1、中文摘要塑料行業是當今世界上增長最快的工業門類之一，而注塑模具是增長最快的門類之一。因此，研究注塑模具對于了解塑料制品的生產工藝，提高產品質量具有重要意義。這個設計是風扇按鈕，材質是聚氯乙烯。由于產品的需要，我們選擇采用一模四腔的排列方式。根據模具結構，我們采用推桿推出工件的方法。通過本次設計，可以對注塑模具有一個初步的了解，注意設計中的一些細節，了解模具的結構和工作原理；通過對CAD的學習，可以建立簡單零件的零件庫，從而有效提高工作效率。關鍵詞:橫向 分型 抽芯 機構 升降 機構介紹前言模具行業是制造業的基礎產業，是技術成果轉化的基礎。也是高新技術產業的重要領域。因此，模具生產技術水平是衡量

2、一個國家產品制造水平高低的重要指標。在很大程度上決定了新產品的質量、效益和開發能力。在歐美等工業發達國家，被譽為“鐵成金”的“磁工業”；美國業界認為“模具業是美國工業的基石”；德國將其視為所有行業中的“關鍵行業”；日本模具協會他還認為，“模具是社會繁榮昌盛的動力”，也是“整個產業發展的秘密”和“進入富裕社會的動力”。日本模具工業年產值已達1.3萬億日元，遠超日本機床總產值9000億日元。如今，世界模具工業的發展甚至超過了新興的電子工業。在模具行業總產值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他類型模具約占11%。改革開放以來，我國模具工業發展非常迅速。我國模具工業的振興

3、和發展越來越受到人們的關注。早在1989年3月，中國政府頒布的關于現行產業政策重點的決定就將模具列為機械工業技術改造序列中的第一個。近年來，我國模具工業以每年15%的速度快速發展。許多模具企業非常重視技術開發。加大對技術進步的投入，把技術進步作為企業發展的重要動力。此外，許多科研機構和大專院校也開展了模具技術的研發工作。模具行業的快速發展是我國成為世界超級制造強國的重要原因。據統計，“九五”期間，我國模具生產廠近2萬家，從業人員約50萬人，年均增長13%。 2000年總產值270億元，占世界總產值的5%。 .但綜合來看，自產自用占主導地位，商用模具僅占1/3左右，國內模具生產仍供不應求，尤其是

4、精密、大型、復雜、長壽命模具，仍主要依賴進口.目前，就整個模具市場而言，進口模具約占整個市場的20%，其中，中高端模具的進口比例超過40%。因此，近年來我國模具發展的重點向精密、大型、復雜、長壽命模具方向發展，取得了可喜的成績。模具進口逐漸下降，模具的技術和水平也有了長足的進步。近年來，模具行業結構調整和體制改革步伐加快，主要表現為：大型精密、復雜、長壽命等中高端模具及模具標準件發展速度加快優于一般模具產品；塑料模具和壓鑄模具的比例增加；專業模具廠數量快速增加，能力顯著提升； “三資”和民營企業發展迅速，特別是“三資”企業現已成為行業主力軍；股份制改革步伐加快，等等。從區域分布看，以珠三角、長

5、三角為中心的東南沿海地區發展快于中西部地區，南部發展快于北部。目前，發展最快、模具生產最集中的省份是和合。這兩個省的模具產值已占全國的60%以上。 ,等地方目前發展的很好。隨著世界五金、電子、儀器儀表、電器和機械塑料工業的快速發展，我國的塑料工業如雨后春筍般涌現。要求。塑料模具是利用特定的形狀來成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的基本工藝設備。使用塑料模具的主要優點是制造簡單、材料利用率高、生產率高、產品尺寸規格一致，特別是對于大批量生產的機電產品，可以達到價廉物美的經濟效果。塑料模具的現代設計與制造與現代塑料工業的發展息息相關。隨著塑料工業的快速發展，塑料模具行業也得到了快速的發展。目前，我國

6、塑料模具約占模具行業總產值的30%35%。我國塑料模具市場對注塑模具的需求量最大，因為注塑可以實現形狀復雜的塑料制品的一次性成型，是一種高效、規模化的生產方式。僅汽車工業就需要36萬噸各種塑料制品，其中80%以上是通過注塑成型生產的。冰箱、洗衣機、空調等電子電器年產量突破1000萬臺；彩電年產量突破3000萬臺。到2010年，在建筑建材行業，塑料門窗滲透率達到30%，塑料管材滲透率達到50%，這將大大增加對塑料模具的需求。注塑模具的質量直接影響注塑成型的質量。在注塑模具行業中，要加工出高精度、高質量和復雜型材的注塑模具，需要使用先進的計算機輔助設計制造軟件，制定合理的加工程序，選擇合適的加工設

7、備和工具，并設置最佳切削量是保證加工質量、提高生產效率、減輕勞動強度的有效途徑。為了能夠生產出能夠為注塑加工商節省投資成本和時間成本的模具，提高注塑生產效率，模具制造商不斷地使用新材料和新技術，而這些新材料和新技術代表著一定程度上是注塑模具制造的新趨勢。有一種新材料可以減少注塑模具制造商的投資和時間成本。這種名為鈷鉻 MP1 的新合金是為用于快速成型 (RP) 設備上的金屬激光直接燒結 (DMLS) 工藝而開發的。這種鈷鉻合金已被證明具有高強度、耐高溫和耐腐蝕性。該合金的洛氏硬度在30到40之間，可以生產小型復雜的模具產品，目前通常需要用電火花加工或機械加工的方法制造。使用浸沒式澆口嵌件消除可

8、見的澆口痕跡。這種潛入式澆口插件來自德國 i-mold。注射點設計在零件的末端，流道從前面打開，讓澆口表面定位在制品上不顯眼的地方。例如，在產品外肋底部的側澆口處，看不到明顯的澆口痕跡。少用拋光，多用涂層。 American Bales Mold Service Company是一家為注塑模具提供拋光和電鍍服務的公司。為了給客戶降低成本，公司現在很少使用超級電火花拋光技術，而是采用電鍍技術在模具表面形成涂層。眾所周知，填料會縮短注塑模具的壽命。隨著注塑中填料用量的不斷增加，填料對模具造成的腐蝕和磨損問題日益突出。并且在模具中添加涂層，如Nicklon（一種鎳-PTFE涂層）和Nibore（氮化

9、硼鎳）可以起到很好的保護作用。同時，與昂貴的塑料潤滑劑添加劑相比，這些涂層非常便宜。在現代模具生產中，塑件的美觀性和功能性要求越來越高，塑件的結構設計也越來越復雜，模具的形狀設計也越來越復雜，自由的比例也越來越高。形表面正在增加。模具結構也設計得越來越復雜。這些都對模具加工技術提出了更高的要求，既要保證較高的制造精度和表面質量，又要追求加工表面的美觀。隨著對高速加工技術研究的不斷深入，特別是在加工機床、數控系統、刀具系統、CAD/CAM軟件等相關技術的帶動下，高速加工技術越來越多地應用于機械加工領域。模具型腔的加工和制造。中間。作為模具制造中最重要的先進制造技術，CNC高速加工是一種集高效、優

10、質、低耗于一體的先進制造技術。高速加工技術對模具加工技術產生了巨大的影響，改變了傳統模具加工中“退火-銑削-熱處理-磨削”或“電火花加工-手工打磨拋光”的復雜冗長的工藝流程。高速加工取代了所有原始工藝。同時還可以利用三坐標測量儀，結合三維軟件，快速建模，縮短模具設計周期。研發背景及意義隨著世界五金、電子、儀器儀表、電器和機械塑料工業的快速發展，我國的塑料工業如雨后春筍般涌現。要求。塑料模具是利用特定的形狀來成型具有一定形狀和尺寸的塑料制品的基本工藝設備。使用塑料模具的主要優點是制造簡單、材料利用率高、生產率高、產品尺寸規格一致，特別是對于大批量生產的機電產品，可以達到價廉物美的經濟效果。塑料模

11、具的現代設計與制造與現代塑料工業的發展息息相關。隨著塑料工業的快速發展，塑料模具行業也得到了快速的發展。目前，我國塑料模具約占模具行業總產值的30%35%。我國塑料模具市場對注塑模具的需求量最大，因為注塑可以實現形狀復雜的塑料制品的一次性成型，是一種高效、規模化的生產方式。僅汽車工業就需要36萬噸各種塑料制品，其中80%以上是通過注塑成型生產的。冰箱、洗衣機、空調等電子電器年產量突破1000萬臺；彩電年產量突破3000萬臺。到2010年，在建筑建材行業，塑料門窗滲透率達到30%，塑料管材滲透率達到50%，這將大大增加對塑料模具的需求。注塑模具的質量直接影響注塑成型的質量。在注塑模具行業中，要加

12、工出高精度、高質量和復雜型材的注塑模具，需要使用先進的計算機輔助設計制造軟件，制定合理的加工程序，選擇合適的加工設備和工具，并設置最佳切削量是保證加工質量、提高生產效率、減輕勞動強度的有效途徑。為了能夠生產出能夠為注塑加工商節省投資成本和時間成本的模具，提高注塑生產效率，模具制造商不斷地使用新材料和新技術，而這些新材料和新技術代表著一定程度上是注塑模具制造的新趨勢。因此，玩具四輪驅動底座成型技術的研究與開發具有非常重要的理論意義和實用價值。以此為突破口，帶動和推動相關塑料制品外觀注塑成型技術的發展和技術創新，將產生顯著的經濟價值。塑件工藝分析1.1 塑料件：如圖所示。3D地圖二維地圖1.2 過

13、程分析：（1）產品采用低密度聚乙烯材料，收縮率為1.5%3.0%；(2)塑件尺寸小，對塑件尺寸精度無特殊要求。所有尺寸均為自由尺寸，可采用5級公差。為降低成本，采用一模兩腔，對產品不進行后續加工；(3)對制品表面光潔度無特殊要求，采用點澆口提高成型效率；(4)為便于加工、熱處理及降低成本，型腔與型芯采用分體式結構。拔模結構2.1 分型面的確定在塑件設計階段，應考慮成型時分型面的形狀和位置，然后在選擇模具結構時，分型面的選擇應遵循以下原則：A、有利于保證塑件的外觀。B、分型面選擇在塑件的最大截面處。C、塑料件盡量保持在動模側面。D、盡可能滿足塑料件的使用要求。E、有利于型腔內氣體的排出。F、有利

14、于簡化模具結構。根據以上原理，分型面的位置確定在塑件底面的最大截面處。2.2 確定型腔的數量和排列方式1）。塑件對外觀和一般尺寸精度要求不高，可用于一模多腔的中批量生產?？紤]到產品體積小，模具制造成本高，初步確定為一模二腔。2) 腔體排列方式的確定塑件為方形件，型腔排列采用以下圖 2-1 表格。圖 2-1單個塑件體積V5.4cm3 塑件總體積V21.6cm3塑件密度按表為0.920.94g/cm3單個塑件重量m=V0.9419.5g3) 塑件和流道凝液在分型面上的投影面積和所需鎖模力的計算一個。塑件在分型面上的投影面積：A5024mm2塑料零件和澆注系統在分型面上的投影面積：因為是一般塑料件，

15、平均壓力q=65%100=65MPaF=Aq=326KN4).注塑機的主要選擇根據以上分析計算，注塑機型號SZ-125/630臥式注塑機初選的相關參數如下：理論進樣量140 cm3注射壓力126MP一模具最大行程270mm模具最大厚度：300mm模具最小厚度：150 mm噴嘴圓弧半徑：SR0 mm噴嘴直徑：3毫米定位環直徑125mm澆注系統設計3.1 主通道設計一個。主通道尺寸根據選用的注塑機，澆口小端尺寸為D = 噴油嘴尺寸 + (0.5 1) = 3 + 1 = 4mm主流道球面半徑SR=噴嘴球面半徑+(12)=11mm灣。澆口套形式為方便加工，襯套與定位環分離套管如圖3-1所示，材質為T

16、10A，經過熱處理淬火表面硬度為40-45HRC。圖 3-13.2 流道設計(1) 分流道布局塑件體積比較小，形狀比較簡單，壁厚均勻，塑性流動性好，可以采用單點加料方式。(2)、流道形狀、斷面尺寸：一個。形狀及斷面尺寸為便于骨料的加工和脫模，采用加工性較好的U型斷面。灣。直徑一般為1.69.5，直徑為5mm。c、U型截面高度H=1.25R=2mm。3.3 閘門設計(1)由于塑件的外觀質量比較高，澆口的位置和大小不應影響塑件的外觀質量。同時，模具結構應盡可能簡單。.根據塑件外觀質量的要求，將進料位置設計在塑件的頂部，采用與型腔一起放置的方式。,查表得L1=1mm 1=20 d=0.8mm =80

17、3.4 分流道分布圖圖 3-2成型件設計4.1 成型件的結構設計(1) 模具設計要求：整體型腔直接在型腔板上加工，由于強度和剛度高，使用時不易變形，而且塑件體積小，造型簡單，易于實現型腔加工。采用整體式結構。(2)鐵芯形狀簡單，為了降低成本，做成馬賽克鐵芯。便于機加工和熱處理，便于維修和更換，也便于芯材冷卻和排氣。如下所示：4.2 成型件鋼材的選擇塑料是大批量生產的，用于成型零件的鋼應具有良好的耐磨性和抗疲勞性。加工性能和拋光性能更好。因此，T10A用于嵌入式凸凹模。淬火后表面硬度為 40 HRC- 45 HRC 。4.3 動模尺寸：由于計算壁厚比較麻煩，所以通過查找經驗表來確定壁厚，從而確定

18、動模。尺寸。查表：型腔壁厚S 1為2mm，本設計采用兩板模具。因此，動模的尺寸確定為200 x200 x 30 。4.4 主要成型件工作尺寸計算根據以下公式進行計算：LM= ( L S + L S S CP -3/4 ) S 0HM =( H S + H S S CP -2/3 ) S 0lM =( l S + l S S CP +3/4 ) S 0hM= ( h S + h S S CP +2/3) S 0C=(Cs+Scp) S/2(1)、型腔徑向尺寸l 1 = 40.22 0 +0.51l 2 = 25.12 0 +0.51核心的徑向尺寸L 1 =7.1 0 -0.44其余的實際尺寸根據

19、收縮率是3D實體（因為每個尺寸都需要拔模角，計算比較麻煩）4.5 成型件結構示意圖圖 4-1啟動機構設計機構的設計是注塑成型的一個重要循環，必須將塑件無誤地從模具中頂出，才能完成頂出塑件的裝置。5.1 發射機構的設計應遵循以下原則：(1)頂出機構應盡量布置在動模一側。(2)確保塑料件無破損，外觀良好。(3)機構簡單，動作可靠。(4)合模時準確復位。5.2 釋放力較薄的塑料件：P=12MPa摩擦系數f取中間值f=0.2塑料零件取 a = 0.5 0F off =AxPxfxcos ( 0.5 ) - sin (0.5 ) =4298 N =4.3KN在哪里：P塑件單位面積對型芯的包覆力（MP a

20、 ）一般為812 MP aA -包含芯的塑料部件的側面區域f塑件對鋼的摩擦系數，一般取f = 0.10.3a脫模坡度。一般取0.5 0 1 05.3 推桿結構設計在設計啟動機制時應遵循以下原則：(1)頂出機構盡量設計成動模。(2) 確保塑料件不因推出而變形和損壞。(3)塑件外觀良好。(4)機構動作簡單，可靠穩定。(5)合模時準確復位。5.4 發射形式的確定：根據塑件的形狀特點，確定模腔在定模部分，模芯在動模部分。塑件成型開模后，塑件和型芯留在動模一側。塑件的塑料彈性好，可以強制脫模，但需要較大的脫模力，所以采用推板推出機構。模架的確定根據型腔的布置可以看出，成型零件的分布尺寸為40，動模固定板

21、側壁的最小厚度為30mm ，再考慮占據的位置導柱、導套和連接螺釘、推桿等。發現多個問題。在Pro/E的幫助下，選擇標準模架，得到相關的板厚、孔距、相關尺寸。以下是模板的相關尺寸：6.1 A板（定模固定板）A板是固定板腔的固定板，塑料件伸入A板的高度為10mm，板上有冷卻水通道。因此，A 板取 25 mm。6.2 B板（動模固定板）B板為型芯固定板，模芯固定部分的長度約為15mm ，所以B板為30mm6.3 C板墊片考慮推出距離、推板厚度和推板固定板厚度：墊片厚度=推出距離+推板厚度+推桿固定板厚度在這里取 80 毫米。從上面可以看出模架的尺寸為：200 x200 x184 mm6.4 后續處理

22、在調用模架的程序中打開固定模孔和活動?？?。注塑機的檢查7.1 檢查最大注射量：V=80% V公= 140cm 3大于塑料件體積24cm 3 ；因此，注射量滿足要求。7.2 注射壓力檢查：P公=126MPa查表，底部密度聚乙烯的平均注射壓力為65MPP大于材料的平均壓力，所以注射壓力滿足要求。7.3 開模行程檢查：S公=270mm所需開模行程=S脫模+S凝液+S塑件+（510）=58mmS大于所需開模行程7.4 其他零件尺寸檢查：其他成型零件的相關尺寸也符合要求，因為是根據注塑機的相關參數確定的。設計以滿足設計要求。如：澆口套、定位孔等。導向機構設計由于使用標準模架，模架本身帶有導向裝置，只需要

23、根據模架規格進行選擇即可。8.1 引導式總體設計(1)導向件應合理均勻分布在模具周圍，中心至模具邊緣應有足夠的足夠的距離，以保證模具的強度，防止導套變形。(2)模具導柱應安裝在定模座上，導套應安裝在定模固定板、推板和墊板上。(3)為保證分型面接觸良好，導柱和導套應在分型面上開有切槽。(4)合模時，應保證導向件先接觸，以免沖頭先進入型腔，造成模具損壞。壞的。(5)動、定模配合加工，保證同軸度。8.2 導柱設計(1)模具采用帶頭導柱。（2）導柱長度順利拾取并正常導引，長度為135mm。(3)為使導柱順利進入導孔，導柱端部采用錐形導向件。(4)導柱直徑應根據模具尺寸確定，并保證足夠的抗彎強度。(5)

24、導柱的安裝形式，導柱的固定部分與定模座的模板按H7/k6過渡匹配，導柱滑動部分配合H7/f6的間隙。(6)導柱工作部分表面粗糙度Ra=0.4m。(7)導柱表面應堅固耐磨，芯部堅韌不易折斷。滲碳淬火處理或T8A、T10A淬火可達45HRC以上。8.3導套設計導套用于與安裝在模具上的導柱配合確定運動。固定模具的相對位置，是保證模具運動導軌精度的陷阱形部分。(1)結構形式采用帶頭導套。(2)導套端面要倒圓角，導柱孔最好設在通孔內，有利于孔內氣體的排出。(3)導套孔滑動部分采用H7/f6間隙配合，表面粗糙度0.4m，導套外徑為它與模板一端的 H7/k6 匹配。導套材料應為耐磨性較好的T8A或T10A。

25、溫控系統設計由于塑件材料分布不均，需要設計冷卻系統：9.1 設計原則：(1)冷卻通道不宜離模具太遠或太近，會影響冷卻效果和模具強度。距離一般為冷卻通道直徑的12倍，且應大于等于10mm；孔壁間距為通道直徑的 3 到 5 倍。(2)在模具結構允許的情況下，冷卻通道的孔徑應盡可能大，冷卻回路的數量應盡可能多。盡可能地，冷卻會更均勻。(3)應與塑件的厚度相適應，即冷卻通道的布置應與型腔的形狀相一致。應在零件的局部壁厚處增加冷卻通道以加強冷卻。(4)冷卻水道盡量不要穿過嵌件與嵌件的連接處，以防漏水，必要時使用密封圈。(5)冷卻通道的直徑一般為614mm。(6)澆口壁厚附近應加強冷卻。(7) 冷卻通道應

26、避免靠近塑件的焊接部位，以避免塑件的焊接線，減少塑性強度。(8)避免模具表面冷卻不均勻。(9)模具和凸模要分開冷卻，保證冷卻平衡和凸模部分的冷卻。水道通過沖頭與模板接縫時要注意密封，防止漏水。9.2 尺寸由于塑件不是太大，所以冷卻通道的直徑取612的中間值，即6mm9.3 安排（圖 9-1）(1)與空心壁的距離：取15(2)孔與墻的距離為2倍距離：30(3) 冷卻通道分布如圖9-1所示型腔布局圖 10-1模具裝配圖圖 11-1參考1 塑料模具技術與塑料模具設計翁啟金機械工業，2001年7月2 塑料模具技術與模具設計鐘玉斌機械工業，2006年8月3 塑料模具設計與制造建超機械工業2004年6月4

27、 塑料模具設計指南施鐵良機械工業，2000年5月5 模具設計指南施鐵良機械工業2006年1月6 模具設計指南 旺方機械工業7 沖壓及塑壓設備機械工業，2005年7月8 金屬材料與熱處理中國勞動和社會保障20049 幾何精密設計與試驗機械工業2001年1月10 塑料模具設計周凌化工 11 Pro/ENGINEER Wuldfire2.0 電子行業12 Peter Smid，CNC 編程手冊（第二版），美國紐約 Industrial Pree, Inc.，2003 13 Thomas M. Crandell，CNC 加工和編程：介紹（第二版），美國紐約，Industrial, Inc.，2003總結通過油罐蓋塑料成型模具的設計，對常用塑料在成型過程中的工藝要求有了更深入的了解，掌握了塑料成型模具的結構特點和設計計算方法，并有具有獨立設計模具的能力。一種新的鍛煉方式。完成模具設計后，掌握了機械制圖、機械設計、熱處理、計算機輔助設計等專業基礎課和專業課的知識，對模具