買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 119709851鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工摘要：塑料制品在工業(yè)，農業(yè)，國防和日常生活中的方面均得到廣泛應用，在電子工業(yè)中尤為廣泛。電子產品的大部分是塑料制品，產品性能的提高依賴于高素質的塑料模具和塑料性能以及成型工藝和制品的設計。本課題是關于鬧鐘后蓋的模具設計，主要是鬧鐘后蓋注射成型模的結構設計和模具加工制造。包括分型面、型腔布置、澆注系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、加熱冷卻系統(tǒng)、頂出機構、脫模機構以及主要零部件的設計。并運用 PRO/E 進行三維造型設計并對注塑模模具進行裝配，對鬧鐘后蓋模具型腔的加工工藝進行了分析，并利用 Cimatron軟件進行了仿真加工，其切削過程直觀，切削參數(shù)得以體現(xiàn)，不合理的參數(shù)可以改進，能最大限度地降低能源和材料消耗，提高加工效率。關鍵詞：注塑模具；加工工藝分析；Pro/E；The design of the shell after the alarm mould And 鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工2the simulation processing of the mold cavityAbstract ：The plastics products to have already with daily life wait the aspect to acquire the extensive application at the industry, agriculture, national defense. Especially in the electronic industry then and particularly for outstanding. Electronics product that the outer shell spare parts that exaltation is mostly plastics function that request the high quantity. Type craft with product the design.This topic is to design the shell after the alarm mold, which includes the structure design mould assist designing for manufacturing, and the working process of the injection mould of the front cover of the shell of radio set were introduced. The part involve parting plane, cavity layout, old systems, heating cooling systems, prop up the organization, drawing patterns and the design process of the main work pieces. Then use PRO/E to construct carries on the three dimensional modeling and to assemble the injection mould. The processing craft of the cavity of fixed plate of the base of the shell radio are analyzed, and the simulation process are carry out with the software of CIMATRON，which can observe the geometric figure of the process of cutting very visually, the machine parameters users setting have been fully reflected to improve the unreasonable parameters, to minimize consumption of energy and materials and to improve processing efficiency. Key words: injection molding; processing technology analysis; Pro / E;買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 119709853目 錄1 緒 論 .12 模具結構設計 .32.1 模具設計總體方案 .32.2 塑件成型工藝分析 .32.2.1 鬧鐘后蓋原料（ABS）的成型特性與工藝參數(shù) .42.2.2 ABS 材料主要的性能指標 【5】 ： .42.2.3 ABS 材料注射成型工藝參數(shù) 【5】 :.52.3 注塑設備的選擇 .62.3.1 估算塑件體積 .62.3.2 選擇注射機 .62.3.3 模架的選定 .72.3.4 最大注射壓力的校核 .72.3.5 最大注塑量的校核 .72.3.6 鎖模力校核 .72.3.7 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核 .82.4 塑料件的工藝尺寸的計算 .82.4.1 型腔的尺寸計算 .82.4.2 型芯的尺寸計算： .92.4.3 型芯高度尺寸的計算： .102.4.4 模具型腔壁厚的計算 .102.5 分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設計 .102.5.1 分型面的選擇 .102.5.2 排氣糟的設計 .112.5.3 合模導向機構的設計 .112.5.4 脫模機構的設計 .122.5.5 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計 .122.5.6 模具冷卻系統(tǒng)的設計 .132.6 澆注系統(tǒng)的設計 .142.6.1 主流道設計 .142.6.2 冷料井設計 .152.6.3 分流道設計 .152.6.4 分流道設計要點 .162.6.5 分流道的斷面 .162.6.6 分流道的布局 .162.6.7 澆口選擇 .163型腔仿真加工 .184模 具 的 裝 配 .204.1 模具的裝配順序 .204.2 開模過程分析 .205結論 .21參考文獻 .22致 謝 .23鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工4附 錄 .24買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 119709855鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工6買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 119709857緒 論本次畢業(yè)設計課題為鬧鐘后蓋的注塑模具設計，來源于生活，應用廣泛，但成型難度大，模具結構較為復雜，對模具設計工作是一個很好的考驗。它能加強對塑料模具成型原理的理解，同時鍛煉對塑料成型模具的設計和制造能力。本次設計以注射鬧鐘后蓋模具為主線，綜合了成型工藝分析，模具結構設計，最后到模具零件的加工方法，模具總的裝配等一系列模具生產的所有過程。能很好的學習致用的效果。在設計該模具的同時總結了以往模具設計的一般方法、步驟，模具設計中常用的公式、數(shù)據(jù)、模具結構及零部件。把以前學過的基礎課程融匯到綜合應用本次設計當中來，所謂學以致用。在設計中除使用傳統(tǒng)方法外，同時采用CAD、Pro/E 等軟件，力求達到減小勞動強度，提高工作效率的目的。模具是利用其特定形狀去成型具有一定的形狀和尺寸制品的工具。在各種材料加工工業(yè)中廣泛的使用著各種模具。例如金屬鑄造成型使用的砂型或壓鑄模具、金屬壓力加工使用的鍛壓模具、冷壓模具等各種模具。對模具的全面要求是：能生產出在尺寸精度、外觀、物理性能等各方面都滿足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自動化操作簡便；從模具制造的角度，要求結構合理、制造容易、成本低廉。模具影響著制品的質量。首先，模具型腔的形狀、尺寸、表面光潔度、分型面、進澆口和排氣槽位置以及脫模方式等對制件的尺寸精度和形狀精度以及制件的物理性能、機械性能、電性能、內應力大小、各向同性性、外觀質量、表面光潔度、氣泡、凹痕、燒焦、銀紋等都有十分重要的影響。其次，在加工過程中，模具結構對操作難以程度影響很大。在大批量生產塑料制品時，應盡量減少開模、合模的過程和取制件過程中的手工勞動，為此，常采用自動開合模自動頂出機構，在全自動生產時還要保證制品能自動從模具中脫落。另外模具對制品的成本也有影響。當批量不大時，模具的費用在制件上的成本所占的比例將會很大，這時應盡可能的采用結構合理而簡單的模具，以降低成本。近年來，模具增長十分迅速，高效率、自動化、大型、微型、精密、高壽命的模具在整個模具產量中所占的比重越來越大。從模具設計和制造角度來看，模具的發(fā)展趨勢可分為以下幾個方面：(1) 加深理論研究在模具設計中，對工藝原理的研究越來越深入，模具設計已經有經驗設計階段逐漸向理論技術設計各方面發(fā)展，使得產品的產量和質量都得到很大的提高。(2) 高效率、自動化大量采用各種高效率、自動化的模具結構。高速自動化的成型機械配合以先進的模具，對提高產品質量，提高生產率，降低成本起了很大的作用。(3) 大型、超小型及高精度由于產品應用的擴大，于是出現(xiàn)了各種大型、精密和高壽命的成型模具，為了滿足這些要求，研制了各種高強度、高硬度、高耐磨性能且易加工、熱處理變形小、鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工8導熱性優(yōu)異的制模材料。(4) 革新模具制造工藝在模具制造工藝上，為縮短模具的制造周期，減少鉗工的工作量，在模具加工工藝上作了很大的改進，特別是異形型腔的加工，采用了各種先進的機床，這不僅大大提高了機械加工的比重，而且提高了加工精度。(5) 標準化開展標準化工作，不僅大大提高了生產模具的效率，而且改善了質量，降低了成本。通過對模具的學習，掌握了常用材料在各種成型過程中對模具的工藝要求，各種模具的結構特點及設計計算的方法，以達到能夠獨立設計一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般機械加工的知識，金屬材料的選擇和熱處理，了解模具結構的特點，根據(jù)不同情況選用模具加工新工藝。畢業(yè)設計能夠對以上各方面的要求加以靈活運用，綜合檢驗大學期間所學的知識。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 1197098592.模具結構設計2.1模具設計總體方案本設計是模具的設計及仿真加工,來源于生產實際。主要設計內容為: 鬧鐘后蓋制品測繪、注塑模具設計、模具型腔工藝分析、數(shù)控編程及加工仿真。首先進行制品的測繪,由于條件的限制,采用了游標卡尺測繪,測繪時采用多次測量取平均值。由于模具成本和型腔數(shù)目的關系,考慮到生產批量和經濟效益，還有塑件的精度等級等等, 本設計采用了一模兩腔的結構。之后對注射量、鎖模力、模具高度與注射機閉合高度關系、開模行程等方面進行校核。本制品內腔存在很多孔和凸臺，結構相當復雜，所有通孔從中間分型。然后設計澆注系統(tǒng):澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口、冷料穴等組成。主流道的中心線與注射機噴嘴的中心線在同一條直線上。分流道的半徑與塑料種類和所需熔融塑料的體積有關。主流道與分流道采用圓角過渡，這樣可以減小料流轉向過渡時的阻力。分流道采用平衡式排列，確保熔融塑料幾乎能同時到達每個型腔的進料口。澆口采用點澆口, 點澆口的優(yōu)點在于：適用于成型殼盒形零件，是一種常見的澆口形式，能自動切斷澆口溢料。冷料穴的作用是儲存因兩次注射間隔而產生的冷料頭及熔體流動的前鋒冷料，以防止冷料進入型腔而影響制件質量。冷料穴常設計在主流道的末端，即主流道正對面的動模上（臥式或立式注射模） ，直徑稍大于主流道大端直徑，以利于冷料的流入。再進行冷卻系統(tǒng)的設計,在模板上直接設置冷卻水道同樣應遵循冷卻系統(tǒng)的設計原則，使冷卻水道盡量靠近型腔表面和盡量圍繞型腔，使制品在成型過程中冷卻均勻、快速。本設計采用了循環(huán)式水道。然后對模架進行設計，模具設計好后進行型腔仿真加工。2.2塑件成型工藝分析如圖 2.1 所示為鬧鐘后蓋零件圖，其形狀較復雜，帶有很多不同形狀的孔，在保證孔間距和孔的形狀是給模具加工帶了很大的難度的同時,鬧鐘后蓋的注塑材料首先選用 ABS，并必須要很好的處理后蓋壁厚的均勻，譬如在注塑成型過程中因為壁厚的不均勻造成了收縮率的不一致，這樣就只能通過有效的控制模具溫度來調節(jié)收縮率。由于鬧鐘后蓋的主體作用是起固定作用，它的內部結構就相應的給注塑帶來了一定的難度。主要是它螺釘孔的壁厚相對壁厚有一定的差距，勢必會在注塑的時候到來很大的牛頓減力，造成塑件填充不滿的缺陷，可以考慮采用雙澆口，但應用了 Pro/E 對其進行模仿 CAE 注塑之后，發(fā)現(xiàn)會給鬧鐘后蓋的表面帶來更多的熔接痕和氣孔。也可以利用模具的可靠的精度來定位，但是這樣的話成本太高，而且易造成模具損壞。因為考慮到凹凸模形狀的復雜，用整體形式是不利于損壞后的維修，適當?shù)氖褂们都涂梢越鉀Q這些問題，但不能利用過多的嵌件，不然的話就會造成型腔的強度與剛度不夠。鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工10圖 21 鬧鐘后蓋2.2.1 鬧鐘后蓋原料（ABS）的成型特性與工藝參數(shù)丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ABS 樹脂微黃色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐熱，耐化學腐蝕，丁二烯使聚合物具有優(yōu)越的柔性，韌性；苯乙烯賦予聚合物良好的剛性和加工流動性。因此 ABS 樹脂具有突出的力學性能和良好的綜合性能。同時具有吸濕性強，但原料要干燥，它的塑件尺寸穩(wěn)定性好，塑件盡可能偏大的脫模斜度。2.2.2 ABS 材料主要的性能指標 【5】 ：表 2.1 ABS 材料的性能指標名稱 數(shù)據(jù) 單位密度 1.131.14 (Kg.dm-3)收縮率 0.30.8 % 熔點 130160 熱變形溫度 6598 45N/cm彎曲強度 80 MPa拉伸強度 3549 MPa拉伸彈性模量 1.8 GPa彎曲彈性模量 1.4 GPa買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 1197098511壓縮強度 1839 Mpa缺口沖擊強度 1120 kJ/硬度 R6286 HR體積電阻系數(shù) 1013cm擊穿電壓 15 Kv.mm-1介電常數(shù) 60Hz3.72.2.3ABS 材料注射成型工藝參數(shù) 【5】 : 表 2.2 ABS 材料的成型工藝參數(shù)名稱 數(shù)據(jù)注塑機類型 螺桿式噴嘴形式 通用式料筒一區(qū) 150170料筒二區(qū) 180190料筒三區(qū) 200210噴嘴溫度 180190模具溫度 5070注塑壓 60100保壓 4060注塑時間 25保壓時間 510冷卻時間 515周期 1530后處理 紅外線烘箱溫度 70時間 0.31鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工122.3注塑設備的選擇2.3.1 估算塑件體積該產品材料為 ABS，查文獻5 得知其密度為 1.13-1.14g/cm3，計算其平均密度為 1.135 g/cm3，平均收縮率為 0.55。使用 PRO/E 軟件設計出三維造型圖,另預置澆道凝料為 2 cm3因此估算塑件體積為 9 cm3。2.3.2 選擇注射機根據(jù)塑料制品的體積或質量，可選定注塑機型號為 SZ-40/25.注塑機的參數(shù)如表 2.3：表 2.3 注塑機參數(shù)名稱 數(shù)據(jù)注塑機最大注塑量 40cm3 注塑壓力 200/Mpa注塑速率 50(g/s)塑化能力 20(Kg/h)鎖模力 2500KN注塑機拉行間距 250×250mm頂出行程 55mm 最小模厚 130mm最大模厚 220mm模板行程 230mm注塑機定位孔直徑 55 mm噴嘴球半徑 SR10 買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985132.3.3 模架的選定根據(jù)塑件選定模架為：S2030BI353570。見圖 2.2：圖 2.2 塑件的模架2.3.4 最大注射壓力的校核鬧鐘后蓋的原料為 ABS，所需注射為 60-100MPa，而所選注射機壓力為 200 MPa，所以注射壓力符合要求。2.3.5 最大注塑量的校核注塑機的最大注塑量應大于制品的質量或體積（包括流道及澆口凝料和飛邊） ，通常注塑機的實際注塑量最好是注塑機的最大注塑量的 80%。所以選用的注塑機最大注塑量應滿足：0.8 V 機 V 塑 V 澆 (2-1) 式中 V 機 注塑機的最大注塑量，40cm 3 V 塑 塑件的體積，該產品 V 塑 18cm 3V 澆 澆注系統(tǒng)體積，該產品 V 澆 2cm 3故 V 機 （18+4）cm 32.3.6 鎖模力校核F 鎖 pA (2-2)式中 p熔融型料在型腔內的壓力，該產品 A塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面之和，經計算 A=4641 mm3F 鎖 注塑機的額定鎖模力。故 F 鎖 pA=200Mpa×4641 mm 3鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工14選定的注塑機的壓力為 2500KN，滿足要求。2.3.7 模具與注塑機安裝部分相關尺寸校核a. 模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適,即:模具長×模具寬<拉桿面積b. 模具閉合高度校核Hmin,注塑機允許最小模厚=130mmHmax 注塑機允許最大模厚=220mmH 模具閉合高度=180mm故滿足 Hmax HH min。開模行程校核注塑機的最大行程與模具厚度有關（如全液壓合模機構的注塑機） ，故注塑機的開模行程應滿足下式：S 機 注塑機最大開模行程， 230mm;H1頂出距離，16mm；H2包括澆注系統(tǒng)在內的塑件高度，52mm;S 機 (H 模 H min)H 1H 2(510)因為本模具的澆注系統(tǒng)和塑件的特殊關系，澆注系統(tǒng)和塑件的高度就已經包括了頂出距離。故：230(180130) 62(510)滿足條件 2.塑料件的工藝尺寸的計算所謂工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的徑向尺寸。 （包括矩形和異形型芯的長和寬） ，型腔深度和型芯高度和尺寸。由于鬧鐘后蓋須與前蓋配合，所以只有鬧鐘后蓋的邊緣的榫才起著配合決定性的作用，還有鬧鐘后蓋與電池蓋的配合，故需要計算相對于榫和鉸鏈的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸則直接按產品尺寸確定。因 ABS 的成型收縮率為 0.40.7%,所以平均收縮率取 S=0.5%2.4.1 型腔的尺寸計算（L M） 0+ =（1+S）L s-(0.50.75) 0+ =1.008×Ls-0.75 0+ (2-3) 其中 LM為型腔的基本尺寸公差值為正偏差，L s塑件的基本尺寸。塑件公差為負偏差，S 為塑料的平均收縮率， z為模具成型零件的制造公差取 1/41/6，模具型腔按六級精度制造，根據(jù)型腔的尺寸，代入數(shù)據(jù)得：Ls=81mm . 經計算得：L M=79.440+0.32mm;買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 1197098515Ls=1mm . 經計算得：L M=0.79550+0.07mm;Ls=5.5mm . 經計算得：L M=5.3250+0.085mm;Ls=1.8mm . 經計算得：L M=1.5990+0.07mm;Ls=10mm . 經計算得：L M=9.780+0.1mm;Ls=7mm . 經計算得：L M=6.750+0.1mm;Ls=2mm . 經計算得：L M=1.8060+0.07mm;Ls=3mm . 經計算得：L M=2.8140+0.07mm;Ls=4mm . 經計算得：L M=3.7770+0.085mm;Ls=6mm . 經計算得：L M=5.7930+0.085mm;Ls=8mm . 經計算得：L M=7.7640+0.0.1mm;Ls=16mm . 經計算得：L M=15.7230+0.14mm;Ls=12mm . 經計算得：L M=11.7960+0.01mm圖 2.3 型腔尺寸計算2.4.2 型芯的尺寸計算：LM=（1+S）L s+3/4 -Ó0 (2-4)其各字母的含義與前相同，型芯按六級精度制造，根據(jù)型芯的基本尺寸，代入數(shù)據(jù)得：Ls=81mm 經計算得：L M=820-0.32mm;Ls=1mm 經計算得：L M=1.2150-0.07mm;Ls=5.5mm 經計算得：L M=5.7450-0.085mm;Ls=1.8mm 經計算得：L M=2.0190-0.07mm;Ls=10mm . 經計算得：L M=10.480-0.1mmLs=7mm . 經計算得：L M=7.4080-0.1mm;Ls=2mm . 經計算得：L M=2.2260-0.07mm;Ls=3mm . 經計算得：L M=3.2340-0.07mm;Ls=4mm . 經計算得：L M=4.2770-0.085mm;鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工16Ls=6mm . 經計算得：L M=6.3030-0.1mm;Ls=8mm . 經計算得：L M=8.3640-0.1mm;Ls=16mm . 經計算得：L M=16.5330-0.14mm;Ls=12mm . 經計算得：L M=12.3960-0.1mm;圖 2.4 型芯尺寸計算2.4.3 型芯高度尺寸的計算：HM=（1+S）H s+3/4 -Ó0, (2-5)按六級精度制造 Hs=15mm 經計算得： H M=15.4870-0.13mm;2.4.4 模具型腔壁厚的計算如果是利用計算公式的話比較煩瑣，且不能保證在生產中的精確性，我們可以根據(jù)書中的經驗值來取的。成型零件材料選擇。為實現(xiàn)高性能的目的；選用模具材料應具有高耐磨性，高耐蝕睡，良好的穩(wěn)定性和良好的導熱性。必須具有一定的強度，表面需要耐磨，淬火變型要小，但不需要耐腐蝕性，因為 ABS 沒有腐蝕性。可以采用 Cr12，經過調質，淬火加低溫回火，正火。HRC 55?？梢匀バ颓槐诤駷椋?0.20L+17=33。2.5分型面的選擇與排氣系統(tǒng)的設計2.5.1 分型面的選擇塑料在模具型腔凝固形成塑件，為了將塑件取出來，必須將模具型腔打開，也就是必須將模具分成兩部分，即定模和動模兩大部分。定模和動模相接觸的面稱分型面。通常有以下原則：（1）分型面的選擇有利于脫模：分型面應取在塑件尺寸的最大處。而且應使塑件流在動模部分，由于推出機構通常設置在動模的一側，將型芯設置在動模部分，塑件冷卻收縮后包緊型芯，使塑件留在動模，這樣有利脫模。如果塑件的壁厚較大，內孔較小或者有嵌件時，為了使塑件留在動模，一般應將凹模也設在動模一側。拔買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 1197098517模斜度小或塑件較高時，為了便于脫模，可將分型面選在塑件中間的部位，但此塑件外形有分型的痕跡。（2）分型面的選擇應有利于保證塑件的外觀質量和精度要求。（3）分型面的選擇應有利于成型零件的加工制造。（4）分型面應有利于側向抽芯，但是此模具無須側向抽芯，此點可以不必考慮。2.5.2 排氣糟的設計塑料熔體在填充模具的型腔過程中同時要排出型強及流道原有的空氣，除此以外，塑料熔體會產生微量的分解氣體。這些氣體必須及時排出。否則，被壓縮的空氣產生高溫，會引起塑件局部碳化燒焦，或塑件產生氣泡，或使塑件熔接不良引起強度下降，甚至充模不滿。因該模具為小型模具，且分型面適宜，可利用分型面排氣，所以無需設計排氣槽。2.5.3 合模導向機構的設計導向合模機構對于塑料模具是必不可少的部分，因為模具在閉合時要求有一定的方向和位置，所以必須設有導向機構，導柱安裝在動模一邊或定模一邊均可，通常導柱設在主型腔周圍。導向機構的主要作用有：定位、導向和承受一定側壓力。定位作用：為避免裝配時方位搞錯而損壞模具，并且在模具閉合后使型腔保持正確形狀，不至因為位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔過程中會產生單向側壓力，或由于注射機的精度限制，使導柱工作中承受一不定的導向作用。動定模合模時，首先導向機構接觸，引導動定模正確閉合，避免凸?；蛐托鞠冗M入型腔，產生干涉而壞零件。由于注塑壓力的各向性就會對導柱進行徑向的剪力，導致導柱容易折斷。對型芯和型腔改進后，其的配合可以進行定位。導柱、導套零件如下: 圖 2.5 導柱鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工18圖 2.6 導套2.5.4 脫模機構的設計在對鬧鐘后蓋塑件進行脫模是必須遵循以下原則：（1） 、因為塑料收縮是抱緊凸模，所以頂出力的作用點應盡量靠近凸模。因為塑件的壁厚的關系我們可以利用推板。（2） 、頂出力應作用在塑件剛性和強度最大的部位，如加強筋，壁厚等處。作用面積盡可能大一些，以防止塑件變形和損壞。（3） 、為了保證良好的塑件外觀，頂出位置應盡量設在塑件內部或對塑件外觀影響不大的部位。將頂桿設計在塑件的內部型腔。（4） 、若頂出部位需設在塑件使用或裝配的基準面上時，對不影響塑件尺寸和使用，一般頂桿與塑件接觸處凹進塑件 0.1mm；否則塑件會出現(xiàn)凸起，影響基面的平整。由于鬧鐘后蓋為薄壁圓筒形塑件，用頂管、推板脫模機構和。為了縮短頂桿與型芯配合長度以減少磨擦，可以將頂管配合孔的后半段直徑減少，一般減少 35mm.這是最常用的一種脫模機構，這些頂桿一般只起頂出作用。有時根據(jù)塑件的需要，頂桿還可以參加塑件的成型，這時可以將頂桿做成與塑件某一部分相同形狀或作為型芯。頂桿多用 T8AV、T10A 材料，頭部淬火硬度達 50HRC 以上，表面粗糙度取Ra 值小于 0.8 微米，和頂桿孔呈 H8/f8 配合。 2.5.5 溫度調節(jié)系統(tǒng)的設計在注射成型過程中，模具溫度直接影響到塑件的質量如收縮率、翹曲變形、耐應力開裂性和表面質量等，并且對生產效率起到決定性的作用，在注射過程中，冷卻時間占注射成型周期的約 80%，然而，由于各種塑料的性能和成型工藝要求不同，模具溫度的要求有盡相同，因此，對模具冷卻系統(tǒng)的設計及優(yōu)化分析在一定程度上決定了塑件的質量和成本，模具溫度直接影響到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件質量，而模具溫度的高低取決于塑料結晶性，塑件尺寸與結構、性能要求以及其它工藝條件如熔料溫度、注射速度、注射壓力、模塑周期等。影響注射模冷卻的因素很多，如塑件的形狀和分型面的設計，冷卻介質的種類、溫度、流速、買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 1197098519冷卻管道的幾何參數(shù)及空間布置，模具材料、熔體溫度、塑件要求的頂出溫度和模具溫度，塑件和模具間的熱循環(huán)交互作用等。(1) 低的模具溫度可降低塑件的收縮率。(2) 模具溫度均勻、冷卻時間短、注射速度快，可降低塑件的翹曲變形。(3) 對結晶性聚合物，提高模具溫度可使塑件尺寸穩(wěn)定，避免后結晶現(xiàn)象，但是將導致成型周期延長和塑件發(fā)脆的缺陷。(4) 隨著結晶型聚合物的結晶度的提高，塑件的耐應力開裂性降低，因此降低模具溫度是有利的，但對于高粘度的無定型聚合物，由于其耐應力開裂性與塑料的內應力直接相關，因此提高模具溫度和充模，減少補料時間是有利的。(5) 提高模具溫度可以改善塑件的表面質量。在注射成形過程中，模具的溫度直接影響塑件的成型質量和生產效率，根據(jù)塑料的要求，注射到模具內的塑料溫度為 2000C 左右，而從模具中取出塑件的溫度約為 600C，溫度降低是由于模具通入冷卻水，將溫度帶走了，普通的模具通入常溫的水進行冷卻，通過調節(jié)水的流量就可以調節(jié)模具的溫度因鬧鐘后蓋使用的塑料是 ABS，要求模溫高，若模具溫度過低則會影響塑料的流動性，增加剪切阻力，使塑件的內應力較大，甚至還出現(xiàn)冷流痕、銀絲、注不滿等缺陷。因此在注射開始時，為防止填充不足，充入溫水或者模具加熱。總之，要做到優(yōu)質、高效率生產，模具必須進行溫度調節(jié)。對溫度調節(jié)系統(tǒng)的要求：(1)確定加熱或是冷卻；(2)模溫均一，塑件各部分同時冷卻；(3)采用低的模溫，快速且大量通冷卻水；溫度調節(jié)系統(tǒng)應盡量結構簡單，加工容易，成本低謙。2.5.6 模具冷卻系統(tǒng)的設計根據(jù)模具冷卻系統(tǒng)設計原則：冷卻水孔數(shù)量盡量多，尺寸盡量大的原則可知，冷卻水孔數(shù)量大于或等于 3 根都是可行的。這樣做同時可實現(xiàn)盡量降低入水與出水的溫度差的原則。根據(jù)2取 4 根，冷卻水口口徑為 6mm.另外,模具冷卻系統(tǒng)的過程中，還應同時遵循：(1)澆口處加強冷卻；(2)冷卻水孔到型腔表面的距離相等；(3)冷卻水孔數(shù)量應盡可能的多，孔徑應盡可能的大；(4)冷卻水孔道不應穿過鑲快或其接縫部位，以防漏水。(5)進水口水管接頭的位置應盡可能設在模具的同一側，通常應設在注塑機的背面。(6)冷卻水孔應避免設在塑件的熔接痕處。而且在冷卻系統(tǒng)內，各相連接處應保持密封，防止冷卻水外泄。鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工202.6 澆注系統(tǒng)的設計普通澆注系統(tǒng)由主流道、分流道、澆口和冷料井組成。在設計澆注系統(tǒng)之前必須確定塑件成型位置，可以才用一模兩腔，澆注系統(tǒng)的設計是注塑模具設計的一個重要的環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質量（如外觀，物理性能，尺寸精度）都有直接的影響，設計時必須按如下原則：(1)型腔和澆口開設部位力求對稱，防止模具承受偏載而造成溢料現(xiàn)象。(2)型腔和澆口的排列要盡可能地減少模具外形尺寸。(3)系統(tǒng)流道應盡可能短，斷面尺寸適當（太小則壓力及熱量損失大，太大則塑料耗費大）：盡量減少彎折，表面粗糙度要低，以使熱量及壓力損失盡可能小。(4)對多型腔應盡可能使塑料熔體在同一時間內進入各個型腔的深處及角落，及分流道盡可能平衡布置。(5)滿足型腔充滿的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料的耗量。(6)澆口位置要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小型芯，防止型芯變形澆口的殘痕不應影響塑件的外觀。2.6.1 主流道設計主流道是塑料熔體進入模具型腔是最先經過的部位，它將注塑機噴嘴注出的塑料熔體導入分流道或型腔，其形狀為圓錐形，便于熔體順利的向前流動，開模時主流道凝料又能順利拉出來，主流道的尺寸直接影響到塑料熔體的流動速度和充模時間，由于主流道要與高溫塑料和注塑機噴嘴反復接觸和碰撞，通常不直接開在定模上，而是將它單獨設計成主流道套鑲入定模板內。主流道套通常又高碳工具鋼制造并熱處理淬硬。塑件外表面不許有澆口痕，又考慮取料順利，對塑件與澆注系統(tǒng)聯(lián)接處能自動減斷。采用帶直流道與分流道的潛伏式點澆口，為了方便于拉出流道中的凝料，將主流道設計成錐形，錐度為 3°，內表面的粗糙度為 Ra0.8 微米,孔徑為0.5 毫米。主流道的設計要點如下：(1)為便于從主流道中拉出澆注系統(tǒng)的凝料以及考慮塑料熔體的膨脹，主流道設計成圓錐形，因 ABS 的流動性為中性，故其錐度取 3 度，過大會造成流速減慢，易成渦流，內壁粗糙度為 R0.8um。(2)主流道大端呈圓角，其半徑取 r=13mm,以減少流速轉向過渡的阻力，r=1.5mm.(3)在保證塑件成形良好的情況下，主流道的長度應盡量短，否則會使主流道的凝料增多，且增加壓力損失，使塑料熔體降溫過多影響注射成形。(4)為使熔融塑料完全進入主流道而不溢出，應使主流道與注射機的噴嘴緊密對接，主流道對接處設計成半球形凹坑，其半徑為 r2=r1+(12),其小端直徑D=d+(0.51),凹坑深度常取 34mm。在此模具中取 r2=1112mm。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 1197098521(5)由于主流道要與高溫高壓的塑料熔體和噴嘴反復接觸和碰撞，所以主流道部分常設計成可拆卸的主流道襯套，以便選用優(yōu)質鋼材單獨加工和熱處理，其大端兼作定位環(huán)，圓盤凸出定模端面的長度 H=510mm。同時因該鬧鐘后蓋采用 ABS，需加熱，所以在主流道處采用電加熱以提高料溫。 如圖 2.7：圖 2.7 澆口套2.6.2 冷料井設計冷料井位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端，其作用是接受料流前鋒的“冷料” ，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料井的直徑宜大于大端直徑，長度約為主流道大端直徑?；诒敬卧O計的模具，可采用底部帶有拉料桿的冷料井，這類冷料井的底部由一個拉料桿構成。拉料桿裝于型芯固定板上，因此它不能隨脫模機構運動。如圖 2.8圖 2.8 冷料井設計2.6.3 分流道設計分流道是主流道與澆口之間的通道，一般開在分型面上，起分流和轉向的作用。分流道截面的形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和 U 形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e于體積之比值稱為比表面積） ，塑料熔體的溫度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困難，而且正方形截面不易脫模，所以在實際生產中較常用的截面形狀為梯形、半圓形及 U 形。如圖 2.9 所示:鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工22圖 2.9 分流道設計2.6.4 分流道設計要點（1）在保證足夠的注塑壓力使塑料熔體能順利的充滿型腔的前提下，分流道截面積與長度盡量取小值，分流道轉折處應以圓弧過度。（2）分流道較長時，在分流道的末端應開設冷料井。對于此模來說在分流道上不須開設冷料井。（3）分流道的位置可單獨開設在定模板上或動模板上，也可以同時開設在動，定模板上，合模后形成分流道截面形狀。（4）分流道與澆口連接處應加工成斜面，并用圓弧過度。2.6.5 分流道的斷面分流道的斷面尺寸應根據(jù)塑件的成形的體積，塑件的壁厚，塑件的形狀和所用塑料的工藝性能，注射速率和分流道長度等因素來確定。因 ABS 的推薦斷面直徑為 4.59.52，部分塑件常用斷面尺寸推薦范圍。分流道要減小壓力損失，希望流道的截面積大，表面積小，以減小傳熱損失，同時因考慮加工的方便性。分流道應考慮出料的流暢性和制造方便，熔融料的熱量損失小，流動阻力小，比表面和小等問題，由于采用的是潛伏式二級分流道對熱損失及流動提出了較高的要求，采用圓形的份流道，為了保證外形無澆口痕，澆口前后兩端形成較大的壓力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔體冷凝速度，保證熔融的塑料不回流，同時可隔斷注射壓力對型腔內塑料的后續(xù)作用，冷卻后快速切除。同時它的效果與 S 澆注系統(tǒng)有同樣的效果，有利于補塑。2.6.6 分流道的布局在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡兩種，根據(jù)本模具的要求我們選取平衡式，也就是指分流道到各型腔澆口的長度，斷面形狀，尺寸都相同的布置形式。它要求各對應部位的尺寸相等。這種布置可實現(xiàn)均衡送料和同時充滿型腔的目的，是成型的塑件力學性能基本一致。而且在此模具中不會造成份流道過長的缺點。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985232.6.7 澆口選擇澆口又稱進料口，是連接分流道與型腔之間的一段細短流道（除直接澆口外） ，它是澆注系統(tǒng)的關鍵部分。其主要作用是：（1）型腔充滿后，熔體在澆口處首先凝結，防止其倒流。（2）易于在澆口切除澆注系統(tǒng)的凝料。澆口截面積約為分流道截面積的0.030.09，澆口的長度約為 0.5mm2mm，澆口具體尺寸一般根據(jù)經驗確定，取其下限值，然后在試模是逐步糾正。當塑料熔體通過澆口時，剪切速率增高，同時熔體的內磨檫加劇，使料流的溫度升高，粘度降低，提高了流動性能，有利于充型。但澆口尺寸過小會使壓力損失增大，凝料加快，補縮困難，甚至形成噴射現(xiàn)象，影響塑件質量。澆口位置的選擇：（1）澆口位置應使填充型腔的流程最短。這樣的結構使壓力損失最小，易保證料流充滿整個型腔，同時流動比的允許值隨塑料熔體的性質，溫度，注塑壓力等的不同而變化，所以我們在考慮塑件的質量都要注意到這些適當值。（2）澆口位置的選擇要避免塑件變形。采側澆口在進料時頂部形成閉氣腔，在塑件頂部常留下明顯的熔接痕，而采用點澆口，有利于排氣，整件質量較好，但是塑件壁厚相差較大，澆口開在薄壁處不合理；而設在厚壁處，有利于補縮，可避免縮孔、凹痕產生。（3）澆口位置的設置應減少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型時前端較冷的料流在型腔中的對接部位，它的存在會降低塑件的強度，所以設置澆口時應考慮料流的方向，澆口數(shù)量多，產生熔接痕的機會很多。流程不長時應盡量采用一個澆口，以減少熔接痕的數(shù)量。對于大多數(shù)框形塑件，澆口位置使料流的流程過長，熔接處料溫過低，熔接痕處強度低，會形成明顯的接縫，如果澆口位置使料流的流程短，熔接處強度高。為了提高熔接痕處強度，可在熔接處增設溢溜槽，是冷料進入溢溜槽。筒形塑件采用環(huán)行澆口無熔接痕，而輪輻式澆口會使熔接痕產生。（4）澆口位置應避免側面沖擊細長型心或鑲件。因點口在脫開時會傷塑件的內表面在這里是可以的，考慮到點澆口有利澆注系統(tǒng)的廢料和塑件的脫離，所以選取用點繞口。分流道與澆口的連接。在利用了Pro/E 的塑料顧問對其進行模仿 CAE 的注塑之后選擇了更具優(yōu)勢的澆口，由于鬧鐘后蓋的側內壁與鬧鐘芯存在一定的空隙，所以即使是在脫模的時候流在一定的澆口痕也不會影響裝配。鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工243型腔仿真加工Cimatron 工作環(huán)境是專門針對模具行業(yè)設計開發(fā)的，可以說是一個高級的模具設計制造軟件。它支持實體，曲面和線框混合造型，使模具設計者輕松導入數(shù)據(jù)和創(chuàng)建零件的概念設計。(1)打開CAD文件打開cimatron E7.0后，在主菜單上選擇“文件”-“打開文檔”，在cimatron E7.0瀏覽器中選擇凹模，打開文件后，在CAD方式下檢驗模型的完整性。(2)進入CAM編程模塊輸出到CAM主菜單上選擇“文件”-“輸出”-“到加工”。將當前文件作為加工模型輸出到CAM方式。確認模型放置位置。進入加工模塊后，模型的放置位置和旋轉角度按默認方式，即直接放置到坐標系的原點，同時不做旋轉。在特征向導欄中單擊“確定”按鈕完成模型放置。(3)放置刀具單擊屏幕左側的編程向導條中的“刀具”按鈕，進入新建刀具功能，屏幕上會出現(xiàn)“刀具和卡頭”對話框，在對話框中單擊“新建刀具”按鈕，(4)新建刀具軌跡單擊屏幕左側的編程向導條中的“新建刀具軌跡”按鈕進入刀具新建軌跡功能，屏幕上會彈出“創(chuàng)建刀具軌跡對話框” 窗口內定義新建的刀路軌跡的名稱與坐標系及安全平面高度。(5)開始創(chuàng)建程序單擊在屏幕左側的編程向導條中的“創(chuàng)建程序”按鈕，開始創(chuàng)建程序，此時屏幕上的向導條改變成程序向導條。(6)選擇工藝在上圖對話框中，主選項選擇 2.5 軸加工，子選項中選擇素材環(huán)切(7)選擇加工對象刀具確定后，會切換到加工對象功能下。單擊“工件輪廓”數(shù)量按鈕進行曲面選擇，在彈出的對話中設置參數(shù)(6)設置刀路參數(shù)(9)設置機床參數(shù)(10)單擊保存并計算仿真加工效果如圖 3-1 所示：買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 1197098525圖 3.1 仿真效果圖鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工264模 具 的 裝 配裝配模具是模具制造過程中的最后階段，裝配精度直接影響到模具的質量、壽命和各部分的功能。模具裝配過程是按照模具技術要求和相互間的關系，將合格的零件連接固定為組件、部件直至裝配為合格的模具。塑料模的裝配基準分為兩種情況，一是以塑料模中和主要零件臺定模，動模的型腔，型芯為裝配基準。這種情況，定模各動模的導柱和導套孔先不加工，先將型腔和型芯鑲塊加工好，然后裝入定模和動模內，將型腔和型芯之間墊片法或工藝定位器法保證壁厚，動模和定模合模后用平行夾板夾緊，鏜投影導柱和導套孔，最后安裝動模和定模上的其它零件，另一種是已有導柱導套塑料模架的。澆口套與定模部分裝配后，必須與分模面有一定的間隙，其間隙為 0.050.15 毫米，因為該處受噴嘴壓力的影響，在注射時會發(fā)生變形，有時在試模中經常發(fā)現(xiàn)在分模面上澆口套周圍出現(xiàn)塑料飛邊，就是由于沒有間隙的原因。為了有效的防止飛邊，可以接近塑件的有相對位移的面上銼一個三角形的槽，由于空氣的壓力的緣故可以更好的防止飛邊。4.1 模具的裝配順序（1）確定裝配基準；（2）裝配前要對零件進行測量，合格零件必須去磁并將零件擦拭干凈；（3）調整各零件組合后的累積尺寸誤差，如各模板的平行度要校驗修磨，以保證模板組裝密合，分型面吻合面積不得小于 80%，間隙不得小于溢料最小值，防止產生飛邊。（4）在裝配過程中盡量保持原加工尺寸的基準面，以便總裝合模調整時檢查；（5）組裝導向系統(tǒng)并保證開模合模動作靈活，無松動和卡滯現(xiàn)象；（6）組裝冷卻和加熱系統(tǒng)，保證管路暢通，不漏水，不漏電，門動作靈活緊固所連接螺釘，裝配定位銷。裝配液壓系統(tǒng)時允許使用密封填料或密封膠，但應防止進入系統(tǒng)中；（7）試模：試模合格后打上模具標記，包括模具編號、合模標記及組裝基面。最后檢查各種配件、附件待零件，保證模具裝備齊全，另外在裝配過程中應嚴防零件在裝配過程中磕、碰、劃傷和銹蝕。裝配滾動軸承允許采用機油進行熱裝，油的溫度不得超過 1000C。4.2 開模過程分析注塑機推動推桿墊板兼頂管墊板使動定模分開，在導柱導向的情況下，動定模順利分型，同時拉料桿拉斷澆口，使塑件在推板和頂管的作用下順利脫出。閉合時，同樣在導柱和導套的導向作用下通過頂柱使頂桿先于型腔復位。以免頂桿碰到型腔，損壞模具。買文檔就送您 CAD 圖紙，Q 號交流 197216396 或 11970985275結論本課題設計是鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工。在這次為期半年的畢業(yè)設計設計中，我對模具結構有了理性的認識，對模具設計奠定了基礎，同時對塑料模具設計和制造進行文獻檢索，了解模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，并制定了設計方案和計劃。首先對制品數(shù)據(jù)收集后進行三維實體造型,再進行一系列模具結構設計,再應用Cimatron 軟件進行型腔數(shù)控加工,過程中發(fā)現(xiàn)很多不懂的問題，及時查找書籍和請教老師指點，不斷解決了這些難題。在設計中注意了配合尺寸和粗糙度的要求并進行工藝分析,盡量滿足生產要求,降低了零件的加工成本,大大提高了加工效率。通過以上工作的完成，我對一套模具從設計到加工的全過程有了清醒而直觀的認識，同時從中受益匪淺。在設計中由于使用最新的模具設計軟件使工作效率大大提高，并且提高了模具結構的合理性，同時自己學到了很多知識。但由于實踐經驗的欠缺，在設計中對零件的加工精度和成型零件的加工工藝的確定由很多不足之處，在以后的工作學習中會好好改進，盡量做到最好。鬧鐘后蓋模具設計及型腔仿真加工28參考文獻1申樹義,高濟編著. 塑料模具設計. 北京:機械工業(yè)出版社,1993.2張榮清主