电饭褒蒸架注塑模设计UG作品Word下载.docx
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3.1塑件体积的计算.．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8
3.2估算浇注系统的体积．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9
3.3注射机的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
3.4型腔数量及注射机有关工艺参数的校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
4浇注系统的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
4.1主流道的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
4.2主流道衬套的形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
4.3浇口套的形式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
4.4分流道的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
4.5浇口的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16
4.6冷料穴的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
4.7浇注系统的平衡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19
5模架的确定和标准件的选用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
5.1模架．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
6成型零部件的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
6.1成型零件的材料选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
6.2凹模结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
6.3凸模结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26
6.4型腔、型芯工作尺寸计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27
7导向机构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
7.1导柱的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
7.2导套的结构设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
7.3推出机构的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30
8排气系统的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33
9加热、冷却系统的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
9.1求塑件在硬化时每小时释放的热量Q．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
9.2求冷却水的体积流量V．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34
10校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
10.1整体式圆形型腔壁厚度的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35
10.2整体式圆形型腔底板厚度的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
10.3注射机有关工艺参数的校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36
10.4模具厚度H与注射机闭和高度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37
致谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38
塑料盒注射模具设计
注塑模在机械、电子、航天航空、生物领域及日用品的生产中得到广泛的应用。
本次设计的是塑料盒注射模具，设计内容主要包括模具总体结构和零部件设计，以及模具各部分的计算和校核，借助于软件UG对模具结构进行了合理性的分析，缩短了设计周期，以期设计出所要求的模具。
在此次模具设计过程中，模具设计路线如下：
模具结构设计→模具型腔、型芯三维设计→模具型腔、型芯二维出图。
根据实物测绘，本设计应用UG软件，创建了零件的3D模型和二维工程图，绘制了分模曲面、型腔等零件，并评估了零件的合理性。
选择注塑机时，应用UG软件,避免了大量烦琐的计算。
当各零件以实体绘出时，使用组装模块将各零件仿真组装起来，生成模具产品图。
关键词：
肥皂盒；
注塑模具；
UG;
计算机辅助设计
InjectionMolddesignofbox
Injectionmouldiswidelyusedinthefieldofmachine,electronics,aviation,biologyandcommodity.Whatwedesignedinthispresentisasoapbox,whichmainlyincludingholisticconfiguration,partdesign,calculationandcheckofeverypartofthemould.Asoftware“UG”wasusedinthedesignprocesstoanalyzetherationalityofthemouldanddecreasethedesigntimeforobtaininganidealmould.
TherouteofDesignisfollowing:
Design→cavityandCore3Ddesign→moldcavity,thecoretwo-dimensionaldrawing.
Accordingtothemapthesoapbox,thedesignusingUGsoftware,create3Dmodelandgenerate2Dengineeringdrawings,plotthepartingsurface,cavityandinsertSidecoresparts,thenevaluatetherationallyofeverypart.ApplingUGsoftwaretochooseinjectionmoldingmachine,avoidalotoftediouscalculations.Whenthecomponentsdrawingentities,usetheassemblemodulestosimulationandassembleallparts,then,diemapofproductscangenerate.
Keywords:
Soapbox;
injectionmould;
UG;
CAD
1塑件成型工艺性分析
1.1塑件分析
该塑件是一塑料盒如图1-11-2所示，塑件壁厚属薄壁塑件，生产批量很大。
【图1－1】盒盖整体外型图
1.1.1结构分析
本次设计任务所提供的资料为塑件实体，零件实体模型及二维草图可知，该零件总体形状为圆形，总体看来，该零件属于较简单程度。
1.1.2尺寸精度分析
该零件的重要尺寸精度为5级，属于中等精度，对应的模具相关零件尺寸加工可以保证。
1.1.3塑件厚度检测
塑件的厚度检测采用UG设计软件的模型分析功能自动完成。
从塑件的壁厚上来看，壁厚的最大处为2左右，最小处小于1mm，壁厚差不大，但大多处在1－2mm的范围之内，并综合其材料性能，只要注意控制成型温度及冷却速度，零件的成型并不困难（如果条件允许，也可考虑修改其结构形式使壁厚趋向均匀）。
1.1.4表面质量分析
该零件的表面除要求没有凹陷，无毛刺，内部无缩孔，表面质量光滑，比较容易实现。
综以上分析可知，注射时在工艺参数控制较好的情况下，零件的成型质量很容易得到保证。
1.2塑件的原材料分析
ABS无毒、无味、呈微黄色，成型的塑件有较好的光泽。
密度为1.02~1.05g/cm³
。
ABS有良好的机械强度和一定的耐磨性、耐寒性、耐油性、耐水性、化学稳定性和电气性能。
水、无机盐、碱和酸类对ABS几乎无影响。
ABS不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长期接触会软化溶胀。
ABS有一定的硬度和尺寸稳定性，易与成型加工，经过调色可配成任何颜色。
ABS的缺点是耐热性不高，连续工作温度为70º
C左右，热变形温度为93º
C左右，且耐气候性差，在紫外线作用下易发脆。
ABS在升温时粘度增高，所以成型压力高，故塑件上的脱模斜度宜稍大；
ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；
ABS易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量少浇注系统对料流的阻力；
在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。
1.2.1热塑性塑料ABS的注射成型过程
（1）成型前的准备对ABS的色泽、细度和均匀度等进行检测。
由于ABS塑料的吸湿性和对水分的敏感性较大，在加工前应进行充分的干燥和预热。
干燥条件是：
干冬季节在75~80℃以下，干燥2~3h；
夏季雨水天在80~90℃以下，干燥4~8h。
（2）注射过程塑料在注射机料筒内经过加热，塑化达到流动状态后，有模具的浇注系统进入模具型腔成型，其过程可分为充模、压实、保压、倒流和冷却五个阶段。
（3）塑件的后处理采用退火处理，退火温度一般高于塑件的使用温度10~20℃。
1.2.2ABS的性能分析
（1）物料性能
综合性能较好，冲击强度较高，化学稳定性、电性能良好。
有高抗冲，高耐热，阻燃，增强等
级别。
流动性能较好，柔韧性较好。
适用于汽车（仪表盘、工具舱门、车轮盖等）、电冰箱、大强度工具、电话机壳体、打字机键盘等。
（2）成型性能
1）无定性料，流动性中等，吸湿大，必须充分干燥，表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80~90
℃，3小时。
2）宜取高料温，高模温，但料温过高易分解。
对精度较高的塑件，模温宜取50~60℃；
对高光泽耐热塑件，模温宜取60~80℃。
3）如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温，高模温，或改变入水位等方法。
4）如成型耐热级或阻燃级材料，生产3~7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。
1.2.3ABS的主要性能指标见下表
ABS的主要性能指标
密度/（g/cm）
1.02~1.16
比体积/（m/kg）
0.86~0.98
吸水率/24h
0.2~0.4
收缩率/s
0.4~0.7
熔点/℃
130~160
抗拉屈服强度/MPa
50
拉伸弹性模量/MPa
1.8×
抗弯强度/MPa
80
硬度/HB
9.7
体积电阻系数Ω.cm
6.9×
热变形温度/℃
0.46MPa
90~108
冲击韧度/（KJ/m）
无缺口
261
0.185MPa
83~103
有缺口
11
1.2.4ABS成型塑件的主要缺陷以及消除措施
（1）主要缺陷
溢料飞边、气泡、缩痕、熔接痕、光泽不良、颜色不均、翘曲变形、脱模不良、表面雾状及花
纹等。
（2）消除措施
提高模温，增大注射压力，减小流道浇口尺寸，加快充填速度，提高熔体温度材料选用ABS（丙
烯腈—丁二烯—苯乙烯共聚物）。
ABS有良好的耐化学腐蚀及表面硬度，有良好的加工性和染色性能。
1.3塑件结构工艺性分析
该塑件尺寸中等，整体结构较简单，却带有曲面特征。
上盖上表面有六个椭圆突出，与下盖配
合的边缘部分也是曲面相接，上盖的上表面的表面精度要求较高，下表面为非工作面，精度要求相对较低，再结合其材料性能，故选一般精度等级：
五级。
1.4塑件成型工艺性分析
为了满足制品表面光滑的要求与提高成型效率采用潜伏式浇口。
该浇口的分流道位于模具的分型
面上，而浇口却斜向开设在模具的隐蔽处。
塑料熔体通过型腔的侧面或推杆的端部注入型腔，因而塑件外表面不受损伤，不致因浇口痕迹而影响塑件的表面质量与美观效果。
塑件的工艺参数：
模具温度：
50~70℃
注射压力：
70~90MPa
保压力：
50~70MPa
注射时间：
3~9S
保压时间：
15~30S
冷却时间：
成型周期：
40~70S
2拟定模具结构形式
2.1分型面位置的确定
分开模具取出塑件的面称为分型面，如何确定分型面位置，需要考虑的因素比较多。
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件工艺性、精度、推出方法、模具制造、排气等因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析比较。
注射模有一个分型面或多个分型面，分型面的位置，一般垂直于开模方向，分型面的形状有平面和曲面等。
分型面的确定主要应考虑以下几点：
（1）有利于保证塑件的外观质量；
（2）分型面应选择在塑件的最大截面处；
（3）尽可能使塑件留在动模一侧；
（4）有利于保证塑件的尺寸精度；
（5）尽可能满足塑件的使用；
（6）尽量减少塑件在合模方向上的投影面积；
（7）长型芯应置于开模方向；
（8）有利于排气；
（9）有利于简化模具结构。
根据本塑件的结构特点，为了方便塑件浇注后脱模、排气、塑件的外观质量等要求，主分型面的位置选择如下图所示：
【图2－1】分型面示意图
2.2型腔数目的确定
2.2.1型腔
所谓型腔（cavity）指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而己。
注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或（两部分以上）形成这一空腔——型腔。
其凹入的部分称为凹模（cavity），凸出的部分称为型芯（core）。
一般来说，精度要求高的小型塑件和大中型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又大批量生产时，则采用多型腔模具可使生产率提高。
型腔数量确定以后，便进行型腔的排布。
型腔的排布及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的设计的平衡以及温度系统的设计。
以上这些问题又与分型面及浇口的位置选择有关，所以在设计过程中，要进行必要的调整，以达到比较完善的设计。
2.2.2型腔数目的决定
型腔数目的决定与下列条件有关。
（1）塑件尺寸精度
型腔数越多时，精度也相对地降低，1、2级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少时，可以一模二腔。
3、4级的精密级塑件，最多一模四腔。
（2）模具制造成本
多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。
从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。
（3）注塑成形的生产效益
多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。
但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。
（4）制造难度
多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。
本设计根据制品的生产总量，确定一个经济的型腔数量，其计算如下：
A=ty/3600+anc/m
（摘自《注塑模具设计要点与图列》许鹤峰陈言秋编著化学工业出版社）
式中：
m：
制品的生产总量/个
A：
成型每个制品所需费用，元/个
n：
型腔数量，个
t：
成型周期，秒
y：
成型费用，元/时
c：
单个型腔模具制作费，元/个
a：
多个型腔模具制作费递减率，%
anc：
模具费用，元
然后假设型腔数量计算进行比较，求出A为最小值时的型腔数量，即为经济数量。
由上式可知，要想A为最小，只要anc为最小，所以n为2。
虽然模具的制造费用随型腔数量的增加而增加，但不与型腔数量成正比，所以每增加一个型腔其制造费用有一个递减率，递减率由模具制造企业根据情况确定。
综合起来本模具采用一模两腔，既满足塑件要求，又能提高生产效率。
2.3型腔排布
在确定了型腔数目之后，就要进行型腔的排列方式设计。
本塑件在注射时采用了一模两腔的形式
3.塑件相关计算及注塑机的选择
3.1塑件体积的计算
塑件体积：
≈26cmз
塑件质量：
g=26.91g
3.2估算浇注系统的体积
其初步设定方案如下
10.1cmз
4.4
【图3－2】浇注系统示意图
3.3注射机的选择
考虑塑件的外形尺寸、型腔数量、注射所需压力及其它综合情况，查《塑料模设计手册》附表8，初步选用注射机为XS-ZY-125型，其主要参数如下：
XS-ZY-125型注射机主要参数
标准注射量/cm3
125
模板最大厚度/mm
300
螺杆直径/mm
42
模板最小厚度/mm
200
注射压力/MPa
150
模板尺寸/mm
注射行程/mm
160
拉杆空间/Mm
260*360
螺杆转速/（r/min）
10~140
电动机功率/kW
注射时间/s
1.8
喷嘴
球半径/mm
12
合模力/N
9*105
孔直径/mm
4
最大成型面积/cm2
360
定位圈尺寸/mm
100
模板最大行程/mm
3.4型腔数量及注射机有关工艺参数的校
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