銘牌殼注塑模設計（全套含CAD圖紙）

銘牌殼注塑模設計（全套含CAD圖紙）,銘牌,注塑,設計,全套,cad,圖紙 摘 要 本次設計主題內(nèi)容是“銘牌閥門殼注塑模設計”，通過對塑件的工藝分析和比較我們最終確定設計一套注塑模。本次對注塑模具的澆注系統(tǒng)、頂出機構(gòu)、冷卻系統(tǒng)以及塑件模流分析都有詳細的介紹。設計過程中還運用CAD、三維建模軟件（UG）、Moldflow軟件對塑件進行了更為詳細的尺寸測量、結(jié)構(gòu)設計、工藝分析等。 關鍵詞：注塑模；UG/CAD；模流分析 Ⅰ 目 錄 前 言 1 1 塑件的設計 2 1.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 2 1.2 塑件材料的選擇 3 1.3 聚碳酸酯（PC）的性能 3 2 模具結(jié)構(gòu)的擬定 5 2.1 分型面位置的確定 5 2.2 確定塑件的排位方式和型腔的數(shù)量 5 3 澆注系統(tǒng)的設計 7 3.1 澆口位置的選擇 7 3.2 流道的設計 8 3.2.1 主流道的設計 8 3.2.2 分流道的設計 9 4 成型零件結(jié)構(gòu)設計 11 4.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設計 11 4.2 型芯件的結(jié)構(gòu)設計 11 4.3 成型零件的鋼材選用 12 5 模架的選取 13 5.1 定模板尺寸 13 5.2 動模板尺寸 13 5.3 模腳尺寸 13 6 頂出機構(gòu)的設計 14 7 冷卻系統(tǒng)的設計 15 8 塑件的模流分析圖文展示 16 9 模具裝配圖 18 總 結(jié) 19 致 謝 20 附 錄 21 參考文獻 22 前 言 模具工業(yè)在國民基礎工業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位因此被稱為“工業(yè)字母”。隨著我國科技的不斷發(fā)展，不斷學習新的知識和技能，人們也在模具制造的能力和技術也得到了不斷的提升，而隨著CAD/UG/Moldfiow等軟件的不斷進步，也使得制造出來的模具和工件在精度合工藝上都得到了巨大的提升。 人們現(xiàn)在對產(chǎn)品的要求越來越高，無論是性能、價格甚至外包裝都有很高的要求。日常生活中和我們接觸的最多的大多是塑件產(chǎn)品，其中最多的都是注塑模塑件產(chǎn)品。因此，注塑模具在塑料的生產(chǎn)過程中非常重要。塑料制品制造方便，大多數(shù)的塑件制品都可以大批量生產(chǎn)但由于塑件本身的特性和人們?nèi)狈σ庾R的保護性使用因此塑件的更新?lián)Q代也很快，因此這使得對注塑模的要求也變得非常高了。而國內(nèi)的塑料制品行業(yè)也通過不斷的學習丶借鑒都有著明顯的提升和進步。未來塑料的發(fā)展一定是朝著低碳節(jié)能、無污染的綠色發(fā)展道路前進，這更是我國經(jīng)濟持續(xù)、健康、迅速發(fā)展的重要前提。塑料的大量使用和生產(chǎn)也促進注塑模具設計與制造工業(yè)的快速發(fā)展。經(jīng)濟的發(fā)展以及工業(yè)多樣化的不斷增加，生活產(chǎn)品的多樣化也應聲而生。每個商品都有自己的標簽或者銘牌，或大或小。而生活中不注意的生活習慣會磨損破壞它們，因此我想設計一個保護它們的標簽和銘牌的外殼，既能保護作用也能給商品增加一些美飾效果。這次畢業(yè)設計我選擇的是注塑模設計，其中最大的原因是其特點是可以一模多腔，大大提高工業(yè)效率和經(jīng)濟效益。 1 塑件的設計 1.1 塑件的結(jié)構(gòu)分析 1) 塑件的二維圖和三維圖。 圖1-3銘牌殼二維圖 圖1-4銘牌殼三維圖 2) 塑件的選材分析 銘牌殼的主要作用在于保護和防止銘牌的損壞，所以選材在抗沖擊力、抗腐蝕能力上要求很高。 1.2 塑件材料的選擇 塑料的種類很多種，最為常見的分類是分成熱塑塑料固性塑料。常見的熱塑性塑料有：聚乙烯（PE），是乙烯聚合結(jié)晶聚合物，它的特點是溶體的流動性能好；聚丙烯(PP)，它是丙烯聚合結(jié)晶聚合物，性能和聚乙烯很相近，有抗疲勞的優(yōu)點；聚氯乙烯(PVC)；無定行聚合物特點，熱穩(wěn)定性很差：聚苯乙烯（PS），它是透明無色塑料，化學穩(wěn)定性、耐水性、著色性較好；聚碳酸酯（PC），耐熱性優(yōu)良，能在高溫下長期工作，在低溫的情況下成型收縮率很低，所以制品的尺寸穩(wěn)定性好。其他性能比如耐磨性和它的抗老化性以及電絕緣性能也很好，更具備一定的的抗化學腐蝕能力。常見的熱固性材料有：酚醛塑料（PF），它是用料最好的熱固塑料因為他容易成形切剛性良好但是他不耐堿、抗沖擊力差；環(huán)氧塑料（EF），它是復合材料，有良好的力學性能、絕緣性能、化學組抗性。 材料的選擇是設計中的一個很重要的部分，它影響我們成品的治療和實用性能，需要考慮多方的因素。首先我們要考慮塑件要實現(xiàn)的功能以及性能的相關資料，然后在個材料之間進行初步的對比，但是我們選材的時候不能僅僅考慮塑件的性能和功能還要考慮到加工生產(chǎn)、成本、經(jīng)濟利益等因素。綜合多方因素在后查閱相關資料后，本次設計決定選用的材料是聚碳酸酯（PC），它優(yōu)秀的抗沖擊力和抗腐蝕能力足以滿足銘牌殼的功能需求。 1.3 聚碳酸酯（PC）的性能 英文名稱Polycarbonate，聚碳酸酯是一種透明而略帶淺黃色的塑料，具有突出的抗沖擊強度和抗蠕變能力。耐熱的耐寒性能優(yōu)良，能在120攝氏度下長期工作，低溫脆化可達零下100攝氏度，成型收縮率僅為0.5%-0.8%,所以制品的尺寸穩(wěn)定性好。其他的性能比如耐磨性和它的抗老化性以及電絕緣性能也很好，更具備一定的的抗化學腐蝕能力。但是他也有一些缺點比如它對一些化學物品以及有機溶劑的抵抗力都比較差，因此塑件成型后會產(chǎn)生內(nèi)應力，嚴重的引起塑件開裂。從PC的性能我們知道PC在注塑的時候幾乎不受收縮率和壁厚的影響，但容易出現(xiàn)熔接痕因此設計模具是要注意然讓澆注系統(tǒng)阻力盡量減小，選好澆口位置。下面是PC的技術指標和工藝參數(shù)： PC技術參數(shù)：密度1.2g/cm3 吸水性0.15% 收縮率0.5～0.7% 熔點225～250℃ 熱變形溫度132～141℃ 抗拉屈服強度72Qt/Mpa 硬度M75HB PC注射成型工藝參數(shù)：注射機類型：螺桿式 料溫度 280～310℃ 模具溫度 80～110℃ 注射壓力70～100Pa 注射時間20～80s 高壓時間0 cm35s 冷卻時間20～120s 2 模具結(jié)構(gòu)的擬定 2.1 分型面位置的確定 通過對塑件的結(jié)構(gòu)分析以及查閱相關資料學習分型面選擇的原則，分型面應該選擇在產(chǎn)品截面積最大的位置，其具體如圖2-1所示。圖2-1是根據(jù)分型面分析后設計的分型面。 圖2-1分型面設計 2.2 確定塑件的排位方式和型腔的數(shù)量 本次設計的模具為小型的銘牌閥門殼的注塑模具，其結(jié)構(gòu)簡單體型較小，因此采用兩板模，一模兩腔，推桿推出的設計方式，型腔的位置定在頂板的中心位置。如圖2-2。 圖2-2件的排位方式 從上文可知此次設計的模具為一模兩腔。由于塑件的主要作用在于保護，因此塑件的澆口允許設計在產(chǎn)品的外表面，澆口考慮設計在塑件的側(cè)面?zhèn)葷部谑?。模架選擇，由上述可確定為單分型面的模架，所以選用龍記模架的CI型大水口模架。如下圖2-3 圖2-3大水口模架 3 澆注系統(tǒng)的設計 3.1 澆口位置的選擇 該塑件的最佳的澆口位置可用Moldflow分析得到。從圖3-1的澆口分析可以看到錐體的頂端就是進澆的位置。 圖3-1進澆點分析 由于塑件上頂部壁厚較薄不適合澆口的最佳位置經(jīng)過分析我們選擇在塑膠壁厚較大的地方，又是為了平衡整個注澆系統(tǒng)，我們選擇在模具的中心位置。如圖3-1-1所示。 圖3-2塑件進澆系統(tǒng) 3.2 流道的設計 流道的設計主要包括兩大部分其一是主流道其二是分流道設計。 主流道的設計通常師位于模具中心塑料溶體的入口處，它會將注射機噴嘴注射出的溶體導入分流道的型腔中。主流道的形狀為一般為圓錐形式。這是因為有利于溶體的流動和開模時主流道凝料的順利拔出。又因為其與高溫塑料溶體及注射機噴嘴反復接觸，所以設計時我們常設計成可拆卸更換的澆口套。還有主流道要盡可能短，減少容料在主流道中的熱量和壓力損耗，圖3-3為模具的主流道澆口套結(jié)構(gòu)圖。 圖3-3澆口套和定位圈配合 3.2.1 主流道的設計 主流道的形狀有澆口套決定，為了便于脫模主流道形狀一般為圓錐形。主流道的小段直徑一般去3～6mm，長度一般不超過60mm。主流道的大端與分流道交接處應該設計為圓角，以減少熔料轉(zhuǎn)向所遇到的阻力。本次主流道的設計如圖3-4。 圖3-4主流道尺寸示意圖 3.2.2 分流道的設計 對于一模多腔的布置，盡量選用平衡式分流道。即保證每個澆口的位置相同，分流道長短相同。分流道截面尺寸應該是塑件的大小、塑件的流動性、塑件的壁厚、流道的長度決定的。對于流動性很好的材料流道的截面積的直徑取2mm左右，對于流動性差的塑料流道的截面積可達12mm。大部分塑件的流道直徑在4～8mm選取。 本次設計的材料是PC（聚碳酸酯）其流動性較差，所以流道的截面積的直徑取12mm。分流道的長度由注塑?？傮w的型腔布置和澆口位置決定，為減少溶液熱量和壓力的損失，所以分流道的長度我們應該取最小值。如下圖3-5 圖3-5分流道尺寸示意圖 4 成型零件結(jié)構(gòu)設計 4.1 型腔件的結(jié)構(gòu)設計 型腔件是注塑模成型零件的外表面的成型零件。按凹模結(jié)構(gòu)的不同我們可把它大致分為整體式、整體嵌入式、組合式以及鑲拼式這四種結(jié)構(gòu)。本次設計我們采用的整體嵌入式凹模結(jié)構(gòu)。型腔的主體采用整體嵌入式結(jié)構(gòu)，如圖4-1所示， 圖4-1型腔整體嵌入式 4.2 型芯件的結(jié)構(gòu)設計 型芯是成型塑件內(nèi)表面的成型零件，通常我們可以把他分為整體式和組合式兩種類型。因此通過塑件的結(jié)構(gòu)分析，這次設計我們采用整體嵌入式。如下圖4-2 圖4-2型芯整體嵌入式結(jié)構(gòu) 4.3 成型零件的鋼材選用 根據(jù)成型零件的綜合性能分析，該塑件是屬于外觀件，要求鋼材拋光性能好，具備良好的抗腐蝕性，并要有足夠的硬度剛撞擊打力。同時又要考慮它的機械加工性能，所以成型腔的凹模和凸模我們選用的材料是Cr12，并淬火處理。 5 模架的選取 根據(jù)整體嵌入式的外形尺寸，塑件進行測澆的進澆方式，又考慮到導柱、導套的布置等，同時參考模架的選擇方法，因此我們確定選用大水口CI2525型（即寬＝250mm，長＝250mm）模架結(jié)構(gòu)。 5.1 定模板尺寸 定模扳在設計時要開框裝入整體嵌入式型腔件，加上型腔件上還有開設冷卻水道路線，所以嵌入式型腔件的高度設計為30mm，還有定模扳上應該還要有足夠的距離去引出水路，而且還需要有足夠的強度，所以我們采用定模扳的厚度取50mm。 5.2 動模板尺寸 由于動模板下面是模腳，特別是在注射時，它需要承受很大的注射壓力，因此相對定模扳來講鑲件底部要相對厚一些，所以我們設計的動模板厚度取60mm。 5.3 模腳尺寸 模腳的高度=頂出的行程+推板的厚度+頂出固定板的厚度+5mm=30+20+15+5=70，所以此模腳定為80mm。 經(jīng)上述尺寸的計算，模腳尺寸確定為CI2525模架。如下圖5-3所示。 圖5-3模架圖 6 頂出機構(gòu)的設計 本次塑件我們采用推桿推出的方式，均勻的分布在塑件各個包緊離較大的位置如圖6-1所示。 圖6-1頂出機構(gòu) 推桿直徑應該盡量要取大一些，這樣脫模力大而平穩(wěn)，盡量避免使用1.5mm以下的推桿。推桿直徑2.5mm以下位置足夠時要做有托推桿。因此此次設計采用直徑為3mm的推桿,推桿的長度取決于模具大小和塑件的結(jié)構(gòu)尺寸，外購時在裝配圖的基礎上加5mm左右。取整數(shù)。此次我們采用的推桿如圖6-2。 圖6-2推桿尺寸 7 冷卻系統(tǒng)的設計 PC的成型溫度和模具溫度分別是280～310℃和80～110℃。所以模具的溫度我們選定為50℃，對其使用常溫對模具進行冷卻。 型腔的成型面面積比較平滑，比較適合直通式冷卻回路，如圖7-1。并在其周圍我們設計上密封圈，并對水路進行有效的封閉。 圖7-1冷卻回路截面圖 8 塑件的模流分析圖文展示 圖8-1塑件溫度 圖8-2塑件填充時間 圖8-3塑件頂出溫度時間 利用Moldflow軟件對塑件進行模流分析能更為直觀的感受塑件在整個注塑成型時的具體完成數(shù)據(jù)。它既能分析塑件在各個階段的成型數(shù)據(jù)更能生動的生成圖彩視圖方便簡潔易懂。 注塑制品的質(zhì)量主要取決于注射成型過程，塑料熔體注入模具后的流動行為是決定制品的質(zhì)量，所以我們提前對其制品在注塑過程中進行有效的模流分析。Moldflow軟件的應用主要包括三個大方面：首先是運用軟件來預計我們設定注塑方案的壓力、注射速度等一些工藝的參數(shù)；其次是利用它計算得到的壓力、溫度等數(shù)據(jù)分布來改善模具和塑料制品的設計以及改善設計方案；最后是利用分析后的數(shù)據(jù)對比進行優(yōu)化，最后選擇最佳方案。既能提高制品的質(zhì)量也能提高經(jīng)濟效益。 9 模具裝配圖 總 結(jié) 經(jīng)過幾周的努力終于完成了對本專業(yè)的畢業(yè)論文設計，設計的過程是痛并快樂的，現(xiàn)在完成畢業(yè)設計有種如釋重負的感覺。大學三年的專業(yè)學習就在這次畢業(yè)設計中檢驗，通過這次畢業(yè)設計我對模具專業(yè)有了更深刻的理解和體會。 畢業(yè)設計是我們每個大學生在畢業(yè)時必交的一份答卷，它既是對我們專業(yè)知識的一次大鞏固也是對我們這三年大學專業(yè)學習成果的檢驗。這次設計我們可以綜合運用專業(yè)老師在課堂上講解的專業(yè)知識，充分的發(fā)揮自己學習的知識去解決在畢業(yè)設計中遇到的難題。這次我這設計的題目是《銘牌殼注塑模設計》，剛開始設計這個題目的時候有點犯難，因為我們在校學習的知識只是模具這個大行業(yè)里的九牛一毛，所以我在校圖書館借閱了一些關于注塑模設計的相關書籍并學習參考，然后開始我的注塑模畢業(yè)設計。整個畢業(yè)設計不知道從何做起，一開始就出現(xiàn)各種錯誤，比如文檔編寫過程中的格式錯誤文本的字體錯誤等，感覺自己很難完成一次完成的畢業(yè)設計。但是現(xiàn)在回過頭，我的畢業(yè)設計終于完成了，心里也是非常的開心的。從一開始的無從下手出現(xiàn)各種各樣的錯誤到現(xiàn)在一份完整的畢業(yè)設計。在此過程中我不僅更進一步的學習了專業(yè)知識更是學會了在遇到問題時如何去解決遇到的難題而不是在那垂頭喪氣。當然這次畢業(yè)設計也讓我知道自己知道的嚴重不足，總覺得以前老是講來講去的東西自己聽不懂埋怨知道的無聊乏味，但是真正做到設計的時候才知道自己的錯誤，老師講的都是言簡意賅希望我們能更簡便的理解吸收，而我們自己所認為的都是表面的知識，基本上都是文字代表的理論知識在設計的過程中完全不適用。所以這次我也知道了實際理論的區(qū)別，我們不能只是紙上談兵?？淇淦湔Z，都是一些徒勞功。我這次做的是生活中很常見的銘牌閥門外殼注塑模設計，設計的過程中我做了對塑件的模流分析但是在分析的過程中分析總是出現(xiàn)錯誤，為了解決這個問題我請教了老師并查閱了資料，在設計的過程中流道的間的尺寸并不能隨意的定義因此在分析的時候會出現(xiàn)錯誤，所以在分析是我計算了合理的流道尺寸使個個流道之間連通性正常，最后成功的對塑件分析。設計完成后還繪制模具個個部分的三維圖以及二維圖，因此我的繪圖能力也得到了很大的提高，最后也要謝謝老師和同學在設計過程中給予我的幫助。 致 謝 在老師的的悉心指導下終于完成了本次的畢業(yè)設計。老師專心的指導耐心的教學以及利用他的專業(yè)知識和嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度在設計的過程中給了我很大的幫助，幫助我解決了設計過程中遇到過的許多疑難雜癥，并悉心指導教學。不僅使我掌握基本的設計方法和設計技巧還使我明白了學習態(tài)度的重要性以及遇到困難的解決方法。本次論文從一開始的選題到最后的完成都傾注了老師大量的心血，在此向老師表示深厚的敬意和忠心的感謝。同時也少不了同學之間的幫助，沒有你們幫助，我也不能這么愉快輕松的完成畢業(yè)設計。最后珍重的感謝老師和同學的幫助：謝謝您們 附 錄 序號 名稱 圖紙代號 01 注塑模 ZHUSUMU-001 02 型芯 ZHUSUMU-002 03 型腔 ZHUSUMU-OO3 04 銘牌殼 ZHUSUMU-OO4 （圖紙見論文后附件）。 參考文獻 [1] 黨根茂. 模具設計與制造[M]. 西安: 西安電子科技大學出版社,2007. 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