本科畢業(yè)論文-塑料齒輪注塑模具設(shè)計(jì)說(shuō)明書.docx

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1、 淮陰工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 26 頁(yè) 共 55 頁(yè)目錄塑料齒輪注塑模具設(shè)計(jì)2摘要：21 前言32 模流分析報(bào)告53 制件的工藝設(shè)計(jì)分析264 分型面的設(shè)計(jì)345 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)356 模具成型零部件的設(shè)計(jì)417 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)468 模具的工作過(guò)程原理48結(jié)論51致謝52參考文獻(xiàn)53塑料齒輪注塑模具設(shè)計(jì)摘要：本課題研究的是塑料齒輪注塑模具，塑料齒輪多應(yīng)用于儀表、兒童玩具車和機(jī)械相機(jī)等等，塑料齒輪要求有比較高的強(qiáng)度和一定的柔韌性，所以我們選擇了力學(xué)綜合性能比較好的塑料材料ABS。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，我們先對(duì)塑料齒輪制件進(jìn)行工藝分析和模流分析，來(lái)選取合適的模架和注塑機(jī)等等。經(jīng)過(guò)制件工藝性

2、分析和模流分析，知該制件為小型塑件，相應(yīng)地需要設(shè)計(jì)小型模架和注塑機(jī)，該模具適合采用一出四腔雙分型面模具結(jié)構(gòu)，采用細(xì)水口三板模模架，在齒輪頂面勻布設(shè)置三個(gè)點(diǎn)澆口注膠。關(guān)鍵詞： ABS 雙分型面 一模四腔 細(xì)水口Abstract:The research is about the injection mould for plastic gears, the plastic gear is more and more for instrument, childrens toy cars and mechanical camera and so on, the plastic gear require

3、ments relatively high strength and a certain degree of flexibility, so we choose the ABS with the better comprehensive mechanical properties. In the design process, first we have a technology analysis and a mould flow analysis for the plastic gears to select the suitable mold and injection molding m

4、achine and so on. After stamping process analysis and mold flow analysis,we know, the parts is small, accordingly we need to design small mold and injection molding machine, the mold is suitable to use the mold structure of a four cavity with double parting surfaces and the mold with thin fine nozzl

5、e and three plate mold,on the gear top surface we set three pin point gate to inject plastic.Keywords:ABS double parting surface a mold with four cavity thin fine nozzle1 前言在討論注塑模設(shè)計(jì)之前，我們先對(duì)國(guó)內(nèi)外的塑料模具工業(yè)的狀況、塑料模具工業(yè)的發(fā)展方向有一個(gè)較清晰的了解，這也就使我們對(duì)本課題的意義有所了解。首先要對(duì)模具有一個(gè)整體的認(rèn)識(shí)。模具是機(jī)械、汽車、電子、通訊、家電等工業(yè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)工藝裝備之一。作為工業(yè)基礎(chǔ)，模具的質(zhì)量

6、、精度、壽命對(duì)其他工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用，在國(guó)際上被稱為“工業(yè)之母”，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著不容質(zhì)疑的作用。模具工業(yè)是制造業(yè)中的一項(xiàng)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是技術(shù)成果轉(zhuǎn)化的基礎(chǔ)，同時(shí)本身又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域，在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱為“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)” ；美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”；德國(guó)則認(rèn)為是所有工業(yè)中的“關(guān)鍵工業(yè)” ；日本模具協(xié)會(huì)也認(rèn)為“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富裕的動(dòng)力” ，同時(shí)也是“整個(gè)工業(yè)發(fā)展的秘密”，是“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力” 。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。塑料模具工業(yè)是隨塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的

7、。塑料工業(yè)是一門新興工業(yè)。自塑料問(wèn)世后的幾十年以來(lái)，由于其原料豐富、制作方便和成本低廉，塑料工業(yè)發(fā)展很快，它在某些方面己取代了多種有色金屬、黑色金屬、水泥、橡膠、皮革、陶瓷、木材和玻璃等，成為各個(gè)工業(yè)部門不可缺少的材料。目前在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中都廣泛地使用著各式各樣的塑料制品。特別是在辦公設(shè)備、照相機(jī)、汽車、儀器儀表、機(jī)械制造、交通、電信、輕工、建筑業(yè)產(chǎn)品、日用品以及家用電器行業(yè)中的電視機(jī)、收錄機(jī)、洗衣機(jī)、電冰箱和手表的殼體等零件，都已經(jīng)向塑料化方向發(fā)展。目前，世界的塑料產(chǎn)量已超過(guò)有色金屬產(chǎn)量的總和。塑料模具就是利用特定形狀去成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的工藝基礎(chǔ)裝備。用塑料模具生產(chǎn)的主

8、要優(yōu)點(diǎn)是制造簡(jiǎn)便、材料利用高、生產(chǎn)率高、產(chǎn)品的尺寸規(guī)格一致，特別是對(duì)大批量生產(chǎn)的機(jī)電產(chǎn)品，更能獲得價(jià)廉物美的經(jīng)濟(jì)效果。塑料模具的現(xiàn)代設(shè)計(jì)與制造和現(xiàn)代塑料工業(yè)的發(fā)展有極密切的關(guān)系。隨著塑料工業(yè)的飛速發(fā)展，塑料模具工業(yè)也隨之迅速發(fā)展。1本課題是關(guān)于塑料齒輪的注塑模具設(shè)計(jì)。要求運(yùn)用所學(xué)知識(shí),能很好的對(duì)注塑模具進(jìn)行設(shè)計(jì)。達(dá)到熟練的掌握注塑模具的設(shè)計(jì)知識(shí),并能對(duì)注塑模具設(shè)計(jì)有更高層次的認(rèn)識(shí)的目的。26該課題的設(shè)計(jì)要求通過(guò)基于現(xiàn)代CAD技術(shù)的注塑模設(shè)計(jì),在設(shè)計(jì)過(guò)程中掌握模具設(shè)計(jì)的一般規(guī)律,對(duì)于運(yùn)用現(xiàn)代CAD技術(shù)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究和應(yīng)用,完成塑料齒輪注塑模具設(shè)計(jì)。所設(shè)計(jì)塑料齒輪模具要能滿足模具工作狀態(tài)的質(zhì)

9、量要求,使用時(shí)安全可靠,便于維修,在注塑成型時(shí)要有較短的成型周期,成型后有較長(zhǎng)的使用壽命,具有合理的模具制造工藝性。2 模流分析報(bào)告2.1 基礎(chǔ)理論知識(shí)2.1.1 Moldflow軟件技術(shù)應(yīng)用 （1）Moldflow 軟件概要Moldflow公司是一家專業(yè)從事塑料成型計(jì)算機(jī)輔助工程分析（CAE）的跨國(guó)性軟件和咨詢公司。自1978年美國(guó)Moldflow公司發(fā)布了世界上第一套流動(dòng)分析軟件以來(lái)，幾十年不斷的技術(shù)改革和創(chuàng)新一直主導(dǎo)著CAE軟件市場(chǎng)。Moldflow軟件以87市場(chǎng)占有率及連續(xù)五年17的增長(zhǎng)率成為全球主流分析軟件，該公司有遍布全球60個(gè)國(guó)家超過(guò)8000家用戶,在世界各地都有Moldflow

10、的研發(fā)機(jī)構(gòu)及分公司。Moldflow公司擁有自己的材料測(cè)試檢驗(yàn)工廠，為分析軟件提供多達(dá)8000余種材料檢測(cè)數(shù)據(jù)，極大地提高了分析準(zhǔn)確度。Moldflow軟件為優(yōu)化塑件、模具設(shè)計(jì)和注塑生產(chǎn)工藝提供了一整套解決方案。Moldflow系列產(chǎn)品包括：Moldflow Plastic Advisers（快速試模分析），簡(jiǎn)稱MPA。MPA允許直接導(dǎo)入CAD實(shí)體進(jìn)行分析，讓用戶在短時(shí)間內(nèi)找到問(wèn)題所在，并提供實(shí)用的解決方案。Moldflow Plastic Insight（高級(jí)成型分析），簡(jiǎn)稱MPI。MPI是關(guān)于產(chǎn)品幾何造型及成型條件最佳化的進(jìn)階模流分析軟件。從材料的選擇、模具的設(shè)計(jì)及成型條件參數(shù)設(shè)定，以確保

11、在射出成型過(guò)程中塑料在模具內(nèi)的充填行為模式，以獲得高質(zhì)量產(chǎn)品；Moldflow Manufacturing Solution（專家試模系統(tǒng)），簡(jiǎn)稱MMS。MMS是一套整合了Moldflow分析結(jié)果與注塑成型機(jī)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)，為用戶提供實(shí)時(shí)經(jīng)營(yíng)績(jī)效管理所需的生產(chǎn)和工藝數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)了工藝設(shè)置、優(yōu)化和控制的自動(dòng)化。MMS采用直觀、系統(tǒng)、可存檔且全球支持的方法實(shí)現(xiàn)成型工藝的排定、設(shè)置、優(yōu)化、控制和監(jiān)控。 （2）Moldflow Plastic Insight（MPI）認(rèn)識(shí) MPI具有模擬分析注射成型中塑料流動(dòng)形態(tài)、產(chǎn)品體積收縮、冷卻時(shí)間、纖維配向性、產(chǎn)品翹曲等功能，建立了豐富了材料數(shù)據(jù)庫(kù)。此外，MPI

12、還能模擬分析氣體輔助注塑成型及熱固性成型等。使用MPI模擬分析可縮短注塑生產(chǎn)周期。我們通過(guò)電腦模擬分析能確定和修改潛在問(wèn)題。并幫助模具設(shè)計(jì)人員預(yù)測(cè)常碰到的問(wèn)題并加以修正設(shè)計(jì)。幫助合理選擇材料材質(zhì)以節(jié)省材料費(fèi)用，簡(jiǎn)化煩瑣的注射成形條件設(shè)定以提高工效，達(dá)到降低成本之目的。MPI主要模塊及功能如下：模型導(dǎo)入與修復(fù)。MPI有三種分析方法：基于中心面的分析、基于表面的分析與三維分析。中心面既可運(yùn)用MPI軟件的造型功能完成，也可從其他CAD模型中抽取，再編輯；表面分析模型與三維分析模型直接讀取其它CAD模型，如快速成型（STL）、IGES、STEP、Pro/E模型及UG模型等格式的文件。模型導(dǎo)入后，軟件提

13、供了多種修復(fù)工具，以生成既能得到準(zhǔn)確結(jié)果，又能減少分析時(shí)間的網(wǎng)格。塑料材料與注塑機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)。材料數(shù)據(jù)庫(kù)包含了超過(guò)4000種塑料材料的詳細(xì)數(shù)據(jù)，注塑機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)包含了290種商用注塑機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，而且這兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)用戶是完全開放的。流動(dòng)分析:分析塑料在模具中的流動(dòng)，以優(yōu)化模腔的布局、材料的選擇、充填和保壓等工藝。冷卻分析:分析冷卻系統(tǒng)對(duì)流動(dòng)過(guò)程的影響，優(yōu)化冷卻管道的布局和工作條件，與流動(dòng)分析相結(jié)合，可以得到完美的動(dòng)態(tài)注塑過(guò)程。翹曲分析:分析整個(gè)塑件的翹曲變形，包括線形、線形彎曲和非線形，并指出產(chǎn)生翹曲的主要原因以及相應(yīng)的改進(jìn)措施。纖維充填取向分析:塑件纖維取向?qū)Σ捎美w維化塑料的塑件性能（如拉伸強(qiáng)度）有

14、重要影響。MPI軟件使用一系列集成的分析工具來(lái)優(yōu)化和預(yù)測(cè)整個(gè)注塑過(guò)程的纖維取向，使其分布合理，從而有效地提高該類塑件的性能。優(yōu)化注塑工藝參數(shù):根據(jù)給定的模具、注塑機(jī)及塑件材料等參數(shù)，結(jié)合流動(dòng)分析結(jié)果自動(dòng)產(chǎn)生控制注塑機(jī)的充填保壓曲線，從而避免了在試模時(shí)對(duì)注塑機(jī)參數(shù)的反復(fù)調(diào)試。結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析:分析塑件在承受外界載荷情況下的機(jī)械性能，并可在考慮注塑工藝的前提下，優(yōu)化塑件的強(qiáng)度和剛度。確定合理的塑料收縮率:MPI通過(guò)流動(dòng)分析結(jié)果確定合理的塑料收縮率，保證模腔的尺寸在允許的公差范圍內(nèi)，從而減少塑件廢品率，提高產(chǎn)品質(zhì)量。氣體輔助成型分析:模擬氣體輔助注射成型過(guò)程，對(duì)整個(gè)成型過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化。MPI/Gas 能仿

15、真壓力控制或體積控制兩種模式，可以模擬塑料充填與氣體在模穴滲透模式，分析結(jié)果包括預(yù)測(cè)氣體會(huì)不會(huì)吹穿產(chǎn)品、產(chǎn)品厚度分布、氣體穿透能力、氣體保壓壓力曲線、包風(fēng)、熔合線位置和溫度分布等。特殊注塑成型過(guò)程分析:MPI可以模擬共注射、反應(yīng)注射、微芯片封裝等特殊的注射成型過(guò)程，并對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化。22.2 制件分析2.2.1 制件結(jié)構(gòu)分析結(jié)構(gòu)制件的基本結(jié)構(gòu)尺寸如圖2.1、圖2.2所示。圖2.1 制件圖圖2.2制件三維圖制件大小為小尺寸規(guī)格，是具有16根齒的塑料錐齒輪，錐齒輪的齒要求具有耐磨性和一定的強(qiáng)韌性，制件中心有一圓柱通孔，制件的壁厚不是很均勻，注塑有一定的難度，所以需要模流分析。2.2.2 制件材料分析

16、本次設(shè)計(jì)選擇力學(xué)綜合性能較好的材料ABS作為塑件的材料，ABS是由丙烯腈(Acrylonitrile)、丁二烯(Butadiene)和苯乙烯(Styrene)三種化學(xué)單體合成。其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯。其化學(xué)分子結(jié)構(gòu)方式如下：每種單體都具有不同特性：丙烯腈有高強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性；丁二烯具有堅(jiān)韌性、抗沖擊特性；苯乙烯具有易加工、高光潔度及高強(qiáng)度。從形態(tài)上看，ABS是非結(jié)晶性材料。三中單體的聚合產(chǎn)生了具有兩相的三元共聚物，一個(gè)是苯乙烯-丙烯腈的連續(xù)相， 另一個(gè)是聚丁二烯橡膠分散相。ABS不透明，外觀除薄膜外都呈淺象牙色、無(wú)毒、無(wú)味、兼有韌、硬、剛特性，燃燒緩慢，離火后仍

17、繼續(xù)燃燒，火焰呈黃色，有黑煙，燃燒后塑料軟化、燒焦，發(fā)出特殊的肉桂氣味，但無(wú)熔融滴落。ABS的特性主要取決于三種單體的比率以及兩相中的分子結(jié)構(gòu)。這就可以賦予用戶在產(chǎn)品設(shè)計(jì)上有很大的靈活性，并且由此產(chǎn)生了市場(chǎng)上數(shù)百種不同品質(zhì)的ABS材料。ABS具有優(yōu)良的綜合性能，由于組分、牌號(hào)和生產(chǎn)廠家生產(chǎn)方法的不同，使之在性能上存在較大差異，因此以下的試驗(yàn)數(shù)據(jù)僅供參考。3 （1）物理力學(xué)性能 ABS具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能，如不透水，但略透水蒸氣，沖擊強(qiáng)度較高，尺寸穩(wěn)定性好等。ABS有極好的沖擊強(qiáng)度，即使在低溫也不迅速下降。但是它的沖擊性能與樹脂中所含橡膠的多少、粒子大小、接枝率和分散狀有關(guān)，同時(shí)也與使用環(huán)境有

18、關(guān)、如溫度越高則沖擊強(qiáng)度越大。當(dāng)聚合物中丁二烯橡膠含量超過(guò)30%時(shí)，不論沖擊、拉伸、剪切還是其它力學(xué)性能都迅速下降（見表2-1和2-2）。 （2）熱性能。ABS制品的負(fù)荷變形溫度約為93，若能對(duì)制品進(jìn)行退火處理，則還可增加10左右。 （3）電性能。ABS聚合物的電絕緣性受溫度和濕度的影響很小，且在很大頻率變化范圍內(nèi)保持恒定。 （4）耐環(huán)境性 ABS聚合物幾乎不受水、無(wú)機(jī)鹽、堿、酸類的影響，但在酮、醛、氯代烴中會(huì)溶解或形成乳濁液，它不溶于大部分醇類及烴類溶劑，但長(zhǎng)期與烴接觸會(huì)發(fā)生軟化溶脹。ABS聚合物表面受冰醋酸、植物油等化學(xué)藥品的鋟蝕會(huì)引起應(yīng)力開裂。 （5）耐候性 ABS聚合物的最大不足之處是

19、耐候性較差，這是由于分子中丁二烯所產(chǎn)生的雙鍵在紫外線作用下易受氧化降解的緣故。經(jīng)受350nm以下波長(zhǎng)的紫外線照射，氧化作用更甚。氧化速度與光的強(qiáng)度及波長(zhǎng)的對(duì)數(shù)成正比。ABS是一種成型加工性能優(yōu)良的熱塑性工程塑料，可用一般加工方法成型加工。 （6）ABS的流變性 ABS聚合物在熔融狀態(tài)下流動(dòng)特性屬于假塑型液體。雖然ABS的熔體流動(dòng)性與加工溫度和剪切速率都有關(guān)系，但對(duì)剪切速率更為敏感。因此在成型過(guò)程中可以采用提高剪切速率來(lái)降低熔體粘度，改善熔體流動(dòng)性。ABS屬一無(wú)定形聚合物，無(wú)明顯熔點(diǎn)，成型后無(wú)結(jié)晶，成型收縮率為0.4%0.5%。在成型過(guò)程中，ABS的熱穩(wěn)定性較好，不易出現(xiàn)降解或分解，但溫度過(guò)高時(shí)

20、，聚合物中橡膠相有破壞的傾向。 （7）ABS的吸水性 ABS具有一定的吸水性，含水量在0.3%0.8%范圍。成型時(shí)如果聚合物中含有水分，制品上就會(huì)出現(xiàn)斑痕、云紋、氣泡等缺陷，因此在成型前，需將聚合物進(jìn)行干燥處理，使其含水量降到0.2%左右。3表2.1 ABS的主要性能指標(biāo)3力學(xué)性能屈服強(qiáng)度/Mpa50熱性能及電性能成型收縮率/%0.4%0.5%拉伸強(qiáng)度/Mpa38熔點(diǎn)（粘流溫度）/C130160斷裂伸長(zhǎng)率/%35熱變形溫度/C45 N/cm3180 N/cm39010883103拉伸彈性模量/Gpa1.8線膨脹系數(shù)/（10-5/C）7.0彎曲強(qiáng)度/Mpa80比熱容/1470彎曲弱性模理/Gpa

21、1.4熱導(dǎo)率/0.263沖擊強(qiáng)度/kJ/m2無(wú)缺口缺口261燃燒性/（cm/min）慢11體積電阻/*cm6.9*1016布氏硬度/HBS9.7/R121擊穿電壓/（kV/mm）物理性能密度/（g/cm3）1.021.16吸水性/%（24h）0. 20.4比體積/（cm2/g）1.021.06透明度或透光率不透明2.3 模流分析模型準(zhǔn)備2.3.1 模型簡(jiǎn)化由圖2.2制件三維圖可以看出，制品有一些細(xì)小圓角，這些細(xì)小圓角特征的存在，會(huì)對(duì)模型網(wǎng)格劃分帶來(lái)不利影響，同時(shí)，這些細(xì)小圓角本身是否存在對(duì)模流分析結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生較大的影響，因此，一般應(yīng)將細(xì)小圓角去除，所以要簡(jiǎn)化模型。簡(jiǎn)化模型的方法一般有兩種。第一

22、種是在三維建模軟件中直接將細(xì)小特征刪除，第二種是利用Moldflow CAD Doctor軟件來(lái)修復(fù)、簡(jiǎn)化模型。本方案就利用第一種方法來(lái)去除細(xì)小圓角。在三維圖中去除圓角后，然后在Moldflow MPI中建立工程文件，將去除圓角的三維圖以Iges格式導(dǎo)入Moldflow中，如圖2.3所示。圖2-3 去除圓角導(dǎo)入Moldflow的簡(jiǎn)化圖2.3.2 網(wǎng)格模型診斷修復(fù) （1）網(wǎng)格劃分與統(tǒng)計(jì)本制品由于具有壁厚不均勻特征，同時(shí)又具有一定的細(xì)微局部結(jié)構(gòu)特征，適合采用雙面流網(wǎng)格（fusion網(wǎng)格）來(lái)進(jìn)行網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格劃分結(jié)果統(tǒng)計(jì)如圖2.4所示。圖2.4網(wǎng)格劃分結(jié)果統(tǒng)計(jì)由圖2.4的網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，所劃分

23、出的網(wǎng)格稍有一定的缺陷，如縱橫比稍大等問(wèn)題，需要應(yīng)用網(wǎng)格工具來(lái)進(jìn)一步診斷并修復(fù)。 （2）縱橫比診斷及修復(fù)A.縱橫比診斷在Mesh菜單中有許多命令可用來(lái)檢查網(wǎng)格模型的質(zhì)量，包括Mesh Statistics（網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)）報(bào)告和其它檢查并顯示網(wǎng)格問(wèn)題的命令。如：縱橫比檢查、單元重疊及相交檢查、取向檢查、連續(xù)性檢查、自由邊檢查、厚度檢查、重復(fù)次數(shù)和表面網(wǎng)格匹配檢查等。應(yīng)用診斷工具，進(jìn)行縱橫此診斷，診斷結(jié)果如圖2.5所示。圖2.5 縱橫比診斷結(jié)果由圖中可以看出，存在稍大縱橫比，這將對(duì)分析的正常進(jìn)行與分析結(jié)果的精度產(chǎn)生一定的影響，可以進(jìn)行修復(fù)優(yōu)化。B. 縱橫比修復(fù)Mesh菜單下有一個(gè)叫Mesh Tools

24、（網(wǎng)格修復(fù)工具）的工具集，這是一個(gè)包含一系列網(wǎng)格修復(fù)工具的對(duì)話框，包括：自動(dòng)修復(fù)（Auto Repair）、修復(fù)縱橫比（Fix Aspect Ratio）、自動(dòng)合并（Global Merge）、合并節(jié)點(diǎn)（Merge Nodes）、置換對(duì)角邊（Swap Edge）、匹配節(jié)點(diǎn)（Match Node）、局部重劃網(wǎng)格（Remesh Area）、插入節(jié)點(diǎn)（Insert Nodes）、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（Move Nodes）、對(duì)齊節(jié)點(diǎn)（Align Nodes）、調(diào)整單元取向（Orient Elements）、填充孔（Fill Hole）、創(chuàng)建邊界（Create Regions）、光順節(jié)點(diǎn)（Smooth Nodes

25、）、創(chuàng)建柱體單元（Create Beams）、創(chuàng)建三角單元（Create Triangles）、刪除實(shí)體（Delete Entities）和清理多余節(jié)點(diǎn)（Purge Nodes）等。應(yīng)用網(wǎng)格診斷修復(fù)工具，進(jìn)行節(jié)點(diǎn)、三角形邊等操作，進(jìn)行縱橫此修復(fù)，修復(fù)結(jié)果如圖2.6所示。圖2.6 縱橫比修復(fù)結(jié)果B.其他網(wǎng)格缺陷的診斷修復(fù)同樣，應(yīng)用網(wǎng)格診斷修復(fù)工具，對(duì)單元重疊及相交、取向、連續(xù)性、自由邊等進(jìn)行檢查及修復(fù)，診斷修復(fù)后結(jié)果如圖2.7所示。圖2.7 修復(fù)后網(wǎng)格統(tǒng)計(jì)從統(tǒng)計(jì)結(jié)果可以看出，網(wǎng)格質(zhì)量已基本滿足分析要求。2.4 澆口位置方案優(yōu)化在制品及模具設(shè)計(jì)中，是否有合適澆口位置直接影響到制品設(shè)計(jì)的工藝性質(zhì)量和

26、模具設(shè)計(jì)制造的可實(shí)現(xiàn)性及成型工藝。因此澆口位置方案應(yīng)有充分考量并實(shí)現(xiàn)方案的優(yōu)化。2.4.1 初始方案初始方案澆口設(shè)置在齒輪側(cè)面最大輪廓處，具體位置如圖2.8所示。圖2.8 側(cè)面澆口位置對(duì)所采用澆口方案進(jìn)行快速充填分析，部分分析結(jié)果如下：（1）充填時(shí)間分析結(jié)果圖2.9 充填時(shí)間分析結(jié)果（2）V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果圖2.10 V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果2.4.2 優(yōu)化方案優(yōu)化方案是在制件頂面中間勻布設(shè)置3個(gè)點(diǎn)膠口，如圖2.11所示。圖2.11 頂面中間澆口位置對(duì)所采用澆口方案進(jìn)行快速充填分析，部分分析結(jié)果如下： （1）優(yōu)化后的充填時(shí)間分析結(jié)果圖2.12 優(yōu)化后的充填時(shí)間分析結(jié)果（2）優(yōu)化后的V/P

27、切換時(shí)壓力分析結(jié)果圖2.13 V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果2.4.3 結(jié)論由充填分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案注射時(shí)間由2.314s縮小到2.213s，熔料流動(dòng)比較均勻，到達(dá)結(jié)構(gòu)相同的地方的時(shí)間相同，制件的綜合力學(xué)比較一致穩(wěn)定。由V/P切換時(shí)壓力分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案壓力由2.599MPa縮小到1.178MPa，壓力梯度比較均勻，結(jié)構(gòu)相同的地方壓力一致。由上述比較可以看出，第二種的優(yōu)化方案在熔料流動(dòng)、注射時(shí)間、壓力及對(duì)制件性能影響等方面都取得了更好的結(jié)果，是一個(gè)優(yōu)化的方案。由鎖模力分析圖和流動(dòng)前沿溫度分析結(jié)果也可對(duì)此進(jìn)行驗(yàn)證，如圖2.14所示。圖2.14 鎖模力及流動(dòng)前

28、沿分析圖2.5 冷卻工藝方案優(yōu)化2.5.1 初始方案 （1）初始方案設(shè)定 冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖2-15所示。在易設(shè)置冷卻系統(tǒng)的定模部分設(shè)置冷卻通道。動(dòng) 模部分未設(shè)置。冷卻介質(zhì)為恒溫水，溫度為30。圖2.15 初始方案冷卻系統(tǒng) （2）初始方案部分分析結(jié)果 對(duì)初始方案進(jìn)行冷卻、流動(dòng)、翹曲分析，部分分析結(jié)果如下： A.冷卻時(shí)間分析結(jié)果圖2.16 冷卻時(shí)間分析結(jié)果由上圖所示制品最大冷卻時(shí)間為7.555s，流道最大冷卻時(shí)間為7.537s。B.冷卻回路溫度分析結(jié)果圖2.17 冷卻回路溫度分析結(jié)果由上圖所示，可以分析出冷卻介質(zhì)出入口溫度差為0.01。C.局翹曲變形量分析結(jié)果圖2.18 全局翹曲變形量分析結(jié)果

29、由上圖可以分析出，制品全局變形量為0.1286mm。2.5.2 優(yōu)化方案 （1）優(yōu)化方案設(shè)定冷卻系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案如圖2.19所示。該方案在動(dòng)模部分設(shè)置了冷卻通道，努力使冷卻更均勻。圖2.19 優(yōu)化方案冷卻系統(tǒng)（2）優(yōu)化方案部分分析結(jié)果對(duì)初優(yōu)化方案進(jìn)行冷卻、流動(dòng)、翹曲分析，部分分析結(jié)果如下：A.冷卻時(shí)間分析結(jié)果圖2.20 冷卻時(shí)間分析結(jié)果B.冷卻回路溫度分析結(jié)果圖2.21 冷卻回路溫度分析結(jié)果C.局翹曲變形量分析結(jié)果圖2-22 全局翹曲變形量分析結(jié)果（3）方案優(yōu)化前后質(zhì)量控制參量對(duì)比方案優(yōu)化前后質(zhì)量控制參量對(duì)比如表2.2所示。表2.2 優(yōu)化前后質(zhì)量控制參量對(duì)比質(zhì)量控制參量初始方案優(yōu)化方案優(yōu)化效果

30、制品冷卻時(shí)間(s)7.555 7.531良好冷卻回路溫度差()0.010良好全局翹曲變形量(mm)0.12860.1284良好2.5.3 結(jié)論由冷卻時(shí)間分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案制品冷卻凝固時(shí)間由7.555s縮短到7.531s，且制件的各處冷卻比較均勻；由冷卻回路溫度分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案冷卻液出口相對(duì)于入口溫度差由0.01降到0。由全局翹曲變形量分析結(jié)果可以看出，優(yōu)化方案相對(duì)于初始方案變形量由0.1286mm降到0.1284mm，且制件各處翹曲變形比較均勻。由此可見優(yōu)化方案能有效縮短冷卻時(shí)間，提高冷卻回路冷卻效果和保證冷卻的均勻性，能降低制品成型的變形量，是一

31、個(gè)優(yōu)化了的方案。3 制件的工藝設(shè)計(jì)分析3.1制件的脫模斜度3.1.1脫模斜度的意義和影響通常情況下制件在冷卻后會(huì)產(chǎn)生一定的收縮，也會(huì)產(chǎn)生包緊力，該力作用在凸?；蛘叱尚偷男托旧?；也可粘附作用，塑件是緊貼在凸模的型芯上。為了容易脫模，還要防止塑件表面在脫模時(shí)刮傷和擦毛，在設(shè)計(jì)的時(shí)候塑件表面沿脫模方向一般具有合理的脫模斜度。3.1.2脫模斜度的確定因?yàn)樵撍芰淆X輪為小型制件，所以本次設(shè)計(jì)中采用1的拔模斜度，這樣從外表面到內(nèi)表面，模具的脫模斜度基本正常，能保證正常的脫模斜度要求。3.2確定型腔數(shù)量及型腔布局3.2.1型腔數(shù)量的確定模具型腔數(shù)量的確定主要跟注射機(jī)的最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的尺

32、寸和精度、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。該塑件（制件）為小型塑料件，相對(duì)應(yīng)的模具規(guī)格也是小型的。同時(shí)，考慮到模具結(jié)構(gòu)尺寸與塑件尺寸之間的關(guān)系，加之制造成本和經(jīng)濟(jì)利益的因素，決定選用一模四腔的模具結(jié)構(gòu)形式。3.2.2型腔布局A.型腔排列的一般原則（1） 流動(dòng)長(zhǎng)度要適當(dāng)，流道廢料盡量少，澆口位置要合適統(tǒng)一，進(jìn)料要平衡，還要使型腔壓力平衡；（2） 排位應(yīng)保證流道、澆口套距定模型腔邊緣有一定距離，以滿足封膠要求；（3） 排位應(yīng)滿足模具結(jié)構(gòu)等的空間要求；（4） 為了使模具達(dá)到較好的冷卻效果，排位應(yīng)注意螺釘、推桿對(duì)冷卻水孔的影響，預(yù)留冷卻水孔的位置； （5） 排位要盡可能緊湊，以減小模具的外形尺寸，且長(zhǎng)寬比例要

33、適中，同時(shí)也要考慮注射機(jī)的要求。5 B.型腔排列形式的確定主要跟注射機(jī)的最大注射量、額定鎖模力、塑化速度、制品的精度要求、生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性等因素有關(guān)。一模多穴排位時(shí)，要考慮到進(jìn)膠的平衡性，如果有行位應(yīng)優(yōu)先考慮朝X或Y 方向運(yùn)動(dòng)便于加工。產(chǎn)品之間沒有流到時(shí)，可適當(dāng)縮小產(chǎn)品之間的間距，最小間距可以做到50-100mm，若有流到通過(guò)，則間距做到100-150mm。綜合考慮上述排列原則及加工難度、經(jīng)濟(jì)性、效率、成本等因素，又由于本設(shè)計(jì)選擇的是一模四腔，故采用縱向上下左右對(duì)稱排列，如圖3.1：圖 3.1 型腔布局圖3.2.3型腔的結(jié)構(gòu)由于該模具為一模四腔，考慮到型腔型芯加工的方便性和維修更換零件的方便性，型

34、腔型芯采取組合嵌入式結(jié)構(gòu)，又考慮到型腔型芯是直接與塑膠接觸的零件，對(duì)材料的剛硬度和耐腐蝕性有比較高的要求，因此型腔型芯的材料要比定動(dòng)模板的材料好，因此型腔型芯選用比較好的進(jìn)口模具不銹鋼S136H，而定動(dòng)模板選用國(guó)產(chǎn)材料2Cr13。3.3模架的選擇 由前面型腔的布局以及相互的位置尺寸，再根據(jù)成型零件尺寸結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)模架，選用細(xì)DBI-2527-A49-B40-C80-L250(GB/T12556-2006)此種小型細(xì)水口三板模標(biāo)準(zhǔn)模架7，其基本結(jié)構(gòu)如圖3.2所示。圖 3-2模架結(jié)構(gòu)示意圖3.4模具的選材及熱處理要求表3.1 模具各零部件選材及熱處理表83.5注射機(jī)型號(hào)的選擇 注射模是安裝在注射機(jī)上使

35、用的工藝裝備，因此設(shè)計(jì)注塑模時(shí)應(yīng)該詳細(xì)了解注射機(jī)的技術(shù)規(guī)范,才能設(shè)計(jì)出符合要求的模具。 注射機(jī)規(guī)格的確定主要是根據(jù)塑件的大小及型腔數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)形式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對(duì)模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大和最小模具厚度、推(頂)出形式、推出位置、推出行程、開模距離等進(jìn)行計(jì)算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺(tái)和模具相匹配的注射機(jī)，倘若用戶已提供了注射機(jī)的型號(hào)和規(guī)格，設(shè)計(jì)人員必須對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行校核，倘若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量再進(jìn)行調(diào)整。3.5.1對(duì)塑件體積、質(zhì)量的計(jì)算 對(duì)于該設(shè)計(jì)，用戶提供了塑件（制件）的圖樣及尺寸，使用三維軟件畫出三維實(shí)

36、體圖，軟件能自動(dòng)計(jì)算出所畫圖形體積，如圖3.3所示，查資料知其密度平均值1.05g/cm3塑件體積 V1 2.47cm3塑件質(zhì)量 m1 =1.052.472.59g圖3.3 3D塑件體積測(cè)量示意圖3.5.2澆注系統(tǒng)凝料體積的計(jì)算 運(yùn)用三維軟件可以測(cè)出凝料的體積V2，如圖3.4所示 V2=4.79cm33.5.3該模具一次注射所需塑料 體積 V0 = V1+V2 = 2.47+4.79 7.26cm3 質(zhì)量 m0 = = 1.057.26 7.62g圖3.4 3D凝料體積測(cè)量示意圖3.5.4注射機(jī)型號(hào)的選定近年來(lái)我國(guó)引進(jìn)注射機(jī)型號(hào)很多，國(guó)內(nèi)注射機(jī)生產(chǎn)廠的新機(jī)型也日益增多。掌握使用設(shè)備的技術(shù)參數(shù)是

37、注塑模設(shè)計(jì)和生產(chǎn)所必需的技術(shù)準(zhǔn)備。在設(shè)計(jì)模具時(shí)，最好查閱注射機(jī)生產(chǎn)廠家提供的注射機(jī)使用說(shuō)明上標(biāo)明的技術(shù)參數(shù)。根據(jù)以上計(jì)算一次注射量的分析以及考慮到塑件品種、塑件結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)批量及注射工藝參數(shù)、注射模具尺寸大小等因素，由以上數(shù)據(jù)計(jì)算知，該模具一次注塑所需7.26cm3塑料，該模具的整體尺寸為300 x270 x314mm(LxHx厚度)參考設(shè)計(jì)手冊(cè)初步選定型號(hào)為XSZY-250型臥式螺桿注射機(jī)，它的主要技術(shù)參數(shù)見下表3.2：表3.2 XSZY-250型螺桿式注射機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)11序號(hào)主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目參數(shù)數(shù)值1最大注射量/cm2502注射壓力/MPa1303塑化能力（g/s）64拉桿間距（mmmm

38、）448*3705鎖模力/kN18006動(dòng)、定模固定板尺寸/（mmmm）598*5205最大模具厚度/mm3506最小模具厚度/mm2007最大開模行程/mm5008噴嘴前端球面半徑/mm159噴嘴孔直徑/mm310頂出桿根數(shù)511注射時(shí)間/s212螺桿轉(zhuǎn)速r/min25、31、39、58、893.6注射機(jī)有關(guān)工藝參數(shù)的校核3.6.1注射機(jī)的工藝參數(shù)的校核（1）注射量校核注射量以容積表示 最大注射容積為 Vmax=V =0.85250=212.5cm3式中 -模具型腔和流道的最大容積（cm3）； V -指定型號(hào)與規(guī)格的注射機(jī)注射量容積（cm3），該注射機(jī)為250cm3； -注射系數(shù)，取0.75

39、0.85，該處取0.85。每次注射的實(shí)際注射量容積V0應(yīng)滿足V0Vmax，而V07.26cm3, Vmax=V =0.85250=212.5cm3 , V0S+Hmax式中L注射機(jī)動(dòng)模板的開模行程（mm）,在該注塑機(jī)中其值為500mm,S移動(dòng)模板行程（mm）,取50mm（該距離至少為塑件在開模方向距離的2倍）,Hmax模具最大厚度（mm）,其值為Hmax=314mm（附件總裝圖測(cè)量所得），上式右邊=50+314=364mm500mm，符合要求。（2）推出機(jī)構(gòu)校核該注射機(jī)推出行程為150mm,大于H1=45mm（測(cè)量附件總裝圖得出）,符合要求。以上分析證明：XSZY-250型螺桿式注射機(jī)能滿足要

40、求，故可以采用。113.6.4注射機(jī)鎖模力的校核當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時(shí)，會(huì)產(chǎn)生模具分型面脹開的力。為了夾緊模具，保證注射過(guò)程順利進(jìn)行，注射機(jī)合模機(jī)構(gòu)必須有足夠的鎖模力，鎖模力必須大于脹開力。用公式表示為： F=p(nA+B)Fp式中， F 塑料熔體在分型面的脹開力，N； P 型腔壓力，一般為注射壓力的80%左右； n型腔數(shù)量； A單個(gè)塑件在模具分型面上的投影面積，mm2；由CAD可以計(jì)算出A=289.5 B澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積，mm2；由CAD可以計(jì)算出B=1692.5 Fp注射機(jī)的額定鎖模力，N式中左邊=130*0.8（4*289.5+1692.5）*10-3=296.5

41、KN1800KN 符合要求。4 分型面的設(shè)計(jì)4.1分型面的選擇原則模具上用以取出塑件和澆注系統(tǒng)凝料的可分離的接觸表面稱為分型面。分型面是決定模具結(jié)構(gòu)形式的重要因素，并且直接影響著塑料熔體的流動(dòng)、充填性能及塑件的脫模。分型面的選擇受到塑件的形狀、壁厚、尺寸精度，及塑件在模具內(nèi)的成型位置、脫模方法、澆口的形式及位置、模具類型、模具排氣、模具制造及其成型設(shè)備結(jié)構(gòu)因素的影響。本次設(shè)計(jì)，分型面的選擇考慮七個(gè)方面：（1）分型面應(yīng)設(shè)置在塑件外形最大輪廓處，便于脫模，否則塑件無(wú)法取出。（2） 考慮塑件的外觀，使得分型面產(chǎn)生的飛邊易于清除且不影響塑件的外觀。（3） 分型面的選擇應(yīng)保證塑件的尺寸精度要求。（4）

42、有利于防止溢料，考慮飛邊在塑件上的位置。（5） 分型面選擇應(yīng)考慮排氣效果，所以應(yīng)盡量設(shè)置在塑件熔體充滿的末端處，這樣分型面就可以有效排除型腔內(nèi)積聚的空氣。（6） 考慮脫模斜度對(duì)塑件尺寸的影響。（7） 使成型零件便于加工。104.2分型面的確定本次設(shè)計(jì)采用雙分型面，如圖4.1所示，分型面1為平面狀，它設(shè)置在卸料板和定模板的分界面上，它的作用是將澆注系統(tǒng)的凝料先脫掉，澆口自動(dòng)剪斷。分型面2為碟盆狀，設(shè)置在塑件（制件）最大輪廓處，位置在定模板和動(dòng)模板分界處，這樣設(shè)計(jì)的分型面2可以使塑件非常好脫模，只需頂出很小一段距離，塑件就會(huì)自動(dòng)脫落。而且這樣設(shè)計(jì)的分型面可使整個(gè)塑件的排氣間隙增加，有利于模具的排氣

43、。分型面處產(chǎn)生的飛邊在塑件的側(cè)面底部邊緣處，不易察覺、不影響美觀，容易去除且使得塑件外觀無(wú)缺陷，整個(gè)塑件成型精度比較高，模具結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單。 圖4.1 分型面示意圖5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)是引導(dǎo)塑料熔體從注射機(jī)噴嘴到模具型腔的進(jìn)料通道，具有傳質(zhì)、傳壓和傳熱的功能，對(duì)塑料質(zhì)量影響很大，它的作用是：將塑料熔體均勻地送到每個(gè)型腔，并將注射壓力有效地傳送到型腔的每個(gè)部位，以獲得形狀完整、質(zhì)量?jī)?yōu)良的塑件。它分為普通流道系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)。在設(shè)計(jì)澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置,澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，它對(duì)注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設(shè)計(jì)時(shí)

44、必須按如下原則：A、型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對(duì)稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。B、型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。C、系統(tǒng)流道應(yīng)盡可能短，斷面尺寸適當(dāng)（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費(fèi)大）：盡量減少?gòu)澱?，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。D、對(duì)多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時(shí)間內(nèi)進(jìn)入各個(gè)型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，包括主流道、分流道、冷料穴、澆口。5.1主流道設(shè)計(jì)5.1.1澆口套設(shè)計(jì)注塑機(jī)的噴嘴與分流道之間的供塑料熔體流動(dòng)的通道稱為主流道，它的形狀和尺寸對(duì)熔體

45、的流動(dòng)以及注射的時(shí)間有著很大的影響。主流道通常被設(shè)計(jì)在澆口套中。在形狀上，主流道的設(shè)計(jì)通常采用圓錐形，錐度在215，本次設(shè)計(jì)設(shè)置為10。內(nèi)壁粗糙度在Ra0.63m。105.1.2定位圈和澆口套的固定形式本次設(shè)計(jì)的澆口套固定形式如下：將定位圈和澆口套都安裝在定模座板上。通過(guò)使用兩個(gè)M6螺絲將定位圈和澆口套固定起來(lái)，具體如圖5.1所示：圖5.1澆口套與定位環(huán)5.2分流道的設(shè)計(jì)5.2.1分流道的布局分流道的橫截面的形狀有多種：圓形、六邊形、半圓形、梯形和圓角梯形等。在各種截面中，半圓形截面是使用最為廣泛的，本設(shè)計(jì)就采用了半圓型截面這樣的分流道，使用效率高，在分流道中，在流過(guò)塑料熔體的流量相同的情況下

46、，其分流道內(nèi)部的表面積是最小的，可以減小在注射過(guò)程中的散熱面積，從而減少了壓力的損失。對(duì)應(yīng)的缺點(diǎn)就是加工難度較大。不能使用加工中心端面銑刀銑削，通常會(huì)采用電火花加工。考慮到模具型腔的分布情況，為使注射壓力在各個(gè)型腔較為相近，保持相同的注射壓力，其具體的布局采取平衡式，如圖5.2所示：圖5.2 分流道布局圖5.2.2分流道的形狀分流道的形狀選定為半圓形，加工在動(dòng)模板上。直徑為7mm，在ABS塑料的設(shè)計(jì)推薦用的直徑范圍之內(nèi)1.59.5mm之內(nèi)。具體如下圖5.3所示：圖5.3 分流道截面示意圖5.3澆口的設(shè)計(jì)連接分流道和型腔之間的通道稱為澆口。它的位置、尺寸和形狀對(duì)產(chǎn)品塑件的成型的影響比較大。它的設(shè)

47、計(jì)包括了形狀和尺寸的確定還有位置的選擇。本次設(shè)計(jì)中為了提高生產(chǎn)效率采用了一模四腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，又因?yàn)椴牧系奶匦?，?jīng)過(guò)各種分析比較，有如下以下優(yōu)點(diǎn): （1）由于冷卻的時(shí)間短，進(jìn)而縮短產(chǎn)品成型的周期，提高了相應(yīng)生產(chǎn)效率。（2）在不影響塑件外觀的情況下容易去除澆注系統(tǒng)凝料。（3）因?yàn)闈部谠诜中兔嫔隙倚螤詈?jiǎn)單因此容易加工，還可以隨時(shí)調(diào)整尺寸， 使各型腔澆注平衡。應(yīng)該注意的問(wèn)題：(1) 壓力的損失大，可以縮短澆口的長(zhǎng)度或者用較大的注射壓力去注射。(2) 容易形成熔接痕、縮孔和氣泡等缺陷，在設(shè)計(jì)的時(shí)候需要考慮澆口位置的選擇和排氣措施。65.3.1 澆口的尺寸本次澆口設(shè)計(jì)為圓柱型，設(shè)計(jì)澆口時(shí)，長(zhǎng)度應(yīng)盡量小，

48、h=0.20.8mm（不能大于塑件壁厚的1/2），本次設(shè)計(jì)定為h=0.5。直徑設(shè)計(jì)為d=0.4mm。其具體數(shù)據(jù)還要根據(jù)試模后塑件的品質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行修改。圖5.4 塑件及澆注系統(tǒng)凝料示意圖6 模具成型零部件的設(shè)計(jì)在模具中，成型零部件是決定產(chǎn)品塑件的幾何形狀與尺寸的零部件，包括凸模、凹模、凸凹模、成型桿、成型環(huán)和型芯以及鑲塊等。6.1型腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于該設(shè)計(jì)中的型腔是比較小的，一些突出的和凹槽的地方加工的時(shí)候容易破損。所以整體采用了小塊批量加工，多做幾個(gè)零件備用，也可以在今后使用中零件損壞時(shí)及時(shí)更換。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，因?yàn)樗芗男螤罾镉胁灰?guī)則的曲面齒型形狀，所對(duì)應(yīng)的凹模形狀也不規(guī)則，故凹模的加工有一定

49、難度，考慮到型腔加工的方便性、維修更換零件的方便性，凹模采取組合嵌入式結(jié)構(gòu)，如下圖6.1所示。圖6.1凹模（型腔）組合嵌入式結(jié)構(gòu)示意圖6.2型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由于該設(shè)計(jì)中的型芯是比較小的，一些突出的和凹槽的地方加工的時(shí)候容易破損。所以整體采用了小塊批量加工，多做幾個(gè)零件備用，也可以在今后使用中零件損壞時(shí)及時(shí)更換。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，因?yàn)樗芗闹行挠幸煌?，所?duì)應(yīng)的凸模上有圓柱結(jié)構(gòu)，故凸模的加工也有一定難度，考慮到型芯加工的方便性、維修更換零件的方便性，凸模也采取組合嵌入式結(jié)構(gòu)，如下圖6.2所示。圖6.2凸模（型芯）組合嵌入式結(jié)構(gòu)示意圖6.3司筒的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在本次設(shè)計(jì)中，司筒的作用有兩種，第一種作用是推

50、出塑件，第二種作用是成型塑件。由于該設(shè)計(jì)中的司筒是比較小的，一些突出的和凹槽的地方加工的時(shí)候容易破損。所以整體采用了小塊批量加工，多做幾個(gè)零件備用，也可以在今后使用中零件損壞時(shí)及時(shí)更換。在此次設(shè)計(jì)過(guò)程中，因?yàn)樗芗男螤罾镉胁灰?guī)則的曲面齒型形狀，所對(duì)應(yīng)的司筒形狀也不規(guī)則，故司筒的加工有一定難度，考慮到司筒加工的方便性、維修更換零件的方便性，司筒也采取組合嵌入式結(jié)構(gòu)，如下圖6.3所示。圖6.3司筒組合嵌入式結(jié)構(gòu)示意圖6.4成型零部件的工作尺寸的計(jì)算6.4.1型腔的工作尺寸的計(jì)算 （公式6.5）式中 模具成型零件在常溫下的實(shí)際尺寸； 塑件的計(jì)算收縮率，由查閱ABS塑件的收縮率經(jīng)驗(yàn)曲線可知，此塑件的平

51、均收縮率為0.6%； 塑件在常溫下的實(shí)際尺寸； 修正系數(shù)，由于實(shí)際應(yīng)用中影響模具磨損的因素復(fù)雜多變，一般不考慮此處修正，所以X取0； z 此塑件選用IT7級(jí)，參考表6.1。模具成形零件的制造公差，它直接影響塑件的尺寸公差，成形零件的精度高，則塑件的精度也高。模具設(shè)計(jì)時(shí)，成形零件的制造公差z 可選為塑件公差的1/3-1/14，或選IT7級(jí)左右公差精度，表面粗糙度Ra為0.8-0.4um。11表6.1模具成型零件制造公差值表 表6.2 型腔工作尺寸計(jì)算表類型塑件尺寸計(jì)算公式 制造公差計(jì)算結(jié)果型腔徑向尺寸190.12IT79.0540.008型腔徑向尺寸222.80.15 IT7 22.9380.0

52、1型腔深度尺寸10.50.13 IT710.560.0096.4.2型芯工作尺寸的計(jì)算型芯的工作尺寸的計(jì)算同型腔一樣，如下表：類型塑件尺寸計(jì)算公式 制造公差計(jì)算結(jié)果型芯徑向尺寸140.11IT74.0240.006型芯徑向尺寸2338.170.5 IT7 339.840.03型芯深度尺寸120.13 IT712.0720.0097 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)7.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功用任何一副模具在定動(dòng)模之間都設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。其作用有如下：定位作用：合模時(shí)維持動(dòng)定模之間的一定方位，合模后保持模腔的正確形狀。導(dǎo)向作用：合模時(shí)引導(dǎo)動(dòng)模按序閉合，防止損壞型芯，并承受一定的側(cè)向力。承載作用：采用推件板脫模或三板式模具

53、結(jié)構(gòu)，導(dǎo)柱有承受推件板和定模板的重載荷作用。保持運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)作用：對(duì)于大中型模具的脫模結(jié)構(gòu)，有保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。7.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)（1）導(dǎo)柱 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，帶頭導(dǎo)柱和有肩導(dǎo)柱。有肩導(dǎo)柱開設(shè)油槽，內(nèi)存潤(rùn)滑劑，以減小導(dǎo)柱導(dǎo)向的摩檫，小型模具和生產(chǎn)批量小的模具主要采用帶頭導(dǎo)柱，大型模具和生產(chǎn)批量大的模具多采用有肩導(dǎo)柱。中小型模具導(dǎo)柱直徑約為模板兩直角邊之和的1/201/35。大型模具導(dǎo)柱直徑約為模板兩直角邊之和的1/301/40。具體直徑可查塑料模架標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)家規(guī)定導(dǎo)柱頭部為接錐形，截錐形長(zhǎng)度為導(dǎo)柱直徑的1/3，半錐角為10 15 ，也有頭部采用半球形的導(dǎo)柱，導(dǎo)柱具體尺寸可查有關(guān)

54、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)7。 （2）導(dǎo)套 直導(dǎo)套多用于較薄的模板，比較厚的模板須采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套壁厚通常在3-10mm ，視內(nèi)孔大小而定，大者取大值，帶頭導(dǎo)套軸向固定容易，直導(dǎo)套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)套具體尺寸可查有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)模架時(shí)，因模架本身帶有導(dǎo)向裝置，一般情況下，設(shè)計(jì)人員只要按模架規(guī)格選用即可。若需采用精密導(dǎo)向定位裝置時(shí)，則需設(shè)計(jì)人員根據(jù)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體設(shè)計(jì)。圖7.1導(dǎo)柱導(dǎo)套示意圖8 模具的工作過(guò)程原理 模具完成一次注塑塑件產(chǎn)品主要有以下流程：（1）對(duì)塑料ABS：對(duì)其色澤、粒度及雜質(zhì)檢驗(yàn)，并進(jìn)行適當(dāng)?shù)母稍铮唬?）清理模具型芯、型腔，并噴上脫模劑，將模具裝上注塑機(jī)并合模鎖緊模具

55、，對(duì)注塑機(jī)和模具進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度設(shè)定為80-85，預(yù)熱時(shí)間2-3小時(shí)；（3）將ABS塑料粒倒入注塑機(jī)，對(duì)塑料進(jìn)行預(yù)塑化，對(duì)注塑機(jī)設(shè)置以下參數(shù)： 螺桿轉(zhuǎn)速（r/min）：30 料筒溫度（）后段：150170 中段：165180 前段：180200 噴嘴溫度（）170180 模具溫度（）：5080 注射壓力（Mpa）：60100保壓壓力（Mpa）：60100成型時(shí)間（s）：注射1040；保壓05；冷卻時(shí)間1060；成型周期(s)：255511（4）開始注射，注射過(guò)程包括充模、保壓、放氣、固化成型、脫模等；（5）脫模工作過(guò)程及原理 如下圖8.1所示，是整個(gè)脫模工作過(guò)程和原理的分解圖。（6）塑件的后

56、處理塑件后處理包括：退火和調(diào)濕處理。退火處理是指將塑件在定溫的加熱液體介質(zhì)或熱空氣循環(huán)烘箱中靜置一段時(shí)間，然后緩慢冷卻。其目的是減少塑件內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，這在生產(chǎn)厚壁或帶有金屬嵌件的塑件時(shí)更為重要。調(diào)濕處理是指將剛脫模的塑件放在熱水中，隔絕空氣，防止塑件的氧化，加快吸濕平衡速度。其目的是使塑件的顏色、性能以及尺寸穩(wěn)定。11圖8.1整個(gè)脫模過(guò)程分解圖結(jié)論 經(jīng)過(guò)接近二個(gè)月多的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了?？赡艽水厴I(yè)設(shè)計(jì)尚存在不足之處，但通過(guò)這段時(shí)間的學(xué)習(xí)與工作，從中學(xué)習(xí)到了很多相關(guān)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)。這對(duì)以后的學(xué)習(xí)和工作都有著很大的幫助和作用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是檢驗(yàn)我們?cè)谛Ｆ陂g對(duì)專業(yè)知識(shí)的掌握和熟練程度，是對(duì)我們所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次檢閱。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們所學(xué)知識(shí)的一次綜合運(yùn)用，把所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際加工中。通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，鞏固且擴(kuò)充了“塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握了塑料模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，知道如何運(yùn)用相關(guān)資料、書籍與手冊(cè)、圖表等來(lái)查閱設(shè)計(jì)中所需的相關(guān)數(shù)據(jù)和內(nèi)容。且學(xué)會(huì)了綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)。進(jìn)行塑料模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，培養(yǎng)和提高了獨(dú)立工作的能力。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)，讓我知道自己專業(yè)知識(shí)的缺乏與不扎實(shí)、不牢固性，也讓我意識(shí)到自己還有很多地方需要加強(qiáng)的。在設(shè)計(jì)時(shí)，也難免會(huì)遇到一些難以解決的疑難問(wèn)題,但通過(guò)我的指導(dǎo)老