車記錄儀殼體的注射模具設(shè)計(jì)及模擬分析-注塑模滑塊抽芯含NX三維及11張CAD圖
車記錄儀殼體的注射模具設(shè)計(jì)及模擬分析-注塑?；瑝K抽芯含NX三維及11張CAD圖,記錄儀,殼體,注射,模具設(shè)計(jì),模擬,分析,注塑,模滑塊抽芯含,NX,三維,11,CAD
SJ003-1
XXXX
2020屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
二級學(xué)院：航空與機(jī)械工程學(xué)院/飛行學(xué)院 班 級： 16成單二
學(xué) 生： 顧松松 學(xué) 號： 16011306
指導(dǎo)教師： 田文彤 職 稱： 教授
課題名稱
行車記錄儀殼體的注射模擬分析及模具設(shè)計(jì)
課題類型
? 畢業(yè)設(shè)計(jì) □ 畢業(yè)論文
起止時(shí)間
2020年2月-2020年6月
開題報(bào)告
1、 課題來源及現(xiàn)狀：
本次的設(shè)計(jì)課題是“行車記錄儀殼體”（材料選用ABS 塑料）。該塑件外形規(guī)整，壁厚均勻，內(nèi)壁有卡扣，側(cè)壁有通孔。成型該塑件的注射模具結(jié)構(gòu)上，既要考慮側(cè)壁通孔的抽芯問題，又要合理設(shè)計(jì)內(nèi)壁卡扣的脫模機(jī)構(gòu)。行車記錄儀較大品牌超過30家，代工廠超過1000家，各種方案供應(yīng)商超過100家，行車記錄儀目前可以大致分為智能后視鏡、帶顯示屏CDR、無屏記錄儀等，產(chǎn)品價(jià)格基本從高到低，智能后視鏡將是未來的主流產(chǎn)品。從產(chǎn)品發(fā)展角度看，最早的行車記錄儀是由手持DV衍變，之后產(chǎn)品形態(tài)越來越豐富。
模具行業(yè)是一個(gè)高新技術(shù)密集型,而且又重視經(jīng)驗(yàn)的產(chǎn)業(yè).特別是隨著近代工業(yè)的飛速發(fā)展,塑料制品用途日益廣泛,注塑模具工藝空前發(fā)展,依靠人工經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)模具已經(jīng)不能滿足需要,企業(yè)越來越多地利用注塑模流分析技術(shù)來輔助塑料模具的設(shè)計(jì).利用此類CAE軟件,設(shè)計(jì)人員可以仿真出塑料成型過程中的充填、保壓、冷卻及脫模后的翹曲變形等過程,準(zhǔn)確預(yù)測塑料熔膠在模腔內(nèi)的流動狀況,溫度、壓力、剪切應(yīng)力、體積收縮等變量在整個(gè)充填工程中某瞬間的分布情況.利用注塑模流分析技術(shù),能預(yù)先分析模具設(shè)計(jì)的合理性,減少試模次數(shù),加快產(chǎn)品研發(fā),提高企業(yè)效率。
2、 設(shè)計(jì)要求和工作內(nèi)容：
1．課題調(diào)研，收集相關(guān)工程設(shè)計(jì)資料，根據(jù)塑件模型對其進(jìn)行結(jié)構(gòu)工藝性分析；選定塑件成型材料，并進(jìn)行成型工藝性分析；選擇模具分型面、確定型腔數(shù)目；選定注射成型設(shè)備；完成澆注系統(tǒng)、成型零件結(jié)構(gòu)、冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)、側(cè)抽芯機(jī)構(gòu)和推出機(jī)構(gòu)等的設(shè)計(jì)方案；擬訂模具總體結(jié)構(gòu)、零件制造工藝過程等相關(guān)方案及時(shí)間安排，并撰寫開題報(bào)告。
2. 應(yīng)用三維軟件創(chuàng)建塑件的三維數(shù)字化幾何模型；再將該模型以STL格式導(dǎo)入CAE中，進(jìn)行網(wǎng)格劃分和修改，建立該塑件模流分析的有限元模型。
3. 在CAE環(huán)境下，根據(jù)最佳澆口位置的模流分析結(jié)果，對塑件模流分析的有限元模型創(chuàng)建澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，進(jìn)行注射成型模擬，經(jīng)過綜合分析，找到滿足成型要求的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和最優(yōu)工藝參數(shù)組合。
4. 將注射成型模擬結(jié)果反饋到模具設(shè)計(jì)中，驗(yàn)證和優(yōu)化已完成的注射模具總裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。
5. 完成相關(guān)計(jì)算，繪制規(guī)范的注射模具總裝圖和主要零件圖。
6. 按要求完成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書的撰寫。
7. 翻譯1篇不少于15000字符的與本專業(yè)或課題相關(guān)的英文參考文獻(xiàn)。
3、 設(shè)計(jì)方案：
1.分型面選擇
如圖3所示，以A-A端面為動、定模間的分型面。
如圖1分型面的選擇
2.澆口位置選擇
在模流分析中CAE最佳澆口位置分析如圖2所示，考慮塑件的結(jié)構(gòu)特征、向內(nèi)抽芯的要求，本塑件不宜在內(nèi)部設(shè)置點(diǎn)澆口或直澆口。為了便于制造模具和脫模簡單，塑件如圖3在頂部設(shè)置點(diǎn)澆口是較為合適的澆口類型。
圖2 最佳澆口位置
圖3 澆注方案
3、 模具結(jié)構(gòu)方案
基于CAE比較分析兩種澆注系統(tǒng)方案如下：
方案一：點(diǎn)澆口進(jìn)料，如圖4所示。方案二：雙點(diǎn)澆口進(jìn)料，如圖5所示。
如圖4 如圖5
3.兩種方案的模擬分析結(jié)果見表1
表1 兩種方案的模擬分析結(jié)果
澆口類型
充填時(shí)間（s）
流動前沿溫度溫差℃
氣穴
熔接痕
注射位置壓力(MPa)
頂出時(shí)體積收縮率（%）
方案一
單澆口
6.084
130
多
少
8.153
7.614
方案二
雙澆口
2.650
47.1
多
多
25.18
7.702
表1 兩種方案的模擬分析結(jié)果（續(xù)）
回路冷卻溫差（℃）
冷卻時(shí)間（s）
零件平均溫度差（℃）
翹曲變形總量（mm）
方案一
2.2
230.4
119.67
1.265
方案二
2.46
232.7
119.79
1.304
通過以上模擬結(jié)果的比較分析可知，綜合各方面而言方案一與方案二無較大區(qū)別。兩者氣穴均較多，但是方案一熔接痕較少。
在壓力方面，方案一優(yōu)于方案二。在頂出時(shí)收縮率，方案一要略優(yōu)于方案二。在回路冷卻溫差、冷卻時(shí)間、零件平均溫度差方面，方案一要略優(yōu)方案二，但差別不大。在翹曲變形方面，方案一優(yōu)于方案二。
綜上，考慮效率等方面因素，采用單澆口進(jìn)料更為合理，故選擇方案一。
由于塑件整體尺寸外形等因素，一側(cè)有通孔，兩側(cè)內(nèi)有卡扣，兩側(cè)都需要進(jìn)行抽芯，若采用一模兩腔布局，生產(chǎn)效率太低，模架太長。最后綜合考慮塑件外形以及生產(chǎn)效率，模具采用一模一腔斜導(dǎo)柱內(nèi)抽芯機(jī)構(gòu)。
4、脫模機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
塑件壁厚均勻，無特殊形狀一般采用頂桿頂出。塑件兩側(cè)的卡扣和通孔需進(jìn)行抽芯。抽芯機(jī)構(gòu)可采用滑塊、導(dǎo)柱、限位擋塊、彈簧等組成的斜導(dǎo)柱抽芯機(jī)構(gòu)，便于制造，裝配，更換。
5、導(dǎo)向系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
注塑模的導(dǎo)向系統(tǒng)是用來保證注塑過程中精準(zhǔn)的開合模，開合模的位置可由定距拉板和定距拉桿來控制，控制行程提高生產(chǎn)效率。使用傳統(tǒng)的導(dǎo)柱、導(dǎo)套即可實(shí)現(xiàn)整個(gè)注塑過程。
6、復(fù)位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本課題無特殊設(shè)計(jì)要求。采用復(fù)位桿復(fù)位即可。
7、冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
動定模上開設(shè)環(huán)形冷卻管道可以將熔融塑料固化成形過程中釋放的大部分熱量帶走，能達(dá)到快速成形制品、均勻冷卻、預(yù)防殘余應(yīng)力和不均勻收縮引起的翹曲變形、縮短成形周期的目的。
8、排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
排氣槽的作用主要有兩點(diǎn)：一是在注射熔融物料時(shí)，排除模腔內(nèi)的空氣；二是排除物料在加熱過程中產(chǎn)生的各種氣體。
開設(shè)排氣槽有四種方法：一是利用型腔的槽或嵌件安裝部位；二是利用側(cè)面的嵌件接縫；三是局部制成螺旋形狀；四是在縱向位置上裝上帶槽的板條心、開工藝孔。
4、 技術(shù)路線：
1、確定模具設(shè)計(jì)方：
根據(jù)課題給定的行車記錄儀殼體進(jìn)行塑件的結(jié)構(gòu)工藝性分析；選定塑件成型材料，并進(jìn)行成型工藝性分析；選擇模具分型面、確定型腔數(shù)目；選定注射成型設(shè)備規(guī)格；完成澆注系統(tǒng)、成型零件結(jié)構(gòu)、模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案。
2、繪制模具總裝圖：
在UG環(huán)境下，按照所確定的注射模具設(shè)計(jì)方案，完成模具的總裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（草案）。
3、建立模型：
在UG環(huán)境下，建立行車記錄儀殼體三維數(shù)字化幾何模型。利用通用數(shù)據(jù)接口STL，將UG模型導(dǎo)入CAE中，進(jìn)行網(wǎng)格劃分和修改，建立變壓器定位零件模流分析的有限元模型。
4、 CAE分析:
在CAE環(huán)境下，對行車記錄儀殼體模流分析的有限元模型分別建立兩到三種澆注系統(tǒng)，并創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)。設(shè)定參數(shù)（包括選擇CAE分析模塊、成型材料、成型工藝參數(shù)），進(jìn)行注射成型模擬，經(jīng)過綜合評價(jià)，找到滿足成型要求的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和最優(yōu)工藝參數(shù)組合。
5、 確定模具結(jié)構(gòu)，繪制圖紙：
行車記錄儀殼體零件成型模擬結(jié)果反饋到模具的設(shè)計(jì)中，驗(yàn)證和優(yōu)化已完成的變壓器定位零件塑件的注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案。繪制CAD圖紙若干（包括模具總裝圖和成型零件圖）。
6、編制主要成型零件的加工工藝：撰寫設(shè)計(jì)說明
5、 預(yù)期目標(biāo)：
本設(shè)計(jì)要求學(xué)生根據(jù)制件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合所學(xué)知識，在查閱有關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，熟練應(yīng)用計(jì)算機(jī)軟件，進(jìn)行模具方案論證、模具總體裝配圖的設(shè)計(jì)、主要成型零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算、完成裝配圖和零件圖的繪制并形成畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書。要求模具總體結(jié)構(gòu)合理, 計(jì)算正確，模具的性能、精度等能夠滿足塑料件品質(zhì)對模具的要求。
6、 時(shí)間安排：
第 1 周：接受任務(wù)書，熟悉課題。
第 2 周：收集資料和翻譯英文資料。
第 3 周：確定課題方案。
第 4 周：撰寫開題報(bào)告。
第 5 周：擬定模具方案。
第 6 周：制件工藝分析。
第 7 周：建立三維塑件模型。
第 8 周：注射模擬分析。
第 9 周：進(jìn)行有關(guān)工藝計(jì)算。
第10周：完成模具方案論證。
第11周：完成模具總體裝配圖的設(shè)計(jì)。
第12周：用計(jì)算機(jī)繪制總裝配圖。
第13周：完成模具零件圖設(shè)計(jì)。
第14周：修改完善圖紙。
第15周：修改完善設(shè)計(jì)說明書。
第16周：打印相關(guān)設(shè)計(jì)資料。
第17周：準(zhǔn)備PPT。
第18周：準(zhǔn)備答辯。
7、 參考文獻(xiàn)：
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指導(dǎo)教師意見（對課題的深度、廣度及工作量的意見，設(shè)計(jì)的結(jié)果預(yù)測或論文的可行性評價(jià)）：
指導(dǎo)教師： 年 月 日
系部意見：
系主任： 年 月 日
注：開題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一，應(yīng)在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由學(xué)生填寫，經(jīng)導(dǎo)師簽署意見及系部審核后生效。
1.這個(gè)模具的脫模過程是什么？
1、模具安裝上注塑機(jī)，通過定位環(huán)定位，壓板和螺絲固定頂板和底板裝載在注塑機(jī)上。
2、注塑機(jī)開合模測試工作是否順暢。
3、注塑機(jī)上料，通過料斗進(jìn)入注塑機(jī)蝸桿，經(jīng)過加熱后通過注塑機(jī)噴嘴射出熔融狀態(tài)下的膠料。
4、膠料通過澆口襯套內(nèi)的主流道，經(jīng)由分流道和澆口，進(jìn)入模具型腔內(nèi)。經(jīng)過充填、保壓、冷卻后成型。
5、模具從分型面打開，開模距離滿足塑件脫模和取件要求后停止運(yùn)動。
6、、注塑機(jī)的頂棍通過頂棍孔頂向頂針底板，頂針底板、頂針面板、頂桿，同步繼續(xù)往上運(yùn)動、頂出塑件，完成脫模，取出塑件。
7、斜頂機(jī)構(gòu)在頂出機(jī)構(gòu)往上運(yùn)動的同時(shí)，同步沿著斜頂斜向運(yùn)動，同時(shí)完成橫向位置抽芯。
8、注塑機(jī)頂棍退回，頂出系統(tǒng)在復(fù)位桿和彈簧的作用下，完成復(fù)位。
9、模具合模，準(zhǔn)備下一次注塑過程。
2.直澆口里面的凝料跟著塑件一起脫模下來
3.這個(gè)拉料桿沒有為什么寫上去
直接澆口不需要勾料針，這個(gè)你看你日常生活用的洗臉盆。澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式和洗臉盆一樣類似，翻過來看看中心位置就知道，澆口了
4.主流道里面的凝料是不是工人手動切除？
是的 ，現(xiàn)在有專門的去水口的剪鉗去切除即可。
摘 要
中國是制造業(yè)大國，由于中國人口較多，所以對于模具的需求量就較大，模具現(xiàn)在已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)工業(yè)，并且模具已經(jīng)成為我們生活的基礎(chǔ)，是制造業(yè)的靈魂，經(jīng)過日積月累的發(fā)展，注塑模具也逐漸成為了整個(gè)模具行業(yè)中的領(lǐng)導(dǎo)者。本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是行車記錄儀殼。本次設(shè)計(jì)中我們選擇行車記錄儀殼進(jìn)行注塑模具設(shè)計(jì)。并且根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)際要求對實(shí)體模型實(shí)際測量，然后得到行車記錄儀殼的具體詳細(xì)尺寸，然后我們利用UG對行車記錄儀殼進(jìn)行3d立體建模，接著需要對行車記錄儀殼進(jìn)行成型分析。使用ug設(shè)計(jì)模具框架，確定整體結(jié)構(gòu)方案，選擇塑料加工設(shè)備，確定所有部分的具體結(jié)構(gòu)和尺寸用ug創(chuàng)建模仁，也就是型芯型腔。本次設(shè)計(jì)對行車記錄儀殼注塑件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)了分型面，澆注系統(tǒng)。推出機(jī)構(gòu)、成型零件以及其他零部件的詳細(xì)設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：模具；注塑；行車記錄儀殼；UG；模架
IV
Abstract
China is a large manufacturing country. Due to the large population of China, the demand for molds is large. Moulds have now become the basic industry for economic development. Moulds have become the basis of our lives and the soul of manufacturing. With the development of years, injection molds have gradually become the leaders in the whole mold industry.The product of this design is the vehicle logger housing.In this design, we choose the driving recorder housing for injection mold design.According to the actual requirements of the design, the physical model is measured, and then the specific and detailed dimensions of the traveling recorder housing are obtained. Then, we use UG to carry out 3D stereo modeling of the traveling recorder housing, and then need to carry out the forming analysis of the traveling recorder housing.Use UG to design the mold frame, determine the overall structure scheme, select the plastic processing equipment, determine the specific structure and size of all parts, and use UG to create the mold element, i.e. the core cavity.In this design, injection moulding parts for the driving recorder housing are designed, parting surface and pouring system are designed.Detailed design of push-out mechanism, moulded parts and other parts.
Key words: mold; injection molding; traveling recorder housing; UG; mold frame
目 錄
1緒 論 1
1.1模具的簡單介紹 1
1.2 注塑模的發(fā)展現(xiàn)狀 1
2 塑件的工藝分析 6
2.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 6
2.2 塑件的材料分析 7
第三章 注射機(jī)的選擇 8
3.1 測量塑件的體積 8
3.2 確定注塑機(jī)的型號 8
3.2.1 注射量的計(jì)算 8
3.2.3 注塑機(jī)的選擇 8
3.2.4確定出模數(shù)量 9
第四章 注塑模具設(shè)計(jì)過程 11
4.1 分型面的設(shè)計(jì) 11
4.2 塑件的型腔布局 11
4.3 成型零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算 12
4.3.1 型腔的設(shè)計(jì) 12
4.3.2 型芯的設(shè)計(jì) 12
4.3.3 型腔的計(jì)算 13
4.4 模架的選擇 14
4.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15
4.5.1 主流道和定位圈的設(shè)計(jì) 16
4.5.2 分流道的設(shè)計(jì) 16
4.5.3 澆口的設(shè)計(jì) 17
4.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18
4.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18
4.8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 20
4.9 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 21
4.10抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 22
第5章 模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 25
第6章 注塑機(jī)參數(shù)的校核 27
6.1 注射壓力的校核 27
6.2 鎖模力的校核 27
6.3 開模行程的校核 27
6.4 注射機(jī)注射量的校核 28
6.5 合模高度的校核 28
總 結(jié) 29
致 謝 30
參考文獻(xiàn) 31
V
1緒 論
1.1模具的簡單介紹
在生產(chǎn)過程中，用各種壓力機(jī)和安裝在壓力機(jī)上的特用工具，通過對金屬或非金屬施加壓力制造出所需形狀的制品，這種特用工具就是模具。模具是什么時(shí)候起源的，已經(jīng)是沒有辦法考證的了，在早期的時(shí)期時(shí)代，人們用竹子木頭，做工具從事生產(chǎn)，很早期的主要以打制為主制作時(shí)期，在石器時(shí)代后期，研磨工序誕生了，能夠使打制的時(shí)期具有一定的美感，在石器時(shí)代真正意義上的模具并沒有誕生，最重要的原因是那時(shí)候的人們并不了解模具的重要性以及帶給我們的便利性。模具是通過對不同材料進(jìn)行成型生產(chǎn)的一種設(shè)備，能夠滿足各種材料以及不同外形產(chǎn)品加工需求。當(dāng)今，模具技術(shù)已經(jīng)覆蓋到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，比如汽車的生產(chǎn)，航天航空，建筑材料生產(chǎn)，醫(yī)療器械等等，都需要模具技術(shù)的支持，就比如現(xiàn)在國內(nèi)的汽車發(fā)展來說，這些年發(fā)展的比較快，這些都離不開模具技術(shù)的支撐。模具制造研發(fā)部門對于各個(gè)行業(yè)來說都有舉足輕重的影響，特別是對大型制造企業(yè)，成員里從事模具相關(guān)的人員往往占據(jù)較大的比例，所以其重要性不言而喻。我國的模具產(chǎn)值在近些年來可以說是連年攀升，在模具出口這一方面，市場的需求量也是與日俱增、國內(nèi)模具消費(fèi)量也在穩(wěn)步增長，根據(jù)我們查詢工業(yè)網(wǎng)站數(shù)據(jù)得知，我國于2018年的模具消費(fèi)量就已經(jīng)高達(dá)到了2555億的數(shù)值，這個(gè)數(shù)值占據(jù)全球模具消費(fèi)總量的三分之一以上，這是國內(nèi)模具技術(shù)進(jìn)步的強(qiáng)有力證據(jù)，充分體現(xiàn)了我國模具行業(yè)在世界之中的地位。
1.2 注塑模的發(fā)展現(xiàn)狀
模具制造行業(yè)在進(jìn)入20世紀(jì)以來發(fā)展非常迅猛，塑料模具尤為突出。它可以在各行各業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域看到，已經(jīng)融入人們的生活，并與人們的生活保持著密不可分的關(guān)系。塑料制品已經(jīng)越來越被廣泛的運(yùn)用，模具是國家制造水平的衡量標(biāo)準(zhǔn)，注塑模在質(zhì)和量上在國內(nèi)有很快的發(fā)展，和國外的模具技術(shù)相比，我們國家還有很多的企業(yè)需要技術(shù)改造，塑料制品成型制作有很多的方法，注塑成型是最重要的方法之一。塑料模具的種類多種多樣，其中注塑模具占大多半的比重，注塑模具在制造工業(yè)中也具有很高的地位，各種機(jī)械的運(yùn)作很多都和塑料有著互惠互利的關(guān)系。注塑模具的越來越重要的地位所引發(fā)的就是各種新型行業(yè)的興起，從而帶動了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，再加上國家的大力扶持，使得許多的優(yōu)秀人投入到塑料行業(yè)中去，不僅解決了許多人的就業(yè)問題，而且因?yàn)樗芰夏＞咭驗(yàn)樽⑷肓死碚撝R的需要，中國的模具行業(yè)在世界上也占有主導(dǎo)地位，具有巨大的發(fā)展?jié)摿褪袌銮熬?。我國塑料模具在技術(shù)和能力方面有了很大突破，但是和世界先進(jìn)模具水平對比，仍有很大差距，在近些年發(fā)展過程中，塑料模具展現(xiàn)出新的發(fā)展趨勢。
注射成型具體的操作方法就是將經(jīng)過高溫加熱過的成液狀粘稠狀塑料由高壓注入進(jìn)特定的模具之內(nèi)，經(jīng)過短時(shí)間的冷卻從模具內(nèi)脫離出，是使得塑料滿足我們的尺寸和外形需求的一種制造物品成型的十分高效的方法，這其中最重要的一步就是做模具成型零件也就是通常我們所說的型芯型腔的設(shè)計(jì)，這是使塑料成品尺寸和外形達(dá)到要求最重要的兩個(gè)零部件。從歷史的發(fā)展過程的軌跡中我們可以發(fā)現(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)在競爭日益激烈的市場中，商家不僅需要做到降低產(chǎn)品成本，還要同時(shí)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的提升和技術(shù)創(chuàng)新，才能保證利益的同時(shí)不被市場所淘汰掉，從而獲得廣大消費(fèi)者的青睞和喜愛，才能獲得更多的利益。我國的工業(yè)發(fā)展在近五十年的發(fā)展歷程中，已經(jīng)有了很大的規(guī)模，各個(gè)領(lǐng)域的各個(gè)行業(yè)都在有條不紊的發(fā)展當(dāng)中，模具行業(yè)當(dāng)然也包含其中。大到各種機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用，小到人們?nèi)粘Ｉ钪械氖褂茫梢哉f現(xiàn)在人們的生產(chǎn)和生活已經(jīng)和塑料模具緊密相關(guān)，塑料制品的生產(chǎn)和應(yīng)用為人們的各種需求提供了很大的便利與幫助，在效率和質(zhì)量上都有很大的保障，人們已經(jīng)根本離不開塑料制品了。
在全球經(jīng)濟(jì)日益發(fā)展的階段，我們國家為了不落后于其他國家，經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域也是遵循五年計(jì)劃的發(fā)展要求，以便于在經(jīng)濟(jì)全球化的大發(fā)展趨勢之下，能把握住更多更好的經(jīng)濟(jì)發(fā)展條件和發(fā)展機(jī)遇。隨著第三次工業(yè)革命的發(fā)展，國家對網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)投入了很多的財(cái)力和技術(shù)人才，現(xiàn)如今已經(jīng)是網(wǎng)絡(luò)信息操縱的機(jī)械化的時(shí)代，使得制造與信息得以一體化，為我國工業(yè)的發(fā)展趕上發(fā)達(dá)國家的腳步提供了有利的技術(shù)支持
從第一次工業(yè)革命開始，國外的工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)有了初步成就，由于當(dāng)時(shí)的歐美發(fā)達(dá)國家的社會狀況相對來說比較安定，國家也比較重視工業(yè)的發(fā)展，使得他們的工業(yè)起步時(shí)間比我國要早很多年。隨著塑料材料的應(yīng)用，不斷地投入到各行各業(yè)的發(fā)展中去，這更加使得他們的工業(yè)如虎添翼，發(fā)展速度不可一日而語。在我國的政權(quán)和社會穩(wěn)定之后，我國開始學(xué)習(xí)西方的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，培養(yǎng)實(shí)業(yè)人才，大力發(fā)展工業(yè)技術(shù)，有很大部分的資源都投入到塑料模具的發(fā)展當(dāng)中去，也為我們有現(xiàn)在的塑料模具工業(yè)的發(fā)展奠定了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。
我國在20世紀(jì)70年代開始制定改革開放政策。從20世紀(jì)70年代初到今天，在科技興國的時(shí)代里，模具工業(yè)開始發(fā)展迅速。2010年生產(chǎn)的產(chǎn)量為1200億左右，到2020年將達(dá)到31000億。塑料模具也是模具行業(yè)非常重要的一部分。近年來，塑料模具行業(yè)發(fā)展迅速，效率高、精度高、壽命長、自動化程度高。自動化程度是塑料模具的一個(gè)很好的衡量標(biāo)準(zhǔn)。
1設(shè)計(jì)理論及計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷深化
計(jì)算機(jī)技術(shù)早在2000年開始就在我國開始了普及，伴隨著工程制圖軟件的應(yīng)用與發(fā)展，模具的發(fā)展速度突飛猛進(jìn)。這些新的三維造型軟件和平面制圖軟件在行業(yè)里的廣泛應(yīng)用，讓技術(shù)人員的工作更加便利化，簡單化，程序化，規(guī)范化，模具生產(chǎn)周期得到了大大降低。比如CAD軟件的使用，這款軟件有強(qiáng)大的運(yùn)算邏輯功能，取代了傳統(tǒng)的手工制圖，省去了手工制圖的繁瑣，更加精確更加簡單就是他最大的優(yōu)點(diǎn)。還有他夾帶的二次開發(fā)功能，促使模具變得更加成熟。還有應(yīng)用廣泛的CAE軟件，他甚至可以模擬分析模具成型過程，讓技術(shù)人員能對模具加工過程做出一定程度上的預(yù)知。可以有效規(guī)范避免了模具設(shè)計(jì)中的一些缺陷還有不足，顯著的提高了模具設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，很好的控制了產(chǎn)品的合格率，讓工業(yè)次品的數(shù)量大大減少。
2制造工藝的高速發(fā)展
塑料模具最困難的部分就是在型腔中。模架的處理，以及導(dǎo)柱和螺釘?shù)攘慵?，并不是很?fù)雜。有些零件有標(biāo)準(zhǔn)零件，可以直接從外面購買獲取。反過來，對模具精度的要求，主要是型腔，通常比其他零件要高一至兩個(gè)精度等級，并且每個(gè)塑料零件具有不同的型腔，這就產(chǎn)生了型腔類型的唯一性以及高精度。這能很顯然的說明型腔設(shè)計(jì)在注塑模具中制造的困難性和復(fù)雜性。但現(xiàn)在制造業(yè)的快速發(fā)展解決了模具型腔的問題。比如4，5軸機(jī)床以及數(shù)控機(jī)床可以基本上滿足加工所有零件的要求。假如這幾個(gè)型號也無法適用模具的型腔，也可以通過選擇電火花切割線，以及3D打印的方式來解決。制作工藝的發(fā)展能解決很多技術(shù)上設(shè)計(jì)上的難題。比如在用數(shù)控機(jī)床的時(shí)候，在計(jì)算機(jī)上使用自動化設(shè)計(jì)軟件(如UG)處理零件，自動創(chuàng)建和導(dǎo)入程序。有了這些高科技制造工藝，可以顯著提高模具行業(yè)的精度和準(zhǔn)確度。
3塑料模高效率自動化
隨著塑料模具在理論和生產(chǎn)上的迅速發(fā)展，我們以前對模具的許多想法都可以實(shí)現(xiàn)。如:節(jié)省時(shí)間和人力，高效率和自動化形式。我們可以使用具有多個(gè)腔模具和不同主動脫模機(jī)構(gòu)。還有一些可以節(jié)省時(shí)間的尖端技術(shù):有趣的冷卻結(jié)構(gòu)、多層多型腔技術(shù)等。
4大型塑料模具
隨著塑料應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，許多大型塑料產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用于生活中。汽車、家電和建筑等行業(yè)對大型塑料產(chǎn)品的需求也是不斷增長，如洗衣機(jī)、行李架和汽車保險(xiǎn)杠。這些大的塑料部件的形狀應(yīng)該被非常詳細(xì)和精確地計(jì)算，并且由于塑料部件的大體積，原材料的流動通常非常長，因此出現(xiàn)許多問題并且塑料部件的型腔容易變形。因此，有必要仔細(xì)設(shè)計(jì)規(guī)劃。大型塑料零件也需要機(jī)械手和其他零件的配合，否則塑料零件很容易損壞和破裂。
5塑料模具標(biāo)準(zhǔn)化
在注射模具的設(shè)計(jì)中，可以看到許多部分都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了。注射模具是塑料模具的最普遍的進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化使用的。在許多的發(fā)達(dá)國家，發(fā)達(dá)國家的注射模已經(jīng)完成了一半或更多的標(biāo)準(zhǔn)化。除了模具零件和模架的標(biāo)準(zhǔn)外，其他也已經(jīng)基本標(biāo)準(zhǔn)化。在國際模具工業(yè)中，許多零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化并走上了商業(yè)化的道路。這些標(biāo)準(zhǔn)化零件的質(zhì)量非常高，并且規(guī)格也是多種多樣的。
6高精度塑料模具
傳統(tǒng)塑料零件的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于機(jī)械切割能達(dá)到的。然而，由于工業(yè)的快速發(fā)展，許多機(jī)械零件中使用的一些特殊零件所需的精度通常很高，例如傳動裝置和軸承等零件。通常他們要求特別高對于零件與模具的配合以及零件之間相互的運(yùn)動。模具零件所需的制模壓力也非常高，因此塑料零件的變形和收縮要很低。
綜上所述我們可以知道，在人類社會不斷進(jìn)步的過程中，模具必然會發(fā)展到一個(gè)更高的水平，隨著塑料產(chǎn)品在生活中的廣泛使用，模具生產(chǎn)技術(shù)水平可以衡量一個(gè)國家的制造水平，決定著國家的制造業(yè)水平。塑料成型品的市場正在快速增長，人們對塑料產(chǎn)品的需求也在不斷增大。先進(jìn)的工業(yè)儲備和高質(zhì)量的形式模具已變得不可分割，并已成為模具行業(yè)的一個(gè)重要因素。技術(shù)的發(fā)展進(jìn)一步促進(jìn)了注塑模具的進(jìn)步。并且以前設(shè)計(jì)制造注塑模具中出現(xiàn)的比較困難的地方，比如耗費(fèi)人力和財(cái)力的地方，隨著技術(shù)的發(fā)展問題全部都能夠迎刃而解。雖然技術(shù)發(fā)展不能解決所有的難題。但注塑模借助了相關(guān)的先進(jìn)技術(shù)，使得注塑模已經(jīng)在模具的道路上走的更快也更遠(yuǎn)。塑料模具在塑料成型過程中有著重要的角色。塑料工業(yè)的發(fā)展離不開塑料制品。電子、汽車和服裝工業(yè)的迅速發(fā)展現(xiàn)在與塑料工業(yè)緊密相連，密切相關(guān)；因此，快速發(fā)展的塑料模具已經(jīng)成為一種必然趨勢。隨著全球制造業(yè)的快速發(fā)展:如多軸機(jī)床、電火花加工、切割紗線和3D打印等。這使得現(xiàn)代工業(yè)向前邁進(jìn)了一大步。這極大地增加了加工要求的靈活性以及彈性，例如加工精度和許多零件的尺寸。并且可以生產(chǎn)過去不可能生產(chǎn)的零件。隨著制造業(yè)的快速發(fā)展，理論體系逐漸變得越來越完善，計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)快速崛起。傳統(tǒng)的模具逐漸消失了。高效率、自動化和已經(jīng)成為模具的形式標(biāo)簽。塑料模具大多可以制成，只要有零件，我們就能進(jìn)行注塑模具的設(shè)計(jì)。。
在這次的設(shè)計(jì)中，我從查閱資料到投入設(shè)計(jì)花費(fèi)了比較多的時(shí)間，不僅讓我對專業(yè)知識進(jìn)行了鞏固與復(fù)習(xí)，還加強(qiáng)了我對多個(gè)軟件操作的運(yùn)用，將操作和知識得以結(jié)合起來，也了解了各種塑料材料的性質(zhì)和塑料制品的生產(chǎn)過程，對我今后的工作也有很大的幫助。
31
2 塑件的工藝分析
2.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析
本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)品塑件是日常生活中常見的行車記錄儀殼零件，其形狀如圖1-1所示。
圖2-1 零件模型圖
如上面圖2-1所示，其是我們所需要設(shè)計(jì)的零部件，此零件是抽殼類零部件，內(nèi)部為非實(shí)心的，他的兩個(gè)側(cè)邊凹槽需要設(shè)計(jì)斜頂桿抽芯，然后在動模部分就需要設(shè)計(jì)頂出機(jī)構(gòu)，在模具完成側(cè)抽芯運(yùn)動后將塑件頂出到模具的外面。
塑料產(chǎn)品都有自身的精度值，精度值越大，精度越低。而決定產(chǎn)品的表面光潔程度是模具成型零部件的光潔度，成型中的瑕疵的出現(xiàn)是不可避免的，所以一般設(shè)計(jì)零件精度會低于成型零件，本次設(shè)計(jì)該塑件的表面光潔度曲Ra6.3μm，精度取4級精度。
對于高度較小的產(chǎn)品來說，脫模的過程中為了方便能夠的頂出產(chǎn)品，一般均為設(shè)計(jì)脫模斜度，那樣在頂出的時(shí)候，塑件與產(chǎn)品之間的摩擦力就會很小，非常方便頂出，本次設(shè)計(jì)的零件是電風(fēng)扇行車記錄儀殼，高度較小，所以不需要設(shè)計(jì)脫模斜度。
產(chǎn)品成型脫出模外的過程中，難免存在一些摩擦，會對產(chǎn)品表面粗糙度造成一定的影響，形成的一些摩擦痕跡，基于這種情況來說，所以產(chǎn)品表面有一定的粗糙度是可以被允許的，一般塑料表面粗糙度為1.6到0.2um。
工藝分析：該零件長185mm，寬96mm，高度20mm，壁厚4mm，壁厚均勻，利于成型，塑件的一端側(cè)壁上有三個(gè)小孔，側(cè)向抽芯，底端的六根支柱上有倒扣需要設(shè)計(jì)斜頂 。
經(jīng)過對產(chǎn)品實(shí)用性的考究，再結(jié)合各種塑料材料的性質(zhì)，這次設(shè)計(jì)選擇的塑料材料是ABS，充分符合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用特點(diǎn)。
2.2 塑件的材料分析
根據(jù)本次設(shè)計(jì)塑件的結(jié)構(gòu)特征，我們選擇ABS作為材料。
經(jīng)過對產(chǎn)品實(shí)用性的考究，材料要求具有一定的耐腐蝕性，零件材料選擇ABS材料，而ABS的表面粗糙度一般為Ra0.8，出于實(shí)用性的考慮，表面最好光滑，圓潤，無熔接痕，所以符合我們對于注塑件的要求。本ABS的具體特性如表所示：
表2-1塑料性能參數(shù)
全名：
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
收縮率
0.3%~0.8%
比重
1.02~1.08
融合溫度：
195~240°C
成型模溫：
38~93°C
成型壓力：
120~140Mpa
流長比：
30~150
結(jié)晶性和射速：
非結(jié)晶性，速度中等
第三章 注射機(jī)的選擇
3.1 測量塑件的體積
由于塑件的不規(guī)則性，所以其體積無法通過具體的計(jì)算公式來進(jìn)行計(jì)算，所以我們利用UG創(chuàng)建其對應(yīng)的3d文件，然后我們利用測量體功能測量塑件的體積結(jié)果如圖
3-1 行車記錄儀殼的體積測量
3.2 確定注塑機(jī)的型號
3.2.1 注射量的計(jì)算
一次注射的量包含塑件的體積以及分流道體積，通過三維軟件中對澆注系統(tǒng)的體積進(jìn)行測量可得。V流=1.3
所以實(shí)際注射量：
3.2.3 注塑機(jī)的選擇
根據(jù)以上計(jì)算并根據(jù)整體設(shè)計(jì)的大致結(jié)構(gòu)，我們通過查閱相關(guān)資料，最終得到如下表2-1所示為本次所選注塑機(jī)的參數(shù)。
表3-1 FHT80XB
型號
單位
80×A
80×B
80×C
參數(shù)
螺桿直徑
mm
34
36
40
理論注射容量
cm3
111
168
153
注射重量PS
g
101
113
139
注射壓力
Mpa
206
183
149
注射行程
mm
122
螺桿轉(zhuǎn)速
r/min
0~220
料筒加熱功率
KW
5.7
鎖模力
KN
800
拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)
mm
365×365
允許最大模具厚度
mm
360
允許最小模具厚度
mm
150
移模行程
mm
310
移模開距(最大)
mm
670
液壓頂出行程
mm
100
液壓頂出力
KN
33
液壓頂出桿數(shù)量
PC
5
油泵電動機(jī)功率
KW
11
油箱容積
l
200
機(jī)器尺寸(長×寬×高)
m
4.3×1.25×1.8
機(jī)器重量
t
3.22
最小模具尺寸(長×寬)
mm
240×240
3.2.4確定出模數(shù)量
查注塑機(jī)參數(shù)表，可以得知，該注塑機(jī)的額定注塑量為：168。
根據(jù)以下公式進(jìn)行校核型腔出模數(shù)量：
N=（0.8x168-1.3）/120.8=1.1個(gè)；
式中：
168
1.3
120.8
本次模具設(shè)計(jì)中，采用一模一腔的結(jié)構(gòu)形式，經(jīng)過校核，滿足注塑機(jī)額定注塑量的要求。
第四章 注塑模具設(shè)計(jì)過程
4.1 分型面的設(shè)計(jì)
分型面是塑件和成型零件分離時(shí)所接觸的那個(gè)平面。在既保證塑件能成功的脫出模外，產(chǎn)品表面不被破壞，又能使得模具整體簡單，利于模具制造，保證了塑件表面的質(zhì)量。下圖為本次設(shè)計(jì)分型面的選擇。分析塑料零件的結(jié)構(gòu)模型，并考慮到選擇分平面的上述標(biāo)準(zhǔn)，我們決定選擇零件橫截面最大的底部分型面。
圖4-1 分型面形式
4.2 塑件的型腔布局
由于本次設(shè)計(jì)的尺寸不大，并且根據(jù)對塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，塑件有6個(gè)倒扣需要設(shè)計(jì)斜頂桿，3個(gè)小孔需要側(cè)向抽芯，綜合考慮選擇一模一腔的型腔布局，最后我們按一般精度要求為MT5設(shè)計(jì)模具，型腔數(shù)目的計(jì)算如下圖所示：
結(jié)合注塑機(jī)的注射容量參數(shù)可知，型腔數(shù)量滿足要求。
完成后的布局如下如所示：
圖4-2 型腔的數(shù)目
4.3 成型零件的設(shè)計(jì)和計(jì)算
4.3.1 型腔的設(shè)計(jì)
依據(jù)塑料零件的結(jié)構(gòu)分析，在設(shè)計(jì)過程中。要保證零件的型腔壽命，減少材料的浪費(fèi)。甚至損壞后的空腔，我們也要努力維護(hù)和更換個(gè)別零件的實(shí)用性。因此，在設(shè)計(jì)模板時(shí)，我們選擇了整體嵌入式型腔。這次型腔結(jié)構(gòu)如圖所示:
圖4-3型腔
4.3.2 型芯的設(shè)計(jì)
型芯要根據(jù)本次塑件結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)。這樣針對型芯的設(shè)計(jì)就顯得尤為簡單了。型芯的結(jié)構(gòu)就是在型腔的結(jié)構(gòu)上多了幾個(gè)推桿孔，所以本次也是設(shè)計(jì)嵌入式的型芯結(jié)構(gòu)，本次模具設(shè)計(jì)中型芯型腔的材料選用T8A, 硬度在以上。
型芯結(jié)構(gòu)形式如圖：
圖4-4型芯
4.3.3 型腔的計(jì)算
本次設(shè)計(jì)的零件是行車記錄儀殼，根椐零件的要求，該零件精度要求不高，所以我們可以按照5級的精度來進(jìn)行計(jì)算。材料為ABS根據(jù)材料的收縮率選擇為0.5％。
型腔徑向尺寸的計(jì)算采用平均尺寸法，公式如下：
式中：
；
（0.005）；
；
；
；
型腔長度尺寸計(jì)算為：
=[(1+0.005)x185-1/4x0.08]=185.9mm
型腔寬度尺寸計(jì)算為：
=[(1+0.005)x96-1/4x0.08]=96.46mm
（2）型腔深度尺寸計(jì)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)x13.86-1/3x0.08]=13.9mm
4.3.4型芯的計(jì)算
1、型芯尺寸的計(jì)算
（1）型芯徑向尺寸計(jì)算
型芯徑向尺寸的計(jì)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(jì)算為：
=[(1+0.005)x177+1/4x0.08]=177.91mm
型芯寬度尺寸計(jì)算為：
=[(1+0.005)x55+1/4x0.08]=55.3mm
（2）型型芯深度尺寸計(jì)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)x18-1/3x0.08]=18.11mm
4.4 模架的選擇
計(jì)算模板周界尺寸
根據(jù)型芯型腔的尺寸，計(jì)算模板周界尺寸
模板的長度計(jì)算公式：
模板的寬度計(jì)算公式：
式中：245mm
160mm
60-70mm
所以 模板尺寸為300×350mm，經(jīng)查表得出標(biāo)準(zhǔn)模架尺寸為300X350mm
再根據(jù)型芯型腔的厚度
我們設(shè)計(jì)定模板尺寸為300X350X70mm
動模板尺寸為300X350X50mm。
根據(jù)模架的組合型式和塑件的結(jié)構(gòu)尺寸以及對成型零件的尺寸計(jì)算，最終選擇龍記標(biāo)準(zhǔn)模架，型號為CI-3035-A90-B70-C90。
圖4-5模架圖
4.5 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
主流道、分流道澆口共同組成了澆注系統(tǒng)。所以澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要包括三個(gè)部分。從整體上來看注塑模的凝料會通過模具進(jìn)入型腔。凝料進(jìn)入型腔多通過的部位就是澆注系統(tǒng)，可以說澆注系統(tǒng)在這里起著橋梁的作用。一次你澆注系統(tǒng)是很重要的。她可以對凝料的流動和進(jìn)入型腔的時(shí)間有直接的影響。設(shè)計(jì)的時(shí)候 碳素工具鋼通常被采用，淬火表面硬度為50到55HRC。采用盡量短的流程來降低熱量與壓力損失。澆注系統(tǒng)應(yīng)適合排氣，可以平穩(wěn)地填充腔體，并且易于修整澆口以確保均勻進(jìn)給。
4.5.1 主流道和定位圈的設(shè)計(jì)
澆口套的設(shè)計(jì)計(jì)算按照以下計(jì)算：
本次設(shè)計(jì)中初步選取78mm進(jìn)行計(jì)算。澆口套的高度是根據(jù)模架的高度決定的
主流道的小端直徑：它要和注塑機(jī)的噴嘴配合，因此直徑要大于噴嘴的直徑。3mm噴嘴直徑
主流道的球面半徑：該處半徑要大于噴嘴球頭半徑，這樣才能保證不溢料。
，取。
球面配合高度：,取。
具體結(jié)構(gòu)如下圖4-6 所示。
圖4-6 澆口套
4.5.2 分流道的設(shè)計(jì)
塑料凝料經(jīng)澆口套注入模具，通過一個(gè)通道進(jìn)入型腔當(dāng)中，這個(gè)通道就是分流分流道。由于凝料是通過壓力進(jìn)入模具的，在達(dá)到型腔之前，需要對凝料的壓力和流速得以控制，分流道就充當(dāng)了這個(gè)過渡階段。在設(shè)計(jì)分流道的時(shí)候，要根據(jù)塑件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使凝料在進(jìn)入型腔時(shí)候的流速和時(shí)間都是相等的，故型腔需要設(shè)計(jì)等距離分布。同時(shí)進(jìn)入分流道的凝料不易過多，這樣既能保證注入分流道的凝料壓力過大從而對分流道內(nèi)壁進(jìn)行壓迫，又能使凝料在進(jìn)入型腔之前的溫度不會有太大的變化。
本次設(shè)計(jì)采用的是直接澆口的澆注形式，所以不設(shè)分流道。
4.5.3 澆口的設(shè)計(jì)
凝料在分流道中通過澆口進(jìn)入型腔，澆口的設(shè)計(jì)可以是凝料更加平緩的進(jìn)入型腔，不會對成型零件內(nèi)部造成壓力損傷，保證模具成型零件的使用壽命和使用效率，同時(shí)又能使凝料更加充分的充填成型零件的各個(gè)角落，保證產(chǎn)品的質(zhì)量。因此我們一般降澆口設(shè)置在產(chǎn)品壁厚較大處，這樣可以使產(chǎn)品外表的痕跡降低到最低。
澆口的設(shè)計(jì)一般有以下幾個(gè)方面：
1.控制熔料在分流道和型腔之間的澆口距離。如果這段距離過長，會導(dǎo)致熔體進(jìn)入型腔的這段時(shí)間內(nèi)熔體的壓力和溫度隨著時(shí)間過長的流動而降低，
2.將澆口設(shè)置在產(chǎn)品壁厚較大處。塑料熔體在冷卻過程中會發(fā)生收縮，設(shè)置在壁厚較大處可以使該處冷卻的時(shí)間最長，隨著熔體的注入和收縮的發(fā)生，可以保證產(chǎn)品的整體結(jié)構(gòu)和質(zhì)量不收影響。
3.熔體經(jīng)過澆口時(shí)，隨著流動面積的減小，從而使熔體的流動性變得更好，同時(shí)散失的熱量也會減少。
4.澆口設(shè)計(jì)的時(shí)候還要注意整體的美觀性。因此產(chǎn)品表面不應(yīng)該有澆注的痕跡。
通過以上分析，結(jié)合本次產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)的腔數(shù)，本次設(shè)計(jì)直接澆口的澆注形式，具體位置如下圖4-7所示。
圖4-7 澆口結(jié)構(gòu)示意圖
4.6 排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
高溫凝料在進(jìn)入模具內(nèi)部時(shí)候，由于空氣和凝料的溫度差距較大，使得空氣的溫度得以上升，在密閉的空間中加熱的空氣無處可去，就容易在產(chǎn)品表面形成充填不足，氣泡等現(xiàn)象，排氣系統(tǒng)就是為了避免這種情況的發(fā)生。由于模具的零件在設(shè)計(jì)的時(shí)候不可能是無縫對接的，而且成型零件也設(shè)置有很多的推桿孔和其他孔，這些孔之間都有配合間隙，本次設(shè)計(jì)中塑件的尺寸較小，模具設(shè)計(jì)的排氣量產(chǎn)生的也相對較少，所以我們再設(shè)計(jì)的過程中利用推桿和型芯的間隙進(jìn)行排氣。
4.7 冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
在注塑成型中，模具型腔內(nèi)部會產(chǎn)生高溫，所以為了避免高溫聚集在型腔內(nèi)部燒壞 燒焦塑件產(chǎn)品，所以我們需要設(shè)計(jì)冷卻系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)一般是設(shè)計(jì)冷卻水，在環(huán)繞運(yùn)動的過程中可以將型腔內(nèi)部產(chǎn)生的熱量帶出模外，從而達(dá)到降溫的作用。
根據(jù)熱平衡計(jì)算：
在單位時(shí)間內(nèi)熔體凝固時(shí)放出等熱量等于冷卻水所帶走的熱量，故有
公式：
得注射成型周期為。
設(shè)用℃的水作為冷卻介質(zhì)，其出口溫度為℃，水呈湍流狀態(tài)，一個(gè)小時(shí)成型次數(shù)
ABS單位重量放出的熱量
故：
2).水的體積流量
由公式
3).求冷卻水道直徑d
根據(jù)水的體積流量查注塑模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊得；
熔體進(jìn)入型腔之后，產(chǎn)品基本成型，這時(shí)產(chǎn)品還出于高溫的狀態(tài)，如果這時(shí)將產(chǎn)品推出模外，會導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生很大的變形。因此在設(shè)計(jì)的時(shí)候要考慮到產(chǎn)品的質(zhì)量成本和效率。需要在型芯型腔中設(shè)置通道，通入冷卻劑，將這部分熱量帶出模外，加快產(chǎn)品的冷卻，提高生產(chǎn)的效率。
一般在型芯和型腔中靠近產(chǎn)品的位置設(shè)置流道，這樣保證冷卻的效率。由于各種塑料材料的性質(zhì)不同，所以使其處于熔融狀態(tài)的溫度也不同，大多數(shù)材料都是在大約60度的溫度下進(jìn)入模具內(nèi)部，一般采用的冷卻劑為水，能發(fā)揮很好的冷卻效果。具體過程是在型腔內(nèi)充滿熔體之后，通過水嘴向型芯和型腔內(nèi)的水道注入水，水在離近從產(chǎn)品的位置繞產(chǎn)品一周，帶走熱量，而且水作為冷卻劑還能多次利用，獲取的途徑也很多，節(jié)約了成本，所以選擇水作為本次設(shè)計(jì)的冷卻劑 。
本次設(shè)計(jì)中的冷卻水道滿足要求。根據(jù)模型設(shè)計(jì)一模2腔對應(yīng)的冷流道，該注塑模的冷卻系統(tǒng)設(shè)計(jì)為環(huán)形水路運(yùn)水，冷卻管道截面形狀為圓。具體分布方式如下。
圖4-8 冷卻系統(tǒng)水道
4.8 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
模具設(shè)計(jì)好后，開模閉模會使得動模板和定模板產(chǎn)生分開和閉合的運(yùn)動。因此需要準(zhǔn)確的定位使動模和定?；氐皆瓉淼奈恢茫栽O(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來精準(zhǔn)定位。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)一般有導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成，導(dǎo)柱和導(dǎo)套需要一定的長度和強(qiáng)度來使模具在多次開閉模時(shí)的損耗，其一般有2-4根組成，均勻的分布在模具的四個(gè)角落。
1.導(dǎo)套的類型有直和帶頭導(dǎo)套。帶頭導(dǎo)套是本次設(shè)計(jì)采用的。塔可以包裹導(dǎo)柱一部分與導(dǎo)柱配合使用。
2.導(dǎo)套和導(dǎo)柱一樣，都是圓柱狀，這樣可以使導(dǎo)柱導(dǎo)套在運(yùn)動中減少一些摩擦，同時(shí)兩者之間也有一定的間隙，方便氣體的排出和潤滑劑的使用
3.導(dǎo)套的長度是定模的厚度而定，一般比定模板厚少2-3mm，避免過長使得板與板之間造成多余的摩擦。
4.導(dǎo)套一般采用有一定耐磨性的材料，避免經(jīng)過長期的使用使其表面變得粗糙，硬度略低于導(dǎo)柱硬度。
出于考慮模具的合模精度的需求，選擇了設(shè)計(jì)4根導(dǎo)柱、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)。導(dǎo)柱直徑設(shè)計(jì)按合模導(dǎo)柱的0.8倍，即φ16mm；導(dǎo)柱、導(dǎo)套可以起到導(dǎo)向作用，也能起到支承、承受推板和推桿固定板的重量的作用；設(shè)計(jì)如下圖3-11所示。
圖4-9導(dǎo)柱、導(dǎo)套示意圖
4.9 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
產(chǎn)品完全冷卻凝固不再發(fā)生形變之后，需要設(shè)置推出機(jī)構(gòu)將產(chǎn)品推出模具之外。推出機(jī)構(gòu)一般設(shè)置在產(chǎn)品壁厚較大處，這樣可以防止推出力較大時(shí)將從產(chǎn)品損壞。所以對推出機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度和硬度都有一定的要求，在設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)時(shí)候應(yīng)該本著靈活穩(wěn)定的原則。在進(jìn)行工作時(shí)候不能變形，不能影響模具的運(yùn)動，也要便于后期的拆換。
產(chǎn)品在成型后，由于冷卻收縮，會包括在成型零件上，推出時(shí)會受到一定的阻力，而推出機(jī)構(gòu)所提供的力要大于這個(gè)阻力，才能將產(chǎn)品完全推出。
在推出機(jī)構(gòu)的類型中，手動推出已經(jīng)很少模具類型采用這種脫模方式，大多都是選用機(jī)動退出，由注射機(jī)來提供這個(gè)推出力。液壓推動一般使用大型產(chǎn)品，需要較大的推出力，本次設(shè)計(jì)我們采用的機(jī)動推出。
推出機(jī)構(gòu)一般包含推桿，推管，推塊和推板這幾大類，其中推桿的運(yùn)用比較廣泛。模具一次開模，一次性將產(chǎn)品推出模外。推出機(jī)構(gòu)設(shè)置在動模處，開模時(shí)推動產(chǎn)品脫離，同時(shí)設(shè)置復(fù)位桿作為復(fù)位機(jī)構(gòu)，保證下次開模是推出機(jī)構(gòu)的正常工作。
經(jīng)過介紹和分析，本次設(shè)計(jì)用的推桿做的推出結(jié)構(gòu)。具體結(jié)構(gòu)如下圖所示：
圖4-10 推桿示意圖
4.10抽芯機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)
當(dāng)塑件的的側(cè)壁上帶有倒扣或者孔的情況下，無法通過上下正常開模頂出的情況下就需要設(shè)計(jì)抽芯機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)側(cè)向倒扣位或孔的的脫模。
4.10.1斜頂抽芯機(jī)構(gòu)的計(jì)算
（1）、計(jì)算抽芯距離
S=L+（3-5）MM
式中：
S——抽芯距離
L——塑件倒扣距離
本次設(shè)計(jì)中，抽芯距離S=1.5*+（3-5）mm=6mm
（2）、抽芯力的計(jì)算
式中：
，N
56
本次設(shè)計(jì)中取傾斜角度為8度。
經(jīng)過計(jì)算得：45N
（3）、斜頂厚度的計(jì)算
4.3mm
式中：
；
15mm；
經(jīng)過計(jì)算得：4.3mm
本次設(shè)計(jì)中，集合實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，斜頂厚度確定為5mm。斜頂?shù)膬A斜角度一般取值為5-15度，本次設(shè)計(jì)中，選用8度。
第5章 模具整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)
本次設(shè)計(jì)的整體設(shè)計(jì)裝配圖如5-1所示。
圖5-1 裝配圖
由于在塑料部件冷卻后有一定收縮的量。由于熱脹冷縮，塑料部件將牢固地貼緊在型芯上。如果緊貼在型芯上的話塑件脫落是個(gè)問題。這時(shí)候需要設(shè)計(jì)推出機(jī)構(gòu)，將工件頂出。推出機(jī)構(gòu)的作用是為了是脫出塑件，因此常用推桿。本次設(shè)計(jì)中采用一模2腔。注塑機(jī)有拉力通。模具從定模板與動模板之間分型。塑件冷卻，進(jìn)行收縮緊貼型芯。因此塑件會跟著型芯運(yùn)動的方向向著開模運(yùn)動。于此同時(shí)在拉料桿的帶動下，分流道和主流道里面的凝料也向著開模運(yùn)動。直到主流道的凝料全部被拉出才停止運(yùn)動。接著推桿推動工件，讓產(chǎn)品在外力作用下脫落。
因此當(dāng)產(chǎn)品被移除時(shí)，它不會自動作為沖壓部件落下。因此，我們必須開發(fā)一種彈出機(jī)制，以伸出塑料部件。當(dāng)我們推動設(shè)計(jì)機(jī)制時(shí)，我們相信塑料零件的所有零件都應(yīng)該被均勻地要求。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，我們采用了2型腔的結(jié)構(gòu)。注射成型機(jī)的牽引力將模具與固定和移動夾具分開。由于型芯的密封，塑料零件將跟隨型芯向模具的開口移動。同時(shí)，牽引桿控制旁路通道。主通道的材料和冷凝物向打開模板的方向移動；進(jìn)入某一位置(所有冷凝物基本上被通道去除)，然后注射機(jī)澆注機(jī)構(gòu)作為板座桿推力器，壓下桿座板并壓下桿連接板系緊，這樣推力桿在座板的作用下推動塑料件。推動固定推桿的桿和板，然后推動產(chǎn)品變形。
合模過程：在注塑機(jī)的合力作用下，動模和定模部分開始逐漸向中間合攏，運(yùn)動到一定位置，定模板與復(fù)位桿接觸，推動復(fù)位桿，復(fù)位桿推動推桿座板和推桿固定板 推桿是被推桿座板和固定板連接的，所以推桿也開始復(fù)位，等到推桿座板和動模座板上的垃圾釘接觸后，整個(gè)合模過程就完成了
第6章 注塑機(jī)參數(shù)的校核
6.1 注射壓力的校核
注塑機(jī)的注塑壓力為183Mpa，本次設(shè)計(jì)的材料是ABS，ABS在成型時(shí)的產(chǎn)生的注射壓力：P成型=120～140Mpa≤183Mpa，
所以滿足注射壓力要求。
6.2 鎖模力的校核
當(dāng)熔料進(jìn)入到型腔內(nèi)部后，由于內(nèi)部空間是密閉的，所以在注塑的過程中會產(chǎn)生一個(gè)向外頂?shù)拿浟?，這個(gè)力如果足夠大就會將模具的定模和動模部分頂開，所以為了保證動模和定模在注射過程中不會打開，所以注塑機(jī)的鎖模力要足夠大，即需要滿足以下計(jì)算：
；
安全系數(shù)K取1.2；
塑件的最大投影面積：A=100x40=4000mm 。
計(jì)算得：
綜上所述，注射機(jī)的鎖模力合格。
6.3 開模行程的校核
查注塑機(jī)參數(shù)得開模行程，公式為：
S≥
塑件的脫模高度，
主流道的整體高度
計(jì)算得：得S≥18+78+5=96mm
，即，開模行程合理
6.4 注射機(jī)注射量的校核
168x80%≥1x120.8+1.3=122.1
其中：
1個(gè)；
168；
1.3；
120.8
查注塑機(jī)參數(shù)表，注塑機(jī)的額定注塑量為168，所以滿足注塑量的要求。
6.5 合模高度的校核
所選注射機(jī)FHT80XB
模架高度為300mm，
所以所選模架滿足要求
總 結(jié)
本次的設(shè)計(jì)是行車記錄儀殼的產(chǎn)品模具，對于模具方面來說，我是很感興趣的，最開始接收到這個(gè)課題的時(shí)候，當(dāng)然一開始是相當(dāng)茫然的，不知道如何去下手，畢竟以前并未動手實(shí)際操作過，在前期進(jìn)行開題報(bào)告和確定方案方面，我是有些茫然的。雖然以前進(jìn)行過相關(guān)作業(yè)，但畢業(yè)設(shè)計(jì)畢竟是第一次，心里面很重視，心里思緒紛飛，但就是不知道具體怎么開始。畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)圓滿完成，經(jīng)過了這幾個(gè)月，感慨果然是萬事開頭難，我按照老師的指導(dǎo)將這次設(shè)計(jì)分成了多個(gè)小步驟，一步一步地去完成，慢慢開始克服自己心底的恐懼，并且對模具相關(guān)知識越來越了解深入，我很享受畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)過程。本次付出了很多努力，首先是查詢了一些模具設(shè)計(jì)的書本教材，并向圖書館借閱了相關(guān)圖書，特別是關(guān)于塑料模具設(shè)計(jì)的教材，通過分析書本里面各種不同外形結(jié)構(gòu)的塑料件的模具，對自己課題的塑件進(jìn)行比較，然后學(xué)習(xí)相關(guān)模具設(shè)計(jì)的基本的要求還有設(shè)計(jì)的流程，再然后就是成型零件的尺寸如何計(jì)算的知識，通過不斷不斷的學(xué)習(xí)來逐步加深對于模具這一學(xué)科的認(rèn)知。當(dāng)然這都是在設(shè)計(jì)前期做的一些基本工作，對我后期的設(shè)計(jì)與方案奠定了基礎(chǔ)。我在設(shè)計(jì)的過程里面，主要是要去明白關(guān)于行車記錄儀殼產(chǎn)品的使用要求的標(biāo)準(zhǔn)以及工藝性能要求的標(biāo)準(zhǔn)，然后按照這些標(biāo)準(zhǔn)來對塑件的材料進(jìn)行挑選。尤其是關(guān)于模具的結(jié)構(gòu)方案這一方面的確定花費(fèi)了大量時(shí)間精力，推倒了原先選用的方案從頭再來，這些就是我在開題階段的主要事情，到最終確定好開題和方案，確定了整個(gè)設(shè)計(jì)的主體方向，開始有了較清晰的思路，在設(shè)計(jì)方面努力也不少，要求這對產(chǎn)品的分型面做出合理選取，也要求必須結(jié)合批量的要求和產(chǎn)品的尺寸來決定型腔布局和型腔數(shù)量。然后塑件的體積決定著注射機(jī)的結(jié)構(gòu)，澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)當(dāng)然也是設(shè)計(jì)一環(huán)不可缺少的環(huán)節(jié)。經(jīng)過老師的幫忙指導(dǎo)，總算都得到解決方法。在本次設(shè)計(jì)的尾聲，需要對論文本身進(jìn)行大量的降重和多次的查重，浪費(fèi)了金錢和精力，感激老師的幫助讓我對論文精益求精。最后完成了本次設(shè)計(jì)。
致 謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)了占據(jù)我大學(xué)生涯最后一個(gè)階段，回想在大學(xué)里的四年，時(shí)間彈指一揮間匆匆而過，我從剛進(jìn)入大學(xué)時(shí)的懵懂無知涉世未深，對很多事物充滿著好奇心。那個(gè)時(shí)候的我是多么青春朝氣，渴望著在大學(xué)校園里能夠?qū)W習(xí)到寶貴的知識。步入大學(xué)這個(gè)環(huán)境，我結(jié)交了許多朋友，或許是同類之間的相互欣賞或吸引，我們都一是樣滿臉朝氣。如今我們已經(jīng)即將步入社會，身份也發(fā)生了改變，從學(xué)生變成學(xué)徒，像父母一樣開始為這個(gè)家庭做出貢獻(xiàn)，未來的路還有很長，余生漫漫，通過自己的努力去實(shí)現(xiàn)自己人生價(jià)值，實(shí)現(xiàn)自己人生理想，為社會創(chuàng)造價(jià)值做出貢獻(xiàn)，歌頌祖國的偉大與回報(bào)祖國這些年的哺育。生活將發(fā)生翻天覆地的改變，未來充滿著希望，雖然我會遇到更多不同的人，但我會鼓起勇氣去面對新的人生與挑戰(zhàn)。這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)也算圓滿完成，也后悔過為什么不在課堂上聽懂老師講的知識點(diǎn)，以至于如今深夜挑燈斟酌用詞選句。當(dāng)然在這個(gè)過程中，也取得了很多的收獲，很多專業(yè)相關(guān)的知識也在反復(fù)思索中開始被我理解讀懂，一些以前在課堂學(xué)到的知識也在本次設(shè)計(jì)里面得到選用，當(dāng)我全身心投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)造中，我感慨時(shí)間流逝是如此之快，但是有種充實(shí)而踏實(shí)的感觸，特別是在自己的思想與同學(xué)老師法師發(fā)生碰撞，心底產(chǎn)生一種滿足之感，慢慢開始享受到這種共同完成一項(xiàng)事業(yè)的參與感。在此我要感謝我的老師，論文撰寫的各個(gè)階段是老師為我審核批閱，當(dāng)我在查閱資料選取一些數(shù)值的時(shí)候，拿不定主意，是老師給了我一些參考依據(jù)，不然我的設(shè)計(jì)無法順利完成。還要感謝我的同學(xué)，尺有所長，寸有所短，有的地方我不太懂，就去問同學(xué)，一起交換經(jīng)驗(yàn)，同學(xué)們給予了我很大的幫助，同學(xué)們不會的知識點(diǎn)，我也會和他們在一起交流，這樣我們共同努力共同進(jìn)步。分別在即，天各一方，難能聚首，這些年我們一起走過的歲月，豐富多彩的大學(xué)生活是我以后最珍貴的記憶。感謝老師指導(dǎo)，學(xué)校教育，同學(xué)陪伴。
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