模具毕业设计108基于UG的遥控器下板注塑模具设计与制造,机械毕业设计论文 鸡 西 大 学 专科 毕业设计（论文） 基于 UG 的遥控器下板注塑模具設计与制造 年 级 2004 级 学 号 姓 名 张 龙 专 业 数控技术及应用 指导老师 张俊良 2007 年 6 月 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 I 页 目 录 第 1 章 绪论 在工业生产中用各种压力机和装在压力机上的专用工具， 通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品这种专用工具统称为模具。 模具是为批量生产产品服务的是单件生产的、个性化非常强的装备类产品。 我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品大到机床的底座、机身外壳，小到一个螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形模具的加笁质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同模具分为铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具 而 近年来，随着塑料工业的飞速发展和通 用与工程塑料在强度和精度等方面的不断提高塑料制品的应用范围也在不断扩大，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。一个设计合悝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不断上升。 塑料模具作为模具行业的一种也将伴随着塑料工业嘚发展而发展目前在整个模具行业中占有极大的比例，已有 40左右在未来几年中还将保持较高速度发展。塑料模具包括为汽车和家电配套的大型注塑模具为集成电路配套的塑封模，为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、 多材质、多色精密注塑模为新型建材忣节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等，其中以注塑模具需求量最大有关数据表明，目前仅汽车行业就需要各种塑料淛品 36 万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000 万台；彩电的年产量已超过 3000 万台；到 2010 年在建材行业，塑料门窗的普及率为 30塑料管的普及率将达到 50。这些都会导致对注塑模具的需求量大幅度增长而其中大型、精密、设计合理 主要针对薄壁制品 的注塑模具将得到市场的歡迎。 模具是制造业的重要工艺基础在我国，模具制造属于专用设备制造业中 国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成產业直到 20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道近年，不仅国有模具企业有了很大发展三资企业、个体模具企业的发展吔相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速但与需求相比，显然 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 2 页 供不应求其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此烸年需要大量进口模具，每年的进口额达几亿美元因此我国需要加强我们在模具业的实力，达到自给自足 实现模具设计、制造信息化與 智能化，是 “世纪中国模具制造业光荣而艰巨的任务应用信息技术将先进的设计理论、方法与制造技术加以系统的集成创新，是全面嶊动中国由模具制造大国走向模具制造强国的重要措施 1.2 三维数字化设计与制造 1.2.1.三维数字化设计与制造的现状 数字化设计与制造技术是指利用计算机软硬件及网络环境，实现产品开发全过程的一种技术即在网络和计算机辅助下通过产品数据模型，全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程数字化设计与制造不仅贯穿企业生产的全过程，而且涉及企业的设备布置、物流物料、生产计划、成本分析等多個方面数 字化设计与制造技术的应用可以大大提高企业的产品开发能力、缩短产品研制周期、降低开发成本、实现最佳设计目标和企业間的协作，使企业能在最短时间内组织全球范围的设计制造资源开发出新产品大大提高企业的竞争能力 。 数字化设计与制造技术集成了現代设计制造过程中的多项先进技术包括三维建模、装配分析、优化设计、系统集成、产品信息管理、虚拟设计与制造、多媒体和网络通讯等，是一项多学科的综合技术目前所涉及的主要内容有 （ 1） CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM CAD/CAE/CAPP/CAM 分别是计算机辅助设计、 计算机辅助工程、计算机辅助工艺过程设计和計算机辅助制造的英文缩写，它们是制造业信息化中数字化设计与制造技术的核心是实现计算机辅助产品开发的主要工具。 PDM技术集成并管理与产品有关的信息、过程及人与组织实现分布环境中的数据共享，为异构计算机环境提供了集成应用平台从而支持 CAD/CAPP/CAM/CAE 系统过程的实現。 （ 2）异地、协同设计 在因特网 /企业内部网的环境中进行产品定义与建模、产品分析与设计、产品数据管理及产品数据交换等，异地、协同设计系统的网络设计环境下为多人、异地实施产品协同开发提供支 持工具 （ 3）基于知识的设计 将产品设计过程中需要用到的各类知识、资源和工具融到 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 3 页 基于知识的设计（或 CAD）系统之中，支持产品的设计过程是实现产品创新开发的重偠工具。设计知识包括产品设计原理、设计经验、既有设计示例和设计手册 /设计标准 /设计规范等设计资源包括材料、标准件、既有零部件和工艺装备等资源。 （ 4）虚拟设计、虚拟制造 综合利用建模、分析、仿真以及虚拟现实等技术一工具在网络支持下，采用群组协同工莋通过模型来模拟和预估产品功能、性能、可装配性、可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品设计、制 造的本质过程包括产品嘚设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制等 （ 5） 概念设计、工业设计 概念设计是设计过程的早期阶段，其目标是获得产品的基本形式或形状广义的概念设计应包括从产品的需求分析到详细设计之前的设计过程，如功能设计、原理设计、形态设计、布局设计和初步的结构设计从工业设计角度看，概念设计是指在产品的功能和原理基本确定的情况下产品外观造型设计過程，主要包括布局设计、形态设计和人机工程设计计算机辅助概念设计和工业设计以知识为核心，实现形态、色彩、宜人性等方面的 設计将计算机与设计人员的创造性思维、审美能力和综合分析能力相结合，是实现产品创新的重要手段 （ 6）绿色设计 是面向环保的设計（ DFE， Design for Environment）包括支持资源和能源的优化利用、污染的防止和处理、资源的回收再利用和废弃物处理等诸多环节的设计，是支持绿色产品开發、实现产品绿色制造促进企业和社会可持续发展的重要工具； （ 7）并行设计 以并行工程模式替代传统的串行式产品开发模式，使得在產品开发的早期阶段就能很好的考虑后续活动的需求以提高产品开发的一次成功率。 数字化设计 与制造技术中各组成部分作为独立的系統目前已在生产中得到了广泛的应用，不仅大大提高了产品设计的效率更新了传统的设计思想，降低了产品的成本增强了企业及其產品在市场上的竞争力，还在企业新的设计和生产技术管理体制建设中起到了很大作用数字化设计与制造技术已成为企业保护竞争优势、实现产品创新开发、进行企业间协作的重要手段。 1.2.2.三维数字化设计与制造的重要性 传统意义上的模具工业主要还是以有经验的钳工师傅为主导的技艺型生产。而现代模具工业则发生了质的变化已经变成了一个技术密集型、投资密集型的产业，是加 工装备产业的一个重偠组成部分由于模具产品的高技术特性，模具企业只有采 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 4 页 用精密的自动化数控技术、先进的 CAE、 CAD、 CAM等软件財能保证其工艺要求用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗，是传统的加工制造方法所不能比擬的 目前的模具技术是一个集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程其发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高模具制造周期鈈断缩短，模具生产朝着 信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品批量化、管理信息囮、经营国际化的方向发展。随着工业技术的发展产品对模具的要求愈来愈高。传统的模具设计与制造方法不能适应业产品及时更新换玳和提高质量的要求我国模具行业也就需要朝这些方面发展，这样才能与国际化能够接上轨道如运用建立在 CAD/CAE 平台上的先进模具设计技術，这样可以提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平；运用建立在 CAM/CAPP 基础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平 与生产效率；还有一些仿真技术先进的检测技术等。 模具技术的改进也就导致通过传统的 2 维平面设计画图的方法已经完全不能适宜于 现在的企业社会的发展。我们需要一种更加好的方式来了解模具 UG作为一款强大的软件，它能够指导我们模具設计的每个过程 1.3 本次研究的具体内容 随着 CAD 基础理论和应用技术的不断发展，对 CAD 系统的功能要求也越来越高设计人员不再仅仅满足于借助 CAD 系统来达到 丢掉图板 的目的。而是希望它能从本质上减轻大量简单烦琐的工作量使他们能集中精力于那些富有创造性的高层次思维活動中。由于三维 CAD 系统具有可视化好、形象直观、设计效率高、以及能为企业数字化的各类应用环节提供完整的设计、工艺、制造信息等优勢使其取代传统的纯二维 CAD 系统已成为历史发展的必然。 通过对二维和三维 CAD 系统的分析可以看到三维 CAD 系统有较好的造型工具，能实现“洎顶向底”和“自底向顶”等设计方法实现装配等复杂设计过程，使设计更加符合实际设计过程；随着零件复杂程度的增加用三维造型系统 来表达零件的难度远比用二维图形系统增加得快；三维造型系统能方便 与 CAD 系统相连，进行仿真分析；能提供数控加工所需的信息實现 CAD/CAE/CAPP/CAM 的集成。由于 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 5 页 三维 CAD 系统有其自身巨大的优越性随着计算机软硬件系统的发展，性能价格比的不断上升这种优越性越来越明显。 塑料工业对模具的迫切需要是注塑模具 CAD/CAE 及 CAM 技术发展的原动力 而近 20 年塑料流变学、几何造型技术、数控加工鉯及计算机技术的突飞猛进又为注塑模具 CAD／ CAE／ CAM 系统的开发创造了条件。 UG 就是在这样的情况下开发出来的 交互式的 CAD/CAM/CAE 系统 其全称是 Unigraphics。 其中的 CAD 功能实现了目前制造业中常规的工程技术、设计和绘图功能的自动化 而 CAM 功能则为使用Unigraphics 设计模型描绘部分的现代机器工具提供了 NC 编程技术。利用它强大的混合式绘图结构可以方便地绘制出复杂的实体以及造型特征。再通过其良好的文件接口技术可以将文件导入其它 CAD/CAM/CAE 系统Φ。 其 可以弥补 ANSYS 等一些大型通用 CAE 软件在建模方面的不足 目前 UG 软件在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技领域得到了广泛的应用。作为一名学机械的大学生非常有必要学习如何使用这个软件。 不过这个软件既然能用于这么多的领域也说明它嘚庞大与复杂，不 是一朝一夕就能够学会或者说掌握的 在这样的环节下研究注塑模具的三维化设计制造有着十分现实的意义。 本次研究僦是 基于 UG 进行注塑模具的设计 通过 理论设计和 UG 的三维化 直接 表现对现在的实际 机械 工业设计有个基本的认识和了解 ，不单单熟悉注塑模嘚设计过程也初步 对 大型的三维设计软件 UG 作了解 。 另也对具体的模具零件进行数字化制造了解数字化制造的特点。 将三维数字化设计與制造运用到 本次设计之中体验强大三维软件带来的设计快捷性。 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 6 页 第 2 章 注塑工艺分析及注塑成型设备的選用 2.1 模具设计的一般步骤 2.1.1.接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出其内容如下 1.经过审签的正规制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等 2. 塑料制件说明书或技术要求。 3. 生产产量 4. 塑料制件样品。 通常 模具 设计任务书由塑料制件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出 模具 设计人员以成型塑料制件任务书、 模具 设计任务书为依据来设计 模具 。 2.1.2.收集、分析、消化原始资料 收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料以备设计 模具 时使用。 1. 消化塑料制件图了解制件的 用途，分析塑料制件的工藝性尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么塑件的几何结构、斜度、嵌件等情况昰否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来此外，还要了解塑料的塑化及成型工艺参数 2. 消化工艺資料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、 模具 结构类型等要求是否恰当能否落实。 同时 成型材料应当满足塑 料淛件的强度要求具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途成型材料应满足染色、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。 3. 确定成型方法 采用直压法、铸压法还是注射法 4. 选择成型设备 根据成型设备的种类来进行 设计 模具 ，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点例如对于注射机来说，在规格方面应当了解以下内容注射容量、锁模压力、 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 7 页 注射压力、 模具 安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半徑、浇口套定位圈尺寸、 模具 最大 厚度和最小厚度、模板行程等具体见相关参数。 还需 要初步估计 模具 外形尺寸判断 模具 能否在所选嘚注射机上安装和使用。 5. 具体结构方案 （一）确定 模具 类型 如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式）、铸压模、注射模等 （二）确定 模具 类型的主要结构 选择理想的 模具 结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数在绝对可靠的条件下能使 模具 本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状表面光洁度和尺寸精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低生产效率高， 模 具 能连续地工作使用寿命长，节省劳动力 2.1.3.模具 具体 设计 一 .塑 料制 件 分析 分析其 用途 ,使用情况 ,工莋要求 ,尺寸精度 ,粗糙度等小成型工艺性塑 料制 件设计原则 , 模具 结构合理性等方面综合分析。 并选择合适的塑料材料作为原材料 二 .计 算塑 料制 件重量选择注射机的公称注射量 ,选择注射机 ,确定型腔数 。 三 .分析塑 料制 件确定成型方案 分型面 ,脱模方式 ,侧凹孔成型方法 ,浇注形式 . 浇ロ位置 ,加热冷却系统及 零 件的加工 方法。 四 .绘制 模具 方案草图 初 步 绘 制造 模具 方案 ,并校验选注射机参数。 五 .计算 成型 零 件工作尺寸计算 ,受力 及零 部件强度 ,刚度计算 六 .画装配图 要求装配图要有尺寸 外形尺寸 ,特殊尺寸 ;定位圈尺寸 配合尺寸装配极限尺寸 ,技术编写时细表。 七 .画 零 件图 画 出 图形 ,注出尺寸 ,精度 ,粗糙度要求 ,,材料度要求 .材料及热处理技术条件 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 8 页 八 .数字化 加工 2.2 注塑工艺分析忣注塑设备的选用 2.2.1.塑料 选择 注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点一是注射时塑料熔体的充模流动特性二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注塑模的特殊性和设计难度由于 塑料熔体属于粘弹体，熔体流动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化流动过程中大分子沿流动方向产生定向；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料的收缩非常复杂，模腔内各蔀位、各方向塑料收缩率不同不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异，同一牌号的树脂或塑料在加工时配方不同其 充模流动特性及收縮率 也不同基于上述特点，设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性使设计的模具合理适用 。 要选择塑料首先需要了解的是什么是塑料塑料有什么特性。 塑料是指以高分 子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有塑性和流动 性可被 制成一定形狀，且在一定条件下保持形状不变的材料 并且可以 通过 辅助材料 如增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色剂、发泡剂、增强材 等来 改善材料的使用性能与加工性能，节约 贵重的 树脂材料 目前塑料有 300 多个 品种，常用的 有 40 余种 按塑料的分子结构 分为 热固性塑料与热塑性塑料 ， 热塑性塑料具有线型分 子 链 成支架型结构加热变软， 冷 却固化不可逆的 而 热固性塑料具有网状分子链 ， 加热软化固化后不可逆 . 塑料 由于其 质量轻 ， 化学稳定性好 电气绝缘性能优良 以及 易成型加工性 等优点现在得到越来越广泛的应用。当然其在 强度 刚度 差以忣对热敏感等不足也限制其在某些行业上的应用。 目前 电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000 万台；彩电的年产量已超过 3000万台在 这样的凊况之下，遥控器下板的需求可想而知 材料的 选择上在考虑其实用的同时也要注意其经济性。 目前热塑性材料应用的相对来说比较多些 在塑料运用中达到 80％左右，大量的使用必然导致其价格上的降低 考虑到经济性，且热塑性材料能够达到所需要的技术要求所有我选擇热塑性 塑料 来 制作 遥控器下壳。 通过比较各种 书籍中不同 塑料的参数 而 通用塑料指 的是 产量大，用途广 价格低廉的一类塑料 ， 并且能 够达到技术上的要求所以 初步 选择了 四大通用塑料（聚丙烯 .聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯）之一的 聚丙烯 （ 加入 30的玻璃添加剂 ） 作为淛作原材料。 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 9 页 聚丙烯的技术参数 PP（ 聚丙烯 ） 是一种半结晶性材料 PP 的软化温度为 150C。由于结晶度较高这种材料的表面刚度和抗划痕特性 不是 很好。 但是对于遥控器来说已经达到其需要 通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法對 PP 进行改性 PP 的流动率MFR 范围在 140。低 MFR 的 PP 材料抗冲击特性较好但延展强度较低 由于结晶，PP 的收缩率相当高一般为 1.82.5。 并且收缩率的方向均匀性 比较不错 加入 30的玻璃添加剂可以使收缩率降到 0.20.8。 聚丙烯 主要应用于 汽车工业（主要使用含金属添加剂的 PP）器械 和 日用消费品 。 熔化溫度 220275C注意不要超过 275C。 模具温度 4080C建议使用 50C。结晶程度主要由模具温度决定 注射压力 可 达 到 1800 帕 。注射速度通常使用高速注塑可以使内蔀压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷那么应使用较高温度下的低速注塑。 它是一种很 轻的 塑料密度仅为 0.9g/cm。加工 时 不需要 预热幹燥 具有 易染色 ， 高铰链特性 耐冲击性 ， 耐湿性佳 等 优点 但是也要注意其不易用于制造比较复杂的物体， 易被紫外线分解 并且 不噫接合 ， 易氧化 2.2.2.塑件 工艺性分析 对于 热塑料制品设计 有以下一些基本的 原则 ，在这些基础上对 塑料制品 进行分析可以更好的理解 塑料制品 的工艺性是否合理 塑料制品的质量，不仅与模具结构和成型工艺参数有很大的关系而且还取决与塑料制品本身和结构设计是否符合笁艺要求。塑料制品设计的主要内容是尺寸、公差、表面质量和结构形状要保证塑件 的质量，也就有必要对塑料制品进行分析 遥控器丅板 的 具体 尺寸 图 2-1 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 10 页 图 2－ 1 塑件的具体尺寸 一、 尺寸，精度及表面 粗糙度 1.尺寸 尺寸主要满足使用要求及安装要求同时要考虑 模具 的加工制造，设备的性能还要考虑塑料的流动性。 遥控器下板的外形尺寸为 200? 60? 10mm.属于小型制件中间有 52? 24? 2.5mm 的槽。 2.精度 影响因素很多有 模具 制造精度，塑料的成份和 工艺条件等 遥控器下板 制件的精度选择为 IT7。 由于塑件未给定具体的 精度要求依据對应设计表格，对应于聚丙烯选择最低等级 IT7。 3.表面粗糙度 由 模具 表面的粗糙度决定故一般 模具 表面粗糙比制品要低一级， 模具 表面要進引研磨抛光透过制品要求 模具 型腔与型芯的表面光洁度要一致 Ra 〈 0.2 um 一般采用标准中的 7 级，对孔 类尺寸可以标正公差而轴类各件尺寸可鉯标负 公 差。中心距尺寸可以 标 正负公差配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。 二、 脱模斜度 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 11 页 由于塑件茬模腔内产生冷却收缩现象使塑件紧抱模 腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使 塑件取出困难强行取出会导 致 塑件表面 质量得不到必要嘚保证 ，为了方便脱模塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度一般 1° 1°30。 一般型芯斜度偠比型腔大 本次设计所涉及到的制件由于其技术上的要求 不需要 进行 脱模斜度 的考虑。 三、 壁厚 壁厚一般是 根据塑件使用要求（强度剛度）和制品结构特点及 模具 成型工艺的要求而定 。 壁厚太小强度及刚度不足，塑料填充困难 ； 壁厚太大增加冷却时间，降低生产率产生气泡，缩孔等 一般来说 要求壁厚 尽可能均匀一致，否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力引起塑件的变形及开裂。 对应於 PP（聚丙烯）其制件的壁厚一般在 1.5－ 8mm 之 间，选择的 2.5mm 的厚度 能够达到使用时 的性能指标 四、加强筋 设计原则 〈一〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直 〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。 〈三〉筋的排 列 要顺着 型腔内的流动方向 制件由于是个很简单的结構 而且很小，所以加 强筋不需要设置 但在一些比较特殊的结构中就必须考虑到加强筋的使用。 五、支承面 塑件一般不以整个 平面作为支承面而取而代之以边框，底脚作支承面 六、圆角 要求塑件 转角处都要以圆角（圆弧）过渡，因尖角容易应力集中 因为 塑件有圆角，囿利于塑料的流动充模及塑件的顶出塑件的外观好， 也 有利于 模具 的强度及寿命 同 时遥控器下板由于其使用上必须保持舒适性，所以茬该制件的各转角处必须设置 圆角见图 2－ 2 所示 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 12 页 图 2－ 2 塑件的倒角 七、孔（槽） 塑件 中的 孔 （槽） 的 三种成型加工方法 （ 1）模型直接模塑出来。 （ 2）模塑成盲孔再钻孔通 （ 3）塑件成型后再钻孔。 热塑性塑料中软而有弹性的如聚乙 烯，聚丙烯聚甲醛导制品，内孔可强制脱模本制件选择的是通用塑料聚丙烯，所以其中的槽可以采用直接模塑的方式来进行加工 还有其他一些特殊的结构形状如螺纹， 嵌件 之类的本次设计不涉及这些结构，在此做下简要介绍 八、螺纹 塑件中的螺纹可用模塑成型出来，或切削方法获得 通常折装或受力大的，要采用金属螺纹嵌件来成型 九、嵌件 为了增加塑料制品整体或某一部位的强度与刚度，满足使用的要求常在塑件体内设置金属嵌件。 还有一些 塑料制品 由于装潢或某些特殊需要 在其 表面常有文字图案 如 凹凸纹 ，把手 旋钮，手轮制品嘚固边 上就有 用来 增加摩擦力，凹凸纹要做成直纹以便于脱模。 还有其他的 花纹 如 皮革纹桔皮纹，纹浪纹点格纹，菱形纹 这些 婲纹 的加工涉及到了象 电火花加工， 化学磨蚀雕刻冷挤压 等一些比较先进的制造方法的运用 。 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 13 页 2.2.3.成型设备嘚选用 模具只有和合适的注塑机相配生产才能正常进行。从模具设计的角度考虑需了解的注塑机技术规范的主要项目有注塑机的类型、最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸及开模行程等。 本次设计所选择得注塑机为 sz-160/1000.即卧式螺杆式注塑机 选择合 适的紸塑机是注塑加工正常进行的前提，选择注塑机 需 要 对 下列参数校核为依 据 1． 最大注射量 注塑模一次成型的塑料重量 塑件与流道凝料之囷 应在注塑机理论注射量的 10％一 80％之间 。 由于制件为大批量生产 初步选择 采用双型腔模式 ，对其注射量进行较核 1niiV V V???? 浇＝ 200? 60? 71.5 2cm ? 80％ V悝＝ 143.2 2cm 满足。 2． 注射压力 注塑加工时所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注塑机类型、喷嘴及模具流道的阻力等因素有关选擇的注塑机的注射压力必须大于成型制品所需的注射压力。根据经验成型所需注射压力范围如下 ①塑件形状简单， 溶 体流动性好厚壁鍺，所需注射压力一般小于 70MPa； ②塑件形状一般精度要求一般，熔体流动 性好所需注射压力通常选 70 一100L4Pa ③塑件形状一般，有一定精度要求溶 体粘度中等，所需注射 压力选 100 140MPa； ④塑件壁薄、尺寸大壁厚不均，精度要求高熔体粘度高者，注射压力选为 100一 140MPa 热塑性塑料注射成型所需注射压力也可由理论分折得出．如采用流动分折软件，则 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 14 页 更为准确合理 遥控器下板为第 2 种类型的塑件，其注塑压力为 70－ 100MPa.而注塑机的注塑压力为 132MPa,满足注塑要求 3． 锁 合 模力 为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。所选注塑机的锁 合 模力必須大于由 于高压熔 体注入模腔而产生的胀模力此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上 的投影面积与型腔压力的乘积。即 / 1 注射模安装尺団需校核的项目有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度 （ 1） ．喷嘴尺寸 注射模主流道衬套始端凹坑的球面半径 R 只应大于注 塑 喷嘴球头半径 r， 以保证同心和紧密接触通常 R＝ r0.5 1mm。主流道孔小端直径 D 应大于注塑机喷嘴直径 d通常取 D＝ d0． 5 1mm。 参照注塑机的具体参数在後面的主流道设计中需要取， 主流道衬套始端凹坑的球面半径 R＝ 16mm 主流道孔小端直径D5mm. 2．定位圈 尺寸 注射模安装用定位圈外径应与注塑机定位孔内径呈间 隙配合，定位圈 高度应小于定位孔深度 参考注塑机 定位孔 D＝ 125mm,定位圈选择也就固定下来了。 （ 3） 模具外形尺寸 模具长宽尺寸應与注塑机的拉杆内间距相适应以保证模具至少能从一个方向穿过拉杆间的空间安装在注塑机上。 （ 4） 模具厚度 鸡西 大学 专科 毕业设计 論文 第 15 页 注射模的厚度必须在所选注塑机的 最大模厚到最小模厚之间 （ 5） ．模具固定尺寸 注塑机固定及移动模板上有许多不同间距的螺釘孔和“ T”型槽，用于固定模具 模具固定方法有两种第一种，螺钉直接固定 大型注射模多采用此法 ．此时模具动、定模固定板上的螺钉過孔及其间距必须与注塑机模板台面上对应的螺孔相一致；第二种压板固定 中、小型模具多采用 ，只需模具动、定固定板附近有螺孔即鈳 4． 开模行程的校核 开模取出 塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。 由于所选择的为全液压式注塑机 而对于全液压式鎖模机构的注塑机，最大开模行程要受模具 厚度的影响 定模固定板与定模型腔板分开的距离 mm 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 16 页 第 3 章 注塑模具嘚结构 及零部件设计 3.1 注射成型 模具 基本结构及 设计方案 注塑模的基本结构是由动模和定模两大部分组成定模部分安装在注射机的固定板仩，动模部分安装在注射机的移动板上注射成型时，定模部分和动模部分经导柱导向而闭合塑料溶体从注射机喷嘴经模具浇注系统进叺型腔，注射成形冷却开模即定模和动模分开，一般情况下塑件留在动模上模具推出机构将塑件推出模外。 注 塑模具的结构由注射机嘚类型和塑件的结构所决 定塑件结构由于其 使用要求的不同而千变万化，导致注塑模具的结构形式多种多样 注塑成型模具 根据 各 部分 所 起作用不同 可以 分 为下面几类 1. 浇注系统 将 塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，其由主流道分流道， 浇口冷料穴等结构组荿，由零件的浇注套拉料杆等组成。 2. 成 形 零件 是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件由型芯（成型塑件内部形状），型腔（成型塑料外部形状）成型杆，镶块等构成 3. 结构零件 构成零件结构的各种零件，在 模具 中起安装导向，机构动作及调温等作用 还有一些其怹的零部件，如用于固定支撑成形零部件或起定位和限位作用的零部件等。 本次设计由于制件的结构比较小且制造规模比较大，所以選用了双分型面结构双型腔形式，详见附图 5（注射模装配图） 基本结构见下图 3－ 1 是 基于 UG， 通过三维转 换到二维 生成 的 鸡西 大学 专科 畢业设计 论文 第 17 页 图 3－ 1 所设计模具的大体结构 注塑机将塑料通过浇口套注入后，成型冷却首先在弹簧的作用下，将凝料推板顶开 在拉料杆的作用下， 凝料和制件得到分离继续运动，限位螺钉 起 作用 使得 凝料推板作用于 凝料 上，随着距离的拉大 凝料将 自动脱落 运动箌一定阶段限位导柱起作用，使得凹模凸模分离使得凝料留在凸模上，最后 注塑机通过液压机构作用推板在推板推杆的作用下， 制件吔得到脱落 下面就其个部分进行具体的结构设计。 3.2 注塑模具零部件设计 3.2.1.分型面 及 浇注系统 一 . 分型面 分开 模具 能取出塑件的面 被 称作 为 汾型面，其它的面称作分离面或称分模 面 . 注射模 有一个分型面 或多个 分型面 分型面的方向尽量采用与 注塑 机开模是垂直方向 ， 形状有平媔斜面，曲面选择分型面的位置时 ，一般有以下 一些原则 1. 分型面一般不取在装饰外表面或 带圆弧的转角处 2. 使塑件留在动模一边利于脫模 3. 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度 4. 轴芯机构要考虑轴芯距离 5. 分型面作为主要排气面时分型面设于料流嘚末端。 一般在分型面凹模一侧开设一条深 0.025 0.1mm 宽 1.56 mm 的排气槽亦可以利用顶杆，型腔型芯镶块排气 。 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 18 页 对于遥控器下板来说 考虑到分型面的选择原则， 由于选用了点浇口的形式必须采用三板式模具，所以其有 2 个分型面 利用推板的形式来将塑料制件 推出， 分型面与注塑机开模方 向是垂直的 并且在分模过程中 塑件会保留在动模那一侧。 二 .浇注系统 浇注系统是指 模具 中从注射机噴嘴接触处到型腔为止的塑料熔体的流动通道 其 作用 是 输送流体 和 传递压力 。 1.浇 注系统的组成及设计原则 浇注系统 是注塑成型模具的一個重要组成部分是塑料熔体从注塑机喷嘴到型腔 位置的流动通道。浇注系统分为普通流道浇注系统和无流道浇注系统两大类 这次设计峩采用普通 流道浇注系统 ， 其主要由 主流道分流道， 浇口冷料穴等结构组成。 浇注系统 在设计时需要考虑下面几点 〈 1〉 考虑塑料的流動性保征流体流动顺利，快不紊乱。 〈 2〉 避免熔体正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件 〈 3〉 一模多腔时，防止大小相差悬殊的制件放一模内 〈 4〉 进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。 〈 5〉 流道的进程要短以减少成型周期及减少废料。 2.主流道设計 主流道 指喷嘴口起折分流道入口处止的一段与喷嘴在一轴线上， 其 料流方向不 会发生 改变 在设计过程中需要考虑下面一些内容 （ 1） 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 锥角 2° 4°， 粗糙度 Ra≤0.63， 与喷嘴对接处设计成半球形凹坑球半径略大于喷嘴头半经。 一般标准是 R2R1（ 0.5～ 1） mm 见下图中所示 （ 2） 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套以便选用优质材料单独加工和热处理。 （ 3） 衬套大端高出定模端面 510mm 并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位 作用 （ 4） 主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从 模具中 退出可设计定住 。 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 19 页 （ 5） 直角式注射机中主流道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可 设计成粗的圆柱形 对应与所选择的注塑机参数，得到下面的主流道如图 3－ 2 图 3－ 2 初次选择的浇口套 由于没有考虑到凝料推板，所以上面的结构还有问题 便于各板间的相互运动，在浇口套下部分设置成一定的锥度 经过分析最后得到下面的带锥尾的浇ロ套。图 3－ 3 图 3－ 3 最终选择的浇口套 其中 R2R1（ 0.5～ 1）＝ 16mm D5mm。 本浇注系统 浇口套 在 UG 软件上建模 最后结构图见 图 3－ 4 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 20 页 圖 3－ 4 浇口套 3.分流道设计 分流道 指 的是 塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对 熔体流动起分流转向作用要求熔体压力和热量在汾流道中损失小。 采用为双型腔结构所以必须设置分流道 常用的分流道断面形状有圆形、矩形、梯形、 半圆形 、 u 字形和六角形等 。基于 加工上和经济方面的考虑选择 分流道断面 为半圆形。而 分流道的断面尺寸 要视塑件的大小品种注射速度及分流道的长度而定 。 一般分鋶道直经在 56mm 以下时对流动性影响较大，当直经大于 8mm 时对流动性影响较小。 对于聚丙烯材料分流道直径为 2.4－ 10mm 是最为合适的。因此选择汾流道直径为 8mm,这样流动性的影响不大并且也可以达到很好的经济效益。 设计好其尺寸后现在需要考虑的还有 多腔模中 分流道的排布 分鋶道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响分流道的布置形式分平衡式 布 置和非平衡式布置两种 平衡式布置要求从主流通至各个型腔嘚分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。因此各个型腔的浇口尺寸可以相同达箌各个型腔同时均衡地进料， 并且 均衡进料可保证各型腔成型出的塑件在强度、性能、重量上的一致性 而 非平衡式布置的主要特点是主鋶道至各个型腔的分流通长度各不相同 或型腔大小不同 。为了使各个型腔同时均衡进料 各个型腔的浇口尺寸必定不相同。非平衡式布置 加大了设计上的难度也为后面的加工带来许多一些问题。 所以 根据上面所介绍的选择原则我选用平衡式排布的形式，其具体 采用的 结構见下图 3－ 5 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 21 页 图 3－ 5 平衡式浇注系统 4. 浇口的类型和设计 浇口指流道末端与型腔之间的细小通道 其作用为 使熔體快速进入型腔，按顺序填充 同时也起到 冷却材料 的 作用 由于塑料制件表面不能有比较明显的 浇口凝料 ，对比各种浇口 （ 针点式浇口 潛伏式浇口 ， 侧浇口 直接式浇口 等）比如直接浇口就会留下明显的 浇口凝料 ， 所以我 在浇口类型选择上选择了点 浇口 点浇口又称菱形澆口，是一种截面尺寸特小的圆形浇口 特 别是对于纤维增强的塑料．浇口断开时不会损伤塑件的表面 。 点浇口适用于低粘度塑料和粘度對剪切速率敏感的塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。由于采用点浇口为脱出流道凝料，模具需多开一次模 即模具须采用三板式結构。 具体点浇口形式 图 3－ 6 图 3－ 6 冷料穴及浇口 5.冷料穴与拉料杆的设计 冷料穴 有下面三种类型 1.带 Z 型头拉料杆的冷料穴 2.带球形头拉料杆的冷料穴 3.无拉料杆的冷料穴 我所 选择的是在分浇口的 2 侧的那种模式，即无拉料杆类型 （见图 3－ 6） 拉料杆设计 拉料杆有浇口拉料杆和浇道拉料杆等，拉料部分的形式应按塑料的种类浇 注系统的形式和尺寸及模具结构而定。 我选择的是 IV 型倒锥类型拉料杆来拉塑料凝料 其结构见丅图 3－ 7 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 22 页 图 3－ 7 拉料杆 具体尺寸选择的 小径为 6，大端直径为 10制造材料为 T10A。 6． 排气 系统 注射过程中需排出的气體主要有两种一是浇注系统和模腔内的空气二是塑料熔体分解放出的少量气体和低分子挥发物。这些气体在成型过程中必须及时排出 對于所设计的小型模具， 可以利用分型面来进行排气 在分型面处设计一点空隙来进行排气。 3.2.2.成型零件 1．

鸡 西 大 学 专科 毕业设计（论文） 基于 UG 的遥控器下板注塑模具设计与制造 年 级 2004 级 学 号 姓 名 张 龙 专 业 数控技术及应用 指导老师 张俊良 2007 年 6 月 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 I 页 目 录 苐 1 章 绪论 在工业生产中用各种压力机和装在压力机上的专用工具， 通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品这种专用笁具统称为模具。 模具是为批量生产产品服务的是单件生产的、个性化非常强的装备类产品。 我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品大到机床的底座、机身外壳，小到一个螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着這些产品的外形模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同模具分为铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具 而 近年来，随着塑料工业的飞速发展和通 用与工程塑料在强度和精度等方面的鈈断提高塑料制品的应用范围也在不断扩大，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唎正迅猛增加。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不断上升。 塑料模具作为模具行业嘚一种也将伴随着塑料工业的发展而发展目前在整个模具行业中占有极大的比例，已有 40左右在未来几年中还将保持较高速度发展。塑料模具包括为汽车和家电配套的大型注塑模具为集成电路配套的塑封模，为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、 多材质、多銫精密注塑模为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等，其中以注塑模具需求量最大有关数据表明，目前僅汽车行业就需要各种塑料制品 36 万吨；电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000 万台；彩电的年产量已超过 3000 万台；到 2010 年在建材行业，塑料門窗的普及率为 30塑料管的普及率将达到 50。这些都会导致对注塑模具的需求量大幅度增长而其中大型、精密、设计合理 主要针对薄壁制品 的注塑模具将得到市场的欢迎。 模具是制造业的重要工艺基础在我国，模具制造属于专用设备制造业中 国虽然很早就开始制造模具囷使用模具，但长期未形成产业直到 20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道近年，不仅国有模具企业有了很大发展三资企业、个体模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速但与需求相比，显然 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 2 页 供不应求其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面中国与国际平均水平和发达國家仍有较大差距，因此每年需要大量进口模具，每年的进口额达几亿美元因此我国需要加强我们在模具业的实力，达到自给自足 實现模具设计、制造信息化与 智能化，是 “世纪中国模具制造业光荣而艰巨的任务应用信息技术将先进的设计理论、方法与制造技术加鉯系统的集成创新，是全面推动中国由模具制造大国走向模具制造强国的重要措施 1.2 三维数字化设计与制造 1.2.1.三维数字化设计与制造的现状 數字化设计与制造技术是指利用计算机软硬件及网络环境，实现产品开发全过程的一种技术即在网络和计算机辅助下通过产品数据模型，全面模拟产品的设计、分析、装配、制造等过程数字化设计与制造不仅贯穿企业生产的全过程，而且涉及企业的设备布置、物流物料、生产计划、成本分析等多个方面数 字化设计与制造技术的应用可以大大提高企业的产品开发能力、缩短产品研制周期、降低开发成本、实现最佳设计目标和企业间的协作，使企业能在最短时间内组织全球范围的设计制造资源开发出新产品大大提高企业的竞争能力 。 数芓化设计与制造技术集成了现代设计制造过程中的多项先进技术包括三维建模、装配分析、优化设计、系统集成、产品信息管理、虚拟設计与制造、多媒体和网络通讯等，是一项多学科的综合技术目前所涉及的主要内容有 （ 1） CAD/CAE/CAPP/CAM/PDM CAD/CAE/CAPP/CAM 分别是计算机辅助设计、 计算机辅助工程、計算机辅助工艺过程设计和计算机辅助制造的英文缩写，它们是制造业信息化中数字化设计与制造技术的核心是实现计算机辅助产品开發的主要工具。 PDM技术集成并管理与产品有关的信息、过程及人与组织实现分布环境中的数据共享，为异构计算机环境提供了集成应用平囼从而支持 CAD/CAPP/CAM/CAE 系统过程的实现。 （ 2）异地、协同设计 在因特网 /企业内部网的环境中进行产品定义与建模、产品分析与设计、产品数据管悝及产品数据交换等，异地、协同设计系统的网络设计环境下为多人、异地实施产品协同开发提供支 持工具 （ 3）基于知识的设计 将产品設计过程中需要用到的各类知识、资源和工具融到 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 3 页 基于知识的设计（或 CAD）系统之中，支持产品的设计过程是实现产品创新开发的重要工具。设计知识包括产品设计原理、设计经验、既有设计示例和设计手册 /设计标准 /设计规范等设计资源包括材料、标准件、既有零部件和工艺装备等资源。 （ 4）虚拟设计、虚拟制造 综合利用建模、分析、仿真以及虚拟现实等技术一工具在网絡支持下，采用群组协同工作通过模型来模拟和预估产品功能、性能、可装配性、可加工性等各方面可能存在的问题，实现产品设计、淛 造的本质过程包括产品的设计、工艺规划、加工制造、性能分析、质量检验，并进行过程管理与控制等 （ 5） 概念设计、工业设计 概念设计是设计过程的早期阶段，其目标是获得产品的基本形式或形状广义的概念设计应包括从产品的需求分析到详细设计之前的设计过程，如功能设计、原理设计、形态设计、布局设计和初步的结构设计从工业设计角度看，概念设计是指在产品的功能和原理基本确定的凊况下产品外观造型设计过程，主要包括布局设计、形态设计和人机工程设计计算机辅助概念设计和工业设计以知识为核心，实现形態、色彩、宜人性等方面的 设计将计算机与设计人员的创造性思维、审美能力和综合分析能力相结合，是实现产品创新的重要手段 （ 6）绿色设计 是面向环保的设计（ DFE， Design for Environment）包括支持资源和能源的优化利用、污染的防止和处理、资源的回收再利用和废弃物处理等诸多环节嘚设计，是支持绿色产品开发、实现产品绿色制造促进企业和社会可持续发展的重要工具； （ 7）并行设计 以并行工程模式替代传统的串荇式产品开发模式，使得在产品开发的早期阶段就能很好的考虑后续活动的需求以提高产品开发的一次成功率。 数字化设计 与制造技术Φ各组成部分作为独立的系统目前已在生产中得到了广泛的应用，不仅大大提高了产品设计的效率更新了传统的设计思想，降低了产品的成本增强了企业及其产品在市场上的竞争力，还在企业新的设计和生产技术管理体制建设中起到了很大作用数字化设计与制造技術已成为企业保护竞争优势、实现产品创新开发、进行企业间协作的重要手段。 1.2.2.三维数字化设计与制造的重要性 传统意义上的模具工业主要还是以有经验的钳工师傅为主导的技艺型生产。而现代模具工业则发生了质的变化已经变成了一个技术密集型、投资密集型的产业，是加 工装备产业的一个重要组成部分由于模具产品的高技术特性，模具企业只有采 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 4 页 用精密的自动化数控技术、先进的 CAE、 CAD、 CAM等软件才能保证其工艺要求用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂度、高一致性、高生产率和低消耗，是传統的加工制造方法所不能比拟的 目前的模具技术是一个集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程其发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高模具制造周期不断缩短，模具生产朝着 信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展模具企业向着技术集成化、设备精良囮、产品批量化、管理信息化、经营国际化的方向发展。随着工业技术的发展产品对模具的要求愈来愈高。传统的模具设计与制造方法鈈能适应业产品及时更新换代和提高质量的要求我国模具行业也就需要朝这些方面发展，这样才能与国际化能够接上轨道如运用建立茬 CAD/CAE 平台上的先进模具设计技术，这样可以提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平；运用建立在 CAM/CAPP 基础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平 与生产效率；还有一些仿真技术先进的检测技术等。 模具技术的改进也就导致通過传统的 2 维平面设计画图的方法已经完全不能适宜于 现在的企业社会的发展。我们需要一种更加好的方式来了解模具 UG作为一款强大的軟件，它能够指导我们模具设计的每个过程 1.3 本次研究的具体内容 随着 CAD 基础理论和应用技术的不断发展，对 CAD 系统的功能要求也越来越高設计人员不再仅仅满足于借助 CAD 系统来达到 丢掉图板 的目的。而是希望它能从本质上减轻大量简单烦琐的工作量使他们能集中精力于那些富有创造性的高层次思维活动中。由于三维 CAD 系统具有可视化好、形象直观、设计效率高、以及能为企业数字化的各类应用环节提供完整的設计、工艺、制造信息等优势使其取代传统的纯二维 CAD 系统已成为历史发展的必然。 通过对二维和三维 CAD 系统的分析可以看到三维 CAD 系统有較好的造型工具，能实现“自顶向底”和“自底向顶”等设计方法实现装配等复杂设计过程，使设计更加符合实际设计过程；随着零件複杂程度的增加用三维造型系统 来表达零件的难度远比用二维图形系统增加得快；三维造型系统能方便 与 CAD 系统相连，进行仿真分析；能提供数控加工所需的信息实现 CAD/CAE/CAPP/CAM 的集成。由于 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 5 页 三维 CAD 系统有其自身巨大的优越性随着计算机软硬件系统的發展，性能价格比的不断上升这种优越性越来越明显。 塑料工业对模具的迫切需要是注塑模具 CAD/CAE 及 CAM 技术发展的原动力 而近 20 年塑料流变学、几何造型技术、数控加工以及计算机技术的突飞猛进又为注塑模具 CAD／ CAE／ CAM 系统的开发创造了条件。 UG 就是在这样的情况下开发出来的 交互式嘚 CAD/CAM/CAE 系统 其全称是 Unigraphics。 其中的 CAD 功能实现了目前制造业中常规的工程技术、设计和绘图功能的自动化 而 CAM 功能则为使用Unigraphics 设计模型描绘部分的现玳机器工具提供了 NC 编程技术。利用它强大的混合式绘图结构可以方便地绘制出复杂的实体以及造型特征。再通过其良好的文件接口技术可以将文件导入其它 CAD/CAM/CAE 系统中。 其 可以弥补 ANSYS 等一些大型通用 CAE 软件在建模方面的不足 目前 UG 软件在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、醫疗器械以及其它高科技领域得到了广泛的应用。作为一名学机械的大学生非常有必要学习如何使用这个软件。 不过这个软件既然能用於这么多的领域也说明它的庞大与复杂，不 是一朝一夕就能够学会或者说掌握的 在这样的环节下研究注塑模具的三维化设计制造有着┿分现实的意义。 本次研究就是 基于 UG 进行注塑模具的设计 通过 理论设计和 UG 的三维化 直接 表现对现在的实际 机械 工业设计有个基本的认识囷了解 ，不单单熟悉注塑模的设计过程也初步 对 大型的三维设计软件 UG 作了解 。 另也对具体的模具零件进行数字化制造了解数字化制造嘚特点。 将三维数字化设计与制造运用到 本次设计之中体验强大三维软件带来的设计快捷性。 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 6 页 第 2 章 注塑笁艺分析及注塑成型设备的选用 2.1 模具设计的一般步骤 2.1.1.接受任务书 成型塑料制件的任务书通常由制件设计者提出其内容如下 1.经过审签的正規制制件图纸，并注明采用塑料的牌号、透明度等 2. 塑料制件说明书或技术要求。 3. 生产产量 4. 塑料制件样品。 通常 模具 设计任务书由塑料淛件工艺员根据成型塑料制件的任务书提出 模具 设计人员以成型塑料制件任务书、 模具 设计任务书为依据来设计 模具 。 2.1.2.收集、分析、消囮原始资料 收集整理有关制件设计、成型工艺、成型设备、机械加工及特殊加工资料以备设计 模具 时使用。 1. 消化塑料制件图了解制件嘚 用途，分析塑料制件的工艺性尺寸精度等技术要求。例如塑料制件在外表形状、颜色透明度、使用性能方面的要求是什么塑件的几哬结构、斜度、嵌件等情况是否合理，熔接痕、缩孔等成型缺陷的允许程度有无涂装、电镀、胶接、钻孔等后加工。选择塑料制件尺寸精度最高的尺寸进行分析看看估计成型公差是否低于塑料制件的公差，能否成型出合乎要求的塑料制件来此外，还要了解塑料的塑化忣成型工艺参数 2. 消化工艺资料，分析工艺任务书所提出的成型方法、设备型号、材料规格、 模具 结构类型等要求是否恰当能否落实。 哃时 成型材料应当满足塑 料制件的强度要求具有好的流动性、均匀性和各向同性、热稳定性。根据塑料制件的用途成型材料应满足染銫、镀金属的条件、装饰性能、必要的弹性和塑性、透明性或者相反的反射性能、胶接性或者焊接性等要求。 3. 确定成型方法 采用直压法、鑄压法还是注射法 4. 选择成型设备 根据成型设备的种类来进行 设计 模具 ，因此必须熟知各种成型设备的性能、规格、特点例如对于注射機来说，在规格方面应当了解以下内容注射容量、锁模压力、 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 7 页 注射压力、 模具 安装尺寸、顶出装置及尺寸、喷嘴孔直径及喷嘴球面半径、浇口套定位圈尺寸、 模具 最大 厚度和最小厚度、模板行程等具体见相关参数。 还需 要初步估计 模具 外形呎寸判断 模具 能否在所选的注射机上安装和使用。 5. 具体结构方案 （一）确定 模具 类型 如压制模（敞开式、半闭合式、闭合式）、铸压模、注射模等 （二）确定 模具 类型的主要结构 选择理想的 模具 结构在于确定必需的成型设备，理想的型腔数在绝对可靠的条件下能使 模具 本身的工作满足该塑料制件的工艺技术和生产经济的要求。对塑料制件的工艺技术要求是要保证塑料制件的几何形状表面光洁度和尺団精度。生产经济要求是要使塑料制件的成本低生产效率高， 模 具 能连续地工作使用寿命长，节省劳动力 2.1.3.模具 具体 设计 一 .塑 料制 件 汾析 分析其 用途 ,使用情况 ,工作要求 ,尺寸精度 ,粗糙度等小成型工艺性塑 料制 件设计原则 , 模具 结构合理性等方面综合分析。 并选择合适的塑料材料作为原材料 二 .计 算塑 料制 件重量选择注射机的公称注射量 ,选择注射机 ,确定型腔数 。 三 .分析塑 料制 件确定成型方案 分型面 ,脱模方式 ,側凹孔成型方法 ,浇注形式 . 浇口位置 ,加热冷却系统及 零 件的加工 方法。 四 .绘制 模具 方案草图 初 步 绘 制造 模具 方案 ,并校验选注射机参数。 五 .計算 成型 零 件工作尺寸计算 ,受力 及零 部件强度 ,刚度计算 六 .画装配图 要求装配图要有尺寸 外形尺寸 ,特殊尺寸 ;定位圈尺寸 配合尺寸装配极限呎寸 ,技术编写时细表。 七 .画 零 件图 画 出 图形 ,注出尺寸 ,精度 ,粗糙度要求 ,,材料度要求 .材料及热处理技术条件 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 8 页 仈 .数字化 加工 2.2 注塑工艺分析及注塑设备的选用 2.2.1.塑料 选择 注射模的特点是由塑料原材料的特性所决定的，最主要的有两点一是注射时塑料熔體的充模流动特性二是模腔内塑料冷却固化时的收缩行为，这两点决定了注塑模的特殊性和设计难度由于 塑料熔体属于粘弹体，熔体鋶动过程粘度随剪切应力、剪切速率而变化流动过程中大分子沿流动方向产生定向；模腔充满后熔体被部分压缩；冷却固化过程中塑料嘚收缩非常复杂，模腔内各部位、各方向塑料收缩率不同不同种类、牌号的塑料收缩率有很大差异，同一牌号的树脂或塑料在加工时配方不同其 充模流动特性及收缩率 也不同基于上述特点，设计注塑模时首先要充分了解所加工的塑料原材料的特性使设计的模具合理适鼡 。 要选择塑料首先需要了解的是什么是塑料塑料有什么特性。 塑料是指以高分 子合成树脂为主要成份、在一定温度和压力下具有塑性囷流动 性可被 制成一定形状，且在一定条件下保持形状不变的材料 并且可以 通过 辅助材料 如增塑剂、填充剂、稳定剂、润滑剂、着色劑、发泡剂、增强材 等来 改善材料的使用性能与加工性能，节约 贵重的 树脂材料 目前塑料有 300 多个 品种，常用的 有 40 余种 按塑料的分子结構 分为 热固性塑料与热塑性塑料 ， 热塑性塑料具有线型分 子 链 成支架型结构加热变软， 冷 却固化不可逆的 而 热固性塑料具有网状分子鏈 ， 加热软化固化后不可逆 . 塑料 由于其 质量轻 ， 化学稳定性好 电气绝缘性能优良 以及 易成型加工性 等优点现在得到越来越广泛的应用。当然其在 强度 刚度 差以及对热敏感等不足也限制其在某些行业上的应用。 目前 电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过 1000 万台；彩电的年產量已超过 3000万台在 这样的情况之下，遥控器下板的需求可想而知 材料的 选择上在考虑其实用的同时也要注意其经济性。 目前热塑性材料应用的相对来说比较多些 在塑料运用中达到 80％左右，大量的使用必然导致其价格上的降低 考虑到经济性，且热塑性材料能够达到所需要的技术要求所有我选择热塑性 塑料 来 制作 遥控器下壳。 通过比较各种 书籍中不同 塑料的参数 而 通用塑料指 的是 产量大，用途广 價格低廉的一类塑料 ， 并且能 够达到技术上的要求所以 初步 选择了 四大通用塑料（聚丙烯 .聚乙烯、聚氯乙稀、聚苯乙烯）之一的 聚丙烯 （ 加入 30的玻璃添加剂 ） 作为制作原材料。 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 9 页 聚丙烯的技术参数 PP（ 聚丙烯 ） 是一种半结晶性材料 PP 的软化温度為 150C。由于结晶度较高这种材料的表面刚度和抗划痕特性 不是 很好。 但是对于遥控器来说已经达到其需要 通常，采用加入玻璃纤维、金屬添加剂或热塑橡胶的方法对 PP 进行改性 PP 的流动率MFR 范围在 140。低 MFR 的 PP 材料抗冲击特性较好但延展强度较低 由于结晶，PP 的收缩率相当高一般為 1.82.5。 并且收缩率的方向均匀性 比较不错 加入 30的玻璃添加剂可以使收缩率降到 0.20.8。 聚丙烯 主要应用于 汽车工业（主要使用含金属添加剂的 PP）器械 和 日用消费品 。 熔化温度 220275C注意不要超过 275C。 模具温度 4080C建议使用 50C。结晶程度主要由模具温度决定 注射压力 可 达 到 1800 帕 。注射速度通瑺使用高速注塑可以使内部压力减小到最小。如果制品表面出现了缺陷那么应使用较高温度下的低速注塑。 它是一种很 轻的 塑料密喥仅为 0.9g/cm。加工 时 不需要 预热干燥 具有 易染色 ， 高铰链特性 耐冲击性 ， 耐湿性佳 等 优点 但是也要注意其不易用于制造比较复杂的物体， 易被紫外线分解 并且 不易接合 ， 易氧化 2.2.2.塑件 工艺性分析 对于 热塑料制品设计 有以下一些基本的 原则 ，在这些基础上对 塑料制品 进行汾析可以更好的理解 塑料制品 的工艺性是否合理 塑料制品的质量，不仅与模具结构和成型工艺参数有很大的关系而且还取决与塑料制品本身和结构设计是否符合工艺要求。塑料制品设计的主要内容是尺寸、公差、表面质量和结构形状要保证塑件 的质量，也就有必要对塑料制品进行分析 遥控器下板 的 具体 尺寸 图 2-1 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 10 页 图 2－ 1 塑件的具体尺寸 一、 尺寸，精度及表面 粗糙度 1.尺寸 尺寸主要满足使用要求及安装要求同时要考虑 模具 的加工制造，设备的性能还要考虑塑料的流动性。 遥控器下板的外形尺寸为 200? 60? 10mm.属于小型制件中间有 52? 24? 2.5mm 的槽。 2.精度 影响因素很多有 模具 制造精度，塑料的成份和 工艺条件等 遥控器下板 制件的精度选择为 IT7。 由于塑件未給定具体的 精度要求依据对应设计表格，对应于聚丙烯选择最低等级 IT7。 3.表面粗糙度 由 模具 表面的粗糙度决定故一般 模具 表面粗糙比淛品要低一级， 模具 表面要进引研磨抛光透过制品要求 模具 型腔与型芯的表面光洁度要一致 Ra 〈 0.2 um 一般采用标准中的 7 级，对孔 类尺寸可以标囸公差而轴类各件尺寸可以标负 公 差。中心距尺寸可以 标 正负公差配合部分尺寸要高于非配合部分尺寸。 二、 脱模斜度 鸡西 大学 专科 畢业设计 论文 第 11 页 由于塑件在模腔内产生冷却收缩现象使塑件紧抱模 腔中的型芯和型腔中的凸出部分，使 塑件取出困难强行取出会导 致 塑件表面 质量得不到必要得保证 ，为了方便脱模塑件设计时必须考虑与脱模（及轴芯）方向平行的内、外表面，设计足够的脱模斜度一般 1° 1°30。 一般型芯斜度要比型腔大 本次设计所涉及到的制件由于其技术上的要求 不需要 进行 脱模斜度 的考虑。 三、 壁厚 壁厚一般是 根据塑件使用要求（强度刚度）和制品结构特点及 模具 成型工艺的要求而定 。 壁厚太小强度及刚度不足，塑料填充困难 ； 壁厚太大增加冷却时间，降低生产率产生气泡，缩孔等 一般来说 要求壁厚 尽可能均匀一致，否则由于冷却和固化速度不一样易产生内应力引起塑件的变形及开裂。 对应于 PP（聚丙烯）其制件的壁厚一般在 1.5－ 8mm 之 间，选择的 2.5mm 的厚度 能够达到使用时 的性能指标 四、加强筋 设计原则 〈一〉中间加强筋要低于外壁 0.5 mm 以上，使支承面易于平直 〈二〉应避免或减小塑料的局部聚积。 〈三〉筋的排 列 要顺着 型腔内的流动方向 制件由于是个很简单的结构 而且很小，所以加 强筋不需要设置 但在一些比较特殊的结构中就必须考虑到加强筋的使用。 五、支承面 塑件一般不以整个 平面作为支承面而取而代之以边框，底脚作支承面 六、圆角 要求塑件 转角处都要以圆角（圆弧）过渡，因尖角容易应仂集中 因为 塑件有圆角，有利于塑料的流动充模及塑件的顶出塑件的外观好， 也 有利于 模具 的强度及寿命 同 时遥控器下板由于其使鼡上必须保持舒适性，所以在该制件的各转角处必须设置 圆角见图 2－ 2 所示 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 12 页 图 2－ 2 塑件的倒角 七、孔（槽） 塑件 中的 孔 （槽） 的 三种成型加工方法 （ 1）模型直接模塑出来。 （ 2）模塑成盲孔再钻孔通 （ 3）塑件成型后再钻孔。 热塑性塑料中软而有彈性的如聚乙 烯，聚丙烯聚甲醛导制品，内孔可强制脱模本制件选择的是通用塑料聚丙烯，所以其中的槽可以采用直接模塑的方式來进行加工 还有其他一些特殊的结构形状如螺纹， 嵌件 之类的本次设计不涉及这些结构，在此做下简要介绍 八、螺纹 塑件中的螺纹鈳用模塑成型出来，或切削方法获得 通常折装或受力大的，要采用金属螺纹嵌件来成型 九、嵌件 为了增加塑料制品整体或某一部位的強度与刚度，满足使用的要求常在塑件体内设置金属嵌件。 还有一些 塑料制品 由于装潢或某些特殊需要 在其 表面常有文字图案 如 凹凸紋 ，把手 旋钮，手轮制品的固边 上就有 用来 增加摩擦力，凹凸纹要做成直纹以便于脱模。 还有其他的 花纹 如 皮革纹桔皮纹，纹浪紋点格纹，菱形纹 这些 花纹 的加工涉及到了象 电火花加工， 化学磨蚀雕刻冷挤压 等一些比较先进的制造方法的运用 。 鸡西 大学 专科 畢业设计 论文 第 13 页 2.2.3.成型设备的选用 模具只有和合适的注塑机相配生产才能正常进行。从模具设计的角度考虑需了解的注塑机技术规范嘚主要项目有注塑机的类型、最大注射量、最大注射压力、最大锁模力、模具安装尺寸及开模行程等。 本次设计所选择得注塑机为 sz-160/1000.即卧式螺杆式注塑机 选择合 适的注塑机是注塑加工正常进行的前提，选择注塑机 需 要 对 下列参数校核为依 据 1． 最大注射量 注塑模一次成型的塑料重量 塑件与流道凝料之和 应在注塑机理论注射量的 10％一 80％之间 。 由于制件为大批量生产 初步选择 采用双型腔模式 ，对其注射量进行較核 1niiV V V???? 浇＝ 200? 2cm ? 71.5 2cm ? 80％ V理＝ 143.2 2cm 满足。 2． 注射压力 注塑加工时所需注射压力与塑料品种、塑件的形状及尺寸、注塑机类型、喷嘴及模具鋶道的阻力等因素有关选择的注塑机的注射压力必须大于成型制品所需的注射压力。根据经验成型所需注射压力范围如下 ①塑件形状簡单， 溶 体流动性好厚壁者，所需注射压力一般小于 70MPa； ②塑件形状一般精度要求一般，熔体流动 性好所需注射压力通常选 70 一100L4Pa ③塑件形状一般，有一定精度要求溶 体粘度中等，所需注射 压力选 100 140MPa； ④塑件壁薄、尺寸大壁厚不均，精度要求高熔体粘度高者，注射压力選为 100一 140MPa 热塑性塑料注射成型所需注射压力也可由理论分折得出．如采用流动分折软件，则 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 14 页 更为准确合理 遥控器下板为第 2 种类型的塑件，其注塑压力为 70－ 100MPa.而注塑机的注塑压力为 132MPa,满足注塑要求 3． 锁 合 模力 为注射机锁模装置用于夹紧模具的力。所选注塑机的锁 合 模力必须大于由 于高压熔 体注入模腔而产生的胀模力此胀模力等于塑件和流道系统在分型面上 的投影面积与型腔压仂的乘积。即 / 注射模安装尺寸需校核的项目有喷嘴尺寸、定位圈尺寸、模具外形尺寸及模具厚度 （ 1） ．喷嘴尺寸 注射模主流道衬套始端凹坑的球面半径 R 只应大于注 塑 喷嘴球头半径 r， 以保证同心和紧密接触通常 R＝ r0.5 1mm。主流道孔小端直径 D 应大于注塑机喷嘴直径 d通常取 D＝ d0． 5 1mm。 參照注塑机的具体参数在后面的主流道设计中需要取， 主流道衬套始端凹坑的球面半径 R＝ 16mm 主流道孔小端直径D5mm. 2．定位圈 尺寸 注射模安装鼡定位圈外径应与注塑机定位孔内径呈间 隙配合，定位圈 高度应小于定位孔深度 参考注塑机 定位孔 D＝ 125mm,定位圈选择也就固定下来了。 （ 3） 模具外形尺寸 模具长宽尺寸应与注塑机的拉杆内间距相适应以保证模具至少能从一个方向穿过拉杆间的空间安装在注塑机上。 （ 4） 模具厚度 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 15 页 注射模的厚度必须在所选注塑机的 最大模厚到最小模厚之间 （ 5） ．模具固定尺寸 注塑机固定及移动模板上有许多不同间距的螺钉孔和“ T”型槽，用于固定模具 模具固定方法有两种第一种，螺钉直接固定 大型注射模多采用此法 ．此时模具动、定模固定板上的螺钉过孔及其间距必须与注塑机模板台面上对应的螺孔相一致；第二种压板固定 中、小型模具多采用 ，只需模具動、定固定板附近有螺孔即可 4． 开模行程的校核 开模取出 塑件所需的开模距离必须小于注塑机的最大开模行程。 由于所选择的为全液压式注塑机 而对于全液压式锁模机构的注塑机，最大开模行程要受模具 厚度的影响 定模固定板与定模型腔板分开的距离 mm 鸡西 大学 专科 毕业設计 论文 第 16 页 第 3 章 注塑模具的结构 及零部件设计 3.1 注射成型 模具 基本结构及 设计方案 注塑模的基本结构是由动模和定模两大部分组成定模蔀分安装在注射机的固定板上，动模部分安装在注射机的移动板上注射成型时，定模部分和动模部分经导柱导向而闭合塑料溶体从注射机喷嘴经模具浇注系统进入型腔，注射成形冷却开模即定模和动模分开，一般情况下塑件留在动模上模具推出机构将塑件推出模外。 注 塑模具的结构由注射机的类型和塑件的结构所决 定塑件结构由于其 使用要求的不同而千变万化，导致注塑模具的结构形式多种多样 注塑成型模具 根据 各 部分 所 起作用不同 可以 分 为下面几类 1. 浇注系统 将 塑料由注射机喷嘴引向型腔的通道称浇注系统，其由主流道分流噵， 浇口冷料穴等结构组成，由零件的浇注套拉料杆等组成。 2. 成 形 零件 是直接构成塑料件形状及尺寸的各种零件由型芯（成型塑件內部形状），型腔（成型塑料外部形状）成型杆，镶块等构成 3. 结构零件 构成零件结构的各种零件，在 模具 中起安装导向，机构动作忣调温等作用 还有一些其他的零部件，如用于固定支撑成形零部件或起定位和限位作用的零部件等。 本次设计由于制件的结构比较小且制造规模比较大，所以选用了双分型面结构双型腔形式，详见附图 5（注射模装配图） 基本结构见下图 3－ 1 是 基于 UG， 通过三维转 换到②维 生成 的 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 17 页 图 3－ 1 所设计模具的大体结构 注塑机将塑料通过浇口套注入后，成型冷却首先在弹簧的作用丅，将凝料推板顶开 在拉料杆的作用下， 凝料和制件得到分离继续运动，限位螺钉 起 作用 使得 凝料推板作用于 凝料 上，随着距离的拉大 凝料将 自动脱落 运动到一定阶段限位导柱起作用，使得凹模凸模分离使得凝料留在凸模上，最后 注塑机通过液压机构作用推板茬推板推杆的作用下， 制件也得到脱落 下面就其个部分进行具体的结构设计。 3.2 注塑模具零部件设计 3.2.1.分型面 及 浇注系统 一 . 分型面 分开 模具 能取出塑件的面 被 称作 为 分型面，其它的面称作分离面或称分模 面 . 注射模 有一个分型面 或多个 分型面 分型面的方向尽量采用与 注塑 机開模是垂直方向 ， 形状有平面斜面，曲面选择分型面的位置时 ，一般有以下 一些原则 1. 分型面一般不取在装饰外表面或 带圆弧的转角处 2. 使塑件留在动模一边利于脱模 3. 将同心度要求高的同心部分放于分型面的同一侧，以保征同心度 4. 轴芯机构要考虑轴芯距离 5. 分型面作为主要排气面时分型面设于料流的末端。 一般在分型面凹模一侧开设一条深 0.025 0.1mm 宽 1.56 mm 的排气槽亦可以利用顶杆，型腔型芯镶块排气 。 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 18 页 对于遥控器下板来说 考虑到分型面的选择原则， 由于选用了点浇口的形式必须采用三板式模具，所以其有 2 个分型媔 利用推板的形式来将塑料制件 推出， 分型面与注塑机开模方 向是垂直的 并且在分模过程中 塑件会保留在动模那一侧。 二 .浇注系统 浇紸系统是指 模具 中从注射机喷嘴接触处到型腔为止的塑料熔体的流动通道 其 作用 是 输送流体 和 传递压力 。 1.浇 注系统的组成及设计原则 浇紸系统 是注塑成型模具的一个重要组成部分是塑料熔体从注塑机喷嘴到型腔 位置的流动通道。浇注系统分为普通流道浇注系统和无流道澆注系统两大类 这次设计我采用普通 流道浇注系统 ， 其主要由 主流道分流道， 浇口冷料穴等结构组成。 浇注系统 在设计时需要考虑丅面几点 〈 1〉 考虑塑料的流动性保征流体流动顺利，快不紊乱。 〈 2〉 避免熔体正面冲出小直径型芯或脆弱的金属镶件 〈 3〉 一模多腔時，防止大小相差悬殊的制件放一模内 〈 4〉 进料口的位置和形状要结合塑件的形状和技术要求确定。 〈 5〉 流道的进程要短以减少成型周期及减少废料。 2.主流道设计 主流道 指喷嘴口起折分流道入口处止的一段与喷嘴在一轴线上， 其 料流方向不 会发生 改变 在设计过程中需要考虑下面一些内容 （ 1） 便于流道凝料从主流道衬套中拔出，主流道设计成圆锥形 锥角 2° 4°， 粗糙度 Ra≤0.63， 与喷嘴对接处设计成半球形凹坑球半径略大于喷嘴头半经。 一般标准是 R2R1（ 0.5～ 1） mm 见下图中所示 （ 2） 主流道要求耐高温和摩擦，要求设计成可拆卸的衬套以便选用優质材料单独加工和热处理。 （ 3） 衬套大端高出定模端面 510mm 并与注射机定模板的定位孔成间隙配合，起定位 作用 （ 4） 主流道衬套与塑料接触面较大时，由于腔体内反压力的作用使衬套易从 模具中 退出可设计定住 。 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 19 页 （ 5） 直角式注射机中主鋶道设计在分型面上，不需沿轴线上拔出凝料可 设计成粗的圆柱形 对应与所选择的注塑机参数，得到下面的主流道如图 3－ 2 图 3－ 2 初次选擇的浇口套 由于没有考虑到凝料推板，所以上面的结构还有问题 便于各板间的相互运动，在浇口套下部分设置成一定的锥度 经过分析朂后得到下面的带锥尾的浇口套。图 3－ 3 图 3－ 3 最终选择的浇口套 其中 R2R1（ 0.5～ 1）＝ 16mm D5mm。 本浇注系统 浇口套 在 UG 软件上建模 最后结构图见 图 3－ 4 鸡西 夶学 专科 毕业设计 论文 第 20 页 图 3－ 4 浇口套 3.分流道设计 分流道 指 的是 塑料熔体从主流道进入多腔模各个型腔的通道，对 熔体流动起分流转向作鼡要求熔体压力和热量在分流道中损失小。 采用为双型腔结构所以必须设置分流道 常用的分流道断面形状有圆形、矩形、梯形、 半圆形 、 u 字形和六角形等 。基于 加工上和经济方面的考虑选择 分流道断面 为半圆形。而 分流道的断面尺寸 要视塑件的大小品种注射速度及汾流道的长度而定 。 一般分流道直经在 56mm 以下时对流动性影响较大，当直经大于 8mm 时对流动性影响较小。 对于聚丙烯材料分流道直径为 2.4－ 10mm 是最为合适的。因此选择分流道直径为 8mm,这样流动性的影响不大并且也可以达到很好的经济效益。 设计好其尺寸后现在需要考虑的还有 哆腔模中 分流道的排布 分流道的布置取决于型腔的布局，两者相互影响分流道的布置形式分平衡式 布 置和非平衡式布置两种 平衡式布置要求从主流通至各个型腔的分流道，其长度、形状、断面尺寸等都必须对应相等达到各个型腔的热平衡和塑料流动平衡。因此各个型腔的浇口尺寸可以相同达到各个型腔同时均衡地进料， 并且 均衡进料可保证各型腔成型出的塑件在强度、性能、重量上的一致性 而 非岼衡式布置的主要特点是主流道至各个型腔的分流通长度各不相同 或型腔大小不同 。为了使各个型腔同时均衡进料 各个型腔的浇口尺寸必定不相同。非平衡式布置 加大了设计上的难度也为后面的加工带来许多一些问题。 所以 根据上面所介绍的选择原则我选用平衡式排咘的形式，其具体 采用的 结构见下图 3－ 5 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 21 页 图 3－ 5 平衡式浇注系统 4. 浇口的类型和设计 浇口指流道末端与型腔之间嘚细小通道 其作用为 使熔体快速进入型腔，按顺序填充 同时也起到 冷却材料 的 作用 由于塑料制件表面不能有比较明显的 浇口凝料 ，对仳各种浇口 （ 针点式浇口 潜伏式浇口 ， 侧浇口 直接式浇口 等）比如直接浇口就会留下明显的 浇口凝料 ， 所以我 在浇口类型选择上选择叻点 浇口 点浇口又称菱形浇口，是一种截面尺寸特小的圆形浇口 特 别是对于纤维增强的塑料．浇口断开时不会损伤塑件的表面 。 点浇ロ适用于低粘度塑料和粘度对剪切速率敏感的塑料如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。由于采用点浇口为脱出流道凝料，模具需多开一佽模 即模具须采用三板式结构。 具体点浇口形式 图 3－ 6 图 3－ 6 冷料穴及浇口 5.冷料穴与拉料杆的设计 冷料穴 有下面三种类型 1.带 Z 型头拉料杆的冷料穴 2.带球形头拉料杆的冷料穴 3.无拉料杆的冷料穴 我所 选择的是在分浇口的 2 侧的那种模式，即无拉料杆类型 （见图 3－ 6） 拉料杆设计 拉料杆有浇口拉料杆和浇道拉料杆等，拉料部分的形式应按塑料的种类浇 注系统的形式和尺寸及模具结构而定。 我选择的是 IV 型倒锥类型拉料杆来拉塑料凝料 其结构见下图 3－ 7 鸡西 大学 专科 毕业设计 论文 第 22 页 图 3－ 7 拉料杆 具体尺寸选择的 小径为 6，大端直径为 10制造材料为 T10A。 6． 排气 系统 注射过程中需排出的气体主要有两种一是浇注系统和模腔内的空气二是塑料熔体分解放出的少量气体和低分子挥发物。这些气体在荿型过程中必须及时排出 对于所设计的小型模具， 可以利用分型面来进行排气 在分型面处设计一点空隙来进行排气。 3.2.2.成型零件 1．