闹钟后盖模具设计【注塑模具】【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709851闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工摘要：塑料制品在工业，农业，国防和日常生活中的方面均得到广泛应用，在电子工业中尤为广泛。电子产品的大部分是塑料制品，产品性能的提高依赖于高素质的塑料模具和塑料性能以及成型工艺和制品的设计。本课题是关于闹钟后盖的模具设计，主要是闹钟后盖注射成型模的结构设计和模具加工制造。包括分型面、型腔布置、浇注系统、排气系统、加热冷却系统、顶出机构、脱模机构以及主要零部件的设计。并运用 PRO/E 进行三维造型设计并对注塑模模具进行装配，对闹钟后盖模具型腔的加工工艺进行了分析，并利用 Cimatron软件进行了仿真加工，其切削过程直观，切削参数得以体现，不合理的参数可以改进，能最大限度地降低能源和材料消耗，提高加工效率。关键词：注塑模具；加工工艺分析；Pro/E；The design of the shell after the alarm mould And 闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工2the simulation processing of the mold cavityAbstract ：The plastics products to have already with daily life wait the aspect to acquire the extensive application at the industry, agriculture, national defense. Especially in the electronic industry then and particularly for outstanding. Electronics product that the outer shell spare parts that exaltation is mostly plastics function that request the high quantity. Type craft with product the design.This topic is to design the shell after the alarm mold, which includes the structure design mould assist designing for manufacturing, and the working process of the injection mould of the front cover of the shell of radio set were introduced. The part involve parting plane, cavity layout, old systems, heating cooling systems, prop up the organization, drawing patterns and the design process of the main work pieces. Then use PRO/E to construct carries on the three dimensional modeling and to assemble the injection mould. The processing craft of the cavity of fixed plate of the base of the shell radio are analyzed, and the simulation process are carry out with the software of CIMATRON，which can observe the geometric figure of the process of cutting very visually, the machine parameters users setting have been fully reflected to improve the unreasonable parameters, to minimize consumption of energy and materials and to improve processing efficiency. Key words: injection molding; processing technology analysis; Pro / E;买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709853目 录1 绪 论 .12 模具结构设计 .32.1 模具设计总体方案 .32.2 塑件成型工艺分析 .32.2.1 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数 .42.2.2 ABS 材料主要的性能指标 【5】 ： .42.2.3 ABS 材料注射成型工艺参数 【5】 :.52.3 注塑设备的选择 .62.3.1 估算塑件体积 .62.3.2 选择注射机 .62.3.3 模架的选定 .72.3.4 最大注射压力的校核 .72.3.5 最大注塑量的校核 .72.3.6 锁模力校核 .72.3.7 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核 .82.4 塑料件的工艺尺寸的计算 .82.4.1 型腔的尺寸计算 .82.4.2 型芯的尺寸计算： .92.4.3 型芯高度尺寸的计算： .102.4.4 模具型腔壁厚的计算 .102.5 分型面的选择与排气系统的设计 .102.5.1 分型面的选择 .102.5.2 排气糟的设计 .112.5.3 合模导向机构的设计 .112.5.4 脱模机构的设计 .122.5.5 温度调节系统的设计 .122.5.6 模具冷却系统的设计 .132.6 浇注系统的设计 .142.6.1 主流道设计 .142.6.2 冷料井设计 .152.6.3 分流道设计 .152.6.4 分流道设计要点 .162.6.5 分流道的断面 .162.6.6 分流道的布局 .162.6.7 浇口选择 .163型腔仿真加工 .184模 具 的 装 配 .204.1 模具的装配顺序 .204.2 开模过程分析 .205结论 .21参考文献 .22致 谢 .23闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工4附 录 .24买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709855闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工6买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 119709857绪 论本次毕业设计课题为闹钟后盖的注塑模具设计，来源于生活，应用广泛，但成型难度大，模具结构较为复杂，对模具设计工作是一个很好的考验。它能加强对塑料模具成型原理的理解，同时锻炼对塑料成型模具的设计和制造能力。本次设计以注射闹钟后盖模具为主线，综合了成型工艺分析，模具结构设计，最后到模具零件的加工方法，模具总的装配等一系列模具生产的所有过程。能很好的学习致用的效果。在设计该模具的同时总结了以往模具设计的一般方法、步骤，模具设计中常用的公式、数据、模具结构及零部件。把以前学过的基础课程融汇到综合应用本次设计当中来，所谓学以致用。在设计中除使用传统方法外，同时采用CAD、Pro/E 等软件，力求达到减小劳动强度，提高工作效率的目的。模具是利用其特定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。模具影响着制品的质量。首先，模具型腔的形状、尺寸、表面光洁度、分型面、进浇口和排气槽位置以及脱模方式等对制件的尺寸精度和形状精度以及制件的物理性能、机械性能、电性能、内应力大小、各向同性性、外观质量、表面光洁度、气泡、凹痕、烧焦、银纹等都有十分重要的影响。其次，在加工过程中，模具结构对操作难以程度影响很大。在大批量生产塑料制品时，应尽量减少开模、合模的过程和取制件过程中的手工劳动，为此，常采用自动开合模自动顶出机构，在全自动生产时还要保证制品能自动从模具中脱落。另外模具对制品的成本也有影响。当批量不大时，模具的费用在制件上的成本所占的比例将会很大，这时应尽可能的采用结构合理而简单的模具，以降低成本。近年来，模具增长十分迅速，高效率、自动化、大型、微型、精密、高寿命的模具在整个模具产量中所占的比重越来越大。从模具设计和制造角度来看，模具的发展趋势可分为以下几个方面：(1) 加深理论研究在模具设计中，对工艺原理的研究越来越深入，模具设计已经有经验设计阶段逐渐向理论技术设计各方面发展，使得产品的产量和质量都得到很大的提高。(2) 高效率、自动化大量采用各种高效率、自动化的模具结构。高速自动化的成型机械配合以先进的模具，对提高产品质量，提高生产率，降低成本起了很大的作用。(3) 大型、超小型及高精度由于产品应用的扩大，于是出现了各种大型、精密和高寿命的成型模具，为了满足这些要求，研制了各种高强度、高硬度、高耐磨性能且易加工、热处理变形小、闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工8导热性优异的制模材料。(4) 革新模具制造工艺在模具制造工艺上，为缩短模具的制造周期，减少钳工的工作量，在模具加工工艺上作了很大的改进，特别是异形型腔的加工，采用了各种先进的机床，这不仅大大提高了机械加工的比重，而且提高了加工精度。(5) 标准化开展标准化工作，不仅大大提高了生产模具的效率，而且改善了质量，降低了成本。通过对模具的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。毕业设计能够对以上各方面的要求加以灵活运用，综合检验大学期间所学的知识。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098592.模具结构设计2.1模具设计总体方案本设计是模具的设计及仿真加工,来源于生产实际。主要设计内容为: 闹钟后盖制品测绘、注塑模具设计、模具型腔工艺分析、数控编程及加工仿真。首先进行制品的测绘,由于条件的限制,采用了游标卡尺测绘,测绘时采用多次测量取平均值。由于模具成本和型腔数目的关系,考虑到生产批量和经济效益，还有塑件的精度等级等等, 本设计采用了一模两腔的结构。之后对注射量、锁模力、模具高度与注射机闭合高度关系、开模行程等方面进行校核。本制品内腔存在很多孔和凸台，结构相当复杂，所有通孔从中间分型。然后设计浇注系统:浇注系统由主流道、分流道、浇口、冷料穴等组成。主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线在同一条直线上。分流道的半径与塑料种类和所需熔融塑料的体积有关。主流道与分流道采用圆角过渡，这样可以减小料流转向过渡时的阻力。分流道采用平衡式排列，确保熔融塑料几乎能同时到达每个型腔的进料口。浇口采用点浇口, 点浇口的优点在于：适用于成型壳盒形零件，是一种常见的浇口形式，能自动切断浇口溢料。冷料穴的作用是储存因两次注射间隔而产生的冷料头及熔体流动的前锋冷料，以防止冷料进入型腔而影响制件质量。冷料穴常设计在主流道的末端，即主流道正对面的动模上（卧式或立式注射模） ，直径稍大于主流道大端直径，以利于冷料的流入。再进行冷却系统的设计,在模板上直接设置冷却水道同样应遵循冷却系统的设计原则，使冷却水道尽量靠近型腔表面和尽量围绕型腔，使制品在成型过程中冷却均匀、快速。本设计采用了循环式水道。然后对模架进行设计，模具设计好后进行型腔仿真加工。2.2塑件成型工艺分析如图 2.1 所示为闹钟后盖零件图，其形状较复杂，带有很多不同形状的孔，在保证孔间距和孔的形状是给模具加工带了很大的难度的同时,闹钟后盖的注塑材料首先选用 ABS，并必须要很好的处理后盖壁厚的均匀，譬如在注塑成型过程中因为壁厚的不均匀造成了收缩率的不一致，这样就只能通过有效的控制模具温度来调节收缩率。由于闹钟后盖的主体作用是起固定作用，它的内部结构就相应的给注塑带来了一定的难度。主要是它螺钉孔的壁厚相对壁厚有一定的差距，势必会在注塑的时候到来很大的牛顿减力，造成塑件填充不满的缺陷，可以考虑采用双浇口，但应用了 Pro/E 对其进行模仿 CAE 注塑之后，发现会给闹钟后盖的表面带来更多的熔接痕和气孔。也可以利用模具的可靠的精度来定位，但是这样的话成本太高，而且易造成模具损坏。因为考虑到凹凸模形状的复杂，用整体形式是不利于损坏后的维修，适当的使用嵌件就可以解决这些问题，但不能利用过多的嵌件，不然的话就会造成型腔的强度与刚度不够。闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工10图 21 闹钟后盖2.2.1 闹钟后盖原料（ABS）的成型特性与工艺参数丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 ABS 树脂微黄色或白色不透明，是丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物。丙烯腈使聚合物耐油，耐热，耐化学腐蚀，丁二烯使聚合物具有优越的柔性，韧性；苯乙烯赋予聚合物良好的刚性和加工流动性。因此 ABS 树脂具有突出的力学性能和良好的综合性能。同时具有吸湿性强，但原料要干燥，它的塑件尺寸稳定性好，塑件尽可能偏大的脱模斜度。2.2.2 ABS 材料主要的性能指标 【5】 ：表 2.1 ABS 材料的性能指标名称 数据 单位密度 1.131.14 (Kg.dm-3)收缩率 0.30.8 % 熔点 130160 热变形温度 6598 45N/cm弯曲强度 80 MPa拉伸强度 3549 MPa拉伸弹性模量 1.8 GPa弯曲弹性模量 1.4 GPa买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098511压缩强度 1839 Mpa缺口冲击强度 1120 kJ/硬度 R6286 HR体积电阻系数 1013cm击穿电压 15 Kv.mm-1介电常数 60Hz3.72.2.3ABS 材料注射成型工艺参数 【5】 : 表 2.2 ABS 材料的成型工艺参数名称 数据注塑机类型 螺杆式喷嘴形式 通用式料筒一区 150170料筒二区 180190料筒三区 200210喷嘴温度 180190模具温度 5070注塑压 60100保压 4060注塑时间 25保压时间 510冷却时间 515周期 1530后处理 红外线烘箱温度 70时间 0.31闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工122.3注塑设备的选择2.3.1 估算塑件体积该产品材料为 ABS，查文献5 得知其密度为 1.13-1.14g/cm3，计算其平均密度为 1.135 g/cm3，平均收缩率为 0.55。使用 PRO/E 软件设计出三维造型图,另预置浇道凝料为 2 cm3因此估算塑件体积为 9 cm3。2.3.2 选择注射机根据塑料制品的体积或质量，可选定注塑机型号为 SZ-40/25.注塑机的参数如表 2.3：表 2.3 注塑机参数名称 数据注塑机最大注塑量 40cm3 注塑压力 200/Mpa注塑速率 50(g/s)塑化能力 20(Kg/h)锁模力 2500KN注塑机拉行间距 250250mm顶出行程 55mm 最小模厚 130mm最大模厚 220mm模板行程 230mm注塑机定位孔直径 55 mm喷嘴球半径 SR10 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985132.3.3 模架的选定根据塑件选定模架为：S2030BI353570。见图 2.2：图 2.2 塑件的模架2.3.4 最大注射压力的校核闹钟后盖的原料为 ABS，所需注射为 60-100MPa，而所选注射机压力为 200 MPa，所以注射压力符合要求。2.3.5 最大注塑量的校核注塑机的最大注塑量应大于制品的质量或体积（包括流道及浇口凝料和飞边） ，通常注塑机的实际注塑量最好是注塑机的最大注塑量的 80%。所以选用的注塑机最大注塑量应满足：0.8 V 机 V 塑 V 浇 (2-1) 式中 V 机 注塑机的最大注塑量，40cm 3 V 塑 塑件的体积，该产品 V 塑 18cm 3V 浇 浇注系统体积，该产品 V 浇 2cm 3故 V 机 （18+4）cm 32.3.6 锁模力校核F 锁 pA (2-2)式中 p熔融型料在型腔内的压力，该产品 A塑件和浇注系统在分型面上的投影面之和，经计算 A=4641 mm3F 锁 注塑机的额定锁模力。故 F 锁 pA=200Mpa4641 mm 3闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工14选定的注塑机的压力为 2500KN，满足要求。2.3.7 模具与注塑机安装部分相关尺寸校核a. 模具闭合高度长宽尺寸要与注塑机模板尺寸和拉杆间距相合适,即:模具长模具宽拉杆面积b. 模具闭合高度校核Hmin,注塑机允许最小模厚=130mmHmax 注塑机允许最大模厚=220mmH 模具闭合高度=180mm故满足 Hmax HH min。开模行程校核注塑机的最大行程与模具厚度有关（如全液压合模机构的注塑机） ，故注塑机的开模行程应满足下式：S 机 注塑机最大开模行程， 230mm;H1顶出距离，16mm；H2包括浇注系统在内的塑件高度，52mm;S 机 (H 模 H min)H 1H 2(510)因为本模具的浇注系统和塑件的特殊关系，浇注系统和塑件的高度就已经包括了顶出距离。故：230(180130) 62(510)满足条件 2.塑料件的工艺尺寸的计算所谓工作尺寸是零件上直接用以成型塑件部分尺寸，主要有型腔和型芯的径向尺寸。 （包括矩形和异形型芯的长和宽） ，型腔深度和型芯高度和尺寸。由于闹钟后盖须与前盖配合，所以只有闹钟后盖的边缘的榫才起着配合决定性的作用，还有闹钟后盖与电池盖的配合，故需要计算相对于榫和铰链的凹，凸模的尺寸，凹，凸模型腔尺寸则直接按产品尺寸确定。因 ABS 的成型收缩率为 0.40.7%,所以平均收缩率取 S=0.5%2.4.1 型腔的尺寸计算（L M） 0+ =（1+S）L s-(0.50.75) 0+ =1.008Ls-0.75 0+ (2-3) 其中 LM为型腔的基本尺寸公差值为正偏差，L s塑件的基本尺寸。塑件公差为负偏差，S 为塑料的平均收缩率， z为模具成型零件的制造公差取 1/41/6，模具型腔按六级精度制造，根据型腔的尺寸，代入数据得：Ls=81mm . 经计算得：L M=79.440+0.32mm;买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098515Ls=1mm . 经计算得：L M=0.79550+0.07mm;Ls=5.5mm . 经计算得：L M=5.3250+0.085mm;Ls=1.8mm . 经计算得：L M=1.5990+0.07mm;Ls=10mm . 经计算得：L M=9.780+0.1mm;Ls=7mm . 经计算得：L M=6.750+0.1mm;Ls=2mm . 经计算得：L M=1.8060+0.07mm;Ls=3mm . 经计算得：L M=2.8140+0.07mm;Ls=4mm . 经计算得：L M=3.7770+0.085mm;Ls=6mm . 经计算得：L M=5.7930+0.085mm;Ls=8mm . 经计算得：L M=7.7640+0.0.1mm;Ls=16mm . 经计算得：L M=15.7230+0.14mm;Ls=12mm . 经计算得：L M=11.7960+0.01mm图 2.3 型腔尺寸计算2.4.2 型芯的尺寸计算：LM=（1+S）L s+3/4 -0 (2-4)其各字母的含义与前相同，型芯按六级精度制造，根据型芯的基本尺寸，代入数据得：Ls=81mm 经计算得：L M=820-0.32mm;Ls=1mm 经计算得：L M=1.2150-0.07mm;Ls=5.5mm 经计算得：L M=5.7450-0.085mm;Ls=1.8mm 经计算得：L M=2.0190-0.07mm;Ls=10mm . 经计算得：L M=10.480-0.1mmLs=7mm . 经计算得：L M=7.4080-0.1mm;Ls=2mm . 经计算得：L M=2.2260-0.07mm;Ls=3mm . 经计算得：L M=3.2340-0.07mm;Ls=4mm . 经计算得：L M=4.2770-0.085mm;闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工16Ls=6mm . 经计算得：L M=6.3030-0.1mm;Ls=8mm . 经计算得：L M=8.3640-0.1mm;Ls=16mm . 经计算得：L M=16.5330-0.14mm;Ls=12mm . 经计算得：L M=12.3960-0.1mm;图 2.4 型芯尺寸计算2.4.3 型芯高度尺寸的计算：HM=（1+S）H s+3/4 -0, (2-5)按六级精度制造 Hs=15mm 经计算得： H M=15.4870-0.13mm;2.4.4 模具型腔壁厚的计算如果是利用计算公式的话比较烦琐，且不能保证在生产中的精确性，我们可以根据书中的经验值来取的。成型零件材料选择。为实现高性能的目的；选用模具材料应具有高耐磨性，高耐蚀睡，良好的稳定性和良好的导热性。必须具有一定的强度，表面需要耐磨，淬火变型要小，但不需要耐腐蚀性，因为 ABS 没有腐蚀性。可以采用 Cr12，经过调质，淬火加低温回火，正火。HRC 55。可以去型腔壁厚为： 0.20L+17=33。2.5分型面的选择与排气系统的设计2.5.1 分型面的选择塑料在模具型腔凝固形成塑件，为了将塑件取出来，必须将模具型腔打开，也就是必须将模具分成两部分，即定模和动模两大部分。定模和动模相接触的面称分型面。通常有以下原则：（1）分型面的选择有利于脱模：分型面应取在塑件尺寸的最大处。而且应使塑件流在动模部分，由于推出机构通常设置在动模的一侧，将型芯设置在动模部分，塑件冷却收缩后包紧型芯，使塑件留在动模，这样有利脱模。如果塑件的壁厚较大，内孔较小或者有嵌件时，为了使塑件留在动模，一般应将凹模也设在动模一侧。拔买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098517模斜度小或塑件较高时，为了便于脱模，可将分型面选在塑件中间的部位，但此塑件外形有分型的痕迹。（2）分型面的选择应有利于保证塑件的外观质量和精度要求。（3）分型面的选择应有利于成型零件的加工制造。（4）分型面应有利于侧向抽芯，但是此模具无须侧向抽芯，此点可以不必考虑。2.5.2 排气糟的设计塑料熔体在填充模具的型腔过程中同时要排出型强及流道原有的空气，除此以外，塑料熔体会产生微量的分解气体。这些气体必须及时排出。否则，被压缩的空气产生高温，会引起塑件局部碳化烧焦，或塑件产生气泡，或使塑件熔接不良引起强度下降，甚至充模不满。因该模具为小型模具，且分型面适宜，可利用分型面排气，所以无需设计排气槽。2.5.3 合模导向机构的设计导向合模机构对于塑料模具是必不可少的部分，因为模具在闭合时要求有一定的方向和位置，所以必须设有导向机构，导柱安装在动模一边或定模一边均可，通常导柱设在主型腔周围。导向机构的主要作用有：定位、导向和承受一定侧压力。定位作用：为避免装配时方位搞错而损坏模具，并且在模具闭合后使型腔保持正确形状，不至因为位置的偏移而引起塑件壁厚不均。塑件在注入型腔过程中会产生单向侧压力，或由于注射机的精度限制，使导柱工作中承受一不定的导向作用。动定模合模时，首先导向机构接触，引导动定模正确闭合，避免凸模或型芯先进入型腔，产生干涉而坏零件。由于注塑压力的各向性就会对导柱进行径向的剪力，导致导柱容易折断。对型芯和型腔改进后，其的配合可以进行定位。导柱、导套零件如下: 图 2.5 导柱闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工18图 2.6 导套2.5.4 脱模机构的设计在对闹钟后盖塑件进行脱模是必须遵循以下原则：（1） 、因为塑料收缩是抱紧凸模，所以顶出力的作用点应尽量靠近凸模。因为塑件的壁厚的关系我们可以利用推板。（2） 、顶出力应作用在塑件刚性和强度最大的部位，如加强筋，壁厚等处。作用面积尽可能大一些，以防止塑件变形和损坏。（3） 、为了保证良好的塑件外观，顶出位置应尽量设在塑件内部或对塑件外观影响不大的部位。将顶杆设计在塑件的内部型腔。（4） 、若顶出部位需设在塑件使用或装配的基准面上时，对不影响塑件尺寸和使用，一般顶杆与塑件接触处凹进塑件 0.1mm；否则塑件会出现凸起，影响基面的平整。由于闹钟后盖为薄壁圆筒形塑件，用顶管、推板脱模机构和。为了缩短顶杆与型芯配合长度以减少磨擦，可以将顶管配合孔的后半段直径减少，一般减少 35mm.这是最常用的一种脱模机构，这些顶杆一般只起顶出作用。有时根据塑件的需要，顶杆还可以参加塑件的成型，这时可以将顶杆做成与塑件某一部分相同形状或作为型芯。顶杆多用 T8AV、T10A 材料，头部淬火硬度达 50HRC 以上，表面粗糙度取Ra 值小于 0.8 微米，和顶杆孔呈 H8/f8 配合。 2.5.5 温度调节系统的设计在注射成型过程中，模具温度直接影响到塑件的质量如收缩率、翘曲变形、耐应力开裂性和表面质量等，并且对生产效率起到决定性的作用，在注射过程中，冷却时间占注射成型周期的约 80%，然而，由于各种塑料的性能和成型工艺要求不同，模具温度的要求有尽相同，因此，对模具冷却系统的设计及优化分析在一定程度上决定了塑件的质量和成本，模具温度直接影响到塑料的充模、塑件的定型、模塑的周期和塑件质量，而模具温度的高低取决于塑料结晶性，塑件尺寸与结构、性能要求以及其它工艺条件如熔料温度、注射速度、注射压力、模塑周期等。影响注射模冷却的因素很多，如塑件的形状和分型面的设计，冷却介质的种类、温度、流速、买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098519冷却管道的几何参数及空间布置，模具材料、熔体温度、塑件要求的顶出温度和模具温度，塑件和模具间的热循环交互作用等。(1) 低的模具温度可降低塑件的收缩率。(2) 模具温度均匀、冷却时间短、注射速度快，可降低塑件的翘曲变形。(3) 对结晶性聚合物，提高模具温度可使塑件尺寸稳定，避免后结晶现象，但是将导致成型周期延长和塑件发脆的缺陷。(4) 随着结晶型聚合物的结晶度的提高，塑件的耐应力开裂性降低，因此降低模具温度是有利的，但对于高粘度的无定型聚合物，由于其耐应力开裂性与塑料的内应力直接相关，因此提高模具温度和充模，减少补料时间是有利的。(5) 提高模具温度可以改善塑件的表面质量。在注射成形过程中，模具的温度直接影响塑件的成型质量和生产效率，根据塑料的要求，注射到模具内的塑料温度为 2000C 左右，而从模具中取出塑件的温度约为 600C，温度降低是由于模具通入冷却水，将温度带走了，普通的模具通入常温的水进行冷却，通过调节水的流量就可以调节模具的温度因闹钟后盖使用的塑料是 ABS，要求模温高，若模具温度过低则会影响塑料的流动性，增加剪切阻力，使塑件的内应力较大，甚至还出现冷流痕、银丝、注不满等缺陷。因此在注射开始时，为防止填充不足，充入温水或者模具加热。总之，要做到优质、高效率生产，模具必须进行温度调节。对温度调节系统的要求：(1)确定加热或是冷却；(2)模温均一，塑件各部分同时冷却；(3)采用低的模温，快速且大量通冷却水；温度调节系统应尽量结构简单，加工容易，成本低谦。2.5.6 模具冷却系统的设计根据模具冷却系统设计原则：冷却水孔数量尽量多，尺寸尽量大的原则可知，冷却水孔数量大于或等于 3 根都是可行的。这样做同时可实现尽量降低入水与出水的温度差的原则。根据2取 4 根，冷却水口口径为 6mm.另外,模具冷却系统的过程中，还应同时遵循：(1)浇口处加强冷却；(2)冷却水孔到型腔表面的距离相等；(3)冷却水孔数量应尽可能的多，孔径应尽可能的大；(4)冷却水孔道不应穿过镶快或其接缝部位，以防漏水。(5)进水口水管接头的位置应尽可能设在模具的同一侧，通常应设在注塑机的背面。(6)冷却水孔应避免设在塑件的熔接痕处。而且在冷却系统内，各相连接处应保持密封，防止冷却水外泄。闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工202.6 浇注系统的设计普通浇注系统由主流道、分流道、浇口和冷料井组成。在设计浇注系统之前必须确定塑件成型位置，可以才用一模两腔，浇注系统的设计是注塑模具设计的一个重要的环节，它对注塑成型周期和塑件质量（如外观，物理性能，尺寸精度）都有直接的影响，设计时必须按如下原则：(1)型腔和浇口开设部位力求对称，防止模具承受偏载而造成溢料现象。(2)型腔和浇口的排列要尽可能地减少模具外形尺寸。(3)系统流道应尽可能短，断面尺寸适当（太小则压力及热量损失大，太大则塑料耗费大）：尽量减少弯折，表面粗糙度要低，以使热量及压力损失尽可能小。(4)对多型腔应尽可能使塑料熔体在同一时间内进入各个型腔的深处及角落，及分流道尽可能平衡布置。(5)满足型腔充满的前提下，浇注系统容积尽量小，以减少塑料的耗量。(6)浇口位置要适当，尽量避免冲击嵌件和细小型芯，防止型芯变形浇口的残痕不应影响塑件的外观。2.6.1 主流道设计主流道是塑料熔体进入模具型腔是最先经过的部位，它将注塑机喷嘴注出的塑料熔体导入分流道或型腔，其形状为圆锥形，便于熔体顺利的向前流动，开模时主流道凝料又能顺利拉出来，主流道的尺寸直接影响到塑料熔体的流动速度和充模时间，由于主流道要与高温塑料和注塑机喷嘴反复接触和碰撞，通常不直接开在定模上，而是将它单独设计成主流道套镶入定模板内。主流道套通常又高碳工具钢制造并热处理淬硬。塑件外表面不许有浇口痕，又考虑取料顺利，对塑件与浇注系统联接处能自动减断。采用带直流道与分流道的潜伏式点浇口，为了方便于拉出流道中的凝料，将主流道设计成锥形，锥度为 3，内表面的粗糙度为 Ra0.8 微米,孔径为0.5 毫米。主流道的设计要点如下：(1)为便于从主流道中拉出浇注系统的凝料以及考虑塑料熔体的膨胀，主流道设计成圆锥形，因 ABS 的流动性为中性，故其锥度取 3 度，过大会造成流速减慢，易成涡流，内壁粗糙度为 R0.8um。(2)主流道大端呈圆角，其半径取 r=13mm,以减少流速转向过渡的阻力，r=1.5mm.(3)在保证塑件成形良好的情况下，主流道的长度应尽量短，否则会使主流道的凝料增多，且增加压力损失，使塑料熔体降温过多影响注射成形。(4)为使熔融塑料完全进入主流道而不溢出，应使主流道与注射机的喷嘴紧密对接，主流道对接处设计成半球形凹坑，其半径为 r2=r1+(12),其小端直径D=d+(0.51),凹坑深度常取 34mm。在此模具中取 r2=1112mm。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098521(5)由于主流道要与高温高压的塑料熔体和喷嘴反复接触和碰撞，所以主流道部分常设计成可拆卸的主流道衬套，以便选用优质钢材单独加工和热处理，其大端兼作定位环，圆盘凸出定模端面的长度 H=510mm。同时因该闹钟后盖采用 ABS，需加热，所以在主流道处采用电加热以提高料温。 如图 2.7：图 2.7 浇口套2.6.2 冷料井设计冷料井位于主流道正对面的动模板上，或处于分流道末端，其作用是接受料流前锋的“冷料” ，防止“冷料”进入型腔而影响塑件质量，开模时又能将主流道的凝料拉出。冷料井的直径宜大于大端直径，长度约为主流道大端直径。基于本次设计的模具，可采用底部带有拉料杆的冷料井，这类冷料井的底部由一个拉料杆构成。拉料杆装于型芯固定板上，因此它不能随脱模机构运动。如图 2.8图 2.8 冷料井设计2.6.3 分流道设计分流道是主流道与浇口之间的通道，一般开在分型面上，起分流和转向的作用。分流道截面的形状可以是圆形、半圆形、矩形、梯形和 U 形等，圆形和正方形截面流道的比面积最小（流道表面积于体积之比值称为比表面积） ，塑料熔体的温度下降小，阻力小，流道的效率最高。但加工困难，而且正方形截面不易脱模，所以在实际生产中较常用的截面形状为梯形、半圆形及 U 形。如图 2.9 所示:闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工22图 2.9 分流道设计2.6.4 分流道设计要点（1）在保证足够的注塑压力使塑料熔体能顺利的充满型腔的前提下，分流道截面积与长度尽量取小值，分流道转折处应以圆弧过度。（2）分流道较长时，在分流道的末端应开设冷料井。对于此模来说在分流道上不须开设冷料井。（3）分流道的位置可单独开设在定模板上或动模板上，也可以同时开设在动，定模板上，合模后形成分流道截面形状。（4）分流道与浇口连接处应加工成斜面，并用圆弧过度。2.6.5 分流道的断面分流道的断面尺寸应根据塑件的成形的体积，塑件的壁厚，塑件的形状和所用塑料的工艺性能，注射速率和分流道长度等因素来确定。因 ABS 的推荐断面直径为 4.59.52，部分塑件常用断面尺寸推荐范围。分流道要减小压力损失，希望流道的截面积大，表面积小，以减小传热损失，同时因考虑加工的方便性。分流道应考虑出料的流畅性和制造方便，熔融料的热量损失小，流动阻力小，比表面和小等问题，由于采用的是潜伏式二级分流道对热损失及流动提出了较高的要求，采用圆形的份流道，为了保证外形无浇口痕，浇口前后两端形成较大的压力差，增加流速，得到外形清晰的制件，提高熔体冷凝速度，保证熔融的塑料不回流，同时可隔断注射压力对型腔内塑料的后续作用，冷却后快速切除。同时它的效果与 S 浇注系统有同样的效果，有利于补塑。2.6.6 分流道的布局在多型腔模具中分流道的布置中有平衡和非平衡两种，根据本模具的要求我们选取平衡式，也就是指分流道到各型腔浇口的长度，断面形状，尺寸都相同的布置形式。它要求各对应部位的尺寸相等。这种布置可实现均衡送料和同时充满型腔的目的，是成型的塑件力学性能基本一致。而且在此模具中不会造成份流道过长的缺点。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985232.6.7 浇口选择浇口又称进料口，是连接分流道与型腔之间的一段细短流道（除直接浇口外） ，它是浇注系统的关键部分。其主要作用是：（1）型腔充满后，熔体在浇口处首先凝结，防止其倒流。（2）易于在浇口切除浇注系统的凝料。浇口截面积约为分流道截面积的0.030.09，浇口的长度约为 0.5mm2mm，浇口具体尺寸一般根据经验确定，取其下限值，然后在试模是逐步纠正。当塑料熔体通过浇口时，剪切速率增高，同时熔体的内磨檫加剧，使料流的温度升高，粘度降低，提高了流动性能，有利于充型。但浇口尺寸过小会使压力损失增大，凝料加快，补缩困难，甚至形成喷射现象，影响塑件质量。浇口位置的选择：（1）浇口位置应使填充型腔的流程最短。这样的结构使压力损失最小，易保证料流充满整个型腔，同时流动比的允许值随塑料熔体的性质，温度，注塑压力等的不同而变化，所以我们在考虑塑件的质量都要注意到这些适当值。（2）浇口位置的选择要避免塑件变形。采侧浇口在进料时顶部形成闭气腔，在塑件顶部常留下明显的熔接痕，而采用点浇口，有利于排气，整件质量较好，但是塑件壁厚相差较大，浇口开在薄壁处不合理；而设在厚壁处，有利于补缩，可避免缩孔、凹痕产生。（3）浇口位置的设置应减少或避免生成熔接痕。熔接痕是充型时前端较冷的料流在型腔中的对接部位，它的存在会降低塑件的强度，所以设置浇口时应考虑料流的方向，浇口数量多，产生熔接痕的机会很多。流程不长时应尽量采用一个浇口，以减少熔接痕的数量。对于大多数框形塑件，浇口位置使料流的流程过长，熔接处料温过低，熔接痕处强度低，会形成明显的接缝，如果浇口位置使料流的流程短，熔接处强度高。为了提高熔接痕处强度，可在熔接处增设溢溜槽，是冷料进入溢溜槽。筒形塑件采用环行浇口无熔接痕，而轮辐式浇口会使熔接痕产生。（4）浇口位置应避免侧面冲击细长型心或镶件。因点口在脱开时会伤塑件的内表面在这里是可以的，考虑到点浇口有利浇注系统的废料和塑件的脱离，所以选取用点绕口。分流道与浇口的连接。在利用了Pro/E 的塑料顾问对其进行模仿 CAE 的注塑之后选择了更具优势的浇口，由于闹钟后盖的侧内壁与闹钟芯存在一定的空隙，所以即使是在脱模的时候流在一定的浇口痕也不会影响装配。闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工243型腔仿真加工Cimatron 工作环境是专门针对模具行业设计开发的，可以说是一个高级的模具设计制造软件。它支持实体，曲面和线框混合造型，使模具设计者轻松导入数据和创建零件的概念设计。(1)打开CAD文件打开cimatron E7.0后，在主菜单上选择“文件”-“打开文档”，在cimatron E7.0浏览器中选择凹模，打开文件后，在CAD方式下检验模型的完整性。(2)进入CAM编程模块输出到CAM主菜单上选择“文件”-“输出”-“到加工”。将当前文件作为加工模型输出到CAM方式。确认模型放置位置。进入加工模块后，模型的放置位置和旋转角度按默认方式，即直接放置到坐标系的原点，同时不做旋转。在特征向导栏中单击“确定”按钮完成模型放置。(3)放置刀具单击屏幕左侧的编程向导条中的“刀具”按钮，进入新建刀具功能，屏幕上会出现“刀具和卡头”对话框，在对话框中单击“新建刀具”按钮，(4)新建刀具轨迹单击屏幕左侧的编程向导条中的“新建刀具轨迹”按钮进入刀具新建轨迹功能，屏幕上会弹出“创建刀具轨迹对话框” 窗口内定义新建的刀路轨迹的名称与坐标系及安全平面高度。(5)开始创建程序单击在屏幕左侧的编程向导条中的“创建程序”按钮，开始创建程序，此时屏幕上的向导条改变成程序向导条。(6)选择工艺在上图对话框中，主选项选择 2.5 轴加工，子选项中选择素材环切(7)选择加工对象刀具确定后，会切换到加工对象功能下。单击“工件轮廓”数量按钮进行曲面选择，在弹出的对话中设置参数(6)设置刀路参数(9)设置机床参数(10)单击保存并计算仿真加工效果如图 3-1 所示：买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 1197098525图 3.1 仿真效果图闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工264模 具 的 装 配装配模具是模具制造过程中的最后阶段，装配精度直接影响到模具的质量、寿命和各部分的功能。模具装配过程是按照模具技术要求和相互间的关系，将合格的零件连接固定为组件、部件直至装配为合格的模具。塑料模的装配基准分为两种情况，一是以塑料模中和主要零件台定模，动模的型腔，型芯为装配基准。这种情况，定模各动模的导柱和导套孔先不加工，先将型腔和型芯镶块加工好，然后装入定模和动模内，将型腔和型芯之间垫片法或工艺定位器法保证壁厚，动模和定模合模后用平行夹板夹紧，镗投影导柱和导套孔，最后安装动模和定模上的其它零件，另一种是已有导柱导套塑料模架的。浇口套与定模部分装配后，必须与分模面有一定的间隙，其间隙为 0.050.15 毫米，因为该处受喷嘴压力的影响，在注射时会发生变形，有时在试模中经常发现在分模面上浇口套周围出现塑料飞边，就是由于没有间隙的原因。为了有效的防止飞边，可以接近塑件的有相对位移的面上锉一个三角形的槽，由于空气的压力的缘故可以更好的防止飞边。4.1 模具的装配顺序（1）确定装配基准；（2）装配前要对零件进行测量，合格零件必须去磁并将零件擦拭干净；（3）调整各零件组合后的累积尺寸误差，如各模板的平行度要校验修磨，以保证模板组装密合，分型面吻合面积不得小于 80%，间隙不得小于溢料最小值，防止产生飞边。（4）在装配过程中尽量保持原加工尺寸的基准面，以便总装合模调整时检查；（5）组装导向系统并保证开模合模动作灵活，无松动和卡滞现象；（6）组装冷却和加热系统，保证管路畅通，不漏水，不漏电，门动作灵活紧固所连接螺钉，装配定位销。装配液压系统时允许使用密封填料或密封胶，但应防止进入系统中；（7）试模：试模合格后打上模具标记，包括模具编号、合模标记及组装基面。最后检查各种配件、附件待零件，保证模具装备齐全，另外在装配过程中应严防零件在装配过程中磕、碰、划伤和锈蚀。装配滚动轴承允许采用机油进行热装，油的温度不得超过 1000C。4.2 开模过程分析注塑机推动推杆垫板兼顶管垫板使动定模分开，在导柱导向的情况下，动定模顺利分型，同时拉料杆拉断浇口，使塑件在推板和顶管的作用下顺利脱出。闭合时，同样在导柱和导套的导向作用下通过顶柱使顶杆先于型腔复位。以免顶杆碰到型腔，损坏模具。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985275结论本课题设计是闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工。在这次为期半年的毕业设计设计中，我对模具结构有了理性的认识，对模具设计奠定了基础，同时对塑料模具设计和制造进行文献检索，了解模具的现状和发展趋势，并制定了设计方案和计划。首先对制品数据收集后进行三维实体造型,再进行一系列模具结构设计,再应用Cimatron 软件进行型腔数控加工,过程中发现很多不懂的问题，及时查找书籍和请教老师指点，不断解决了这些难题。在设计中注意了配合尺寸和粗糙度的要求并进行工艺分析,尽量满足生产要求,降低了零件的加工成本,大大提高了加工效率。通过以上工作的完成，我对一套模具从设计到加工的全过程有了清醒而直观的认识，同时从中受益匪浅。在设计中由于使用最新的模具设计软件使工作效率大大提高，并且提高了模具结构的合理性，同时自己学到了很多知识。但由于实践经验的欠缺，在设计中对零件的加工精度和成型零件的加工工艺的确定由很多不足之处，在以后的工作学习中会好好改进，尽量做到最好。闹钟后盖模具设计及型腔仿真加工28参考文献1申树义,高济编著. 塑料模具设计. 北京:机械工业出版社,1993.2张荣清主