医疗输液袋吊环注塑模具设计与制造.docx

摘要注射成型在整个制造业的生产中占有十分重要的地位。据估计，注射成型的制品约占所有模具塑料制品总产量的三分之一，注射模约占塑料成型模具数量的二分之一以上。注塑模具在模具工业中的重要性显而易见。现在，注塑模具设计和制造中的传统方法早已满足不了现代生产发展的需要“为了嬴得竞争、占有市场、可持续发展，模具生产必须变革传统的生产方法，引进新技术、新思维。在计算机技术日前发达的今天，将计算机运川于注泉模具以及制造业中已迫在眉睫。本文主要研究工作及成果如下：1）本文具体地阐述了模具CAD，CAE的技术特点以及先进制造模式在模具行业中的应用，住分析了国际、国内模具CAD,CAE的研究现状和发展趋势的基础匕提出以计算机应用技术为手段的辅助模具设计的新方法。2）主要针对注塑模具常见的成型方式进行了分析研究，以达到将注塑模设计过程智能化。3）在熟悉注塑模具设计基本知识的基础上，对系统进行分析并设计出系统的总体框架，了解系统需要实现的功能，选择UG作为设计工具。分析论述了应用UG和Mok1.WiZard模块设计注塑模具的关键技术。4）通过对系统体系结构和功能模块具体分析，对系统进行了功能设计，划分了系统功能模块。分析了设计过程中所涉及到的具体内容，建立了系统的设计框架模型。5）运用注塑模设计模块，包括排气系统的设计、脱模机构的设计、温度调节系统的设计、成型零部件设计等：6）运用UG软件Mo1.dWiZard模块中的自动分型、修补开口及孔洞和自动生成型芯和型腔的方法。把握好镶块、抽芯及脱模方向几个关键问题，即能实现较笑杂塑料模具的快速设计。7）用户利用本系统进行注塑模设计时.可以方便、准确、快速地查询和计算出所有设计参数。在模具设计过程中还可以修改或增加新的内容来完善参数表中的内容，使软件具有成长性，极大限度的利用已有的知识和以往设计经验，避免重见劳动，进一步加快了对新模具进行设计。它是模具设计智能化、快速化的重要技术手段。关键词：医疗输液袋：UG;注塑模：热流道：两次顶出第1章绪论1.1 课题背景及意义本课题为医疗输液袋吊环的注塑辅助工艺分析及注溺模设计.图1.1.医疗输液袋吊环随着塑料等非金属材料在工业产品中的广泛应用，模具工业在国民经济中的作用也越来越大。在机械、电子等行业中，有一半以上的产品是采用模具制造的方法。利用模具成型的生产方法很多，其中注塑成型具有制成品精度高、生产效率高和可以用来生产几何形状非常更杂的产品等特点，在整个塑料制品生产行业中具有非常重要的地位。模具是塑料成型加工的重要装备，其设计周期、生产效率和质量直接影响产品的进度、成本和效率。故很有必要利用现有软件技术对其制造前期进行模拟分析及设计.1.2 我国塑料模具现状及发展方向1.21 我国塑料横具的发展现状模具工业是国民经济的基酬工业，受到国家和企业界的高度重视，发达国家就有“模具工业是进入富裕社会的源动力”之说。当今“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认可。我国模具行业近年来发展很快，据不完全统计，目前模具生产厂点共行2万多家，从业人员约50万人，全年模具产值约360亿元，总盘供不应求，出口约2亿美元。进口约10亿美元。当前，我国模具行业的发展具有如下特征：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总体发展水平：塑料模和压铸模成比例增长：专业模具厂家数量及其生产能力增加较快：“三资”企业及私营企业发展迅速：股份制改造步伐加快等.从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区,南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最集中的省份是广东和浙江，其模具产值约占全国总产值的60%以上。我国模具总量虽然已位居世界第三，但设计制造水平总体上落后于德、美、1.1.法、意等发达国家，模具商品化和标准化程度也低于国际水平。(1)成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新设计方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如吉岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在2934英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运川气辅技术，一些厂家还使用了CMo1.D气辅软件，取得较好的效果。如上海新普宙斯等公司就能为用户提供气辅成哒设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道装置.少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热：流道模具。但总体上热流道的采用率达不到10与国外的5080%相比，差距较大。(2)产品结构方面，我国塑料模具工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大的发展。模具水平有了较大提高，但与发达国家尤其是欧美日相比仍有较大差距(表1.1)。表11国内外塑料模具技术比较表项目国外国内注塑模型腔精度0.0050.O1.mn0.020.05E型腔表面粗糙度RaO.010.05mRaO.20Um非淬火钢模具寿命1060万次I030万次淬火钢模具寿命160300万次50100万次热流道模具使用率80%以上总体不足10%标准化程度7080%小于30%中型塑料模生产周期一个月左右23个月(3)制造技术方面，CAD/C.AM/CAE技术的应川水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD.，CAM系统，如美国EDS的UGIn、美国ParamCtriCTCChnoIogy公司的Pro/Engineer及澳大利亚Mok1.f1.oW公司的MPA塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD,，CAM的集成，并能支持CAE技术对成型过程，如填充和冷却等进行计算机模拟，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具CADcAM技术的发展。近年来，国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如：P2()、3Cr2Mo.4Cr1.3等，对模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件，但仍然大部份模具标准件还是在采用U本或台湾的品牌。目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到70%-80%相比，仍有很大差距。1.2.2我国塑料模具的发展方向(1)提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及比例。由于塑料模成型的制品1.I渐大型化、笑杂化和高精度要求以及高生产率的要求.在塑料模模具设计制造中全面推广应川CADCAM,CAE技术。CADCAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CADCAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造了良好的条件：基于网络的CA1.x'AMCAE一体化系统结构初见端倪，火将解决传统混合型CADCAM系统无法满足实际生产过程分工协作要求的问题：CADeAM软件的智能化程度将逐步提高；塑料制件及模具的3D设计与成型过程的3D分析将在我国塑料模具工业中发挥越来越重要的作用。(3)推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是鳖料模具的一大变革。制订热流道元耀件的国家标准，积极生产价廉高质症:的元器件，是发展热流道模具的关键.气体辅助注射成型可在保证产品质珏的前提下，大幅度降低成本。F1.前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成型比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且其常用于较发杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要.另一方面为了确保塑料件精度，继续研究发屣高压注射成型，艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具也非常重要。(4)开发新的塑料成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。(5)提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。我国模具标准件水平和模具标准化程度仍较低，与国外差距甚大，在一定程度上制约着我国模具工业的发展，为提高模具质量和降低模具制造成本，模具标准件的应用要大力推广。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产：其次要逐步形成规模生产、提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本：再次是要进一步增加标准件规格品种。(6)应用优质模具材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要，但高性能的模具钢材大部份还是用I本和瑞典进口材料.(7)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模CAD，CAM的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实孑见逆向工程的必要前提。第2章塑件工艺分析2. 1塑件的工艺分析该塑件为小型产品且壁厚均匀，塑件的尺寸不大但结构也较为笑杂，需要强行脱模以及两次顶出产品。在塑件下方有倒扣需要强行脱模，这给塑件的脱模及顶出造成较大的难度。通过对塑件的结构分析，设计出合理的工艺方案是模具设计的前提。3. 1.1分型面的选择为了能够方便顺利的脱模.定要设计出合理的分型面，其选择原理必须满足脱模方便、符合外观、制造成本等几个要求。通过对塑件结构分析，设置如图21所示分型面。图2.1分型面取产品最大轮廓处有利于脱模4. 2塑件的材料分析和机械加工一样要考虑到加工工艺问题，模具成型也要考虑到材料的注塑特性，在各特点都相差无几的情况下，好的成型特性是选择材料的主要标准，以下是三种材料的性能和成型特性比较，如表2.I所示。表21材料的性能和成型特性比较塑料品种性能特点成型特点模具设计注意使用温主要用事项度途聚苯乙烯透明性好，成型性能因流动装饰制(PS)电性能好，抗好，成型前可不性好，适宜用品，仪表壳，拉强度高，耐干燥，但注射时点浇口，但因绝缘零件，容磨性好，质脆，应防止溢料,制热膨胀大，塑30器，泡沫塑料，抗冲击强度品易产生内应件中不宜有C-80TH用品等差，化学稳定力，易开裂嵌件性教好聚炳烯聚炳烯是流动性极合理设计(PP)塑料中最轻好，易产生流浇注系统，便品，防腐朽产品，日用品及电器外壳的，强度、刚痕，缩孔，易产于充型，脱模度、硬度、耐生收缩，冷却速斜度0.5、1.5热性都优广度快，浇注系统度，严格控制PE,可在100及冷却系统应料温与模温，OC左右使用。具散热缓慢。料温以防分解O,2拍气槽不能太深会溢料有优良的耐腐160-220度，模收缩率取蚀性，良好的温80-90度。绝缘性，不受湿度的影响聚碳酸透光率耐寒性好，尽可能使在机械上酯较高，介电性熔融温度高，黏用直接浇口，做齿轮，凸轮,(PC)能好，吸水性性大，成型前需减小流动阻蜗轮，滑轮等,小，力学性能干燥，易产生残力，塑料要干(130C电机电子产品好，抗冲击，余应力，甚至裂燥，不宜采用脆化温度零件，光学零抗蠕变性能突纹，质硬，易损金属嵌件，脱为件等出，但耐磨性模具，使用性能模斜度2-100-C差，不耐碱好本产品是PP材料，以便于倒扣的强行脱模.PP是一种半结晶性材料.它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度低于OC以下时非常脆，因此许多商业的PP材料是加入1'4%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物.共聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100C）、低透明度、低相单度、低刚性，f魄有有更强端?喻虽%PP的强度随若乙烯含量的增加而增大。PP的维k软化温度为15（C,由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题，通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在10。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶.PP的收缩率相当高，一般为1.8、2.5九并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。如表2.2所示。表2.2PP注射成型的主要工艺参数密度（gcm3）0.85-0.90收缩率1.6-2.0%方法油、水、盐后处理温度（C）90100时间（三）4注射机类型螺杆式螺杆转速，（rmin）30-60喷嘴形式直通式喷嘴温度（C）18()-190前2-2IO料筒温度（Ie）中210-230后I8O2OO模具温度（4C）4380注射压力（MPa）70-90保压力（MPa）50-70注射时间35保压时间15-30成型时间（三）冷却时间15-30成型周期40-6()PP的主要成型特点：1.结晶料，吸湿性小，易发生融体破裂，长期与热金屈接触易分解。2 .流动性好，但收缩范围及收缩值大，易发生缩孔，凹痕，变形。3 .冷却速度快，浇注系统及冷却系统应缓慢散热，并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向，模具温度低于50度时，塑件不光滑，易产牛.熔接不良，流痕，90度以上易发生翘曲变形。4 .塑料壁厚须均匀，避免缺胶，尖角，以防应力集中。PP材料具有超强的易加工性，外观特性，低蛹变性和优异的尺寸桎定性以及很高的抗冲击强度。主要应用范围：汽车（仪表板，工具舱门，车轮盖，反光镜盒等），电冰箱，大强度工具（头发烘干机，搅拌器，食品加工机，割草机等），电话机壳体，打字机键盘，娱乐用车辆如高尔夫球手推车以及喷气式雪撬车等。表2.3注塑模工艺条件工艺条件干燥处理PP储存适当一般不需要干燥处理。建议干燥条件为8090T下干燥1小时.材料温度应保证小于0.1讥熔化温度220275C;建议温度：245C。模具温度4880C注射压力800-1600bar注射速度中高速度2.3塑件的表面分析塑件的用途可知，是医疗输液袋的吊环，其外表面要求光洁，故开设分型面应尽量使工件处于一个型腔里以及设置浇口应避免开设在其外表面：另外设置好注塑工艺参数，就可以实现了。2.4塑件的尺寸精度注塑件没彳j精度要求，但由于尺寸较小，因此产品尺寸精度控制在±O05mm是比较容易实现的。以保证该零件的尺寸精度，对应的模具相关的零件加工可以保证。25塑件的壁厚分析:塑件的壁厚首先取决于塑件的使用要求，即强度、结构、重量、电气性能、尺寸稔定性能、以及装配等要求。另外，还应尽贵使其各部壁厚均匀，避免太薄.否则会因引起收缩不均匀使塑件变形或产生气泡、凹陷等成里质量问题。塑件壁厚一般在1mm范国内，而通常用的数值1.53mm.大型塑件的壁厚也有比4mm更大的，这都随塑料类型及塑件大小而定。本产品壁厚为2mm1.1.大部均匀，收缩不均的可能性较小。2. 6脱模斜度的分析使用脱模斜度为了使塑件便于脱模，但对于高度不大的塑件，可以不取斜度，本产品是属于小型塑件，高度不大仅为2mm.因此没有设置脱模斜度。两个小柱下面有顶杆，小柱也为做脱模斜度。这样不会对于塑件有太大的影响，可以忽略不考虑。2.7塑件的圆角分析为了避免应力集中，提高塑件强度，改善塑件的流动情况及便于脱模，在塑件的各面或内部连接处，应采用圆弧过度。这样尤其对增强塑件更有利于填充型腔。另外，塑件的圆角对于模具制造和机械加工及提高模具强度，也是有利的，塑件的各连接处均应有半径不小于05、1mm的圆加。2. 8塑件上孔的设计塑件上的孔是用模具的型芯成型的，从理论上说，可以成型任何形状的孔，但是形状亚杂的孔，其模具制造困难，成本较高。因此，用模具成型的孔，应采用工艺上易于加工的孔。塑件上常用的孔仃通孔、盲孔、形状复杂的孔等。这些孔均应设置在不易削弱塑件强度的地方。在孔之间和孔与边缘之间均应留有足够的距离（一般大于孔径）。型件上固定用孔和其他受力孔的周围可设一凸边来加强.本塑件是一个喇叭形的孔且朝上，所以做定模型芯。2.9塑件注射工艺参数的确定:查找塑料模设计于册和参考工厂的实际应用的情况，以及该产品成鞭一模16穴，需要较大吨位的注塑机。因此此产品的成型工艺参数可作如下选择。表2.4注塑模工艺条件注塑机型号XS-ZY-500注射量/cm3500螺杆身径/mm160注射压力*Pa-100注射行程m400注射时间/s6注射方式螺杆式锁模力/KN500最大成型面积/cm2400模板最大行程/E100模具厚度mm100-500拉杆空间三450*450模板尺寸mm450*450假模方式液压-机械喷嘴球径mmSR16喷嘴孔径mm1.第3章模具设计3. 1整体设计3.1.1 模架结构选择通过对案件的结构分析，该塑件结构较为红杂，还有两次顶出机构及热流道。故采用非标模架，上模四块板分别为前模板、支撑板、热流道板及盖板，卜模顶出板多一块作为两次顶出的模架。适用于薄壁壳体类塑料制品的成形以及脱模力大、制品表面不允许留有推出痕迹以及热流道成型的注射模具。如图3.1所示。根据塑件的尺寸初选40OmmX40Ommx446mm的模架并满足初选的注塑机型号。44»J»U1.I、I图31非标准5?模架3.1.2 注塑机的选择由于塑件形状不规则，根据对缈件的属性分析，用UG软件测得其体积为:V产品=2.4cm3浇注系统的体积取塑件的18%,则：V浇注=6.284X1.»ir).4cm3V总=V件+V浇=2.8cm3因为P=1.O31.07gcm3,在此取P=I.05g/cm3,所以塑件和浇注系统的塑料质量m为：m=V总P=7.414x1.05=2.94g由V总W幽V注：即塑件总的注射量小于等于注塑机额定注射量的百分之八十：又采用一模十六腔，故注塑量为60g.注塑机的注射盘表示法是指用注塑机的注射容量（单位Cm3）表示注射机的规格，以标准螺杆注射时的80%理论注射量表示。容易得知，塑件需要的注塑机理论注取量大于500cm3;由第二章的推荐注蝴压力不能小于400MPa,3.2系统设计3.2.1 浇注系统设计浇注系统是塑料熔体由注塑机喷嘴通向模具型腔的流动通道。因此它应保证熔体迅速顺利有序地充满行腔各处，获取外观清晰、内在质量优良的梨料件。对浇注系统的具体要求是：模腔的侦充迅速有序，并且同时充满各个型腔：热量和乐力损失较小，尽可能消耗较少的塑料：能够使型腔顺利排气：冷料不能进入模具型腔：浇注流道凝料容易与塑件制品分离或切除，浇口痕迹对塑料件外观影响很小。浇注系统（冷流道）一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴组成，而热流道没有冷料穴，直接从热嘴套射入型腔。该产品为一模十六腔，为保证制料的流动及减少塑料的损失故采用热流道针点浇口进浇。（D主流道的设计：主流道即主浇口套内的流道，为网椎形，其小端正对注射机的喷嘴，因喷嘴端为球面，所以主流道小端的外形应为凹球面。为了配合紧密，防止溢流，凹球面的半径比喷嘴的球面半径大2nn-311un.如图3.2所示图3.2主浇道(2)分流道的设计：分流道长度取决于模具型腔的总体布置方案和浇口位应.从减少输送熔体是压力损失和热量损失的要求去发，应力求缩短长度，分流道截面尺寸取决于多种因素，其中包括塑件族量、壁厚、塑料黏度和分流道本身的长度”分流道截面面积应保证行腔充满并补充因腔内塑件收缩所需的熔体后方可冷却凝固。因此，分流道的板面直径或厚度应大于塑件的壁印。为了便于加工和凝料脱模，分流道大多设置在分型面上，分流道截面形状一般为圆形、梯形、U形、半IMI形及矩形等，圆形流道比表面枳小，热战损失和流动阻力较小，时于流动性不太好的蜘料或薄壁塑件，通常采用阀形流道,这样可以减小熔体的潦动阻力和热量损失。但是流道应开设在动、定模两个部分，所以对机械加工精度要求比较高。本产品由于是一模十楼穴的大产量:医疗产品，为了节约材料以及快速的产量，因采用热流道系统。其分流道在高温加热的分流板中。具体设计如卜.图3.3所示：75时邮50J1.25S1.961-然M)752SK1.XI3)图3.3分流道(3)浇口的设计：浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的通道。除了直接浇口外，它是浇注系统中截面最小的部分，但却是浇注系统的关键部分。浇口的位置、形状及尺寸对塑件的性能和版量的影响很大。根据本方案的特点以及PP材料的性能满足，热嘴1.I的点浇U形式。浇口般开始在产品的上表面上，塑料熔体于型腔的上面充模，其截面形状多为小圆孔形，调整其直径大小可以调节熔体充模时的剪切速率及浇口封闭时间。这类浇U加工容易，修整方便，并且可以根据塑件的形状特征灵活地选择进料位置。（4）冷料穴设计冷料穴位于主流道出口一端，对于立、卧式注塑机用模具，冷料穴位于主分型面的动模一侧，冷料穴是注流道自然延伸。因为立、卧式注塑机所用模流道在定模一侧，模具打开时，为了将注流道凝料能够拉向动模一侧，并在推出行程中将它脱出模外，动模一侧应设有拉料杆.应根据脱模机构的不同，正确选取冷料图穴与Z形拉料杆匹配方式。本产品是热流道注塑，固没仃冷料穴，冷料穴是冷流道模具才设计的。3.2.2排气系统设计从第三章的分析可以看出，由于塑件本身产生的气穴都分布在塑件的上表面,即开设的分型面上：乂因为该模具型腔结构简单，属于小型模具.因此可以利用其分哒面、同时利用配合间隙排气以及顶针间隙排气。同时还可以利用分型面上的排气槽进行排气。3.2. 3模温系统设计在注射成形工艺过程中，模具温度直接影响塑件的充模和塑件的定形，也直接影响注射周期和塑件质量，因此，必须对模具进行有效冷却，使其温度保持在一定范围内。因PP要求的模温为40C70C,不超过80C,故无须设置加热装置。只需要对其冷却系统进行设计。冷却回路的设计应做到回路系统内流动的介质充分吸收成形案件所传寻的热量，使模具成形表面的温度稳定地保持在所需的温度范困内，并且做到使冷却介质的回路系统内流动畅通，无滞留部位。注塑成型中常用的冷却剂用常温（250的水作为模具冷却介质，取共出口温度为28C,并且冷却水在通道内呈湍流状态。已知模具温度为60七。模具宽度为400mm。根据热平衡原理，单位时间内塑料熔体凝固糅放的热量应等于冷却水所带走的热量。于是有：Qin=n=nG式中Qin一塑料传给模具的热盘N每小时注射次数G每次的注射盘（Kg）m每小时注射的塑料量(Kg)一一塑料的热地量之差(KJKg)取A-400KJ/Kg设注射周期为60s,则：n-3600÷6060Qin=4(X)×60x1.05×3.835×().(X)1=96.6KJh-1又有QOU=mwCw(touttin)式中Qout冷却水每小时从模具携走的热量(KJZh)IOT一冷却水每小时的用量(kgh)Cw冷却水的比热容4.2KJKg-1.rTout一一模具的出水温度°CTin模具的进水温度°C由热平衡条件：Qout=Qin可得：mw=nG4CW(touttin)其中，1为25'C:根据入口与出口温度控制在23'C,取TOU1.为28'C;mw=96.6÷4.2÷(28-25)7.7kg/h冷却水的体积流量V=mW60P,求得V=O.12m3min°查注塑模具设计手册得到其对应冷却道直径为20mm,其对应的水道最低却流速v=1.66ms.fiJ实取v=2.0no3.3合模导向机构的设计导向机构是保证定模和动模金模时,正确定位和杼向的零件。杼向机构主要有定位、导向和承受一定侧压力三个作用.而导柱导向机构的主要零件是导柱和导套。3.3.1导套选用标准导套(GB4169.4-84),材料TIOA,处理50-55HRc采用H7k6配合慎入模板，图3.5导套3.3.2导柱对导柱结构有五点要求：1、长度导柱的长度必须比凸模端面高6-8宅米，以免导柱未导正方向而凸模先进入型腔与其相碰而损坏。2、形状导柱的端部做成锥形或半球形的先寻部分，使导柱顺利地进入导向孔。3、材料导柱应具有硬而耐磨的表面，多用低碳钢(20号)惨碳淬火处理，或者T8、T1.O淬火处理。4、配合精度导柱装入模板多用二级精度第二种过渡配合。5、配合导柱固定端与模板之间采用H7k6过渡配合；导柱导向部分采用H7f7的间隙配合。本设计导柱采用标准件(GB4169484)。3.4顶出距离的确定3.4.1第一顶出距S在该件上有处倒扣需要强制脱模，但必须要两次顶出后才可强制脱模。由下图测量得知倒扣为03mmPP材料性软且有弹性故适合强行脱模，产品第一次顶出至少需要4.5mm,第一次必须将整个产品完全顶出才可实现第二次强行顶出。在实际顶出中还需要加上安全距离，一般为5-8mm.故此模具的第一次顶出距离S为：分型面S=d+5-8=4.5+5.5=IOmm图3.7第一次顶出距离3.4.2第二次顶出距F由下图测量得知，产品倒扣深度约1.5理论上顶出1.5即可,产品总厚6mm又由于模具需要全自动生产，所以必须多顶出距离15'25mm以便所有产品全部自动掉离模具。故此顶出距F为：图3.8第二次顶出距离3.4. 3倒扣机构设计倒扣处需要设计成顶杆式，以就是此机构既成型又顶出。成型部份需要采用线切割方式完成加工，镶入到模仁里面，底部固定在第一次顶出板上（详见后面顶出设计）。如下图所示：倒扣的成型部分尺寸的制造公差。,参考标准公差（GB18（X79）取1T7级。3. 5成型零件的设计与计算3.1.1 成型模仁本案件采用动定模两板式结构，根据分型面的开设，由于本模型已经对尺寸进行1.8M攵缩，故直接利用UG的模具模块对模型进行分模，得定模仁镣在定模板上，动模仁镶在动模板上，如图310及311所示。(84H0C忆营-3Wr<-*rU133315.H图3.I1.动模仁msO0¢=3.5. 2成型零件工作尺寸计算影响塑件尺寸精度的因素：D制造误差模具的最大制造误差：Z-Z=I3-1IO（其中：AZ为制造误差为塑件公差）2）成型零件的磨损允许的磨损量：6c=2Z3）塑件收缩率的波动收缩率引起的尺寸世：s=（Smax-Smin）1.sS=（1.m-1.S）/1.sx100%由塑料模具设计手册可查得：PP的收缩率S=1.8%（S-塑料成型收缩率1.m模具型腔在室温下的尺寸1.s-舞件在室温下的尺寸）根据E塑料模具设计手册3可查得蛆件上的所有孔的直径和长度解：(1)模仁径向尺寸计算塑件长度尺寸35mm塑件一模十六件，并有强制顶出脱模校核：z+6.SW己知(公差=064mmz=1.3c=1.2z)(Sep:平均收缩率Scp=0.009)1.m1.=(1.s(1.+SCP)+34)°2=260mm塑件宽度尺寸为30mm1.m2=(1.s(1+SCP)+34)2=260m11(2)模板径向尺寸计算塑件尺寸长度尺寸为45mm型腔整体加工 1.m1.=(1.s(I+SCP)+34)z=400nn塑件宽度尺寸为306mm 1.m2=(1.s<I+SCP)+34)0z=400nm3.5.3两次顶出机构的设计为了保证塑件成形后从模腔或芯心上顺利取下，模具结构中必须设置可靠有效的脱模机构.对脱模机构的基本要求：a)运动灵活顺畅，具有足够强度、刚度，工作桎定可旌，容易制造和装配，更换方便：b)接触塑件的配合间隙无溢料现象；C)对塑件顶推力分布均匀合理，对塑件外观无明显损坏，不会引起塑件变形或使塑件破裂；d)有利于将鳖件和流道凝料带向动模一侧：e)复位可靠。顶杆的设计本模具采用顶针加成型顶杆强制脱模机构，脱模动力来源，采用最普遍机动脱模，即通过动、定模分开时动模的运动，借助注塑机的顶出元件，推动模具内设置的脱模机构是鳖件从芯心上脱出。推杆采用普通推杆中的圆柱头顶针。顶杆接触塑件的顶出配合段，与模板上相应孔的配合间隙，应以不超过塑件的溢料间隙为限，一般情况下H87或H7/门就可以满足这一要求.本模具采用H8f7配合。凸启部分与固定板上的安装孔留有Im的双边间隙，这样可以避免由于模板的孔垂直度偏差使得推杆被开住或过分解损。下图为第一次顶出和第二次顶出的顶针.第二次出杆，-，一一m=一q160.40208.77V：工.IJ第一次Ji出杆图3.12顶杆两次顶出设计原理第一次顶出：注塑机作用下，受力点在第二块顶板上，园顶针和成型顶杆在强力锁扣带动下同时一起顶出IOmm,然后强力锁扣分开，第三块顶板及成型顶杆不动，维续向前顶出10三,此时圆顶针强行将产品从成型杆上顶出脱离模具并掉下“实现产品强制脱模并自动掉落的程序.注缴机顶出机构缩网后，模具在发位弹簧的作用下，顶板自动往回伸，完成顶板和所有顶出机构的发位工作并继续下一次生产.3.6注射机校核3.6.1注射量校核必须保证塑件所需的注射量（包括浇注系统及&边在内）小于注射机允许的最大注射量，一般占注射机理论注射Ift的80、以内“如公式4.6所示V总80%Y注（46）式中V注-一塑料件所需梨料的体积（包括浇注系统屐料及飞边在内，c11P）:Vg注射机理论注射量（公称容积，c11P）.该型号注射机的理论注射量为5OOCnR又已知所需总的塑料量为2.8x16=44.8cP.80%X1.Oo=80>44.8c2理论注射量大于实际需要。故满足。362最大锁模力校核注射机锁模力F妖的校核关系式应为：FqP式中F-塑件加浇注系统在分型面上的投影面积（nX）；q行腔内物料熔体的单位面枳压力（WPa）：P注鳖机额定馈模力（KN）。根据UG工具面枳测量的塑件与浇注系统的总投影面积为IoCm2,根据注鳖模设计与生产应用的PP熔体压力为400MPa.代入数据得：F锁=40X400=16KN该型号注射机的锁模力为500KN>1.6KN.所以符合要求。3. 63注射压力校核该型号注塑机的注鳖压力为400MPa.符合要求。4. 6.4模具厚度校核由于注射机可安装模具的厚度有一定限制，所以设计模具的闭合厚度H.必须在注射机允许安装的最大模具厚度HX及最小模具厚度Hmin之间，即Hni<Hn<Hmax由前面的框架选择得知模具闭合高度:=446mm因为HnIin=IOttTImHm=250mmHnax=5(X)mmJ听以符合要求。5. 6.5开模行程的校核单分型面注射模H>H1+H2+(5-10)式中H-注射机动模板的开模行程(mm):H1件顶出电离(mm)：H2包括浇注系统凝料在内的塑件高度(mm)。测得，H1大约为20mm,H2为10mm,该模具开模行程为10mm.代入数据得：H=4mm>2O+10+10=40mm,所以符合要求。第4章总装配图4.1总装图该模具采用非标准的多板式热流道模具结构,嵌入成型动模仁和定模仁。倒扣采用两次顶出再强制顶出产品。塑件在脱模的时候用顶杆顶出.另外顶针和成型顶杆用于排气。模具采取更位杆弹簧复位。图4.1模具总装图6. 2零件图4. 2.1模板的平面图及三维图SI翦；三TMtftWiI<KAIt81«H>«.*,.«B.Sinmi!1»,»IW.O)。1814力Oi依“M%tQ.Q14.64001(18W0TxIgsa»IXm图4.4模仁平面图结论语本设计首先说明了塑料工业的重要地位和当今注塑模具的现状，随着经济的发展，塑料工业将继续呈现蓬勃发展之势。丸次介绍r注塑件的一般设计原则，对塑件的特征如倒圆加等做了说明，从实际来看，几乎所有的注塑件都遵循这些原则。单分型面注射模是最为简单和常见的一种结构形式，约占全部注射模具的70%左右，但目前传统冷流道模具设计还是以经验为主，很难对注射各参量进行严密的数学建模，因为各参量相互影响，关系更杂。随着科技的进步及注射理论的突破，热流道模具发展的越来越迅速，随着技术的成熟，热流道模的生产控制将会变得比以前更为轻松，产品顺量将会得到更好提高，所以，以后注射模具的研究会以热流道模具为主。为期三个月的毕业设计即将结束，这不仅是对对大学四年学习的总结，而且是对大学四年所学知识的一次考察和融会。通过若半个学期的毕业设计，提高了我分析问题解决问题的能力。无论在专业知识上还是在实际应用上，我都取得长足的进步。更重要的是在若个过程中，提高了我的自学能力。这对我走向社会后继续学习打下了重要的基础。在设计过程中，首先通过对塑件进行工艺分析，设定几种工艺方案。通过比较确定合理的一种。运用分析软件可以实现塑件的流动模拟分析。在优化浇道口的摆放位置后，通过可能产生气泡的位翼来确定持气孔的位置。根据分析结果为注塑模具设计提供了许多重要的数据，并且还可以预测注塑模具设计结果可能产生的各类缺陷。运用UG软件进行分模，添加模架设计出模具的整体结构。通过UG进行模具的三维设计便与一些第杂零件的数控加工。经过一个多月的绘图软件的操作，我现在已经能熟练运用UG和CAD的普通功能，并通过对注射模具的设计，掌握了注射模的设计思路和设计方法，对于常见的注塑模具比较熟悉.但是在设计过程中遇到了许多问题，如UG软件的使用，由于是在设计开始阶段才接触软件，因此许多操作还不了解，EMX模块的运用，刚开始时的分模，浇口的形式和位置等。但是通过请教老师和同学，这些问题都基本得到了解决。通过这三个多月的毕业设计，我一边学习一边巩固一边进步，特别是在和同学的互相