒注塑模具設計 圖 6-3 推桿 配合精度：與推桿孔的配合段可用 H8/h8 配合，配合表面粗糙度 Ra 為 0.8um。 推桿的材料為 T8A 或 45 鋼，由于該塑件不是均勻分布，導致重心不在其中心，所以 根據經驗設計靠近帶孔側壁側的推桿直徑為 3mm。 圖 6-4 Pro/E 中塑件重心的分析 為了保持推桿在工作時具有一定的穩(wěn)定性，對它進行校核。 推桿直徑計算公式： 4 1 )/( 2 nEFLKd= （6.3） 2-3,否則斜導柱無法帶動滑塊運動。 （5）滑塊完成抽芯運動后，仍停留在導滑槽內，留在導滑槽內的長度不應小于滑塊 全長的 2/3，否則，滑塊在開始復位時容易傾斜而損壞模具。 （6）防止滑塊設在定模上，為保證塑料制品留在定模上，開模前必須先抽出側向型 芯，最好采取定向定距拉緊裝置。 7.2.2 斜導
機械畢業(yè)設計（論文）-基于ProE的接水盒注塑模具設計【全套圖紙PROE三維】
