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2、刘彦国.塑料成型工艺与模具设计[M].北京：
人民教育出版社，2009.4
3、何华妹.UGNX4注塑模具设计实例精解[M].北京：
清华大学出版社，2006.10
4、邱丹力.塑料成型工艺[M].北京：
机械工业出版社，2008.1
5、许发樾.实用模具设计与制造手册[M].北京：
机械工业出版社，2005.10
6、王卫兵.Moldflow中文版注塑流动分析案例导航视频教程[M].北京：
清华大学出版社，2008.5
学生（签名）年月日
指导教师（签名）年月日
教研室主任（签名）年月日
系主任（签名）年月日
毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题目:
罩板塑料模具设计
一、选题的背景和意义：
选题背景：
近几年，我们国家机械业的高速发展对模具工业，特别是塑料模具提出了越来越高的要求，其中罩板作为很多发动机或很多机构的保护件,伴随着工业化时代的到来，罩板越来越受人关注。
可面对竞争市场的日益激烈和生产者对罩板的选择，让罩板的造型和质量越来越重要，动罩板的持续稳定发展，已成为商家注重的一个问题。
通过本次毕业设计采用CAD/CAM（PowerMill、CAD、UG、）技术，使设计者从繁杂的计算和绘图工件中得以解脱。
采用人机结合，各取所长，充分发挥每个人的创造与思维能力，掌握设计过程，使模具的设计趋于合理。
而计算机则发挥其计算分折与信息储存的能力。
两者相结合，发挥各自的优势，有利于获得最好的设计效果，减短了开发周期，作为模具设计与制造专业的我，在这方面应该大胆创新，勇于实践，本课题毕业设计是具有研究性质的制作分析、是很具有代表性的模具设计。
可以提高我的创造与设计的能力，提升综合应用所学知识和技能去分析、处理问题的能力。
选题意义：
通过三年大学生活的学习,我基本掌握了模具专业相关的知识,这次分到了注塑模当做毕业设计可以让我综能力运用以前所学的知识和一些技能，转化为实际应用,更利于我对注塑模的了解与实际运用.将课堂知识应用到生产实践中。
罩板的注射模设计是集多种知识于一体的综合实践课题，在做该课题的过程中我能够进一步的熟悉制图软件以及模具的造型与装配，对于将要上岗实习的我有很大的帮助。
二、课题研究的主要内容：
1、运用UG软件进行3D造型，CAD软件进行二维出图
2、塑件的工艺性分析
3、模具结构、尺寸的设计计算
4、模具的基本结构与模架选择
5、模具主要零件图及加工工艺规程
三、主要研究（设计）方法产述：
1.进行市场调查，了解目前产品的情况
2.查找相关资料掌握设计要点
3.设计计算，确定零件尺寸,绘制装配图和零件图
4.综合整理，在指导老师的指导下不断完善和完成毕业设计
四、设计（论文）进度安排：
时间（迄止日期）
工作内容
9.25～10.10
市场调查、收集资料、选择设计课题
10.11～10.14
对产品造型以及进行塑件的工艺性分析，初步设计模具
10.15～10.16
确定模具的基本结构和选择模架
10.17～10.18
计算成型零件工件尺寸，完成零件图、装配图
10.19～10.21
撰写并完成设计报告初稿
10.22～10.25
初稿审阅、修改
10.26～10.30
整理、完成图样
10.31～11.4
准备论文答辩
11.5～11.8
定稿、打印
五、指导教师意见：
指导教师签名：
年月日
六、系部意见：
系主任签名：
摘要……………………………………………………………………………………….Ⅰ
Abstract………………………………………………………………………………….Ⅱ
摘要：
此次设计介绍了注射成型的基本原理，尤其是分型面注射模具的布局与工作原理，对注塑产品提出了基本的设计准则；
通过正确分析绕流板支架的工艺，设计出了一个一模两腔的塑料模具。
详细地描述了模具零件成型包括上模座板、模仁、后模作板、型芯、型腔、镶件等的设计与加工工艺过程，主要零件的工艺参数的选择与计算，推出机构与浇注系统以及其它结构的设计程序来更好的处理好产品外观要求以及浇口位置与脱模方法间的问题，并指出了试模与产品当中所存在的缺陷。
以便更好的清楚形象，了解模具结构设计的过程，本次毕业设计使用了UGNX7.0作为三维软件以及OUTCAD作为二维软件，并给我带来了很大的便捷。
关键词：
注射模；
塑料；
加工工艺；
CAD
Zhaobancovermolddesign
Abstract:
Thisdesignintroducesthebasicprincipleofinjectionmolding,especiallythelayoutoftheinjectionmoldpartingsurfaceandtheworkingprinciple,basicdesignprinciplesareputforwardforinjectionmoldingproducts;
Throughthecorrectanalysisoftheflowaroundboardsupportprocess,designedaplasticmoldofonemoduleandtwocavities.Describedindetailonthemoldpartsmoldingincludingmoldbaseplate,mouldkernel,backmouldplate,core,cavity,insertsandotherdesignandmachiningprocess,processparameterselectionandcalculationofmainparts,andextrusionoutfit,injectsystemandotherstructuraldesignprogramstobetterhandletheproductappearancerequirementsandproblemsbetweengatelocationanddemouldingmethod,andpointsoutthedeficiencyoftestandproduct.Inordertobetterclearimage,understandtheprocessofthemouldstructuredesign,thegraduationdesignusingtheUGNX7.0asa3dsoftwareandOUTCADasa2dsoftware,andbroughtmealotofconvenient.
KeyWords:
Plasticmould,Plastic,Processingtechnology,CAD
第1章前言
模具行业为机械制造业中的一项支柱产业，为各个行业的基础，尤其在这几年我国机械行业的飞速发展中，塑料模具尤为突出，它的产品应用于各个行业，而机械常用的罩板就是其中的一种。
在机械行业发展的今天，罩板作为行业中常见的零部件要具有足够的强度、硬度、良好的耐化学腐蚀性、加工性等性质。
作为模具设计与制造专业的我们，应该在这方面大胆创新和实践，以满足行业需求。
本次毕业设计就是具有探索性和研究性的典型模具设计。
可以培养自己的思考与设计能力，提高综合运用能力，用所学知识去分析和解决问题。
罩板模具设计是包含了很多知识的综合性设计课题，在进行该课题制作过程中我能进一步熟悉各种绘图软件和塑料模的造型与装配，对于将要上岗实习的我有很大的帮助。
第2章塑件的工艺性分析
2.1塑件的原材料分析
塑料品种：
ABS
ABS是由丙烯腈、丁二烯、苯乙烯组合成。
这三种物质有各自的性质，使ABS材料具有较好的力学性能。
丙烯腈使ABS有良好的抗腐蚀性，丁二烯使ABS坚韧有硬度而苯乙烯使其有较好的加工性和染色性。
ABS无毒、色成微黄，这样成型的塑料件会有比较好的光泽。
密度为1.02——1.05g/cm3。
ABS有极好的抗冲压强度，且在较低温下也不迅速下降。
有较好的机械强度和一定的抗磨性、抗寒性、化学稳定性和电气性能。
水、碱、酸类对ABS几乎无任何影响，在酮、酯、氯代烃中会溶解或形成乳浊液，不溶于大部分醇类及烃类溶剂，但与烃长时间接触会软化溶胀。
ABS塑料表面受冰醋酸、植物油等化学药品的侵蚀会造成开裂。
ABS有较好的硬度和尺寸稳定性，方便成型加工。
经过调色可形成任何色彩。
我所选的材料为ABS，在成型过程中，ABS升温时粘度增高，所以成型压力需要高一点，且塑料上的脱摸斜度应稍大，ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；
易产生熔接痕，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力；
在正常的成型条件下，壁厚、溶料温度及收缩率影响极小。
要求塑件精度高时，模具温度可控制在50—60摄氏度，要求塑件光泽和耐热时，应控制在60—80摄氏度。
2.2塑件的结构工艺性分析
塑件的用途及设计要求：
塑件名称：
罩盖
生产批量：
10万件
材料：
ABS
图2-1罩板
（1）罩板如图2-1所示，制品的几何形状：
本次设计的制品平均壁厚为2.5mm，属轻质薄壁制品。
（2）制品的尺寸精度和表面粗糙度：
塑料的尺寸精度主要决定于塑料收缩率的波动和模具制造误差。
本次塑料制品的尺寸按5级精度取值。
塑件的表面粗糙度主要取决于模具粗糙度，一般情况下，塑件的表面粗糙度比模具成型部分的粗糙度高3～4级。
（3）制品的脱模斜度：
脱模斜度的取向根据塑件的内外形尺寸而定，以塑件内孔型芯小端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由扩大方向取得；
塑件外形，以型腔大端为准，尺寸符合图纸要求，斜度由缩小方向取得。
分析本塑件，可以顺利脱模，所以不用脱模斜度。
（4）根据产品的形状和结构特点，本次设计中，浇口采用侧浇口浇注系统。
第3章注塑机的初步选择
3.1计算塑件的体积和质量
通过对塑件的三维造型及收缩率的影响,得:
Vs≈7.78cm3
ABS的密度为1.02-1.05g/cm3
单件塑件的重量约为8.2g.
粗算浇注系统的重量约为4g.
根据型腔的数量和浇注系统的重量,得:
M=2×
8.2+4=20.4g
注射压力：
ABS塑料成型时的注射压力P=70~90MPa.
3.2初选注射机的型号
再根据板宽和孔距确定注射机的型号为XS-ZY-125.
注射机XS-ZY-125有关技术参数如下：
额定注射量
125cm3
注射压力
119MPa
注射行程
115mm
锁模力
900kN
最大成型面积
320cm
模板最大行程
300mm
模具最大厚度
450mm
模具最小厚度
200mm
喷嘴圆弧半径
12mm
嘴孔直径
4mm
动定模固定板尺寸
428×
拉杆空间
260×
260mm
3.3初选注射成型工艺参数
查表，ABS的注射成形工艺参数如下：
（1）温度（℃）
喷嘴温度180～190
料筒温度前段200～210，中段210～230，后段180～200
模具温度50～70
（2）压力（MPa）
注射压力70～90
保压压力50～70
（3）时间（S）
注射时间3～5
保压时间15～30
冷却时间15～30
成形周期40～70
3.4确定模具型腔数量
塑件的生产批量为10万件，属于大批量生产，且塑件精度要求不是很高，所以，应采用一模多腔，为使模具尺寸紧凑，提高生产效率，降低塑件的生产成本，这个模具采用一模两腔。
第4章基于Moldflow的塑件成型方案分析
4.1塑件初始成型方案分析
（1）网格划分：
先采用默认全局网格边长，网格统计信息显示如图4-1所示。
要求纵横比小于20，模型匹配率大于86%，因此，调整网格边长以及对模型的纵横比进行调整。
最后的理想网格文件如图4-2所示：
图4-1网格调整前图4-2网格调整后
（2）浇注系统：
根据实际情况的需要采用了浇注系统的流动分析，建立浇注系统如图4-3所示，具体的尺寸是：
主流道为锥形，上端口为3.5mm，锥角为3。
，截面为圆形，长度为65mm；
分流道截面为圆形，直径为5mm，每条分流道长度均为10mm；
侧浇口为锥形，入口直径为2mm，锥角30。
，浇口长度为5mm
图4-3浇口位置
（3）填充时间：
电器外壳在1.364内完成溶体的冲充填。
从充填时间的结果上看，电器外壳在充填时间上相差0.1s,应适当调整浇口位置，使得溶料到达左右两端的时间相等。
如图3-4所示：
图4-4充填时间
（4）溶接痕、气穴：
由图4-5可以看出，罩盖的熔接痕很多，熔接痕主要出现在了产品的表面部位，这极大的影响了产品的外观质量与要求，因为熔接痕容易使产品的强度降低，特别是在产品可能受力的部位产生的熔接痕会造成产品在结构上的缺陷。
气穴的产生直接破坏了产品的外观质量，因此，尽量避免。
如图3-6显示了罩板外壳的气穴位置。
图4-5溶接痕图4-6气穴位置
（5）速度/压力切换时的压力：
从结果图上的标志处可以看到，此处的压力为0MPa,表明溶料未流到，如图4-7，故需要更改注塑工艺参数或重建浇注系统，来修
图4-7压力/速度转换时的压力
（6）翘曲分析结果：
如图4-8所示，可以清晰的看到模型在X、Y、Z三个方向上的翘曲变形和总体翘曲变形结果。
图4-8翘曲分析结果
4.2塑件优化成型方案分析
在初始方案分析中看出主要的问题是气穴、欠注、熔接痕和收缩变形量太大而达不到要求，因此在优化方案中主要去改善解决这两个主要问题。
本优化方案通过修改工艺参数和浇注系统来改善，改善后的浇注系如图4-9所示，其中，主流道为锥形，上为4mm锥角为1.5°
，长度为60mm，分流道截面为圆形，边长为8mm，浇口为梯形，入端口宽度为3mm，高为3mm，
图4-9改善后的浇注系统
（1）速度/压力切换时的压力：
优化措施：
增加塑料压力，如图4-10
升高模具温度，如图4-11
图4-10图4-11
分析结果：
如图4-12所示，圆圈标志处已经充满，初始方案中的欠注问题已经得到改善。
图4-12速度/压力切换时的压力
（2）熔接痕和气穴：
如图4-13所示，优化后产品表面部位的熔接痕明显减少，改善了初始方案中填充不满的缺陷。
如图4-14所示，优化后产品表面气穴减少，现有气穴在产品边缘处，对产品外观影响不大。
图4-13改善后的熔接痕图4-14改善后的气穴
4.3结论
通过以上实例的分析，我们可以看出，优化后的设计方案比初始的方案在填充时间，气穴，熔接痕等方面都有很大的改进。
通过对浇注系统的设计，可以使浇注达到很好的平衡，使得熔体基本上可以一致充满型腔，克服了熔接痕所引起的产品质量缺陷，从而提高了效率，保证了产品的质量。
由以上实例的分析说明该优化方案可行。
第5章基于UG的模具结构设计
5.1分型面的选择
由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统设计、塑件的结构工艺性及精度、嵌件位置、形状以及推出方法、模具的制造、排气、操作工艺等多种因素的影响，因此在选择分型面在塑件外形最大轮廓处。
为了便于模具加工制造，应尽是选择平直分型面易于加工的分型面。
采用如图4-1所示的分型面：
图5-1分型面
5.2型腔的布局
根据设计要求，该模具采用一模两腔。
多型腔模具排列形式设计的要点：
（1）尽可能采用平衡式排列，确保制品质量的均一和稳定；
（2）行腔布置与浇口开设部位应力求对称，以便防止模具承受偏载而产生溢料现象；
（3）尽量使型腔排列得紧凑，以便减少模具的外形尺寸。
排列形式如图5-2:
图5-2型腔布局
5.3确定模具总体结构类型
由于塑件结构比较简单，且表面没有特殊要求，又考虑到模具的结构简单，所以优先采用两板模结构，即总体结构类型为单分型面注射模。
5.4成型零件的设计
型腔和型芯的结构有两种基本的形式，即整体式和组合式。
因为这个塑件要大批量生产，所以选用优质模具钢，以便节省贵重钢材，型腔和型芯都应当采用组合式结构，此外，组合式结构还可减少热处理变形、利于排气、便于模具的维修。
型芯结构简单，选择通孔台肩式。
其结构形式如图5-3所示：
图5-3型芯结构形式
型腔尺寸较小、结构简单，适于采用整体嵌入式，为使模具结构紧凑，选择盲孔式，其结构形式如图5-4所示：
图5-4型腔结构形式
5.5浇注系统的设计
型腔布局是一模两件，直浇口浇注系统。
浇注系统组成为主流道、分流道、浇口。
如图5-5所示：
图5-5浇口
（1）主流道：
锥形，锥角是a=3°
，表面粗糙度是Ra0.63um。
主流道进口端的直径是3.5mm，长度L由装配决定，如图5-6所示：
图5-6浇口套
（2）分流道：
选用常用的圆形截面分流道截面直径为6mm，长为30mm，如图5-7所示：
图5-7分流道
（3）浇口：
采用侧浇口，如下图5-8所示
图5-8浇口
5.6排气系统的设计
由于此模具属于中小型模具，且模具结构较为简单，可利用模具分型面和模具零件间的配合间隙自然地排气，间隙通常为0.02～0.03mm，不必设排气槽。
5.7冷却系统的设计
注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定形、生产效率以及塑件的形状和尺寸精度都有重要的影响，因此应设置冷却系统。
由于此塑件为小型（11g）、薄壁（1.5mm）塑件，且成形工艺对模温要求不高，也可以采用自然冷却。
此模具设计中采用人工冷却，冷却系统设计如图5-9所示。
图5-9冷却系统
5.8顶出机构的设计
本次设计由于罩板内部没有斜顶机构，所以顶出机构直接采用推杆作为顶出机构，其优点是作用面积小，脱模力较均匀，运动平稳，塑件上稍有痕迹在内侧，不影响外观及使用。
效果图如下5-10
5-10顶出机构
5.9模架的选择
此设计中采用龙记（LKM）标准模架。
模架标记：
AI-3535-A70-B50-C100LKM，如图5-11所示
图5-11模架
第6章注塑机的校核
6.1最大注射量
已知Vs＋Vj=7.8+8=15.8cm3，Vmax=125cm3，K取0.8
因为Vs＋Vj＜KVmax，所以适合。
6.2注射压力
已知P1=70～90MPa，P2=119MPa
因为P1＜P2，所以适合。
6.3锁模力
已知型腔内熔体的平均压力为P1=42MPa，每一个制件在分型面上的投影是
A=57.9×
37=2142.3mm2
P×
A=42×
2142=89964N=89.964KN
F锁=900kN，因为P×
P<
F锁,所以适合。
6.4安装部分尺寸
喷嘴圆弧的半径为13＜浇口套的圆弧半径为14
喷嘴孔的直径为5＜主流道小端的直径为6.5
定位孔的直径为100＝定位圈的外径为100
拉杆空间350×
380＞模具外形325×
350
最小模厚200＜模具厚度325＜最大模厚450
6.5开模行程
开模行程=70＋50＋19＝139mm
最大开模行程300mm
则开模行程＜最大开模行程，适合。
6.6推出机构
两侧顶出，孔径φ24mm，孔距160mm。
第7章模具装配图和零件图
绘制成型零件和需要加工的结构零件的零件图，符合机械制图国家标准。
7.1装配图
（见附图1）
7.2零件图
（见附图2～13）
第8章基于Powermill的模具成型零件仿真加工
8.1型芯的加工工艺及防真加工
（1）粗加工：
粗加工的目的的是尽快清除零件上的多余材料，采用偏置区域清除（模型加工），刀具为D8R2的刀尖圆角端铣刀，下切步距为0.35mm,行距为3mm，余量0.5mm，其仿真加工如图8-1所示.
图8-1粗加工
（2）半精加工：
三维偏置精加工：
对平坦区域进行精加工，刀具采用直径为4mm的球头刀，行距1mm,仿真加工如图8-2所示：
图8-2偏置区域精加工
佳等高精加工：
对模型的陡峭区域做精加工，刀具为直径为2mm的球头刀，仿真加工如图8-3所示：
图8-3最佳等高精加工
自动清角精加工：
根据分界角在陡峭区域产生缝合清角刀具路径，同时在浅谈区域产生沿着清角刀具路径，使用常用的清角加工策略，如图8-4所示：
图8-4自动清角精加工
（4）程序：
由PowerMmill自动产生的型芯的加工程序，部分加工程序如下：
刀具:
刀尖圆角端铣刀
直径:
8.000
刀尖圆角半径:
2.000
安全:
刀具切削移动:
安全无过切
刀具切入切出:
刀具连接:
夹持切削移动:
安全无碰撞
夹持切入切出:
夹持连接:
刀具路径:
偏置区域清除
行距:
3.000
公差:
0.100
余量:
0.600
刀具路径状态:
长度:
66583.095
时间:
1/13/44
提刀:
100
G0X94.01Y95.Z12.012M8
X63.806Y102.096
Z7.012
G1Z5.F500.
X62.185Y104.19Z4.97
X65.0558Y103.157Z4.835
X66.245Y105.842Z4.709
X66.708Y108.834Z4.596
8.2型腔的加工工艺及防真加工
粗加工的目的的是尽快除去零件上的多余材料，
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