雙柱座板的注塑模具設計-注射模1模10腔含NX三維及9張CAD圖帶模流,雙柱座板,注塑,模具設計,注射,10,nx,三維,cad,圖帶模流 雙柱座板注塑模具設計 摘要 在21世紀的生產(chǎn)業(yè)中，注塑模具占主導地位，注塑模具的產(chǎn)品隨處可見經(jīng)濟實惠。本次設計以雙柱座板為原件進行模具設計，首先確定塑料的分型面，分型面的選擇要考慮脫模斜度和頂出受力面積。澆口位置要考慮到產(chǎn)品填充的流向均勻還有廢料的放置位置。型腔數(shù)量的安排要合理采用鑲嵌式還是整體式，結(jié)合模具的結(jié)構(gòu)合理性要填充完全不得缺料。冷卻系統(tǒng)要均勻，如果溫差過大會影響零件外觀出現(xiàn)裂痕變形和水印等。頂出機構(gòu)也要受力均勻，如果脫模力受力不均勻過小會頂穿產(chǎn)品，頂出時面針板進行固定，底針板進行推出。工作時采用導柱導套進行導向，復位時利用彈簧進行復位復位桿進行導向。在設計完成后進行注塑機的校核，通過指導手冊查詢數(shù)據(jù)，選擇注塑機的型號根據(jù)質(zhì)料進行技算出注塑量，注塑壓力、鎖模力等。 本次設計采用CAD和UG軟件進行繪制，繪制方法先測繪零件圖通過UG建模畫出三維，根據(jù)分型畫出三維裝配圖，再根據(jù)三維圖使用CAD畫出二維裝配圖和非標零件圖。利用輔助軟件繪圖減少了繪制時間，繪制的思路也清晰，軟件的使用也更加的熟練了。本次采用的模架為龍記GB國標模架，此模架是大型企業(yè)模具專業(yè)設計的通用模架，此模架是全國公認的。 關(guān)鍵詞：UG;注塑模具;模具設計;CAD VI Design of injection mold for double column base plate Abstract In the 21st century, injection mold plays a leading role, and the products of injection mold can be seen everywhere. In this design, the mold is designed with the double column base plate as the original part. First, the parting surface of the plastic is determined. The selection of the parting surface should consider the demoulding slope and the forced area of the ejection. The gate location should take into account the flow direction of product filling and the location of waste. The arrangement of the number of cavities should be reasonable to use inlay type or integral type, and should be filled completely without lack of material in combination with the structural rationality of the mold. The cooling system should be uniform. If the temperature difference is too large, it will affect the appearance of parts, such as cracks, deformation and watermarks. The ejection mechanism shall also bear uniform force. If the force of the demoulding force is not uniform and too small, the product will be pushed through. When ejection, the face needle plate shall be fixed and the bottom needle plate shall be pushed out. Guide post guide sleeve is used for guiding during operation, and spring is used for guiding during reset. After the completion of the design, check the injection molding machine, query the data through the instruction manual, select the model of the injection molding machine, and calculate the injection volume, injection pressure, mold locking force, etc. according to the material technology. In this design, CAD and UG software are used for drawing. In the drawing method, first, the part drawing is drawn in three dimensions by UG modeling, then the three-dimensional assembly drawing is drawn according to the parting, and then the two-dimensional assembly drawing and non-standard part drawing are drawn by CAD according to the three-dimensional drawing. The use of auxiliary software drawing reduces drawing time, drawing ideas are clear, the use of software is more skilled. The mold base adopted this time is Longji GB national standard mold base. This mold base is a general mold base designed by the mold specialty of large enterprises. This mold base is recognized nationwide. Key words: UG, injection mold,mold design,CAD 目 錄 第一章 前言 1 1.1模具的簡介 1 1.2模具的發(fā)展趨勢 1 1.3模具的制造過程 2 1.4 UG三維軟件的概述 3 1.5設計內(nèi)容 3 第一章 塑件的制造工藝和材料分析 4 2.1塑件的結(jié)構(gòu)分析 4 2.2ABS的特點 4 2.3 注射機確定 5 第三章 模具結(jié)構(gòu)設計 8 3.1 分型設計 8 3.2型腔的布局 8 3.3 模具澆注系統(tǒng)設計 9 3.3.1 主流道設計 10 3.3.2分流道設計 11 3.3.3 澆口的設計 12 3.4成型零件的設計 13 3.5型芯的設計 14 3.6 模架設計 16 3.7 脫模機構(gòu)設計 17 3.8 冷卻系統(tǒng) 19 3.8.1冷卻系統(tǒng)設計規(guī)則 19 3.8.2冷卻系統(tǒng)的計算 19 3.9 排氣結(jié)構(gòu)設計 21 3.10合模導向機構(gòu)設計 21 第四章 注射機參數(shù)校核 23 4.1注塑機鎖模力的校核 23 4.2 校核壓力 23 4.3 校核模具安裝尺寸 23 4.4 校核移模行程 24 4.5 校核注塑機鎖模力 24 第五章 模具總裝圖 26 第六章 MOLDFLOW注塑CAE模流分析 27 6.1 MOLDFLOW模流分析概述 27 6.2 MOLDFLOW模流分析操作過程。 27 6.4 總體溫度 31 6.5 注射位置處壓力：XY圖 31 6.6 鎖模力XY圖 32 6.7 壓力 33 6.8 充填時間 33 6.9 流動前沿溫度 34 6.10 氣穴 35 6.11 熔接線 35 6.12 溫度，零件 36 6.13 變形，所有因素：變形 37 總結(jié) 38 致謝 39 參考文獻 41 第一章 前言 1.1模具的簡介 在生產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，模具主要生產(chǎn)成型類的產(chǎn)品，模具的種類多應用廣。不同的產(chǎn)品需要不同的模具來加工，模具只是加工產(chǎn)品的工具之一，號稱工業(yè)之母。它的產(chǎn)品主要是改變材料的物理狀態(tài)使其形狀變成產(chǎn)品的外形的加工方法，在外力的作用下使原材料變形成為指定的形狀，模具的發(fā)展是機械制造業(yè)的重要標志。模具主要的原材料有塑料、鋁、鐵還有銅，隨著科技的發(fā)展新型原材料的開發(fā)，模具的生產(chǎn)加工越來越廣泛了。模具就是一個模型，根據(jù)模型制造出來的產(chǎn)品都是外觀一致的，所以模具用于大批量外形一致的產(chǎn)品零件，零件有大有小，根據(jù)零件的大小模具也不斷的變化。根據(jù)對產(chǎn)品的需求，模具設計也要分成幾類：注塑模架、壓縮模具、擠塑模具、壓鑄等。模具有上下兩板模，形狀復雜精度高承載成型壓力的裝置。模具的生產(chǎn)加工和制造水平是機械加工技術(shù)的標志。模具的生產(chǎn)節(jié)約了原料，提高了收益，推進的經(jīng)濟發(fā)展，他的使用性能和經(jīng)濟性都是不錯的選擇。目前模具產(chǎn)品隨處可見，不僅運用在生活中還運用在機械制造方面。在模具發(fā)展的過程中仍處于擴展中，發(fā)現(xiàn)了許多有待提高的技術(shù)手段，還忽略了客戶的需求高端的模具還不能實現(xiàn)，現(xiàn)在的大型精密模具都是進口而來。 1.2模具的發(fā)展趨勢 隨著汽車、電子、通信、科技的進步，模具的對市場的需求不斷增加，大型自動化長壽命的模具對市場的需求越來越大了。在一個模具設計制造的角度來看模具的發(fā)展會制動化，高精密、超小型這幾個方向發(fā)展。隨著科技的發(fā)展時代的進步，原材料的開發(fā)與創(chuàng)新，模具的使用將會越來越廣泛，小至生活日用品大至火箭零件。隨著模具的不斷開發(fā)與創(chuàng)新，注塑機的改變也得貼合模具的使用而改變，兩者不可分開。為了使模具能夠達到高壽命、高精度的使用在制造方面必須研發(fā)耐強度、耐硬度、耐磨損的材料，這樣生產(chǎn)出來的模具才能達到市場的需求。 我國正重模具生產(chǎn)走向模具制造，在國內(nèi)市場行情看來模具的生產(chǎn)與制造非?；鸨?，企業(yè)家的投資不斷加人，科學技術(shù)的創(chuàng)新和改變不斷出現(xiàn)。在國家政府的大力支持下開創(chuàng)了模具專業(yè)、模具產(chǎn)業(yè)、模具制造等，其還在籌劃更多的技術(shù)進行和學習方案。此外我國模具產(chǎn)業(yè)正走向國外，隨著經(jīng)濟的增長模具制造技術(shù)不斷引進，國外貿(mào)易會持續(xù)增長。增加快速成型的發(fā)展速度，快速成型工藝是未來模具發(fā)展的重點，隨著模具技術(shù)的日益成熟，未來這方面的發(fā)展可以大大提高生產(chǎn)效率，隨著人工越來越貴，自動生成將會是降低成本的發(fā)展方向，未來機械手熱流道等配件發(fā)展也是非常重要，對效率提高可以起到?jīng)Q定性作用。 1.3模具的制造過程 在設計模具前，應該先了解產(chǎn)品原材料是不是符合模具成型加工的要求，對產(chǎn)品的形狀尺寸精度外觀要求等反復確認避免出錯。還有就是腔數(shù)的確定，根據(jù)商家的要求，最大化滿足一模多腔的設計制造。一套模具的優(yōu)劣不僅需要精確的加工機器還需要模具制造的員工，還有需要一個優(yōu)秀的設計師進行設計，特別是復雜的模具設計制造，模具設計的好壞是模具產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。一個優(yōu)秀的模具設計師要做滿足客戶要求的前提做到加工成低、難度小、制造時間短、拆裝維護維修方便等。要做到這些不僅要滿足客戶還要對注射機、模具結(jié)構(gòu)、成產(chǎn)工藝和制造工藝非常熟悉，還要提高模具的設計技術(shù)。設計師必須弄懂模具設計的各個原理和用途，在設計過程中對比之前的設計熟知模具在制造和產(chǎn)品成型過程中的經(jīng)驗與教訓。了解注射機的工作原理和產(chǎn)品的成型工藝，加深模具與注塑機的配合關(guān)系深知原材料的加工工藝。在試模過程中根據(jù)實際情況進行修改，吸取教訓累積經(jīng)驗，盡量使用以前成功案例的模具結(jié)構(gòu)，不斷的創(chuàng)新改進學習新的技術(shù)。在模具選用制造材料的過程中，要分析產(chǎn)品的質(zhì)量和精度，還有要符合工廠的制造加工及熱處理情況盡可能使用工廠里的標準件進行制造。模具在設計時的公差配合關(guān)系要符合要求，產(chǎn)品成型跟模具的組裝有關(guān)，所以在加工方面和精度的選擇至關(guān)重要。為減小模具加工時造成的誤差，應該提高加工精度提高加工機械的精度和保養(yǎng)，為了節(jié)約成本模具設計時盡量用鑲嵌式結(jié)構(gòu)。在制造組裝完成后要進行試運行，看看在成產(chǎn)過程中的問題，產(chǎn)品是否合格，什么地方需要改進等。 1.4 UG三維軟件的概述 UG是軟件是目前應用廣泛的輔助軟件之一，它的功能強大是CADCAMCAE集成。隨著生水平的提高，科學技術(shù)的發(fā)展UG軟件的技術(shù)應用也在進步，UG開發(fā)與1990年，它是UGS公司開發(fā)的軟件。擁有三維實體建模，零件表面分析，著色、運動仿真等多功能。不僅應用于數(shù)控加工，還應用于機械設計、模具設計、夾具設計等多個領(lǐng)域。UG的加工工藝分析能夠更加的體現(xiàn)在加工時遇到的問題，在軟件輔助下清楚明了的了解加工刀路的走向，加工后零件的樣子。修改起來方便可靠，思路清晰不易出現(xiàn)錯誤。 在注塑模具的設計中，UG軟件是模具設計師的必備實用軟件之一，它是為模具設計師量身打造的一款設計軟件，其設計功能強大，實用方便不容易出錯。 1.5設計內(nèi)容 本次設計根據(jù)老師的給與的樣件進行設計，先根據(jù)零件進行分析確定分析面，了解原材料的加工工藝，進膠口的選擇和型腔數(shù)量的確定。冷卻水道的安排要使產(chǎn)品均勻冷卻，不然會出現(xiàn)水印。頂出機構(gòu)的選擇，這個要根據(jù)產(chǎn)品的要求來確定，用頂針頂出產(chǎn)品上會出現(xiàn)頂出痕跡，如果是外觀要求高的產(chǎn)品就需要用推板來推出。注塑機的選擇要根據(jù)模具設計的具體情況來確定，編寫說明書來進行校核。本次設計通過UG三維軟件進行建模，然后根據(jù)三維用CAD繪制出二維裝配圖和零件圖。 49 第1章 塑件的制造工藝和材料分析 2.1塑件的結(jié)構(gòu)分析 本次任務是設計出雙柱座板的注塑模具，通過任務書的零件圖進行分析然后在三維UG建模中畫出立體圖，通過三維塑件圖分析可知該塑件整體尺寸一般大小，外觀為一個長條蓋板類塑件，形狀比較規(guī)則，適合大批量生產(chǎn)，塑件圖如下； 圖2-1塑件三維圖 先塑件的外形進行分析，發(fā)膜分析這樣有利于塑件外觀，均勻的壁厚可以防止外觀有縮水痕跡，本次塑件符合這項基本要求，然后塑件的尺寸一般不能太大也不能太小，這樣才能設計合適的模具，成型件強度才能得到保障，太大加工設備也無法滿足要求，精度等級本次選擇常規(guī)精度，需要滿足一般外觀件的表面質(zhì)量要求。塑件各尺寸參考二維圖設計圖紙，通過上述分析后可以得到該塑件滿足一般注塑生產(chǎn)的需要，本次材料選擇的是為一般廉價的ABS材料，此材料綜合性能優(yōu)良，可以滿足本次設計需要。因為塑件沒有嚴格的公差要求，本次選擇采用一般精度5級來設計，按一般模具精度設計可以降低成本和簡化模具結(jié)構(gòu)。 2.2ABS的特點 ABS是屬于熱塑性材料，是高分子塑件下料材料的一種，材料的收縮率大小為0.005。ABS材料的密度值為1.05。常用于注塑模具的材料，有良好的成型效果。 2.3 注射機確定 在對注射機進行選取的時候，要考慮模架的大小，通過UG軟件對塑件的體積先測量了，塑件的體積詳見下圖所示： 圖2-2塑件體積測量 對制品的體積進行測量，得到該參數(shù)后，可以對注射機的選擇和型腔數(shù)量起到?jīng)Q定性的作用。 通過三維軟件對建模完成后的塑件進行體積的測量根據(jù)ABS的收縮率計算出塑件的塑件的質(zhì)量。 塑件的質(zhì)量計算公式為 m--塑件的質(zhì)量 P--材料的密度（1.05）g/m V--塑件的體積（15.91）cm m=1.05x15.91=16.71g 測量所得的塑件體積如下圖所示： 根據(jù)上述相關(guān)的論述和計算，結(jié)合現(xiàn)有的注射機相關(guān)參數(shù)，確定該注射模具選用的注射模具的型號為HTF300XB。 型號 單位 300×A 300×B 300×C 參數(shù) 螺桿直徑 mm 60 65 70 理論注射容量 cm3 727 853 989 注射重量PS g 662 776 900 注射壓力 Mpa 213 182 157 注射行程 mm 257 螺桿轉(zhuǎn)速 r/min 0~160 料筒加熱功率 KW 17.25 鎖模力 KN 3000 拉桿內(nèi)間距(水平×垂直) mm 660×660 允許最大模具厚度 mm 660 允許最小模具厚度 mm 250 移模行程 mm 660 移模開距(最大) mm 1260 液壓頂出行程 mm 160 液壓頂出力 KN 62 液壓頂出桿數(shù)量 PC 13 油泵電動機功率 KW 30 油箱容積 l 580 機器尺寸(長×寬×高) m 6.9×2.0×2.4 機器重量 t 11.5 最小模具尺寸(長×寬) mm 460×460 表2-2 注射機參數(shù) 第三章 模具結(jié)構(gòu)設計 3.1 分型設計 模具的分型面是設計準備工作中最重要的部分，每到設計好塑件后，開始設計模具前，首先就應該確定好分型面的位置，這決定了模具的基本結(jié)構(gòu)，和布局。在注塑成型后，要把塑件取出來，就要把模具打開也就是把模具分成兩部分，也就是動模部分和定模部分。定模部分和定模部分接觸的面成為分型面。設計分型面時主要靠考慮的是塑件是否可以順利脫模，還要考慮開模后塑件會留到動模還是定模。設計原則如下； 1、 選擇的分析面要利用脫模，開模后塑件必須要就在動模部分上。 2、 要滿足塑料的外觀要求和外觀質(zhì)量的精度要求； 3、 選擇的分型面要利用加工和制造； 4、 如果有側(cè)面抽芯的部分，在選擇分型面的時候要考慮抽芯的結(jié)構(gòu)。 對該雙柱座板進行分析之后，使塑件留在型芯上方便頂出的這種設計方式，對該注塑模具的脫模是最有利的，其設計的位置詳見下圖中的表明所示： 圖3-1 模具分型面的選擇 3.2型腔的布局 確定好分型面位置后，需要選擇合適的型腔布局來設計模具，首先進行選擇是單型腔模還是多型腔模，應本次設計塑件結(jié)構(gòu)比較常見，產(chǎn)品的生產(chǎn)量較大，在不大幅度增加成本的情況下，需要設計多腔才能滿足設計需要，但是分析模具的生產(chǎn)工藝，一般也是設計合適的才能最大程度的滿足生產(chǎn)量又能節(jié)約生產(chǎn)模具的成本。本次塑件大小中等，如果采用太多腔成型，填充有一定壓力，成型時間過長，反而影響模具的生產(chǎn)效率，綜合分析初步采用一模十腔的結(jié)構(gòu)，因為本塑件是外觀件，設計時候?qū)υ撃＞咄庥^質(zhì)量要求較高，成型過程需要判斷是采用單分型面還是雙分型面結(jié)構(gòu)，初步擬定采用一模十腔的設計，設計為單分型面的模具結(jié)構(gòu)形式。最終的型腔布局設計如圖3.2所示。 圖3.2型腔布局圖 3.3 模具澆注系統(tǒng)設計 澆注系統(tǒng)是注塑機將塑件的原材料進行加熱融化后注塑到模具的里面的路徑，它的選擇是注塑成型的關(guān)鍵，它是連接注塑機到塑件成型位置的道路。普通的澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料穴組成設計原則如下； 1、 在設計澆注系統(tǒng)之前要先確定型腔的排列，澆口位置的選擇防止在注塑時模具受壓力偏執(zhí)使塑料溢出； 2、流道盡可能要短減少模具外形尺寸；減少折彎表面粗糙的要低； 3、一模多腔是要設計冷料穴； 4、在塑件填充慢的情況下設計較小的流道； 5、澆口的位置避免與鑲件和冷卻水道接觸，仿真外觀變形。 3.3.1 主流道設計 主流道是塑料進入型腔里最先進入的位置，它的形狀為圓錐形，有利于塑料液體的流動，開模時方便取出。主流道的尺寸直接影響塑料的流動情況和填充，由于主流道在注塑時經(jīng)常與注塑機反復發(fā)生碰撞和高溫摩擦，為了方便維修單獨鑲嵌的方式設計在定模板時方便維修和更換。本次設計中，澆注系統(tǒng)種類為：側(cè)澆口 1、主流道相關(guān)設計 3.3=2.6+（）mm； 得到主流道小端直徑d=3.3mm； 主流道還需要考慮一定的脫模斜度，一般脫模斜度的取值為； 主流道高度L=58mm； 經(jīng)過CAD繪圖可以直接得出主流道大端直徑如下尺寸。 主流道大端直徑D=9.4mm； 圖3.3主流道的設計 3.3.2分流道設計 分流道是主流道與澆口之間的連接通道，通常設置在分型面上主要主要是分流和轉(zhuǎn)向的作用，它的形式分為圓形、半圓形、U型和梯形等。分流道的長度取決于塑件和型腔排列的澆口位置，盡量的縮短減少液體塑料熱量的流失。分流道的布局分為平衡和非平衡兩種，主要根據(jù)實際生產(chǎn)情況進行設計，不管使用哪種都必須保證填充塑件無缺料的情況。 設計要點如下； 1、 在保證塑料在壓力下能夠填充滿的情況下盡量采用較小的取值； 2、 由于塑件的原因?qū)е铝鞯肋^程時，要設計冷料穴； 3、 分流道的位置殼根據(jù)實際情況單獨設置在型芯或者型腔上； 4、 分流道連接澆口的地方一般用圓形弧面進行連接。 通過上面的分析，分流道是設計在分型面上，一般是選擇到平面上，本次設計采用圓形截面，通過塑件的材料的分析， 式中： 16.71g； 40mm； 根據(jù)塑件的壁厚、材料的種類和型腔布局結(jié)構(gòu)形式， 經(jīng)過計算得分流道直徑:D=7.76mm 考慮時間機械加工切削工藝，取分流道尺寸如下。 根據(jù)刀具圓整為實際分流道直徑d=8mm； 圖3.4流道分布示意圖 3.3.3 澆口的設計 澆口有成為精料口它的設計都很多，分為直接澆口、側(cè)澆口、點澆口等，它的選擇是通過塑件的形狀，根據(jù)塑件的成型要求來判斷，還要根據(jù)零件的表面光滑度來進行選擇。其設計原則如下； 1、 在填滿型腔后必須使其澆口先冷卻防止液體塑料導流； 2、 注塑完成后澆口的塑料有利于從塑件上切除最后不影響外觀，澆口的尺寸根據(jù)經(jīng)驗來確定。 3、 在能夠填充滿型腔的情況下盡量設計最短的距離； 4、 澆口的設置要有利于排氣和補料，還要避免塑件的變形。 5、 澆口的位置盡量減少熔接痕跡。 根據(jù)塑料的材料性能，和塑件壁厚、尺寸大小等因素，可以通過查注塑模具設計指導手冊表進行取值，本次設計中，取側(cè)澆口澆口數(shù)據(jù)如下尺寸。 對于側(cè)澆口取值： 側(cè)澆口寬度w=4.2mm； 側(cè)澆口深度h=2.3mm； 側(cè)澆口長度l=2.7mm； 圖3.5澆口的形式 3.4成型零件的設計 成型零件是注塑成型的塑件與模具接觸的零件，它的尺寸精度關(guān)系到成型塑件的表面尺寸，和外觀形狀。成型零件的加工材料要求高，在注塑的時候他接觸的溫度很高，所以要有足夠的耐高溫，耐摩擦力。 1.型腔徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下： 式中： ； （0.005）； ； ； ； 型腔長度尺寸計算為： =[(1+0.005)x110-1/4x0.08]=110.57mm 型腔寬度尺寸計算為： =[(1+0.005)x30-1/4x0.08]=30.17mm 2.型腔深度尺寸計算 型腔深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下： 式中 ； ； 其他符號意義同上。 =[(1+0.005)x2-1/3x0.08]=2.04mm 圖3.6 型腔的結(jié)構(gòu)形式 3.5型芯的設計 1、型芯尺寸的計算 （1）型芯徑向尺寸計算 型芯徑向尺寸的計算采用平均尺寸法，公式如下： ； ； 其他符號意義同上。 型芯長度尺寸計算為： =[(1+0.005)x120+1/4x0.08]=120.58mm 型芯寬度尺寸計算為： =[(1+0.005)x40+1/4x0.08]=40.18mm （2）型芯深度尺寸計算 型芯深度尺寸采用平均尺寸法，公式如下： ； 其他符號意義同上。 =[(1+0.005)x9-1/3x0.08]=9.02mm 圖3.7 型芯的結(jié)構(gòu)形式 3.6 模架設計 一般情況下，在注塑模具的模架的設計要，要比模具的尺寸稍微大，通常在模架進行選取的時候，要結(jié)合該制品的尺寸和模具的相關(guān)尺寸來計算。得出各模板的厚度大小。還需要結(jié)合型腔布局和排列結(jié)構(gòu)形式，盡可能的保證長寬尺寸為一個整數(shù)，這樣才能符合實際機械加工和原材料的購買要求，一般情況下，中小型模具可以根據(jù)塑件尺寸，保證型腔側(cè)壁厚度在30-50mm之間，大型模具保證50-80mm之間的型腔側(cè)壁厚度。 （1）、確定成型型腔零件長寬高尺寸如下 340x300x25mm （2）、確定成型型芯零件長寬高尺寸如下 340x300x35mm （3）、確定模架定模板長寬高尺寸如下 550x500x60mm （4）、確定模架動模板長寬高尺寸如下 550x500x75mm （5）、確定墊塊的高度 墊塊需要考慮實際頂出脫模的需求，本次設計中，采用墊塊高度為：120*mm，即可滿足要求。 根據(jù)澆注澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式，以及頂出脫模要求，選擇國標的標準模架，采用大水口模架系統(tǒng)。具體的模架型號為：CI5055-A60-B75-C120 圖3-8 標準模架結(jié)構(gòu)形式 3.7 脫模機構(gòu)設計 當注塑成型完成后，模具開模的時候塑件一般留在型芯或者動模板上，這是就需要用一種方法把塑件與型芯或者從動模板中分離。一般有機械手脫模、頂針脫模、推板脫模。選擇脫模的方式主要是根據(jù)塑件的使用情況而定，有外觀要求的一般選擇推板脫模，殼體類的塑件選擇頂針脫模，特殊塑件選擇機械手脫模。 設計原則； 1、 因為塑件收縮包裹在型芯上，在頂出時精料靠近型芯。 2、 頂出機構(gòu)的設計應該在塑件剛度和強度的最大位置，如壁厚處或者加強筋處，防止頂出時發(fā)生變形。 3、 為了保證塑件的外觀，頂出位置一般設置在塑料的內(nèi)部或者對塑件影響不大的地方。 4、 設計的頂出力要均勻合理，頂出力要大于包裹力這樣才能頂出。 本次設計采用的是推桿推出的結(jié)構(gòu)形式： 推桿強度的校核 故符合要求。 式中， 是推桿材料的許用應力，為120Mpa； 是推桿所受的應力； F是脫模力，為40252.4N； n是推桿數(shù)目，為40根； d是推桿直徑，為6.5mm 97.22Mpa 所以滿足要求。 圖3-9 推出機構(gòu) 3.8 冷卻系統(tǒng) 3.8.1冷卻系統(tǒng)設計規(guī)則 冷卻系統(tǒng)主要藥考慮散熱均勻的要求，冷卻水道之間的距離要保持一致，選擇水管的直徑是要方便加工。設計冷卻水道的時候要主要不要影響生產(chǎn)，不要理澆注系統(tǒng)太近，不然不利于塑料的填充。還有就是不要以螺絲和鑲件太近，仿真出現(xiàn)漏水的現(xiàn)象。設計水道時要注意； 1、 模具溫度過低時會降低塑件的收縮率； 2、 模具的溫度要均勻、冷卻時間要短、射速快； 3、 高溫模具可使塑件成型穩(wěn)定，但會導致成型周期較長影響塑件發(fā)脆的現(xiàn)象； 4、 結(jié)晶聚合物的結(jié)晶度提高，塑件的耐應力開裂降低，對低溫模具有利； 5、 提高模具溫度可以改善塑件的表面質(zhì)量。 設計原則； 1、 模具的澆口處要加強冷卻； 2、 冷卻水道的要離型腔表面的距離要一致； 3、 冷卻水道盡可能的多直接要打； 4、 冷卻水道不要穿過鑲件，防止漏水； 5、 進水口盡量設置在模具的同一側(cè)，一般設置模具在背面； 6、 冷卻水道盡量設計在塑件的熔接處。 3.8.2冷卻系統(tǒng)的計算 在單位時間內(nèi)熔體凝固時放出等熱量等于冷卻水所帶走的熱量，故有 公式：????? ； ）； ； ； ； ； ； 1).求塑料制品在固化時每小時釋放的熱量Q 設注射時間為2s，冷卻時間為20s，保壓時間為15s，開模取件時間為3s.，得注射成型周期為40S。 設用20℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為28℃，水呈湍流狀態(tài)，一個小時成型次數(shù)n＝3600/40＝90 180.621.0590=17.06859 查注塑模具設計指導手冊得ABS單位重量放出的熱量 ??? 故：17.06859=6998KJ 2).水的體積流量 ?由公式 6998/=1.46 式中： 3).求冷卻水道直徑d 根據(jù)水的體積流量查注塑模具設計指導手冊[1]得d=8mm；本次設計中的冷卻水道滿足要求。 圖3.10 冷卻水道的布置 3.9 排氣結(jié)構(gòu)設計 在注塑過程中，在塑料進入模具的時候，型芯型腔的空氣就會排出來。如果空氣不能排出來留在型芯型腔中，就會形成塑件缺料或者有氣孔的現(xiàn)象。排氣系統(tǒng)的好壞直接影響著塑件的合格程度。通常排氣系統(tǒng)去頂針和模具的間歇進行排氣，在排氣的過程中要仿真塑料被空氣帶出。因本次設計的塑件不大，選擇通過頂針或者模具間歇進行排氣不用單獨進行設計排氣系統(tǒng)。 3.10合模導向機構(gòu)設計 在合模的過程中導向合模機構(gòu)是注塑模具中重要的部分，在模具合模的時候要有一定的方向和位置，所以必須設計導向機構(gòu)，導柱的安裝在定模部分或者動模部分都行一般設計在主型腔內(nèi)。它的作用是定位，導向還要承載一些側(cè)壓力。 最終確定該導柱、導套的三維圖詳見下圖5-4： 圖3.11導向機構(gòu)的設計 第四章 注射機參數(shù)校核 4.1注塑機鎖模力的校核 853x80%≥10x15.91+21.52=180.62 其中： 10個； 853； 21.52； 15.91 查注塑機參數(shù)表，注塑機的額定注塑量為853，所以滿足注塑量的要求。 4.2 校核壓力 查材料的成型工藝表，可以得知，ABS的成型注射壓力范圍取值為100-130Mpa，而本次選擇的注塑機的額定注塑壓力值為182Mpa，所以是滿足本次注射壓力的要求的。 4.3 校核模具安裝尺寸 本次設計中，選擇的國標模架的最大模具長寬的最大尺寸為600x550mm，而查詢本次選擇的注塑機的參數(shù)表中，注塑機拉桿內(nèi)間距的尺寸為660x660mm，所以本套注塑模具的長寬尺寸滿足安裝要求。 其次是校核安裝厚度的尺寸參數(shù)，本套模具的總高度值為325mm,而選擇的注塑機的最大容模厚度數(shù)據(jù)為250-660mm之間，所以滿足高度的安裝尺寸要求。 所以：本套注塑模具，長寬高尺寸均滿足注塑機的安裝尺寸要求。 4.4 校核移模行程 注塑模具在完成成型固化以后，模具需要打開一定距離，讓注塑機的頂棍頂向頂出機構(gòu)，實現(xiàn)塑件的最后一步脫模工序，查表注塑機總的開模行程為660mm； 式中 ，9mm； ，77.62mm； 660mm≥9+77.62mm+10mm=96.62mm 經(jīng)過計算，注塑機的移模行程滿足注塑模具的要求。 4.5 校核注塑機鎖模力 校核公式如下； 3000≥（104455.95+2953.06）30=1425.3768KN 式中： P-平均型腔成型壓力，取值范圍查表取30Mpa 經(jīng)過計算，本次設計中的模具需要的鎖模力在注塑機額定鎖模力允許范圍內(nèi)，滿足要求。 第五章 模具總裝圖 最終設計完成的雙柱座板注塑模具的平面、立體裝配圖詳見下： 圖5-1 模具二維總裝圖 圖5-2 三維總裝圖 第六章 MOLDFLOW注塑CAE模流分析 6.1 MOLDFLOW模流分析概述 模流分析這個名詞最先出現(xiàn)在香港和臺灣地區(qū)，隨著國內(nèi)工業(yè)化進程的加速，已經(jīng)廣泛的應用于注塑模具的生產(chǎn)實踐中，MOLDFLOW是采用CAE有限元的技術(shù)手段，運用電腦完成數(shù)據(jù)的模擬分析，模擬在注塑過程中的所有過程，得到相關(guān)的注塑工藝參數(shù)，數(shù)值。經(jīng)過對結(jié)果和報告的分析，進行可行性的評估，不但可以用來完善產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)設計，還能對模具結(jié)構(gòu)設計是否合理，完成前期驗證工作，避免了在實際的注塑充填中反復的調(diào)試工藝參數(shù)和試模，一般注塑模具均可以采用MOLDFLOW軟件來實現(xiàn)。 6.2 MOLDFLOW模流分析操作過程。 首先需要完成塑件三維模型的建模，然后把對應的三維模型文件導入到modlfow軟件中去，進行網(wǎng)格劃分，然后按照如下方式進行設定工藝參數(shù)。 （1）、模型網(wǎng)格劃分 首先針對模型數(shù)據(jù)，有幾種不同的劃分方式，選擇雙層面的網(wǎng)格劃分方式，這種方式既可以保證分析精度，也可以保證分析的耗時較短，如下圖所示。 圖6-1 網(wǎng)格劃分方式 確定要網(wǎng)格劃分類型以后，軟件就會自動進行網(wǎng)格的劃分了，劃分完成后的網(wǎng)格模型細節(jié)參數(shù)如下所示： 模型細節(jié) : 網(wǎng)格類型 = 雙層面 網(wǎng)格匹配百分比 = 87.9 % 相互網(wǎng)格匹配百分比 = 89.8 % 節(jié)點總數(shù) = 7384 注射位置節(jié)點總數(shù) = 1 注射位置節(jié)點標簽是: 594 單元總數(shù) = 13676 零件單元數(shù) = 13676 主流道/流道/澆口單元數(shù) = 0 管道單元數(shù) = 0 連接器單元數(shù) = 0 分型面法線 (dx) = 0.0000 (dy) = 0.0000 (dz) = 1.0000 三角形單元的平均縱橫比 = 2.9436 三角形單元的最大縱橫比 = 56.7982 具有最大縱橫比的單元數(shù) = 14332 三角形單元的最小縱橫比 = 1.1584 具有最小縱橫比的單元數(shù) = 17455 總體積 = 186.7858 cm^3 最初充填的體積 = 0.0000 cm^3 要充填的體積 = 186.7858 cm^3 要充填的零件體積 = 186.7858 cm^3 要充填的主流道/流道/澆口體積 = 0.0000 cm^3 總投影面積 = 475.6366 cm^2 表6-2 塑件的網(wǎng)格參數(shù) （2）、設定注塑材料 本次MOLDFLOW中，根據(jù)塑件要求的材料進行選擇，設定材料數(shù)據(jù)，參數(shù)如下所示。 針對本次分析中，還需要設定材料數(shù)據(jù)，根據(jù)設計要求選定分析材料參數(shù)，如下所示。 材料數(shù)據(jù) : 樹脂 : UMG ABS GSM : UMG ABS Ltd --------- pvT 模型: 兩域修正 Tait 系數(shù): b5 = 373.1500 K b6 = 3.0000E-07 K/Pa 液體階段 固體階段 ------------------------------- b1m = 0.0009 b1s = 0.0009 m^3/kg b2m = 6.2000E-07 b2s = 2.6000E-07 m^3/kg-K b3m = 1.7000E+08 b3s = 2.5000E+08 Pa b4m = 0.0045 b4s = 0.0033 1/K b7 = 0.0000 m^3/kg b8 = 0.0000 1/K b9 = 0.0000 1/Pa 比熱(Cp) = 2400.0000 J/kg-C 熱傳導率 = 0.1800 W/m-C 粘度模型: Cross-WLF 系數(shù): n = 0.2606 TAUS = 1.0460E+05 Pa D1 = 2.5400E+12 Pa-s D2 = 373.1500 K D3 = 0.0000 K/Pa A1 = 27.4710 A2T = 51.6000 K 轉(zhuǎn)換溫度 = 100.0000 C 機械屬性數(shù)據(jù): E1 = 695.0000 MPa E2 = 695.0000 MPa v12 = 0.4800 v23 = 0.4800 G12 = 234.8000 MPa 熱膨脹(CTE)數(shù)據(jù)的 橫向各向同性系數(shù): Alpha1 = 0.0002 1/C Alpha2 = 0.0002 1/C 表6-3 材料數(shù)據(jù) （2）、設定注塑成型工藝參數(shù) 在設定注塑成型工藝參數(shù)的時候，優(yōu)先采用MOLDFLOW軟件中推薦的工藝參數(shù)值進行分析即可。 在完成所有的參數(shù)設定后，點選分析，最后經(jīng)過一個漫長的等待過程，即可得到我們需要的分析結(jié)果和數(shù)據(jù)。 6.4 總體溫度 在注塑成型周期范圍內(nèi)，塑件整體的溫度變化范圍，最終成型固化后的融料溫度，必須控制在30-60度之間，可以使得人的手可以直接接觸，本次分析得到的溫度從圖片中可以得知，在雙手可以接觸的范圍值內(nèi)，如下圖所示。 圖6-4 總體溫度 6.5 注射位置處壓力：XY圖 在一個注射周期內(nèi)，隨著時間的變化，注射位置處的壓力變化表，可以得知，峰值位置處的壓力為47Mpa，在注塑機允許的到最大注射壓力范圍內(nèi)，如下圖所示。 投影6-5 注射位置處壓力:XY圖 6.6 鎖模力XY圖 在一個成型周期內(nèi)，隨著時間的變化，鎖模力產(chǎn)生不同的變化取值，本次分析的鎖模力峰值數(shù)據(jù)為1350KN，在注塑機允許的最大鎖模力范圍內(nèi)，如下圖所示。 圖6-6 鎖模力XY圖 6.7 壓力 在一個成型周期內(nèi)，分析得到的壓力值應當小于注塑機的極限壓力值，且需要滿足80%安全系數(shù)原則，壓力值應當均勻的分布，經(jīng)過分析可以得知，壓力能夠均勻的分布在模具型腔內(nèi)，分析得出的壓力峰值為45.84Mpa如下圖所示。 圖6-7 壓力圖 6.8 充填時間 充填時間指的是融料在一個成型周期內(nèi)，沿著流道一直到充填滿整個型腔的時間，充填的時間應當盡可能的相同，使得充填時間達到平衡狀態(tài)，這個是模流分析中非常重要的因素。經(jīng)過分析的是，本次充填時間為5.603s，充填平衡，如下圖所示。 圖6-8 充填時間圖 6.9 流動前沿溫度 在一個成型周期內(nèi)，流動前沿問題指的是融料在單位時間內(nèi)，進入型腔截面中心的溫度，需要保證流動前沿的鋒料盡可能少的損失溫度，保證充填的流動溫度損失小，經(jīng)過分析得知，流道前沿溫度損失較小，滿足實際注塑溫度要求，如下圖所示。 圖6-9 流動前沿溫度圖 6.10 氣穴 當融料從不同方向流動以后，在某一個地點相交，就容易形成氣穴，一般容易出現(xiàn)在成型區(qū)域的末端，應該盡可能的避免氣穴在塑件表面或者中間位置出現(xiàn)，通過分析可以可以得知，氣穴基本都存在充填末端，可以通過分型面自然排氣進行排出氣體，符合實際生產(chǎn)要求，如下圖所示。 圖6-10 氣穴分布圖 6.11 熔接線 當兩股流動不同的融料匯聚在一起融合的時候，前段由于冷卻溫度和后段的冷卻溫度有所不同，所以容易形成熔接線，比如孔的附近，如果流動的速度有區(qū)別，也會形成熔接線，熔接線需要盡可能的少，可以通過減少澆口的數(shù)量來實現(xiàn)，本次分析中，熔接線的分布如下圖所示。 圖6-11 熔接線分布圖 6.12 溫度，零件 當一個成型周期完成后，塑件脫模，離開模具，這個時候需要溫度能夠被注塑機前面的操作員工所接受，人手可接觸的溫度在60°以內(nèi)，如果溫度過高，會使得操作員工被燙傷，這個是不允許的，違背了安全生產(chǎn)的規(guī)章制度，本次分析結(jié)果得知，零件的溫度在人手接觸的范圍值之內(nèi)，如下圖所示。 圖6-12 溫度，零件 6.13 變形，所有因素：變形 熔融狀態(tài)下的凝料，必然要經(jīng)過一個從熱到冷的一個收縮過程，這個過程會根據(jù)材料的特性而逐漸的產(chǎn)生變形，塑件的變形和翹曲應當盡可能的小，且應當整體變形呈現(xiàn)較小、較均勻的狀態(tài)，本次分析結(jié)果值可以得知，整體變形量相對塑件尺寸，非常的小，滿足實際注塑生產(chǎn)要求，如下圖所示。 圖6-13 變形量圖 通過以上模流分析內(nèi)容小項，結(jié)合模流分析報告，可以得知，本次注塑模具設計，滿足生產(chǎn)實踐要求，注射時間短，成型質(zhì)量好，溫度正常，該工藝適合作為試模調(diào)試的指導和參考報告。 總結(jié) 在踏出校園之際，回顧校園的生活，真是豐富有多彩。通過學習，在此次設計中讓我鞏固了模具中的成型零件的作用，還有其余部件的運動軌跡。在一套完美的模具里制造精度及其重要，制造精度越高，模具產(chǎn)品的水平越高，所以在這次設計中我知道了模具的制造生產(chǎn)加工原理和運動軌跡。還有在設計中我讓還了解到單靠模具知識是無法設計出來，還要知道機械制造、機械加工工藝、工程力學、材料力學等相關(guān)的資料都是必不可少缺一不可。我也深知自己的不足，有很多東西真是在學校學不到的，設計經(jīng)驗得累計這是硬傷，在學校的設計經(jīng)驗雖然不多，在但以后的工作中我會更加的努力學習彌補自己的不足。 此次設計通過UG三維軟件進行建模并設計出總裝圖，再根據(jù)三維總裝圖利用CAD二維軟件繪制裝配圖和零件圖，使用龍記GB國標標準模架和飛天注塑機。這兩種軟件是模具設計的常用軟件之一，二維裝配圖繪制了明細表，詳細的指出了模架的名稱、數(shù)量、使用材料、技術(shù)要求，零件圖標注了偏差、粗糙度等。通過模架和產(chǎn)品的成型條件選擇注塑機，注塑機的選擇要式中，然后編寫說明書校核注塑機的參數(shù)?，F(xiàn)在的我只能使用，還不能熟練的運用和操作，在以后的工作中我會慢慢的熟練運用他們，讓他們成為我工作中的左膀右臂，伴隨著我的技術(shù)成長。 總的來說，這一次畢業(yè)設計來說還算比較圓滿，從產(chǎn)品的繪制，分析產(chǎn)品，確定分型面，型芯，型腔的尺寸和高度，到模架的選取，，到最后注塑機的參數(shù)的查閱等等，然后各個參數(shù)的調(diào)整，使得它們之間配合得更好。然后通過查詢有關(guān)資料盡可能的把它設計得更加合理。通過畢業(yè)設計也是培養(yǎng)我們獨立解決思考和解決問題的能力，這樣能夠加深自己關(guān)于模具設計方面的記憶力，也是培養(yǎng)以后在工作當中有自己獨立的思考能力。雖然這一次畢業(yè)設計難度有點大，我在上面耗費的精力有點大，但是，正是這樣才能達到鍛煉的效果，更利于以后的發(fā)展。 致謝 經(jīng)過幾年大學校園的學習生活，忙碌又充實，一轉(zhuǎn)眼就要離開了。畢業(yè)設計是對我最后的檢測，通過設計讓我明白了自己的不足，技能有待提高。雖然困難重重還是在老師和同學的幫助下完成了，在此要感謝幫助我的人們，是你們陪我度過了無數(shù)個日日夜夜，是你們伴隨了我的成長。感謝老師一次又一次耐心的為我講解在設計中遇到的問題，還有同學們在一起討論問題和幫助。這是設計不僅檢測了我的學習成果，還讓我覺得我不是一個人在戰(zhàn)斗，有你們的幫助我才可以完美的完成任務。剛開始我是一頭霧水，在不斷的學習和查閱質(zhì)料的過程中，讓我有了一定頭緒，然后慢慢的真整理路，和同學討論再經(jīng)過老師的教導才能完成此次設計，沒有你們的幫助我是不能完成的。 馬上就要進入我人生的轉(zhuǎn)折點了，是學校給了我這么好的學習平臺，是老師耐心的教導了我，讓我有了一技之長讓我在社會中有了自力更生的能力，是同學們幫助了我，讓我知道人間還有真情在。是你們給了我生活的力量，是你們給了我進入社會的勇氣，你是們給了我前進的動力。我會努力，不會辜負你們對我的幫助，我會成為你們的驕傲。我會抱著一顆赤子之心，努力奮斗勤勤懇懇的工作和學習，成為一個優(yōu)秀的設計師來回報學校造福祖國。至此我還有些后悔，后悔沒有聽老師的話多學習多看書，有太多的專業(yè)知識我還不知道沒有了解過，我會在以后的工作中多學習多看書來充實自己。 這一次畢業(yè)設計我非常感謝我的指導老師，一直非常細心的指導、教我，因為這一次畢業(yè)設計的工作量和難度相對來說比較大，并且自身存在的問題也還是比較多，盡管如此，老師也一直不停地幫助我，不停的指點問題和怎么解決問題，老師非常的有耐心，正因為這樣，也讓我在做畢業(yè)設計過程中受益匪淺許，學到