基于solidworks的小型移動(dòng)硬盤(pán)外殼注塑模設(shè)計(jì)本科生畢業(yè)論文

1、 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題目：基于solidworks的小型移動(dòng)硬盤(pán)外殼注塑模設(shè)計(jì) 摘 要注塑模具是模具工業(yè)的重要組成部分，也在很大程度上反應(yīng)了一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。塑料在當(dāng)今世界上無(wú)處不用，因此塑料模具有很大發(fā)展，特別是注塑模。本設(shè)計(jì)采用了SolidWorks三維制圖軟件中的IMOLD注塑模設(shè)計(jì)模塊，完成了小型移動(dòng)硬盤(pán)外殼注塑模的設(shè)計(jì)。對(duì)模具的型芯型腔的加工工藝進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析，最后用SolidWorks導(dǎo)出模具裝配圖并在CAD中對(duì)其進(jìn)行修改。利用該方法設(shè)計(jì)注塑模具，可以實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中與時(shí)修改模型，能減少樣機(jī)的生產(chǎn)費(fèi)用，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)效率。論文介紹了模具中的各個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，其中

2、包括澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、成型零部件的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、排氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。并且介紹了基于SolidWorks的注塑模建模步驟，其中包括項(xiàng)目初始化、模具坐標(biāo)系、工件、分型、模架的加載、澆注系統(tǒng)的加載與其其余各系統(tǒng)的加載。最后完成了該模具的設(shè)計(jì)并生成了三維模型。關(guān)鍵字：注塑模，成型，型芯，型腔，SolidWorks建模Injection mold design of small mobile hard disk shell based on the SolidWorksAbstractThe injection mold is an imp

3、ortant part of the mold industry, to a large extent reflects a country's industrial level. Plastic is everywhere in the world today, plastic mold with a great development, especially the injection mold.This design uses SolidWorks 3D mapping software IMOLD injection mold design module, completed

4、a small mobile hard disk shell injection mold design. Core and cavity machining process analysis of a simple, Finally the mold assembly drawing SolidWorks export and modify it in CAD. Using this method, the design of injection mould, can achieve in parametric design, design process, can reduce the m

5、odified model in prototype production cost, shorten the design cycle, and improve the design efficiency.The paper describes the system design of the mold, including a gating system design, the design of molded parts, the design of structural components, the design of the mold-oriented institutions,

6、introduction of the mechanism design, temperature control systems,exhaustadjust the system design. And injection mold based SolidWorks modeling steps, including the project initialization, mold coordinate system, the workpiece, typing, mold loading, the loading of the gating system, the rest of the

7、system load. To finalize the mold design and generate three-dimensional model.Keywords：Injection moldformingcorescavity SolidWorks modeling目錄1 前言11.1 模具工業(yè)的地位11.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)11.3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具中的應(yīng)用41.4 本論文的主要容72 塑件成型工藝分析72.1 塑件材料分析72.2 塑件的結(jié)構(gòu)分析82.3 塑件的工藝性分析92.4 注射機(jī)的選擇122.4.1 注射機(jī)的基本參數(shù)122.4.2 注射機(jī)的選擇132.4.3 注射

8、成型工藝參數(shù)142.4.4 最大注射量校核152.4.5 注射壓力的校核162.4.6 鎖模力的校核163 塑件模具的設(shè)計(jì)173.1 塑件分型面選擇173.2 模具型芯、型腔方案183.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)203.3.1 主流道的設(shè)計(jì)213.3.2 分流道的設(shè)計(jì)223.3.3 澆口的設(shè)計(jì)233.3.4 冷料穴的設(shè)計(jì)243.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)253.4.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用253.4.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)253.5 脫模推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)273.5.1 推出機(jī)構(gòu)的組成273.5.2 推出機(jī)構(gòu)的分類(lèi)273.5.3 推出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)原則273.5.4 脫模力的計(jì)算293.6 模具溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)303

9、.6.1 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)的作用303.6.2 溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則313.6.3 簡(jiǎn)單的計(jì)算313.7 模具排氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)334 模具總裝圖34結(jié) 論36致 37參考文獻(xiàn)3838 / 431 前言1.1 模具工業(yè)的地位模具是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動(dòng)，使之形成所需要的形體。用模具制造零件以其效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，材料消耗低，生產(chǎn)成本低而廣泛應(yīng)用于制造業(yè)中。模具是一種重要的國(guó)工工藝裝備，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各工業(yè)部門(mén)發(fā)展的重要基礎(chǔ)之一。模具是壓力加工或其它成形加工工藝中，使材料變形制成產(chǎn)品的一種重要工藝裝備，應(yīng)用廣泛。它在鍛造、塑料加工、壓鑄等行業(yè)中起著重要作用。模

10、鍛件、沖壓件、擠壓和拉拔件等，都是使金屬材料在模具中發(fā)生塑性變形而獲得的；壓鑄零件、粉末冶金零件也在模具中充填加工成形的；而塑料、瓷、玻璃制品等非金屬材料的成形加工也多是依靠模具。少無(wú)切削加工是機(jī)械制造業(yè)發(fā)展的一個(gè)方向，而模具是利用壓力加工實(shí)現(xiàn)無(wú)切削工藝的關(guān)鍵。模具成形有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗和低成本等特點(diǎn)，因此得到了廣泛應(yīng)用。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)：依靠模具加工的產(chǎn)品和零件，電行業(yè)占80%，機(jī)電行業(yè)占70%以上。輕工、軍工、冶金與建材等行業(yè)大部分產(chǎn)品和生產(chǎn)都離不開(kāi)模具。1.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)塑料制品在人們的日常生活中與現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中得到日益廣泛的應(yīng)用。隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)塑料制品的需求愈

11、來(lái)愈大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具加工，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。而塑料注射模在模具中所占的分量越來(lái)越大，其發(fā)展也非常迅速，大有凌駕其它模具之上的趨勢(shì)。專(zhuān)家預(yù)測(cè)，在未來(lái)的模具市場(chǎng)中，塑料模具在模具總量中的比例將逐步提高，且發(fā)展速度將高于其他模具。一般來(lái)說(shuō)，國(guó)外的模具工業(yè)起步比較早，發(fā)展也比較靠前，技術(shù)也比較成熟,現(xiàn)在注塑成型技術(shù)在向多工位、高效率、自動(dòng)化、連續(xù)化、低成本方向發(fā)展。例如：(1)混煉與注塑成型組合技術(shù)的應(yīng)用，WP公司將雙螺桿聚合物玻纖混煉技術(shù)與活塞注塑成型技術(shù)組合，把多相體系共混與注塑組合成連續(xù)成型過(guò)程。(2)多工位、連續(xù)注塑技術(shù)的應(yīng)用。德

12、國(guó)FOBOHA公司4工位雙機(jī)注塑成型64件雙色塑料制品技術(shù)，4個(gè)側(cè)面各有64個(gè)陽(yáng)模的結(jié)構(gòu)居中并可轉(zhuǎn)動(dòng)，兩側(cè)各配有1套陰模和1臺(tái)注塑機(jī)，每次轉(zhuǎn)動(dòng)90度后合模，2臺(tái)注塑機(jī)同時(shí)注塑。如果注塑2種不同材料或雙色制品，每轉(zhuǎn)動(dòng)一次，這套設(shè)備可注塑成型64個(gè)制品。意大利PRESMA公司的10工位EVA交聯(lián)發(fā)泡注塑機(jī)組，由1臺(tái)注塑機(jī)和沿圓周排列的10套注塑模具組成，這10個(gè)模具依次被移動(dòng)到注塑機(jī)前進(jìn)行注塑成型，被注塑后的模具在移動(dòng)中需要完成定型、開(kāi)模、取出制品、合模的工序，這些工序全部由電腦自動(dòng)控制。這套交聯(lián)發(fā)泡注塑機(jī)組將中型塑料制品注塑成型過(guò)程連續(xù)化，提高了注塑機(jī)的生產(chǎn)效率。法國(guó)BILLION公司雙注塑、可

13、旋轉(zhuǎn)模具注塑技術(shù)，將2個(gè)陽(yáng)模平行放置在1個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)的支架結(jié)構(gòu)上，2臺(tái)注塑機(jī)同時(shí)向各自對(duì)應(yīng)的模具注塑不同物料，然后開(kāi)模，陽(yáng)模支架整體向前移動(dòng)后旋轉(zhuǎn)180度，其中1個(gè)陽(yáng)模上的雙色制品被取出，進(jìn)行下次注塑工作。這套雙注塑設(shè)備提高了連續(xù)化程度和設(shè)備操作空間的緊湊性。(3)子母螺桿注塑成型技術(shù)的應(yīng)用。INSHOT公司推出的子母螺桿雙色注塑技術(shù)，可以被稱(chēng)作是共注塑成型技術(shù)的一次重大突破。這臺(tái)注塑成型設(shè)備主要是由1個(gè)機(jī)筒、2個(gè)子母螺桿和2套傳動(dòng)系統(tǒng)組成。將大螺桿的空腔作為小螺桿的機(jī)筒組成了子母螺桿，這兩個(gè)螺桿各自的轉(zhuǎn)動(dòng)與移動(dòng)由2個(gè)獨(dú)立的傳動(dòng)系統(tǒng)控制，注塑模具的結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單，極降低了共注塑成型技術(shù)所需的設(shè)備成

14、本。另外，國(guó)外在壓塑成型和吹塑成型自動(dòng)化和連續(xù)化生產(chǎn)技術(shù)方面也有很大的進(jìn)展。如意大利薩克米公司的連續(xù)快速壓瓶蓋成型機(jī)，主要是由1臺(tái)片材擠出機(jī)、自動(dòng)切片機(jī)構(gòu)、配有64套瓶蓋壓塑模具的快速旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)組成。擠出片材被切下落到陰模中，陽(yáng)模與陰模合模，定型后開(kāi)模，由一個(gè)搓動(dòng)機(jī)構(gòu)將陽(yáng)模上的瓶蓋取出。這臺(tái)設(shè)備每分鐘最快可制成1200個(gè)塑料瓶蓋，生產(chǎn)效率之高是目前在國(guó)難以見(jiàn)到。相比而言，國(guó)相塑料模具就比國(guó)外落后得多，目前大多用的是單型腔，簡(jiǎn)單型腔的模具達(dá)70以上，仍占主導(dǎo)地位，一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計(jì)和制造，但是有很多精密的模具都要靠進(jìn)口。不過(guò)，我國(guó)模具從開(kāi)始起步到現(xiàn)在有經(jīng)歷了

15、半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，模具工業(yè)有了很大的發(fā)展，1999年我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值為245億，至2002年我國(guó)模具總產(chǎn)值約為360億元，其中塑料模約30%左右，年均增速均為13%。模具制造水平也有了很大的提高，在大型模具方面已能生產(chǎn)48英寸大屏幕彩電塑殼注射模具,6.5Kg大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以與汽車(chē)保險(xiǎn)杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具與塑封模具。如津榮天和機(jī)電和北極星模具制造多腔VCD和DVD齒輪模具，所生產(chǎn)的這類(lèi)齒輪塑件的尺寸精度、同軸度、跳動(dòng)等要求都達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平，而且還采用最新的齒輪設(shè)計(jì)軟件，糾正了由于成型收縮造成齒形誤差，達(dá)到了

16、標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線(xiàn)齒形要求。還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門(mén)窗擠出模等等。注塑模型腔制造精度可達(dá)0.02mm0.05mm，表面粗糙度Ra0.2m，模具質(zhì)量、壽命明顯提高了，非淬火鋼模壽命可達(dá)1030萬(wàn)次，淬火鋼模達(dá)501000萬(wàn)次，交貨期較以前縮短，但和國(guó)外相比仍有較大差距。成型工藝方面，多材質(zhì)塑料成型模、高效多色注射模、鑲件互換結(jié)構(gòu)和抽芯脫模機(jī)構(gòu)的創(chuàng)新方面也取得較大進(jìn)展。氣體輔助注射成型技術(shù)的使用更趨成熟，如海信模具、通信廣播公司模具廠等廠家成功地在2934英寸電視機(jī)外殼以與一些厚壁零件的模具上運(yùn)用氣輔技術(shù)，一些廠家還使用了C-MOLD氣輔軟件，取得較好的效果。如

17、新普雷斯等公司就能為用戶(hù)提供氣輔成型設(shè)備與技術(shù)。熱流道模具開(kāi)始推廣，有的廠采用率達(dá)20%以上，一般采用熱式或外熱式熱流道裝置，少數(shù)單位采用具有世界先進(jìn)水平的高難度針閥式熱流道模具。但總體上熱流道的采用率達(dá)不到10%，與國(guó)外的50%80%相比，差距較大。近年來(lái),隨著塑料工業(yè)突飛猛進(jìn)地向前發(fā)展,模具設(shè)計(jì)和制造工業(yè)也發(fā)生了根本的變化.高效率、自動(dòng)化、大型、超小型、高精度、高壽命的模具在整個(gè)模具產(chǎn)量中所占的比例越來(lái)越大。據(jù)統(tǒng)計(jì),汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表、自行車(chē)、電冰箱、電風(fēng)扇等，分別有60%、85%和92%以上的零件用模具進(jìn)行成型加工。模具生產(chǎn)的費(fèi)用將占產(chǎn)品成本的10%-30%且逐步提高。因此

18、日本稱(chēng)模具是進(jìn)入“富裕社會(huì)的原動(dòng)力” 德國(guó)稱(chēng)為“金屬加工中的帝王”工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)已成為獨(dú)立的行業(yè)，把模具技術(shù)水平作為國(guó)家機(jī)械制造工藝水平的重要標(biāo)志之一。而國(guó)塑料塑件在人們的日常生活中與現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有很重要的地位。采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的生產(chǎn)效率。因此，在機(jī)電、儀表、化工、汽車(chē)和航天航空等領(lǐng)域，塑料已成為金屬的良好代用材料并得到了廣泛的應(yīng)用，出現(xiàn)了金屬材料塑料化的趨勢(shì)。作為最有效的塑料成型方法之一的注射成型技術(shù)具有可以一次成型各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜和尺寸精密的塑件。成型周期短、生產(chǎn)率高、大批生產(chǎn)時(shí)成本低

19、廉、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化或自動(dòng)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，因此，世界塑料成型模具產(chǎn)量中約半數(shù)以上是注射模具。近幾年來(lái)，在我國(guó)其發(fā)展速度之快、需求量之大是前所未有的，但總體上與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家相比仍有較大的差距。目前，我國(guó)模具工業(yè)的當(dāng)務(wù)之急是加快技術(shù)進(jìn)步，調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增加高檔模具的比重，質(zhì)中求效益，提高模具的國(guó)產(chǎn)化程度，減少對(duì)進(jìn)口模具的依賴(lài)。未來(lái)國(guó)外塑性模具的制造技術(shù)和成型技術(shù)有如下發(fā)展趨勢(shì)：1)在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)；2)高速銑削加工將得到更廣泛地應(yīng)用；3)在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、注射成型和高壓注射成型技術(shù)；4)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率；5)研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)

20、量技術(shù)與逆向工程；6)虛擬技術(shù)將得到發(fā)展；7)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展。廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)，逐步走向集成化的方向發(fā)展。1.3 計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具中的應(yīng)用模具是一種技術(shù)密集、資金密集型產(chǎn)品，在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)巾的地位也非重要。模具工業(yè)已被我國(guó)正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，并在“十五”中列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)。由于新技術(shù)、新材料、新工藝的不斷發(fā)展，促使模具技術(shù)不斷進(jìn)步，對(duì)人才的知識(shí)、能力、素質(zhì)的要求也在不斷提高計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用領(lǐng)域。塑料產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到成型生產(chǎn)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，它包括塑料制品設(shè)計(jì)、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具加工制造和塑件生產(chǎn)等幾個(gè)工要方面。它需要產(chǎn)品設(shè)計(jì)師模具設(shè)計(jì)師、模具加工工藝師

21、與熟練操作工人協(xié)同努力來(lái)完成，它是一個(gè)設(shè)計(jì)、修改、再設(shè)計(jì)的反復(fù)迭代、不斷優(yōu)化的過(guò)程。傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)已越來(lái)越難以滿(mǎn)足市場(chǎng)激烈競(jìng)爭(zhēng)的需要。計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用，正在各方面取代傳統(tǒng)的手工設(shè)計(jì)方式，并取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。計(jì)算機(jī)技術(shù)在注射模中的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）塑料制品的設(shè)計(jì)：基于特征的三維造型軟件為設(shè)計(jì)者提供了方便的設(shè)計(jì)平臺(tái)，而且制品的質(zhì)量、體積等各種物理參數(shù)為后續(xù)的模具設(shè)計(jì)和分析打下了良妤的基礎(chǔ)。2）結(jié)構(gòu)分析：利用有限元分析軟件可以對(duì)制品的強(qiáng)度、應(yīng)力等進(jìn)行分析，改善制品的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3）模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：根據(jù)塑料制品的形狀、精度、大小、工藝要求和生產(chǎn)批量，模具設(shè)計(jì)軟件會(huì)提供相應(yīng)的設(shè)計(jì)步驟、參數(shù)

22、選擇計(jì)算公式以與標(biāo)準(zhǔn)模架等，最后給出全套模幾結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖。4）模具開(kāi)合模運(yùn)動(dòng)仿真：運(yùn)用CAD技術(shù)可對(duì)模具開(kāi)模、合模以與制品被推出的全過(guò)程進(jìn)行仿真，從而檢查出模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理處，并與時(shí)更正，以減少修模時(shí)間。5）注射過(guò)程數(shù)值分析：采用CAE方法可以模擬塑料熔體在模腔中的流動(dòng)與保壓過(guò)程，其結(jié)果對(duì)改進(jìn)模具澆注系統(tǒng)與調(diào)整注塑工藝參數(shù)有著重要的指導(dǎo)意義，同時(shí)還可檢驗(yàn)?zāi)＞叩膭偠群蛷?qiáng)度、制品的翹曲性、模壁的冷卻過(guò)程等。6）數(shù)控加工：利用數(shù)控編程軟件可模擬刀具在三維曲面上的實(shí)時(shí)加工過(guò)程并顯示有關(guān)曲面的形狀數(shù)據(jù)，同時(shí)還可自動(dòng)生成數(shù)控線(xiàn)切割指令、曲面的三軸，五軸數(shù)控銑削刀具軌跡等。目前，國(guó)際上占主流地位的注射模C

23、AD軟件有Pro/E、UG、SolidWorks等；結(jié)構(gòu)分析軟件有MSC、Analysis等；注射過(guò)程數(shù)值分析軟件有Moldflow等；數(shù)控加工軟件有MasterCAM、Cimatron等。此次我的課題是基于SolidWorks的移動(dòng)硬盤(pán)外殼注塑模設(shè)計(jì)，而SolidWorks是世界上第一款完全基于Windows的3D CAD軟件，自1995年問(wèn)世以來(lái)，以其優(yōu)異的三維設(shè)計(jì)功能，在與同類(lèi)軟件的激烈競(jìng)爭(zhēng)中已經(jīng)確立了它的市場(chǎng)地位，已經(jīng)成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的標(biāo)準(zhǔn)。SolidWorks界面友好，可以充分發(fā)揮用三維工具進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的功能，它提供從現(xiàn)有的二維數(shù)據(jù)建立三維模型的強(qiáng)大轉(zhuǎn)換工具。并以智能化的操作方式

24、使設(shè)計(jì)人員在輕松的環(huán)境下設(shè)計(jì)產(chǎn)品。IMOLD for SolidWorks是SolidWorks環(huán)境下最強(qiáng)大的模具設(shè)計(jì)插件，模具設(shè)計(jì)者可快速進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并可隨時(shí)預(yù)覽。利用其自動(dòng)工具或交互工具，如自動(dòng)分型面生成工具、型芯、型腔/分割工具與鑲塊設(shè)計(jì)等，IMOLD提供的功能與別的模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)相比不可同日而語(yǔ)。IMOLD進(jìn)一步增強(qiáng)了SolidWorks分模的功能，并提供強(qiáng)大的模架庫(kù)，利用IMOLD可大大減少塑料模具所需的設(shè)計(jì)、選擇和細(xì)化模架部件和組件的時(shí)間。圖1-1 傳統(tǒng)塑料模具設(shè)計(jì)流程圖1-2 基于IMOLD的塑料模具設(shè)計(jì)流程1.4 本論文的主要容本課題主要是基于SolidWorks的小型移動(dòng)硬盤(pán)

25、外殼注塑模設(shè)計(jì)，也就是通過(guò)SolidWorks這款三維繪圖軟件設(shè)計(jì)并繪制出小型移動(dòng)硬盤(pán)外殼注塑模，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算等容。生產(chǎn)主要是為了提高生產(chǎn)效率，因此在設(shè)計(jì)是要力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是一定要保證其精度要求。本論文包括成型零部件設(shè)計(jì)、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計(jì)、脫模機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。2 塑件成型工藝分析2.1 塑件材料分析PC是聚碳酸酯的簡(jiǎn)稱(chēng)，聚碳酸酯的英文是Polycarbonate，簡(jiǎn)稱(chēng)PC工程塑料，PC材料其實(shí)就是我們所說(shuō)的工程塑料中的一種，作為被世界圍廣泛使用的材料，PC有著其自身的特性和優(yōu)缺點(diǎn)，PC是一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹(shù)脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延

26、伸性、尺寸穩(wěn)定性與耐化學(xué)腐蝕性，較高的強(qiáng)度、耐熱性和耐寒性；還具有自熄、阻燃、無(wú)毒、可著色等優(yōu)點(diǎn)，在你生活的各個(gè)角落都能見(jiàn)到PC塑料的影子，大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)與容易加工的特性也使其價(jià)格極其低廉。物料性能 沖擊強(qiáng)度高，尺寸穩(wěn)定性好，無(wú)色透明，著色性好，電絕緣性、耐腐蝕性、耐磨性好，但自潤(rùn)滑性差，有應(yīng)力開(kāi)裂傾向，高溫易水解，與其它樹(shù)脂相溶性差。 適于制作儀表小零件、絕緣透明件和耐沖擊零件成型性能 ：1）無(wú)定形料,熱穩(wěn)定性好，成型溫度圍寬，流動(dòng)性差。吸濕小，但對(duì)水敏感，須經(jīng)干燥處理。成型收縮率小，易發(fā)生熔融開(kāi)裂和應(yīng)力集中，故應(yīng)嚴(yán)格控制成型條件，塑件須經(jīng)退火處理。2）熔融溫度高，粘度高，大于200g的塑件

27、，宜用加熱式的延伸噴嘴。3）冷卻速度快，模具澆注系統(tǒng)以粗、短為原則，宜設(shè)冷料井，澆口宜取大，模具宜加熱。4）料溫過(guò)低會(huì)造成缺料，塑件無(wú)光澤，料溫過(guò)高易溢邊，塑件起泡。模溫低時(shí)收縮率、伸長(zhǎng)率、抗沖擊強(qiáng)度高，抗彎、抗壓、抗強(qiáng)度低。模溫超過(guò)120度時(shí)塑件冷卻慢，易變形粘模。5）塑件壁不宜太厚，應(yīng)均勻，避免有尖角和缺口。2.2 塑件的結(jié)構(gòu)分析塑料制品形狀如下圖：圖2-1塑件正面圖2-2塑件背面圖2-3塑件工程圖圖2-4塑件左視圖表2-1塑件主要參數(shù)材料密度（density）體積（volume）質(zhì)量（mass）1190kg/m322621.99 立方毫米26.92 克2.3 塑件的工藝性分析熱塑性塑料注

28、射成型工藝過(guò)程如圖2-5所示：圖2-5熱塑性塑料注射成型工藝過(guò)程塑化是指塑料在注塑機(jī)料筒混煉受熱從而達(dá)到理想的可模塑狀態(tài)（即黏流態(tài)或熔融態(tài)）的過(guò)程。對(duì)塑化的基本要：在規(guī)定時(shí)間提供足夠的、合格的塑料熔體。塑化量不足，則會(huì)導(dǎo)致型腔充不滿(mǎn)、腔壓力不足、塑料的保壓不足而出現(xiàn)塑件材質(zhì)疏松、收縮大、凹陷、孔洞等。1）塑件的原材料分析該塑件選擇的是PC塑料，PC是一種綜合性能優(yōu)良的非晶型熱塑性樹(shù)脂，具有優(yōu)異的電絕緣性、延伸性、尺寸穩(wěn)定性與耐化學(xué)腐蝕性，較高的強(qiáng)度、耐熱性和耐寒性；還具有自熄、阻燃、無(wú)毒、可著色等優(yōu)點(diǎn)。比重:1.18-1.20克/立方厘米 成型收縮率:0.5-0.8% 成型溫度：230-320

29、干燥條件：110-120 8小時(shí) 可在 -60120下長(zhǎng)期使用。表2-2 PC各項(xiàng)性能參數(shù)屬性數(shù)值單位彈性模量2320000000牛頓/m2泊松比0.3912抗剪模量829100000牛頓/m2密度1190kg/ m2力強(qiáng)度62700000牛頓/m2熱導(dǎo)率0.189W/(m¤k)比熱1535J/(kg¤k)2）脫模斜度為了便于脫模，防止脫模是拉傷塑件在設(shè)計(jì)時(shí)必須使塑件塑料封頭外表面沿脫模方向留有足夠的脫模斜度。脫模斜度取決于塑件的形狀、壁厚與塑料收縮率。一般取301º30, 取斜度的方向一般孔以小端為準(zhǔn)，符合圖樣要求斜度由擴(kuò)大方向取得；外形以大端為準(zhǔn)，符合圖樣要求

30、，斜度由縮小方向取得，而且脫模斜度不包括在塑料制品公差圍，脫模斜度見(jiàn)下表：表2-3常用塑料的脫模斜度塑料名稱(chēng)脫模斜度型腔型芯聚乙烯、聚丙烯、軟聚氯乙烯、氯化聚醚25´45´20´45´硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜35´40´30´40´聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、ABS、聚甲醛35´1 º30´30´40´熱固性塑料25´40´20´40´3) 壁厚塑料制件規(guī)定它的最小壁厚值，它隨塑件大小不同而異。塑件過(guò)厚不但造成原料浪費(fèi)，而且對(duì)熱塑性

31、塑料增加了冷卻時(shí)間，降低了生產(chǎn)率，另外也影響了產(chǎn)品的質(zhì)量，如產(chǎn)生氣泡、縮孔、凹陷等缺陷。4) 尺寸與精度塑件尺寸的大小取決于塑料的流動(dòng)性。在注射成型過(guò)程中，流動(dòng)性差的塑料與薄壁塑件等的尺寸不能設(shè)計(jì)的過(guò)大。大而薄的塑件在塑料尚未充滿(mǎn)型腔時(shí)已經(jīng)固化，或勉強(qiáng)能充滿(mǎn)但料的前鋒已不能很好的熔合而形成冷接縫影響塑件的外觀和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。熱塑性塑料易于成型薄壁塑件，最小壁厚達(dá)到0.25mm，但一般不宜小于0.60.9mm，常取24mm。在本設(shè)計(jì)中，壁厚取2mm左右。同時(shí)同一塑件的壁厚應(yīng)盡可能一致，否則因冷卻或固化的速度不同產(chǎn)生附加應(yīng)力，使塑件產(chǎn)生翹曲、縮孔、裂紋甚至開(kāi)裂等的缺陷。5）在塑料制品設(shè)計(jì)中，制品的轉(zhuǎn)角

32、處應(yīng)盡可能采用圓弧過(guò)渡。因?yàn)閹в屑饨堑乃芗?，往往?huì)在尖角處產(chǎn)生應(yīng)力集中，在受力或受沖擊振動(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)生破裂，甚至在脫模過(guò)程由于成型應(yīng)力而開(kāi)裂，特別是塑件的角處，理想的圓角半徑應(yīng)為壁厚的1/3以上。這樣避免應(yīng)力集中，提高塑料制品的強(qiáng)度，改善制品成型時(shí)的塑料流動(dòng)情況與脫模。此外，有了圓角，模具在淬火或使用時(shí)不致因應(yīng)力集中而開(kāi)裂。但是，采用圓角會(huì)使凹模型腔加工復(fù)雜化，使鉗工勞動(dòng)量增大。通常壁圓角半徑應(yīng)是壁厚的一半，而外壁圓角半徑可為壁厚的1.5倍，一般圓角半徑不應(yīng)小于0.5mm。6）粗糙度：塑件的外觀要求越高，表面粗糙度應(yīng)越低。這除了在成型時(shí)從工藝上盡可能避免冷疤云紋等疵點(diǎn)來(lái)保證外，主要取決于模具型腔表

33、面粗糙度。一般模具粗糙度要比塑件的要求低12級(jí)。塑料制件表面粗糙度一般為0.80.2m之間。模具在使用過(guò)程中由于型腔磨損而使表面粗糙度不斷加大，所以應(yīng)隨時(shí)給以?huà)伖鈴?fù)原。透明塑件要求型腔和型芯的表面粗糙度一樣，而不透明塑件則根據(jù)使用情況決定他們的表面粗糙度。綜上分析可以看出，注射時(shí)在工藝參數(shù)控制得較好的情況下，零件的成型要求可以得到保證。2.4 注射機(jī)的選擇2.4.1 注射機(jī)的基本參數(shù)注塑機(jī)的主要參數(shù)有公稱(chēng)注射量,注射壓力,注射速度,塑化能力,鎖模力,合模裝置的基本尺寸,開(kāi)合模速度,空循環(huán)時(shí)間等.這些參數(shù)是設(shè)計(jì),制造,購(gòu)買(mǎi)和使用注塑機(jī)的主要依據(jù)。1)公稱(chēng)注塑量：指在對(duì)空注射的情況下,注射螺桿或柱

34、塞做一次最大注射行程時(shí),注射裝置所能達(dá)到的最大注射量,反映了注塑機(jī)的加工能力。2)注射壓力：為了克服熔料流經(jīng)噴嘴,澆道和型腔時(shí)的流動(dòng)阻力,螺桿(或柱塞)對(duì)熔料必須施加足夠的壓力,我們將這種壓力稱(chēng)為注射壓力。3)注射速率：為了使熔料與時(shí)充滿(mǎn)型腔,除了必須有足夠的注射壓力外,熔料還必須有一定的流動(dòng)速率,描述這一參數(shù)的為注射速率或注射時(shí)間或注射速度。常用的注射速率如下表所示。表2-4 注射量與注射時(shí)間的關(guān)系注射量/CM125250500100020004000600010000注射速率/CM/S125200333570890133016002000注射時(shí)間/S11.251.51.752.2533.7

35、554)塑化能力：?jiǎn)挝粫r(shí)間所能塑化的物料量，塑化能力應(yīng)與注塑機(jī)的整個(gè)成型周期配合協(xié)調(diào),若塑化能力高而機(jī)器的空循環(huán)時(shí)間長(zhǎng),則不能發(fā)揮塑化裝置的能力,反之則會(huì)加長(zhǎng)成型周期。5)鎖模力：注塑機(jī)的合模機(jī)構(gòu)對(duì)模具所能施加的最大夾緊力,在此力的作用下模具不應(yīng)被熔融的塑料所頂開(kāi)。6)合模裝置的基本尺寸：包括模板尺寸,拉桿空間,模板間最大開(kāi)距,動(dòng)模板的行程,模具最大厚度與最小厚度等，這些參數(shù)規(guī)定了機(jī)器加工制件所使用的模具尺寸圍。7)開(kāi)合模速度：為使模具閉合時(shí)平穩(wěn),以與開(kāi)模,推出制件時(shí)不使塑料制件損壞,要求模板在整個(gè)行程中的速度要合理,即合模時(shí)從快到慢,開(kāi)模時(shí)由慢到快再到停。8)空循環(huán)時(shí)間：在沒(méi)有塑化，注射保壓

36、，冷卻，取出制件等動(dòng)作的情況下，完成一次循環(huán)所需的時(shí)間。2.4.2 注射機(jī)的選擇完整的注射成型工藝過(guò)程，按其先后順序應(yīng)包括：成型前的準(zhǔn)備、注射過(guò)程、塑件的后處理等。1）成型前的準(zhǔn)備 為使注射成型過(guò)程能順利進(jìn)行，并保證塑料制件的質(zhì)量，在成型前應(yīng)做一些必要的準(zhǔn)備工作，包括：a.原料的檢驗(yàn)和預(yù)處理，在成型前應(yīng)對(duì)原料進(jìn)行外觀（如色澤、顆粒大小、均勻度）與工藝性能（如流動(dòng)性、熱穩(wěn)定性、收縮性、水分含量等）的檢驗(yàn);b.料筒的清洗；c.嵌件的預(yù)熱；d.脫模劑的選用。 2）注射過(guò)程 完整的注射過(guò)程包括加料、塑化、注射、保壓、冷卻和脫模幾個(gè)步驟。其流動(dòng)的情況又可分為充型、保壓、倒流和澆口凍結(jié)后的冷卻四個(gè)階段。3

37、）塑件的后處理 塑件在成型過(guò)程中，由于塑化不均勻或由于塑料在型腔中的結(jié)晶、定向以與冷卻不均勻而造成塑件各部分收縮不一致，或因其他原因使塑件部不可避免地存在一些應(yīng)力而導(dǎo)致在使用過(guò)程中變形或開(kāi)裂。因此常需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚硪韵嬖诘膽?yīng)力，改善塑件的性能和提高尺寸穩(wěn)定性。其主要方法是退火和調(diào)濕處理。2.4.3 注射成型工藝參數(shù)在塑料成型過(guò)程中，工藝條件的選在和控制是保證成型順利進(jìn)行和塑件質(zhì)量的關(guān)鍵因素。主要工藝條件是影響塑化流動(dòng)和冷卻的溫度、壓力、和相應(yīng)的各個(gè)作用時(shí)間。溫度：注射成型過(guò)程中需要控制的溫度有料筒溫度、噴嘴溫度和模具溫度等。前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動(dòng)；而后一種溫度主要是影響塑料

38、的流動(dòng)和冷卻。壓力：注射模注射過(guò)程中需要控制的壓力包括塑化壓力、注射壓力和型腔壓力三種，它們直接影響塑料的塑化和塑件質(zhì)量。時(shí)間：完成一次注射成型過(guò)程所需的時(shí)間稱(chēng)為成型(或生產(chǎn))周期，它包括以下各部分：注射時(shí)間、保壓時(shí)間、冷卻時(shí)間、其他時(shí)間(含開(kāi)模、脫模、噴涂脫模劑、放嵌件等) 即：T=t注+t保壓+t冷卻+t其他，本設(shè)計(jì)成型周期取20s成型周期直接影響到勞動(dòng)生產(chǎn)率和注射機(jī)使用率，因此生產(chǎn)中，在保證質(zhì)量的前提下，應(yīng)盡量縮短成型周期中各階段的有關(guān)時(shí)間。在整個(gè)成型周期中，以注射時(shí)間和冷卻時(shí)間最重要，對(duì)塑件的質(zhì)量均有決定性影響。注射時(shí)間中的保壓時(shí)間就是對(duì)型腔塑料的壓實(shí)時(shí)間，在整個(gè)注射時(shí)間所占比例較大，

39、一般為20-25s。冷卻時(shí)間主要決定于塑件的厚度、塑料的熱性能和結(jié)晶性能以與模具溫度等。冷卻時(shí)間的長(zhǎng)短應(yīng)以脫模時(shí)塑件不引起變形為原則。冷卻時(shí)間一般在30-120s之間。冷卻時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，不僅延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)效率，對(duì)復(fù)雜塑件還將造成脫模困難。成型周期中的其他時(shí)間則與生產(chǎn)過(guò)程是否連續(xù)化和自動(dòng)化以與兩化的程度等有關(guān)。具體的參數(shù)見(jiàn)表2-5，最終確定注射機(jī)型號(hào)為XS-Z-60。表2-5注塑機(jī)的主要參數(shù)理論注射容積(cm³）60螺桿直徑(mm)5注射壓力(MPa)180注射速率(g/s)70塑化能力(g/s)35螺桿轉(zhuǎn)速(r/min)0200鎖模力(kN)400拉桿有較距離(mm)220

40、15;300移模行程(mm)250模具最大厚度(mm)250模具最小厚度(mm)150鎖模形式雙曲肘模具定位孔直徑(mm)80噴嘴球半徑(mm)SR10噴嘴口孔徑(mm)3模板尺寸(mm)200×3152.4.4 最大注射量校核注射機(jī)的表稱(chēng)注射量：V機(jī)=22621.99 立方毫米注射機(jī)一個(gè)注射周期所需注射量的塑料熔體的總量必須在注射機(jī)額定注射量的80%以。在一個(gè)注射成形周期，需注射入模具的塑料熔體的容量或質(zhì)量，應(yīng)為制件和澆注系統(tǒng)兩部份容量或質(zhì)量之和，即V = nVz + Vj或 M = nmz + mj式中 V（m）一個(gè)成形周期所需射入的塑料容積或質(zhì)量(cm³或g）；n 型

41、腔數(shù)目Vz（mz）單個(gè)塑件的容量或質(zhì)量(cm³或g）。Vj（mj）澆注系統(tǒng)凝料和飛邊所需塑料的容量或質(zhì)量(cm³或g）。故應(yīng)使nVz + Vj 0.8Vg 或 nmz + mj 0.8mg式中 Vg（mg）注射機(jī)額定注射量(cm³或g）。根據(jù)容積計(jì)算 nVz + Vj = 26.5672 0.8Vg可見(jiàn)注射機(jī)的注射量符合要求注射機(jī)的額定注射壓力即為它的最高壓力pmax,應(yīng)該大于注射機(jī)成型時(shí)所調(diào)用的注射壓力，即：pmaxKp0而又因?yàn)镠DPE的注射壓力是70150MPa，而XS-ZY-60注塑機(jī)的壓力為180Mpa，顯然注塑機(jī)的注射壓力滿(mǎn)足要求。2.4.5 注射壓力

42、的校核注射機(jī)的最大注射壓力應(yīng)大于等于塑件成型所需的注射壓力。校核關(guān)系式如下：P機(jī)P塑式中P機(jī)注射機(jī)的最大注射壓力MPa或N/cm2P塑成型塑件所需的注射壓力MPa或N/cm2參考表2-6取值。表2-6部分塑料的注射壓力MPa塑料流動(dòng)性好的厚壁、簡(jiǎn)單制品流動(dòng)性中等或較差的一般制品流動(dòng)性較差的薄壁、窄澆口制品聚乙烯70100100120120150聚氯乙烯100120120125150聚苯乙烯80100100120130150ABS80110100120120150聚甲醛85100100120120150P機(jī)=121MPaP塑=100MPa（由表2-6參考數(shù)據(jù)得）P機(jī)P塑所以注射機(jī)壓力校核合格。2

43、.4.6 鎖模力的校核當(dāng)高壓塑料熔體充滿(mǎn)模具型腔時(shí)，會(huì)在模具型腔產(chǎn)生很大的力，迫使模具沿分型面脹開(kāi)，這個(gè)力的大小等于塑件與澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之各乘以模具型腔熔體壓力，它應(yīng)小于注塑機(jī)的額定鎖模力Fp，才能保證注塑時(shí)不發(fā)生溢料現(xiàn)象，即，F(xiàn)o=p(nA+A1)<Fp式中 Fo高壓塑料熔體產(chǎn)生的脹模力（N）； Fp注塑機(jī)的公稱(chēng)鎖模力（N）；n模具型腔數(shù)目； A單個(gè)塑件在分型面上的投影面積（）；a1澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積（）； p型腔熔體壓力，2040 （MPa）；塑料對(duì)模板的壓力為：P=0.3×P1=0.3×100=30MPaF脹=(nA塑件+A澆)×

44、;P=（2×2989+2092）×30=242 KNF額=400KN> 242KN=F脹由此可知鎖模力足夠。所以鎖模力校核合格。3 塑件模具的設(shè)計(jì)3.1 塑件分型面選擇不論塑件的結(jié)構(gòu)如何以與采用何種設(shè)計(jì)方法，都必須首先確定分型面，因?yàn)槟＞呓Y(jié)構(gòu)很大程度上取決于分型面的選擇。分型面的選取不僅關(guān)系到塑件的正常和脫模，而且涉與模具結(jié)構(gòu)與制造成本。一般來(lái)說(shuō)，分型面選擇的總體原則是能保證塑件的質(zhì)量、便于塑件脫模與簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，分型面受到塑件在模具中的成型位置、澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)、塑件的結(jié)構(gòu)工藝性與精度、嵌件位置形狀與推出方法、模具的制造、排氣、操作工藝等多種因素的影響，因此在選擇分型面

45、時(shí)應(yīng)綜合分析比較具體可以從以下方面進(jìn)行選擇：1）分型面位置應(yīng)設(shè)在塑件截面尺寸最大的部位，便于脫模和加工型腔；當(dāng)已經(jīng)初步確定塑件的分型方向后分型面應(yīng)選在塑件外形最大輪廓處，即通過(guò)該方向塑件的截面積最大，否則塑件無(wú)法形腔脫出。2）有利于保證塑件尺寸精度；3）有利于保證塑件的外觀質(zhì)量，塑料熔體容易在分型面上產(chǎn)生飛邊，從而影響塑件的外觀質(zhì)量，因此在光滑平整表面或圓弧曲面上應(yīng)盡量避免選擇分型面。4）考慮滿(mǎn)足塑件的使用要求，注塑件在成型過(guò)程中，有一些難免的工藝缺陷，如脫模斜度、推桿與澆口痕跡等，選擇分型面時(shí)，；應(yīng)從使用角度避免這些工藝缺陷影響塑件功能。5）分型面的選擇應(yīng)有利于脫模；6）分型面的選擇應(yīng)有昨于

46、防止溢料；7）盡可能將塑件留在動(dòng)模一側(cè)，易于設(shè)置和制造簡(jiǎn)便易行的脫模機(jī)構(gòu)；8）分型面的選擇應(yīng)有利于側(cè)向分型和抽芯9）分型面的選擇應(yīng)有利于排氣；10）選擇分型面時(shí)，應(yīng)盡量減小由于脫模斜度造成塑件的大小端尺寸差 ；綜合以上條件分析可確定該制件的分型面為粉紅色部分的延伸面。圖3-1分型線(xiàn)分型面選擇3.2 模具型芯、型腔方案型腔是指模具中塑件的空腔，而該空腔是塑件的負(fù)形，除去具體尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全一樣，只不過(guò)把凸凹相反而已。注射成型是先合模以形成空腔，而后進(jìn)料成形，因此必須由兩部分或（兩部分以上）形成這一空腔型腔。型腔采用整體式凹模，放在定模板一側(cè)，主要是從節(jié)省優(yōu)質(zhì)模具鋼材料、方便熱處

47、理、方便日后更換維修等方面考慮。其凹入的部分稱(chēng)為凹模，凸出的部分稱(chēng)為型芯或凸模。為了使模具與注射機(jī)的生產(chǎn)能力相匹配，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)性，并保證塑件精度，模具設(shè)計(jì)應(yīng)確定型腔數(shù)目。一般而言，精度要求高的小型塑件和型塑件優(yōu)先采用一模一腔的結(jié)構(gòu)；對(duì)于精度要求不高的小型塑件（沒(méi)有配合精度要求），形狀簡(jiǎn)單，又是大批量生產(chǎn)時(shí)，可采用一模多腔來(lái)提高生產(chǎn)效率為。型腔的數(shù)目可根據(jù)模型的大小情況而定。型芯型腔如下圖所示：圖3-2型腔圖3-3型芯圖3-4模腔布局3.3 澆注系統(tǒng)的設(shè)計(jì)注射模的澆注系統(tǒng)是指模具中由注射機(jī)噴嘴到型腔之間的進(jìn)料通道。它的作用是將熔體平穩(wěn)地引入模具型腔，并在填充過(guò)程中，將壓力傳遞到型腔的各個(gè)

48、部位，以獲得組織致密、外形清楚、表面光潔和尺寸穩(wěn)定的塑件。因此，澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的正確與否直接關(guān)系到注射成型的效率和塑件的質(zhì)量。而一個(gè)理想的澆注系統(tǒng)應(yīng)該是：在充模階段，能夠使熔料以盡可能低的表觀粘度、較快的速度、平穩(wěn)的流動(dòng)充滿(mǎn)整個(gè)型腔，即快速充模、平穩(wěn)有序；在保壓階段，能夠使壓力充分傳遞到型腔的各個(gè)位置，即壓力傳遞充分，均勻；在定型階段，能夠通過(guò)澆口的適時(shí)凝固來(lái)控制補(bǔ)料時(shí)間，防止熔料倒流，即適時(shí)凝固；在開(kāi)模階段，能夠使塑件和料把很方便的分開(kāi)，減少后工序的操作難度，即便于分離。澆注系統(tǒng)可分為普通澆注系統(tǒng)和熱流道澆注系統(tǒng)兩大類(lèi)。而該模具采用普通流道澆注系統(tǒng)，普通澆注系統(tǒng)一般由主流道、分流道、澆口和冷料

49、穴等四部分組成。澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本的原則:澆注系統(tǒng)的尺寸是否合理不僅對(duì)塑件性能、結(jié)構(gòu)、尺寸、外在質(zhì)量等影響效大，而且還在與塑件所用塑料的利用率、成型效率等相關(guān)。對(duì)澆注系統(tǒng)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)時(shí)，一般應(yīng)遵循如下基本原則：1）重點(diǎn)考慮型腔布局。2）熱量與壓力損失要小，為此澆注系統(tǒng)流程應(yīng)盡可能短，截面尺寸應(yīng)盡可能大，彎折盡量少,表面粗糙度要低。 3）均衡進(jìn)料，即分流道盡可能采用平衡式布置。 4）塑料耗量要少，滿(mǎn)足各型腔充滿(mǎn)的前提下，澆注系統(tǒng)容積盡量小，以減少塑料耗。5）消除冷料，澆注系統(tǒng)應(yīng)能收集溫度較低的“冷料”。 6）排氣良好。 7）防止塑件出現(xiàn)缺陷，避免熔體出現(xiàn)充填不足或塑件出現(xiàn)氣孔、縮孔、殘余應(yīng)力。8）

50、保證塑件外觀質(zhì)量。 9）較高的生產(chǎn)效率。 10）塑料熔體流動(dòng)特性。3.3.1 主流道的設(shè)計(jì)主流道通常位于模具中心塑料熔體的入口處，它將注射機(jī)噴嘴注射出的熔體導(dǎo)入分流道或型腔中。主流道的形狀為圓錐行，以便熔體的流動(dòng)和開(kāi)模是主流道泥料的順利拔出。主流道的尺寸直接影響到熔體的流動(dòng)速度和充模時(shí)間。另外，由于其與高溫塑料熔體與注射機(jī)噴嘴反復(fù)接觸，因此設(shè)計(jì)中長(zhǎng)設(shè)計(jì)成可拆卸更換的澆口套。主流道軸線(xiàn)一般位于模具中心線(xiàn)上，與注射機(jī)噴嘴軸線(xiàn)重合，型腔也以此軸線(xiàn)為中心對(duì)稱(chēng)布置。圖3-5主流道示意圖主流道的形狀和尺寸最先影響著塑料熔體的流動(dòng)速度與填充時(shí)間，必須使熔體的溫度降低和壓力降最小，且不損害其把塑料熔體輸送到最

51、“遠(yuǎn)”位置的能力。主流道設(shè)計(jì)的要點(diǎn)如下：1）主流道圓錐角=2°6°，對(duì)流動(dòng)性差的塑料可取3°6°，壁粗糙度為Ra =0.63m；2）主流道大端成圓角，半徑r=13mm,以減小料流轉(zhuǎn)向過(guò)度時(shí)的阻力；3）在模具結(jié)構(gòu)允許，主流道應(yīng)盡可能短，一般小于60mm,過(guò)長(zhǎng)則會(huì)影響熔體的順利充型；4）主流道襯套與定模座板采用H7/m6過(guò)渡配合，與定位圈的配合采用H9/f9間隙配合；5）主流道襯套一般選用T8、T10制造，熱處理強(qiáng)度為5256HRC。3.3.2 分流道的設(shè)計(jì)流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形梯形和U形等，如下圖所視，圓形和正方形截面流道的比表面積最?。鞯?/p>

52、表面積與體積之比值稱(chēng)為比表面積），塑料容體的溫度下少，阻力亦小，流道的效率最高。在保證足夠的注射壓力使塑料熔體順利充滿(mǎn)型腔的前提下，分流道截面積與長(zhǎng)度盡量取小值，分流道轉(zhuǎn)折處應(yīng)以圓弧過(guò)度。 1）避免制件上產(chǎn)生噴射等缺陷（避免噴射有兩種方法：a加大澆口截面尺寸，降低熔體流速；b采用沖擊型澆口，改善塑料熔體流動(dòng)狀況。）該模具采用方法 。2）澆口應(yīng)開(kāi)設(shè)在塑件截面最厚處； 3）有利于塑件熔體流動(dòng)； 4）有利于型腔排氣； 5）考慮塑件使用時(shí)的載荷狀況； 6）減少或避免塑件的熔接痕； 7）考慮分子取向?qū)λ芗阅艿挠绊懀?8）考慮澆口位置和數(shù)目對(duì)塑件成型尺寸的影響； 9）防止將型芯或嵌件擠歪變形。圖3-6分

53、流道示意圖分流道直徑為6mm。3.3.3 澆口的設(shè)計(jì)由于此次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是基于SolidWorks的移動(dòng)硬盤(pán)外殼的模具設(shè)計(jì)，移動(dòng)硬盤(pán)不是很大，而且硬盤(pán)外殼也比較薄，大致形狀區(qū)別不是很大。而且對(duì)于品牌商來(lái)說(shuō)，他們所制造出來(lái)的產(chǎn)品的質(zhì)量是贏得市場(chǎng)的關(guān)鍵所在。模具開(kāi)模時(shí)，能自動(dòng)拉斷澆口，而且澆口的位置可設(shè)在塑件的側(cè)面、端面和背面等各隱蔽處，是塑件外殼無(wú)澆口痕跡。同時(shí)，模具的結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單化為單分型面結(jié)構(gòu)。所以我選用扇形澆口設(shè)計(jì)方案。扇形澆口是一種逐漸擴(kuò)大的澆口，有如折扇，是由測(cè)澆口變異而來(lái)。其澆口沿進(jìn)料方向逐漸變寬，厚度逐漸變薄，熔體通過(guò)約1mm的澆口臺(tái)階進(jìn)入型腔。其結(jié)構(gòu)如圖3-7所示。澆口深度根據(jù)制品

54、厚度而定，一般取0.251.5mm，澆口寬度一般為澆口處型腔寬度的1/4，但最小不得小于8mm。1）熔體是通過(guò)一個(gè)逐漸展開(kāi)的扇形進(jìn)入型腔的，因此，熔體在橫向可得到更均勻的分配，可降低制品的應(yīng)力，減少變形。2）由于熔體是沿橫向分散進(jìn)入型腔，所以流紋和定向效應(yīng)大為減少。3）可減少帶入空氣的可能性，加之型腔排氣良好，可避免氣體混入熔體中。扇形澆口由于進(jìn)料口寬闊，進(jìn)料通暢，故常用來(lái)成型長(zhǎng)條，扁平而薄的制品，如蓋板、標(biāo)尺、托盤(pán)、板材等。對(duì)于流動(dòng)性不好的塑料，如PC、PSF等，扇形澆口也很能適應(yīng)。圖3-7扇形澆口示意圖3.3.4 冷料穴的設(shè)計(jì)冷料穴位于主流道正對(duì)面的動(dòng)模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集

55、料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進(jìn)入型腔而影響塑件質(zhì)量，開(kāi)模時(shí)又能將主流道的凝料拉出。冷料穴的直徑應(yīng)大于主流道大端直徑，長(zhǎng)度約為主流道大端直徑。 采用帶Z形頭拉料桿的冷料穴，將其設(shè)置在主流道的末端，即起到冷料穴的作用，又兼有開(kāi)模分型時(shí)將凝料從主流道中拉出留在動(dòng)模一側(cè)。稍作側(cè)向移動(dòng)凝料便可以取出的作用。3.4 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)3.4.1 合模導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用1）定位作用：模具閉合后，保證動(dòng)定模位置正確，保證型腔的形狀和尺寸正確；導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在模具裝配過(guò)程中也起了定位作用，便于裝配和調(diào)整。2）導(dǎo)向作用：合模時(shí)，首先是導(dǎo)向零件接觸，引導(dǎo)動(dòng)定模或上下模準(zhǔn)確閉合，避免型芯先進(jìn)入型腔造成成型零件損壞。3）承受

56、一定的側(cè)向壓力：塑料熔體在充型過(guò)程中可能產(chǎn)生單向側(cè)壓力，或者由于成型設(shè)備精度低的影響，使導(dǎo)柱承受了一定的側(cè)壓力，以保證模具的正常工作。若側(cè)壓力很大，不能單靠導(dǎo)柱來(lái)承擔(dān)，需增設(shè)錐面定位機(jī)構(gòu)。4）保持機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)：對(duì)于大、中型模具的脫模機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有使機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)靈活平穩(wěn)的作用。5）承載作用：當(dāng)采用脫模板脫?；螂p分型面模具時(shí)，導(dǎo)柱有承受脫模板和型腔板的作用。3.4.2 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)：1）該模具采用帶頭導(dǎo)柱，且不加油槽；2）導(dǎo)柱的長(zhǎng)度必須比凸模端面高度高出68mm；3）為使導(dǎo)柱能順利地進(jìn)入導(dǎo)向孔，導(dǎo)柱的端部常做成圓錐形或球形的先導(dǎo)部分；4）導(dǎo)柱的直徑應(yīng)根據(jù)模具尺寸來(lái)確定，應(yīng)保證具有足夠的抗彎強(qiáng)度（該導(dǎo)柱直徑由標(biāo)準(zhǔn)模架知為ø25；5）導(dǎo)柱的安裝形式，導(dǎo)柱固定部分與模板按H7/m6配合。導(dǎo)柱滑動(dòng)部分按H7/f6的間隙配合；6）導(dǎo)柱工作部分的表面粗糙度為Ra0.4m；7）導(dǎo)柱應(yīng)具有堅(jiān)硬而耐磨的表面，堅(jiān)韌而不易折斷的芯。圖3-8導(dǎo)柱示意圖導(dǎo)套的設(shè)計(jì)1）結(jié)構(gòu)形式：采用帶頭導(dǎo)套，導(dǎo)套的固定孔與導(dǎo)柱的固定孔可以同時(shí)鉆，再分別擴(kuò)孔，以保證其配合精度；2）