1、河南理工大学万方科技学院本科毕业论文I摘 要注射模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，是现代生产制造行业的核心，在大多数国家，注射模具设计与制造技术已经成为衡量一个国家生产制造技术先进与否的关键。本设计是关于小电机外壳的注塑模设计。通过对电机外壳的工艺、材料分析，选用适当的注射机，并拟定合理的注射成型工艺方案。在模具设计中，采用一模两腔的布局，二板式的模架结构。并通过对分型面、浇注系统、成型零部件、顶出脱模机构、冷却系统的设计，选用适合的标准模架及标准件，完成对电机外壳的一套完整的模具设计方案。另外，为得到合格的塑件制品，一定要进行详细的工艺分析，分析潜在的问题，优化模具结构、工艺参数，以便及
2、时修改制件和模具设计。关键词： 注射模具 三维造型 CAE 分析 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文IIAbstractInjection mold is an important tooling for industry products ,it is the core of the modern manufacturing industry and in most countries injection mold design and manufacturing technology have become the keywords of measuring its production
3、 technology.Based on the present advanced 3D software UG , This paper realized the 3D modeling for the micromotor shell, analyzed the process and material of Micromotor shell, choosed the proper injection machine ,and roughcast reasonable injection mold design scheme .In the design process ，it used
4、the configuration of two cavity in one plate and architecture of double-plate mould base. And through designing the parting line , running gate system, modeling parts , ejection stripping mechanism , cooling system , choosing adaptive standard mould base and standard parts ,it finished the whole mol
5、d design scheme for the Micromotor shell。In addition ,for getting the qualitative plastic products, before the molding the CAE analysis was been done ,this assist on analyzing the potential problem , optimizing mold structure, technological parameter, so that the mold design could be modified in tim
6、e. Results proved that CAE technology have great benefits in the field of improving the production efficiency, ensuring the product quality , reducing the cost and the intensity of labor. Keywords: Injection Mold 3D Modeling CAE Analysis河南理工大学万方科技学院本科毕业论文i目 录摘要 .I前言 .11.1 塑料简介 .11.2 塑料模具简介 .21.2.1 塑
7、料模具分类及用途 .21.2.2 注塑模的结构 .42 塑料材料分析 .72.1 塑料材料的基本特性 .72.2 塑件材料成型性能 .82.3 塑件材料成型条件 .93 塑件的工艺分析 .113.1 塑件的结构设计 .113.2 塑件尺寸及精度 .133.3 塑件表面粗糙度 .133.4 塑件的体积和质量 .144 注射成型工艺方案及模具结构的分析和确定 .154.1 注射成型工艺过程分析 .154.2 浇口种类的确定 .164.3 型腔数目的确定 .174.4 注射机的选择和校核 .174.4.1 注射量的校核 .174.4.2 塑件在分型面上的投影面积与锁模力的校核 .184.4.3 模具
8、与注射机安装模具部分相关尺寸校核 .19注射模具结构设计 .215.1 分型面的设计 .215.2 型腔的布局 .225.3 浇注系统的设计 .225.3.1 浇注系统组成 .235.3.2 确定浇注系统的原则 .235.3.3 主流道的设计 .245.3.4 分流道的设计 .255.3.5 浇口的设计 .265.3.6 冷料穴的设计 .275.4 注射模成型零部件的设计 .28河南理工大学万方科技学院本科毕业论文ii5.4.1 成型零部件结构设计 .285.4.2 成型零部件工作尺寸的计算 .295.5 排气结构设计 .305.6 脱模机构的设计 .315.6.1 脱模机构的选用原则 .31
9、5.6.2 脱模机构类型的选择 .315.6.3 推杆机构具体设计 .315.6.4 脱模动作原理 .335.7 模具总装图 .345.8 注射模温度调节系统 .345.8.1 温度调节对塑件质量的影响 .355.8.2 冷却系统之设计规则 .365.9 模架及标准件的选用 .365.9.1 模架的选用 .365.9.2 标准件的选用 .376 模具材料的选用 .386.1 成型零件材料选用 .386.2 注射模用钢种 .38总结 .40致谢 .41参考文献 .42河南理工大学万方科技学院本科毕业论文1前言塑料是工业产品生产用的重要工艺装备，它是以其自身的特殊形状通过一定的方式使其原材料成型。
10、现代产品生产中，模具由于其加工效率高、互换性好、节省原材料，所以得到广泛的应用。按成型的对象和方式来分，模具大致可以分为三类：金属板料成型模具，如冷冲压模；金属体积成型模具，如锻造模、粉末冶金模、压铸模；非金属材料成型模具，如塑料模、玻璃模、陶瓷模等。其中使用量最大的是冲压模和塑料模，约占模具总量的 80%左右。模具制造是国家经济建设中的一项重要产业，振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。 “模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复
11、杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。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。模具工业是制造业中的一项基础产业，是技术成果转化的基础，同时本身又是高新技术产业的重要领域。1.1 塑料简介塑料是以树脂为主要成分的高分子材料，它在一定的温度和压力下具有流动性。可以被模塑成型为一定的几何形状和尺寸，并在成型固化后保持其既得形状而不发生变化。塑料有很多优异性能，广泛应用于现代工业和日常生活，它具有密度小，质量轻，比强度高，绝缘性能好，介电损耗低，化学稳定性高，减摩耐磨性能好，减振隔音性能好等诸多河南理工大学万方科技学院本科
12、毕业论文2优点。另外，许多塑料还具有防水、防潮、防透气、防辐射及耐瞬时烧蚀等特殊性能 1。塑料以从代替部分金属、木材、皮革及无机材料发展成为各个部门不可缺少的一种化学材料，在国民经济中，塑料制作已成为各行各业不可缺少的重要材料之一。1.2 塑料模具简介1.2.1 塑料模具分类及用途塑料模具按其所成型塑料种类的不同可分为热塑性塑料成型和热固性塑料成型模。按其成型原理主要可分为如表所示分类。1、注射成型模注(射模)塑(或称注射成型)是塑料先在注塑机的加热料筒中受热熔融，而后由柱塞或往复式螺杆将熔体推挤到闭合模具的模腔中成型的一种方法。它不仅可在高生产率下制得高精度，高质量的制品，而且可加工的塑料品
13、种多和用途广，因此注塑是塑料加工中重要成型方法之一。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文32、压缩成型模将预先计量好的固态物料加入敞开的模具型腔中，合模并加热，使其熔融成粘流态，在压力作用下充满型腔，然后有化学或物理变化，使物料硬化定型而成塑件，称压缩成型，其所使用的模具称压缩成型模，简称压缩模。压缩成型主要用于成型热固性塑料，虽然它课程性热塑性塑料，但由于成型热塑性塑料时，模具必须交替地进行加热和冷却，成型周期长，生产率低，因此一般热塑性塑料不采用压缩成型。3、压注成型模将固态物料添加到模具上方的加料腔内进行加热，使其成粘流态，再利用压机对加料压柱施压，迫使加料腔内熔体通过浇注系统挤入型腔进
14、行充满流动，经过适当保压和固化成型，称压注成型，又称传递成型，其所使用的模具称成型模，简称压注模，同压缩模一样，压注模主要用于成型热固性塑料制品。4、挤出成型模将粉状或颗粒状物料加入挤出机料筒，经料筒外加热和筒料螺杆机械作用而熔融成粘流态，并借助螺杆或柱塞加压，将熔料挤入模具从而获得截面为几何形状和尺寸的连续体，经冷却定型处理，则得连续的塑料成型材制品，这种成型方法称挤出成型，其所使用的模具称挤出成型模，简称挤出模，又称挤出机头。挤出模用于成型热塑性塑料制品，主要用于生产连续的型材，如管、棒、丝、板、薄膜等，此外还可用于中空塑料型坯、粒料加工。5、吹塑成型模中空成型模具用于成型各种塑料容器。将
15、处于高弹态或塑性状态的空心塑料型坯置于闭合的吹塑模具型腔中，然后想起内部通以压缩空气，河南理工大学万方科技学院本科毕业论文4迫使其表面积长大并紧贴模腔内壁，最后冷却定型，获得具有一定形状尺寸的中空吹塑制品，称中空吹塑成型，简称吹塑成型，其所使用的模具称吹塑模。根据型坯制造方法不同，吹塑成型主要分为注塑吹塑成型和挤出吹塑成型，对应使用的模具有注射吹塑模具和挤出吹塑模具。6、气压成型模气压成型含真空成型和压缩空气成型，它是将热塑性塑料板、片材固定在模具上，先将皮料加热至软化温度，然后借助气体压力（抽真空或通压缩空气） ，是软化的坯料发生塑性胀形变形，并贴紧在模具型腔表面而成塑料制品。气压成型模用于
16、板和片为原料的塑料制品成型，一般只适用于热塑性塑料成型。气压成型具有设备简单、成本低、生产率高，能加工大型薄壁塑件等优点，但不易成型不同壁厚和带嵌件的塑件，可制作各种包装衬垫、盒、壳等，轻薄、透明、美观，故在轻工、食品和家电行业获得广泛应用。1.2.2 注塑模的结构任何注塑模均可分为定模和动模两部分。定模安装在注射剂的定模固定板上，动模安装在主设计的动模固定板上。注射时，动模与定模闭合构成型腔和浇注系统，开模时，动模与定模沿分型面分开，并有脱模机构推出制品，如图所示。动模预定膜的闭合、锁紧和开启是有注射剂锁模机构完成；推出脱模机构则有注塑机的顶出机构推动。典型注射模一般由下列部件组成：河南理工
17、大学万方科技学院本科毕业论文51）成型零部件。通常由凹模、凸模（又称型芯） 、镶块等组成，合模时构成型腔，它决定了制品的形状和尺寸。如图中的件 1 和件 8。2）浇注系统。将熔融塑料由注射机喷嘴引入型腔的流动通道称浇注系统，如图中件 3。3）导向机构。通常由导柱（件 6）和导套（件 7）或导向孔组成，用于确定动模和定模合模时的相对位置。有时推出脱模机构也设有导向机构，以防止推出过程中推出板歪斜。4）脱模机构。用于开模时将制件从模具中推出的的机构，见图中件 13,、14、15。5）侧向分型或侧向抽芯机构。见图中件 5、6、9，用于带有侧孔或侧凹的制件成型，在开模推出制件之前进行测向抽芯，或侧向分型。河南理工大学万方科技学院本科毕业论文66）温度调节系统。根据注射成型工艺要求设置冷却系统或加热系统。冷却系统一般为在型腔周围开设冷却管道，如图件 2.。加热设置则在模具内部或周围安装加热元件。7）支撑零部件。它包括各种支撑块（垫块） 、支撑板（垫板）以及动模座板、定模座板等（见图中的 5、11、12、16 等） 。它们与导向机构组成模架。
