物流储物箱注塑模设计本科毕设论文.doc

《物流储物箱注塑模设计本科毕设论文.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

编号本科生毕业设计（论文）题目：物流储物箱注塑模设计机械工程学院机械工程及自动化专业学号学生姓名指导教师二〇一三年六月 摘要通过对钢球周转箱的材料、结构、质量要求、生产量分析，确定了合理的模具结构方案，分析了模具分型面、型腔数量及布置、浇注系统、排气方式、冷却系统，设计出型腔模、抽芯机构和脱模机构。加工组装模具后，选择合适的注射机，进行了生产验证，达到产品质量要求。分析了钢球周转箱塑件的结构特点，叙述了该塑件成型工艺、注射模的结构和工作原理，其原理是：用斜导柱外侧抽芯,型芯顶出零件,进料时采用点浇口进料形式,当开模的时候,用拉料杆把浇注系统凝料顶出,然后利用型芯内推管推出塑件,合模时用弹簧先复位,然后进行下一次成型开始。提高了生产效率。关键词：注射模；斜导柱；侧抽芯；型芯； AbstractABSTRACTAnalysetheGangqiuturnoverbox,configuration,quality,outputoftheenzymeboxcover,choosethesuitabilitymoldplan,analysethepartingline,impressionquantityandplaceinmold,gatingsystem,ventgastype,coolingsystem,designcavityplate,anglepinsideaction,mouldemptier,andsoon.machining&assemblingmold,choosetheinjectionmoldingmachine,doproductiontest,itistomeetqualityoftheenzymeboxcover.itisusefulnessforstylistwhendesignthealikeproduct.Analyzedthestructurecharacteristicsoftheperfumecoveroutershellplasticspiece，describedthepiece’sstructureandworkprinciplewhichmodelacraftandinjectamold，itsprinciple：adoptandcertainlybeapartfromboltandspringcoilandcarryontwocentstype，useinclinedleadasideoutsidethepillarandtakeoutheart，typetheheartcrestspareparts，whileenteringandanticipatingadoptionincubatethetypesprinkleintoanticipateaform，whileopeningamold，withtheballheadpullandanticipateapolesprinkleandnotesystemandanticipate，thenmakeuseofandtakeoutandpushplankandreleaseaplasticspieceinsideaheart，usespringcoilandresetfirstwhilematchingamold，thencarryonwillingmodelabeginningnexttime.Raisedtoproduceanefficiency.Keyword：injectamold；inclinedtoleadpillar；thesidetakesoutheart；typeheart； 目录目录摘要IABSTRACTII第1章绪论11.1模具工业的地位11.2各种模具的种类11.3我国模具工业的现状21.4国外模具工业的现状31.5我国模具技术的现状及发展趋势4第2章产品及模具的三维造型6第3章塑件材料分析和工艺性分析83.1材料分析83.2工艺分析8第4章成型工艺的拟定94.1制件的成型方法94.2制件的成型参数94.3确定型腔数目9第5章成型零部件的设计105.1成型零部件的结构设计105.2成型零部件工作尺寸计算115.3成型零部件的强度与刚度计算12第6章浇注系统的设计136.1制件在模具中的位置136.2利用Moldflow确定浇口形式及位置136.3流道的设计14第7章结构零部件的设计167.1注射模架各部件的选择167.2定模板与动模板的设计177.3合模导向机构的设计17第8章侧向分型与抽芯机构设计198.1结构分析198.2斜导柱的设计1939 目录第9章推出机构的设计21第10章温度调节系统设计22第11章排气系统设计23第12章结论与展望2412.1结论2412.2不足之处及未来展望24致谢25参考文献2639 物流储物箱注塑模设计第1章绪论1.1模具工业的地位模具是制造业的一种基本工艺装备，它的作用是控制和限制材料的流动，使之形成所需要的形体。用模具制造零件以其效率高，产品质量好，材料消耗低，生产成本低而广泛应用于制造业中。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。模具工业既是高新技术产业的一个组成部分，又是高新技术产业化的重要领域。模具在机械，电子，轻工，汽车，纺织，航空，航天等工业领域里，日益成为使用最广泛的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60％~90％的产品的零件，组件和部件的生产加工。模具制造的重要性主要体现在市场的需求上，仅以汽车，摩托车行业的模具市场为例。汽车，摩托车行业是模具最大的市场，在工业发达的国家，这一市场占整个模具市场一半左右。汽车工业是我国国民经济五大支柱产业之一，汽车工业重点是发展零部件，经济型轿车和重型汽车，汽车模具作为发展重点，已在汽车工业产业政策中得到了明确。汽车基本车型不断增加，2005年将达到170种。一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元。为了适应市场的需求，汽车将不断换型，汽车换型时约有80％的模具需要更换。中国摩托车产量位居世界第一，据统计，中国摩托车共有14种排量80多个车型，1000多个型号。单辆摩托车约有零件2000种，共计5000多个，其中一半以上需要模具生产。一个型号的摩托车生产需1000副模具，总价值为1000多万元。其他行业，如电子及通讯，家电，建筑等，也存在巨大的模具市场。目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。1.2各种模具的种类模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。（1）冲模：冲模是对金属板材进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占模具总数的50％以上。按工艺性质的不同，冲模可分为落料模，冲孔模，切口模，切边模，弯曲模，卷边模，拉深模，校平模，翻孔模，翻边模，缩口模，压印模，胀形模。按组合工序不同，冲模分为单工序模，复合模，连续模。39 物流储物箱注塑模设计（2）锻模：锻模是金属在热态或冷态下进行体积成型是所用模具的总称。按锻压设备不同，锻模分为锤用锻模，螺旋压力机锻模，热模锻压力锻模，平锻机用锻模，水压机用锻模，高速锤用锻模，摆动碾压机用锻模，辊锻机用锻模，楔横轧机用锻模等。按工艺用途不同，锻模可分为预锻模具，挤压模具，精锻模具，等温模具，超塑性模具等。（3）塑料模：塑料模是塑料成型的工艺装备。塑料模约占模具总数的35％，而且有继续上升的趋势。塑料模主要包括压塑模，挤塑模，注射模，此外还有挤出成型模，泡沫塑料的发泡成型模，低发泡注射成型模，吹塑模等。（4）压铸模：压铸模是压力铸造工艺装备，压力铸造是使液态金属在高温和高速下充填铸型，在高压下成型和结晶的一种特殊制造方法。压铸模约占模具总数的6％。（5）粉末冶金模：粉末冶金模用于粉末成型，按成型工艺分类粉末冶金模有：压模，精整模，复压模，热压模，粉浆浇注模，松装烧结模等。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。1.3我国模具工业的现状自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260~270亿元人民币。今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。目前，我国17000多个模具生产厂点，从业人数五十多万。除了国有的专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业，合资企业，独资企业和私营企业等，都得到了快速发展。其中，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为我国国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入。例如，科龙，美的，康佳和威力等知名集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业则多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。在模具工业的总产值中，企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。其中，冲压模具约占50℅（中国台湾：40℅），塑料模具约占33℅（中国台湾：48℅），压铸模具约占6℅（中国台湾：5℅），其他各类模具约占11（中国台湾：7℅）。中国台湾模具产业的成长，分为萌芽期（1961——1981），成长期（1981——1991），成熟期（1991——2001）三个阶段。萌芽期，工业产品生产设备与技术的不断改进。由于纺织，电子，电气，电机和机械业等产品外销表现畅旺，连带使得模具制造，维修业者和周边厂商（如热处理产业等）逐年增加。在此阶段的模具包括：一般民生用品模具，铸造用模具，锻造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡胶模具等。1981年——1991年是台湾模具产业发展最为迅速且高度成长的时期。有鉴于模具产39 物流储物箱注塑模设计业对工业发展的重要性日益彰显，自1982年起，台湾地区就将模具产业纳入“策略性工业适用范围”，大力推动模具工业的发展，以配合相关工业产品的外销策略，全力发展整体经济。随着民生工业，机械五金业，汽机车及家电业发展，冲压模具与塑料模具，逐渐形成台湾模具工业两大主流。从1985年起，模具产业已在推行计算机辅助模具设计和制造等CAD/CAM技术，所以台湾模具业接触CAD/CAM/CAE/CAT技术的时间相当早。成熟期，在国际化，自由化和国际分工的潮流下，1994年，1998年，由台湾地区政府委托金属中心执行“工业用模具技术研究与发展五年计划”与“工业用模具技术应用与发展计划”，以协助业界突破发展瓶颈，并支持产业升级，朝向开发高附加值与进口依赖高的模具。1997年11月间台湾凭借模具产业的实力，获得世界模具协会（ISTMA）认同获准入会，正式成为世界模具协会会员。整体而言，台湾模具产业在这一阶段的发展，随着机械性能，加工技术，检测能力的提升，以及计算机辅助设计，台湾模具厂商供应对象已由传统的民用家电，五金业和汽机车运输工具业，提升到计算机与电子，通信与光电等精密模具，并发展出汽机车用大型钣金冲压，大型塑料射出及精密锻造等模具。1.4国外模具工业的现状据报道，高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%～89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。30～50人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。目前，欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在1.5万～3万r/min。采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为4～5年。增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的39 物流储物箱注塑模设计位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。许多塑料模厂家利用快速原型浇制硅橡胶模具，用于少量翻制塑料件，非常适合于产品的试制。欧美模具企业大多数规模不大，员工人数超过百人的较少，所考察的模具企业人数一般都在20～50人。企业各类人员的配置十分精简，一专多能，一人多职，企业内部看不到闲人。精益生产、“瘦”型管理的思想得到了较好的体现。所考察的模具企业，大多数都是围绕汽车、电子等产业对各类模具的需求，确定自己的产品定位和市场定位。为了在市场竞争中求生存、求发展，每个模具厂家都有自己的优势技术和产品，并都采取专业化的生产方式。欧美大多数模具企业既有一批长期合作的模具用户，在大型模具公司周围又有一批模具生产协作厂家。这种互惠、互利、共赢、共存的合作伙伴关系，有的已持续了30～40年。欧美的模具企业，特别是规模较大的模具企业，基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定，到质检、库存、统计等，普遍使用了计算机，公司内各部门可通过计算机网络共享信息。与国内模具厂大多采取以钳工为主或钳工包干的生产组织模式不同，欧美的模具生产厂家是靠先进的工艺设备和工艺路线确保零件精度和生产进度。每副模具均有详细的设计图，包括每个零件的详细设计，并且都制定了详细的加工工艺。我国模具要走向世界，必须深化改革、扩大出口。欧美模具企业的先进技术和先进管理，使其生产的大型、精密、复杂模具，对促进汽车、电子、通讯、家电等产业的发展起了极其重要的作用，也给模具企业带来了良好的经济效益。美国的模具企业，人均年销售额在20万美元左右；意大利人均年销售额也在10万美元以上。与国内的模具企业相比，即使扣除价格因素的影响，欧美模具企业的生产效率也比我们高许多倍。要缩小与先进工业国家的差距，必须加快技术进步，提高CAD/CAE/CAM的应用程度，增加数控加工设备的比重，用信息技术进一步提高模具的设计制造水平。同时，要学习和借鉴国外的先进管理经验，进一步深化企业改革。目前，国内有些模具厂冲模、塑料模都做，大型、中型、小型模具都做，这样很难干好，必须走小而专、小而精、小而特的道路。同时要增强参与国际竞争的意识，加强国际经济技术合作与交流，在提高模具国产化程度的同时，进一步扩大出口，走向世界。1.5我国模具技术的现状及发展趋势20世纪80年代开始，发达工业国家的模具工业已从机床工业中分离出来，并发展成为独立的工业部门，其产值已超过机床工业的产值。改革开放以来，我国的模具工业发展也十分迅速。近年来，每年都以15％的增长速度快速发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多科研机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。模具行业的快速发展是使我国成为39 物流储物箱注塑模设计世界超级制造大国的重要原因。今后，我国要发展成为世界制造强国，仍将依赖于模具工业的快速发展，成为模具制造强国。中国塑料模工业从起步到现在，历经了半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产48"（约122CM）大屏幕彩电塑壳注射模具，6.5KG大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生产照相机塑料件模具，多形腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术，模具的电加工和数控加工技术，快速成型与快速制模技术，新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应在以下几方面进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。（1）注重开发大型，精密，复杂模具；随着我国轿车，家电等工业的快速发展，成型零件的大型化和精密化要求越来越高，模具也将日趋大型化和精密化。（2）加强模具标准件的应用；使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造质量。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。（3）推广CAD/CAM/CAE技术；模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向，可显著地提高模具设计制造水平。（4）重视快速模具制造技术，缩短模具制造周期；随着先进制造技术的不断出现，模具的制造水平也在不断地提高，基于快速成形的快速制模技术，高速铣削加工技术，以及自动研磨抛光技术将在模具制造中获得更为广泛的应用。39 物流储物箱注塑模设计第2章产品及模具的三维造型如图2-1所示塑料制件,材料为ABS,收缩率0.3%-0.8%。大批量生产。图2—1物流储物箱本模具采用UG7.5进行模具分型，各步骤如下：（1）载入产品同时设定收缩率（2）设定模具工作坐标系，以制件主分型面中心为模具工作坐标且Z指向制件顶出方向（3）设定工件大小39 物流储物箱注塑模设计（4）自动补孔（5）在各抽芯与插破处创建箱体（6）在箱体处补实体（7）创建分型面（8）创建型腔（9）创建型芯39 物流储物箱注塑模设计第3章塑件材料分析和工艺性分析3.1材料分析塑件材料选用乳白色的ABS，即苯乙烯－丁二烯－丙烯腈共聚物。它有三种组合物的各自特性，综合性能较好。它无毒、无味，成型的塑件有较好的光泽。密度为1.02～1.05g/cm。ABS塑件的冲击强度较高，且在低温下也不迅速下降，化学稳定性与电性能良好。其制品有一定的硬度和尺寸稳定性，易于成型加工。经过调色可配成任何颜色。但它的耐热性不高，耐气候性差，在紫外线作用下易变硬发脆。ABS的成型特性是升温时粘度增高，所以成型压力较高，塑料上的脱模斜度宜较大。ABS易吸水，成型加工前应进行干燥处理；易产生熔接痕，因此，模具设计时应注意尽量减小浇注系统对料流的阻力。在正常成型条件下，壁厚熔料温度及收缩率影响极小。3.2工艺分析（1）该塑件尺寸比较大，一般精度等级。属于中等难度的塑料模具。包括了模具的基本结构，其中外围均需外侧抽芯。（2）为满足制品表面质量要求与提高成型效率采用点浇口。（3）为了节约成本和方便加工与热处理，型腔和型芯均采用整体镶嵌式结构。（4）ABS在升温时粘度增高，所以成型压力较高，故塑件上的脱模斜度宜稍大，要有足够的脱模斜度，防止顶角；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减少浇注系统对料流的阻力，要注意浇口位置防止和减少熔接痕；在正常的成型条件下，壁厚、熔料温度对收缩率影响极小。模具温度应控制在60～80°。39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计第4章成型工艺的拟定4.1制件的成型方法热塑性塑料指定采用注射成型，本设计选用热塑性塑料ABS，可用注射成型。4.2制件的成型参数根据制品结构特点及选定的原料ABS，可拟定如下工艺参数。（1）塑料名称：ABS密度（g/cm³）：1.02～1.05；计算收缩率（%）：0.6模具温度（℃）：50～60；注射压力（MPa）：60～100（2）成型时间（s）：注射时间15～60；加压时间0～3；冷却时间20～90；总周期50～160；适应注射机类型：柱塞式4.3确定型腔数目（1）计算制品的体积和重量通过三维制图UG软件测量得:单件塑件面积S=174124.12㎜2;单件塑件体积V=238024.62㎜3查有关资料可知ABS的密度为1.02～1.05g/cm3则单件塑件重量m=246.33g（2）型腔数目的确定主要参考以下几点来确定：①根据经济性确定型腔数目和总成型加工费用最小的原则,并略准备时间试生产原材料费用,仅考虑模具加工费和塑件成型加工费。②根据注射机的额定锁模力确定型腔数目,当成型大型平板制件时常用这种方法。③根据注射机的最大注射量确定型腔数目,根据经验,每加一个型腔制品尺寸精度要降低4%,对于高精度制品，由于多型腔模具难以保证各型腔的成型条件一致,故推荐型腔数目不超过4个。（3）根据本产品的生产批量及产品复杂程度等综合可虑采用一模一腔。由于一模一腔模具具有塑料制件的形状和尺寸一致性比较好，成型工艺条件易控制，模具结构简单紧凑、模具制造成本低等特点，所以采用一模一腔模具。39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计第5章成型零部件的设计5.1成型零部件的结构设计所谓成型零件是模具中决定塑件几何形状和尺寸的零件，它包括凹模、型芯、镶块、成型杆和成型环等。成型零件工作时，直接与塑料接触，承受塑料熔体的高压、料流的冲刷，脱模时与塑件间还发生磨擦。因此，成型零件要求有正确的几何形状，较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，此外，成型零件还要求结构合理，有较高的强度、刚度及较好的耐磨性能。设计成型零件时，应根据塑料的特性和塑件的结构及使用要求，确定型腔的总体结构，然后根据成型零件的加工、热处理、装配等要求进行成型零件结构设计，计算成型零件的工作尺寸，对关键的成型零件进行强度和刚度校核。以下是成型零件的结构设计。(1)型腔设计：型腔是成型塑件外表面的成型零件。分析产品，其外部结构并不复杂，考虑各方面因素，采用整体嵌入式型腔，它能节约优质模具钢，嵌入模板后有足够的强度与刚度，使用可靠且置换方便。其结构图如图6-1所示。具体尺寸详见3D图；图5-1型腔(2)型芯，镶件及推块结构设计：型芯和镶件都是用来成型塑料制品的内表面的成型零件。对于周转箱来说，它们的结构有所不同，因此其型芯和镶件结构也不同。周转箱其内部结构比较简单但外部有多个加强筋，需要用镶件和斜导一起完成，其结构形式如图5-2所示。39 物流储物箱注塑模设计图5-2型芯，镶件及推块结构5.2成型零部件工作尺寸计算（1）由于成型零件直接与高温高压的塑料熔体接触，它必须有以下一些性能:①必须具有足够的强度、刚度，以承受塑料熔体的高压；②有足够的硬度和耐磨性，以承受料流的摩擦和磨损。通常进行热处理；③使其硬度达到HRC40以上；④对于成型会产生腐浊性气体的塑料还应选择耐腐浊的合金钢理；⑤材料的抛光性能好，表面应该光滑美观。表面粗造度应在Ra0.4以下；⑥切削加工性能好，热处理变形小，可淬性良好；⑦熔焊性能要好,以便修理；⑧成型部位应须有足够的尺寸精度。孔类零件为H8~H10，轴类零件为h7~h10。（2）型腔、型芯工作部位尺寸的确定经查有关资料可知ABS塑料的收缩率是0.3%～0.8%平均收缩率为:S=（0.3%+0.8%）/2=0.55%取0.6%型腔径向尺寸：型腔深度尺寸：型芯径向尺寸：型芯高度尺寸：中心距尺寸：式中L—塑件外型径向基本尺寸的最大尺寸（mm）39 物流储物箱注塑模设计l—塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm）H—塑件外型高度基本尺寸的最大尺寸（mm）h—塑件内型径向基本尺寸的最小尺寸（mm）C—塑件中心距基本尺寸的平均尺寸（mm）x—修正系数，取0.5～0.75△—塑件公差（mm）d—模具制造公差，取（1/3～1/4）△。各工作部位尺寸计算结果详见相应零件图纸所标明通常，制品中1mm和小于1mm并带有大于0.05mm公差的部位以及2mm和小于2mm并带有大于0.1mm公差的部位不需要进行收缩率计算。5.3成型零部件的强度与刚度计算为了方便加工和热处理，其型芯整体镶嵌式，型腔为整体形式。因此，型腔的强度和刚度按型腔整体式计算。由于型腔壁厚计算比较麻烦，也可参考经验推荐数据。经查有关资料可知型腔侧壁厚S=25mm。支承板厚度计算可以经过AutoCAD的燕秀工具箱承板厚度计算器来计算，如图5-3所示图5-3承板厚度计算39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计第6章浇注系统的设计6.1制件在模具中的位置（1）型腔的布置主要考虑制件在分型后能保留在动模上以便脱模，并结合制件的结构特征应将型腔设置在定模侧，型芯设置在动模侧。（2）分型面的选择由于分型面受到塑件在模具中的成型位置、浇注系统的设计、塑件结构工艺性及尺寸精度、嵌件的位置、塑件的推出、排气等多种因素的影响，因此在选择分型面时应综合分析，应遵循以下几项的设计原则：①分型面应选择在塑件外形最大轮廓处②分型面的选择应有利于塑件的顺利脱模③分型面的选择应保证塑件的精度要求④分型面的选择应满足塑件的外观质量要求⑤分型面的选择要便于模具的加工制造⑥分型面的选择应有利于排气除了以上这些基本原则以外，分型面的选择还要考虑到型腔在分型面上的投影面积的大小。为了保证侧向型芯的位置的放置及抽芯机构的动作顺利，应以浅的侧向凹孔或短的侧向凸台作为抽芯方向，而将较深的凹孔或较高的凸台放置在开合模方向。综合考虑以上的设计原则并结合该塑件的结构特点和质量要求，应采用外形最大轮廓处作为分型面。6.2利用Moldflow确定浇口形式及位置对浇注系统进行设计时，一般应遵循如下基本原则：（1）了解塑料的成型性能（2）尽量避免或减少熔接痕（3）有利于型腔中气体排出（4）防止型芯的变形和嵌件的位移（5）尽量采用较短的流程充满型腔（6）流动距离比和流动面积比的校核本模具利用Moldflow模拟软件完成几种工艺的模拟，获得最佳成型方案。为了提高成型效率和综合考虑以上的基本设计原则并结合Moldflow软件模拟分析最优方案，本模具应采用点浇口进料。浇口位置如图6—1所示：39 物流储物箱注塑模设计图6-1浇口位置浇口直径可以根据经验公式计算:式中d—浇口直径（mm）dd—塑件在浇口处的壁厚（mm）A—型腔的表面积（mm）(浇口直径也可根据经验值取d=1mm)浇口锥角取浇口倾斜角取6.3流道的设计浇注系统是指塑料熔体从注射机喷嘴射出后到达型腔之前在模具内流经的通道。它对于获得优良性能和理想外观的塑料制件以及最佳的成型效率有直接影响。浇注系统一般由主流道、分流道、浇口和冷料穴等四部分组成。但本产品比较特殊根Moldflow软件模拟分析最优方案并结合产品特点和要求只要设计主流道就可以没有必要设计分流道。以下是主流道设计：（1）主流道设计成圆锥型，其锥角为2°～6°，内壁粗糙度Ra取0.4um分流道截面设计成圆型截面，加工容易，且热量损失与压力损失均不大为常用形式。圆形截面分流道的直径可以根据塑料的流动性等因素确定，该塑料件采用ABS塑料，流动性为中等，所以选圆形截面。根具经验分流道的直径可以取d=5～6mm。根据型腔在分型面上的排布情况设置分流道。（2）主流道大端成圆角，半径r=1～3mm，以减小料转向过度时的阻力（3）在模具结构允许的情况下，主流道尽可能短，一般小于60mm，过长则会影响流体的顺利充型（39 物流储物箱注塑模设计4）对于小型模具可将主流道衬套与定位圈设计成整体式，但在大多数情况下将主流道衬套与定位圈设计成两个零件，主流道衬套与定模板采用H7/m6过度配合与定位圈的配合采用H9/f9间隙配合（5）主流道衬套一般选用T8T10制造，热处理强度为52～56HRC根据“常用塑料直浇口尺寸”表，选主流道始端尺寸d=2.5mm,大端尺寸D=4mm，浇口套始端半径R=机床喷嘴小经d+（0.5～1）=10+(0.5～1)=11mm，半锥角a=2º。其长度尺寸取L=40mm，其余尺寸见图。主流道内壁粗造度Ra=0.63，抛光时要沿轴向进行。浇口套与定位圈采用H9/f9的配合。定位圈在模具安装调试时应插入注射机定模板的定位孔内，用于模具与注射机的安装定位。定位圈外径比注射机定模板上的定位孔径小0.2mm以下。浇口套与模板的配合为H7/m6。39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计第7章结构零部件的设计7.1注射模架各部件的选择（1）初选注射机：①注射量：该塑料制件单件重量m=52g浇注系统重量的计算可以根据浇注系统尺寸先计算浇注系统的体积V=66.47cm粗略计算浇注系统重量为总体积总重量M=85.606×1.05=89.57g聚苯乙烯的密度为1.054g/cm3ABS的密度为满足注射量V机≥V塑件/0.80式中或满足注射量式中②注射压力：经查有关资料可知ABS塑料成型时的注射压力P成型=70～90MPa③锁模力：式中p—塑料成型时型腔的压力，ABS塑料的型腔压力p=30MPaF—浇注系统和塑件在分型面上的投影面积和各型腔及浇注系统及各型腔在分型面上的投影面积根据以上的分析、计算，查《模具设计指导》第103页表4.2初选注射机型号为：XS-Z-30：（2）选标准模架根据以上分析、计算以及型腔尺寸及位置可确定模架的结构形式和规格：定模板厚度：A=120㎜动模板厚度：B=120㎜垫块厚度：C=140㎜39 物流储物箱注塑模设计模具厚度：H模=466㎜模具外形尺寸：500㎜×500㎜×446㎜7.2定模板与动模板的设计动定各模板的相关参数如下：图7-1动定模板参数图7-2动定模板7.3合模导向机构的设计导向机构是保证动定模或上下模合模时，正确定位和导向的零件。在此次设计中我采用了导柱导向定位。它有如下功能：（1）定位作用：模具闭合后，保证动定模或上下模位正确，保证型腔的形状和尺寸精确；导向机构在模具装配过程中也起了定位作用，便于装配和调整。（2）导向作用：合模时，首先是导向零件接触，引导动定模或上下模准确闭合，避免型芯先进入型腔造成成型零件损坏。（3）承受一定的侧向压力：塑料熔体在充型过程中可能产生单向侧压力，或者由于成型设备精度低的影响，使导柱承受了一定的侧向压力，以保证模具的正常工作。在设计中，导柱导向部分的长度应比凸模端面的高度高出8～12㎜39 物流储物箱注塑模设计，在此次设计中取10㎜，以避免出现导柱未导正方向而型芯先进入型腔。导柱的前端做成锥台形，以使导柱顺利地进入导向孔。所选的导柱导套材料为T8钢，硬度为50～55HRC。导柱中心到模具边缘距离通常为导柱直径的1～1.5倍，在此次设计中取1倍。其它一些参数值如图7-2和图7-3所示。导柱固定端与模板之间采用H7/k6的过渡配合；导柱的导向部分采用H7/f7配合。其详细情况可参看模架结构图。图7-3导柱图7-4导套39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计第8章侧向分型与抽芯机构设计8.1结构分析侧向分型与抽芯机构简称为侧抽机构，用来成型具有外侧凸起、凹槽和孔的塑件；成型壳体制品的局部凸起、凹槽和肓孔。因为侧抽机构的注射模，其可动零件多，动作复杂。因此，侧抽机构的设计应尽量可靠、灵活和高效。如图8-1红色所示，四周外侧均采用斜导柱侧向分型与抽芯机构，该处创建滑块如图5-2所示：图8-1物流储物箱注塑模8.2斜导柱的设计（1）计算斜导柱倾斜角斜导柱倾斜角是决定斜导柱抽芯机构中工作效果的重要参数，a大小对斜导柱的有效工作长度、抽芯距、受力状况等有直接影响。最常用的是12°£a£22°。本模具采用中间值a=15°，则楔紧块的楔紧角a=a+2°~3°（2）计算斜导柱直径D由于计算比较复杂，为了方便，用查表的方法来确定斜导柱的直径。先按已经求得的抽拨力FC和选定的斜导柱倾斜角a在《模具设计指导》第206页表9.1查出最大的弯曲力FW，然后根据FW和HW以及斜导柱倾斜角a在表9.2中查出斜导柱直径D=18㎜。（3）计算斜导柱长度如图8-2所示，具体尺寸详见零件图。39 物流储物箱注塑模设计图8-2斜导柱长度计算39 物流储物箱注塑模设计第9章推出机构的设计注射成型每一循环中，塑件必须准确无误的从模具的凹模中或型芯上脱出，完成模具脱模。脱模机构设计应遵循下述原则：（1）塑件滞留于动模边，以便借助于开模力驱动模装置，完成脱模动作，致使模具结构简单。（2）防止塑件结构变形或损坏，正确分析塑件对模腔的粘附力的大小及所部位，有针对性的选择合适的脱模装置，使推出重心与脱模阻力中心相重合。由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些，以防塑件变形或损坏。（3）由于塑件收缩时包紧型芯，因此推出力作用点应尽量靠近型芯，同时推出力应施于塑件刚性和强度最大部位，作用面积也尽可能大一些，以防塑件变形或损坏。（4）力求良好的塑件外观，在选择顶相互位置时，应尽量设在塑件内部或对塑件影响不大的部位。在采用推杆脱模时，尤其要注意这个问题。（5）结构合理可靠，脱模结构应工作可靠，运动灵活，制造方便，更换容易，且有足够的强度和刚度。根据制品的结构特点，确定在制品的设置8根普通的圆顶杆。普通的圆形顶杆按GB4169.—1984选用，均可满足顶杆刚度要求。经查相关资料，选用￠5㎜×289.7㎜型号的圆型顶杆8根。由于塑件不大，推出装置可不设导向装置。具体如图9-1所示图9-1推出装置39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计第10章温度调节系统设计一般注射到模具内的塑料温度为200°C左右，而塑件固化后从模具型腔中取出时其温度在60°C以下。热塑性塑料在注塑成型后，必须对模具进行有效的冷却，使熔融塑料的热量尽快的传给模具，以便使塑件可靠冷却定型并可迅速脱模，缩短成型周期，提高塑件定型质量和生产效率。注射模的温度对塑料熔体的充模流动、固化定型生产效率及塑件的形状和尺寸精度都有很重要的影响。注射模中设置温度调节系统的目的，就是要通过控制模具温度，使注射成型具有良好的产品质量和较高的生产率。因此，在此次设计中，对液晶显示器配件进行温度调节系统的设计是必要的。在设计时综合考虑以下选用原则：（1）冷却水道尽量多、截面尺寸应尽量大；（2）冷却水道至型腔表面距离应尽量相等；（3）浇中处加强冷却；（4）冷却水道出入中温差尽量小；（5）冷却水道应沿着塑料收缩的方向设置；此外，冷却水道的设计还必须尽量避免接近塑件的熔接部位，以免产生熔接痕，降低塑件强度；冷却水道要易于加工清理，一般水道径为10㎜左右（不小于8㎜）；冷却水道的设计要防止冷却水的泄漏，凡是易漏的部位要加密封圈等。由于制品平均厚度为2㎜，制品尺寸比较大，确定水孔直径为10㎜。由于冷却水道的位置、结构形式、孔径、表面状态、水的流速、模具材料等很多因素都会影响模具的热量向冷却水的传递，精确计算比较困难。实际生产中，通常都是根据模具的结构确定冷却水路，通过调节水温、水速来满足要求。39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计第11章排气系统设计对于小型模具，可利用分型面间隙排气，但分型面须位于容体流动末端。还可以利用推杆、活动型芯等配合间隙排气。由于本制品尺寸不大，可利用分型面开设排气槽、推杆的配合间隙和活动型芯排气即可。分型面排气槽应离开型腔5～6㎜，深度h0.03㎜。利用间隙排气，其配合间隙不能超过0.05㎜，一般为0.03～0.005㎜。39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计第12章结论与展望12.1结论到此为止，集装箱的模具设计己初步完成。在设计过程中由于要查阅大量的相关资料和手册，把自己所学的理论知识用于设计实践中，使自己有了一个独立思考问题、分析问题、解决问题的锻炼机会。在这次设计中，我不但对注射模进行了深刻的了解，而且对模具的一些加工工艺也进行了分析。模具的结构比较不算复杂外侧四周外抽芯。12.2不足之处及未来展望通过这次设计，我深深的认识到自己的不足之处，那就是实际经验。当遇到问题的时候，很难独立解决。尤其是一些工艺的问题，怎么样才能保证其精度，怎么样才能降低成本？这都是我自己要解决的问题，现在的我所设计的东西都是没有结合工厂的生产工具，自己说了算。而且太过依赖高科技，什么都要用数控、电火花、线切割，这样虽然能把模具制造出来，但也大大的提高了模具的成本。所以，我要在以后的工作中不断的积累经验，提高自己的设计水平。同时，在设计过程中，我也发现了以前所学知识的缺陷部分，通过新一轮的学习，使自己的理论知识进一步得到完善，从而达到了温故而知新的作用。另外，指导老师和同学的帮助与支持可以说是这次设计完成的其础，在这里表示感谢。39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计致谢首先感谢本人的指导师钱老师，他严谨细致，一丝不苟的作风一直是我学习中的榜样。他循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。自本设计选题开始，钱老师一直非常负责的给予我指导并仔细审阅了本文的全部内容。对我的毕业设计内容提出了许多关键性建议。钱老师拥有渊博的知识，诚恳的为人，在跟随他的这些日子里使我受益匪浅，没有钱老师的指导和讲解我就不可能在这么短的时间内完成此次的设计，这里再次向钱老师表示真诚的感谢。毕业设计不但把我以前学的专业知识系统的连贯起来，也使我在温习旧知识的同时也可以学习到很多新的知识，这不但提高了我们解决问题的能力，开阔了我们的视野，在一定程度上弥补我们实践经验的不足，为以后的工作打下坚实的基础。由于专业的局限性，很多知识掌握的不是很牢固，因此在设计中难免要遇到很多难题，在课程设计的经验下及老师的不时指导和同学的热心帮助下，克服了一个又一个的困难，使我的毕业设计日趋完善。毕业设计虽然很辛苦，但是在设计中不断思考问题、研究问题、咨询问题，一步步提高了自己，一步步完善了自己。同时也汲取了更完整的专业知识，锻炼了自己独立设计的能力，使我受益匪浅，我相信这些经验对我以后的工作一定有很大的帮助。而且也锻炼我的吃苦耐劳的精神，让我在这个竞争的社会里有立足之地。再次感谢母校——江南大学的辛勤培育之恩，感谢机械工程系给我提供的良好学习及实践环境。大学期间使我学到了许多新的知识的同时更学会了做人。最后，我非常庆幸在母校的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学，并感激师友的教诲和帮助，预祝母校越办越强，为祖国培养出更多的栋梁之材！39 物流储物箱注塑模设计39 物流储物箱注塑模设计参考文献[1]李建军，李德群主编．模具设计基础及模具CAD[M]．机械工业出版社，2005．[2]邓明等编著．现代模具制造技术[M]．化学工业出版社，2005．[3]史铁良编著.模具设计指导.[M].机械工业出版社，2003[4]叶久新，王群主编．塑料制品成型及模具设计[M]．湖南科学技术出版社，2005．[5]孙玉芹等主编．机械精度设计基础[M]．科学出版社，2004．[6]陈再枝，蓝德年编著．模具钢手册[M]．冶金工业出版社，2002．[7]（美国）T．A．奥斯瓦德，L．特恩格P．J．格尔曼编著，吴其晔译．注射成型手册[M]．化学工业出版社，2005．[8]洪慎章编著．实用注塑成型及模具设计[M]．机械工业出版社，2006．[9]中国模具工业协会标准件委员会编．中国模具标准件手册[M]．上海科学普及出版社，1989．[10]（加拿大）H．瑞斯著，朱元吉译．模具工程——第二版[M]化学工业出版社，2005．[11]王文广，田雁主编．塑料配方设计——第二版[M]．化学工业出版社，2004．[12]《塑料模具技术手册》编委会编著．塑料模具技术手册[M]．机械工业出版社，2001．[13]伍先明等编著．塑料模具设计指导[M]．国防工业出版社，2006．[14]大连理工大学工程画教研室编著．机械制图（第四版）[M]．高等教育出版社，2002．[15]JPaulo.Diamondtoolperformanceinmachiningmetal2matrixcomposites.JournalofMaterialsProcessingTechnology,2002,128:100～105[16]LTLin.ChipformationinmachiningofSiC2particle2reinforcedaluminummatrixcomposites.CompositesScienceandTechnology,1998,58:285～291[17]JLHenshall.Thewearofpolycrystallinediamondtoolsusedinthecuttingofmetalmatrixcomposites.JournalofRefractoryMetals&HardMaterials,1999,17:103～10939 本科生毕业论文（设计）题目39 附录39