摘 要 本课题要求针对塑件上盖进行工艺分析和模具设计，本文首先介绍了立项背景与设计主要技术条件及参数，然后对设计的整体思路进行了阐述。第三章成型塑料上盖注塑模具设计是本课题的重点，在这章里先对塑件进行了工艺性分析，然后对整套模具进行了全面的设计，最后对注射机的有关参数进行了校核，各个参数均能满足规定的要求。 根据塑件结构特点，模具采用单分型面注塑模，一模两腔，利用斜导柱导出侧型芯，顶杆顶出塑件，能够很好的满足实际中大批量生产，有很高的生产效率。 关键词:塑料上盖 注塑模具 模流分析 一模两腔 侧抽芯 Abstract This topic will analyze the process and will design injection mold for the sugar bowl cover. In this paper, it introduce the background of setting up the project and main engineering factors and parameters firstly, and then it introduce the whole idea. The third section which is about the designing injection mold for the sugar bowl cover is the key of this paper, in this section , firstly, it analyze the process analysis of the work light cover and all the result show that the design is reasonable ;secondly design all parts of the injection mold; at last, check the parameters about the injection machine, and all parameters could meet the require. According to the trait of the Cistern cover, the injection mold has one parting surfaces、two cavities. Using the oblique guide column derived side core sand take out the Cistern cover by mandril. The mold is efficient and could be used to realize volume-produce. Key words: sugar bowl cover injection mold moldflow two cavities side core pulling 目 录 摘要┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ Ⅰ Abstract┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ Ⅱ 第1章 绪论┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 1 1.1 立项背景 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 2 1.2 设计主要技术条件及参数 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 2 第2章 总体设计思路及总体技术方案设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 3 第3章 MIE-Ⅱ型提取器盖体注塑模具设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 4 3.1 塑件结构工艺性分析 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 4 3.2 对塑件进行模流分析 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 4 3.2.1 对塑件进行网格划分┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 5 3.2.2 进行最佳浇口位置分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 5 3.2.3 对单个塑件进行填充分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 5 3.2.4 创建浇口┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6 3.2.5 创建分流道┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6 3.2.6 创建主流道┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 6 3.2.7 进行填充性分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 7 3.2.8 创建冷却水道┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 7 3.2.9 进行冷却分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 7 3.2.10 进行冷却、填充、翘曲分析┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈7 3.2.11 生成模流分析报告┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈7 3.3 塑件精度与公差确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11 3.4 塑件体积及质量计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈11 3.4.1 单个塑件┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.4.2 两个塑件和浇注系统凝料┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.5 初选注塑成型机的型号和规格┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈ 11 3.6 确定型腔数量及排列方式┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈12 3.7 模具结构及形式的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 3.8 注射模详细设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈13 3.8.1 分型面位置的确定┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.2 确定浇注系统尺寸┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.2.1 主流道┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.2.2 分流道┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.2.3 浇口┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.2.4 冷料穴┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.2.5 浇口套┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.3 成型零件的设计与加工工艺┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.3.1型腔径向尺寸的计算┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.3.2型芯径向尺寸的计算 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈14 3.8.3.3 成型零件的加工工艺见附录一和附录二┈┈┈┈┈┈14 3.8.4 合模导向及定位机构的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15 3.8.5 脱模机构的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈15 3.8.6 压紧块的设计 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈16 3.8.7 排气系统的设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 3.8.8 温度调节系统模块设计┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 3.8.9 注射机有关参数的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 3.8.9.1最大注塑量的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 3.8.9.2注射压力的校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 3.8.9.3 锁模力校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 3.8.9.4 模具闭合高度校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 3.8.9.5 开模行程校核┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈17 结论 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈18 致谢 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈19 参考文献 ┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈┈20  绪 论 本设计题目是MIE-Ⅱ型提取器盖塑料模具设计，塑件材料是ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的缩写），该材料制品流动性好，强度高、刚性好，硬度、耐冲击性、制品表面光泽性好，耐磨性好，有良好地成型加工型，尺寸稳定性高，着色性能、电镀性能都好（是所有塑料中电镀性能最好的），常用收缩率为0.5%。ABS在模具设计方面要注意：1、需要采用较高的料温与模温，浇注系统的流动阻力要小。为了在较高注射压力下避免浇口附近产生较大的应力导致制品翘曲变形，可采用护耳式浇口。2、留意选择浇口位置，避免浇口与熔接痕位于影像制品外观的部位。3、合理设计顶出脱模结构，推出力过大时，制品表面易“发白”，“变浑”。另外，ABS在注射工艺条件上也要注意以下几点：1、必须干燥处理，由于ABS的吸湿性强，塑料在成型前必须充分干燥，建议在干燥条件为80~90℃下最少干燥2小时。2、料筒温度：210~280℃；建议温度：245℃。3、模具的温度：40~90℃（模具的温度将影响塑件光洁度，温度较低则导致光洁度较低）。4、注射压力：50~100MPA。5、注射速度：中高速度。 近年来，随着塑料工业的快速的提升和通用与工程塑料在强度和精度等方面的逐步的提升，塑料制品的应用场景范围也在逐步扩大，如：家用电器、仪器仪表，建筑器材，汽车工业、日用五金等众多领域，塑料制品所占的比例正迅猛增加。一个设计合理的塑料件往往能代替多个传统金属件。工业产品和日用产品塑料化的趋势一直上升。模具是一种生产工具它由几组零件部分构成，这个组合内有成型模腔。注塑时，模具装夹在注塑机上，熔融塑料被注入成型模腔内，并在腔内冷却定型，然后上下模分开，经由顶出系统将制品从模腔顶出离开模具，最后模具再闭合进行下一次注塑，整个注塑过程是循环进行的。 密度 1.05g/cm3 收缩率 0.3％-0.8％ 料筒温度 后段 160℃~165℃ 中段 170℃~175℃ 前段 175℃~180℃ 喷嘴温度 190℃~195℃ 模具的温度 50℃~80℃ 第2章 总体设计思路及总体技术方案设计 本制件，故采用一模保证产品的精度）.8.2 确定浇注系统尺寸 本设计中，浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴组成。 3.8.2.1 主流道 上端直径d=注射机喷嘴尺寸+0.5mm=5mm，R=16mm，下端直径12mm。 3.8.2.2 分流道 分流道为半圆形截面，与主流道相连的直径为8mm，高度为2mm，长度为24mm，与浇口相连的分流道直径为2mm，高度为2mm，长度为2mm。 3.8.2.3 浇口 采用侧浇口，其直径为2mm，高度为2mm，长度为2mm。 3.8.2.4 冷料穴 采用钩形头冷料穴，上端直径为9mm，下端直径为15。 浇道截面结构如图3.8.2.4 图3.8.2.4 流道截面图 3.8.2.5 浇口套 根据注射机定位孔直径尺寸，选取浇口套公称直径为55mm。 3.8.3 成型零件的尺寸计算与加工工艺 3.8.3.1型腔径向尺寸的计算 式中，x是工作尺寸的制造与使用修正系数。塑件尺寸很大、精度很低时，可忽略不计，x=1/2；塑件尺寸较小、精度较高时，=/3，x=3/4，故x的取值范围为1/2~3/4。这里x取3/4。 3.8.3.2型芯径向尺寸的计算 3.8.3.3 成型零件的加工工艺见附录一和附录二。 3.8.4 合模导向及定位机构的设计 合模导向及定位机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。 导向机构的最大的作用有：定位、导向和承受一定侧压力。 定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。 塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。 动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。 导柱设在动模一侧。由于模具是对称的，所以导柱对称布置。 3.8.5 脱模机构的设计 通过观察，决定在本方案中采用推杆顶出方式。 (1)推杆数量及结构及形式，每个制品设六个，结构布局如上图所示，推杆直径初定为6mm。 (2)复位装置设计 选用弹簧复位结构。 (3)顶出机构的导向设计 本设计采用推杆顶出，则采用型芯作推杆的导向机构。 (4)顶出距离 为确保顶出时塑件能够完全脱离动模，顶出距离不小于25mm。 侧向分型与抽芯机构的设计 方案选侧抽芯机构为斜导柱固定在定模上，滑块在动模上滑动的斜导柱抽芯机构。 (1)抽芯距地计算 将活动型芯从成型位置抽到不妨碍塑件脱模位置所需移动的距离叫做抽芯距。抽芯距通常比侧孔或侧凹大2-3mm。在本设计的具体方案中，抽芯距=13+（2-3），=18.84+（2-3），即S≥18mm， (2)斜导柱的倾斜角通常取15-20°。一般不大于25°，考虑本方案中侧抽芯较长，故本方案中α=25° (3)最小开模行程和斜导柱工作部分长度，按照抽芯距长的计算： 最小开模行程：H=Scosα=18×cot25°≈67mm 斜导柱工作部分：L2=H/cos25°≈13mm (4)斜导柱直径 材料选用T8A，淬火硬度HRC50-55 塑件对斜导柱的影响，单位面积压力P=10Mp,面积A=10π×42.5 ，f=0.1-0.2，本设计的具体方案中f取0.1 压力Fy=PA=13345N 抽力Fm=Fyf=1334.5N，则弯力P=Fm/cos20°≈1420N Lw=15，Fw=2 (查表3-63《塑料成型工艺及简明手册》机械工业出版社 王孝培主编) 直径d=7mm。(查表3-64《塑料成型工艺及简明手册》机械工业出版社 王孝培主编) (5)斜导柱长度 L=L1+L2+L3+L4=h/cosа+s/sinа+1/2Dtinа+(5-10)mm (6) 型腔型芯的结构设计 因为此塑件的结构比较简单，而且对其精度要求不高，不需使用贵重材料或者特殊的处理工艺，所以根据模具设计尽量简单的原则，本方案采用整体式凹模与整体式凸模。 3.8.6.压紧块的设计 为了保证模具合模后侧型芯能够准确的到达预计的位置，并且在注塑时侧型芯不被塑料熔体挤压向外产生位移，同时防止侧型芯转动，需要设计压紧块。在此设计压紧块的工作部位斜度为23°，稍大于斜导柱的角度以保证分模是压紧块先离开，压紧块采用整体式的结构，压紧块与定模板为一整体。 3.8.7 排气机构的设计 因为该塑件较小，而且能够利用分型面及顶杆之间的缝隙排气，所以不必单独考虑排气方式。 3.8.8 温度调节系统设计 模具温度对收缩率的影响很大，要保持模具温度的恒定，对ABS来说，模具温度要保持在50℃～80℃之间，这样才能使塑件的尺寸保持稳定。 3.8.9 注射机有关参数的校核 3.8.9.1最大注塑量的校核 注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边），通常注塑机的实际注塑量最好是小于注塑机的最大注塑量的80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足： 0.8 V机 ≥ V塑 式中V机 ————注塑机的最大注塑量，200cm3 V塑————塑件的体积及浇注系统凝料体积，该产品V塑＝121.8cm3 0.8V机 ≥121.8cm3，故能满足要求。 3.8.9.2注射压力的校核 塑件材料为ABS，所需注射为100-140MPa，而所选注射机压力为150MPa，所以注射压力符合要求。 3.8.9.3 锁模力校核 公式：F锁≥qA 式中 q————熔融型料在型腔内的压力，取q=20Mpa A————塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算A=44.2cm2 F锁————注塑机的额定锁模力，为120kN。 F锁≥qA=20 Mpa×2.9cm2 ，故选定的注塑机满足要求。 3.8.9.4 模具闭合高度校核 模具的闭合高度H =250mm 又知：Hmin--------注塑机允许最小模厚=230mm Hmax-------注塑机允许最大模厚=400mm Hmax≥H≥Hmin，故满足要求。 3.8.9.5 开模行程校核 注塑机的最大行程与模具厚度无关，而且是双分型面注射模，故注塑机的开模行程应满足下式： S≥H1＋H2＋(5～10) S————注塑机最大开模行程，为305mm; H1————顶出距离，为25mm； H2————包括浇注系统在内的塑件高度，为82mm; S≥H1＋H2＋ (5～10)=25+82+10=117mm，故能满足要求。 结论 这次毕业设计中，我全面的利用了所学知识，从最基础的二维制图到专业性很强的软件proe开模和moldflow模流分析，在这个过程中我巩固了以前所学的专业知识、熟练的掌握了各种应用软件，使自己的专业技能有了很大的提高。现在已经掌握了CAXA电子图板、proe三维造型及模具开模和moldflow模流分析。 在整个设计的过程中也遇到了一些问题，如第一次的设计的具体方案考虑不够周全，适用性差，后经过老师指点及自己认真的考虑、仔细的分析，修改方案后得到了老师的认可。经过各位老师的细心指导和自己不懈的努力最终设计出了符合标准要求的、适用性强的模具。也正是这些问题使我认识到了自己对知识的掌握还不够，同时也促进了我的成长与进步，这次毕业设计让我受益匪浅。 致 谢 经过半年的忙碌，本次毕业设计已经接近尾声，在此，我要感谢每一个帮助过我的人。首先,我要感谢的是我的指导老师。在我设计的过程中，老师认真的给我们讲解设计过程中可能遇到的一系列的问题，并严格的要求我们做好毕业设计的每一项内容，改正在设计中出现的每一处错误。其次我还要感谢在我身边帮助我的同学，在遇上问题的时候，他们总能在第一时间对我提出帮助，使我能够顺利的完成此次毕业设计。 四年的大学生活至此划上了圆满的句号，在这块土地上 参考文献 [1] 中华人民共和国航天工业部部标准，QJ 842-866-84，1986.3 [2] 陈锡栋，周小玉.实用模具技术手册.机械工业出版社 [3] 屈华昌.塑料成型工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，1994 [4] [美]戈登（小）（Gardon Jr.,M. 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Pro/ENGINEER Wildfire 2.0中文版 曲面与逆向工程设计. 北京：电子工程出版社，2005.1 [20] 许发樾. 模具标准化与原型结构设计. 北京：机械工业出版社，2009 附 录 附录1 机械加工工艺过程卡 产品的名字 凹模 材料 T8A 毛坯种类 板料 外观尺寸 500mm×320mm×80mm 毛坯件数 1 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 切断520mm×340mm×100mm毛坯 2 热处理 退火 3 锻造 将毛坯进行锻造，改善组织均匀性 锻模 4 刨削 刨削六面，保证各面平行度和垂直度要求，留余量0.2mm 刨床 5 铣 铣六面，厚度留单边磨量0.1～0.15mm 铣床 6 铣 铣出型腔形状，留磨削余量0.05～0.1 加工中心 7 热处理 对毛坯进行热处理，淬火加低温回火，保证硬度不小于58HRC，符合图纸要求 8 平磨 磨削毛坯达到图纸要求 平面磨床 9 电火花 电火花成型其余外形，留单边余量0.05～0.07mm 电火花 10 研磨 研光型芯各面，休整尺寸，保证尺寸、表面粗糙度、配合间隙达到一定的要求 钳工 11 检验 检验是不是达到要求 钳工 附录2 机械加工工艺过程卡 产品的名字 型芯1 材料 T8A 毛坯种类 板料 外观尺寸 150mm×150mm×33mm 毛坯件数 2 工序号 工序名称 工序内容 设备 1 备料 切断150mm×150mm×33mm毛坯 2 热处理 退火 3 锻造 将毛坯进行锻造，改善组织均匀性 锻模 4 刨削 刨削六面，保证各面平行度和垂直度要求，留余量0.2mm 刨床 5 铣 铣六面，厚度留单边磨量0.1～0.15mm 铣床 6

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