玩具按键零件的塑胶模具设计毕业设计.doc

玩具按键零件的塑胶模具设计 所属系部： 机电工程系专 业：模具设计与制造班 级： 姓 名： 学 号： 指导老师： 提交时间： 3目 录第一部分 课题介绍4第1章 模具行业的发展趋势4第2章 设计任务书5第1节 塑料制品名称5第2节 成型方法与设备5第3节 塑料原材料5第4节 收缩率5第5节 生产批量5第6节 塑件图5第二部分 课题实施方法及具体步骤8第1章 塑件成型工艺分析8第1节 塑件成型特性8第2节 塑件的尺寸精度分析9第3节 塑件的表面质量分析9第4节 塑件结构工艺性分析9第2章 确定成型设备选择与相关工艺参数9第1节 计算塑件的体积9第2节 注塑机的初步选择9第4节. 注射模具材料选择14第2节塑件模成型工艺参数的确定16第3章注塑模的结构设计16第1节分型面的选择16第2节 型腔数目的确定及型腔的排列17第3节浇注系统设计17第4节.型芯、型腔结构的确定19第5节.推出方式的选择20第6节. 模具原理解析21第7节，模具的计算机辅助设计21第8节.塑件的工艺优化分析32第4章模具的安装试模36第1节.试模前的准备36第2节.模具的安装及调试37第3节.试模37第4节.检验38第5章.工艺编程38第6章. 总结42参考文献43致谢44第一部分 课题介绍第1章 模具行业的发展趋势模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%80%的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5kg大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。第2章 设计任务书第1节 塑料制品名称玩具按键零件是用于玩具键盘上的按键。第2节 成型方法与设备用于塑料成型,用注塑机来进行成型。第3节 塑料原材料ABS 是一种综合性能优良的在工程中广泛应用的新型材料。第4节 收缩率0.05第5节 生产批量10万件第6节 塑件图图1-1所示为该制品的二维图样，图1-2为该制品的三维图样。图1-1玩具按键的二维图样 图2-2按键零件图第二部分 课题实施方法及具体步骤第1章 塑件成型工艺分析第1节 塑件成型特性ABS全称丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物一、 主要用途：ABS是一种综合性能优良的在工程中广泛应用的新型材料。在机械工业中用来制造齿轮、轴承、把手、管道、电冰箱、大强度工具、电话机壳体、打字机键盘等。在汽车工业领域，用ABS制造汽车仪表板、工具舱门、档泥板、扶手、加热器等。ABS还可以用来制造水表壳、纺织器材、电器零件、文教体育用品、玩具、电子琴及收录机壳体、食品包装容器、农药喷取器及家具等。二、 基本特性ABS是由丙烯晴、丁二烯、苯乙烯共聚而成的非结晶型的高聚物。这三种组分各自的特性，使ABS具有良好的综合力学性能。ABS呈浅象牙或白色，不透明，物嗅，无毒，能缓慢燃烧。密度为1.021.05g/cm。它既有聚苯乙烯的光泽和成型加工性能，又有聚丙烯晴的刚性、耐曲性和优良的机械强度，同时还发挥了橡胶组分所具有的优良的抗冲击强度，ABS有坚韧、硬质、刚性的特征，电性能良好，耐药品、耐磨，尺寸稳定，易着色。ABS可采用注射、挤出、压延、吹塑、真空成型等方法成型。三、 成型特点ABS材料具有吸湿性，要求在加工前进行干燥处理，建议的干燥条件为：80C90C温度下至少干燥2小时，材料湿度应保证小雨0.1。ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大。ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减少浇注系统对料流的阻力；ABS在正常的成型条件下，壁厚、熔体温度对收缩率影响较小。第2节 塑件的尺寸精度分析该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按MT5查公差，其主要尺寸公差标注如下（单位mm）：塑件外形尺寸：10,20,20内形尺寸：0.5第3节 塑件的表面质量分析该塑件要求外表面没有斑点及熔接痕，粗糙度可取。而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。第4节 塑件结构工艺性分析1该塑件属于平面造型结构，且四方程锥形，斜度为10度。2四周都有R1的倒圆角。3该塑件为壳零件，其壳厚度为0.5第2章 确定成型设备选择与相关工艺参数第1节 计算塑件的体积通过pore计算得出该塑件的体积为4.6789cm第2节 注塑机的初步选择1.根据零件体积，查手册可得应选用XS-Z-60号注塑机首先计算塑件的体积: V 塑件=2 4.6789=9.3578cm 由装配图上测出浇注系统主流道总高为 75mm，半径平均为 4mm，分流道在投影面 上总长为 26mm，平均半径为 1mm，由此计算出浇注系统的体积： V 浇=V 主流道+V 分流道=3.14 52 75+3.14 1 26=5970mm3 所以 V 总=V 塑件+V 浇=1396+5970=7.4cm3 参阅注塑模具设计一书中的常用国产注塑机主要技术参数表格，出于保险设计， 采用 XS-Z-30 的注塑机，公称注射量为 30cm3。2. 选用的注射机参数 国产注塑机 XS-Z-30 的主要注射参数如表 3-1：标称注射量 30cm3定位孔直径 63.5mm锁模力 25t 喷嘴球头半径 R12mm最大装模高度 180mm喷嘴孔直径 2mm最小装模高度 60mm螺杆直径/mm 28模板安装尺寸 250280mm 最大开模行程 160mm表 3-1 国产注塑机 XS-Z-30 主要参数3.注射机校核 3.3.1 最大注射机压力的校核 选用的注塑机的注射压力 P 机为 116.6Mpa， ABS 塑料成型注射压力 P 塑为 60-100Mpa，P 机 P 塑。可见 XS-Z-30 注射机满足 ABS 注射压力的要求。 3.3.2 锁模力的校核 （1）塑件投影面积计算 A=20 20=400mm2 （2）型腔压力计算 P=KPi=106.6/3=58.6Mpa, K：熔体流经喷嘴和浇注系统时的压力 损耗系数。一般在 0.3-0.7 之间。（ 3） 锁模力计算 F=0.1PA=0.1 58.6 4kN=23.44kN25kN(所选注塑机的最大锁模 力)。4.开模行程的校核3 模具开模行程应满足： SmSz, 其中： Sz 为最大开模行程，查注射机 XS-Z-30 型 Sz =160mm， Sm 为模具的开模行程。Sm =塑件的高度+浇注系统的高度+顶件的顶出高度+（ 5-10） mm= 10+75+22+7 = 114mm 可见 SmSz ， XS-Z-30 满足其开模行程。 3.3.4 塑件的注射工艺参数的确定 根据情况， ABS 塑料的成型工艺参数可作如下选择，在试模时可根据实际情况作适 当的调整。 料筒温度：后段温度 t1 选用 190，中段温度 t2 选用 210，前段温度 t3 选用 230 ； 喷嘴温度：选用 200； 注射压力：选用 100MP； 注射时间：选用 20s； 保压时间：选用 2s； 保压： 80MP； 冷却时间：选用 28s； 总周期： 50s。第3节.确定模具结构方案1 模具型腔数目的确定和型腔的排列 注塑模的型腔数目，可以是一模一腔，也可以是一模多腔，在型腔数目的确定时主 要考虑以下几个有关因素： （ 1）塑件的尺寸精度； （ 2）模具制造成本； （ 3）注塑成型的 生产效益； （ 4）模具制造难度。考虑到该塑件是计算机键盘的常用品，查手册得塑件的 经济精度推荐 5 级，这个产品是壳件的组合，所以初定为一模两腔。为使模具设计制造 简便，综合考虑浇注系统、模具结构的复杂程度等因素，拟采用图 4-1 所示的型腔排列 方式。此模具可采用一模两腔，平衡布置。2.模具的分型面影响着成型零部件的结构。根据分型面的选择原则： （ 1）便于塑件脱 模； （ 2）在开模时尽量使塑件留在动模； （ 3）外观不遭到损坏； （ 4）有利于排气和模具 的加工方便。结合该产品的结构，分型面确定在塑件的最大投影面积上。如图 4-2 所示：3. 排气系统设计 在模具中排气系统的设计有助于保证塑件的便面质量，若注塑模型腔缺乏排气或排 气不畅时，对于薄壁塑件来说，多表现为型腔填不满。 排气系统的设计方法有以 3 种： a.利用配合间隙排气； b.在分形面上开设排气槽排 气； c.利用推杆排气槽排气。 此模具为热塑性塑料模具，排除的气体量比较少，且制件小，属中小型简单型腔模 具，模具的型芯型腔为组合拼式，因此，无需开设排气体槽，利用模具配合间隙以及顶 出元件和配合孔之间的间隙排气便可满足要求。且与整体式型芯型腔相比，组合式型芯 型腔使加工和热处理工艺大为简化。4.浇注系统设计 注塑模的浇注系统是指模具中从注塑机喷嘴开始到型腔入口为止的塑料熔体的流 动通道，它由主流道，分流道，冷料穴和浇口组成。它向型腔中的传质，传热，传压情 况决定着塑件的内在和外表质量。本模具用一模两腔的成型方法，将浇注系统设在塑件 中央孔处，采用侧浇口的浇注形式，分流道截面为梯形，使得模具结构简单，易于加工。 4.4.1 主流道的设计 主流道是连接注塑机的喷嘴与分流道的一段通道，通常和注塑机的喷嘴在同一轴线 上，断面为圆形，有一定的锥度，通常为 2 8，目的是便于冷料的脱模，同时也改 善料流的速度。 查表得知 XS-ZY-30 型注射机的喷嘴孔直径 d0=2、喷嘴球半径 R0=12，模具浇口 套主流道小端直径为 d =d0+1=2+1=3mm，模具浇口套主流道球面半径为 R=R0+（ 12）=12+1 =13mm。锥角为 3，内表面粗糙度 Ra0.8m，材料为 T8A。 4.4.2 分流道的设计 分流道的设计应尽可能短，以减少压力损失，热量损失和流道凝料。常用分流道断 面尺寸推荐如表 4-1 所示。表 4-1塑料名称 分流道断面直径 mm塑料名称分流道断面直径mm ABS， AS4.89.5聚苯乙烯3.510聚乙烯1.69.5软聚氯乙烯3.510尼龙类1.69.5硬聚氯乙烯6.516聚甲醛3.510聚氨酯6.516丙烯酸810热塑性聚酯6.516抗冲击丙烯酸812.5聚苯醚6.516醋酸纤维素510聚砜6.516聚丙烯510离子聚合物6.516异质同晶体810聚苯硫醚6.516分流道的截面有圆形、梯形、 U 形、半圆形等，其中以半圆形效率最高。这里我们 采用半圆形形分流道。综合以上，我们选分流道直径为 4mm。5.冷料穴设计 冷料穴一般位于主流道对面的动模板上，或处于分流道末端，作用是存放料流前端 的冷料，防止冷料进入型腔而形成冷接缝，此外，开模时又能将主流道凝料从定模板中 拉出。本模具采用常用的带 Z 形头拉料杆的冷料穴,如图 1所示。图1-16. 导向与定位机构的设计 注射模的导向机构用于动、定模之间的开合模导向和脱模机构的运动导向。 导柱、导套之间的配合及固定 导柱：国家标准规定了两种结构形式，分为带头导柱和有肩导柱，大型而长的导柱 应开设油槽，内存润滑剂，以减小导柱导向的摩擦。若导柱需要支撑模板的重量，特别 对于大型、精密的模具，导柱的直径需要进行强度校核14。 设计导柱时需要注意的事项有： （1）合理确定导柱的直径和材料，导柱的直径由模具大小而定，按经验其直径 d 和模板宽度 B 之比这 d/B=0.060.1，圆整后选标准值。模具长宽为 210mm198mm。 取 d=0.06198=11.88mm，整取为 d=15mm。导柱的表面要耐磨而且芯部要坚韧，故本次 模具的导柱采用 T8A，并进行渗碳淬火处理，硬度达到 50-60HRC； （2）导柱工作部分长度应比型芯端面高出 68mm，以确保其导向与引导作用； （3）导柱工作部分的配合精度采用 H7/f7，低精度时可采取更低的配合要求；导柱 固定部分配合精度采用 H7/k6；导套外径的配合精度采取 H7/k6。配合长度通常取配合 直径的 1.5-2 倍，导柱的配合部分的表面粗糙度为 Ra0.8m；6 （4）导柱可以设置在动模或定模，本模具设在动模一边可以保护型芯不受损坏。 导柱的 2D 图如下：图1-2导柱7.导套的设计 导套：导套分为直导套和带头导套，直导套装入模板后，应有防止被拔出的结构， 带头导柱轴向固定容易。本设计采用直导套。导套的2D图如下：图1-3导套8.推杆脱模机构的设计 推杆脱模机构是最简单、最常用的一种形式，具有制造简单、更换方便、推出效果 好等特点。推杆直接与塑件接触，开模后将塑件推出。8.冷却系统的设计 模具冷却系统介绍在注塑成型过程中，模具的温度直接影响到塑件成型的质量和生产效率。由于各种 塑料的性能和成型工艺要求不同， 模具的温度要求也不同。 流动性差的塑料如 PC， POM 等，要求模具温度高，温度过低会影响塑料的流动，增大流动剪切力，使塑件内应力增 大，出现冷流痕，银丝，注不满等缺陷。普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节 水的流量就可以调节模具的温度，为了缩短成型周期，还可以把常温的水降低温度后再 通入模内，可以提高成型效率。对于高熔点，流动性差的塑料，流动距离长的制件，为 了防止填充不足，有时也在水管中通入温水把模具加热。 本次设计所选用的塑件其材质是 ABS 塑料，它具有优良的加工性能。比热容较低， 在模具中凝固较快，模塑周期短，制件尺寸稳定性好，对于模温的要求低。经过校核计 算，在此不需要设计冷却水道系统。 4.8.2 冷却时间的计算 塑件在模具内的冷却时间，通常是指塑料熔体从充满型腔时到可以开模取出制件时 的这一段时间。 结晶形塑料制件的最大壁厚中心温度达到固熔点时所需的冷却时间 t(s)，所选塑 料为 ABS 塑料，第4节. 注射模具材料选择 成型零件的材料选择的要求如下： （1） 机械加工性能良好， 要选用易于切削， 且在加工后能得到较高精度零件的钢种。 (2） 内部组织性能优良， 注射成型零件工作表面， 多需要抛光达到镜面， Ra0.8um， 要求钢材硬度 3540HRC 为宜，过硬表面会使抛光困难。钢材的显微组织应均匀致密， 较少杂质，无瑕疵和针点。 (3）磨性和抗疲劳性能好，所选用钢种应使注射模具能减少抛光修模的次数，能长 期保持型腔的尺寸精度，达到批量生产的使用寿命期限。 (4）有耐腐蚀性能。 总之，要求在达到使用要求的前提下应尽量选用价格低廉，易于成型加工和比较常 见的钢种。 合金钢 Cr12 通过淬火热处理，强度高耐磨性好，常用于形状复杂，要求热处理变 形小的型腔、型芯或者镶件和增强塑料的成型模具，可作为塑件成型件钢种。 (5）其它模具零件材料的选择 a、导柱、导套材料的选择 使用要求：对导柱要求表面硬度较高，内部具有足够的韧性，不易折断、折弯；表 面的耐磨性要好。 在材料上，导柱应具有硬而耐磨的表面，坚韧而不易折断的芯部，因此多采用低碳 钢(20 号钢)渗碳(0.50.8mm 深)，经淬火处理(5660 HRC)或碳素工具钢(T8A、 T10A) 经淬火或表面淬火处理(5055 HRC)。 导套材料选用 T8A，淬硬到 5055HRC。其硬度较导柱低 5 度以免同硬度材料之 间碰撞磨损。b、主流道衬套材料的选择 使用功能要求：有良好的耐磨性，有时还需要有耐腐蚀性。 45 钢表面淬火硬度为4348HRC，用于本模具的主流道衬套用钢。c、顶杆、拉料杆材料的选择 使用要求：有一定的强度，不能产生压杆失稳，也要有一定的耐磨性。头部要与塑 料接触，硬度也要达到要求；此外，顶杆经常会更换，还要具有好的经济性，并且是常 用钢种。T8A 淬火低温回火硬度大于等于 50HRC，用作本模具的顶杆和拉料杆等用钢。d、模板、推板、推板固定板、垫块和模座等的材料选择 本模具为中小型注塑模具。要求模板、推板、推板固定板、垫块、模座等具有足够 的强度、刚度，易于加工成型。大部分时候是从模具的经济性方面来考虑这些零件的材 料。该模具采用 45 钢或 Q235 作为模板、推板、推板固定板、垫块和模座等的钢材。5 模具结构及工作原理分析5.1 模具结构简介 根据塑件的结构特征与外观要求，我们可以采用一模两腔侧浇口的三板式注射模。 脱模机构采用一次脱模，即推杆脱模方式。第2节 塑件模成型工艺参数的确定工艺参数 规格 工艺参数 规格 预热和干燥 温度t/: 80-95成型时间/s注射时间 0-3时间t/h: 4-5保压时间 10-25料筒温度t/ 后段 150-170冷却时间 15-30中段 175-185总周期 40-70前段 185-200螺杆转速n/(min)30-60喷嘴温度t/ 175-185后处理 方法 红外线灯 烘箱 模具温度t/ 50-80温度t/ 80注射压力p/Mpa120-140时间/h2-4第3章 注塑模的结构设计第1节 分型面的选择分型面选择的一般原则：1. 分型面应选在塑件外形最大轮廓处2. 确定有利的留模方式，便于塑件的顺利脱模。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. 考虑成型面积的锁模力。7. 对侧向抽芯的影响。8. 考虑排气效果。其一,选塑件大端台阶处作为分型面,如图（a）所示;选择这种方案, 塑件留动模。其二选该塑件最小端台处作为分型面如选（b）这种方案则不方便开模。图（a)图（b）第2节 型腔数目的确定及型腔的排列 由于该塑件采用的是一模二件成型，所以型腔布置在模具的中间。这样也有利于浇注系统的排列和模具的平衡。第3节 浇注系统设计浇注系统设计的基本原则：1. 适应塑料的工艺性。2. 排气良好。3. 流程要短。4. 避免料流直冲型芯或嵌件。5. 修正方便、保证塑件外观质量。6. 防止塑件变形。7. 浇注系统在分型面上的投影面积应尽量少，容积也尽量少，这样既能够减少塑料耗量，又能减小所需锁模力。8. 浇注系统的位置尽量与模具的轴线对称，浇注系统与型腔的布置应尽量减小模具的尺寸。 （一）主流道设计 根据手册，查得XS-Z-60 型注射机喷嘴的有关尺寸喷嘴球半径：10mm喷嘴孔直径：3mm 取主流道球面半径30mm取主流道的小端直径mm为便于将凝料从主流道中拔出；将主流道设计成圆锥形，其斜度为 13。经换算得主流道大端直径。同时为了使熔料顺利进入分流道 ，在主流道出料端设计成圆弧过渡。（二） 分流道设计素有关.该塑件的体积比较大但形状并不分流道的形状及尺寸与塑件的体积、壁厚、形状的复杂程度、注射速率等因复杂,且壁厚均匀,可以考虑采用多点进料的方式,缩短分流道的长度,有利于塑件的成型和外观质量的保证.从便于加工的方面考虑,采用截面形状为半圆形的分流道.查有关的手册,选择R=2mm. 由于分流道中与模具接触的外层塑料迅速冷却，只有中心部位的塑料熔体的流动状态较为理想，因面分流道的内表面粗糙度Ra并不要求很低，一般取1.6m左右既可，这样表面稍不光滑，有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定，从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热.(三）浇口设计侧浇口是应用最多的一种，浇口形状简单，加工容易，主要用于中小型塑件的多型腔模具，对各种塑料的成型适应性较强。通常用于除聚碳酸脂外的所有塑胶材料。缺点是产品表面有浇口瑕疵，须切断浇道。本模具选用的是二板模，应本模具适合用侧浇口。浇口位置的选择 模具设计时，浇口的位置及尺寸要求比较严格，初步试模后还需进一步修改浇口尺寸，无论采用何种浇口，其开设位置对塑件成型性能及质量影响很大，因此合理选择浇口的开设位置是提高质量的重要环节，同时浇口位置的不同还影响模具结构。总之要使塑件具有良好的性能与外表，一定要认真考虑浇口位置的选择，通常要考虑以下几项原则：1.浇口位置应能减少熔接痕并提高熔接强度。在两股或多股料流的汇合处，料流前端有气体且熔体温度低时会形成熔接痕，塑件在熔接部位的强度低、外观不美。一方面，浇口数量多熔接部位多，另一方面浇口增多后，料流的流程缩短，料流前端的料温比原来高，形成的熔接痕不明显、强度高，所以应具体情况具体分析。2.浇口位置应有利于排气的地方。3.防止料流将型芯或嵌件挤压变形。4.浇口开设在制件壁厚处有利于熔体流动与补缩。5.尽量缩短熔体流程。浇口位置应能使熔体流程最短、流向变化最少，以减少熔体压力损失，确保熔体充满型腔。6.尽量避免塑件出现熔合纹。7.避免在承受弯曲或冲击载荷的部位设置。8.浇口应开设在不影响型芯稳定性的部位。9.浇口应开设在不影响塑件外观的部位。10.浇口的设置应避免熔体断裂。第4节 型芯、型腔结构的确定整体式型腔是直接在一整块材料上加工而成的凹模即为整体式凹模,其特点是牢固,不易变形,有较高的强度和刚度,成型的塑件表面不会有模具接缝痕迹.当塑件结构简单时,制作整体式凹模比较容易,塑件形状复杂时,整体式凹模的加工工艺性较差,需要采用电火花、电铸等特殊加工手段,制作周期较长且费用较高,零件尺寸较大时加工和热处理都较困难,消耗贵重模具钢多.整体式结构适用于形状简单的中小型塑件。整体嵌入式型腔是将凹模做为整体式,再嵌入模具的模板内,它在单腔和多腔模具中均可应用.这种凹模结构的好处是:加工单个型腔的凹模方便,同时零件的热处理变形比在一块材料上制作多个型腔的小。节省贵重钢材.根据工作性质,凹模和固定板可分别采用不同的材料制作。易于维修更换.采取镶嵌式安装形式便于更换失效了的凹模,儿不影响生产进行。各型腔凹模单独加工利于缩短制模周期。第5节 推出方式的选择根据塑件的形状特点模具开模后，塑件留在型芯。其推出机构可采用推板出或推杆推出。其中，推板推出结构可靠，顶出力均匀，不影响塑件的外光质量。由于推杆推出结构简单，推出稳定可靠，推出时会在塑件上下顶出痕迹，但塑件使用时并不影响外光。因此该塑件采用推杆推机构。模具装配图结构如下图 5-1 所示； 图5-1第6节 模具原理解析 模具安装在注射机上，定模座固定在注射机的定模板上，动模座固定在注射机的动 模板上。合模后，注射机通过喷嘴将熔料经流通注入型腔，经保压，冷却后塑件成型。 开模时，动模随动模板一起运动,推板 19 逐渐将分型面顶开，与此同时在推杆 16 和拉 料杆 15 的作用下将注塑件和凝料从型腔中推出。合模时，由于复位杆 17 的作用，可以 将推板，导柱，拉料杆和推杆复位。第7节 模具的计算机辅助设计1 .软件实体造型简介 模具的三维实体造型，即是通过三维造型软件将平面的二维图纸转化为三维实体 模型，使技术人员对模具拥有更直观的认识，有利于模具的优化设计，缩短模具设计周 期，降低设计成本，提高设计质量。 在目前的模具设计行业中，普遍应用的实体设计软件有 Pro/E、 UG、 Solidworks 等 等，在这里我们选用实体造型功能强大的 Pro/E 软件。2 模具实体造型3、模具的拆模设计a.零件的安放B.比率的收缩C.工件的生成D.分型面的设计E流道系统的设计F分割型腔和型芯 G铸模H分模4、模具的结构设计A建立模胚B构建模仁C后模模板的绘制D完整的后模板E完整的前模板F垃圾钉的绘制G注明零件的编号H制作明信片和明细表,总装图第8节.塑件的工艺优化分析moldflow 模塑分析简介 注塑成型 CAE 分析的内容和结果为模具设计和制造提供可靠、优化的参考数据， 其中主要包括15： （1）浇注系统的平衡，浇口的数量、位置和大小； （2）熔接痕的位置预测； （3）型腔内部的温度变化； （4）注塑过程中的注射压力和熔融料体在填充过程中的压力损失； （5）熔融料体的温度变化； （6）剪切应力、剪切速率。 根据注塑成型的 CAE 分析结果，就可以判断模具及浇注系统的设计是否合理，其 中的一些基本原则如下： （1）各流道的压差要比较小，压力损失要基本一致； （2）整个浇注系统要基本平衡，即保证熔融料体要同时到达，同时填充型腔； （3）型腔要基本同时填充完毕； （4）填充时间要尽可能短，总体注射压力要小，压力损失也要小； （5）填充结束时熔融料体温度梯度不大； （6）熔接痕和气穴位置合理，不影响产品质量。改善意见 针对上述情况，我们制定出以下改善方案： （1）正确选择浇口位置，选择塑件侧面中部设计浇口。 （2）对原料进行充分的预干燥处理，或提高成型件和流道精度，或提高注射压力， 或对模具预热等，以保证最好的熔融流动性，对型腔充分填充。 （3）在成型零件的加工上，一定根据加工要求，特别是顶杆和型腔的狭长部分， 保证其加工精度和表面粗糙度，保证模具的排气性良好，减少气穴熔接痕。 （4）设计冷却系统或在塑件取出后用热水立即对其进行淬火处理，保证塑件的尺 寸稳定性。图1插入点浇口图2是注系统的平衡，浇口的数量、位置和大小图3分析最佳处理条件或比较材料图4是正在进行浇注。 根据注塑成型的 CAE 分析结果，就可以判断模具及浇注系统的设计是否合理，其 中的一些基本原则如下： （1）各流道的压差要比较小，压力损失要基本一致； （2）整个浇注系统要基本平衡，即保证熔融料体要同时到达，同时填充型腔； （3）型腔要基本同时填充完毕； （4）填充时间要尽可能短，总体注射压力要小，压力损失也要小； （5）填充结束时熔融料体温度梯度不大； （6）熔接痕和气穴位置合理，不影响产品质量。改善意见 针对上述情况，我们制定出以下改善方案： （1）正确选择浇口位置，选择塑件侧面中部设计浇口。 （2）对原料进行充分的预干燥处理，或提高成型件和流道精度，或提高注射压力， 或对模具预热等，以保证最好的熔融流动性，对型腔充分填充。 （3）在成型零件的加工上，一定根据加工要求，特别是顶杆和型腔的狭长部分， 保证其加工精度和表面粗糙度，保证模具的排气性良好，减少气穴熔接痕。 （4）设计冷却系统或在塑件取出后用热水立即对其进行淬火处理，保证塑件的尺 寸稳定性。图 5中的绿色表示已经注浇完成图 6中绿色冷却质量最高，黄色表示次之，红色的最差。由图可得知零件全是绿色，所以零件的冷却质量很高。图7所示，塑件的四周的蓝色表示有严重的缩痕，应及时处理。第4章模具的安装试模第1节.试模前的准备试模前要对模具及试模用的设进行检验。模具的闭合高度，安装与注射机的各个配合尺寸、推出形式、开模距、模具工作要求等符合所选设备的技术条件。检查模具各个滑动零件配合间隙适当，无卡住及紧涩现象。活动要灵活、可靠，起止位置的定位要准确。各镶嵌件、紧固件要牢固，无松动现象。各种水管接头、阀门、附件、备件要齐全。对于试模设备也要进行全面检查，即对设备的油路、水路、电路、机械运动部位、各操纵件和显示信号要检查、调整，使之处于正常运转状态。第2节.模具的安装及调试模具的安装是指将模具从制造地点运至注塑机所在地，并安装在指定注射机的全过程。模具安装到注射机上要注意以下几个问题：1）模具的安装方位要满足设计图样的要求。2）模具中有侧向滑动机构时，尽量使其运动方向为水平方向。3）当模具长度与宽度尺寸相差较大时，应尽可能使较长的边与水平方向平行。4）模具带有液压油路接头、气路接头、热流道元件接线板时，尽可能放置在非操作一侧，以免操作不方便。模具在注射机上的固定多采用螺钉、压板的形式，一般每侧采用块压板，对称布置。模具安装于注射机上之后，要进行空循环调整。其目的在于检验模具上各运动机构是否可靠、灵活、定位装置是否有效作用。要注意以下几个方面：1）合模后分型面不得有间隙，要有足够的合模力。2）活动型芯、推出及导向部位运动及滑动要平稳、无干涉现象，定位要正确、可靠。3）开模时，推出要平稳，保证将塑件及浇注系统凝料推出模具。4）冷却水要畅通，不漏水，阀门控制正常。第3节.试模将模具安装在注射机上，选用合格的原料，根据推荐的工艺参数调整好注射机，采用手动操作。开始注射时，首先采用低压，低温和较长的时间条件下成形。如果型腔未充满，则增加注射时的压力。在提高压力无效的时，可以适当提高温度条件。试模注射出样件。试模过程中，应进行详细记录，将结果填入试模记录卡，并保留试模的样件。第4节 检验通过试模可以检验出模具结构是否合理；所提供的样件是否符合用户的要求；模具能否完成批量生产。针对试模中发现的问题，针对试模中发现的问题，对模具进行修改、调整、再试模，使模具和生产的样件满足客户的要求，试模合格的模具，应清理干净，涂防锈油入库保存。第5章 工艺编程机械加工工艺卡片 零件号 3零件名称 定模板 材料牌号 45工序号 工序名称 工序内容 机床设备名称及编号 夹具名称及编号 切削工具名称及编号 量具名称及编号 1备料 矩形板料: 31035035mm 2铣削 铣六面至尺寸305.5295.530.5mm 立式铣床 机用平口钳 立铣刀 3磨 磨六面至尺寸30029027.1mm 平面磨床 矩形电磁吸盘 平行砂轮 对角尺 4钳工 以底面为基面,9斜导柱孔、8-35导套孔4-8的孔、并标出中间圆形孔穿丝孔等孔心。以板侧面为基面2-6水线孔、2-M13.16螺钉孔4-M5螺钉孔5钻 钻-8的孔,到尺寸；9斜导柱孔;与件4动模板配作，留0.1mm的加工余量。8-35导套孔至34.5;4 M5钻4.1孔孔深13mm,并攻螺纹深度10mm;再分别钻出侧面2-6水线孔,3穿丝孔 立式钻床 通用平口钳 直柄麻花钻 6镗 镗出14的斜销阶梯与件4动模板配镗，8-41导套孔,留0.1加工余量 坐标镗床 镗刀 7线切割 割出160115mm矩形槽,留0.2mm加工余量 线切割机 机架 钼丝 8铣削 铣出127mm的键槽固定槽深6.5mm及70401mm的导滑槽,侧面留0.1加工余量 立式铣床 机用平口钳 立铣刀 9热理处 淬火回火至54-58HRc10磨 磨上下面及固定槽至要求尺寸精 平面磨床 矩形电磁吸盘 平行砂轮 11磨 各导柱、斜导柱、中间圆孔、及矩形槽至要求尺寸 内圆磨床 精密平口钳 圆柱磨头 12检验 机械加工工艺卡片 零件号 4零件名称 动模板 材料牌号 45工序号 工序名称 工序内容 机床设备名称及编号 夹具名称及编号 切削工具名称及编号 量具名称及编号 1备料 矩形板料: 31030070mm 2铣削 铣六面至尺寸305.5295.565.5mm 立式铣床 机用平口钳 立铣刀 对角尺 3磨 磨六面至尺寸30029060.5mm 平面磨床 矩形电磁吸盘 平行砂轮 对角尺 4钳工 以底面为基面,找正4-20复位杆孔、4-32限位导柱孔、4-5销孔、4-25导柱孔、4-M14螺纹孔,4-16销孔; 4-8的孔、板侧面2-6水线孔5钻 钻4-20的复位杆及4-5销孔,留0.5mm的加工余量;与件5支承板、件8面针板板配作，钻4-32导柱孔至25; 钻4-8的孔至尺寸;4-M14至钻13深15,并攻螺纹深16.3;与件6配作，2-16销孔与件5配作,留0.5mm余量;再分别钻出侧面水道孔和2穿丝孔 立式钻床 通用平口钳 直柄麻花钻 6镗