《某塑件的工藝探析及注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計》11000字

某塑件的工藝分析及注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計摘要首先，在傳統(tǒng)模具設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用PTC公司開發(fā)的CREO5.0輔助設(shè)計軟件完成產(chǎn)品實體模型的建立。然后，通過計算機輔助軟件CAD/CAE的結(jié)合，通過學(xué)習(xí)AutodeskSimulationMoldflowSimulation分析軟件進行虛擬成型實驗，對注塑模的澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、澆注溫度、成型壓力、流動保持壓力等結(jié)果進行分析。可對注塑模具開發(fā)進行前期的驗證和修模，從而在開發(fā)初期設(shè)計出滿足要求的模具方法，改善模具結(jié)構(gòu)設(shè)計數(shù)據(jù)，然后在PTC公司開發(fā)的CREO5.0軟件進行產(chǎn)品的模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。這次的畢業(yè)設(shè)計重點是在于合理開發(fā)微型按摩器按摩頭模具，分析模具設(shè)計的成型工藝方案，設(shè)計合理的澆注系統(tǒng)以及模具的型芯型腔，設(shè)置正確的模具收縮率，通過AutodeskSimulationMoldflow仿真分析軟件，選擇標(biāo)準(zhǔn)的注塑模架。然后使用AutodeskAutoCAD繪制微型按摩器按摩頭注塑模的總裝配圖及零件圖。關(guān)鍵詞：注塑模，CREO5.0,Moldflow，注射成型目錄前言 1第1章緒論 11.1塑料簡介 11.2注塑模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1第2章塑料材料分析 3第3章塑件的工藝分析 43.1塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 43.1.1脫模斜度 43.1.2塑件的壁厚 43.1.3塑件的圓角 43.2塑件尺寸及精度 53.3塑件表面粗糙度 53.4塑件的體積和質(zhì)量 5第4章注塑成型工藝分析方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定 64.1注射成型工藝過程分析 64.2澆口種類的確定 64.2.1澆注系統(tǒng)的創(chuàng)建 74.2.2充填分析設(shè)置 74.2.3充填分析結(jié)果 74.2.4方案總結(jié) 104.3型腔數(shù)目的確定 104.4成型機的選擇和校核 104.4.1注射量的校核 114.4.2塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核 124.4.3模具與成型機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核 12第5章注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 135.1分型面的設(shè)計 135.2型腔的布局 135.3澆注系統(tǒng)的分析與設(shè)計 145.3.1澆注系統(tǒng)組成 145.3.2確定澆注系統(tǒng)的原則 145.3.3主澆道的設(shè)計 155.3.4分流道的設(shè)計 165.3.5澆口的設(shè)計 165.3.6冷料穴的設(shè)計 17第6章成型零件設(shè)計 186.1成型零部件的要求及選材 186.2成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計 186.2.1凹模的設(shè)計 186.2.2型芯設(shè)計 196.3成型零部件工作尺寸的計算 206.4排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計 21第7章導(dǎo)向和脫模機構(gòu)設(shè)計 227.1導(dǎo)向機構(gòu) 227.1.1導(dǎo)向機構(gòu)的作用 227.1.2導(dǎo)向機構(gòu)的分類 227.2脫模機構(gòu) 227.2.1脫模機構(gòu)的選用原則 227.2.2脫模機構(gòu)類型的選擇 227.2.3推桿機構(gòu)具體設(shè)計 23第8章模架和模具鋼的選用 248.1模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用 248.2模具鋼材的選用 25結(jié)論 26參考文獻 28前言在生產(chǎn)生活中，小到塑料茶杯的生產(chǎn)，大到空調(diào)外殼的制造，都或多或少的涉及到模具工業(yè)。從模具工業(yè)發(fā)展的總體趨勢上看不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)前整體模具工業(yè)則是以沖壓模具、塑料模具為主體，它們幾乎占據(jù)了模具工業(yè)的絕大部分市場份額。塑料制品在我國的應(yīng)用也越來越廣泛。注塑模具已經(jīng)成為21世紀(jì)制造業(yè)中不可或缺的一部分。模具市場的總體趨熱是平穩(wěn)向上的，在未來的模具市場中，塑料模具的發(fā)展速度將高于其它模具，在模具行業(yè)中的比例將逐步提高?，F(xiàn)在的社會節(jié)奏飛快，使得人們更加重視自己的身心健康，更加注重生活質(zhì)量。自2000年以來，人口越來越老齡化，很多人身體處于亞健康狀態(tài)，這推動了按摩器具市場的發(fā)展。按摩器具的應(yīng)用越來越廣泛，它服務(wù)于各類群體，其中包括中老年人、上班族以及亞健康人群，這使得按摩器擁有廣闊的市場和發(fā)展前景。而微型按摩器較傳統(tǒng)按摩器相比，更加新穎、美觀、更有創(chuàng)意，小巧且便于攜帶。微型按摩器隨時隨地都能使用，適用于全身的按摩，能有效消除疲癆，放松肌肉，促進血液循環(huán)，而且操作非常簡單，適合任何年齡段的人使用。微型按摩器外殼一般是塑料制成，可以采用注塑的方式對其外殼進行模具設(shè)計。本課題《微型按摩器按摩頭模具設(shè)計》的研究設(shè)計，運用moldflow對其進行模流分析，還可以提高產(chǎn)品質(zhì)量。本課題的研究，鞏固和提高了我們大學(xué)四年所學(xué)的注塑模具和加工工藝等方面的知識。在設(shè)計過程中，零件圖和裝配圖的繪制鞏固了我們機械制圖、CAD及CREO的相關(guān)知識。而模具模架的設(shè)計則是加深了我們對機械設(shè)計、注塑成型工藝及模具設(shè)計、機械原理等專業(yè)課知識的掌握，塑料材料的選取則是材料力學(xué)和機械工程材料的應(yīng)用。錯誤！未找到引用源。REF_Ref168484424\h錯誤！未找到引用源。第1章緒論模具，就是將原材料通過一個有著特定尺寸精度和形狀大小的工具來加工設(shè)計相應(yīng)所需質(zhì)量與精度的產(chǎn)品。按照不同的劃分依據(jù)，模具可以被劃分為許多不同的模具類型，常見的模具類型主要有注塑模具、沖壓模具等。注塑模具屬于塑料模具范疇，是塑料制品加工成型的有效工具之一。因此，對注塑模具的加工精度要求就比較高。例如，模具零部件中的型腔與型芯的加工精度等級一般要求八到九級。1.1塑料簡介塑料是一種高分子材料，以樹脂為主。它可以注塑成有一定的幾何形狀和尺寸，固化后保持形狀不變的產(chǎn)品，在一定的溫度和壓力下具有流動性。塑料具有許多優(yōu)良的性能，被普遍使用于現(xiàn)代工業(yè)和日常生活中。它具有密度低、重量輕、比強度高、絕緣性能好、介電損耗低、化學(xué)穩(wěn)定性高、耐磨減摩性好、隔振隔聲性能好等優(yōu)點。此外，許多塑料還具有防水、防潮、透氣、抗輻射、耐瞬時燒蝕等特殊性能。塑料已經(jīng)取代了一些金屬、木材、皮革和無機材料，成為各行業(yè)不可缺少的化工原料。在國民經(jīng)濟中，塑料生產(chǎn)已成為各行各業(yè)不可缺少的重要材料之一。1.2注塑模具現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在生產(chǎn)生活中，小到塑料茶杯的生產(chǎn)，大到空調(diào)外殼的制造，都或多或少的涉及到模具工業(yè)。從模具工業(yè)發(fā)展的總體趨勢上看不難發(fā)現(xiàn)當(dāng)前整體模具工業(yè)則是以沖壓模具、塑料模具為主體，它們幾乎占據(jù)了模具工業(yè)的絕大部分市場份額。然而在國內(nèi)模具工業(yè)快速發(fā)展的背后，起步時間晚、相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)技術(shù)比較落后是不爭的事實。從時間上來說，二十世紀(jì)八十年代美國的模具廠商有上萬之多。相比較而言，國內(nèi)在二十世紀(jì)八十年代才逐漸引入。從相關(guān)科學(xué)技術(shù)上來說，相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展還有很長的路要走。例如在模具的標(biāo)準(zhǔn)化水平、模具的材料和模具設(shè)計加工狀況等方面，都存在著一些差距。在模具標(biāo)準(zhǔn)化方面，尤其是美國，早在七八十年前便已經(jīng)制定了國家標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。例如美國的DME公司就在模具刀具等產(chǎn)品上制定了嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。在模具的材料上，由于當(dāng)前國內(nèi)在材料的冶煉、熱處理等方面還有待進一步提高。為改善模具生產(chǎn)的效率、質(zhì)量和成本，當(dāng)前模具工業(yè)正朝著以解決上訴問題為目標(biāo)的方向發(fā)展。對于提高模具的壽命上而言，產(chǎn)品生產(chǎn)效率的高低直接決定著企業(yè)的利益，而模具使用壽命的長短直接關(guān)系到加工設(shè)備的調(diào)試時間耗費和相關(guān)人員成本和設(shè)備成本的增加。而在模具的使用過程中最簡單高效的途徑則是竟可能的提高模具在使用過程中的加工環(huán)境，做到對相關(guān)模具的及時有效的維修保養(yǎng)，這樣可以有效的延長模具的使用壽命?？傊殡S著社會生活生產(chǎn)各方面的科技創(chuàng)新和機械工業(yè)化的不斷發(fā)展進步，模具工業(yè)也迎來了前所未有的發(fā)展機遇期，以其較高的生產(chǎn)效率、相對低廉的生產(chǎn)制造成本與維護成本和較高的加工精度而在工業(yè)化中發(fā)揮越來越重要的作用。第2章塑料材料分析最常用塑料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、聚氯乙烯(PVC)等。除此之外，還有許多種塑料材料，但是在這三種是應(yīng)用最廣泛，最常用的。對于本課題，微型按摩器按摩頭，對材料要求不高，就可以在這三種材料中選擇其中一種，在此之前，我們可以先比較它們的工藝性能和優(yōu)缺點，再作出判斷。聚乙烯（PE），呈乳白色，無毒無味。機械強度一般，與別的塑料相比，顯得很一般。表面印度也比較差，透水氣性能也比較差，還容易變脆和老化。但是它也有許多優(yōu)點，它絕緣性能好，常溫下不溶于任何容劑，具有耐水性，而且耐各種酸堿的腐蝕。主要用于承載不高的零件，比如用來制造塑料管，塑料板。也可用于制造薄膜，和電纜的絕緣皮。成型時，容易產(chǎn)生變形，使得澆口部位脆性增加。收縮率的絕對值大，易產(chǎn)生縮孔。冷卻速度也比較慢，而且不能忽快忽慢，冷卻時間長。但是質(zhì)軟比較容易脫膜。聚丙烯（PP），無色，無味，無毒。外觀和聚乙烯比較相似，卻比聚乙烯更透明，密度比聚乙烯小。不容易吸水，容易著色，光澤好。屈服強度抗拉?？箟簭姸群陀捕榷急染垡蚁┖谩＝^緣性能也比較好，不吸水。但是它比較容易解聚和老化。使用時要加入老化劑。他主要用來制作接頭、自行車或者汽車零件、輸送管道。也可用來制造各種絕緣零件、箱殼。它還經(jīng)常被用于醫(yī)療工業(yè)中。成型時收縮范圍大，如意發(fā)生縮孔。熱容量大。溫度過高會產(chǎn)生翹曲現(xiàn)象。ABS

無毒無味，成微黃色。它是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚而成的。ABS具有這三種材料的特點。因而具有良好的綜合力學(xué)性能。有良好的耐腐蝕性，加工性和染色性。他的塑件有良好的光澤。密度比聚乙烯和聚丙烯大，有較好的抗沖擊強度。機械強度，耐磨性等性能也比較好。而且它不溶于大部分溶劑。學(xué)生對抗，呵呵，他還有一定的尺寸穩(wěn)定性和硬度。便于加工成型。他的缺點比較少。耐熱性不高，耐熱氣候性差，紫外線下容易變脆。與聚乙烯和聚丙烯相比，ABS的用途就十分廣泛。在各個領(lǐng)域都有所應(yīng)用，在此就不多一一列舉。ABS成型壓力較高，脫模斜度稍大。容易吸水，成型加工前應(yīng)先干燥處理。本次設(shè)計的微型按摩器按摩頭，對材料要求不高，通過比較以上三種材料的基本特性，主要用途及成型特點。我們選擇最為經(jīng)濟實惠，用途最廣泛的ABS材料?？梢圆捎米顬槌Ｓ玫腁BS材料。第3章塑件的工藝分析注塑模具開發(fā)之前，我們要對注塑產(chǎn)品進行工藝分析，了解塑料產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸，精度要求和表面質(zhì)量等。對產(chǎn)品有個基本的了解分析后再對模具結(jié)構(gòu)和精度進行確定。圖3-1為微型按摩器按摩頭三維結(jié)構(gòu)圖，尺寸可以參考AutoCAD圖紙，微型按摩器按摩頭注塑件結(jié)構(gòu)簡單，沒有側(cè)抽芯，大批量生產(chǎn)，所以要求較低的模具精度，成型起來比較容易，成型方便，可采用一模多腔。圖3-1微型按摩器按摩頭3D圖3.1塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1.1脫模斜度塑料零件在冷卻凝固后會產(chǎn)生收縮，它們會包裹封閉模芯或型腔的突出部分。為方便塑件出模，設(shè)計塑件時應(yīng)在與脫模方向平行的表面上有足夠的脫模坡度。參考ABS資料可知，取30'~1°30'。收縮率小的塑膠產(chǎn)呂采用小的脫模坡度，但是形狀復(fù)雜、不方便脫模的塑料件，脫模坡度要采用較大值。綜合各種因素，塑件脫模角度型腔側(cè)宜為約1°，型芯側(cè)約為0.5°。3.1.2塑件的壁厚本次畢業(yè)設(shè)計選用的材料為ABS，屬熱塑性塑料，熱塑性件的壁厚過大，導(dǎo)致收縮、翹曲變形、起泡等現(xiàn)象。但塑件壁厚過薄會影響塑件的成形能力和強度，也會影響總成所承受的緊固力。該產(chǎn)品為圓柱形，形狀比較規(guī)則，產(chǎn)品壁厚局部不一致，材料必須具有優(yōu)良的流動性。3.1.3塑件的圓角圓角可以在成型時增加熔體的流動性，如果沒有圓角，熔體流動到角落容易產(chǎn)生應(yīng)力集中，不利于產(chǎn)品強度，使用過程中亦會變形，所以在塑料部品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，在拐角處盡可能的設(shè)計圓角過渡。3.2塑件尺寸及精度材料的選擇以及注射的成型工藝決定了注塑零件的尺寸精度。模具制造的波動和塑件的收縮率也對塑件的精度有著一定的影響。按照國家標(biāo)準(zhǔn)《工程塑料注塑件尺寸公差》對塑料件的尺寸精度進行分級。結(jié)合塑件的要求，選取ABS的MT4作為塑料零件的等級精度。3.3塑件表面粗糙度根據(jù)微型按摩器按摩頭表面要求，對模具型腔進行必要的精加工甚至拋光處理，從而達到最終的產(chǎn)品表面粗糙度的要求。查參考資料可得，注塑模型腔的表面粗糙度，要低于注塑產(chǎn)品，一般低1~2個等級。塑料產(chǎn)品的表面粗糙度，一般為0.2~0.8um。由于塑料零件外表面美觀度要求較高，所以我們?nèi)⊥獗砻娴拇植诙萊a0.4um，內(nèi)表面可取Ra0.8um。3.4塑件的體積和質(zhì)量利用CREO5.0建模并測得出產(chǎn)品體積為V=1.37㎝3，ABS密度為ρ=1.05g/㎝3，得塑件的質(zhì)量為：m=ρ×V=1.05×1.37=1.44g(3.1)而澆注系統(tǒng)所需的質(zhì)量未知，在此按m的1倍來計算。注射量：M=n×m+m=4×1.44+1×1.44=7.2g(3.2)第4章注塑成型工藝分析方案及模具結(jié)構(gòu)的分析和確定4.1注射成型工藝過程分析根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)、原料和質(zhì)量，確定他的成型加工過程為：第一步：為了注射順利和保證質(zhì)量，要對用的設(shè)備和原料作做好充分的準(zhǔn)備。A.成型前對原材料的預(yù)處理B.料筒的清洗C.脫模劑的選用第二步:注塑工藝整個注射過程包括送料→塑化→注射入?！€(wěn)壓冷卻→脫模五個步驟。第三步:零件的后處理4.2澆口種類的確定連通澆注系統(tǒng)和模腔的通道稱之為澆口。我們可以通過模流分析來確定澆口的形式，通過模流分析軟件確定的最佳澆口位置可以確定的澆口位置如圖4-1所示。圖4-1最佳澆口位置從圖4-1所示，藍色區(qū)域流動阻力最小，紅色區(qū)域流動阻力最大，所以藍色區(qū)域更適合進澆。4.2.1澆注系統(tǒng)的創(chuàng)建當(dāng)然我們還可以通過詳細的模流分析來進行進澆方案的仿真，采用AutodeskSimulationMoldflow推薦的最佳澆口位置。根據(jù)塑件結(jié)構(gòu)特點，采用一模四腔布局，點澆口，形式如圖4-2所示。圖4-2的澆道4.2.2充填分析設(shè)置通過AutodeskSimulationMoldflow2018軟件充型分析可以獲得熔體在型腔內(nèi)的流動信息，從而判斷澆注系統(tǒng)和工藝參數(shù)是否合理。填充分析的目的是為了避免流動不均，獲得注射壓力和夾緊力的最小值，從而為了合理選擇成型機提供參考。充型分析主要包括充型時間、壓力、夾緊力、焊痕、整體溫差和空化。對兩種方案進行充填分析設(shè)置如圖4-3所示。圖4-3充填分析工藝參數(shù)設(shè)置4.2.3充填分析結(jié)果1.通過充填分析，得到充填時間結(jié)果如圖4-4所示。圖4-4的充填結(jié)果2.通過充填分析，得到壓力結(jié)果如圖4-5所示。圖4-5的壓力3.通過充填分析，得到鎖模力如圖4-6所示。圖4-6的鎖模力4.通過充填分析，得到熔接痕如圖4-7所示。圖4-7的熔接痕5.通過充填分析，得到氣穴結(jié)果如圖4-8所示。圖4-8的氣穴4.2.4方案總結(jié)本節(jié)主要針對最佳澆口位置的方案進行詳細的模流仿真分析，主要對填充，流動方面進行了研究，通過分析結(jié)果可知，方案合理，填充沒有問題，流動效果較好。另從產(chǎn)品外觀考量，本設(shè)計微型按摩器按摩頭屬于外觀件，并且根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)最終選選擇細小的點澆口，設(shè)計成三板模。4.3型腔數(shù)目的確定為了提高制造效率，在保證產(chǎn)品的精度的前提下，在設(shè)計模具時可采用一模多腔。模腔的數(shù)量可以根據(jù)產(chǎn)品的精度、生產(chǎn)批量、模具的生產(chǎn)成本、成型機的最大注射量和夾緊力來確定。當(dāng)產(chǎn)量較小時，采用一模一腔模具；當(dāng)生產(chǎn)數(shù)量較大時，選擇兩種或兩種以上的型腔模具。該制品外形輪廓規(guī)則，產(chǎn)品的體積也比較小，產(chǎn)量比較大，通過多方面考慮，可以選擇一模四腔的模具。4.4成型機的選擇和校核選擇合適成型機從這幾個大方面進行參考：公稱注射量,與模具的配合、連接尺寸,注射速度,塑化能力,鎖模力等.這幾個方面是本設(shè)計所要選擇成型機的決定參考因素。注塑量表示法與模具的配合、連接尺寸（3）成型機注射速率（4）成型機的塑化性能（5）成型機的鎖緊力（6）成型機合模裝置（7）成型機的開合模行程計算采用一模四腔，至少需要注塑重量為1.44g，澆注系統(tǒng)廢料1.44g，總的注塑量達到7.2g，綜合考量各種條件，選取成型機初步為XS-ZY-125。性能參數(shù)如表4-1所示：表41成型機相關(guān)參數(shù)型號參數(shù)單位XS-ZY-125螺桿直徑mm42理論注射容量cm3125注射重量PSg131.25注射壓力Mpa120注射行程mm115鎖模力KN900拉桿內(nèi)間距(水平×垂直)mm400×400允許最大模具厚度mm410允許最小模具厚度mm200移模行程mm300移模開距(最大)mm300機器尺寸(長×寬×高)m3.34×0.85×1.554.4.1注射量的校核據(jù)文獻資料顯示，成型機注塑ABS塑料時，我們在選擇成型機時，需要保證所選成型機的最大注射量要超過注塑產(chǎn)品所需注射量的20%以上，否則會因為成型機選擇不當(dāng)，從而影響塑料產(chǎn)品形態(tài)的不準(zhǔn)確，尺寸不達標(biāo)，嚴(yán)重情況產(chǎn)品收縮嚴(yán)重、短射，、型不飽等缺陷。校核公式為：式中--型腔數(shù)量--單個塑件的體積（）--澆注系統(tǒng)所需塑料的體積（）本設(shè)計中：n=41.37=1.37M=4×1.37+0.5×1.37=6.85成型機額定注塑量為125注射量符合要求。4.4.2塑件在分型面上的投影面積與鎖模力的校核注塑成型時模具分型面的投影面積是影響鎖模力的主要因，必須滿足以下關(guān)系。式中：n--型腔數(shù)目--單個塑件在模具分型面上的投影面積--澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積n=4=1075.2=0=4300.8注塑成型的鎖模力必須小于額定的成型機的鎖模力。即：（）P<F式中：P—內(nèi)腔壓力（MPa）F—最大鎖合力（N）查閱參考文獻[9]可知，腔內(nèi)壓取20MPa～40MPa左右，普通的產(chǎn)品取24MPa～34MPa左右，高精密產(chǎn)品在39MPa～44MPa左右。（）P=4300.8×30×1.3=167.73KN<900KN鎖模力符合要求。4.4.3模具與成型機安裝模具部分相關(guān)尺寸校核1.模具厚度模具閉合高度必須滿足以下公式式中--成型機允許的最大模厚--成型機允許的最小模厚畢業(yè)設(shè)計的模度為295mm，200<H<300，符合要求。2.開模行程（S）的校核從模具中取出塑件時，成型機的最大開模距離必須大于要求的開模距離，否則不能將塑件從模具中取出。對于側(cè)向抽芯，當(dāng)模具使用開孔動作完成側(cè)向抽芯時，在檢查開孔行程時應(yīng)考慮側(cè)向抽芯的開孔行程：式中--推出距離--包括澆注系統(tǒng)凝料在內(nèi)的塑件高度=（水口料的長度+20~30）本設(shè)計中=300=45mm=120+30=150mm總的開模距離需要H=195mm以上經(jīng)計算，符合要要求第5章注射模具結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1分型面的設(shè)計選擇分型面的原則：(1)確定在制品外觀最大投影輪廓線位置。(2)要符合制件的表面質(zhì)量規(guī)定。(3)開模的時候要盡可能讓制品在動模一側(cè)，通常在動模板上設(shè)置推出裝置比較容易。(4)應(yīng)盡量確保制件的精度規(guī)定。(5)要方便側(cè)面分型以及抽芯。(6)應(yīng)有利于排氣。(7)便于模具加工制造。最后結(jié)合制品外形還有模具設(shè)計、生產(chǎn)、制造的規(guī)定，我決定選用的分型面如圖5-1所示。圖5-1分型面的選擇5.2型腔的布局對于微型按摩器按摩頭，要求大批量生產(chǎn)，且精度要求一般，所以建議采用兩腔或以上的型腔數(shù)，該產(chǎn)品外形比較規(guī)則，不需要側(cè)抽芯機構(gòu)，所以可以采用較多的型腔數(shù)進行模具設(shè)計開發(fā)，所以綜合選擇一模四腔的模具如圖5-2所示。圖5-2型腔的布局5.3澆注系統(tǒng)的分析與設(shè)計5.3.1澆注系統(tǒng)組成冷流道澆注系統(tǒng)的組成包括：1.主澆道2.第一分澆道3.第二分澆道4.第三分澆道5.澆口6.型腔7.冷料穴5.3.2確定澆注系統(tǒng)的原則在設(shè)計澆注系統(tǒng)時應(yīng)考慮的有關(guān)因素：(1)了解塑料的特性(2)盡量減少或防止接合線(3)模具內(nèi)氣體排出順暢(4)避免沖頭變形和鑲塊錯位(5)盡可能不需要長時間的工藝就可以將熔體填充到模具中5.3.3主澆道的設(shè)計主澆道就是熔融塑料到達模具時的第一個通道。主澆道的形狀和尺寸與塑料的流動速度和填充速度有重要的關(guān)系。澆口通常為錐形，錐度為2°~5°，其小端直徑比噴嘴直徑大0.5~1.0mm，能更好地對準(zhǔn)噴嘴。主澆道內(nèi)表面粗糙度一般在ra0.8um左右。a.主澆道尺寸SR=噴嘴頭部球半徑+（1～2）mm（5.1）查參考資料[9]成型機噴嘴球半徑為12mm，SR=12+1=13mm；而澆口套圓錐孔的小端直徑d應(yīng)該大于噴嘴內(nèi)孔直徑，即d=噴嘴球徑+（0.5-1）mm=4+0.5=4.5mm根據(jù)塑件流動可以選擇小值，本設(shè)計為3.5mm。球面配合高度h=3mm～5mm=3mm；主澆道大端直徑=5.49mm圖5-3主澆道設(shè)計b.主澆道襯套的形式主澆道襯套裝配時要注意襯套與模板的配合種類，盡可能保證與相連接的成型機噴嘴同一軸心線。主澆道一直與熔融塑料保持接觸，所以比較容易損壞或變形，所以主澆道要選擇一種比較優(yōu)質(zhì)的鋼材，不能與固定板相同，所以主澆道需要單獨設(shè)計成一個鑲件，方便更換和修配。圖5-4主澆道襯套5.3.4分流道的設(shè)計分流道是接連主澆道跟澆口的進料通道。在只有一個模腔的模具中，一般沒有分流通道，但在兩個或多個模腔中，通常有分流通道。當(dāng)熔體沿著分流通道移動時，它應(yīng)該迅速填充空腔。應(yīng)盡量減少流動過程中的熱耗，盡量減少阻力。塑料熔體也可以均勻分布到各個腔體，因此選擇了平衡分流通道。分流道的長度應(yīng)盡可能的小而直徑應(yīng)盡可能的大，然而要減小澆注系統(tǒng)的回料分流道的直徑也不能太大。太大直徑的分流道冷卻速度不快，而且還增加模塑時間。本設(shè)計采用點澆口，所以分流道取5×6mm，如圖5-5所示。圖5-5流道設(shè)計5.3.5澆口的設(shè)計澆口的種類很多，各種形狀的澆口的尺寸、特點和使用環(huán)境各不相同。一般有側(cè)面澆口、扇形澆口、中心點澆口、直澆口和潛澆口等。澆口位置選擇原則:(1)防止塑件噴射等缺陷;(2)利于零件的熔體流動;(3)利于空腔排氣;(4)注意使用的零件應(yīng)力;(5)減少零件的接合線;(6)注意分子取向跟制件性能關(guān)系;(7)注意澆口位置和數(shù)量與產(chǎn)品成型的關(guān)系;(8)避免擠壓沖頭或鑲塊變形。通過對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的綜合考慮，最終選擇了點澆口。5.3.6冷料穴的設(shè)計在注射過程中，由于與冷模接觸，進入模具的塑料溫度會下降。如果允許溫度下降的塑料流入型腔，會影響塑件的質(zhì)量，因此應(yīng)設(shè)置冷料井。尺寸和深度應(yīng)該合適。對于較大的塑料件，可以適當(dāng)增加。冷料井的位置一般設(shè)計在主流道和導(dǎo)流道的末端。第6章成型零件設(shè)計6.1成型零部件的要求及選材直接跟塑料熔體接觸形成制件內(nèi)外形輪廓的零件叫作成型零件，成型產(chǎn)品外觀側(cè)的零件稱之為型腔，成型產(chǎn)品內(nèi)部結(jié)構(gòu)的零件稱之為型芯。所以型芯、型腔件必須具有一定的硬度、剛度、強度、耐磨性、耐腐蝕性跟足夠小的表面粗糙度。注塑模具的組成部件比較復(fù)雜，普通的注射模也有較多零件構(gòu)成。這些零件在作業(yè)時所處的情況跟作用各異，所以對模具鋼材要求也不相同。注塑模鋼材的性能要求應(yīng)注意事項如下：(1)機械加工性能良好；(2)拋光性能優(yōu)良；(3)不易被磨損以及抗疲勞性能優(yōu)良；(4)型芯部分強度高；(5)具有耐腐蝕性能；(6)有一定的熱穩(wěn)定性。這次畢業(yè)設(shè)計的型芯型腔皆選用CrWMn的模具鋼。6.2成型零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計6.2.1凹模的設(shè)計1.一體式凹模一般在模具或零件精度不高、形狀簡單時，可選用一體式型腔。2.組合式型腔結(jié)構(gòu)組合式就是由兩個以上部分組成的型腔。根據(jù)組合方式的不同，組合模具結(jié)構(gòu)可分為局部鑲嵌、整體鑲嵌、側(cè)壁鑲嵌、底部鑲嵌和四壁鑲嵌。（1）整體嵌入式型腔把比制件外形較大較好的材料加工成型腔，然后把這個型腔鑲到模板中固定。其優(yōu)點是“好鋼用在刀刃上”。同時確保了型腔的使用壽命，還能做到合理利用高價的鋼材。當(dāng)型腔磨損后具有維修和更換簡便的特點。局部鑲?cè)胧叫颓划?dāng)外形輪廓不規(guī)則跟某些局部較容易磨損的型腔，把不方便制造或是容易磨損的部分設(shè)計成嵌入形式，安裝到凹模主體上。同時做到節(jié)省了模具材料以及做到讓被磨損的型腔易于維修。（3）四壁拼合式型腔如果是較大的不規(guī)則輪廓型腔，選擇制造的型腔周圍嵌在模具中，然后與底板結(jié)合。這樣便于加工，節(jié)省材料。凹模設(shè)計如圖6-1所示。圖6-1型腔2D圖6.2.2型芯設(shè)計1.型芯結(jié)構(gòu)設(shè)計型芯也可分為一體式與組合式兩類。（1）一體式結(jié)構(gòu)大多用在工藝試驗跟小，型模具上形狀不復(fù)雜的型芯，其結(jié)構(gòu)牢固，但制造不方便，用鋼量較多。（2）組合式結(jié)構(gòu)為了便于加工，形狀不規(guī)則的凸模往往選用拼接組合式結(jié)構(gòu)。2.局部小鑲件的結(jié)構(gòu)設(shè)計小鑲件是成型產(chǎn)品上的小孔或不易加工的小槽，小鑲件是單獨安裝在模板中，可以是方形鑲件也可以是圓形鑲件。凸模設(shè)計如圖6-2。圖6-2型芯2D圖6.3成型零部件工作尺寸的計算成型零件是用來直接生產(chǎn)產(chǎn)品的，是最重要的部分，成型零件的制造精度跟質(zhì)量決定了制件的精度跟質(zhì)量。制件尺寸的精度會約束工作尺寸的計算，跟制件尺寸精度有關(guān)系的因素較多，主要是模具加工公差、模具的磨損量跟制件收縮率等因素。影響工作尺寸的因素：(1)制件收縮率的影響，收縮率為0.5%。由于制件遇熱會膨脹遇冷會收縮的原因，成型后溫度降低時的制件尺寸比模具型腔的尺寸要小。(2)型芯、型腔的磨損量成型過程中零件的磨損會導(dǎo)致型芯的尺寸變小和型腔的尺寸變大。(3)型芯、型腔工作尺寸的加工公差型芯、型腔工作尺寸的加工公差對制件的尺寸公差有直接關(guān)系，一般型芯、型腔的尺寸公差取制件公差的1/3~1/6，表面粗糙度取值為0.8um~0.4um。表6-1型腔、型芯工作尺寸計算類別塑件尺寸制品公差△計算公式工作尺寸型腔尺寸0.260.180.160.16型芯尺寸0.260.14中心距0.226.4排氣結(jié)構(gòu)設(shè)計當(dāng)塑料熔體充滿模具時，模具中的空氣、流道系統(tǒng)和塑料成形中的氣體必須完全排出模具。另外，充氣的速度會受到氣體阻力的影響，所以在設(shè)計模具時一定要注意模具的排氣問題。注塑模具通常有以下三種排氣方式:(1)利用活動芯、推桿、活動鑲件與模板固定的沖頭端部的配合間隙進行排氣。(2)分型面上設(shè)有排氣槽，該排氣槽為注塑模具的主排氣通道。(3)用排氣塞排氣。注射模的排氣方法通常是借助模具分型面跟配合間隙自然排氣，僅在特別情況下選用設(shè)置排氣槽的排氣方法。排氣槽通常開在分型面上動模一邊，這樣有利于模具制造和清理。排氣槽尺寸通常是寬1.6～6mm，深0.03～0.05mm，當(dāng)塑料不從排氣槽溢出為最好，所以要比塑料的溢料間隙要小。這次設(shè)計是借助模具分型面跟配合間隙自然排氣。第7章導(dǎo)向和脫模機構(gòu)設(shè)計 7.1導(dǎo)向機構(gòu)7.1.1導(dǎo)向機構(gòu)的作用該導(dǎo)向裝置的作用是保證動模和定模能很好地對準(zhǔn)，使動模和定模的成形面在模具閉合后能形成形狀和尺寸正確的型腔。因此，它可以滿足形狀、壁厚和尺寸的要求。該導(dǎo)向裝置不僅具有導(dǎo)向定位的效果，而且具有承受一定側(cè)壓力的效果，保證模具的平穩(wěn)運動。7.1.2導(dǎo)向機構(gòu)的分類導(dǎo)向機構(gòu)主要有兩種形式:導(dǎo)柱導(dǎo)向和錐形定位。導(dǎo)柱導(dǎo)向機構(gòu)主要用于在動模和定模之間引導(dǎo)模的開合。錐形定位機構(gòu)用于動模和定模之間的精確定心和定位。7.2脫模機構(gòu)注塑成型的每個周期中，一定要把制件從模具型腔中推出，這種把制件從型腔中推出的裝置叫做脫模裝置，也可以叫做頂出裝置或推出裝置。脫模裝置包含脫出、取出兩個動作。7.2.1脫模機構(gòu)的選用原則(1)盡量讓制件留在動模上，以便借助成型機動模上的頂桿或液壓活塞頂出制件。(2)保證制件脫模過程中保持原形，不影響外觀質(zhì)量。(3)推桿應(yīng)必須有足夠的剛度及強度。(4)脫模裝置應(yīng)使用可靠，運動靈活以及加工方便。7.2.2脫模機構(gòu)類型的選擇當(dāng)填模完成后，塑料隨著溫度的降低從而開始收縮，接著緊緊地包住在凸模上。所以需要有力對它作用，才能讓制件順利脫出模具。所以必須合理地布置頂出裝置，讓每一個部分平衡受力。這次設(shè)計中推出機構(gòu)的動力來源可以選擇機動脫模機構(gòu)，借助成型機往返運動所產(chǎn)生的力推出制件。該推出方式效率比較高，花費較少，所以得到普遍應(yīng)用。7.2.3推桿機構(gòu)具體設(shè)計脫模力可按以下公式計算：式中：——脫模力，N；——塑件包容型芯的面積，mm2；——塑件對型芯的單位面積上的包緊力，通常情況下，模內(nèi)冷卻產(chǎn)品p取(0.8～1.2)×107Pa；——塑料對鋼的摩擦系數(shù)，約為0.1～0.3；——型芯的脫模斜度。通過CAD軟件測得塑件包容型芯的面積為1075.2mm2。本次模具設(shè)計中，計算如下：=1075.2×8×(0.1×cos1-sin1)=709.9N第8章模架和模具鋼的選用8.1模架及標(biāo)準(zhǔn)件的選用注射模模架由模具的支撐零件、導(dǎo)向裝置和推出機構(gòu)組成。我們在設(shè)計時應(yīng)盡可能地選用標(biāo)準(zhǔn)件，尤其是能直接選用的標(biāo)準(zhǔn)模架。模具結(jié)構(gòu)的選擇非常重要，模具的機構(gòu)決定了塑件的注射周期、成本、注射工藝和生產(chǎn)成本，所以模具結(jié)構(gòu)的選擇一定要非常慎重。本設(shè)計采用點澆口進膠，其優(yōu)點是澆口與成型品分離容易，根據(jù)AutodeskSimulationMoldflow確定澆口位置和調(diào)整尺寸大小。模架上需要有統(tǒng)一的基準(zhǔn)，并且在模架上標(biāo)刻出基準(zhǔn)符號。注塑產(chǎn)品模架有工字型和直立型兩種：當(dāng)模具寬度尺寸小于等于500mm時，優(yōu)先選用工字型模架；當(dāng)模具寬度