基于UG和Moldflow的掛機空調(diào)面板造型和注塑模具設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計(論文)題 目：基于ug和moldflow的掛機空調(diào)面板造型和注塑模具設(shè)計學 院： 航空制造工程學院專業(yè)名稱： 材料成型及控制工程班級學號： 學生姓名： 指導教師： 二o一一年六月學士學位論文畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書i、畢業(yè)設(shè)計(論文)題目：基于ug和moldflow的掛機空調(diào)面板造型和注塑模具設(shè)計ii、畢 業(yè)設(shè)計(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計技術(shù)要求：1塑料模設(shè)計手冊；2給出零件實物要求學生進行測繪并進行三維建模；3設(shè)計空調(diào)掛機面板的注塑模，繪制裝配圖及各零件圖。 iii、畢 業(yè)設(shè)計(論文)工作內(nèi)容及完成時間：13月21日4月4日 查閱相關(guān)資料，撰寫開題報告；24月5日4月12日

2、 翻譯英文文獻一篇；34月13日4月20日 空調(diào)掛機面板零件三維建模44月21日5月10日 設(shè)計空調(diào)掛機面板零件塑料模模具并做成型分析；55月11日6月5日 模具裝配圖及零件出圖；66月6日6月16日 撰寫論文，準備答辯。 、主 要參考資料：1屈華昌塑料成型工藝及模具設(shè)計m機械工業(yè)出版社，2008，022m.w. futhe application of surface demoldability and moldability to side-core design in die and mold cadjcomputer-aided design，2008，043tsuneo kurita

3、advanced material processing with nano- and femto-second pulsed laser international journal of machine tools & manufacture 48 (2008) 2202274黃 虹.塑料成型加工與模具m.北京：化學工業(yè)出版社，2003.35塑料模設(shè)計手冊.編寫組編.塑料模設(shè)計手冊m.北京：機械工業(yè)出版社，1994; 15-17 航空制造工程 學院 材料成型及控制工程 專業(yè) 0 班學生（簽名）： 日期： 自2010 年 3 月 21日至 2010 年 6 月 16 日指導教師（簽名）

4、： 助理指導教師(并指出所負責的部分)： 系（室）主任（簽名）：學士學位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明，所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立完成的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果，也不包含本人已用于其他學位申請的論文或成果。對本文的研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期：學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容

5、編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學位論文。 作者簽名： 日期：導師簽名： 日期：基于ug和moldflow的掛機空調(diào)面板造型和注塑模具設(shè)計摘要：與傳統(tǒng)的注塑模具設(shè)計方法相比，基于ug與moldflow的注塑模具設(shè)計設(shè)計周期短，成本低且模具制造工藝性好。本次課題設(shè)計的零件是掛機空調(diào)面板。首先采用計算機輔助軟件ug進行零件的三維造型與注塑模具設(shè)計。對設(shè)計的零件進行結(jié)構(gòu)和工藝分析，注塑模具設(shè)計成三板模，一模一腔，工字形分流道，斜導柱抽芯機構(gòu)和斜頂抽芯機構(gòu)，擺鉤分型螺釘定距機構(gòu)。模具出圖環(huán)節(jié)將使用autocad對裝配圖和零件圖進行修整。然后采用模流分析軟件mold

6、flow對零件進行最佳澆口位置分析和充填+冷卻+翹曲分析，根據(jù)分析結(jié)果對冷卻系統(tǒng)和澆注系統(tǒng)進行調(diào)整和優(yōu)化，注塑模具中的澆注系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)也進行相應(yīng)的調(diào)整。最后的注塑模具澆注系統(tǒng)合理，流料能夠完全充填型腔；冷卻系統(tǒng)的冷卻效果良好；制品翹曲程度達到合理的范圍；模具整體結(jié)構(gòu)合理。關(guān)鍵詞：空調(diào)面板，ug ，moldflow，注塑模具指導老師簽名：hanging air conditioning panel molding and injection mold design based on ug and moldflowabstract: compared with the traditional i

7、njection mold design method, the cycle of the injection mold design based on the ug, and the moldflow is short, it cost low and have good mould manufacturing technology. this designs topic is about hang up air conditioning panel parts. first he used computer-assisted software ug to make the molding

8、of parts and plastic injection mold design, then to design of parts structure and process analysis, and the injection mold design use three plate mold, which has a cavity in a mold, work shunt way, font oblique guide column core-pulling mechanism and inclined top core-pulling mechanism, put hook scr

9、ew spacer institutions parting. he will use the autocad drawing session on the assembly and repair parts diagram. then use the mold flow analysis software moldflow to do the analysis of the best parts of gate location and filling + cooling + warpage analysis, according to the results of analysis of

10、cooling system and pouring system to adjust and optimize injection mold, the gating system and cooling system also accordingly.the last of the injection mould casting system is reasonable, the flow can be fully mold filling material;the cooling effect of the cooling system is good ；products to the s

11、cope of the reasonable degree of warping；the whole structure is reasonable as a good mould.keywords: air conditioning panel ，ug ，moldflow ，injection mold目 錄1 引言11.1 塑料和塑料模具在現(xiàn)代發(fā)展中的重要性11.2 注塑模具在國外的發(fā)展過程11.3 我國注塑模具的發(fā)展及發(fā)展趨勢22. 塑件設(shè)計與分析42.1 材料分析與塑件材料選用42.2 塑件結(jié)構(gòu)分析與造型設(shè)計42.2.1 塑件造型設(shè)計的基本要求42.2.2 塑件的幾何尺寸及精度42.2

12、.3 塑件的表面質(zhì)量52.2.4 塑件的整體形狀結(jié)構(gòu)52.2.5 塑件的結(jié)構(gòu)要素設(shè)計52.3 成型工藝分析與設(shè)計62.3.1 成型前的準備62.3.2 成型工藝控制72.3.3 注射過程72.3.4 塑件的后處理73. 選擇注塑機93.1 計算塑件體積與質(zhì)量93.2 估算澆注系統(tǒng)的體積與質(zhì)量93.3 選擇注塑機103.4 鎖模力的校核103.5 注射壓力的校核103.6 開模行程的校核104. 模具設(shè)計124.1 型腔布局與分型面的設(shè)計124.1.1 型腔數(shù)目的確定124.1.2 分型面的設(shè)計124.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)134.2.1 主流道設(shè)計144.2.2 分流道設(shè)計144.2.3 澆口設(shè)計1

13、54.2.4 冷料穴設(shè)計164.3 排氣方案設(shè)計174.4 成型零件的設(shè)計174.4.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計174.4.2 型腔、型芯及側(cè)型芯尺寸的確定194.4.3 型腔側(cè)壁和支撐板厚度的計算194.5 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計204.5.1 標注模架的選擇204.5.2 支承零部件的設(shè)計204.5.2.1 固定板、支承板204.5.2.2 支承件204.5.2.3 動定模板214.5.3 合模導向機構(gòu)設(shè)計214.6 推出機構(gòu)設(shè)計224.6.1 推出力的計算234.6.2 塑件脫模234.6.3 澆注系統(tǒng)凝料脫模234.6.4 推出機構(gòu)的導向和復(fù)位244.7 側(cè)向分型與抽芯機構(gòu)設(shè)計244.7.1 側(cè)抽芯

14、機構(gòu)的抽芯距和抽芯力的計算254.7.2 斜導柱的設(shè)計264.8 冷卻系統(tǒng)設(shè)計265 基于moldflow的充填、冷卻及翹曲性能分析285.1 選擇塑膠材料285.2 設(shè)置成型工藝參數(shù)285.3 網(wǎng)格的劃分和修補295.3.1 網(wǎng)格的劃分295.3.2 網(wǎng)格的修補與優(yōu)化305.4 澆注系統(tǒng)的創(chuàng)建315.4.1 確定最佳進澆位置315.4.2 創(chuàng)建澆注系統(tǒng)315.5 冷卻系統(tǒng)的創(chuàng)建315.6 分析結(jié)果325.6.1 主要的流動分析結(jié)果335.6.2 主要的冷卻分析結(jié)果355.6.3 主要的翹曲分析結(jié)果365.7 改善制品翹曲變形365.7.1 改善措施365.7.2 改善效果375.7.3 改善

15、前后結(jié)果對比列表376 總結(jié)38參考文獻39致 謝.401引言1.1塑料和塑料模具在現(xiàn)代發(fā)展中的重要性塑料自發(fā)明以來因其優(yōu)異的綜合性能廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟諸多領(lǐng)域，為社會進步和經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮了重要作用，作為四大基礎(chǔ)工業(yè)材料之一，其應(yīng)用領(lǐng)域已遠遠超越鋼材、水泥、木材三大產(chǎn)業(yè)，目前全球年消費塑料達2.4噸，年增長4%左右，中國年消費塑料4000多萬噸，今后幾年仍將以至少8%的平均速度增長。注塑模具：塑料工業(yè)的發(fā)展帶動了塑料模具行業(yè)的發(fā)展，市場對各類模具需求巨大，塑料制品的造型和精度直線與模具設(shè)計和制造有關(guān)系，對塑料制品的要求就是對模具的要求。有人說，模具是現(xiàn)代工業(yè)之母。新的世紀已經(jīng)來臨，世界各國對模具

16、生產(chǎn)技術(shù)非常重視，出現(xiàn)許多新工藝、新技術(shù)。1.2 注塑模具在國外的發(fā)展過程（1）20世紀60年代，美、英、加拿大等國的學者開始了一系列有關(guān)塑料熔體在模腔內(nèi)流動與冷卻的基礎(chǔ)研究，通過合理簡化，完成了一維流動與冷卻分析程序。 （2）20世紀70年代完成了二維分析程序。 （3）20世紀80年代開展了三維流動與冷卻分析，并把研究擴展到保壓分 子取向以及翹曲預(yù)測等領(lǐng)域。 （4）20世紀90年代后開展了流動、保壓、冷卻、應(yīng)力分析的注塑工藝全 過程的集成化研究，為開發(fā)實用型的注塑模分析軟件奠定了基礎(chǔ)。      目前，發(fā)達國家的塑料流變學、幾何造型技術(shù)、數(shù)控加工及計算

17、機技術(shù)的突飛猛進，為注塑模cad/cae/cam系統(tǒng)的開發(fā)創(chuàng)造了極為有利的條件。      世界各國無不投人大量的人力、物力來研究和開發(fā)cad/ cae/cam技術(shù)，使得這種技術(shù)從理論研究到實際應(yīng)用方面都取得了飛速進步。但注塑模的商品化軟件在功能和精度上還有待于進步發(fā)展。今后的研究和發(fā)展工作主要在于精度的數(shù)字化技術(shù)，如要完善注塑模cae軟件對注塑全過程的模擬，對復(fù)雜形狀的產(chǎn)品進行數(shù)據(jù)采集，且采集速度要快而精確，并直接建立線框模型。另一個就是實現(xiàn)模具加工的全自動化；還有，就是要通過信息網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)技術(shù)價值、技術(shù)服務(wù)和技術(shù)轉(zhuǎn)讓，從而顯示先進信息傳輸工具

18、的優(yōu)越性。      總之,注塑模cad/cae/cam的生產(chǎn)組織方式，是一套完整的、科學的、現(xiàn)代化的模具生產(chǎn)組織方式，整個生產(chǎn)過程環(huán)環(huán)相扣，上下照應(yīng)，充分體現(xiàn)了整個生產(chǎn)組織上的科學嚴密性。這種生產(chǎn)方式從根本上杜絕了常規(guī)模具生產(chǎn)組織方式的種種弊病，從生產(chǎn)組織系統(tǒng)上保證了注塑模的生產(chǎn)質(zhì)量。1.3我國注塑模具的發(fā)展及發(fā)展趨勢80年代以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持引導下，我國模具工業(yè)發(fā)展迅速，年均增速均為13%，在未來的模具市場中，塑料管件在模具總量中的比例還將逐步提高。經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，模具水平有了較大提高。在塑料管件模具方面已能

19、生產(chǎn)19萬噸，上規(guī)模，高水平的企業(yè)越來越多！由于他的抗腐蝕、廉價等優(yōu)秀品質(zhì)，被應(yīng)用于我國現(xiàn)代化建設(shè)的各個領(lǐng)域。精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)醫(yī)療塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。所生產(chǎn)的這類塑件的尺寸精度、同軸度、跳動等要求都達到了國外同類產(chǎn)品的水平。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達0.02mm0.05mm，表面粗糙度ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達1030萬次，淬火鋼模達501000萬次，交貨期較以前縮短，但和國外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)

20、構(gòu)和抽芯脫模機構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如青島海信模具有限公司、采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達不到10%，與國外的50%80%相比，差距較大。在制造技術(shù)方面，cad/cam/cae技術(shù)的應(yīng)用水平上了一個新臺階，陸續(xù)引進了相當數(shù)量的cad/cam系統(tǒng)，如美國eds的ug、美國parametric technology公司的pro/engineer軟件等等。這些系統(tǒng)和軟件的引進，實現(xiàn)了cad/cam的集成，并能支持cae技術(shù)對成型過程，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益，促進和推動了我國模具c

21、ad/cam技術(shù)的發(fā)展。注塑成型是最大量生產(chǎn)塑料制品的一種成型方法，二十多年來，國外的注塑模cad技術(shù)發(fā)展相當迅速。70年代已開始應(yīng)用計算機對熔融塑料在圓形、管形和長方形型腔內(nèi)的流動情況進行分析。80年代初，人們成功采用有限元法分析三維型腔的流動過程，使設(shè)計人員可以依據(jù)理論分析并結(jié)合自身的經(jīng)驗，在模具制造前對設(shè)計方案進行評價和修改，以減少試模時間，提高模具質(zhì)量。近十多年來，注塑模cad技術(shù)在不斷進行理論和試驗研究的同時，十分注意向?qū)嵱没A段發(fā)展，一些商品軟件逐步推出，并在推廣和實際應(yīng)用中不斷改進。在塑料成型生產(chǎn)中，先進的模具設(shè)計、高質(zhì)量的模具制造、優(yōu)良的模具材料、合理的加工工藝和現(xiàn)代化的成型設(shè)

22、備等式成型優(yōu)質(zhì)塑件的重要條件。一副優(yōu)良的注塑模具可以成型上百萬次這與上述因素有很大的關(guān)系，考察國內(nèi)外模具行業(yè)的現(xiàn)狀及我國國民經(jīng)濟和現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中模具的地位，總模具的設(shè)計理論、設(shè)計實踐和制造技術(shù)出發(fā)，塑料模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)大致有以下幾個方面的發(fā)展趨勢。（1） cad/cae/cam技術(shù)在模具設(shè)計與制造中的應(yīng)用；（2） 快速原型制造及相關(guān)技術(shù)將得到更好的發(fā)展；（3） 快速洗消加工將得到更廣泛的應(yīng)用；（4） 模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將在逆向工程中發(fā)揮更大作用；（5） 電火花加工技術(shù)將得到發(fā)展；（6） 熱流道技術(shù)獎得到推廣；（7） 超精加工和復(fù)合加工將得到發(fā)展；（8） 氣體輔助注射技術(shù)和高壓

23、注塑成型等工藝將進一步發(fā)展；（9） 模具液壓成型技術(shù)將得到進一步開發(fā)應(yīng)用；（10） 模具標注化程度將不斷提高；（11） 模具優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)將得到進一步受到重視；（12） 模具研磨拋光將向自動化、智能化方向發(fā)展；（13） 模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展；（14） 虛擬技術(shù)將得到發(fā)展。2 塑件設(shè)計與分析2.1材料分析與塑件材料選用 塑料是一種以合成樹脂（高分子聚合物）為基體的固體材料，除了合成樹脂作為基體外，還有一些特定用途的添加劑（少數(shù)情況下可以不加添加劑）。塑料可分為普通塑料和工程塑料，其中工程塑料又可分為通用工程塑料和特種工程塑料。本次設(shè)計的產(chǎn)品零件是掛機空調(diào)面板，對于產(chǎn)品的力學性

24、能要求不高，耐疲勞性、耐磨損性要求一般，但要求耐熱性和耐低溫性良好，所以材料選用abs。abs樹脂是五大合成樹脂之一，其抗沖擊性、耐熱性、耐低溫性、耐化學藥品性及電氣性能優(yōu)良，還具有易加工、制品尺寸穩(wěn)定、表面光澤性好等特點，容易涂裝、著色，還可以進行表面噴鍍金屬、電鍍、焊接、熱壓和粘接等二次加工，廣泛應(yīng)用于機械、汽車、電子電器、儀器儀表、紡織和建筑等工業(yè)領(lǐng)域，是一種用途極廣的熱塑性工程塑料。2.2塑件結(jié)構(gòu)分析與造型設(shè)計2.2.1 塑件造型設(shè)計的基本要求（1） 首先應(yīng)滿足產(chǎn)品的使用要求，且不影響制品的外觀美感；（2） 應(yīng)能充分發(fā)揮塑料的模塑工藝性，以利于模塑成型工藝的控制；（3） 應(yīng)有利于提高塑

25、件的強度和剛度；（4） 應(yīng)防止不良造型使塑件在成型與使用過程中產(chǎn)生應(yīng)力集中，同時也要考慮不良造型令模具在模塑過程中出現(xiàn)過大的應(yīng)力集中；（5） 應(yīng)力求塑件結(jié)構(gòu)簡單，盡力避免側(cè)孔以簡化模具的結(jié)構(gòu)及便于成型操作。2.2.2 塑件的幾何尺寸及精度（1）塑件的總體尺寸 查找資料，可以初步定空調(diào)總長800mm，寬220mm，高60mm，壁厚3mm。（2）塑件尺寸公差 影響塑件尺寸精度的因素有：塑料材料的收縮率及其波動、塑件結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度、模具因素、成型工藝因素、成型設(shè)備的控制精度等：其中主要取決于塑料收縮率的波動及模具制造誤差。 本次選用的產(chǎn)品材料為abs，根據(jù)查表可得塑件的標注公差尺寸的高精度等級為mt

26、2、一般精度為mt3，未注公差尺寸等級為mt5。由于空調(diào)面板尺寸精度要求不高，本次設(shè)計一般精度mt3。再根據(jù)塑件與模具精度的對應(yīng)關(guān)系可得模具的制造精度為it9。2.2.3 塑件的表面質(zhì)量 塑件的表面質(zhì)量包括塑件表面缺陷、表面光澤性與表面粗糙度。其余模塑成型工藝、塑料的品種、模具成型零件的表面粗糙度、模具的磨損程度等相關(guān)?？照{(diào)面板的表面質(zhì)量要求不高，所以表面粗糙度取ra 0.8-0.2um；模具型腔表面粗糙度通常應(yīng)比塑件對應(yīng)部分的表面粗糙度在數(shù)值上要低1-2級。2.2.4 塑件的整體形狀結(jié)構(gòu)掛機空調(diào)面板為宜殼體，面板前表面為滿足空調(diào)使用功能需設(shè)計成均勻的條孔，為了固定面板，前側(cè)內(nèi)表面設(shè)計4個倒鉤

27、，為了安裝轉(zhuǎn)軸需在后側(cè)內(nèi)表面設(shè)計一對對稱的鉤孔。2.2.5 塑件的結(jié)構(gòu)要素設(shè)計（1）塑件的壁厚一般而言，在滿足使用要求的前提下，塑件壁厚盡量取小一點，而且塑件的壁厚應(yīng)盡可能均勻一致。再根據(jù)空調(diào)面板的使用條件，面板壁厚設(shè)計成3mm。（2）塑件的脫模斜度塑件材料為abs，查表可得塑件脫模斜度的推薦值，型芯35/-10 ；型腔40/-1020/ 。（3）加強筋由于設(shè)計的空調(diào)面板前表面挖去很多孔，強度有所下降，所以在內(nèi)表面設(shè)計4條加強筋增加零件強度。（4）圓角帶有尖角的塑件，在成型時往往會在尖角處產(chǎn)生局部應(yīng)力集中，在受力或者沖擊下會發(fā)生開裂。為避免這種情況的出現(xiàn)，除塑件使用上要求尖角外，其余轉(zhuǎn)角處均應(yīng)

28、盡可能采用圓弧過渡。一般，r外=1.5t=4.5mm，r內(nèi)=r外/2=2.25mm。通過ug造型，最后的三維零件如圖2-1。圖2-1三維零件圖2.3成型工藝分析與設(shè)計abs為熱塑性塑料，熱塑性塑料的注射成型工藝過程見圖2-2。 圖2-2 熱塑性塑料注射成型工藝過程注射成型工藝過程包括成型前的準備、注射過程和塑件后處理三部分。2.3.1 成型前的準備（1）確認注塑設(shè)備、完成注塑模的安裝與試模；（2）塑件原料的檢驗與預(yù)處理；（3）清洗料筒；（4）成型操作前設(shè)備的檢驗與注塑工藝參數(shù)設(shè)置，注射成型的工藝參數(shù)查表可得，見表2-1。表2-1 abs的注射成型工藝參數(shù)塑料名稱注射成型機類型密度/g·

29、;cm-3計算收縮率%模具溫度/料筒溫度ºc后段中段前段abs螺桿式1.051.08 0.30.85070200210210230180200注射壓力/mpa成型時間/s螺桿轉(zhuǎn)速/r·min-1噴嘴注射時間保壓時間冷卻時間成型周期形式溫度/7090351530153040703060直通式1801902.3.2成型工藝控制成型工藝控制主要包括溫度控制、壓力控制、過程時間控制。需要控制溫度的部位主要有注射機料筒溫度、噴嘴溫度及模具溫度；壓力控制主要有塑化壓力、注射壓力、保壓壓力和型腔壓力；各程序動作時間包括注射充模時間、注射保壓時間、熔體注射（充模與保壓）后的模內(nèi)冷卻時間及其

30、它輔助動作所需時間。由此可得，成型工藝的控制由于影響因素較多，是比較難以掌握的部分，工人師傅的經(jīng)驗，對塑件的成型有重要的影響。2.3.3 注射過程注射過程一般包括加料、塑化、注射、冷卻和脫模幾個階段。2.3.4 塑件的后處理去除毛刺和飛邊，對于澆口位置進行拋光處理以達到產(chǎn)品表面質(zhì)量要求。為了減小由于塑化不均或塑件在型腔中冷卻不均而帶來的塑件內(nèi)應(yīng)力，以避免存在內(nèi)應(yīng)力的塑件在使用過程中發(fā)生力學性能下降，光學性能變壞，表面出現(xiàn)銀紋、變形和開裂。所以塑件脫模后還得進行退火處理。abs熱處理工藝條件見表2-2。表2-2 abs塑件后處理工藝條件材料制品厚度/mm熱處理方法熱處理溫度/0c熱處理時間/mi

31、nabs3水或者空氣60-7516-203 選擇注塑機3.1 計算塑件體積與質(zhì)量使用ug可以直接得到塑件的體積v1=421937.24mm3，見圖3-1。圖3-1 塑件的體積abs的密度是=1.06×g/mm3塑件質(zhì)量：m1=v1×=421937.24×1.06×10-3=447.25g3.2 估算澆注系統(tǒng)的體積與質(zhì)量利用ug可以計算出分流道和澆口內(nèi)塑料的體積，見圖3-2。v2=19637.88mm3質(zhì)量m= v2×=19637.88×1.06×10-3=20.82g圖3-2分流道和澆口的體積3.3 選擇注塑機本次模具設(shè)計采

32、用一模一腔，根據(jù)注射量v=v1+v2=441.56cm3，選擇注塑機的型號為xz-zy-500。該注塑機的規(guī)格和性能見表3-1。表3-1 xz-zy-500型號注塑機的規(guī)格與性能理論注射量/cm3500移模行程/mm500螺桿直徑/mm65最大模具厚度/mm450注射壓力/mp145最小模具厚度/mm300鎖模力/kn3500噴嘴球半徑/mm18注射方式螺桿式噴嘴口孔徑/mm33.4 鎖模力的校核 為了平衡塑料熔體的壓力，鎖緊模具保證塑件的質(zhì)量，注塑機必須提供足夠的鎖模力。要求漲模力小于注塑機的額定鎖模力：式中，n為型腔數(shù)量； a1為單個塑件在模具分型面的投影面積； aj為澆注系統(tǒng)在模具分型面

33、的投影面積； p為塑料熔體對型腔的成型壓力。本次設(shè)計中，所以，鎖模力合適。3.5 注射壓力的校核 注射壓力的校核是核定注塑機的額定注射壓力是否大于成型時所需的注射壓力，采用abs塑料注射成型時所需的型腔壓力查表可得30mp。這樣看來所選的注塑機的額定壓力大于成型時所需的壓力，注射壓力合適。3.6 開模行程的校核注塑機的開模行程是受合模機構(gòu)所限制的，注塑機的最大開模距離必須大于脫模距離，否則塑件無法從模具中取出。對于雙分型面注射模具的校核公式為：h1+h2+a+（510）s-hm式中：s為注塑機最大開模行程，mm h1為推出距離（脫模距離），mm h2為塑件的高度 a為澆注系統(tǒng)的高度，mmhm為

34、定模板的厚度，mm本次設(shè)計中，h1=80mm，h2=60mm，a=150mm，hm=80mm80+60+150+10=300500-80=420通過校核開模行程合適。4 模具設(shè)計首先說明，由于本次零件尺寸比較大，采用ug進行模具設(shè)計時，沒有比較大的模架，所以在模具設(shè)計前將零件縮小一倍。4.1型腔布局與分型面的設(shè)計4.1.1 型腔數(shù)目的確定按照注塑機的最大注射量確定型腔數(shù)目：n式中：k為注塑機最大注射量的利用系數(shù)，一般取0.8 m1為注塑機最大注射量，cm3或g m2為澆注系統(tǒng)凝料量，cm3或g m為單個塑件的體積或者質(zhì)量，cm3或g=0.85由計算結(jié)果看出只能將模具設(shè)計成一模一腔。4.1.2

35、分型面的設(shè)計分型面的選擇原則： 分型面位置應(yīng)開設(shè)在有利于脫模的塑件最大輪廓處； 分型面的設(shè)置應(yīng)盡可能使塑件留在動模一側(cè)，以簡化脫模機構(gòu)的設(shè)計； 分型面的設(shè)置應(yīng)有利于確保塑件的形狀及尺寸精度； 分型面的設(shè)置應(yīng)滿足塑件外觀質(zhì)量的要求； 分型面的設(shè)置應(yīng)有利于模具的鎖緊和保證壁厚的均勻性； 分型面的設(shè)置應(yīng)有利于模具的排氣； 分型面的設(shè)置應(yīng)有利于模具的加工制造?？紤]各種因素后，把分型面設(shè)計成如圖4-1所示。圖4-1 分型面4.2 澆注系統(tǒng)的設(shè)計澆注系統(tǒng)是指模具中由注塑機噴嘴到型腔之間的進料通道。普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口、冷料穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，它的設(shè)

36、計合理與否，對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度等），以及模具的結(jié)果、塑料的利用率都有較大的直接影響，設(shè)計時須遵循如下原則： 型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象； 型腔和澆口排列要盡可能地減注模具外形尺寸，而且要有利于型腔中氣體的排出； 系統(tǒng)流道盡可能短，斷面尺寸適當（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大），盡量減小彎折，表面粗糙要低，以使熱量及壓力損失盡可能??； 對多型腔應(yīng)盡可能使塑料熔體在同一時間內(nèi)進入各個型腔的深處及角落，即分流道盡可能采用平衡式布置； 滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容種盡量小，以減少塑料的耗量； 澆口位置要適當，盡量避免沖

37、擊嵌件和細小的型芯變形，澆口的殘痕； 流動距離比和流動面積比的校核 。流動距離比亦稱流動比，它是指塑料熔體在模具中進行最長距離流動時，其各段料流通道及各段模腔的長度與其對應(yīng)截面厚度之比值的總和，即式中 流動距離比；模具中各段料流通道以及各段模腔的長度；模具中各段料流通道以及各段模腔的截面厚度。4.2.1 主流道設(shè)計主流道部分在成型過程中，其小端入口處與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高，因而模具的主流道部分常 設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套式澆口套，以便有效地選用優(yōu)質(zhì)鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼如t8a、t10a等，熱處理要求淬火5

38、3-57hrc。本設(shè)計采用t10a。澆口套采用澆口套與定位圈設(shè)計成整體的形式，用螺釘固定于定模座板上，如圖4-2所示。圖4-2 主流道示意圖4.2.2 分流道設(shè)計分流道是指主流道末端與澆口之間的一段塑料熔體的流動通道。分流道的作用是改變?nèi)垠w流向，使其以平穩(wěn)的流態(tài)均衡的分配到各型腔。設(shè)計時盡量減少流動過程中的熱量和壓力損失。（1）分流道截面形狀 分流道本次設(shè)計采用圓形。（2）分流道截面尺寸 一般abs塑料分流道截面直徑的經(jīng)驗值取4.8-10mm，本次設(shè)計選用直徑7mm。（3）分流道的布置與長度 由于空調(diào)零件比較長，需要4個澆口，所以流道設(shè)計成工字行分流道，分流道的布局和尺寸見圖4-3。圖4-3

39、分流道4.2.3 澆口設(shè)計澆口是連接分流道與型腔的一段細短的通道，它是澆注系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，澆口的形狀，數(shù)量，尺寸和位置對塑件的質(zhì)量影響很大，澆口的主要作用有兩個，一是塑料熔體流經(jīng)的通道，二是澆口的適時凝固可控制保壓時間。澆口的類型有很多，有點澆口，側(cè)澆口，直接澆口，潛伏式澆口等，各澆口的應(yīng)用和尺寸按塑件的形狀和尺寸而定。本次設(shè)計采用點澆口，點澆口的特點如下：點澆口又叫橄欖形澆口或菱形澆口 ，是截面尺寸很小的圓形截面澆口，是應(yīng)用較廣泛的一種小澆口，其結(jié)構(gòu)和尺寸如圖1所示。點澆口的特點是澆口位置可根據(jù)工藝要求靈活地確定，澆口附近塑件變形小，去澆口容易，可自動拉斷，有利于自動化操作。點澆適于成型低黏

40、度塑料及黏度對剪切速率敏感的塑料，如pe、pp、abs等。本次零件過大過長，所以設(shè)計4個澆口，由于第一分型面到塑件的投影距離不相同，采用點澆口的長度不一樣，澆口的尺寸與形狀見圖4-4。圖4-4 澆口4.2.4 冷料穴設(shè)計本次冷料穴設(shè)計在分流道的四個末端。最后的澆注系統(tǒng)如圖4-5所示。圖4-5 澆注系統(tǒng)4.3 排氣方案設(shè)計 為了使塑料熔體順利充填模具型腔，必須將澆注系統(tǒng)和型腔內(nèi)的空氣以及塑料在成型過程中產(chǎn)生的低分子揮發(fā)氣體順利地排出模外。本次設(shè)計采用間隙排氣，動定模板之間的間隙設(shè)計成1.4mm。4.4 成型零件的設(shè)計由于成形零件直接與高溫高壓的塑料熔體接觸，它必須具有如下一些性質(zhì)： 具有足夠的強

41、度、剛度，以承受塑料熔休的高壓； 具有足夠的硬度和耐磨性，以承受料流的磨擦和磨損。通常應(yīng)進行熱處理； 材料拋光性能好，表面應(yīng)該光滑美觀，表面粗糙度應(yīng)在ra0.4以下； 切削加工性能好，熱處理變形小，可淬性良好。4.4.1 成型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計本次成型零件由凸模、凹模、4個內(nèi)抽芯和6個側(cè)抽芯組成。凸模和凹模本次設(shè)計采用整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計，ug分型后的成型零件見圖4-6,4-7,4-8,4-9，4-10。圖4-6 凸模 圖4-7 側(cè)抽芯1 圖4-8 側(cè)抽芯2 圖4-9凹模圖4-10內(nèi)抽芯4.4.2 型腔、型芯及側(cè)型芯尺寸的確定考慮成型收縮對制品尺寸的影響、成型零件在成型過程中的磨損壽命等，規(guī)定一下幾點：

42、塑件上軸類尺寸以其最大值為公稱尺寸，公差為單向負偏差；塑件上孔類尺寸以其最小尺寸為公稱尺寸，公差為單向正偏差； 模具凹模類尺寸取其最小值為公稱尺寸，公差為單向正偏差；模具型芯類尺寸以其最大尺寸為公稱尺寸，公差為單向負偏差； 塑件及模具成型零件上的中心距類尺寸，其公差為雙向?qū)ΨQ分布。因該塑件曲面形狀復(fù)雜，加工時由數(shù)控編程進行加工，故本文只對總體尺寸進行公差計算。前面已經(jīng)確定塑件公差取mt3，多對應(yīng)的模具公差精度為it9。it9的精度為40i，d為公稱尺寸。 詳細尺寸見零件圖。4.4.3 型腔側(cè)壁和支撐板厚度的計算（1）型腔側(cè)壁的厚度 長邊厚度：s10.2l1+17 s10.2×160+

43、17 s149mm短邊厚度 s20.2l2+17 s20.2×450+17 s2107mm(2)支撐板的厚度 塑件在分型面上的投影面積為440cm2，查表可以得到支持板得厚度s>40mm。4.5 結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計4.5.1 標注模架的選擇 根據(jù)型芯型腔的尺寸大小和型腔側(cè)壁的厚度選用700×350細水口模架。 圖4-11 模架4.5.2 支承零部件的設(shè)計 4.5.2.1 固定板、支承板 固定板（動模板、定模板）在模具中起安裝和固定成型零件、合模導向機構(gòu)以及推出脫模機構(gòu)等零部件的作用。為了保證被固定零件的穩(wěn)定性，固定板應(yīng)具有一定得厚度和足夠的剛度和強度，一般采用碳素結(jié)構(gòu)鋼制

44、成，本次設(shè)計選用45鋼。定模板厚度ap_h=80mm，動模板厚度bp_h=60mm。 支承板是蓋在固定板或者墊在固定板下面的平板，他的作用是防止固定板固定的零部件脫出固定板，并承受固定部件傳遞的壓力，因此它需要較高的平行度、剛度和強度。本次設(shè)計選用45鋼，經(jīng)熱處理調(diào)質(zhì)28-32hrc。支承板厚度u_h=45mm。4.5.2.2 支承件支承件有墊塊和支承柱（1） 墊塊墊塊的作用主要是在動模支承板與動模座板之間形成推出機構(gòu)所需的動作空間。另外也起到調(diào)節(jié)模具總厚度，以適用注射機模具安裝厚度要求的作用。墊塊高度的計算式如下：cp_h=h1+h2+h3+s+(36)式中 cp_h為墊塊高度； h1為推板

45、厚度； h2為推桿固定板厚度； h3為推板限位釘高度（如果無限位釘則為零）； s為脫出塑件所需的頂出行程。 其中h1=25mm，h2=20mm，h3=0，s=30mm。計算出墊塊的高度cp_h=81mm，本次設(shè)計的墊塊高度cp_h=100mm。（2） 支承柱本次模具為大型模具而且墊塊間跨距較大，如果要保證動模支承板得剛度和強度，動模板厚度必須將大大增加，既浪費材料，又增加模具重量。所有在動模支承板下面加設(shè)圓柱形的支柱以減小墊板的厚度。支承柱的尺寸規(guī)格為：25×120 mm。4.5.2.3 動定模板與注射機的動定固定板相連的模具底板稱為動定模板。動定模座板在注射成型過程中起到傳遞合模力

46、并承受成型力，為保證動定模座板具有足夠的剛度和強度，動定模板應(yīng)具有一定得厚度。本次設(shè)計動定模座板采用的是材料為45鋼，熱處理43-48hrc。動模座板的厚度bcp_h=30mm,定模座板的厚度tcp_h=50mm。4.5.3 合模導向機構(gòu)設(shè)計導向機構(gòu)的作用：（1）定位作用 模具裝配或閉合過程中，避免模具動、定模的錯位，模具閉合后保證型腔形狀和尺寸精度；（2）導向作用 動定模合模時，首先導向零件相互接觸，引導動定模正確閉合，避免成型零件先接觸而可能造成成型零件的破壞；（3）承受一定的側(cè)壓力 塑料熔體在注入型腔過程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或由于注射精度的限制，會使導柱在工作中不可避免受到一定的側(cè)壓力

47、。 導柱：國家標準規(guī)定了兩種結(jié)構(gòu)形式，分為帶頭導柱和有肩導柱，大型而長的導柱應(yīng)開設(shè)油槽，內(nèi)存潤滑劑，以減小導柱導向的摩擦。若導柱需要支撐模板的重量，特別對于大型、精密的模具，導柱的直徑需要進行強度校核。導套：導套分為直導套和帶頭導套，直導套裝入模板后，應(yīng)有防止被拔出的結(jié)構(gòu)，帶頭導柱軸向固定容易。設(shè)計導柱和導套需要注意的事項有： 合理布置導柱的位置，導柱中心至模具外緣至少應(yīng)有一個導柱直徑的厚度；導柱不應(yīng)設(shè)在矩形模具四角的危險斷面上。通常設(shè)在長邊離中心線的1/3處最為安全。導柱布置方式常采用等徑不對稱布置，或不等直徑對稱布置。 導柱工作部分長度應(yīng)比型芯端面高出68 mm，以確保其導向與引導作用。

48、導柱工作部分的配合精度采用h7/f7，低精度時可采取更低的配合要求；導柱固定部分配合精度采用h7/k6；導套外徑的配合精度采取h7/k6。配合長度通常取配合直徑的1.52倍，其余部分可以擴孔，以減小摩擦，降低加工難度。 導柱可以設(shè)置在動?；蚨＃O(shè)在動模一邊可以保護型芯不受損壞，設(shè)在定模一邊有利于塑件脫模。本次設(shè)計采用的導柱為帶頭導柱，導套有直導套和帶頭導套，尺寸規(guī)格以及配合形式見裝配圖。4.6 推出機構(gòu)設(shè)計注射成型每一循環(huán)中，塑件必須準確無誤地從模具的凹?；蛐托旧厦摮觯瓿擅摮鏊芗难b置稱為脫模機構(gòu)，也稱頂出機構(gòu)。推出機構(gòu)一般由推出、復(fù)位和導向等三大元件組成。脫模機構(gòu)的設(shè)計一般遵循以下原則：

49、 塑件滯留于動模邊，以便借助于開模力驅(qū)動脫模裝置，完成脫模動作； 由于塑件收縮時包緊型芯，因此推出力作用點盡量靠近型芯，同時推出力應(yīng)施于塑件剛性和強度最大的部位； 結(jié)構(gòu)合理可靠，便于制造和維護。本次設(shè)計的是擺鉤式順序脫模機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)特點是第一分型面的分型動作是靠擺鉤，擺鉤可繞定模板上的轉(zhuǎn)銷擺動，在開模前一階段，擺鉤掛在動模板的擋塊上，從而使定模板跟動模部分運動，致使中間板與定模板分開，實現(xiàn)第一分型面的分型一澆注凝料脫模。當?shù)谝环中兔骈_模到所限定的距離，擺鉤會在壓板的作用下繞轉(zhuǎn)銷而脫離動模板上的擋塊，致使定模板失去開模動力而終結(jié)第一分型面的分型，與此同時，第二分型面開始打開，第二分型面分型到一定

50、距離后（距離通過限距螺釘控制），動模部分的脫模機構(gòu)將塑件推出模具，完成塑件及澆注系統(tǒng)凝料的整個脫模過程。具體分型機構(gòu)見裝配圖。4.6.1 推出力的計算由于該塑件壁厚s為3mm，故該塑件屬于薄壁殼體類，用下列公式計算脫模力。式中，q為脫模力；e為塑料的拉伸彈性模量，mpa；scp為塑料的平均成型收縮率，%；t為塑料的平均壁厚，mm；l為塑件包容型芯的長度，mm； 為塑料的泊松比； 為脫模斜度，（°）；f為塑料與型腔材料之間的摩擦系數(shù)；k1為由f和決定的無量綱數(shù)，k1=1+fsincos。本設(shè)計所使用的數(shù)據(jù)如下：e=2.0mpa，scp=0.65%，t=3mm，l=1020mm，=0.3

51、8，=1°，f=0.25 k1=1.004得：q=33.2kn4.6.2 塑件脫模塑件的脫模通過推桿推出機構(gòu)推出，推桿直徑5mm，本次零件比較大，且脫模力很大，所以設(shè)計16根推桿，推桿固定在推桿固定板上。推桿的位置需滿足以下要求： 推桿不宜設(shè)置在塑件壁薄處，在塑件的盤、凸臺、支撐部位，要多設(shè)推桿； 在模腔內(nèi)排氣困難的部位應(yīng)設(shè)置推桿，以利于用配合間隙排氣； 推桿端面應(yīng)以盡可能大的面積與塑件接觸，直徑小于2.53mm時應(yīng)采用階梯式推桿； 推桿和模體的配合性質(zhì)一般為h8/f7或h7/f7。在注射塑狀態(tài)時，應(yīng)確保 推桿端面與型腔平齊或伸入0.05到0.1mm。推桿的具體位置見型芯零件圖可以看出具體尺寸及位置。4.6.3 澆注系統(tǒng)凝料脫模澆注系統(tǒng)凝料通過第一分型面分型時脫落，然后手工或許機械手取出。4.6.4推出機構(gòu)的導向和復(fù)位推出機構(gòu)的導向通過支承柱完成，支承柱與推板和推板固定板上的導套配合。 復(fù)位采用最簡單的復(fù)位桿，復(fù)位桿安裝在推桿固定板上，復(fù)位桿為圓形截面，本次設(shè)計4根復(fù)位桿，其位置應(yīng)對稱設(shè)置在推桿固定板四周。合模時，復(fù)位桿先于推桿與定模分型面接觸，在動模向定模逐漸合攏過程中，推出機構(gòu)被復(fù)位桿頂住，從而與動模產(chǎn)生相對移動直分型面合攏時，推出機構(gòu)就回復(fù)到原來的位置，這種結(jié)構(gòu)中合模和復(fù)位是同時完