1、前 言专项设计是在修完所有课程之后，我们技术实习及毕业设计之前的一次综合性设计。在此次设计中，主要用到所学的注射模设计、分析，以及机械设计等方面的知识。着重说明了一副注射模的一般流程，即模具的结构设计、注射模具，模架设计、模具总体尺寸的确定和模架结构总装配图和零件图的绘制等。其中模具结构的设计既是重点又是难点，主要包括成型位置的及分型面的选择，模具型腔数的确定及型腔的排列和浇口位置的选择，模具工作零件的结构设计。通过本次专项设计，使我们更加了解模具设计的含义，以及懂得如何查阅相关资料和怎样解决在设计中遇到的实际问题。在这个过程中，我们学到了许多书本上学不到的知识，将理论知识运用到实际中去，进一
2、步理解了注射模的结构、设计以及生产。由于我们水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，恳请各位老师指正。 第一章 设计任务1.1 设计题目节能灯盖注塑模具设计。如图1.11.2 设计任务及目标材料：ABS材料收缩率：0.5%一模两腔产量：100万要求：外表平滑，没有流纹、披锋等1. MOLDFLOW注塑模具浇口位置、填充、流动、冷却水路布置、翘曲分析及最佳注塑成型参数等。 2. 基于PRO/E的产品分模及模具模架设计。3绘制2维模具总装配图及模具零件图。图1.1 灯盖模型第二章 模具结构形式的确定及浇注系统的设计2.1 确定分型面并选择相应的模具结构分型面是打开模具取出塑件和浇注系统凝料
3、的上下模接触的面。选择分型面时一般应遵循以下几项基本原则：（1）便于塑件脱模（2）分型面应选在塑件外形最大轮廓处（3）尽力保证塑件尺寸的精度要求（4）有利于排气 （5）尽量使模具加工方便（6）满足塑件的外观质量要求根据以上的设计原则和塑料的自身特点，本次设计将分型面设计在接收器上盖的底部，这样能保证顺利的出模，又能保证排气顺畅，同时型芯和型腔加工又比较便利。创建分型面的时候，先创建工件再选择分型面，分型面如图2.1箭头所示：图2.1 分型面的选择2.2 确定型腔数目及型腔的排位模具设计时一般来说，精度要求高的小型塑件和中大型塑件优先采用一模一腔的结构；对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又是
4、大批量生产时，若采用多型腔模具可使生产效率大为提高。型腔的数目还可根据模型的大小情况而定。塑件排位及型腔数的确定，应更具以下几个原则：（1）流动长度。参考所选材料的流动性确定。（2）浇口位置。（3）进料平衡。应选择进料方式合理使得在基本相同的情况下，同时充满各型腔。（4）塑件大小。（5）塑件的批量特点。（6）塑件的结构。综上所述，塑件要求流动距离远，因此流道距离应适当长，再依据塑件的大小，决定采用一模两腔的模具结构。塑件的的排列方式见图2.2图2.2 塑件的排列方式2.3 浇注系统的设计浇注系统是指模具中由注塑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部分组成
5、。一般应遵循以下基本原则：1、了解塑料的成型性能；2、有利于排气；3、尽量避免或产生熔接痕；4、尽量采用较短的流程充满型腔；5、防止型芯的变形和嵌件的位移；根据MOLDFLOW分析结果以及实际因素的考虑，采用潜伏式浇口的设计，这样既不影响产品的外观，又不影响装配。潜伏式浇口的进料方式在顶针头部进行材料的注射。浇注系统设计如图2.3图2.3浇注系统设计第三章 确定节能灯盖注塑模具注塑机的型号3.1 选择注塑机型号注塑模具是安装在注塑机上使用的，因此在设计模具时还要考虑到使用何种型号的注塑机，以保证所设计的注塑模具能安装在注塑机上正常使用。注塑机的选择是根据塑料制品的体积或质量等参数来确定的。注射
6、量的计算直接关系到注射机的选择，注射机的注射量应超过被成型制品（包括浇注系统） 重量的20%-30%以上。此次设计的材料选用ABS，因此密度为1.05 （g/ cm），体积及质量的测量及计算可通过pro/e中的质量属性获得，见图3.1图3.1 体积和质量的测量由此获得，塑件的总体积V=7.96104mm3，质量可以得到83.66g。再获取了塑件的体积和质量后，就可以根据塑件的体积初步选定用XS-ZY-125（卧式）型注塑机。XS-ZY-125型注塑机的主要技术规格见表3.1 额定注射量（cm）125螺杆直径（mm）42注射压力（MPa）120注射行程（g/s）115最大成型面积（cm320最大
7、开模行程（mm）300锁模力（kN）900拉杆有较距离（mm）260290喷嘴圆弧半径（mm）12模具最大厚度（mm）模具最小厚度（mm）200合模形式液压机械表 3.1 注塑机的主要参数3.2 注塑机工艺参数的校核3.2.1 型腔数量的校核按设计的最大注射量确定型腔的数目n。所以需要 （3.1） 式中： K注射机的最大注射量的利用系数，一般取0.8； M注射机允许的最大注射量；这里为125； m2浇注系统所需塑料的质量或体积，g或cm；这里为83.66；m1单个塑件的质量或体积，g或cm这里为36.26。 n2.3 所以n=2 ，符合要求。3.2.2 最大注塑量的校核设计模具时，应保证注射机
8、一个注射周期内所需注射量的塑料熔体的容量或者质量在所选注射机的额定注射量的80%以内。即： nmz+mj0.8mg （3.2） mg注射机允许的最大注射量，g或cm n型腔数目 mz单个塑件的容量或质量，g或cm mj浇注系统凝料和飞边所需的塑料容量和质量，g或cm代入计算公式得到236.26+11.360.8125 等式成立，故注射机的注射量符合要求。3.2.3 开模行程的校核 开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，在开模时，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。又因这里是单分型面，所以式子表示如下：S H = H1 + H2 + （510）mm （3.3）式中，H1塑
9、件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）；H2包括浇注系统在内的塑件高度 （mm）；S 注射机移动板最大行程 （mm）；H 所需要开模行程 （mm）。代入计算得到：H = H1 + H2 + （510）= 70 + 149.4 + （510）= 224.4229.4 （mm）因为S=300H，故符合要求。第四章 成型零部件的设计构成塑料模具模腔的零件统称为成型零部件。成型零件的结构设计主要是指构成模具型腔的零件，通常有凹模、型芯、各种成形杆和成形环。4.1 型腔和型芯的结构设计 型腔和型芯一样，主要分为两种结构形式：整体式和组合式。（1） 整体式结构：整体式是指直接在整块模板上分别加工而成的。
10、适用于形状简单的中小模具。（2） 组合式结构：组合式是指由两个或两个以上零件组合而成的凹凸模结构。可分为整体嵌入式，局部镶嵌式，四壁拼合式和侧壁镶拼式。此次设计采用整体嵌入式，型腔利用数控加工或电火花切割出。使用这种结构的特点是加工效率高，方便模具的拆装和更换，保证形状和尺寸精度。4.2 成型零部件的强度和刚度校核强度和刚度的校核是因为塑料模具型腔在成型过程中收到熔体的高压作用时应具有足够的强度和刚度。应通过强度和刚度计算来确定型腔壁厚。模具型腔壁厚的计算应以最大压力为准。对于小尺寸的模具型腔，在发生大的弹性变形前，其应力往往超过了模具材料的许用应力，因此强度不够是主要矛盾。所以设计型腔壁厚应
11、以满足强度条件为准。只有满足了强度要求才能使塑件的精度得到保障。（1）型腔侧壁壁厚校核按刚度条件计算，公式如下 （4.1）其中：s矩形型腔侧壁厚度，mm；p型腔内熔体的压力，MPa，取49 MPa；H1承受熔体压力的侧壁高度，mm；l型腔侧壁长边长，mm；E钢的弹性模量，取2.06105MPa；H型腔侧壁总高度，mm；允许变形量，0.05mm，取0.05mm；经过计算，S=49.831.2mm，所以满足强度校核条件侧壁厚按强度条件计算，公式如下 （4.2）允许变形量，0.05mm，这里取0.05mm；经计算，得 S=49.812.6，满足要求。（2） 型腔底板厚校核按刚度条件计算，公式如下：
12、（4.3）h矩形底板的厚度，mmB底板总宽度，mmL双支脚间距，mm经计算，得h20.3mm,而取h为30，满足要求按强度条件计算，公式如下： （4.4）当p=49Mpa、b/B=1/2、=0.05mm、=160Mpa、L=184时，计算得出h=3024.5，所以强度校核符合条件.经过校核，型腔所选壁厚符合要求。型腔实体图如图4.1，型芯的实体如图4.2 图4.1 型腔尺寸确定 图4.2 型芯尺寸确定第五章 结构零部件的设计5.1 模具结构设计模具结构零件图：凹模零件图如图5.1 ：图5.1 凹模二维零件图 该凹模零件图是由一个俯视图和一个左剖视图组成。俯视图表示的是该模具是一模两腔的结构，左
13、视图的剖面如上图A-A所示。凹模是用40Cr材料制成的。图中虚线部分为冷却水路。凸模零件如图5.2：图5.2 凸模二维零件图该凸模零件图是由一个俯视图和两个剖视图组成。俯视图也表示的是该模具是一模两腔的结构，左视图的剖面如上图A-A所示，为体现浇道的内部结构作如图B-B的剖面。凸模是用40Cr材料制成的。5.2 模具模架总装配图模具模架总装配图如下：图5.3 模具模架总装图的正视图图5.3为模具模架总装配图的正视图，主要由动模底板2，推板3，推杆固定板4，支撑板5，动模板6，型芯，定模板8，定模底板10和定位环12组成。该图明确表达了浇注系统的结构。图5.4 模具模架总装图的左视图 图5.4
14、为模具模架总装配的左视图，主要可以看出是由螺钉13，18推杆14，浇口衬套15，4推杆16，螺钉17和垫块18组成。4的推杆总共有18根，18的推杆只有一根。图5.5 模具模架总装图的俯视图图5.5 模具模架总装图的俯视图主要可以看出模具中冷却水路的结构。第六章 二维绘图流程1. 打开CAD软件。2. 建立一张新的图纸。A1的图纸，长841，宽594。如图6.1图6.1 图纸3. 设置好实线、虚线、中心线等各种图层，这样能够在后续的绘图工作提供很大的便利。如图6.2 粗实线为白色，线宽为30；细实线为青色，线宽默认；中心线为红色，线型为center2；虚线为紫色，线型为dashed；剖面线为黄
15、色，其余默认；文字为绿色，其余默认。图6.2 图层4. 绘制好图形正视、左视、俯视的轮廓。如图6.3图6.3 绘制轮廓线5. 给相应的剖视图加上剖面线。如图6.4图6.4 绘制剖面线6. 给装配图标上主要的外形尺寸、配合尺寸等，并给每个零件标上序号，并绘制明细表表格并填充。如图6.5图6.5 标尺寸，写明细7. 写上技术要求。8. 填好标题栏。如图6.6图6.6 填标题栏 标题栏的绘制尺寸如下图6.7：图6.7 标题栏的数据到此，整幅图就大功告成。总结本次设计的内容是关于节能灯盖注塑模具设计。我们设计的内容主要包括对节能灯盖的moldflow分析，三维模具模架结构设计以及和三维模具相对应的二维
16、装配图和二维零件工程图等。我主要任务是绘制二维模具模架总装配图和模具零件图，在这次设计期间，遇到了很多的问题，主要是前面设计模具模架的人设计方案有时会出过很多次错误而一改再改，然后我这边的二维图也需要反复修改，这使得整个过程非常艰辛。不过最后我们合作得还是比较满意的。这个过程中，我主要是利用AUTOCAD软件及燕秀工具箱的插件进行二维图的绘制。经过这次设计，使我更加深刻体会到一个团队相互合作的重要性，而且使得用AUTOCAD制图也熟练了很多。在整个专项设计过程中，必须感谢的是我们的指导老师凌玮老师，多亏了他认真负责的指导，我们的专项设计才能如期完成。参考文献【1】 Alan JefferisT
17、ereasa JefferisMichael Jones.AUTOCAD机械制图基础 M.北京：机械工业出版社，2004.【2】 吴永进. AutoCAD2011中文版完全使用指南M. 北京：科技出版社，2011. 【3】 于萍. AutoCAD2011中文版机械制图实例教程M. 上海：上海科学普及出版社，2012.【4】 田宝善. 塑料注射模具设计技巧和实例M. 北京：化学工业出版社，2009.【5】 模具实用技术丛书编委会. 塑料模具设计制造和使用实例M. 北京：机械工业出版社，2002.【6】 屈华昌. 塑料成型工艺及模具设计M. 北京：机械工业出版社，1994.【7】 申开智. 塑料模
18、具设计和制造M. 北京：化学工业出版社，2006.【8】 蒋继宏，王效岳.注塑模具典型结构100例M. 北京：中国轻工业出版社，2000【9】 伍先明. 塑料模具设计指导M. 北京：国防工业出版社，2012【10】 塑料模具设计手册编写组. 塑料模设计手册M. 北京：机械工业出版社，1982致谢 首先，我要感谢我的指导教师凌玮老师。在我做专项设计的过程中，凌老师工作本已非常繁忙，但是他仍然定期地安排时间对我们进行当面指导。从选题、课题的确认、到着手设计和编写论文，装配图及二维图的批改和论文的整理等整个过程都给予了细心督控和精心指导。尤其是在指出我的装配图中的错误和在设计过程中传授许多宝贵的经验时，使我受益匪浅，这对我以后的工作定将有非常重要的意义。在此，我再次感谢凌老师为我所付出的辛勤劳动。其次，我要感谢我的队友们，是他们在我遇到困难时给我提供了一些宝贵的意见，从和他们的探讨中我学会了更多的知识，解决了许多问题。在遇到各种困难时，如果没有他们的真诚帮助，我不可能会在这么短的时间内顺利完成任务。当然还要感谢所有为我传授知识、传授学问的老师们，尤其是专业课的老师。是他们辛勤的教育工作为我们打下的坚实的机械专业知识基础。
