1、 湖南工學院機械工程系2006屆畢業設計說明書全套cad圖紙，聯系153893706 設計課題：洗衣機進水盒注塑模具設計姓 名：專 業：模具設計與制造班 級：模具0305班學 號：指導老師 ： 職 稱：副教授目 錄一、前 言二、cad/cam/cae的工作內容三、塑料的工藝分析四、型腔數目的決定及排布五、分型面的選擇六、注射機的選與校核七、澆注系統的設計 八、成型和結構零部件的選擇與計算九、模架的選擇與模具結構設計十、溫控系統的設計十一、小結十二、參考文獻前 言塑料模具的發展是隨著工業的發展而發展起來的，進年來人們對各種時常用品輕量化和設備越來越高，這就為塑料制品提供了廣闊的市場。塑料制品要發

2、展就一定離不開模具的發展。汽車、家電、辦公用品、工業電器、建筑材料、電子通信等塑料制品主要用戶行業近年來都高位運行，發展迅速，塑料模具也得到了迅速發展，據相關報道2005年已發展到480億元，三年平均年增長率21%高于模具行業總體發展速度近4個百分點。近年內，年增長率將保持15%以上的水平。我國的塑料模具無論是在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都有了很大的發展，但與國民經濟發展需求和世界先進水平相比，差距乃很大，一些大型、精密、復雜長壽命的中高檔模具每年仍大量進口。在總量供不應求的同時。一些低擋模具已供過與求，市場競爭激烈，一些技術含量不太高的中擋塑料模具也有一些趨向供過于求。加入wto后

3、，我國經濟將從真正意義上溶入全球經濟一體化，中國的市場不再只屬于中國企業。產品，不僅僅是性能與價格的較量，現在制造業駕馭著微電子或新材料，工程師們在實驗室敲擊著鍵盤，然而加工中心與模具組成的流水線上精密地復制著工程師們捕捉來的最新的模具，最后達到批量生產銷往全球，滿足全世界人民的物質文化需求。進入21世紀，先進制造技術將全面擔負起快速、精密的生產更多門類的產品，以保障和提高人類現代生活質量的任務。產品要在市場贏得占有率，需要以市場和用戶為中心，以具有最優指標的產品快速響應市場的需求。因此，在產品開發的最前沿，把握好市場或用戶對產品的需求，迅速、客觀、全面和準確地對其進行分析和定義，建立有效的計

4、算機輔助需求獲取與分析系統，是提高產品的針對性，決定產品取勝得創新效果的關鍵。先進制造技術基礎的靈魂在于創新，在開發新產品的過程中，著眼于產品開發的最前沿過程，研究并開發能夠準確捕捉和正確理解市場需求的需求獲取、評估和分析系統，建立起快速響應市場的信息通信，及各種大型數據庫的建立，對產品同類產品設計方法和技術，對產品技術的發展都具有重大的影響意義?？偠灾?，為適應大規模成批生產塑料成型模具和縮短模具制造周期的需要，智能化設計是發展的必能趨勢。隨著我國改革開放步伐的進一步加快，中國正逐步成為全球制造業的基礎，特別是加入wto后，作為制造業基礎的模具行業近年來得到了迅速發展。模具是工業生產的基礎工

5、藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產品中，60%-80%的零部件，都依靠模具成型。國民經濟的五大支柱產業機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業的發展與之相適應。模具石“效益放大器”，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍，上百倍。模具生產水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。因此，我國要從一個制造業大國發展成為一個制造業強國，必須要振興和發展我國的模具工業，提高模具工業的整體技術水平。同時，模具工業的發展也日益受到人們的重視和關注。注塑模傳統的手工設計與制造已無法適應當前的形勢。實

6、踐證明，縮短模具設計與制造時間、提高塑料件精度與性能的正確途徑之一是采用計算機輔助設計和輔助制造（cad /cam）,以及輔助工程(cae)?，F代科學技術的發展，特別是塑料流變學、計算機技術、幾何造型和數控加工的突飛猛進為注射模設計與制造采用高技術創造了條件。就此，在這次進水盒注塑模設計過程中我將借助現代先進的注射模cad/cae/cam技術來加強模具設計的高科技水平。注射模cad/cae/cam的重點在于塑料制品的造型、模具結構設計、圖形繪制和數控加工數據的生成。注射模cae的功能就更為廣泛。cae將模具設計、分析、測試與制造貫穿于注射制件研制過程的各個環節之中。采用模具cad/cam/ca

7、e集成技術后，制件不需要進行原型實驗，采用幾何造型技術，制件的形狀能精確、逼真地顯示在計算機屏幕上，有限元分析程序可以對其力學性能進行預測。在模具投產之前，cae軟件可以預測模具結構有關參數的正確性。例如，可以采用流動模擬軟件來考察熔體在模腔內的流動過程，以此來改進澆注系統的設計，提高試模的一次成功率?？梢杂帽汉屠鋮s分析軟件來考察熔體的凝固和模具溫度的變化，以此來改進冷卻系統，調整成型工藝參數，提高之間治療和生產效率，還可以采用應力分析軟件來預測塑件出模后的變形和翹曲，模腔的幾何數據能互相地轉換為曲面的機床加工軌跡，這樣可以提高模腔和型芯表面的加工精度和效率。模具cad/cam/cae技術是

8、以科學、合理的方法，給用戶提供一種行之有效的輔助工具，使用戶在模具制造之前能借助于計算機對制件、模具結構、加工、成本等進行反復修改和優化，直至獲得最佳效果，cad/cam/cae技術能顯著地縮短模具設計與制造時間，降低模具成本并提高制件的質量。 寧波德業科技集團二零零六年四月一日 二、進水盒注射模cad/cam/cae的工作內容 圖1. ug軟件界面與塑件圖 塑料制件的幾何造型 根據已有的二維圖紙及樣品（或者實體模型）采用pro/e、ug進行線框造型、表面造型和實體造型，在計算機中生成塑料制件的幾何模型。由于塑料制件大多部分結構不是很復雜，因此多采用實體拉伸、裁剪及曲面操作來產生制件的幾何模型

9、。在造型過程中還必須考慮到塑料制件的工藝性，如拔模斜度、圓角過渡等都是要考慮到的。 塑料產品的分模及模具方案的布置 在已有產品三維模型的前提下，進行分模，采用的軟件是pro/e2001、ug、cimatron。pro/e和ug對不是很復雜的實體產品可以輕松的解決，但是遇到比較復雜和結構煩瑣或是片體零件的產品是用cimatron會更加的好用，在國外一般使用這兩個軟件結合來分模。分模得到是型腔和型芯表面形狀以及一些滑塊和抽芯結構。在這之前要對塑料制件進行收縮率的設置，具體數值要查表，本次用于成型的塑料原料為pp（聚丙烯），由塑料模具設計手冊可以查得該材料的收縮率為（1.02.5）%，成型工藝性能良

10、好。根據實際生產的需要，塑件的收縮率設置為1.2%.在此過程中用軟件來引導模具布置型腔的數目和位置，如需要并構思出澆注系統、冷卻系統及推出機構，為選擇標準模架和設計上模、下?？傃b圖做準備。 模架的選擇 根據制件的大小和型腔數目的布置選擇本公司建立好的標準模架庫。為了能讓設計的模具合理，模架的選擇也要求合理性。 部裝圖及總裝圖的生成 根據所選的標準模架和已完成的型腔布置，借助設計軟件生成模具部裝圖和總裝圖。更加方便的是可以用ug裝配出模架，能很直觀的進行修改。 模具零件圖的生成 利用ug和autocad強大功能繪制出模具結構零件圖總裝圖，并進行完整的尺寸標注、公差、表面粗糙度的表達。 注射工藝條

11、件及塑料材料的優選 基以分析軟件提供的有關型腔填充時間、熔體成型溫度、注射壓力以及最佳塑料材料的推薦值。根據其優點和缺點對最初選擇的工藝參數和材料進行更改，以讓最后的產品能具有最好的性能。 注射流動、冷卻過程的分析 一般采用有限元方法來模擬熔體的充模和保壓過程以及冷卻過程根據其提供的不同時刻熔體及制件在型腔各處的溫度、壓力、剪切速率、切應力以及所需要的最大鎖模力等其預測結果對改進澆注系統和調整注射工藝參數有非常重要的意義。使用的軟件為moldfolw、plastic advisor。 數控加工 利用cimatron強大的編程功能，對曲面的三軸、五軸數控銑削刀具軌跡生成及相應的后置處理程序。并可

12、以實現仿真，能更加直接的看到整個加工過程。 產品數據（實體模型、二維圖紙）幾何造型模具結構設計模擬分析力學設計工藝數據庫物性數據庫標準件庫 標準模架庫 數控加工圖2 .注射模cad/cae/cam集成系統圖框圖3. cimatron界面本次的畢業設計過程借助了強大的cad/cae輔助功能，讓模具設計變的更加的輕松和完美，不管是ug、pro/e、cimatron、moldflow等都讓你在模具設計過程中考慮的更加的全面，讓設計結果更加的趨于現實。但是從實際經驗中總結的一些東西在軟件里面得不到太多得體現，這就要從書本和有經驗的模具師傅那里請教。模具設計是一個復雜，內容廣泛的的職業，所以需要在不斷的

13、工作當中總結、積累。以至在以后的模具設計過程中減少一些不必要的錯誤。由于本人水平有限，本論文中必然存在不少紕漏及錯誤之處，敬請評閱老師批評指正。三、 塑件工藝性分析圖4. 塑件三維圖塑件為洗衣機進水盒，塑件材料為pp（聚丙烯），由塑料模具設計手冊可以查得該材料的收縮率為（1.0-2.5）%，成型工藝性能良好。根據實際生產的需要，塑件的收縮率設置為1.2%，由塑件樣品可知該塑件總體尺寸為：長114毫米，寬85毫米 ，高111毫米。技術要求：塑件不得有影響外觀的缺陷飛邊、毛刺，縮影等熔接痕，表面粗糙度ra均在0.02m，拔模斜度為1。合理的模具設計，主要體現在所成型的塑料制品質量（外觀質量及尺寸穩

14、定性），這就要求有合理的模具結構和適當的材料以及合理的加工方法，也需要一定的后處理過程。為了保證在生產中制造出合格的塑料制品，除了合理選擇塑料材料外，還必須考慮塑件的成形工藝性。塑件的成形工藝性與模具設計有直接的關系，只有塑件的設計能適應成形工藝要求，才能設計出合理的模具結構。這樣既能保證塑件順利成形，防止塑件產生缺陷，又能達到提高生產率和降低成本的目的。 塑件整體結構的分析該塑件的材料為pp,它的性質如下：1：基本特性 無色、無味、無毒，外觀似聚乙烯，但比它更透明、更輕，密度僅為0.90.91g/cm3，它不吸水，光澤好，易著色，屈服強度、抗拉強度、抗壓強度和硬度及彈性比聚乙烯好，有特別高的

15、抗彎曲疲勞強度。熔點為164170c，耐熱性好。能在100 c以下進行消毒，其低溫使用溫度達-13 c，低于-33 c時會脆裂，高頻絕緣性好，絕緣性能不受溫度的影響，在熱、光的作用下極易分解老化，所以必須加入老化劑。2：成型特點 成型收縮范圍大，易發生縮孔凹痕及變形熱容量大。注射成型模具必須充分進行冷卻，冷卻回路適宜模溫為80 c左右，不可低于50 c，否則，會造成成型塑件表面光澤差或產生熔接痕等缺陷，溫度過高會產生翹曲現象。3：成型工藝聚丙烯材料的吸水性為0.01%0.03%，收縮性為1.03.0 ，體積為1.101.110cm/kg，聚丙烯的成型是選用螺桿式注射機，物料要經過12小時的預熱

16、干燥。干燥的溫度為801000c，注射機料筒的加熱溫度分別為：后段1601800c。中段為1802000c。前段2002200c。模具溫度為80900c。注射機的注射壓力為70100mpa。成型時分以下幾段：注射時間為2060s，保壓時間為03s， 冷卻時間為2090s，總周期為50160s，螺桿轉速為48r/min。 塑件工藝性的分析塑件的幾何形狀與成形方法、模具分型面的選擇對塑件出模有直接關系。脫模斜度的選擇。塑件的脫模斜度與塑料性能、收縮率的大小、塑件的幾何形狀有關。據此進水盒塑料件的脫模斜度選擇為1。（這正符合公司有多年開模經驗的模具師傅的總結，公司的塑料件大多為空調外殼、家電塑料件、

17、汽車件等，對這種塑料件其脫模斜度一般取11.5。）為了避免應力集中，提高塑件強度，改善塑件的流動情況以便脫模，在塑件的各面或內部連接處，采用圓弧過渡。這對塑料的填充和模具制造（提高了模具強度）都是很有利的。塑件的圓角選為0.5、1、3不等。具體大小可以參照塑件圖。塑件上孔的特征是根據塑料件本身使用要求來設計的，孔特征的存在不應影響塑件的強度。本塑件上孔特征較少，所成形的孔較簡單。塑件尺寸公差。根據sj1372-78標準pp材料注射產品的精度等級選it6具體不同尺寸的公差數值可以查表塑料模具設計手冊表2-19 公差數值表，在查出的公差數值一般采用雙向分布。塑件圖上未注公差尺寸的允許偏差，采用it

18、7級精度。公差的標注應符合gb4458.4-84的規定。四、型腔數目的確定 型腔數目的確定模具型腔數量的確定主要是根據制品的投影面積、幾何形狀（有無側抽芯）、制品精度批量及經濟效益來確定。型腔數量主要由以下因素進行確定：（1）制品重量與注射機的注射量；（2）制品的投影面積與注射機的鎖模力；（3）模具外型尺寸與注射機安裝模具的有效面積（或注射機拉桿內間距）；（4）制品精度；（5）制品顏色；（6）制品有無側抽芯及其處理方法；（7）制品的生產批量；（8）經濟效益（每一模的生產值）。這些因素有時是相互制約的，在設計方案時，應該進協調，以保證滿足其主要條件。從上述對塑件的結構分析來看，塑件為投影面積不大

19、；但是具有較復雜的三側邊抽芯機構，故采用單型腔（一出一）結構。五、分型面的選擇分型面為定模與動模的分界面。每個塑件的分型面可能只有一種選擇，也可能有幾種選擇。合理地選擇分型面是使塑件成形的先決條件。在選擇分型面時主要從以下幾個方面考慮：1 使塑件在開模后留在動模上；2 分型面的痕跡不影響塑件的外觀；3 澆注系統，得別是澆口能合理的安排；4 使推桿痕跡不露在塑件外觀表面上5 使塑件易脫模。6 保證塑件的尺寸精度。7 分型面選擇要有利于排氣。8 盡量使模具加工方便。圖5.分型面的選擇分型面是確定型芯和型腔分割處的最重要的一步，考慮到分型面選擇的合理性一定要根據上面的七點做具體的判斷和考慮。由于是利

20、用軟件通過直觀的三維模型來分模的，事先確定模具工件的尺寸就是分模后型芯和型腔的尺寸，所以在實體造型過程中就要按1：1的比例做好，這會給隨后的加工和模具制造帶來方便。由于模具的分型面相對比較的復雜，再加又有三個側抽芯結構，所以分模是最難做一步。對于一副模具如果分模做好了剩下的加工和鉗工就比較的簡單了。這次模具設計就是借助ug和cimatron強大的實體造型和分模功能采讓模具設計變的更加的簡單。六、 注塑機型號的選定注塑機規格的確定主要是根據塑料制品的大小及生產批量。在選擇注塑機時，主要考慮其塑化率、注射量鎖模力、安裝模具的有效面積（注塑機拉桿內間距）、容模量、頂出形式及頂出長度。當客戶以提供注塑

21、機的型號或規格，設計人員必須對其參數進行校核，諾滿足不了要求，則必須與客戶商量更換。由于本次設計制品比較小，分析制件的模型可以得到： 體積v=5.92057e+08 mm3投影面積a=10628 mm注塑機的選擇主要以下列參數為參考： 最大注射量。 能保證制品的質量，又可充分發揮設備的能力，則注塑模一次成型的塑料體積（塑件與流道凝料之和）應在注塑機理論的50%80%之間。塑件體積為5.92057e+08 mm3,加上澆道里的塑料，約為1.55e+03cm3 注射壓力。 形狀一般，精度要求較高，熔體流動性好，壁厚比較均勻，所需的注射壓力一般在7090mpa. 鎖模力。 鎖模力為注塑機鎖模裝置用于

22、夾緊模具的力，所選注塑機的鎖模力必須大于由于高壓熔體注入模腔而產生的脹模力。f鎖p腔a/1000。式中 f鎖鎖模力（kn）p腔型腔壓力（mpa）其壓力是注射壓力的80%a塑件及流道系統在分型面上的投影面積 f (3010628 mm)/1000 =625.7kn 注射速度。 每分鐘注射出熔體塑料的射程（m/min）。 塑件在分型面上投影面積，并且取最大成型面積以一定型腔壓力計算。 開模力取鎖模力的1/101/20。 模具厚度與開模距，模具厚度一定要在注射機規定的模具最大與最小厚度范圍內，以獲得額定的鎖模力。注射機的最大開模行程等于注射機移動模板與模板之間的最大開距減去模具閉合厚度。即： sk

23、hm + s單分型面下模具開模距離為： s=h1+h2+（510）mm=65+177+(510)=247252 mm 頂出裝置采用中心頂桿機械頂出方式。根據上述標準及公司的設備條件，可以選用htf150x系列注塑機，其主要參數為:注射壓力 7090mpa螺桿直徑 120 mm鎖模力 625.7kn螺桿轉速 0-110rpm.因而選用htf150x注塑機，是非常合理的。 七、澆注系統設計澆注系統的設計 澆注系統的設計,包括主流道的選擇，分流道截面形狀及尺寸的確定，澆口位置的選擇，及澆口形狀及澆口截面尺寸的確定。當采用點澆注時，為了點澆注口的脫落，還應注意脫澆口裝置的設計（1）影響澆口設計的因素澆

24、口設計包括澆口截面形狀尺寸的確定，澆口位置的選擇。影響澆口澆口截面形狀及其尺寸確定的因素，就制品而言，包括制品的形狀、大小、壁厚、尺寸精度、外觀質量及力學性能等，制品所用塑料特性對澆口設計的影響因素是塑膠的成型溫度、黏度（流動性）、收縮性及有無填充物等。此外，在進行澆口設計時還應考慮澆口的加工、脫模及清除澆口的難易程度。1）塑料的成形特性 設計澆注系統應適應所用塑料的成形特性的要求，以保證塑件的質量。2）塑件的大小及形狀 根據塑件大小，形狀壁厚，技術要求等因素，結合選擇分型面同時考慮設置澆注系統的形式，進料口數量及位置，保證正常成形。 3)模具成形塑件的型腔數 根據一模一腔或一模多腔確定澆注系

25、統。 4）塑件外觀 設置澆注系統時應考慮去除，休整進料口方便，同時不影響塑件的外表美觀。 5）成形效率 在大量生產時設置澆注系統還應考慮到在保證成形質量的前提下盡量縮短流程，減少短面積以縮短填充及冷卻時間。6）冷料 在注射間隔時間，噴嘴端部的冷料必須去除，防止注入型腔影響塑件質量，故設計澆注系統時應考慮儲存冷料的措施。（2）澆口截面的大小按照常規來說，澆口的截面尺寸宜小不宜大，可先確定的小一些，然后在試模時，根據對型腔的充填情況再進行修正。特別是一模多腔的模具主澆道設計 主澆道為直接與注射機的連接部分。由于熔體在料筒內已被壓縮，此時流入模的空腔內，其體積必然要脹大，流速也略微減少。澆注系統的設

26、計考慮的因素很多也很復雜。在cae軟件飛速發展的今天省去了很多由于澆注系統設計而帶來對塑件的不合理充型。主澆道截面為圓形，整體為圓錐體。主澆道為一圓錐孔，其小頭正對注射機的噴嘴。因噴嘴外形為球面，所以主澆道小頭孔端的外形應為一凹球面。為配合緊密，防止溢料，凹球面的半徑應比噴嘴的球面半徑略大23mm。錐度為24. 內壁表面粗糙度取ra=0.63m。防止主流道與噴嘴處益料，主流道對接處緊密連接，且成半球形凹坑，r2=r1+（12）mm，d2=d1+(0.51)mm.凹坑深度取2mm。澆口套需用t10a鋼材，表面淬火處理hrc5860，其內表面有一定的公差尺寸要求。主流道直徑的決定，主要取決于主澆道

27、內熔體的剪切速率。其經驗公式為：d=(4v/k)1/2(mm)d主澆道大頭直徑。v流經主澆道的熔體體積（包括各個型腔，各級分澆道，主澆道，以及冷料穴，的容積（cm3）;k因熔體材料而異的常數。（這里k取3）帶入以上數據可得d=5mm其結構如下所示： 圖6.膠口套 澆口設計 澆口是熔體直接進入型腔的通道，它的位置，尺寸，形狀，直接影響塑件的內在質量與外觀質量。如果設計不當，容易造致填充不足，融合痕，氣泡，翹曲變形，密度不均勻，內壓力過大甚至填料不足。澆口分類：（1） 直接澆口，其形式是塑料通過澆口直接折射在塑件上，與限制進料口比較有很多不利之處，但是因為它具有壓力損失少，節約塑料，模具結構簡單等

28、優點，因此仍廣泛使用。（2） 限制澆口 是指與型腔間采用一段距離很短，截面很小的澆口相連接。其優點是：1） 殘余應力小，可防止塑件破裂，翹曲，變形。2） 型腔內實際壓力小，同使用非限制澆口比較可成形較大投影面積的塑件。3） 由于澆口有摩擦的作用，可提高料溫減少流痕。另外料流流速高，有利于填充型腔。4） 縮短成形周期其缺點是：1) 料流阻力大 ，注射壓力損失大2) 流道增長，料溫易下將，消耗塑料多。3) 保壓補縮作用小，易出現縮孔， 澆口的主要形式有：直接澆口，側澆口，點澆口，潛伏澆口，薄膜澆口，爪式澆口，側隙澆口，阻尼澆口，護耳澆口。根據各澆口特性及塑件特點，決定選擇薄膜澆口，注射成型的基本要

29、求是在合適的溫度和壓力下使足量的塑料熔體盡快充滿型腔。影響順利充模的關鍵之一是澆注系統的設計，而在澆注系統中澆口的設計最為重要。在這里借助熔體流變學和普通澆口設計的原則對澆口做最佳的設計。根據塑件的外形結構及其生產效益，分析此塑件易采用直接澆口截面采用圓形截面。直接澆口，其形式是塑料通過澆口直接折射在塑件上，與限制進料口比較有很多不利之處，但是因為它具有壓力損失少，節約塑料，模具結構簡單等優點，因此仍廣泛使用。八、成型和結構零件的設計型芯和型腔的生成模具零件按其作用可分為成形零件與結構零件，成形零件如凸模，凹模，鑲件。結構零件如導柱，導套等。成形零件的大部分表面直接與塑料接觸，其形狀往往較為復

30、雜，精度與表面粗糙度要求也較高，因此設計時除要考慮保證塑件成形外，還要求便于制造和維修。凸凹模結構形式。簡單的可以采用整體式的凸?；虬寄?。通常采用拼鑲方法組合成凸?；虬寄＃敬卧O計也采用拼鑲法設計。型腔的制造尺寸是包括了塑料成形收縮在內的，因此，在計算尺寸前，首先要確定使用塑料的成形收縮率。塑料的收縮是受多方面影響的，如塑料品種，塑件尺寸大小，幾何形狀，熔體溫度，注射壓力，充模時間，保壓時間等，其中影響最顯著的是塑件的壁厚和幾何形狀的復雜程度。理論的成形收縮率是型腔在20溫度下的容積與塑件在20溫度下的體積之比。設計型腔時，要按線性收縮來計算即按長度收縮計算查表5-33常有塑料收縮率 (塑料模

31、設計設計手冊。第二版 2002 北京 機械工業出版社)。查的pp的收縮率為1.2。型腔尺寸計算的原則:1）凹模尺寸 凹模為成形塑件外形或外輪廓，凸出部。從塑件上看，這類尺寸的公差一般為負偏值，而制造凹模時習慣按正偏差，正好相反，凹模在使用時有磨損，磨損后尺寸增大，也等于正偏差。2）凸模尺寸。凸模為成形塑件的內輪廓，孔溝槽的，從塑件上看這類尺寸公差一般為正偏差，而制造凸模時習慣為負偏差，也正好相反，凸模在使用時有磨損，磨損后的尺寸變小，也等于負偏差。在確定了分型面之后利用ug分模。首先工件的尺寸確定為：300x250x152（mm）,隨后根據分型面的位置進行分模。得到的型芯和型腔以及3個側分型滑

32、塊其基本形狀為：圖7.上模（型腔）實體分模圖 圖8.下模（型芯）實體分模圖考慮到產品結構的問題，型芯做成鑲嵌式，型腔做成整體式。型腔尺寸為300x250x126。型芯尺寸為150x127x111。因為型腔和型芯是根據產品按1：1的尺寸生成的，在分模之前對工件的收縮率以及設好即為1.2%，所以型腔和型芯所有尺寸也不需要象設計手冊那樣煩瑣的計算。這也是現在模具行業在設計制過程中先進的地方。強度校核注塑模具的工作狀態是長時間的承受交變負荷，同時也伴有冷熱的交替?，F代注塑模使用壽命至少幾十萬次，多至幾百萬次，因此，模具必須有足夠的強度和剛度。工作狀態下所發生的彈性變形，對塑件的質量有很大的影響，尤其是

33、對于尺寸精度高的塑件。凹模型腔的強度。由于注射壓力的作用，凹模有向外擴張的的變形產生，當變形量大于塑件的壁厚方向的成行收縮量時。會造成脫模困難，嚴重時還不能開模。在注射模的標準件中，凹模的外形為矩形。此次采用矩形模板。正符合本產品的形狀要求。下面為軟件分模的實體滑塊圖： 圖9.滑塊 圖10.滑塊圖11.滑塊上圖為模具結構的三個滑塊，也是利用pro/e的分模功能根據產品側抽芯特征的形狀和結構確定尺寸的，整體尺寸各為：滑塊（1）147x103x114；滑塊（2）103x96x78；滑塊（3）103x96x78；整副模具結構中最主要的五個結構已經設計好。上五個成型零部件的實際尺寸就是進一步做編程加工

34、的實際尺寸。上述五個成型零部件的工作尺寸直接決定塑件形狀的相關尺寸，所以成型零部件工作尺寸與精度是保證塑件質量和尺寸精度的前提。而影響塑件尺寸精度的因素很多很復雜，起主要有以下幾點：1、成型零部件的制造誤差成型零部件的制造誤差包括成型零部件的加工誤差和安裝、配合誤差兩個方面，設計時一般將成型零部件的制造誤差控制在塑件相應誤差的1/3左右，通常取it69等級。為了保證尺寸精度在數控銑過程中可以分三次銑削加工，粗銑加工的余量設為0.5mm，半精加工的余量設為0.3mm，精加工的余量設為0.2mm。這樣就可以得到比較精度高的成形零件尺寸。大型模具在粗加工后不立即進行半精加工或者精加工而時放到自然空氣

35、中進行自然實效處理，目的是讓其變形以讓在最后的精加工后變形縮短到最小。 2、成形零部件的磨損成形零部件磨損的主要原因時塑料熔體在型腔中的流動以及脫模時塑件與型腔的摩擦，而以后者造成的磨損為主。設計時根據塑料材料、成形零部件材料、熱處理及型腔表面狀態和模具要求的使用期限來確定最大磨損量，洗衣機進水盒塑件屬于小型塑件該值取1/6塑件公差。3、塑料的成形收縮大型塑件的收縮一般需要考慮的比較復雜，但由于此件比較均勻，且對稱分布，澆口位置要求不是很高，對pp而言取1.2%就可以了。追溯誤差問題是為了讓模具在加工過程中能得到更加精密的零部件，這也是保證塑件產品尺寸精確最主要的途徑。在傳統的模具設計過程中，

36、在確定了成型零件的尺寸之后都要對其尺寸進行強度和剛度校核，以至讓成型零件在使用過程中失效?？紤]到這點，就本人在這次進風柵格模具設計過程中也借助了前人的經驗，成形零件尺寸的確定以及模具材料的選擇都做過細致的分析。 材料的選擇模具的選材，是模具設計過程中極其重要的一步，也是保證模具質量、提高模具壽命的關鍵。一副好的模具必須具有高的機械強度、高溫硬度、足夠的韌性、良好的耐磨性和抗粘著能力，這樣才能保證模具的高精度和高壽命。模具材料的一般性能要求包括：力學性能、高溫性能、表面性能、工藝性能及經濟性等。各種模具的工作條件不同，對材料的性能要求也不同各有差異。這里主要討論塑料模的材料。我國塑料模具用鋼目前

37、還缺乏專用鋼種，生產部門采用一般工具鋼，如t10a、crwmn、cr12mov鋼等。這些鋼由于切削加工性一般較差，難以制造復雜的型腔的模具，而且一旦熱處理變形超差即難以修復使用。因此，近年來模具制造業常采用退火或正火狀態的45鋼及預硬作模具用鋼，但此鋼不能滿足模具發展的需要，因此常參考國外塑料模具用鋼并結合我國的基本條件進行選用?？傊螤詈唵蔚乃芰夏＞呖蛇x用45、40cr、t10a鋼和低熔點合金鋅基合金等，復雜的塑料模可選用9mn2v、gcr15、crw mn、cr12mov、鋅基合金、銅鈹合金等。對于尺寸精度、表面粗糙度、模具壽命有特殊要求的高精度模具，可選用進口模具鋼。根據塑件大小選擇的

38、模架強度足于滿足模具使用過程的性能要求。至于成形零件部位離模架邊緣尺寸為100mm或者120mm這都沒有明顯的規定，最主要的是能最小可能的滿足其使用性能，材料選的太大也沒有什么實在的意義，做到可以就行。再加上一些復雜的抽芯、斜頂塊結構的存在就更加不好確定了。但是對成型零件和結構零件的材料選擇有如下的規定：c45 w（45#、中炭鋼）：硬度為：hb170 hb220,價格便宜,加工容易,在模具上用作模架,頂柱，及一些不重要的零件上。p20（40 crmn mo 7 預硬塑膠模具鋼）：此種鋼是預硬鋼，一般不適宜熱處理，但是可以氮化處理，此鋼種的硬度差距也很大，由280hrc 400 視乎那間鋼廠的

39、標準，由于已作預硬處理，機械切削也不太困難，所以很合適做一些中下價模具的鑲件，有些生產大批量的模具模架也采用此鋼材（有些客戶指定要用此鋼作模架），好處是硬度比中炭鋼高，變形也比中炭鋼穩定。類別模架、螺栓型芯、型腔滑塊、型芯桿澆口套頂桿導柱、導套、斜導柱、回頂桿其他材料45#（中炭鋼）p20t10at8agcr1545#表1. 材料的選擇排氣結構和分析排氣是注射模設計中不可忽視的一各問題，如果模具排氣不良，型腔內的氣體受壓縮將產生很大的背壓，阻礙了塑料熔體的充型，此外排不出的氣體在一定的壓縮程度下會滲入塑料制件內部，造成氣孔、組織上的缺陷。為了避免因排氣不良造成塑件質量不合格因從以下幾點做到：在

40、塑料顆粒注射使用之前進行干燥；選擇合理的注射工藝控制溫度；利用分型面、模板、頂桿、抽芯等結構進行排氣。注射模是先閉合后進料，在充模過程中必須把型腔中的空氣完全排除，才能使充滿完全。如果某一局部排氣不良，則該部的空氣被壓縮而升溫，導致熔體熱分解變質，色澤變焦黃。如果滯留在型腔內的氣體過多，還會形成空洞和充料不足的缺陷。熔體在型腔內的流動路徑，往往有多股匯流的現象主要由于型芯的阻擋。匯流時，流體前鋒面的溫度下將，粘度增大，往往不能很好的融合，造成分離，影響塑件的強度，為了避免這種現象，有時匯流處設置溢流槽（冷料井）。排氣槽的位置應按以下幾項原則選定：1） 流程的最終點2） 兩股料流的匯合處3） 型

41、腔內容易滯留空氣處4） 型腔中盲孔的底部等具體做法：1） 利用分型面排氣2） 利用推桿排氣3） 利用嵌件排氣4） 利用溢流槽 根據上述原則，選擇分型面排氣。側抽芯機構的設計由于塑件側凹和側孔的存在，所以必須要使用側分型抽芯機構才能保證正常的脫模 圖12.斜導柱側向分型與抽芯結構從上圖中側孔和側凹槽結構分析要讓塑件順利脫模，必須使用抽孔結構和抽槽結構。從前面生成型芯、型腔、滑塊的步驟中已經清楚的知道抽芯結構的原理。兩個孔通過一個抽芯機構形成，兩邊對應的槽通過兩個相同的大滑塊形成。在其兩側的小孔處考慮結構簡單、制造方便、工作可靠的原則采用彈簧抽芯和斜導柱側向分型抽芯結構。斜頂工作原理如下：斜導柱固

42、定在上模板（型腔）上，滑塊可以通過下模板上的導軌運動，滑塊通過螺栓和彈簧復位，開模時，開模力通過彎導柱迫使滑塊向外移動，完成抽芯。合模時通過螺栓、彈簧定位，以至能安全復位。斜導柱側向分型與抽芯結構參數的確定：1、抽芯距s 型芯從成型位置抽到不妨礙塑件脫模的位置所移動的距離為抽芯距（s）。一般s等于側孔或側凹槽深度s。加上23mm的余量，即滑塊1： s1=s。+（23）=15+3=18mm滑塊2： s2=s。+（23）=14+3=17mm滑塊3： s3=s。+（23）=14+3=17mm2、滑塊1的傾角滑塊斜導柱傾角取決于斜導柱的高度和抽芯 h = scot h=57mm =17 所以取=17符

43、合斜頂標準斜導柱的工作長度為： l=s/sina=17/sin17=56mm應做成整體故簡單可靠，但比較昂貴，最后根據模架的選取，具體尺寸可以參考斜導柱零件圖。3、滑塊2和3斜導柱的傾角滑塊斜導柱傾角取決于斜導柱的高度和抽芯 斜塊傾角決定了開模行程和斜導柱長毒，對斜導柱的受力也有重要的影響。抽拔方向垂直于開模具方向，所以s，開模行程h與傾角的關系為： h = scot h=55 a=17 所以取=17符合標準大滑塊斜導柱有效工作長度l與傾角的關系為： l = s/sin 取l=58mm。4、為了使模具簡單化?；瑝K采用彈簧抽芯，選用15x50標準彈簧 圖13. 斜導柱結構圖 斜導柱技術要求：調質

44、（28-32） 磨床加工，表面滲氮處理，硬度：hrc58 -62；需要進行熱處理，磨床其余量；表面粗糙度0.8m。斜導柱與上模板采用h7/m6配合并用m8螺栓固定，與滑塊斜孔采用h11/d11，或者直接留有0.51mm得間隙，此間隙使滑塊運動滯后于開模動作，且使分型面打開一隙縫，使塑件在活動型芯未抽出前獲得松動，然后再驅動滑塊抽芯。其他滑塊也使采用同樣的方法與上模板配合固定。 滑塊材料均采用p20，表面滲氮處理，hrc5658 滑塊1抽芯的距離為18mm（抽芯距為18mm）所以可以采用彈簧抽芯機構，以簡化機構和節約成本。只需在滑塊上打個孔，放進一個彈簧即可，用于滑塊限位的擋塊的間隙應大于18m

45、m以便有足夠的往外行程，滑塊2和3的抽芯的距離為17mm（抽芯距為17mm）所以可以采用彈簧抽芯機構，以簡化機構和節約成本。只需在滑塊上打個孔，放進一個彈簧即可，用于滑塊限位的擋塊的間隙應大于17mm以便有足夠的往外行程，抽芯結構作為模具結構當中比較復雜的結構之一，不管使從運動上還是材料本身都需要做到合理，并且滑塊結構也要保證一定的表面精度的要求，成型塑件表面粗糙度為鏡面，其余6.4。導向機構設計導向機構只要用于保證上模和下模兩大部分或者模內其他零部件之間的準確對合，起定位和導向作用。比較常見的是導柱導套結構，在本次的設計當中也主要使用了這種結構。導柱導向結構是利用導柱和導向孔之間的配合來保證

46、模具的對合精度。導柱、導套選用標準結構導柱22182、導套26116（與標準模架對應），導柱有足夠的抗彎強度，且表面耐磨，芯部堅韌，導柱材料選為gcr15調質2832，表面滲氮處理，硬度hrc5862。導柱的長度高出凸模最高點2030mm，以保護凸模。 圖14. 導柱結構 圖15.導套結構導柱與導套采用間隙配合h7/f6，與安裝孔采用過渡配合h7/m6，配合部分表面粗糙度0.8。導套的滑動部分按h8/f8配合，導套外徑按h7/m6配合，通常導套的硬度應低于導柱的硬度，以改善摩擦。導柱和導套采用配合使用數量一般相同，所選數量為四，具體的布置可以參考零件圖。 脫模、復位機構設計注射成形機的動模部分

47、設有脫模推出機構，有的使用液壓推動，也有用機械推動，總之，塑件成形后，動模后退一定距離，就開始有注塑機的脫模機構推動模具的推板和推桿固定板，使塑件從動模上推出。脫模機構的設計原則： 1、保證塑件不因頂出而變形損壞及影響外觀，根據塑件對模具黏附力的大小正確選擇頂出桿的大小和頂出位置，一般選在塑件的內表面。2、結構不應太復雜，設計合理的脫模斜度使塑件在開模時留在上模，以便順利的頂出。3、頂出機構運動要準確、靈活、可靠，無卡死和干涉現象，頂出桿要有足夠的強度、剛度和耐磨性。4、復位桿材料的選擇要耐磨。脫模機構的選擇，開模后，一次動作把塑件脫出， 其結構形式有以下幾種：推桿脫模機構。推管脫模機構推板脫

48、模機構推桿推管聯合脫模機構壓縮空氣脫模機構。推桿為最常見的脫模零件，其截面為圓形的推桿已有商品標準件供應。為了節省成本，本模具采用推桿脫模機構。根據塑件大小頂桿選擇gb4169.1-848和下方為12的圓形頂桿，兩種類型材料為t8a。復位桿18x165材料為gcr15。 圖16、兩種推桿結構推桿位置： 推桿應置于有效位置，即：1） 有深槽深孔部位附近2） 加強筋部位3） 局部壁厚部位4） 有金屬嵌件部位附近。5） 機構復雜部位。由圖紙可以明確看出其具體位置型芯桿設計由于塑件上的一些孔特征的存在，必須要借助型芯桿才可以生成，洗衣機進水盒的外形頂部和里面都有不同大小和深度的盲孔特征，根據次塑件的形

49、狀看可將其分別固定在型芯和型腔之上。型芯桿的材料選為p20。保證一定的光潔度。緊定螺栓的選取所有需要固定的零件之間都需要用到螺栓來固定，所以螺栓的選取也是模具設計過程中不可以缺少的。一套模具設計下來大大小小的螺栓不知道有多少個，考慮到這里螺栓的直徑大小螺紋長度是不可以隨便選擇的。直徑大小只要可以滿足基本的剛度要求就可以，螺紋深度在固定零件下去其直徑的1.52倍就可以了。選擇螺栓直徑大小為10、13、18三種類型。起相關的結構如下示： 圖17、螺栓結構 九、 模架的選擇與模具結構設計 模架的選擇模架一般采用標準模架，特殊情況或客戶指定要求時，可以對模架的部分形狀、尺寸和材料作出更改。標準件包括通用標準件和模具專用標準件兩大類。通用標準件采用了緊固件等。模具專用標準件有定位圈、澆口套頂針、頂管、導柱、導套、模具專用彈簧、冷卻及加熱元件。上模板下模板導柱導套30029030300290252218226116模具外型尺寸300x290x357mm 圖18、標準模架結構十、冷卻系統設計冷卻系統的設計方法很多，其位置主要根據模具的結構確定1、根據型腔的具體幾何形狀