1、 试析 31 塑料模具课程设计总结试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结摘要本文是关于外壳塑料件设计，主要内容包括塑件的成形工艺分析，模具结构形式的确定，分型面位置的确定,浇注系统的形式和浇口的设计,成形零件的结构设计和计算,模架的确定和标准件的选用,合模导向机构的设计,脱模推出机构的设计等。在正确分析塑件工艺特点和材料的性能后，涉及模具结构、强度、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 CAD、三维软件制造工艺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。塑料件注塑模设计，采用一般精度，利用CAD、三维软件来设计或分析注射模的成型零部
2、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、塑料设计设计成型工艺工艺、计算机辅助设计、模具 CAD 等。关键词：模架,标准件,脱模推出机构.AbstractThis paper is about the design of plastic injection mold, cone-shaped include plastic parts forming process analysis, determination of die structure form, parting surface positioni
3、ng, gating system forms and runner design, forming parts structure design and calculation, the determination of the formould design of steering mechanism, stripping out institution design, etc. In the correct analysis plastics technology characteristics and PP material performance, involving the mou
4、ld structure, strength, lifetime calculation and molten plastic mould flo; Using CAD, such different softold of design, manufacturing and product quality analysis. Tapered plastic injection mold design, use general accuracy, use CA 3 4 5 6 7 8 9 10 试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结D, UG to design or
5、 analysis of injection mold, gating system, discusses guide ponents and moulding mechanism, etc. prehensive use of the professional basis, professional class design, and its core knoolding, material molding technology base, mechanical design, plastic injection molding process, puter aided design, mo
6、uld CAD, etc.Keywork, standard parts, stripping out institution design目录摘要 . 1ABSTRACT . 2目录 . 3第 2 章 塑件分析 72.1 塑件结构分析 . 72.2.1 尺寸精度分析 72.2.2 表面质量分析 72.2.3 模具设计计算塑件的体积和重量 72.2.4 塑件注射工艺参数的确定 . 82.2 塑件材料的选择 . 82.2.1 材料 ABS 的注塑成型参数 . 92.2.2 材料 ABS 性能 93.1 型腔数目的确定 . 113.2 型腔的分布 113.3 分型面的设计计 3 4 5 6 7 8
7、 9 10 试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结. 123.4 浇注系统设设计 . 133.4.1 主流道 . 133.4.2 分流道设计 . 143.4.3 浇塑料模具口形式及位置的选择 . 143.4.4 剪切速率的校核 163.4.5 塑料模具主流道剪制造工艺塑料模具切速率校核 163.4.6 浇口剪切速率的校核 . 163.5 成型零件结构设计 . 173.5.1 定模的结构设计 173.5.2 动模的料模具设计计结构设计 173.5.4 型腔和型芯工作尺寸计算 183.6 推杆机构设计 193.6.1 脱模机构的选用原则 193.6.2 脱模力的计算 2
8、03.6.3 推杆的设计 213.7 冷却系统的设计 213.7.1 设计原则 213.7.2 冷却时间的确定 223.7.3 模具加热和冷却系统的计算 . 224.4.1 模具闭合高度的确定 . 254.4.2 由锁模力选定注射机 264.4.3 最大注塑量的校核 3 4 5 6 7 8 9 10 试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结. 264.4.4 锁模力的校核 264.4.5 塑化能力的校核 27试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结固相成型两大类。熔体成型的模具主要有注射设计设计成型、压塑成型、挤出成型等。固相成型的模具主要有
9、真空成型、压缩空气成型和吹塑成型等。按照上述设计设计成型方法的不同，可以划分出对应不同工艺要求的塑料加工模具类型,主要有注射模设计设计设计成型模具、挤出成型模具、压塑成型模具、吹塑设计手册成型模具、吸塑成型模具、高塑料模具塑料模具发泡聚苯乙烯成型模具等。塑料注射模具：它主要是热塑性塑料件产塑料模具品生产中应用最为普遍的一种成型模具塑料注射塑料模具模成型模具对应的加工设备是塑料注射成型机，塑料首先在注射机底加热料筒内受热熔融，然后在注射机的螺杆或柱塞推动下经注射机喷嘴和计计计模具的浇注系统进入模具型腔塑料冷却硬化成型脱模得到制品。它是塑料制品生产中应用最广设计设计的一种加工方法。塑料挤出模具：是
10、用来设计设计成型生产连续形状的塑料产品的一类模具。 塑料压缩模具：压缩塑料模具设计设计成型方法是根据塑料特性将模具加热至成型温度后将计量好的压塑粉放入模具型腔和加料室闭合模具塑料在高热、高压作用下呈软粘流经一定时间后固化定型，成为所需制品形状。塑料吹塑模具：是用来成型塑料容器类中空制品的一种模具。塑料吸塑模具：是以塑料板、片材为原料成型某些较简单塑料制品的一种模具。高发泡聚苯乙烯成型模具：是应用可发性聚苯乙烯原料来成型各种所需形状的泡沫塑料包装材料设计设计的一种模具。塑料模的常用类型注塑模具种类很多，常见的有：注射模、压塑模、挤出模等。但以注射模最为常用。注射模是安装在注射机上，完成注射成形工
11、艺所使用的模具。各种计算机辅助设设计软件简介(1) Pro/ENGINEER 软件Pro/ENGINEER 由美国参数技术公司推出的 CAD/CAM 系统，该软件是通过一种独特的、参数化的基于特征的实体模型设计而发展起来的机械设计设计自动化(MDA)软件。Pro/ENGINEER 具有强大和独特的功能，主要表现在如下 2 个方面。一方面,Pro/ENGINEER 所拥有的参数方法和基于特征的功能给工程师提供了前所未有的方便和灵活。另一方面，Pro/ENGINEER 所具有的独特的数据结构提供了从产品的设计到制造过程的全相关性，任何一处的修改会引起其他有关地方的自动修改。Pro/ENGINEER
12、 的主要功能有：部件设计；装配设计；工程制图；NC 加工和切削模拟；注射流动模拟。Pro/ENGINEER MOLDESIGN 模块的出现使 PTC 彻底完成了塑料模设计自动化化，大大提高了模具设计计的效率。(2) PROE软件PROE( Unigraphics)软件起源于美国麦道飞机公司自行开发的 PROE/CAD/CAM 系统，它以 CAD/CAM 一体化而著称，具有三维实体建模、装配建模，生成直观可视的数字虚拟产品，并对其进行模具运动分析、干涉检查、仿真运动及载荷分析。PROE主要功 3 4 5 6 7 8 9 10 试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结能有
13、：参数化或传统的实体造型及丰富的曲面造型；工程制图，可由实体模型自动产生；装配件的设计，采用自上而下或自下而上的方式 ；CAE 分析功能； NC 自动编程覆盖从钻孔到 5 轴铣削加工的所有范围、干涉检查等 PROE具有良好的 2 次开发环境和数据交换能力。(3)CAE 软件简介CAE 软件是由一家专门从事塑料计算机辅助工程分析的软件和咨询公司开发的。CAE 软件可以模拟整个注射过程以及这一过程对注射成型产品的影响。它主要包括流动模拟模块、冷却模拟模块、保压分析模块、翘曲分析模块模腔尺寸确定、结构应力分析、注塑机参数优化、气体辅助注射分析、塑件纤维取向分析等模块，通过模拟与分析可以判断模具结构的
14、合理性和成型工艺参数的适宜性。最新版本的 MP I 3.0 新增了实验设计技术功能，它可以自动建立和运行一系列的分析，分析结束后，分析结构将自动生成。(4)CAD/CAE 技术设计模具的一般步骤塑料模的型腔和型芯是根据塑件的几何形状设计的，因此，设计时第一步是对塑件的形状进行描述，将塑件的三维模型在计算机中准确地建立起来，使它成为模具设计整个过程的基础和依据。然后进行模具方案的初步设计，设计模具的设计手册浇注系统和冷却系统，利用软件作模流分析，从而优化模具机械设计结构设计，根据分析结果对浇注、模具设计制造工艺冷却系统进行修正。将塑件三维模型加入收缩比即可得到模具成型零件三维模型。将其与模具配合
15、零件(如镶块、抽芯等) 的三维模型装配进行干涉检查。对装配模型进行投影、剖切等操作即可得到模具总装图，对模具成型零件进行相同的操作即可得到相应的二维工程图。模具成型零件的三维模型可用于 CAM 以产生 NC 加工程序。目前，塑料模具设计设计设计、制造一般采用通用机 CAD/CAM 软件与专用塑料模 CAE 软件相结合。开发与推广专用模具 CAD 设计设计软件是面临的一个课题。CAE 分析只能在设定条件下对塑料成型过程进行模拟，还不能对分析结果进行优化，更不能对设计过程作专家指导。集成专用的设计计算塑料模具塑料模具 CAD/CAE 软件，提高其智能化程度，是塑料模 CAD/CAE 技术发展的趋势
16、。Pro/ENGINEER 模具设计设计软件为什么会被广泛应用模具是机械加工中的重要工艺装备，事实上，在仪器仪表、家用电器、交通通讯和轻工业等各行业的产品零件中，有 70%以上的是采用模具加工而成的。传统的模具多用金属材料制成，重量大成本高使用不方便，且易腐蚀。而料密度小，质量轻，强度高，绝缘性能好，设计计算塑料模具有良好的抗腐蚀能力，在国民经济塑料制件已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。由于塑料设计设计设计设计成型工艺的发展，到目前为止，塑料模已处于同冲压模并驾齐驱的地位。随着塑料件应用的日益广泛，大型塑料件的不断开发，快速更新换代与提高质量的要求，越来越多的国家采用CAD/CAM/CAE
17、 技术来设计制造模具，其中用得 3 4 5 6 7 8 9 10 试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结较多的就是 Pro/ENGINEER，现已发展成为 3D CAD/CAM 系统的标准软件。Pro/ENGINEER 是一个全方位的 3D 产品开发软件，集成了零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、钣金设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动测量、机构仿真、应力分析、产品数据库管理、注射流动模拟等功能于一体。此外 Pro/ENGINEER MOLDESIGN 模块的出现使 PTC 彻底完成了塑料模设计自动化，大大提高了模模具设计计的效率。随着工业的发展，工业产品
18、的品种和数量不断增加。换型不断加快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求塑料模具越来越高。模具技术加工工艺塑料模具在国民经塑料模具济中的作塑料模具用越来越加工工艺塑料模具显得更为重要。根据塑料模具业内专家预测，今年中国塑料模具市场塑料模具总体规模将增加 13%左右，到 2005 年塑料模具产值将达到 460 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的 9000 多万美元增长到 2005 年的 2亿美元左右，产值在增长，也就意味着市场在日渐扩大。相当多的发达国家塑料模具企业移师中国，是国内塑料模具工业迅速发展的重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳动力成本低都是吸引外资的优势，所以中国塑模市
19、场的前景一片辉煌，这是塑料塑料模具模具市场迅速成长的重要因素所在。按照我国国家标准，模具共分为 10 大类 46 个小类，塑料模具是 10大类中的 l 个大类，共有 7 个小类：热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模、热固性塑料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他类塑料模。塑料模的发展是随着塑料工业的发展而发展的，在我国起步较晚，但发展却很快，特别是最近几年，无论在质量、技术和制造能力上，都有很大发展。但就总体来看，与国民经济发展和世界先进水平相比，差距仍较大，一些大型、精密、复杂、高效、长寿命的塑料模具塑料模具每年仍大量进口。据悉目前全世界年产出模具约 650 亿美元，其中制造工艺制造工艺塑
20、料模具制造工艺约为 260 亿美元。我国 1999 年模具总产值 245 亿元其中塑料模具约为 82 亿元，2000 年近 100 亿元。七类塑料模具中，注塑模具所占比例很大，约占全部塑料模具的 80%左右。料注塑模模具设计塑料模具的主要用户是家用电器模具设计行业、汽车、摩托车行业、电子音像设备行业、办公设备行业、建筑材料行业、信息产业及各种塑料制品行业等。目前国内年需设计手册塑料模具约 130-140 亿元，真中有 30 多亿元仍靠进口，进口量最多的塑料模具塑料模具有汽车摩托车饰件模具、大屏幕彩电壳模具、冰箱洗衣机模具、通讯及办公设备塑壳模具、塑料异型材模具等。大学三年的学习即将结束，毕业设
21、计是其中最后一个实践环节，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。该塑件是常用防尘盖，防尘盖是用来保护不受磨损的一个保护盖。 3 4 5 6 7 8 9 10 试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结它结构比较简单易设计且符合毕业设计的要求，所以我决定设计一个有关防尘盖的一套模具，（见防尘盖的零件图见图 1）。在实习的过程中也成遇到过类似是案子所以对这个零件也算比较熟悉，对于一些特性也都比较清楚，所以这是我做毕业设计的一个很不错的选择。第 2 章 塑件分析2.1 塑件结构分析见零件图，该零件总体
22、形状方形。尺寸如图；周边都是平面，零件没有侧凸台。就此看来,产品不复杂，设计手册模具设计模具设计设计设计时不须设置复杂的抽芯机构,，该零件属于中等复杂程度。图 2-1 零件图2.2.1 尺寸精度分析技术要求中提出该塑件的尺寸公差 MT3（SJ1372-78）。由以上分析可见，该零件的尺寸精设计手册度中等偏上，对应的设计手册模具相关零件的尺设计手册寸加工可以保证。2.2.2 表面质量分析该零件制造工艺的表面要设计手册求没有缺陷、毛刺、无飞边及要有一定的光泽，没有特别高的表面质量要求，所以比较容易实现。综上分析可以看出，注射时在工艺参数控制得好的情况下，零件制造工艺的成型要求可以得到保证。2.2.
23、3 计算塑件的体积和重量计算塑件重量是为了选用注射机及确定模具型腔数。根据设计手册可查得 ABS 的密度为 =1.05g/cm3 设计设计成型收缩率成:0.05%成型温度：180200。计算塑件的体积：V9.01cm3（通过软件 s 计算）计算塑件重量：31.05g/cm3=9.46g考虑到塑件结构不太复杂，需求量中等固采用一模 4 件的模具结构，考虑其外形尺寸、注射时所需压力和工厂现有的设备等情况，初步选用注射机为 SZ-400/60。2.2.4 塑件注射工艺参数的确定查找塑料模设设计计算计手册和参考工厂的实际应用的情况，ABS 的成型工艺参数可作如下选择。试模时，可根据实际的情况作适当的调
24、整。 注塑机类型螺杆式螺杆转速/(r/min)400喷嘴形式/温度 直通式 170180料筒温度/78前段 180200中段 165180后段 150170模具温度/ 5080注射压力/mpa 60100保压力/mpa3050注射时间/s 2090高压时间/s 05冷却时间/s 20120成型周期/s 502002.2 塑件材料的选择1.成型前的准备对 ABS 的色泽、细度和均匀度进行检验。由于 ABS 的吸水率大约为 0.2%0.8%，容易吸湿，成型前应进行充分的干燥，干燥至水分含量0.3%。干燥条件：用烘箱以 8085烘 24 小时或用干燥料斗以 80烘 12 小时。2.注射过程塑料在注射
25、机料筒内经过加热、塑化达到流动状态后，由模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可以分为充模、压实、保压、倒流、和冷却 4 个阶段。3.塑件的后处理采用调湿处理，其热处理条件查 试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结中的表 4-7 由处理温度为 70；保湿时间为 24 小时。2.2.1 材料 ABS 的注塑成型参数注射机：螺杆式；螺杆转数（r/min）：48；料筒温度（）：前段 200220；中段 180200；后段 160180；喷嘴温度（）：170180；模具温度（）：5080；注射压力（MPa）：70100；成型时间（s）：注射 2060，保压 03，冷却 20
26、90，总周期50160。2.2.2 材料 ABS 性能1.物理性能ABS 树脂是一种共混物，是丙烯腈-丁二烯- 苯乙烯共聚物，英文名Acrylonitrile-butadine-styrene(简称 ABS)，这三者的比例为20：30：50(熔点为 175)。只要改变其三者的比例、化合方法、颗粒的尺寸，便可以生产出一系列具有不同冲击强度、流动特性的品种，如把丁二烯的成份增加，则其冲击强度会得到提高，但是硬度和流动性就会降低，强度和耐热性变会减少。ABS 为浅 粒状或珠状不透明树脂，无毒、无味、吸水率低，具有良好的综合物理机械性能，如优良的电性能、耐磨性，尺寸稳定性、耐化学性和表面光泽等，且易于
27、加工成型。缺点是耐候性，耐热性差，且易燃。2.成型性能ABS 是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三种化学单体合成。每种单体都具有不同特性：丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁二烯具有坚韧性、抗冲击特性；苯乙烯具有易加工、高光洁度制造工艺及高强度。制造工艺从形态上看，ABS 是非结制造工艺晶性材料。制造工艺中单体的制造工艺聚合产生制造工艺了具有两制造工艺相的三元共聚物，一制造工艺个是苯乙烯-丙烯腈制造工艺的连续相，另一个是聚丁二烯橡胶分散相。ABS 的特性主要取决于三种单体的比率以及两相中的分子结构。这就可以在产品设计上具有很大的灵活性，并且由此产生了市场上上百种不同品质的 ABS 材料。这些不同品
28、质的材料提供了不同的特性，例如从中等到高等的抗冲击性，从低到高的光洁度和高温扭曲特性等。ABS 具有良好的成型加工性，制品表面光洁度高，且具有良好的涂装性和染色性，可电镀成多种色泽。ABS 是吸水的塑料，于室温下，24 小时可吸收 0.2%0.35%水分，虽然这种水分不至于对机械性能构成重大影响，但注塑时若湿度超过 0.2%，塑料表面会受大的影响，所以对 ABS 进行成型加工时，一定要事先干燥，而且干燥后的水分含量应小于 0.2%。3.ABS 的主要性能指标密度 =1.05 g/cm；收缩率 0.40.7%，取值 0.5%.4.ABS 成型塑件的主要缺陷及消除措施主要缺陷：溢料飞边、气泡、熔接
29、痕、烧焦及黑纹、光泽不良；消除措施：增大注射压力、提高模具温度、加排气槽、充分预干燥。3注射模结构设计主要包括：分型面选择、模具型腔数目的确定及型腔的排列方式和冷却水道布局以及浇口位置设置、模具工作零件的 3 4 5 6 7 8 9 10 试析 31 塑料模具课程设计总结 导读：31 塑料模具课程设计总结结构设计、侧向分型与抽芯机构的设计、推出机构的设计设计等内容。3.1 型腔数目的确定该塑件精度要求不高，但需求量中等，固应选多腔模更为合适。它可以提高生产效率，降低计计计计计塑件的整体成本。生产经验表明，每增加一个型腔，塑件的尺寸精度将降低 4%。按注射机的最大注射量计算型腔数目 型腔数目 n
30、n(Kmp-m1)/m式中 K:注射机最大注射量的利用系数，取 0.8mp：注射机最大注射量，gm1：浇注系统凝料量，gm：单个塑件的质量，g经过计算和产量的要求，n 取 4，采用一模 4 件的形式。3.2 型腔的分布由于型腔的排布与浇注系统密切相关的，所以在模具设计时应综合加以考虑。型腔的排布应使每个型腔都能通过浇注系统从总压力中均等地分得所需的足够压力，以保证塑料熔体能同时均匀地充填每个型腔，从而使各个型腔的塑件内在质量均一稳定。图 3-1 型腔分布3.3 分型面的设计计模具设计中，分型面的选择很关键，它决定了模具模具的结构。分型面与模具的整体结构、浇注系统的设计、塑件的脱模和模具的制造工
31、艺等有关，因此分型面的选择是注射模设计中的一个关键步骤。应根据分型面选择原则和塑件的成型要制造工艺求来选择分型面。该塑件表面制造工艺质量无特殊要求，结制造工艺制造工艺构也比较间单，固选制造工艺平直分型面。如图 3 如何确定分型面，需要考虑的因素比较复杂。由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较，从几种方案中优选出较为合理的方案。选择分型面时一般应遵循以下几项原则：（1）分型面应选在塑件外形最大轮廓处。（2）便于塑件顺利脱模，尽量使塑件开模时留在动模一边。（
32、3）保证塑件的精度要求。（4）满足塑件的外观质量要求。（5）便于模具加工制造。（6）对排气效果的影响。图 3-2 分型面3.4 浇注系统设设计浇注系统是指模具中由注射机喷嘴到型腔之间的进料通道。普通浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四个部分组成。浇注系统的设计是制造工艺模具设计设计设计设计设计的一个重要环节，设计合理与否对塑件的性能、尺寸、内外部质量及模具结构、塑料的利用率等有较大的影响。对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则。(1).了解塑件的成型性能(2).尽量避免或减少产生熔接痕(3).有利于型腔中气体的排出(4).防止型芯的变形和嵌件的位移(5).尽量采用较短的流程充满型腔(6).流动距离比和流动面积比的校核3.4.1 主流道主流道是设计手册指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔体的流动通道，是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流动速度和充模时间有较大的影响， 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
