1、 目 录 摘要 . I Abstract. II 绪 论 . 1 第一章 塑件的工艺性分析 . 3 1.1 塑件的原材料分析 . 3 1.1.1 主要优点 . 3 1.1.2 主要缺点 . 3 1.1.3 ABS 的改性 . 4 1.1.4 模具设计注意事项 . 4 1.2 塑件的尺寸精度分析 . 4 1.3 塑件表面质量分析 . 4 1.4 塑件的结构工艺性分析 . 4 第二章 注塑机的初步选择 . 5 2.1 初选注塑机 . 5 2.2 注射机相关参数 . 5 第三章 注塑模的结构设计 . 7 3.1 分型面的选择 . 7 3.2 浇注系统的设计 . 7 3.2.1 主流道的设计 . 7
2、3.2.2 分流道的设计 . 8 3.2.3 浇口设计 . 8 3.2.4 定位圈 . 9 3.3 成型零部件的设计 . 9 3.3.1 型腔 . 9 3.3.2 型芯 . 10 3.3.3 成型零部件尺寸计算 . 10 3.4 模具顶出系统设计 . 11 3.4.1 推出方式选择 . 11 3.4.2 推杆位置的选择 . 11 3.5 合模导向机构的设计 . 12 3.5.1 导柱的设计 . 12 3.5.2 导套的结构设计 . 12 3.5.3 复位杆的设计 . 12 3.6 模架与支承零部件的设计 . 13 3.6.1 模架的确定 . 13 3.6.2 垫块的设计 . 13 3.6.3
3、定模座板和动模座板的设计 . 14 3.6.4 推板的设计 . 14 第四章 注射机校核 . 16 4.1 注射压力的校核 . 16 4.2 最大注射量的校核 . 16 4.3 锁模力的校核 . 16 4.4 模具的闭合高度 . 17 4.5 模具安装部分的校核 . 17 4.6 模具开模行程校核 . 17 致 谢 . 18 参 考 文 献 . 19 I 摘要 这次课题设计是仪表盒的注塑模具设计，该制品为无色，透明的生活用品，所以材料选 ABS。此次设计需要先对塑件进行工艺分析，然后初步选出注塑机。并用 UG 对型芯、型腔、浇注系统、冷却系统、顶出系统、模架进行设计，最后再对注塑机各项参 数进
4、行校核。通过这次设计让我们初步了解注塑模设计的相关知识。 关键词 : UG ， 注塑模 ，仪表盒 II Abstract This subject is designed to meter box injection mold design, this product is colorless, transparent articles for daily use, so choose ABS material.The design needs to process analysis was carried out on the plastic parts first, and then th
5、e preliminary selected injection molding machine.Using UG to the core, cavity, gating system, cooling system, ejection system, die design, and then to the various parameters of injection molding machine for checking.Through the design let us a preliminary understanding of injection mold design knowl
6、edge. Keywords: UG ,Injection mold, Meter box 1 绪 论 一塑料注射模具与模具工业 1. 模具工业及其重要性 科学技术的不断进步与工业生产的迅速发展，模具在工业生产中的使用极为广泛，如汽车、电器、仪器仪表、机械制造、航空航天、轻工业产品等行业，有60%90%的零部件需用模具加工。如螺钉、螺母、垫圈等标准件，没有模具就无法大批量生产。新材料的推广应用，如工程塑料、粉末冶金、合金压铸、玻璃成型等工艺也需要模具来完成批量生产。 模具是实现压力加工的主要工具，也是现代工业生产中应用极为广泛的主要工艺装备。没有高水平的模具就没有高水平的产品，是制造业的一个共
7、识 。作为制造业的重要基础性工艺设备，模具技术被认为是衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。采用模具成型工艺生产零部件，具有高效、节能、成本低、保证质量等一系列优点，能适应产品竞争和不断的更新换代。因此，成形是当代工业生产的主要手段和工艺发展方向。 2. 国内外模具发展状况及发展前景 模具工业在现代社会中具有“不衰亡工业”之称，世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在每年 600亿至 650亿美元。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中， 60% 80%的零部件，都需要通过模具工艺来 加工成型。用模具成型的制件具有高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，
8、这是其他加工工艺所无法达到的。 欧美许多模具企业的生产技术水平，在国际上是一流的， CAD/CAE/CAM、高速切削加工等技术在欧美模具企业中得到了广泛应用。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为当今社会快速制造优质模具的有力保证。 中国模具生产总量已位居世界第三，虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但设计制造水平在总体上要比欧美等国落后很多，特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距。差别主要表现在下列几 个方面： 1、体制不顺，基础薄弱； 2、人才急缺，在科研开发及技术攻关等方面投入资金太少； 3、工艺工装水平低，且配套性不好，利用率低； 4、专业化、标准化、商
9、品化程度低 ， 协作性差； 5、模具材料及模具相关技术落后。 电子、通讯、建材等行业对模具的需求，对我国模具工业和技术产生了巨大的推动作用。未来我国模具将朝着大型化、精密化、多功能化、标准化、快速成型方向发展。 3. 塑料模的发展、分类及其常用成型设备 （ 1）塑料制件的发展： 2 塑料制件是现代新兴的产品之一，其中塑料具有密度小、化学稳定性好、电绝缘性能高、比强度大等 优异性能，再加上原料丰富、成本低廉、成型周期短、尺寸稳定制造方便等优点，因此广泛应用于国民经济的各个领域之中。其中注塑成型成本低、效率高，在塑胶行业中占有突出的位置广泛的加工工艺，在模具加工中应用最为广泛。自 2000 年以来
10、，世界塑胶业向中国加速转移，目前估计从业人员突破 500 万。 （ 2）塑料模的分类及常用塑料模成形设备： 塑料模的类型很多，按塑料制件成形的方法不同，可分为注射模（注射模）、压缩模和压注模；按成形的塑料不同，可分为热塑性塑料模和热固性塑料模等。 按成形工艺方法不同，塑料模成形设备可分为塑料注塑 机、液压机、挤出机、吹塑机等，其中注塑机应用最为广泛。 二 注射模具主要组成部分名词说明 1. 定模部分：定模一般固定在成型设备的固定座板上，与料筒前端的喷嘴相连，是模具的固定部分 。 由定模底板、定模镶、定模框、定位圈、浇口套等零件组成。 2. 动模部分：动模一般固定在成型设备的动模座板上，可以随动
11、模座板往复运动，合模时，由锁紧机构锁紧，是模具的活动部分。由动模板、动模镶块、型芯、导柱、动模框、动模底板、推杆、推板固定板、推杆底板等零件组成。 3. 成型部分：是直接与塑件接触的零件，并决定塑料制件形状和尺寸 的精度。它由固定的镶块、型芯与活动的型芯组成，分别装在动模、定模和滑块上而构成型腔的主要零件。 4. 导向零件：作用是准确引导动模和定模的开启和闭合，也是动模与定模的定位元件，又是避免塑件分型面错位的重要零件之一。此外，还是正确引导推出机构的导向元件。 5. 推出机构：主要用于在开模过程中将制件及浇道凝料从模具型腔中推出。推出机构由推杆、拉料杆、推板固定板、推杆底板和复位杆等组成。它
12、有单独的导向和定位零件。 6. 冷料穴：主要作用是积聚注塑机喷嘴最先射出的冷塑料，以免冷塑料进入主型腔而降低塑件的质量造成废品 。它的结构是在正对主流道的动模上设置一个直径稍大于主流道大端直径的孔，为了确保在开模时拉出主流道凝料，又能在推出机构的作用下顶出冷料穴的凝料，冷料穴常与拉杆配合使用。 3 第 一 章 塑件的工艺性分析 本次毕业设计课题为塑料壳形塑件注射模设计，该产品的三维造型图如图1-1 所示，壁厚 2mm 要求大批量生产。 图 1-1 塑件三维造型图 1.1 塑件的原材料分析 该材料为丙烯腈 丁二烯 苯乙烯，俗称 ABS 塑料。 基本特性： 丙烯腈有高强度、热稳定性及化学稳定性；丁
13、二烯具有坚韧性、抗冲击 特性； 苯乙烯具有易加工、高光洁度及高强度，易于加工成型和染色。从形态上看， ABS 结构特点是线型结构非结晶性材料。 ABS 本色为浅象牙色，不透明，无毒无味，属于无定型塑料。黏度适中，它的熔体流动性和温度，压力都有关系，其中压力的影响要大一些。 1.1.1 主要优点 （ 1）具有优良的综合机械性能。硬而不脆，尺寸稳定，易于成型和机械加工，表面能镀铬，耐化学腐蚀，并有良好的电性能；有一定的表面硬度，抗抓伤；耐磨性好，摩擦系数低； （ 2）电气性能好，受温度、湿度、频率变化影响小； （ 3）耐低温达 -40 ； （ 4）耐 酸、碱、盐、油、水； （ 5）可以用涂漆、印刷
14、等方法对制品进行表面装饰； （ 6）较小的收缩率，较宽的成型工艺范围。 1.1.2 主要缺点 （ 1） 不耐有机溶剂，会被溶胀，也会被极性溶剂所溶解； （ 2） 耐候性较差，特别是耐紫外线性能不好； （ 3） 耐热性不够好，普通 ABS 的热变形温度仅为 9598 ，制品经退火处理4 后还可提高 10 左右。 ABS 在 -40 时仍能表现出一定的韧性，可在-40100 的温度范围内使用。 1.1.3 ABS 的改性 ABS 能与其他许多热塑性塑料或热固性塑料共混，改进这些塑料的加工和使用性能。例如，将 ABS 加入 PVC 中，可提高其冲击韧性、耐燃性、抗老化和抗寒能力，并改善其加工性能；将
15、 ABS 与 PC共混，可提高抗冲击强度和耐热性；以甲基丙烯酸甲酯替代 ABS 中丙烯腈组分，可制得 MBS 塑料，即通常所说的透明ABS。综上所述， ABS 是一类较理想的工程塑料，为各行业所广为采用。航空、造船、机械、电气、纺织、汽车、建筑等制造业都将 ABS 作为首选非金属材料。 1.1.4 模具设计注意事项 ABS 的吸水性比较高，加工前需进行干燥处理 。 为防止在冲模过程中出现排气不良、灼伤、熔接缝等缺陷。 1.2 塑件的尺寸精度分析 由文献 1中表 1-2 可知塑件尺寸相关公差等级的选用标准，其中常用塑件的公差等级选用如下表所示： 表 1-2 塑料模塑件尺寸公差等级选用 材料 代号
16、 模塑材料 公差等级 标注公差尺寸 未标注公差尺寸 高精度 低精度 ABS 丙稀腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物 MT2 MT3 MT5 该塑件尺寸精度无特殊要求，所有尺寸均为自由尺寸，可按 查取公差 。 1.3 塑件表面质量分析 该塑件要求外形美观，外表面没有开裂及熔接缝，粗糙度可取 Ra0.5,而塑件内部没有较高的表面粗糙度要求。 1.4 塑件的结构工艺 性分析 从图纸上分析，壳形塑件有 三 个孔径为 20mm的通孔，塑件相对一般塑料件较小 ，其结构 简单 ， 外形较复杂， 尺寸测量 简单 ，符合一般的塑件要求 。 该塑件的外观要求光面，并且属于中小型塑件 结论：综上所述，该塑件可采用注射成型
17、 。 5 第 二 章 注塑机的初步选择 2.1 初选注塑机 图 2-1 塑件体积 (1)根据 UG 自带的测量工具测得该塑件的体积是： 10.85cm。 浇注凝料的体积大约为： V1=0.25n*Vcm=2.7cm 根据最大注射量初选注射机，公式如下： nV+V1 KVp 2x10.85+2.7 0.8Vp Vp 30.5cm 其中 V：塑件体积 V1：浇注凝料的体积 Vp：最大额定注塑量 n：型腔数目 K取 0.8 （ 2）初选注射机： XS-Z-60/50 2.2 注射机相关参数 表 2-1 注射机的相关参数 额定注射量 60cm 螺杆直径 40mm 注射压力 120Mpa 注射质量 55g 注射方式 柱塞式 注射速 率 60g/s 6 锁模力 500KN 移模行程 180mm 模具最大厚度 200mm 模具最小厚度 70mm
