更多相關(guān)文檔資源請訪問HTTP/WWWDOCINCOM/LZJ781219完整CAD設(shè)計文件以及仿真建模文件，資料請聯(lián)系68661508索要基于MOLDFLOW電源插頭的成型工藝分析及模具設(shè)計目錄摘要11前言311課題來源及其研究目的和意義312國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢32塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計521塑件工藝性分析522PVC性能分析523尺寸和精度624表面光潔度725脫模斜度726圓角727插頭制件的質(zhì)量特性728運用MOLDFLOW進行模流分析及預(yù)設(shè)方案可行性分析83注射機的選擇1331注射機的選擇1332模具與注塑機的關(guān)系1333選擇注射機確定型腔數(shù)1334注塑機的主要工藝參數(shù)的校核144澆注系統(tǒng)設(shè)計1641澆注系統(tǒng)1642流道設(shè)計175注射模零部件的設(shè)計2051分型面的選擇2052成型零件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計2053脫模推出機構(gòu)設(shè)計2554排氣方式的選擇2555水線設(shè)計2556澆注系統(tǒng)凝膠的脫出方式2657模具結(jié)構(gòu)總裝圖與鑄件結(jié)構(gòu)圖266結(jié)論28致謝29參考文獻30電源插頭的成型工藝分析及模具設(shè)計摘要本次設(shè)計主要特點是根據(jù)MOLDFLOW軟件仿真模流分析來指導(dǎo)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計。MOLDFLOW軟件模擬塑料熔體在整個注射過程中的充填、冷卻及流動情況，確保獲得高質(zhì)量制件。打破傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的試模、修模等過程，為了達到降低成本，提高生產(chǎn)率的目的。在得到仿真分析最佳質(zhì)量效果的數(shù)據(jù)、參數(shù)之后用來作為模具結(jié)構(gòu)設(shè)計的依據(jù)。本次設(shè)計主要包括（1）模流仿真分析注射成型時熔體在型腔中的流動過程非常復(fù)雜，與許多因素如聚合物性能、制件結(jié)構(gòu)、溫度、壓力、時間、模具結(jié)構(gòu)及注射設(shè)備等有關(guān)。仿真定量地給出成型過程的成型窗口狀態(tài)參數(shù)如壓力、溫度、速度等。（2）依據(jù)仿真的成型窗口狀態(tài)參數(shù)進行整個注塑模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計。如注射機的選擇、澆注系統(tǒng)、成型零件、合模機構(gòu)、脫模機構(gòu)和冷卻系統(tǒng)的設(shè)計，繪制模具零件圖和裝配圖等。關(guān)鍵詞電源插頭；仿真分析；模具設(shè)計；一模四腔；PROE建模ABSTRACTTHEMAINFEATURESOFTHEDESIGNAREBASEDONSOFTWARESIMULATIONFLOWANALYSISMOLDFLOWTOGUIDETHEDESIGNOFDIESTRUCTUREMOLDFLOWSOFTWARETOSIMULATETHEINJECTIONOFPLASTICMELTINTHEPROCESSOFFILLING,COOLINGANDFLOW,ENSURINGACCESSTOHIGHQUALITYPARTSBREAKINGTRADITIONALMOLDSTRUCTUREDESIGNTESTMODE,THEPROCESSOFREPAIRMOLDS,TOREDUCECOSTS,IMPROVEPRODUCTIVITYPURPOSESAFTEROBTAININGTHEBESTQUALITYTHESIMULATIONRESULTSOFTHEDATAANDPARAMETERSTHANUSEDASTHEBASISFORTHEMOLDDESIGNTHEDESIGNINCLUDES（1）MOLDFLOWINJECTIONMOLDINGSIMULATIONOFMELTFLOWINTHECAVITYISVERYCOMPLEXPROCESSWITHMANYFACTORSSUCHASPOLYMERPROPERTIES,PARTSSTRUCTURE,TEMPERATURE,PRESSURE,TIME,ANDINJECTIONMOLDSTRUCTUREANDOTHERRELATEDEQUIPMENTQUANTITATIVESIMULATIONOFTHEMOLDINGWINDOWMOLDINGPROCESSISGIVENTHESTATEPARAMETERSSUCHASPRESSURE,TEMPERATURE,SPEED,ETC2SIMULATIONBASEDONTHEPARAMETERSOFTHEMOLDINGWINDOWSTATETHESTRUCTURALDESIGNOFTHEINJECTIONMOLDSUCHASTHECHOICEOFINJECTIONMACHINE,INJECTIONSYSTEM,MOLDEDPARTS,MOLDBODIES,STRIPPINGINSTITUTIONSANDCOOLINGSYSTEMDESIGN,DRAWINGDIEPARTANDASSEMBLYDRAWINGS,ETCKEYWORDSPOWERPLUGSIMULATIONANALYSISMOLDDESIGNFOURCAVITYMOLDPRO/EMODELING1前言11課題來源及其研究目的和意義塑件廣泛應(yīng)用于工業(yè)和民用領(lǐng)域，而模具是工業(yè)生產(chǎn)最基礎(chǔ)的工藝裝備。由于模具生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、低成本等的優(yōu)點,利用模具將金屬或者非金屬材料壓制成產(chǎn)品的方法己經(jīng)被廣泛使用。模具工業(yè)是國家工業(yè)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具產(chǎn)業(yè)鏈的迅速發(fā)展,模具在機械制造、汽車、電子、電器、儀表、家電、通訊、石油化工、輕工日用品以及航空航天等工業(yè)部門都不可缺少,可以說6090的零部件都依靠模具成型。模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。1模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具工業(yè)發(fā)展及其生產(chǎn)技術(shù)水平,己成為衡量一個國家或地區(qū)制造業(yè)發(fā)達程度的的標(biāo)志,決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力。2在塑料成型工藝方法中，注塑模是應(yīng)用最廣泛的一類塑料成型模具。由于影響塑料成型因素眾多，其成型過程非常復(fù)雜，其工藝研究傳統(tǒng)上多依賴經(jīng)驗方法進行，可靠性不高，模流分析是克服經(jīng)驗性不足的有力工具。目前模流分析已成為塑模設(shè)計一個標(biāo)準(zhǔn)流程。所以本文試圖通過對電源插頭注塑成型過程的數(shù)值模擬來研究成型現(xiàn)象，使我們對所學(xué)的模具設(shè)計與制造的相關(guān)理論知識有一個更深層次的理解，為制定優(yōu)化方案奠定基礎(chǔ)。培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)的模具設(shè)計、計算機及應(yīng)用軟件的有關(guān)知識，解決工程設(shè)計中計算機輔助分析問題的能力。并且采用MOLDFLOW軟件對整個注塑成型過程進行模擬分析，準(zhǔn)確預(yù)測熔體的填充、保壓、冷卻以及制品中的應(yīng)力分布、制品的收縮和熔接痕等情況，從而培養(yǎng)學(xué)生對有限元軟件的了解和使用模擬軟件對注塑成型過程進行模擬分析的能力。通過計算機模擬仿真技術(shù)可以減少試模修模次數(shù)，提高制品質(zhì)量和降低成本等，本課題的研究對企業(yè)降低成本，提高效率有著重大的技術(shù)和經(jīng)濟意義。12國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。中國航天航空事業(yè)、汽車行業(yè)和家電等各大行業(yè)的迅速發(fā)展,都促進了注射模具的飛躍發(fā)展。一部空調(diào)大約需要20副注塑模,一臺全自動洗衣機大約需要200副注塑模,而一臺電冰箱需要的注射模具高達350副左右。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知,注射模具在家電業(yè)以的每年10增長率在迅速增長。汽車需要的模具更是驚人。一部車大概需要上幾千副模具來生產(chǎn)。3模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用、數(shù)控和電加工技術(shù)的發(fā)展、快速成型技術(shù)、快速制模技術(shù)等模具設(shè)計和制造的新技術(shù)發(fā)展和模具材料的發(fā)展,使我國的模具業(yè)進入了一個新的時代。在大型注塑模方面我國完全可以自主生產(chǎn)汽車保險杠、大屏幕的電視機塑料外殼以及較大容量的洗衣機殼體等塑料產(chǎn)品。在精密注塑模方面我們能生產(chǎn)照相機塑料件、多型腔小模數(shù)齒輪等精密注塑模。盡管我國注射模具已經(jīng)取得長足發(fā)展,但是和國際先進水平比較,在模具CAD/CAM/CAE技術(shù)推廣度、快速模具制造技術(shù)的運用以及大型、精密、復(fù)雜模具的開發(fā)等幾個方面仍然存在一定差距。這也是我國模具行業(yè)的主要發(fā)展方向。4總而言之，我國塑料模具工業(yè)的發(fā)展趨勢主要有一下幾個方面1、提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平及比例。這是由于塑料模成型的制品日漸大型化、復(fù)雜化和高精度要求以及因高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔所致。2、在塑料模設(shè)計制造中全面推廣應(yīng)用CAD/CAM/CAE技術(shù)。CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，為其進一步普及創(chuàng)造了良好的條件。3、推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型技術(shù)和高壓注射成型技術(shù)。采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省塑料制件的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。4、開發(fā)新的塑料成型工藝和快速經(jīng)濟模具。以適應(yīng)多品種、少批量的生產(chǎn)方式。5、提高塑料模標(biāo)準(zhǔn)化水平和標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件水平和模具標(biāo)準(zhǔn)化程度仍較低，與國外差距甚大，在一定程度上制約著我國模具工業(yè)的發(fā)展，為提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用要大力推廣。6、應(yīng)用優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)對于提高模具壽命和質(zhì)量顯得十分必要。7、研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程。采用三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)掃描儀實現(xiàn)逆向工程是塑料模CAD/CAM的關(guān)鍵技術(shù)之一。研究和應(yīng)用多樣、調(diào)整、廉價的檢測設(shè)備是實現(xiàn)逆向工程的必要前提。2塑件的結(jié)構(gòu)設(shè)計21塑件工藝性分析如圖21，該塑件是一個兩相電源插頭，生產(chǎn)批量很大。電源線以及插頭廣泛的用于各個領(lǐng)域，而電源線以及插頭的主要材料是塑料PVC，即聚氯乙烯。其化學(xué)穩(wěn)定性好，熔點高，成型工藝性很好，可以注射成型，有較好的機械性能和電絕緣性能。圖21電源插頭模型22PVC性能分析221化學(xué)和物理特性PVC聚氯乙烯材料是一種非結(jié)晶性材料。PVC材料在實際使用中經(jīng)常加入穩(wěn)定劑、潤滑劑、輔助加工劑、色料、抗沖擊劑及其它添加劑。PVC材料具有不易燃性、高強度、耐氣侯變化性以及優(yōu)良的幾何穩(wěn)定性。PVC對氧化劑、還原劑和強酸都有很強的抵抗力。然而它能夠被濃氧化酸如濃硫酸、濃硝酸所腐蝕并且也不適用與芳香烴、氯化烴接觸的場合。PVC在加工時熔化溫度是一個非常重要的工藝參數(shù)，如果此參數(shù)不當(dāng)將導(dǎo)致材料分解的問題。PVC的流動特性相當(dāng)差，其工藝范圍很窄。特別是大分子量的PVC材料更難于加工（這種材料通常要加入潤滑劑改善流動特性），因此通常使用的都是小分子量的PVC材料。PVC的收縮率相當(dāng)?shù)?，一般?206。5PVC是世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品之一，價格便宜，應(yīng)用廣泛，聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末。根據(jù)不同的用途可以加入不同的添加劑，聚氯乙烯塑料可呈現(xiàn)不同的物理性能和力學(xué)性能。在聚氯乙烯樹脂中加入適量的增塑劑，可制成多種硬質(zhì)、軟質(zhì)和透明制品。聚氯乙烯有較好的電氣絕緣性能，可作低頻絕緣材料，其化學(xué)穩(wěn)定性良好。由于聚氯乙烯的熱穩(wěn)定性較差，長時間加熱會導(dǎo)致分解，放出HCL氣體，使聚氯乙烯變色，所以其應(yīng)用范圍較窄，使用溫度一般在1555度之間。目前PVC產(chǎn)業(yè)在全世界發(fā)展迅速，前景廣闊，各國都看好PVC的潛力以及其對生態(tài)環(huán)境的好處，PVC正以其優(yōu)越、獨特的性能向世人證明其作用和地位是目前任何其它產(chǎn)品都無法取代的，社會發(fā)展需要它,環(huán)境保護需要它，它是我們?nèi)祟惿鐣拿鬟M步的必然趨勢。222注塑工藝條件干燥處理通常不需要干燥處理。熔化溫度185205模具溫度2050注射壓力可大到1500BAR保壓壓力可大到1000BAR注射速度為避免材料降解，一般要用相當(dāng)?shù)氐淖⑸渌俣取?23PVC的成型條件表21PVC的成型條件項目數(shù)值注射成型機類型柱塞式密度13814計算收縮率0206溫度T80100預(yù)熱和干燥時間RH23后段150170中段165180料筒溫度T前段180200成型溫度T200210模具溫度T5070注射壓力PMPA7014023尺寸和精度塑件的流動性影響制件尺寸的設(shè)計，注射成型制件尺寸要受注射機的注射量，鎖模力的限制。影響模塑精度的因素十分復(fù)雜。首先是模具制造的精度，其次是塑料收縮率的波動，同時由于磨損等原因造成模具尺寸不斷變化，都會使模制尺寸不穩(wěn)定。模制時工藝條件的變化，正邊厚度的變化以及模制所需脫模斜度都會影響塑料制品的精度，因此塑料制件的精度確定應(yīng)合理，盡可能選用低精度等級。綜合考慮本產(chǎn)品采用一般精度即7級精度。624表面光潔度塑件制品的表面光潔度，除了從工藝上盡可能避免冷疤，云紋等疵點外，主要是由模具光潔度決定，一般模具表面光潔度要比塑件的高一等級。本塑件取RA63UM。25脫模斜度脫模斜度大小受塑件徑向尺寸的限制，又影響著脫模阻力，斜度大，脫模阻力小，有利于脫模，選擇脫模斜度時還應(yīng)考慮塑料材料的性質(zhì)，塑件摩擦系數(shù)大，則宜采用較小斜度，便于脫模時不至于過大脫模阻力。塑件的收縮率大，收縮產(chǎn)生的包緊力大，也宜采取較大斜度。脫模過程，塑件一般是受到壓縮載荷，因此抗壓強度大的塑件，可承受較大壓縮載荷，可以取較小的脫模斜度。塑件的幾何形狀和尺寸對脫模斜度選取也有影響，壁較厚和幾何形狀復(fù)雜的塑件，收縮率較大或各部分收縮差別大，一般的說有較大脫模阻力，宜采取較大斜度，塑件高度對脫模斜度選取有相互矛盾的影響，對具體塑件上斜度數(shù)值取應(yīng)綜合考慮各種因素后確定。PVC的塑件要求所以取外側(cè)斜度為45，內(nèi)側(cè)斜度為45。726圓角塑件除了使用上要求采用尖角處以外，其余所有轉(zhuǎn)角處均應(yīng)盡可能采用圓角過渡，因制件尖角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊震動時會發(fā)生破裂，甚至在脫模過程中由于模塑內(nèi)應(yīng)力而開裂，特別是制件的內(nèi)圓角，一般即使采用R05MM的圓角，就能使塑件的強度大為增強，理想的內(nèi)圓角，半徑應(yīng)有壁厚的1/4以上。塑件設(shè)計成圓角，使模具型腔對應(yīng)部位亦成圓角，這樣增強了模具的堅固性，塑件的外圓對應(yīng)著型腔的內(nèi)圓角，它使模具在淬火和使用時不會因團應(yīng)力集中而開裂。27插頭制件的質(zhì)量特性體積69153256E03MM3曲面面積42225817E03MM2密度13999833E09公噸/MM3質(zhì)量96813402E06公噸根據(jù)_PRT0001坐標(biāo)邊框確定重心XYZ11366475E0100000000E0000000000E00MM相對于_PRT0001坐標(biāo)系邊框之慣性公噸MM2慣性張量IXXIXYIXZ46358722E0400000000E0000000000E00IYXIYYIYZ00000000E0027533535E0356610591E07IZXIZYIZZ00000000E0056610591E0729085618E03重心的慣性相對_PRT0001坐標(biāo)系邊框公噸MM2慣性張量IXXIXYIXZ46358722E0400000000E0000000000E00IYXIYYIYZ00000000E0015025559E0356610591E07IZXIZYIZZ00000000E0056610591E0716577642E03主慣性矩公噸MM2I1I2I346358722E0415025538E0316577662E03從_PRT0001定位至主軸的旋轉(zhuǎn)矩陣100000000000000000000000099999000365000000000365099999從_PRT0001定位至主軸的旋轉(zhuǎn)角度相對XYZ的夾角020900000000相對主軸的回旋半徑R1R2R369198708E0012457970E0113085608E01MM28運用MOLDFLOW進行模流分析及預(yù)設(shè)方案可行性分析281介紹其功能MOLDFLOWPLASTICINSIGHTMPI是一個提供深入制件和模具設(shè)計分析的軟件包，它提供強大的分析功能、可視化功能和項目管理工具。這些工具使客戶可以進行深入的分析和優(yōu)化。MPI使用戶可以對制件的幾何形狀、材料的選擇、模具設(shè)計及加工參數(shù)設(shè)置進行優(yōu)化以獲得高質(zhì)量的產(chǎn)品。共有三個分析優(yōu)化模塊（1）注塑流動模擬MPI的流動分析模擬了塑料熔體在整個注塑過程中的流動情況，確保用戶獲得高質(zhì)量的制件。使用流動分析用戶可以優(yōu)化澆口位置和加工參數(shù)、預(yù)測制件可能出現(xiàn)的缺陷、自動確定取得流動平衡的流道系統(tǒng)尺寸。（2）冷卻模擬注塑和保壓過程得到了優(yōu)化后，可以進行冷卻系統(tǒng)造型包括流道、模具外形、鑲塊等，并進行冷卻分析。（3）結(jié)構(gòu)模擬MPI的翹曲分析可以預(yù)測塑料制件的收縮和翹曲?？梢允褂镁€性和非線性方法來精確預(yù)測翹曲的變形量，并指出引起翹曲的主因。MPI的模內(nèi)殘余應(yīng)力修正算法CRIMS使用戶可以精確分析MOLDFLOW數(shù)據(jù)庫中500種材料的翹曲情況。MPI應(yīng)力分析功能可以分析塑件的在外力狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)性能，它提供一個線性分析方法在概念設(shè)計階段，快速預(yù)測制件是否符合設(shè)計的結(jié)構(gòu)要求。8282對塑件進行有限元網(wǎng)格劃分劃分產(chǎn)品網(wǎng)格是為了得到質(zhì)量上乘的網(wǎng)格，才能保證分析的精度和效果好壞的前提條件。網(wǎng)格區(qū)配率不高將無法進行冷卻及翹曲分析。同時網(wǎng)格中不能出現(xiàn)有相交單元、完全重疊單元、復(fù)制柱體以及最大縱橫比不能超過16。通過細分網(wǎng)格及不斷的網(wǎng)格優(yōu)化如（1）修補問題網(wǎng)格通過合并節(jié)點來降低最大縱橫比。（2）修補塌陷面、自由邊、重疊單元。（3）修補零面積單元。通過網(wǎng)格修補、優(yōu)化后得到符合分析精度的網(wǎng)格信息、質(zhì)量。如圖22所示圖22劃分網(wǎng)格283選擇成型材料根據(jù)前面的塑件的原材料分析，最適合選用PVC（聚氯乙烯）材料。因此選用GEON的PVC，牌號為3547693A。軟件中選擇材料品牌截圖如圖23所示圖23材料選擇284確定最佳澆口位置初步確定為以下型腔數(shù)量及布局進行分析，在創(chuàng)建澆注系統(tǒng)前應(yīng)先確定產(chǎn)品上的最佳進澆位置。澆口位置不正確導(dǎo)致性能不良的影響有流動熔料前沿形狀導(dǎo)致的熔合線和空氣氣穴都可能影響零件的外觀，特別是增強纖維材料，其機械性能將會受到影響。更改加工條件對這些影響也是無濟于事。如果澆口設(shè)在模制件的較薄部分，厚壁的部分會形成收縮痕跡和空隙。盡管厚壁部分需要更長的保壓時間，但由于材料在薄壁部分結(jié)晶較快圖1，厚壁部分將不再有熔料供應(yīng)。結(jié)果除了會產(chǎn)生光學(xué)和機械問題之外，還會在厚壁區(qū)域增大收縮量，在非增強型塑料中甚至?xí)?dǎo)致翹曲變形。經(jīng)過MOLDFLOW的模擬分析，得到以下結(jié)果，如圖24所示圖24最佳澆口位置285由最佳澆口位置分析創(chuàng)建澆注系統(tǒng)澆注系統(tǒng)是熔融塑膠由機臺料筒進入模具型腔的通道，將處于高壓下的熔融塑膠快速、平穩(wěn)地引入型腔。澆注系統(tǒng)設(shè)計不好將導(dǎo)致制品變形和翹曲，其流道和澆口的選擇是否合適，對于制品的性能、外觀以及成型周期和生產(chǎn)成本都有很大影響。同時有些塑料還會因為澆口設(shè)計不當(dāng)而導(dǎo)致澆口表壁與熔體之間產(chǎn)生較大摩擦，從而引起塑料褪色。一模多腔時，應(yīng)使各模腔的容積不致相差太多，否則難以保證制品質(zhì)量。PRO/E建模如圖25所示，充模時間如圖26所示圖25澆注系統(tǒng)圖26充模時間填充時間較為合理，故方案可行286創(chuàng)建冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)對于塑料成型有著重要的影響。通過優(yōu)化冷卻系統(tǒng)的布局,可以達到使塑件快速、均衡冷卻的目的,從而縮短注射成型的冷卻時間,提高勞動生產(chǎn)效率,提高制品質(zhì)量，減小廢品率。如果冷卻不好或冷卻不均勻，必然導(dǎo)致收縮不均勻，從而使產(chǎn)品質(zhì)量達不到要求?；芈防鋮s介質(zhì)溫度如圖27所示圖27回路冷卻介質(zhì)溫度回路冷卻介質(zhì)溫度指冷卻回路進水口和出水口的溫度差。冷卻回路溫差不宜超過23度。9溫差過大會使模具溫度不均，特別是塑件型腔和模板尺寸很大時，為使塑件的冷卻速度基本一致，可以改變冷卻水管排列形式。冷卻管道的溫差越小，說明冷卻的效果越好。經(jīng)過分析得出該冷卻系統(tǒng)回路介質(zhì)溫度溫差只有036度，故方案可行。3注射機的選擇31注射機的選擇注射模是安裝在注射機上使用的工藝裝備，因此設(shè)計注射模是應(yīng)該詳細了解注射機的技術(shù)規(guī)范，才能設(shè)計出符合求的模具。注射機規(guī)格的確定主要是根據(jù)制品的大小及型腔的數(shù)目和排列方式，在確定模具結(jié)構(gòu)型式及初步估算外形尺寸的前提下，設(shè)計人員應(yīng)對模具所需的注射量、鎖模力、注射壓力、拉桿間距、最大、最小模具厚度、推出型式、推出位置、推出行程、開模距離等進行計算。根據(jù)這些參數(shù)選擇一臺和模具相匹配的注塑機，倘若用戶已提供了注射機的型號和規(guī)格，設(shè)計人員必須對其進行校核，若不能滿足要求，則必須自己調(diào)整或與用戶取得商量調(diào)整。1032模具與注塑機的關(guān)系每副模具都只能安裝在與其相適應(yīng)的注射機上進行生產(chǎn)，因此模具設(shè)計與所用的注塑機關(guān)系十分密切，在設(shè)計模具時，應(yīng)詳細了解注塑機的技術(shù)規(guī)范。注塑機的最大注射量，最大注射壓力，最大鎖模力，最大成型面積，模具最大厚度，和最小厚度，最大開模行程，以及機床模板，安裝模具的螺釘孔的位置和尺寸。33選擇注射機確定型腔數(shù)1估計塑料的體積和重量。初步估算體積為V6913CM初步估算質(zhì)量，MV14968G（取PVC的密度為14/CM）2根據(jù)塑件的計算重量或體積，選擇設(shè)備型號規(guī)格，確定型腔數(shù)。注射機額定注射量M,每次注射量不超過最大注射量的80，即GNZJG80式中N型腔數(shù)；M總澆注系統(tǒng)重量（G）JM塑件重量（G）；ZM注射機額定注射量（G）。估算澆注系統(tǒng)的體積V，設(shè)N4，則根據(jù)澆注系統(tǒng)初步設(shè)計方案進行估算得JV034VZ829CM則澆注系統(tǒng)塑料重量MV829141161GJ3JJ即M6292G；VG4494CM3G從計算結(jié)果，并根據(jù)塑料注射機技術(shù)規(guī)格，選用XSZ60型注射機。故采用一模兩腔。該注塑機技術(shù)參數(shù)如下表31技術(shù)參數(shù)結(jié)構(gòu)形式臥式注射方式柱塞式最大注射量容量（MM）360螺桿直徑MM38注射壓力MPA122噴嘴孔徑DMM4鎖模力KN500噴嘴半徑MM12最大成型面積（CM）2130移模行程MM180最大模具厚度H（MM）200最小模具厚度H（MM）70定位孔直徑MM50模板尺寸（MM）30044034注塑機的主要工藝參數(shù)的校核（1）國產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的注射機均用塑料的容量表示一次注射量。但是目前由于過去的習(xí)慣，對注射機的注射量也還是采用克量來表示。所以選擇注射機的注射量時可以用公式或公式計算。以容量計算時08V注件式中注射機最大注射量（）注V件3厘米成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的容量（）件3厘米08為系數(shù)，一般要求成型塑件的容量不得超過注射機容量的80/以克計量時08CG式中C注射機最大注射克量（克）G成型塑件及澆注系統(tǒng)所需塑料的克量，GV件V注R3593（克）R成型塑料的比重（克/）厘米08意義同公式因此08603593，故滿足要求2鎖模力的校核當(dāng)高壓的塑料熔體充滿模具型腔時會產(chǎn)生一個沿注射機軸向的很大的推力，此推力的大小等于塑件加上澆注系統(tǒng)在分型面上的垂直投影面積之和即注射面積乘以型腔內(nèi)的塑料壓力，此力可使模具分型面漲開。為了保持動、定模閉合緊密，保證塑件的尺寸精度并盡量減少溢邊厚度，同時也為了保障操作人員的人身安全，需要機床提供足夠大的鎖模力。11注塑機的鎖模機構(gòu)應(yīng)該提供足夠的鎖模力，使動、定模兩部分在注射過程中保持緊密閉合。每臺注塑機都有一個額定的鎖模力，所設(shè)計的模具在注射沖模時，分型面張開的總力不能超過這個額定的值，有如下關(guān)系式FPNAA。式中MZJA塑件在分型面上的投影面積；ZA澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積；JP注射壓力，查手冊知P60100MPA由于多腔注射，取P100MPA；MMMF注塑機鎖模力,XSZ60型注射機額定鎖模力為500KN。投影面積計算利用PRO/E自帶的分析工具得到該零件的投影面積為A67405274E0226742ZA02A135CMJZPNAA1004AA3236KN500KN，故滿足要求。12MJZJ對于其他安裝尺寸的校核要等到模架選定，結(jié)構(gòu)尺寸確定后方可進行。4澆注系統(tǒng)設(shè)計41澆注系統(tǒng)所謂澆注系統(tǒng)是指注射模中從主流道的始端到型腔之間的熔體進料通道。澆注系統(tǒng)可分為普通流道澆注系統(tǒng)和無流道凝料澆注系統(tǒng)兩類。普通澆注系統(tǒng)由主流道，分流道，澆口和冷料穴四部分組成。澆注系統(tǒng)的作用是使來自注射模噴嘴的塑料熔體平穩(wěn)而順利地充模，壓實和保壓。13主流道（也叫進料口），它是連接注射機料筒噴嘴和注射模具的橋梁，也是熔融的塑料進入模具型腔時最先經(jīng)過的地方。主流道的大小和塑料進入型腔的速度及充模時間長短有著密切關(guān)系。若主流道太大，其主流道塑料體積增大，回收冷料多，冷卻時間增長，使包藏的空氣增多，如果排氣不良，易在塑料制品內(nèi)造成氣泡或組織松散等缺陷，影響塑料制品質(zhì)量，同時也易造成進料時形成旋渦及冷卻不足，主流道外脫模困難；若主流道太小，則塑料在流動過程中的冷卻面積相應(yīng)增加，熱量損失增大，粘度提高，流動性降低，注射壓力增大，易造成塑料制品成形困難。主流道部分在成型過程中，其小端入口與注射機噴嘴及一定溫度、壓力的塑料熔要冷熱交替地反復(fù)接觸，屬易損件，對材料的要求較高因而模具的主流道部分常設(shè)計成可拆卸更換的主流道襯套式（俗稱澆口套），以便有效地選用鋼材單獨進行加工和熱處理。一般采用碳素工具鋼T8A、T10A等，熱處理要求淬火5357HRC。在一般情況下，主流道不直接開設(shè)在定模板上，而是制造成單獨的澆口套，鑲定在模板上。小型注射模具，批量生產(chǎn)不大，或者主流道方向與鎖模方向垂直的模具，一般不用澆口套，而直接開設(shè)在定模板上。澆口套是注射機噴嘴在注射模具上的座墊，在注射時它承受很大的注射機噴嘴端部的壓力同時由于澆口套末端通過流道澆口與型腔相連接，所以也承受模具型腔壓力的反作用力。為了防止?jié)部谔滓驀娮於瞬繅毫Χ粔喝肽＞邇?nèi)，澆口套的結(jié)構(gòu)上要增加臺肩，并用螺釘緊固在模板上，這樣亦可防止模腔壓力的反作用力而把澆口套頂出。411澆注系統(tǒng)的設(shè)計原則1、盡可能采用平衡式布局，以便設(shè)置平衡式分流道。2、型腔布置和澆口開設(shè)部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象。3、型腔排列要盡可能緊湊，以減小模具外形尺寸。4、熱量及壓力損失要小。5、確保均衡進料。6、塑料消耗量少。7、排氣良好。8、防止塑件出現(xiàn)缺陷。9、生產(chǎn)效率要高。42流道設(shè)計421主流道設(shè)計1、主流道尺寸（1）主流道的長度。一般由模具結(jié)構(gòu)確定，對于小型模具L應(yīng)盡量小于60MM，本次設(shè)計中初取50MM進行計算。（2）主流道小端直徑。D注射機噴嘴尺寸（051）MM3MM。（3）主流道大端直徑。DDLTAN48MM，式中2。（4）主流道球面半徑。SR注射機噴嘴球頭半徑（12）MM12113MM。（5）球面的配合高度。H3MM。2、主流道的凝料體積V主L主R2主R2主R主R主/350（2421522415）314/36076MM33、主流道當(dāng)量半徑RN（2415）/2195MM422分流道的初步設(shè)計1分流道的布置形式為了盡量減少在流道內(nèi)的壓力損失和盡可能避免熔體溫度降低，同時還要考慮減少分流道的容積和壓力平衡，因此采用平衡式分流道，如圖41所示。圖41分流道布置形式2分流道的長度根據(jù)四個腔的結(jié)構(gòu)設(shè)計，分流道長度適中，如上圖41所示。3分流道的當(dāng)量直徑由于電源插頭的注塑材料為軟聚氯乙烯，這種物料粘度較高，但塑件的質(zhì)量較小，故選用分流道截面為圓形結(jié)構(gòu)，當(dāng)量直徑設(shè)為5MM。423澆口設(shè)計澆口是主流道，分流道與型腔之間的連接部分，即澆注系統(tǒng)的終端。一般這段很短的通道截面面積很小。澆口的作用有1、使熔融塑料以最快的速度進入并充滿型腔，并在保壓過程中進行補料以彌補由于塑件收縮而留出的空間。2、塑件注射成后，由于澆口的截面積很小，所以它的冷卻速度大于塑件的冷卻速度，并能迅速地冷卻封閉，防止熱料回流。3、成型并被頂出的塑件，較容易與澆注系統(tǒng)分離。澆口的類型有直接澆口、盤形澆口、分流式澆口、輪輻式澆口、爪形澆口、點澆口、側(cè)澆口、環(huán)形澆口、潛伏式澆口等。1）直接澆口又叫中心澆口，無分流道，注射壓力直壓入型腔，所以產(chǎn)品較堅實，流量快且大，適合注射大型產(chǎn)品，但產(chǎn)品內(nèi)應(yīng)力大、易變形、注塑保壓時間長、澆口去除困難、痕跡明顯、影響外觀。2）點澆口這是一種截面形狀小如針點的澆口。其優(yōu)點是去除澆口后，塑件上留下的痕跡不明顯，開模后可自動拉斷，成型時可減少熔接痕。點澆口既可用于單型腔模具，也可用于多型腔模具。多型腔模具中，點澆口能均衡各型腔的進料速度。澆口小凍結(jié)快，縮短成型周期，提高生產(chǎn)效率。3）側(cè)澆口在分型面上，從塑料邊緣進料，形狀為長矩形或接近矩形，加工方便、簡單，應(yīng)用靈活，既可以從產(chǎn)品外側(cè)，也可以從產(chǎn)品內(nèi)側(cè)進料?？梢砸荒６嗲?，澆口痕跡小，不太影響外觀，去除澆口方便。但壓力損失大，保壓補縮作用比直接澆口小，殼形件排氣不便，易產(chǎn)生熔接痕、縮孔及氣孔等缺陷。4）扇形澆口扇形澆口是逐漸展開的澆口，是側(cè)澆口的變異形式。適合于大面積薄壁塑件。5）潛伏式澆口雞嘴入水潛伏式澆口是點澆口演變來的且吸收了點澆口的優(yōu)點，也克服了由點澆口帶給模具的復(fù)雜性。其進料部分一般選在制件較隱蔽處，使不致影響制品的美觀。在頂出時流道和制件被自動切斷。故頂出時必須有較強的沖擊力。對于過于強韌的塑料潛伏式澆口是不適宜的。加工比較困難，容易磨損。因為本設(shè)計是一模多腔的，所以采用點澆口較為理想，注射效率高。位置的選擇首先要避免熔體噴射沖壓模，澆口位置還應(yīng)使熔體取向?qū)λ芗阅苡欣?，還要有利于沖模流動，補料和排氣。本設(shè)計的直接澆口澆口位置選擇在插頭尾部側(cè)邊，該處不影響插頭外觀及表面質(zhì)量。424澆口套設(shè)計澆口套有以下幾種形式。如圖42如圖42澆口套形式本設(shè)計采用（D），在澆口套端部設(shè)一個與注射機定位孔相配的定位環(huán)，并在端面用螺釘將澆口套壓在模體內(nèi)，克服塑件對澆口套的反作用力。14425冷料井和鉤料脫模裝置的設(shè)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。其作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響整個質(zhì)量，開模時又能將主流道中的冷凝料拉出。冷料井直徑宜大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。推板式鉤料裝置有冷料穴、鉤料桿組成。鉤料桿固定在型芯固定板上，不與頂出系統(tǒng)聯(lián)動。它的結(jié)構(gòu)形式如圖43所示。14圖43鉤料桿形5注射模零部件的設(shè)計51分型面的選擇分型面就是動、定模或瓣合模的接觸面，模具分開后由此可取出塑件和澆注系統(tǒng)。由模具結(jié)構(gòu)分析可知，電源插頭為上下對稱結(jié)構(gòu)且沒有內(nèi)嵌結(jié)構(gòu)，因而選擇電源插頭上下對稱平面作為分型面。52成型零件總體結(jié)構(gòu)設(shè)計模具中決定塑件幾何形狀和尺寸的零件稱為成型零件，包括凹模、型芯、鑲塊、成型桿和成型環(huán)等。521型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計1整體式凹模直接在模架板上開挖型腔。其優(yōu)點是加工成本低。但是，通常模架的模板材料為普通的中碳鋼，用做凹模，使用壽命短，若采用好的材料模板制作整體凹模，則制作成本高。整體結(jié)構(gòu)的缺點如下型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計A難以排氣。B需要采用精密磨加工。C制品的棱邊，拐角處難以加工成角形。一般此類成型零件都是在硬后在進行加工，所以整體結(jié)構(gòu)的模具采用電火花成型加工為主、銑削加工、磨削加工、電火花線切割為輔的加工方法。通常，對于成型1萬次以下塑件的?；蛩芗纫蟮?，形狀簡單的模具可采用整體式凹模結(jié)構(gòu)。2整體嵌入式凹模將稍大于塑件外形（大一個足夠強度的閉厚）的較好材料（高碳鋼或合金工具鋼）制作成凹模，再將此凹模嵌入模板中固定。其優(yōu)點是“好鋼用在刀刃上”。既保證了凹模的使用壽命，又不浪費價格昂貴的材料。并且凹模損壞后，維修、更換方便。其缺點A、零件數(shù)量增加B、分割的拼鑲件趨多制造成本越高。C、各拼鑲件的加工精度必須匹配，即必須提高各鑲件的平均加工精度。D、維修作業(yè)較困難。3局部鑲拼式凹模對于形狀復(fù)雜或某局部易損壞的凹模，將難于加工或易損壞的部分設(shè)計成鑲拼形式，嵌入型腔主體上。既節(jié)省了工具鋼，又易于更換損壞的凹模。4四壁拼合式凹模對于大型的復(fù)雜的凹模，可以采用將凹模四壁單獨加工后鑲?cè)肽Ｌ字校缓笤俸偷装褰M合。這樣既易于加工又省料。本模具采用整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。522型芯的結(jié)構(gòu)設(shè)計1整體式凸模這是形狀最簡單的型芯，用一塊材料加工而成，結(jié)構(gòu)牢固，加工方便，但僅適用于塑料件內(nèi)表面形狀簡單的情況。2嵌入式凸模主要用于圓形、方形等形狀比較簡單的型芯。最常使用的嵌入形式是型芯帶有凸肩，型芯嵌入固定板的同時，凸肩部分沉入固定板的沉孔部分，再墊上墊板，并用螺釘將墊板和固定板連接。異形凸模結(jié)構(gòu)形式對于形狀特殊或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的凸模，需要采用組合式結(jié)構(gòu)或特殊固定形式，但應(yīng)視具體形狀而定。3小型芯安裝固定形式直徑較小的型芯，如果數(shù)量較多，采用凸肩墊板安裝方法較好。若各型芯之間距離較近，可以在固定板上加工出一個大的公用沉孔。因為對每個型芯分別加工出單獨的沉孔，孔間距較薄，熱處理時易出現(xiàn)裂紋。各型芯的凸肩如果重疊干涉，可將相干涉的一面削掉一部分。本設(shè)計采用嵌入式凸模，用螺釘將其與模板連接，組合式型芯的特點組合式的型芯適用于塑件的內(nèi)形復(fù)雜，機加工困難的型芯。組合式的型芯使加工變得簡單，容易。組合式的型芯減小了貴重模具鋼的耗量。組合式的型芯節(jié)省了加工工時，避免了大型件的熱處理變形。523形腔結(jié)構(gòu)設(shè)計5231成型零件工作尺寸的計算所謂工作尺寸是指成型零件上有直接用以成型塑件部分的尺寸，主要有形腔和型芯的徑向尺寸（包括矩形或異形型芯的長寬），型腔或型芯的深度尺寸、中心矩形尺寸等。15在設(shè)計模具時。必須根據(jù)制品的尺寸和精度要求來確定相應(yīng)的成型零件的尺寸和精度等級。影響塑件制品的精度的因素（1）成型收縮率的選擇和成型收縮的波動引起的尺寸誤差。（2）成型零件的制造公差。（3）成型零件的組裝誤差。（4）型腔成型零件磨損及化學(xué)腐蝕引起的誤差。（5）成型零件的相對移動（合模的誤差、側(cè)抽芯的移動）引起的誤差。生產(chǎn)小尺寸塑件時，影響塑件公差的主要因素。則是模具成型零件的制造公差或成型零件表面的磨損值。對于成型零件工作尺寸主要按平均收縮率來計算。1、型腔尺寸的計算型腔徑向尺寸，型腔徑向尺寸的計算公式DD01SX式中0D型腔的最小基本尺寸；D0塑件的最大基本尺寸；D060MMS塑件的平均收縮率；050005X平均收縮率的修正系數(shù)；X075塑件的公差；019模具制造公差，按級公差選取而精度要求不高的塑件按（1/31/6）選取。0063D60（10005）07501900063601600063型腔的深度尺寸，型腔的深度尺寸的計算式HH01SX式中0H型腔深度的最小基本尺寸；H0塑件的最大基本尺寸，H019MM；X063；013；0043；其余符號與上式相同；H191000506301300043190100043型芯的徑向尺寸，型芯的徑向尺寸計算公式DD01SX式中0D型芯的最大基本尺寸D0塑件的最小基本尺寸D601000507501900063604400063型芯高度尺寸，型芯高度尺寸的計算公式HH01SX式中0H型芯高度的最大尺寸；H0塑件內(nèi)形深度的最小尺寸H084MMH1910005063013000431920000435232中心距尺寸的計算由于模具上中心距尺寸和塑件中心距公差都是雙向等值公差，同時磨損的結(jié)果不會使中心距尺寸發(fā)生變化，在計算中心距尺寸時不必考慮磨損量。因此，塑件中心距的基本尺寸CS和模具上成型零件中心距的基本尺寸CM均為平均尺寸，于是CM1SCSZ/2式中CM模具上成型零件中心距的基本尺寸CS塑件中心距的基本尺寸；CS127S塑料的平均收縮率；S05Z模具的制造公差；Z/20135CM10005127013512760135MM本次設(shè)計中的成型部分零件尺寸利用PRO/E軟件計算。塑件的原料為聚氯乙烯，其收縮率約為05。在PRO/E軟件中設(shè)置好收縮率后則會自動將產(chǎn)品三維圖尺寸放大1005倍，所得尺寸即為模具型腔的尺寸。16然后采用拷貝面切割實體的方式在模胚上分出型腔（3D分模），由此得到的模具尺寸即為模具的加工尺寸（上形腔如圖51、下形腔如圖52）。圖51上形腔圖52下形腔524電極鑲嵌件設(shè)計普通插頭有兩個電極，電極必須作為鑲嵌件在澆注前固定放置在指定位置。固定鑲嵌件可以有兩種方式一、把鑲嵌件直接固定在形腔中，鑲嵌件的對稱平面與上下形腔分型面重合；二、把鑲嵌件固定在一塊板上，再通過板與形腔的配合固定鑲嵌件。對于第一種方式，由于鑲嵌件與形腔直接相連，形腔與鑲嵌件之間必須是間隙配合才可能把電極插入形腔中。但由于是間隙配合，澆注時，熔融塑料就會從形腔與鑲嵌件的縫隙中溢出造成比較大的飛邊，因而此種方式不合適。第二種方式，鑲嵌件先固定在一塊板上（如圖53），再通過該板與形腔的配合，即可把電極固定在合適位置（如圖54）。此種方式的好處就是鑲嵌件與板配合的部分是間隙配合，方便電極插入板中；而鑲嵌件與形腔配合的部分是過渡配合，但由于過渡配合的長度比較短，不會引起裝拆不便但可以有效防止塑料溢出，因而此種方式比較合適。圖53圖5453脫模推出機構(gòu)設(shè)計由于安裝有鑲嵌件，模具單純上下開模并不能把塑件取出，工人卸下安裝鑲嵌件的板的同時即可把塑件取出，而且該類模具力求降低成本，因而不需要開模及頂出機構(gòu)，采用人工的方式更加簡便、廉價。54排氣方式的選擇插頭整體尺寸比較小，注塑時產(chǎn)生的氣體也比較少；鑲嵌件與形腔間是間隙配合配合，有一定的間隙可以讓氣體溢出；同時，插頭塑件的尺寸精度、表面質(zhì)量要求不高，因而總的來說，該模具不需要排氣部分即可符合生產(chǎn)要求。55水線設(shè)計模具整體尺寸不大，因而注塑時釋放的熱量不會很大，所以設(shè)計的水線無需很復(fù)雜，只要在上下兩腔各設(shè)計兩條水線即能符合散熱要求，如圖55所示。圖55水線56澆注系統(tǒng)凝膠的脫出方式澆注系統(tǒng)設(shè)計時，主流道的設(shè)計是進口窄出口寬，上下有3的斜度；分流道只在下形腔中，且鑲嵌件在開模時也只會留在下形腔中，因而開模時澆注系統(tǒng)的凝膠只會隨塑件一起留在下形腔中。在從下形腔中取出塑件及凝膠后，采用人工削刮的方式就可把多余凝膠去除。57模具結(jié)構(gòu)總裝圖與鑄件結(jié)構(gòu)圖圖56模具總裝圖圖57開模狀態(tài)圖圖58最終鑄件最終鑄件信息體積41629371E04MM3416CM3密度14000000E00公噸/MM314G/CM3質(zhì)量58281120E04公噸583G6結(jié)論歷經(jīng)近三個半月的畢業(yè)設(shè)計已經(jīng)接近尾聲。畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)四年所學(xué)知識的總結(jié)和應(yīng)用，只有真正經(jīng)歷過之后才會明白這次機會的珍貴。在做畢業(yè)設(shè)計的過程中，我遇到了很多困難，其中主要是PRO/E繪圖方面，由于我的設(shè)計主要是完成注射模具的整機設(shè)計而且以前沒能很好的運用PRO/E軟件，繪制CAD圖形就成為大困難。通過查書，請教老師同學(xué)，終于克服困難。由于沒有實踐經(jīng)驗，模具的設(shè)計過程中經(jīng)歷很多挫折，在導(dǎo)師張園老師的指導(dǎo)下，問題才能得以解決。先后經(jīng)過調(diào)研，搜集、整理資料，請教老師同學(xué)，確定方案，計算校核，繪制圖形，最后整理，目前設(shè)計過程即將結(jié)束。對于模具設(shè)計與制造，三維參數(shù)化的設(shè)計方式顯得尤其重要。使PRO/E的模架設(shè)計專家外掛EMX60進行注