1、毕 业 设 计（论 文）说 明 书全套 CAD 图纸，联系 153893706题 目 大油壶盖注塑模具设计 学 生 系 别 机 电 工 程 系 专 业 班 级 材料成型及控制工程 1 班 学 号 指 导 教 师 四 川 理 工 学 院毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：大油壶盖注塑模具设计 系：机电工程 专业：材料成型与控制 班级：材控 031 学号： 030130110 学生： 指导教师： 接 受 任 务 时 间 07 年 3 月 5 号 教 研 室 主 任 （签名）系 主 任 （签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求内容：大油壶盖注塑模具设计 ；产品规格：见附图；生产批量：大批量
2、 。要求：要求有目录、设计任务书及产品图；工艺方案设计，提出至少两种设计方案，进行比较和分析。单个塑件体积、重量计算；成型设备的选择及参数校核；浇注系统设计；（浇注系统及工艺图设计图一张）成型零件系统设计；（成型零件结构设计，成型零件尺寸计算，成型零件壁厚计算，绘制成型零件系统部件图一份）脱模机构设计（优先考虑全自动脱模）模温调节与冷却系统设计； 总体结构设计及总装图的绘制。 （要求：总装图一份，0#：1 张，选取标准模架。 ）重要零部件图纸设计（图纸总幅面约为零号图一张）编写毕业设计说明书一份（推荐用电脑打印，论文不少于 2 万字） 。2指定查阅的主要参考文献塑料模具设计手册 ， 塑料模具设
3、计手册编委会，机械工业出版社，2001。塑料模具技术手册 ， 塑料模具技术手册编委会，机械工业出版社，2001。实用塑料注射模具设计与制造 ，陈万林等编著，机械工业出版社，2001冲压与塑料成型设备 ，范有成主编，高等教育出版社，2000塑料模具设计 ，高 济主编，机械工业出版社3进度安排设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期1 确定论文题目，收集文献，提出体系架构需求和难点 2007 年 3 月 5 日至 3 月 25 日2 确定设计方案，重点解决关键疑难问题，分析、计算 2007 年 3 月 26 日至 4 月 26 日3 撰写论文，绘图 2007 年 4 月 26 日至 5 月 26 日
4、4 校对、修改、加工论文及图纸 2007 年 5 月 26 日至 6 月 5 日5 交论文图纸， 2007 年 6 月 5 日至 6 月 25 日注：本表一式三份，系、指导教师、学生各一份毕业设计附图名称：大油壶盖材料：HDPE技术要求：1.大批量生产。2.自动脱螺纹3. 采用塑料制件尺寸公差(SJl37278) 7 级精度摘 要本文是关于大油壶盖注塑模具的设计，针对的主要是模具成型中的自动脱螺纹方法。在正确分析塑件工艺特点和 HDPE 的性能的基础上，采用了最简单的绝热流道结构井坑试喷嘴模具。介绍了对螺纹型芯，凹模，浇注系统，脱模机构，选择标准零件，设计非标件的设计过程。涉及模具结构、强度、
5、寿命计算及熔融塑料在模具中流动预测等复杂的工程运算问题；运用了（CAD） 、辅助制造（CAM） 、辅助工程（CAE）等不同的软件分别对模具的设计、制造和产品质量进行分析。大油壶盖注射模具设计，采用一般精度，利用 CAD、CAE、CAM 来设计或分析注射模的成型零部件，浇注系统，导向部件和脱模机构等等。综合运用了专业基础、专业课知识设计，其核心知识是塑料成型模具、材料成型技术基础、机械设计、塑料成型工艺、计算机辅助设计、模具CADCAMCAE 等。关键词： 熔融塑料 ,绝热流道, 螺纹型芯, 长导程螺杆，脱模机构。IIABSTRACTThis is the lard on the handle
6、of the plastic injection mold design, which is mainly aimed at the Molding of Automatic Screw methods. I choice the most simple structure must Abstracts - pits trial nozzle mold on the basis of The correct analysis of the characteristics of plastic parts and the performance of HDPE. This article inc
7、ludes the design process of thread core, die, casting system, stripping institutions, the selection criteria parts, and the non-standard pieces . It also involve many Project Operational issues :mold structure, strength, life calculation and forecast the flow of melting plastic in the mold. At the s
8、ame time, analyses the design, manufacture and product quality of the mold with (CAD), aided manufacturing (CAM), aided engineering (CAE) software in a wide variety. In the design process ,I use CAD, CAE and CAM to design or analysis the injection mold parts of the molding, casting systems, componen
9、ts ,guidance Demoulding institutions and so on ,following the usual precision . I use the expertise integratedly in the design process too,while the Core Knowledge is the plastic mold, molding material and technological foundation for mechanical design, plastic molding technology, computer-aided des
10、ign, CAD CAM CAE, etc Key word: Fusing plastic heat insulation flow channel thread core, long lead screw, drawing of patterns organization.目录中文摘要 英文摘要 第一章 概述 11.1 国际塑料模具工业的发展的新动态 11.2 我国模具工业发展现状 31.3 我国模具设计技术今后发展方向 51.4 毕业设计课题资料查询 51.4.1 分析塑件结构及工艺技术要求 61.4.2 了解塑件的加工性能和工艺性能 61.4.3 塑料的适用范围61.4.4 塑件收缩及
11、补缩问题，尽量减少残余内应力和翘曲变形61.4.5 注塑工艺及模具条件71.4.6 模具材料 71.4.7 模具的热量损耗，冷却水用量，生产效率71.5 毕业设计思想简述 7第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计92.1 成型塑料制件结构工艺性分析 92.2 塑件三维 CAD 建模及 CAE 分析 102.2.1 利用 CAD 建模，完成三维零件的设计 102.2.2 CAE 分析及其结果 102.3 根据 CAE 分析结论进行模具工艺设计142.3.1.型腔数量的决定 142.3.2 型腔布置 142.3.3 确定分型面 142.3.4 主流道和主流道衬套结构设计16第三章 选择注射机及
12、注射机工艺参数校核 193.1 注塑机的技术规范193.2 最大注射量的校核193.3 注塑压力的核核203.4 锁模力的校核203.5 模具闭合高度校核21第四章 模具设计 224.确定标准注塑模架224.2 模具成型零件设计 224.2.1 凹模（阴模）的结构设计 224.2.2 型芯的结构设计 224.2.3 确定模具零件厚度及外形尺寸234.2.4 排气方式及排气孔的设计 234.3 型腔成型尺寸计算 244.3.1 塑件精度影响误差值的确定 244.3.2 按平均收缩率计算成型尺寸 244.3.3 型芯径向尺寸计算 254.3.4 型腔深度尺寸计算 264.3.5 型芯高度尺寸的计算
13、 274.4 脱模机构的设计 284.5 模具冷却系统设计 304.5.1 注射模冷却系统设计的原则 304.5.2 模具热平衡计算 314.6 模具主要连接、定位、导向件设计 33第五章 绘制模具图 35第六章 结论 37参考文献 39致谢 40四川理工学院毕业设计（论文）1第一章 概 述1.1 国际塑料模具工业的发展的新动态 快速模具( Rapid Tooling 以下简称 RT)制造技术是一种快捷、 方便、实用的模具制造技术, 是传统金属模具所不能涵盖的，亦无法取代的制模手段，它既是模具制造的一个重要分支, 又是对传统金属模具的有力补充。随着社会需要和科学技术的发展，产品的竞争愈来愈激烈
14、，更新的周期越来越短，因而要求设计者不但能根据市场的要求很快地设计出新产品，而且能在尽可能短的时间内制造出产品，进行必要的性能测试，征求用户的意见并进行修改，最后形成能投放市场的定型产品。用传统方法制作样件时, 需采用多种机械加工机床, 以及相应的工卡量具，既费时，成本又高， 根本不适应日新月异的变化。正是基于这样一个背景，快速原型，快速模具，快速样件的快速制作工艺相继涌现。快速原型制造技术(Rapid Prototyping 以下简称 RP)是 80 年代末发展起来的一项高新技术, 它是集 CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数据控制技术(CNC)、精密伺服驱动技术和高分子材料合成技术于一
15、体。 RP 技术的原理就是: 将计算机内的三维实体模型进行分层切片得到各层截面的轮廓, 计算机据此信息控制激光器有选择地固化一层层的液态光敏树脂, 形成一系列具有微小厚度的片状实体 , 再逐层聚合堆积, 形成一个与所设计同样的三维实体模型, 这就是第一个实物原型。当然 , 原型基材不同, 成型工艺亦不尽相同, 但其原理是一致的。自 3D SYSTEM 公司 1988 年推出的第一台 SLA 成型机后,Vantico 公司适时推出的一系列光固化树脂, 在全球所有的 3D 公司生产的 SLA 成型机上大量使用, 表现出精度高、韧性好、耐候性强、 适用范围广的特点, 目前已在众多的 SLA 成型机上
16、得以广泛的使用。 有了原型, 接下来的后续工序即是快速模具和快速制件, Vantico 公司拥有三种获取快速制模和快速制件的制作工艺, 即真空注型工艺, 低压灌注工艺和高温树脂型腔模具工艺。真空注型工艺(Vacuum Casting) 即用原型来翻制硅胶软模或聚氨酯软模, 将硅胶或聚氨酯树脂浇入置有原型的容器内, 待软模完全固化后, 沿分型面裁切软模, 取出原型, 再将软模合模后置于带有真空装置的真空注型机内, 浇注改性的聚氨酯树脂 , 十几分钟后, 待树脂固化完毕(必要时须进行后固化处理), 就可以脱模并获得形状与原型一致的塑料制件。由于制件是第一章 概述2在真空环境下浇注成形, 故制件不带
17、有气泡, 精度较高, 不过由于真空注型设备的尺寸限制, 一般只适合中小制件的制作。低压灌注工艺(Parts In Minutes )又叫聚氨酯低压灌注工艺, 同样是利用原型翻制树脂简易模具(包括软模、硬模及抽芯活块)并需考虑浇冒口的位置和流道。将模具夹紧达到规定的合模力, 再把改性的聚氨酯树脂通过专用设备注入模具内, 在室温下快速固化, 十几分钟后即可取出形状与原型一致的制件。这种工艺制作的制件可以大到汽车保险杠大小的制品, 一般适合中大型制件的制作。高温树脂型腔模具工艺(Injection Moulding)使用高温树脂利用原型来翻制树脂型腔模, 再将树脂型腔模镶嵌在标准的金属模架内, 再安
18、装在普通注塑机上, 使用常规工程塑料(如 ABS, PP)注射成形. 该工艺制模周期大大缩短, 制模成本明显降低. 其打出的制件与金属模无异.目前这一工艺只适用于中小件, 型腔寿命在几千件范围之内.在以上工艺中, 前两种工艺中用到的塑料制件材料皆为改性的聚氨酯树脂, 其机械性能非常类似于橡胶、ABS、PP、PE 及 HDPE 等工程塑料, 可以做成各种颜色或透明色, 制件精度高, 收缩率极小只有 0.01-0.05%。RP 技术与 RT 技术的结合可快速实现原型, 模具, 样件的单件或小批量生产, 这一生产模式对新产品研发尤为重要。主要表现在以下几个方面:外形设计: 很多产品特别是家电产品和汽
19、车产品对外形的美观和新颖性要求极高。传统的做法是将产品效果图显示于电脑终端, 但经常发生“画出来好看做出来不好看“的现象。采用 RT 技术可以很快作出制件, 供设计人员和用户审查, 使得外形设计及检验更直观有效便捷。检查设计质量: 以模具制造为例, 传统的方法是根据几何造型在数控机床上开模, 这对于一个价值数十万至数百万元的复杂模具来说风险太大, 设计上任何不慎反映到模具上都是不可挽回的损失。通过 RT 技术, 设计上的各种细微差错就能在样件上及时反映出来, 这就大大减少了开模风险。功能检测: 设计人员可以通过样件快速进行功能测试以判断是否最好地满足设计要求, 从而优化产品设计。装配干涉检验:
20、 在有限空间内的复杂系统, 对其进行装配干涉检验是及为重要的。用样件进行装配模拟, 可以观察工件之间如何配合, 如何相互影响。供货投标及用户评价: 由于能够及时地将产品样件提供给用户, 极大地增强了产品竞争力。四川理工学院毕业设计（论文）3以上主要介绍了塑料件的快速制模技术, 实际上威狮模具树脂系统应用领域非常广泛, 例如塑料件的焊接夹具、陶瓷模具、文物复制及假肢制作等, 只要是掌握了材料的性能, 操作工艺是灵活的, 就可以在模具制造领域尽情地发挥。另外快速原型制造技术与快速模具制造技术的有机结合, 为 RT 技术插上了腾飞的翅膀, 已成为不可阻挡的发展趋势, 必将迎来一场新的技术革命。1.2
21、 我国模具工业发展现状80 年代以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均为 13%，1999 年我国模具工业产值为 245 亿，至2002 年我国模具总产值约为 360 亿元，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。 我国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48 英寸大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5Kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑
22、封模具。注塑模型腔制造精度可达 0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具质量、寿命明显提高了，非淬火钢模寿命可达 1030 万次，淬火钢模达 50100 万次，交货期较以前缩短，但和国外相比仍有较大差距。 成型工艺方面：多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件，取得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气辅成型设备及技术。热流道模
23、具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10%，与国外的 50%80%相比，差距较大。 在制造技术方面：CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 CAD/CAM 系统，如美国 EDS 的 UG、美国Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、美国 CV 公司的 CADS5、英国 Deltacam公司的 DOCT5、日本 HZS 公司的 CRADE、以色列公司的 Cimatron、美国
24、AC-Tech 公司的C-Mold 及澳大利亚 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了 CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技第一章 概述4术对成型过程，如充模和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术的发展。 近年来，我国自主开发的塑料模 CAD/CAM 系统有了很大发展，主要有北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 系统、华中理工大学开发的注塑模 HSC5.0 系统及 CAE 软件等，这些软件具有适应国内模具的具体情况、能在微机上应用且价格低等特点，为进一
25、步普及模具 CAD/CAM 技术创造了良好条件。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P20，3Gr2Mo、PMS、SM、SM等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大影响，但总体使用量仍较少。塑料模具标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度的商品化程度一般在 30%以下，和国外先进工业国家已达到 70%80%相比，仍有差距。表 1-1 国内外塑料模具技术比较表据有关方面预测，模具市场的总体趋势是平稳向上的，在未来的模具市场中，塑料模具发展速度将高于其它模具，在模具行业中的比例将逐步提高。随着塑料工业的不断发展
26、，对塑料模具提出越来越高的要求是正常的，因此，精密、大型、复杂、长寿命塑料模具的发展将高于总量发展速度。同时，由于近年来进口模具中，精密、大型、复杂、长寿命模具占多数，所以，从减少进口、提高国产化率角度出发，这类高档模具在市场上的份额也将逐步增大。建筑业的快速发展，使各种异型材挤出模具、PVC 塑料管材接头模具成为模具市场新的经济增长点，高速公路的迅速发展，对汽车轮胎也提出了更高要求，因此子午线橡胶轮胎模具，特别是活络模的发展也将高于总平均水平；以塑代木，以塑代金属使塑料模具在汽车、摩托车工业中的需求量巨大；家用电器行业在“十五”期间将有较大发展，特别是电冰箱、空调器和微波炉等的零配项目 国外
27、 国内注塑模型腔精度 0.0050.01mm 0.020.05mm型腔表面粗糙度 Ra0.010.05m Ra0.20m非淬火钢模具寿命 1060 万次 1030 万次淬火钢模具寿命 160300 万次 50100 万次热流道模具使用率 80%以上 总体不足 10%标准化程度 7080% 小于 30%中型塑料模生产周期 一个月左右 24 个月在模具行业中的占有量 3040% 2530%四川理工学院毕业设计（论文）5件的塑料模需求很大；而电子及通讯产品方面，除了彩电等音像产品外，笔记本电脑和网机顶盒将有较大发展，这些都是塑料模具市场的增长点。1.3 我国模具设计技术今后发展方向1.提高大型、精密
28、、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。这是由于塑料模成型的制品日渐大型化、复杂化和高精度要求以及因高生产率要求而发展的一模多腔所致。 2.在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件；基于网络的CAD/CAM/CAE 一体化系统结构初见端倪，其将解决传统混合型 CAD/CAM 系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题；CAD/CAM 软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的 3D 设计与成型过程的 3D 分析
29、将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。 3.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。另一方面为了确保
30、塑料件精度，继续研究开发高压注射成型工艺与模具也非常重要。 4.开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。 5.提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。6.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。 7.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。
31、采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪第一章 概述6实现逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。1.4 毕业设计课题资料查询1.4.1 分析塑件结构及工艺技术要求该塑件名为大油壶盖，机构简单，关键在于自动卸螺纹，采用的材料：HDPE（高压聚乙烯），其技术要求 1.大批量生产 ；2.自动卸螺纹。在设计脱模机构时会比较复杂，而且要实现全自动对传动系统的设计是重点。1.4.2 了解塑件的加工性能和工艺性能。HDPE(高密度聚乙烯) High density polyethylene 7密度： 0.9410.965g/ 3cm熔料温度 ：
32、220280料筒恒温 ：220模具温度 ：2060注射压力 ：具有很好的流动性能，避免采用过高的注射压力80140MPa（8001400bar）；一些薄壁包装容器除外可达到 180MPa (1800bar)保压压力 ：收缩程度较高，需要长时间对制品进行保压，尺寸精度是关键因素，约为注射压力的 3060背压：520MPa（50200bar）；背压太低的地方易造成制品重量和色散不均注射速度 ：对薄壁包装容器需要高注射速度，中等注射速度往往比较适用于其它类的塑料制品螺杆转速 ：高螺杆转速（线速度为 1.3m/s）是允许的，只要满足冷却时间结束前就完成塑化过程就可以；螺杆的扭矩要求为低计量行程 ：0.
33、54D（最小值最大值）；4D 的计量行程为熔料提供足够长的驻留时间是很重要的残料量 28mm，取决于计量行程和螺杆直径回收率 ：可达到 100回收收缩率 ：1.22.5；容易扭曲；收缩程度高；24h 后不会再收缩（成型后收缩）1.4.3 塑料的适用范围典型应用范围 电冰箱容器、存储容器、家用厨具、密封盖等。四川理工学院毕业设计（论文）71.4.4 塑件收缩及补缩问题，尽量减少残余内应力和翘曲变形。HDPE 是半结晶材料，成型收缩率较大，在 152.5之间。HDPE 容易发生环境应力开裂现象。可以通过采用很低流动特性的品种以减小成型塑件的内部应力，从而减轻开裂现象。在温度高于 60的环境中，HD
34、PE 成型的塑件很容易在烃类溶剂中溶解，但其抗溶解性比 LDPE 还要好一些。1.4.5 注塑工艺及模具条件干燥：如果贮存恰当则无须干燥。模具温度：5095 。6mm 以下壁厚的塑件应使用较高的模具温度，6mm 以上壁厚的塑件使用较低的模具温度。塑件冷却温度应当均匀以减小收缩率的差异。为了取得合理的成型周期，冷却回路直径应不小于 8mm，并且距模具表面的距离应在 13J之内(这里“J， 是冷却回路的直径)。注射压力：70105MPa 。注射速度：建议使用高速注射。流道和浇口：流道直径应在 475mm 之间，流道长度应尽可能短一些的浇口，浇口长度不要超过 0.75mm。这种树脂特别适十采用热流道
35、。1.4.6 模具材料模具多采用 45 钢，各标准模架和凹模也采用 45 钢，部分零件采用 T8A，T10A。45钢属于低碳碳素钢，强度低，韧度、塑性和焊接性均好，主要用于型腔简单，生产批量较小的塑料模，采用反印法制造模具，然后经渗碳淬火、回火处理，可或的外表高硬度又耐磨，心部韧性好的模具，其加工性能较好，脱碳敏锐性较小。该模具的其他各部分零件详见后面章节内容。1.4.7 模具的热量损耗，冷却水用量，生产效率模具的热量损耗，冷却水用量，生产效率见第四章第 5 节。1.5 毕业设计思想简述本次模具设计尽量借用计算机来完成复杂的计算和建模分析，总结前人的设计经验，结合塑件的具体结构和塑料材料的具体
36、性能，尽量设计出高的，科学的，自动化高的先进的模具。在模具的结构设计中，尽量采用标准件，降低模具设计工作量，节约原材料，降低成本，在保证质量的前提下尽量简化模具结构。第一章 概述8大学四年的本科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。在完成大学四年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于模具设计这个实践性非常强的设计课题，我们进行了大量的实习。在指导
37、老师的协助下和在工厂师傅的讲解下，同时在现场查阅了很多相关资料并亲手拆装了一些典型的模具实体，明确了模具的一般工作原理、制造、加工工艺。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。四川理工学院毕业设计（论文）9四川理工学院毕业设计（论文）9第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计2.1 成型塑料制件结构工艺性分析尺寸精度分析：塑料制件图样上未注公差
38、尺寸的允许偏差，采用塑料制件尺寸公差(SJl37278) 7 级精度。用于孔时，取“公差数值表”中数值冠以（+）号，用于轴时，取“公差数值表”中数值冠以（-）号。用于长度尺寸时，取“公差数值表”中数值之 1/2 冠以（）号 7。根据塑件材料加工精度分析，选用较低精度制造，经查选用 IT7 级制造，塑件其他尺寸均按该精度等级制造。 基本尺寸（mm） 公差数值（mm）0 3 0.323 6 0.366 10 0.4010 14 0.4480 100 1.2表 2-1 (SJl37278) 7 级精度 公差数值简表粗糙度：由塑料制件的粗糙度确定模具的粗糙度，模具的粗糙度比塑料制件的粗糙度小一级。按制
39、件的使用要求和工艺条件可选用模具的粗糙度为 0.4 ，m斜度设计：便于拔模和留模。基于本设计，由于是螺纹型芯所以开模时塑件留在型芯上。壁厚：壁厚应均匀，薄壁处是否有强度。本塑件壁厚均匀且符合材料最小壁厚要求，也同时能满足使用要求。圆角设计、螺纹设计：该塑件最小圆角 R=2mm 满足加工要求；螺纹 M801.5 也能满足工艺要求。塑件质量的初步估算：根据 CAE 建模分析可得制件的体积和质量如图 2-1-1V=22.39 3cm密度取：0.96 g/ 质量：M=21.50g 第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计10图 2-1-1 CAE 建模分析体积与质量2.2 塑件三维 CAD 建模及
40、CAE 分析2.2.1 利用 CAD 建模，完成三 维零件的设计图 2-2-2 制件三维模型图2.2.2 CAE 分析及其结 果2.2.2.1 最佳浇口位置分布分析从分析结果图 2-2-3 中可以看到由红到蓝不同的颜色，红色的位置是浇口分布最差的位置，而蓝色的地方却是最佳的浇口位置分布。我们在选折浇口的时候可以根据此图和实际情况（比如：分型面的设计、模具结构等）来确定。图 2-2-3 最佳浇口位置分布分析四川理工学院毕业设计（论文）11在选择好最佳浇口位置后，便可以开始对塑件进行模流分析，包括注射时间分布、注射质量分布、注射压力分布、注射压力损失分布、注射温度分布、注射熔接痕分布、注射气泡分布
41、等。根据模流的分析情况可以对塑件进行设计，并在适当的时候进行可行的修改和优化，达到最佳的效果。根据最佳交口位置分析，现在提出两种方案：A：中心点浇口 B：边缘点浇口。2.2.2.2 注射时间分布分析在选择好最佳浇口位置后，便可以开始对塑件进行模流分析了。首先看看注射时间的分布情况。如图 2-2-4 红色的地方注射时间最短，而蓝色的地方是注射时间最长的地方，可根据该图计算注射的时间差，该时间为塑件的参考注射时间，并不是塑件的真实的注射时间，但我们可以参考该时间来设计模具。A B图 2-2-4 注射时间分布分析从图片上看来 A 方案的注塑时间比 B 方案短 0.18 秒，但是都满足工艺条件。2.2
42、.2.3 注射质量分布分析A B图 2-2-5 注射质量分布分析第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计12由质量分布分析图 2-2-5 中可以看到有两种不同的颜色，绿色和黄色。其中绿色代表质量最佳的分布情况，而黄色则表示一般质量的分布情况。红色表示质量最差的分布情况，在图中 A B 方案都看不见红色和黄色，那么就表示该塑件注射质量可行。2.2.2.4 注射压力分布分析由注射压力分布图 2-2-6 可以看到由蓝到红的不同颜色，表示不同的压力分布情况。蓝色表示压力最小的分布位置，橘红色表示压力最大的分布位置，蓝色变到橘红色的其他颜色则表示压力的变化位置。我们可以看到离浇口近的位置压力小，随着距
43、浇口距离的变化，压力也逐步变大，这和我们预想是一致的。其压力差为 20.49MPa。2.2.2.5 注射压力损失分布分析A B图 2-2-7 注射压力损失分布分析由注射压力损失分布分析图 2-2-7 也可以看出 A B 两种方案压力损失都在 5 MP 左右，完全符合工艺条件。都可看到到由蓝色到红色的不同分布情况，把他和注射压力A B图 2-2-6 注射压力分布分析四川理工学院毕业设计（论文）13分布图比较可以看到此二图是相对应的，注射压力小的地方则压力损失大，注射压力大的地方压力损失小。其压力损失为 5.14MPa。2.2.2.6 注塑温度分布分析A B图 2-2-8 注塑温度分布分析如图 2
44、-2-8 A B 两种方案分温度分布都在允许范围之内。其温度差A：=220197=23， 。B：=220207=13， 。2.2.2.7 注射熔接痕与气泡分布分析A B图 2-2-9 注射熔接痕与气泡分布分析如图 2-2-9 中可知：A 方案有较多的熔接痕和气泡，大多数的熔接痕分布在侧壁和螺纹处。在不影响塑件本身的强度和装配的前提下，要在熔接痕位置处对塑件壁厚进行适当处理，同时通过适当的工艺调整，尽量减少熔接痕的产生。那样的话我们就需要设置专门的排气系统，模具结构会复杂许多。B 方案的熔接痕与气泡相对来说比较少了，那样我们就可以完全采用分型面排气就第二章 塑料制件的工艺性分析及工艺结构设计14可以解决问题，模具结构也相对简单了很多。2.3 根据 CAE 分析结论进行模具工艺设计2.3.1.型腔数量的决定（型腔数必需同时满足：交货期、注塑机最大注塑质量、注塑机的塑化能力、锁模力和模板尺寸）2.3.1.1 由交货期计算型腔数 7(2-1)mohctNn3605.1式中 1
