I畢業(yè)設計（論文）說明書課題名稱：某品牌風扇后殼注射模具設計院 系專 業(yè)班 級學 號姓 名 II指導教師 年 5 月 25日III摘要本設計的是風扇后殼零件注塑模具設計，此產(chǎn)品側面因為有側凹和側孔，所以模具采用了側抽芯機構，一模二腔，截面是梯形分流道，潛伏式澆口進膠，最后采用推桿推出。好的模具設計結構能表明該模具能達到質量和加工的要求，導向部件和脫模機構等等，并利用 AutoCAD 進行確定型腔的總體布局，然后根據(jù)結構設計成型零件的加工和裝配工藝要求,在結合傳統(tǒng)機械設計的應用后，將CAD/CAM 技術應用于注塑模具的設計中。因此，有必要有一個合理的結構，高強度和剛度，良好的耐磨性，正確的幾何形狀，高尺寸精度和低表面粗糙度。檢查并計算工藝參數(shù)，復位桿用于復位。此說明書還主要包括塑料零件和注塑模具的總體精度設計過程，注塑模具主要零部件的設計要點。分型面設計、流道系統(tǒng)的設計是本設計的重點。塑料模具設計，合理選擇注射成型方法。最后選擇注塑機，并對塑料零件的成型工藝和模具的生產(chǎn)可行性進行了系統(tǒng)的論證。 關鍵詞：注塑；模具設計；型腔型芯；IVVAbstractThis design is the bottle nozzle rotary injection mold design, this product because of side concave, so the die with side core pulling mechanism, a mold four cavity, S type flow section is trapezoidal runner, gate into the plastic, the ejector. The mold design of good structure can show that the mold can achieve the quality and processing requirements, guide components and demoulding mechanism and so on, and then determine the overall layout of the cavity by AutoCAD, then according to the requirements of processing and assembly process design of molding parts, in combination with the application of traditional mechanical design, the design and application of CAD/CAM technology in in the injection mold,. Therefore, it is necessary to have a reasonable structure, high strength and stiffness, good wear resistance, correct geometry, high dimensional accuracy and low surface roughness. Check and calculate the process parameters. This specification also includes the design process of plastic parts and injection mold. Parting surface design, runner system design is the focus of this design. Plastic mold design, reasonable selection of injection molding method. Finally, the injection molding machine is selected, and the forming process of the plastic parts and the feasibility of the mould are systematically demonstrated.VIKeywords: plastic mold; injection molding; mold design.VII目 錄摘要 .IIABSTRACT .III目 錄 .IV1 緒論 11.1 模具和模具工業(yè) .11.2 我國模具技術發(fā)展的趨勢 .21.2.1 有利因素 21.2.2 不利因素 31.3 模具的作用與地位 .51.4 本次畢業(yè)設計研究目的及意義 .62 塑件分析 72.1 塑件工藝性分析 .72.2 塑件結構分析 .82.2.1 開模方向 82.2.2 脫模斜度 82.2.3 分型面 82.2.4 收縮率 92.2.5 零件壁厚 92.2.6 圓角 92.3 ABS 材料的性能 92.4 材料 ABS 的注塑成型參數(shù) .103 擬定模具的結構形式 123.1 型腔數(shù)目的確定 .123.2 分型面的選擇 .124 注塑機的校核 145 成型零部件設計 185.1 型腔和型芯工作尺寸計算 .185.2 型腔側壁厚度校核計算 .226 抽芯系統(tǒng)設計 266.1 側向分型抽芯機構 .26VIII6.2 抽芯力的計算 .266.3 抽芯距的計算 .266.4 彎曲力的計算 .276.5 斜導柱直徑的計算 .276.6 斜導柱長度的計算 .286.7 脫模行程的計算和校核 .296.8 鎖緊塊設計 .296.9 滑塊的最終設計圖 .307 模架的選擇 318 澆注系統(tǒng)的設計 328.1 主流道的設計 .328.1.1 小端直徑的計算 328.1.2 球面半徑的計算 338.1.3 大端直徑的計算 338.1.4 澆口套長度計算 338.2 分流道的設計 .338.2.1 分流道的計算 338.2.2 分流道布置形式 358.3 澆口設計與布置 .358.4 冷料穴和拉桿的設計 .368.5 澆注系統(tǒng)的校核 .368.5.1 主流道凝料的計算 368.5.2 分流道凝料的計算 378.5.3 總凝料的計算 378.5.4 澆口體積的計算 378.5.5 分流道體積的計算 378.5.6 主流道體積的計算 378.5.7 主流道流速的計算 378.5.8 澆口流速的計算 388.5.9 模具充模時間的計算 388.5.10 型腔充模時間的計算 388.5.11 注射時間的計算 398.5.12 澆口剪切速率的校核 398.5.13 分流道剪切速率的校核 39IX8.5.14 流道剪切速率的校核 409 溫度調節(jié)系統(tǒng)設計 419.1 對溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求 .419.2 設計原則 .419.3 冷卻系統(tǒng)的計算 .419.4 冷卻系統(tǒng)的布置 .4410 推出機構的設計 4510.1 脫模力的計算 .4510.2 推桿直徑的計算 .4510.3 推桿的強度校核 .4610.4 推桿的布置形式 .4611 合模導向機構設計 47總結 49致謝 50參考文獻 5111 緒論1.1 模具和模具工業(yè)模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)用的重要工藝裝備，現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)離不開模具，模具工業(yè)已成為工業(yè)發(fā)展的基礎，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn)，特別是在汽車、摩托車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。而作為制造的零件生產(chǎn)粗粗加工的 75%的精加工的 50%都由模具成形完成。單就汽車行業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上千億元，而當汽車更換車型時約有 80%的模具需要更換。另外，電子和通信產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達國家往往占到模具市場總量的 20%之多。電子、汽車、電機、電器、儀表、通信和軍工等產(chǎn)品中，60%~80% 的零部件都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法無法比擬的。模具在很大程度上決定這產(chǎn)品的質量、效益和開發(fā)能力，因此模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟的重要基礎工業(yè)。模具工業(yè)發(fā)展的關鍵是模具技術的進步。模具作為一種高附加值和技術密集型產(chǎn)品，其技術水品的高低已成為衡量一個國家制造水品的重要標志之一。世界上許多國家，特別是一些工業(yè)發(fā)達的國家都十分重視模具技術的開發(fā)，大力發(fā)展模具工業(yè)，積極采用先進技術和設備提高模具制造水平，并且已經(jīng)取得了顯著的經(jīng)濟效益。模具工業(yè)在經(jīng)濟繁榮和經(jīng)濟蕭條時都不可或缺，經(jīng)濟發(fā)展快是產(chǎn)品暢銷，自然要求模具相適應；而經(jīng)濟發(fā)展滯緩時期，產(chǎn)品不暢銷，企業(yè)必然千方百計地開發(fā)新產(chǎn)品，這同樣會對模具帶來強勁需求。因此，模具工業(yè)被稱為不衰的工業(yè)。近幾年，世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在每年 1000 億美元至 1500 億美元，其中美國、日本、法國、瑞士等國一年出口模具約占本國模具總產(chǎn)值的 1/3。同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇，模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 15%的年增長率，模具及模具制造標準件出口量不斷增加。我國模具行業(yè)的企業(yè)數(shù)量和職工總人數(shù)已躍居世界第一，模具行業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模已占世界總量的近 10%，位居世界前列。因此，研究和發(fā)展模具技術，提高模具技術水平，對于促進國民經(jīng)濟的發(fā)展有著特別的意義。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石” ；德國則冠以“加工工業(yè)中的帝王” 、所有工業(yè)的“關鍵工業(yè)” ；歐美其他一些發(fā)達國家模具被稱為“磁力工業(yè)” ；日本把模具譽為“進入富裕社會的原動力” 、 ‘模具是整個工業(yè)發(fā)展的秘密’ ，其模具年產(chǎn)值達到 13000億日元，遠遠超過日本機床總產(chǎn)值 9000 億日元。如今，世界模具工業(yè)的發(fā)展已2經(jīng)超過了新興的電子工業(yè)。模具水平的高低，決定著產(chǎn)品的質量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力，已成為衡量一個國家制造水平的重要標志，由此可見模具工業(yè)在各國國民經(jīng)濟中的重要地位?？梢灶A言，隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷發(fā)展，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位將日益提高，并在國民經(jīng)濟發(fā)展過程中發(fā)揮越來越重要的作用。1.2 我國模具技術發(fā)展的趨勢1.2.1 有利因素國際注塑成型工藝正越來越多地應用于各種制造行業(yè)范圍內，以用來發(fā)明各種功能和要求的產(chǎn)品。企業(yè)管理落后于技術進步，這是當今我國面臨的問題，因此我國部分先進企業(yè)正在積極組織開發(fā)和制造新型模具產(chǎn)品，利用低成本和一系列優(yōu)勢打開模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程。同時，加大投資力度，模具行業(yè)的水平進步就很快；再次，當今時代模具行業(yè)與 CAD/CAM 軟件嚴密聯(lián)合，加速了模具的發(fā)展進程，再加上中國參加世貿(mào)組織已經(jīng) 6 年了，在與世界模具環(huán)境的交流競爭過程中的道路很多的創(chuàng)作和發(fā)展經(jīng)驗。說到我國注塑模具，就不得不說壓延和吹塑，無需修整澆口和回收進程的冷流道等工藝，與國外先進程度比較仍相差較大。同時，模具成型已成為目前工業(yè)消費的重要伎倆，需要不斷的積累經(jīng)驗和沉淀，中國的平均每年進口模具相對較大，面對這種情況我國要成為制造強國，加速提升模具技術能力已成為以后的重中之重。我國模具的基本分布情況 45%注塑模，壓鑄模具占 37%，約 9%其他類型的模具，從概念設計到產(chǎn)品制造一體化的塑料在模腔內的固化工藝設計，由于我國制造業(yè)起步較遲，經(jīng)驗和技術都略有不足，導致外貿(mào)依存度從 30%提高到 70%，這樣增加了中國的經(jīng)濟發(fā)展速度的負擔。但是由于我國企業(yè)基數(shù)大低檔模具在市場占有率已經(jīng)逐漸升高，主要是因為它具有加工便利、質地好、輕巧耐用、用處普遍、投資效益明顯等長處。這些都影響和制約了我國模具消費的開展和品質的進步，制約了一切積極因素。再次強調，世界模具行業(yè)上超過一半的模具企業(yè)公司都在生產(chǎn)注塑模具，促使模具行業(yè)被稱為持久不衰的行業(yè)。為了滿足這些要求，其中 160 個專業(yè)模具企業(yè)、許多研究機構和高校進行了深入的合作，研究和開發(fā)先進的模具技術，隨著汽車生產(chǎn)和銷售的極速增長，設備水平和產(chǎn)品水平有了很大的進步。為了使導向柱和導向套，推桿、支撐塊、定位環(huán)等能夠很好的更換和選擇，國際和我國都成立了專門的規(guī)范和標準。目前，時代正在發(fā)展進步，設計產(chǎn)品的更新周期越來越短，所以模具工作人員需要掌握很全面的知識和技能，特別值得注意的是 Moldflow 已經(jīng)發(fā)展完全，模流3分析后用高技術發(fā)展的零件變形小，至此可以看出這個軟件在內地模具制造已成為一個快速發(fā)展的勢頭?？焖俪尚椭圃焓且环N層狀復合技術，綜合了激光、材料科學、信息與控制技術等先進技術。2000 年近 100 億元，中國的模具出口超過 5%的總產(chǎn)值。縮短模具的設計和制造周期，引進先進設備自動生產(chǎn)，并且設計合理確保產(chǎn)品可以自動從模具脫落，從而促使模具行業(yè)增長率、經(jīng)濟效益和社會效益越來越明顯。然而，模具的質量直接與模具的設計和制造有很大的關系。它不同于一般的加工行業(yè)，而是致力于促成模具工業(yè)的開展和技術提高。從模具選擇材料上獲悉，你必須透徹理解模具設計的原則和方法。當前，根據(jù)模具設計的制造周期和質量的發(fā)展結果，各協(xié)會提出了更高的要求，在質量、技術和能力方面取得了很大進步。經(jīng)濟快速發(fā)展促使制造技術的日益更新，就像其他類型的模具一樣。由于注塑模具結構運用 CAD 涉及范圍越來越廣，導致模具增長非常迅速，自 20 世紀 80 年代以來，居世界前列，尤其是其中的塑料模具約占 30%。模具技術直接影響到制造業(yè)的發(fā)展和進步，產(chǎn)品升級和產(chǎn)品競爭力。導致美國行業(yè)即使已經(jīng)使用交互式圖形系統(tǒng)一段時間了，所用的原料很大一部分仍依賴進口。制造業(yè)是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志，形成如手機、相機、筆記本電腦、液晶電視、IT 產(chǎn)業(yè)等模具行業(yè)，并加大力度打造和創(chuàng)新，在降低成本方面發(fā)揮巨大作用。9 億美元增加了約 50 美元。只有美國 GDP 的 5 年前，高于 3 兆美元（中國的 gdp2005 是 22 兆美元） 。在壓力條件下。總需求同時，美國麻省理工學院的研究計劃提出了交互式圖形，模具和模具標準件出口從目前的 90000000 美元增加到約 2 億美元，部分業(yè)務虧損開始減少。制作更新是更新模具的前提，只有 1 / 3，約 1／4 的成本所需的時間，傳統(tǒng)的處理方法和制造方法，設計過程中的方案，合作條件需要不斷更新，模具集群生產(chǎn)發(fā)展迅速，對 30%平均縮短制造周期。再次強調的是，由于我國模具起步慢，早期沒有形成系統(tǒng)性，導致了我國人才與發(fā)展的不適應，面對如此狀況，我覺得我國應該出臺政策，督促高校和企業(yè)積極培養(yǎng)有關專業(yè)人才，有必要的情況下，應施行校企合作，高校培養(yǎng)適合時代適合企業(yè)模式的人才，能夠使學生一出校門就能實踐應用所學，立馬勝任企業(yè)模具工作，從而節(jié)省人才培養(yǎng)時間，加快我國模具發(fā)展進程。這對促進國民經(jīng)濟發(fā)展具有重要意義。但缺乏標準化的專業(yè)標準。增強與國內模具行業(yè)的協(xié)作與交換，是中國模具的必行之事，模具是其特定的形狀形成一定形狀和大小的工具使用。在設計、制造、裝配、檢驗、測試和生產(chǎn)管理全過程的全新引進，這是對傳統(tǒng)模具設計方法的挑戰(zhàn)和創(chuàng)新，而且模具行業(yè)在大多數(shù)發(fā)達國家為 15 萬 20 億，汽車模具市場潛力巨大且 PET 成型，具有一定4規(guī)模的企業(yè)超過了 450 家。2001 進口模具 11，應用范圍已逐步改變。中國模具產(chǎn)業(yè)面臨著國外先進技術的挑戰(zhàn)和高質量的產(chǎn)品。模具影響著產(chǎn)品的質量，在每個模具沒有固化廢物清除，同時許多企業(yè)運用 CAD/CAM/CAE 一體化技術、三維設計技術、ERP 和 IM3 信息治理技術進行極速加工、快速成型、虛構仿真、網(wǎng)絡技術等，使模具發(fā)展更加精準和便捷，更易節(jié)省材料。1.2.2 不利因素中國有 1 萬 7000 多個模具生產(chǎn)廠點，塑料模具在總模具的比例正在逐步提高。但近年來，越來越多地應用于注塑模具成型。在 2015 的利潤率的產(chǎn)值下降，比上年下降了 2%，與上述因素有很大的關系。在模具制造過程中，其中出口約58 億元，再加上宣傳、實施和推廣力度。據(jù)中國模具協(xié)會初步統(tǒng)計，可以提高生產(chǎn)效率。然而，絕對量的增加仍然大于進口的出口，保留在澆注系統(tǒng)的熔融材料可以再次注入。中國的模具技術含量已供大于求。市場對模具增長的需求，全球人均國內生產(chǎn)總值達到 9500 美元，但總的來說，模具是非常重要的設備廣泛應用于工業(yè)生產(chǎn)，模具機械與先進的高速自動模具。模具行業(yè)是一個不斷創(chuàng)新進步的產(chǎn)業(yè)。近年來，澳大利亞經(jīng)濟快速發(fā)展。注塑模具生產(chǎn)中使用的注塑模具，使設計人員可以盡快找到問題。中國的模具產(chǎn)業(yè)進入發(fā)展的快車道。將成為所有企業(yè)占領市場制高點的唯一途徑，模具結構難以影響經(jīng)營程度。除了一些常用的數(shù)據(jù)庫信息的設計外，還可以在 CAD 系統(tǒng)中建立，供設計人員快速查詢。目前，它在國際市場上很受歡迎，主要提高產(chǎn)品等得質量和節(jié)省企業(yè)的材料經(jīng)費。因此，它具有廣闊的發(fā)展前景，從而完成一個成型周期。近年來，中國的塑料模具業(yè)開展迅速。從供需形勢看，降低了生產(chǎn)成本，尤其在汽車、摩托車、輕工、電子、航空等行業(yè)尤為突出。RPM 技術與機床相結合的技術在國民經(jīng)濟建設的重要產(chǎn)業(yè)。程序設計與自動化。高分子材料已經(jīng)在人們的生活和國防建設的基本必需品，霉菌生長很快，第一個提出增加設備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展力度，國外大公司如通用、福特、法拉利、豐田、IBM、ATT、摩托羅拉、MD、中國和一些著名企業(yè)的。據(jù)國際生產(chǎn)技術研究所?？稍O置這些公式的模塊。在中國，模具行業(yè)的外國投資企業(yè)越來越多，我國現(xiàn)行的關稅政策及項目審批制度也越來越完善，塑料模具生產(chǎn)，應該能夠滿足給定的形狀、大小、外觀和產(chǎn)品的性能要求，采用不同的平面輪廓的方式交錯的通道。廣泛應用于各種材料加工行業(yè)。迫使部分企業(yè)加快調整其定位。初步估計 40%之間 50%。在航天領域離不開精密模具。模具是工業(yè)生產(chǎn)工藝設備的基礎，美國日本模具廠。還有 10 多年的差距。注塑成型的注塑件在固定板安裝的固定部分的比重很大， 35%生產(chǎn)模具和夾具，以適應形勢，人才短缺日益突5出。CAD/CAM 技術的發(fā)展和越來越普遍的應用。注塑成型也已成功應用于某些熱固性塑料的成型，也可以在系統(tǒng)中建立。目前，質量和數(shù)量不能滿足這些支柱產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要。傳統(tǒng)注塑模具設計。Moldflow 技術的應用已經(jīng)在世界上成功地設計模具。協(xié)會在成員單位和政府部門之間起著橋梁和紐帶的作用。中國加入 WTO 后。除了第十一的五年期間，注射成型過程的核心問題是運用各種措施，取得了良好的塑料熔體塑化、高效率的要求，操作簡單，自動化從模具制造的角度來看，國民經(jīng)濟的快速發(fā)展提出了更高的要求，模具工業(yè)。一些出現(xiàn)在文檔中。在成型過程中。對工藝原理的研究越來越多。許多大型企業(yè)紛紛建立自己的模具設計中心，使工藝設計生動展現(xiàn)。90 年代以來，世界經(jīng)濟的發(fā)展令人鼓舞。必須考慮注塑樹脂，注塑模具和注塑機。對中國的機械制造業(yè)，汽車的能力，電子、電器等產(chǎn)品，新能源、醫(yī)療、航空航天等領域的發(fā)展，節(jié)能減排等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)正在成為重要的模具產(chǎn)業(yè)新的增長點。新一輪企業(yè)擴張是在技術水平較高的基礎上突破產(chǎn)品。目前位居世界前列，技術升級已難以實現(xiàn)。相應的模具設計制造技術創(chuàng)新發(fā)展和信息化軟件水平應用有待進一步提高。對于生產(chǎn)過程中的模具提出了高質量，低價格，快速交貨的新的更高的要求，由于需要提高競爭力。模具企業(yè)由于資金不足，所以中國的模具行業(yè)在未來 5-10 年將有不少于 10%的增長率。1.3 模具的作用與地位模具制造是國家經(jīng)濟建設中的一項重要產(chǎn)業(yè)，振興和發(fā)展模具工業(yè)，日益受到世界各國的重視和關注。80 年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，1999 年我國模具工業(yè)產(chǎn)值為 245 億，至 2000 年我國模具總產(chǎn)值預計為260-270 億元，其中塑料模在模具總量中的比例還將逐步提高。模具工業(yè)是技術成果轉化的基礎，同時本身又是高新技術產(chǎn)業(yè)的重要領域，在歐美等工業(yè)發(fā)達國家被稱為“點鐵成金”的“磁力工業(yè)” 。我國塑料模具工業(yè)起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀，有了很大的發(fā)展，模具水平有了較大的提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 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(chǎn)照相機塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。在模具方面，我國模具總量雖已位居世界第三，但設計制造水平總體上比德、美、日、法、意等發(fā)達國家落后許多，模具商品化和標準化程度比國際水平低許多。在模具價格方面，我國比發(fā)達國家低許多，約為發(fā)達國家的 1/3~1/5，工業(yè)發(fā)達國家將模具向我國轉移的趨勢進一步明朗化。注塑模型腔制造精度可達 0.02-0.05mm，表面粗6糙度 Ra0.2，模具質量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達 10-30 萬次，淬火鋼模達 50-100 萬次，交貨期較以前縮短。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。這是由于塑料模成型制品的日益大型化、復雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所決定。在塑料模設計制造中全面推廣應用 CAD/CAM/CAE 技術。CAD/CAM 技術已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術，近年來模具 CAD/CAM 技術的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件；基于網(wǎng)絡的 CAD/CAM/CAE 一體化系統(tǒng)結構初見端倪，其將解決傳統(tǒng)混合型CAD/CAM 系統(tǒng)無法滿足實際生產(chǎn)過程分工協(xié)作要求的問題；CAD/CAM 軟件的智能化程度將逐步提高；塑料制件及模具的 3D 設計與成型過程的 3D 分析將在我國塑料模具工業(yè)中發(fā)揮越來越重要的作用。采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。制訂熱流道元器件的國家標準，積極生產(chǎn)價廉高質量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關鍵。氣體輔助注射成型可在保證產(chǎn)品質量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成型比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且其常用于較復雜的大型制品，模具設計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。另一方面為了確保塑料件精度，繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具也非常重要。我國模具標準件水平和模具標準化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質量和降低模具制造成本，模具標準件的應用要大力推廣。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)、提高商品化程度、提高標準件質量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種。1.4 本次畢業(yè)設計研究目的及意義本次設計的目的是使學生在技術工作中養(yǎng)成嚴肅認真的態(tài)度，能自學有關設計的知識和軟件，如運用 UG 軟件完成三維建模、CAD 模具設計等。同時，7能夠運用所學的專業(yè)知識分析解決實際問題，掌握模具設計方法和擁有設計、計算、繪圖的能力與運用計算機邏輯思維與形象思維相結合的能力，并且能夠撰學設計論文和其中的規(guī)范，在撰學過程中，深刻了解模具加工的過程和鍛煉中外文獻檢索與閱讀能力。值得一提的是，完成本設計不是一個人的事，它需要我們學生、老師互相團結協(xié)作、指導交流、糾正改進，通過本設計從而懂得團隊協(xié)作的意義所在！82 塑件分析2.1 塑件工藝性分析圖 2-1 塑件圖此塑件外形呈圓柱形，側面有凹槽，所以需要側抽芯機構。由于塑件平均厚度為 1.5mm，為了結構簡單可靠，可以在底部采用推桿頂出?？紤]到塑料零件具有低摩擦特性和一定的耐磨性，性能優(yōu)良，隔音性好，具有優(yōu)異的耐磨性。它要求尺寸穩(wěn)定性好，沖擊強度高，電氣性能穩(wěn)定，耐寒性好。考慮綜合性能良好的 ABS 塑料。表 2-1 ABS 塑料的相關參數(shù)塑件品種 結構特點 使用溫度 化學穩(wěn)定性性能特點 成型特點 主要用途ABS 線型結構非結晶型小于 70℃較好機械強度較好，有一定的耐磨性。但耐熱性較差，吸水成型性能好,成型前原料要干燥應用廣泛，如電器外殼、汽車儀表盤、日用品等9性較差未注公差經(jīng)過表獲得 MT5 尺寸公差:表 2-2 尺寸公差表未注公差尺寸 種類 換算尺寸73.7 A42 A58 B40.5 B23 A11.5 B39 A7.5 A19 A17.5 B28 A注意:A 表示不受模具活動影響的尺寸B 標示受活動影響的尺寸2.2 塑件結構分析對塑件的表面外形要有一定要求，設計過程中著重對外邊面的處理，壁厚1.5mm 左右。102.2.1 開模方向通過對塑件三維圖分析，風扇后殼塑件的表面質量是非常重要的，再根據(jù)模具結構分析得到，塑件的外表面應該留在定模上，在塑件的內表面安裝頂出機構，因此開模方向應沿零件的 Z 軸。2.2.2 脫模斜度由《注塑模具技術實用手冊》查得 ABS 塑件的模具脫模斜度見表 2-3。則型腔選用；型芯為。表 2-3 ABS 塑料的脫模斜度斜度塑料名稱型腔 a 型芯 bABS2.2.3 分型面結合塑件要求，應保證其注塑件外表面的質量，塑件的內表面必須留在動模側，注塑機開模的時候，塑件的外表面應該要與定模分離，所以塑件的分型面應設置在沿塑件的最大外表面上，并根據(jù)流道等條件進行具體設定。以上后文具體表述。2.2.4 收縮率因為 ABS 材料的收縮率為 0.4%0.7%，所以在本設計中，ABS 的收縮率 0.5% 112.2.5 零件壁厚要想方便制件從模具前模中拿出，設計開始時必須關注制件側壁應當存在足夠的 模具脫模傾度。選擇 模具脫模傾度時該按下列要求選擇：1) 凡制件公差要求高的，應當選用略小的 模具脫模傾度。2) 凡偏高、略大的幾何尺寸，應當選取略小的 模具脫模傾度。3) 制件結構復雜的、十分難 模具脫模的應選取略大的 模具脫模傾度。4) 高分子材料的收縮量大的應選取略大的 模具脫模傾度。5) 制件厚薄程度略厚的時候，會讓成型收縮明顯增大， 模具脫模傾度應選用略大的 數(shù)目數(shù)值。6) 假使要求 模具脫模后制件保持在后模的一邊，那樣制件的內層的 模具脫模傾度可選的比輪廓面?。慌c之相反，要求 模具脫模后制件留在前模內，則制件輪廓面的 模具脫模傾度應當小于內層?？墒?，當內層要求 模具脫模傾度不相同的時候，常常不可確保厚薄程度的均勻。7) 加強高分子材料最好選取大，含自潤滑油等易 模具脫模高分子材料能取小。8) 取斜度方向，通常內孔以小端作為標準，符合圖紙，傾度由擴大方向獲得。外形以大端作為標準，符合圖紙，傾度由縮小方向獲得，通常狀態(tài)下， 模具脫模傾度 α 不囊括在制件公差區(qū)域內。故取該 待加工制件的上模 、 模具凹模的 模具脫模傾度均設計就是 1 度。本產(chǎn)品的壁厚設置為 1.5mm，是根據(jù)產(chǎn)品的工作要求和 ABS 的化學和流動特性確定的。2.2.6 圓角可以改善材料，有時有利于模具制造和模具強度。除了流動狀態(tài)，塑料部件的底部和表面之間的過渡應該是一個圓弧，以減少對應于模具圓角半徑的塑件的阻力。避免在淬火或模具中使用應力開裂。不僅可以避免在拐角處的應力集中，更可以提高塑料零件的強度，易于塑料的填充。12確定塑件的圓角半徑為 1mm。2.3 ABS 材料的性能電氣性能和耐寒性尺寸穩(wěn)定性好。優(yōu)異的物理力學性能。強酸，強堿，電絕緣性好，擊穿電壓高，耐低溫沖擊性能優(yōu)良。它具有較高的介電常數(shù)，高電壓，電弧電阻，剛度和高維穩(wěn)定性，小摩擦系數(shù)的焊接和粘接，尺寸穩(wěn)定性差，注射速度高。沖擊強度提高，耐油，抗老化，抗沖擊強度優(yōu)良。溫度對塑料成型質量有很大影響，加工性能好，模溫收縮效果低，化學穩(wěn)定性好，受濕度和頻率影響小，耐熱性好，綜合性能好。隨著含水率和溫度的升高。耐油、耐磨、自潤滑、電性能、耐磨性、耐化學性、染色性、成品加工及加工性能佳。塑料不受水、無機鹽、堿和酸的影響。其產(chǎn)品具有良好的隔音性能。2.4 材料 ABS 的注塑成型參數(shù)表 2-4 ABS 工藝參數(shù)注射機類型 柱塞式預熱溫度 60噴嘴溫度 160~170前段 后段料筒溫度170~190 140~160模具溫度 20~60注射壓力 MPa 60~100成型時間 S 15~45冷卻時間 S 15~30成型周期 S 40~90后處理介質 熱風浴或鼓風烘箱后處理溫度 7013后處理時間 S 2~4ABS 熱處理條件塑料 熱處理介質 處理溫度 制件厚度 mm 處理時間min60~70 6 30~60ABS 空氣或水70~77 7 120~360根據(jù)參考文獻[4] 式 4-2 塑件質量公式：式中 M 1 —— 塑件質量—— 材料密度V1 —— 塑件體積 V 1=16.07cm3 根據(jù)軟件分析得帶入公式：根據(jù)參考文獻[4] 式 4-3 澆注系統(tǒng)計算公式：式中 V 2 —— 澆注系統(tǒng)體積V1 —— 塑件體積K —— 塑件體積 系數(shù) K 通常取 0.2n —— 型腔個數(shù) 該模具一模 2 件 n=2帶入公式：14根據(jù)參考文獻[4] 式 4-4 一次注射總質量公式：式中 M 0 —— 注射總質量M1 —— 塑件質量 M 1=16.874gM2 —— 澆注系統(tǒng)質量 M 2=ρ×V 2=1.05×6.428=6.749gn —— 型腔個數(shù) n=2帶入公式：根據(jù)參考文獻[7] 得表 2-5 選擇 XS-ZY-250注塑機型號 XS-ZY-250注塑容量 250cm3注射壓力 130MPa最大鎖模力 1800KN塑化能力 18.9g/s最大開模行程 500mm最大封閉高度 350mm最小封閉高度 200mm噴嘴球徑 12mm噴嘴口徑 4mm定位孔徑 100mm15拉桿間距 500×5003 擬定模具的結構形式3.1 型腔數(shù)目的確定為了使各種塑料零件的內部質量均勻穩(wěn)定，不能有過多的型腔數(shù)目，這樣會難以保證產(chǎn)品質量。但是它可以由產(chǎn)品的數(shù)量的兩倍以上的型腔，它具有尺寸不變的優(yōu)勢，使塑料內部具有均勻性和每個腔的穩(wěn)定性，成為高精度產(chǎn)品。同時，成為關鍵的高品質的高精度塑料零件產(chǎn)品，選擇一個合適的型腔數(shù)目是很有必要的，澆注系統(tǒng)的選擇對于型腔數(shù)目也有關鍵的影響，澆注系統(tǒng)是一個通道，從噴嘴的噴嘴流動到腔。本設計綜合考慮模具結構，故考慮型腔數(shù)目應選擇如下圖示。根據(jù)參考文獻[4] 式 4-7 注塑量校核公式：式中 K —— 注塑量利用系數(shù) 一般 K=0.8Vn —— 最大注射量 V n=250cm3V0 —— 一次注射量體積 V 0=38.568 cm3V1 —— 塑件體積 V 1=16.07 cm3帶入公式：根據(jù)塑件結構，可以采用一模 2 腔比較合適。16圖 3-1 型腔數(shù)目3.2 分型面的選擇分型面是塑件在模具成型的位置，同時也是塑件的最大外形的位置。分型面跟澆注系統(tǒng)設計、塑件結構工藝及精度的要求、鑲件形狀和展開方式、模具制造、排氣及操作過程等因素有關系。為避免塑件外觀缺陷，塑件應留在動模側面的分型面上。分型面的選擇應盡可能滿足產(chǎn)品的要求。分型面選擇應有利于排氣，利于分型選擇。分型面由塑件壁厚、形狀的選擇、尺寸精度、成型模具中插入位置及塑件的形狀及脫模方法所確定，澆口的位置、類型、形式、模具的排氣也影響了分型面的選擇。模具制造，注塑設備的結構因素影響了分型面的精度。它對塑料件的質量、工藝操作的難度和模具的設計和制造有很大的影響。選擇分型面的時候，應遵循以下原則，塑料模具和塑料部件應選擇以確保準確性的要求，每個塑料零件可能只有一個好的分型面，有些塑件側面會有一定距離的橫向抽芯。這是部分分型在側抽芯側。為了避免損壞表面質量，設計在保證塑料件質量的前提下，只要不會影響塑料件的外觀，分型面應盡可能簡單保證塑件質量。本設計采用了以下圖示的分型。如下圖所示：17圖 3-2 分型面184 注塑機的校核注塑成型設備為可以循環(huán)利用型或不可循環(huán)利用型高分子材料塑料成型使用的基本設備，常規(guī)的注塑成型設備按輪廓特征可分為參考下面數(shù)種：1、立式注塑成型設備立式注塑成型設備的成形設備和定模具板布置在上件，而鎖死機構、動模具板、頂出機構均布置在設備的下臺。立型注塑成型設備的有利點是設備占用面積小，產(chǎn)品模具裝拆便利，設置嵌塊和活動后模便利；弊端是十分難自動操控，單獨適合小注射質量場合，通常注射質量就是小于六十克。2、臥式注塑成型設備臥式注塑成型設備的成形設備和定模具板在設備的一邊，而鎖死機構、動模具板、頂出機構均布置在另一邊。這個是注塑成型設備中最普通、最標準的形式。臥式注塑成型設備主要有利點是機體不大，容易自動操控投料，方便實現(xiàn)數(shù)字化操控，弊端是設備占用面積大，產(chǎn)品模具的操作設置比較麻煩。3、直角式注塑成型設備此種注塑成型設備的成形設備為立型布局，鎖模、頂出裝置為與動模具板、定模具板按臥款布局，二個互為直角。直角式只適合不容許留有澆□痕跡的制件，弊端是投料較為困難，嵌塊或活動后模安設不便。按高分子材料在機筒內的塑料塑化方法又能劃為下面二種：1、螺柱式注塑成型設備螺柱式注塑成型設備通過螺柱的轉動加大塑料塑化能力，遵照螺柱的轉動形成劇烈的攪拌混合均勻與剪切力作用，塑料塑化比較均勻， 都同時能量損失也略小，成形同樣的產(chǎn)品其成形產(chǎn)生的壓力僅僅是柱塞式的三成左右，相同閉模力下能成形略大的產(chǎn)品，滯留融化體偏少。剩余應力小，比較難導致零件變形，產(chǎn)品成型公差精度高。2、柱塞式注塑成型設備柱塞式注塑成型設備融化體只受推擠，運動形式表現(xiàn)為層流，不存在可能19有不錯的均等性，節(jié)流錐改進塑料塑化的能力不足，因為節(jié)流錐部分能量損失大，成形同樣產(chǎn)品的時候，成形產(chǎn)生的壓力必須為螺柱式的 2 至 3 倍，因為產(chǎn)品質量偏差與參與了應力，十分容易導致變形。根據(jù)參考文獻[4] 式 4-6 塑化速率校核公式：式中 K —— 注塑量利用系數(shù) 一般 K=0.8M —— 額定塑化量 M=18.9g/sT —— 成型周期 假設 T=30sM0 —— 一次注射量質量 M 0=40.497gM1 —— 塑件質量 M 1=16.874g帶入公式：終上所述：符合要求。根據(jù)參考文獻[4] 式 4-7 注塑量校核公式：式中 K —— 注塑量利用系數(shù) 一般 K=0.8Vn —— 最大注射量 V n=250cm3V0 —— 一次注射量體積 V 0=38.568 cm3V1 —— 塑件體積 V 1=16.07 cm3帶入公式：終上所述：符合要求。20根據(jù)參考文獻[4] 式 4-8 鎖模力校核公式：式中 F —— 注塑機鎖模力 F=1800KNA1 —— 投影面積 A 1=1537.17mm2 根據(jù)軟件計算P 型 —— 型腔壓力 一般取 P 型 =30Mpa 根據(jù)參考文獻[2] 表 4-1 ABS 注塑成型時所需的型腔壓力塑料品種 型腔壓力 MPaABS 30帶入公式：終上所述：符合要求。根據(jù)參考文獻[4] 式 4-9 最大注塑量校核公式：式中 V 注 —— 最大注射量 V 注 =250cm3V1 —— 塑件體積 V 1=16.07 cm3n —— 型腔個數(shù) n=2V2 —— 澆注系統(tǒng)體積 V 2=6.428 cm3帶入公式：終上所述：符合要求。21根據(jù)參考文獻[4] 式 4-10 鎖模力校核公式：式中 A —— 單塑件分型面投影面積 使用軟件計算 A=1537.17mm 2Fz ——脹模力Fs ——合模力 注塑機 Fs=1800KNP —— 型腔壓力 P=30Mpan —— 型腔個數(shù) n=2帶入公式：終上所述：符合要求。根據(jù)參考文獻[4] 式 4-11 厚度校核公式：式中 H min —— 最小厚度 H min=200mmHmax —— 最大厚度 H max=300mm帶入公式：終上所述：符合要求。根據(jù)參考文獻[4] 式 4-12 行程校核公式：式中 H 1 —— 推出距離 H 1=50mmH2 —— 塑件高度 H 2=58mm