洗衣机机盖的注塑模具设计Word格式.docx
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所以在制造模具时，各零件精加工后的变形不能太大,精度要高，特别是模具的型腔要抛光处理，表面粗糙度要达到Ra0.3-0.4μm，塑件并要求抗冲击,耐摩擦,耐酸碱、污水。
（1）。
为了方便加工和热处理，型腔与型芯部分采用镶拼结构;
（2）.该塑件是一个洗衣机的盖子，按其形状分析，有侧抽芯。
侧抽芯和分型先后次序应侧抽芯后上下面分型。
但考虑到此塑件有18处需侧抽芯，其加工难度和成本可想而知，所以在本次设计中采用18根斜顶代替侧抽芯，而顶杆则可大大减少,只需再在塑件的两端各设置两根顶杆即可。
由于塑件的两侧边有个倾斜角度，所以在模具造型时塑件不能水平放置，否则不能脱模,故倾斜放置;
（3）。
该塑件不允许产生飞边，这和模具制造的配合精度，模温、模板的刚性强度都有关，当然原材料的流动性、注射时的工艺参数也有关.当然也可能会产生缩孔、顶白等缺陷，这就要增加模具的排气效果，冷料穴、模温、流道、浇口尺寸都要适当增大；
（4）。
该塑件的原材料根据要求选择ABS。
ABS的综合机械性能好,但耐热性较差,吸水性较大，化学稳定性较好，尺寸稳定、表面光泽性好,这种材料成型性能好，易产生熔接痕，浇口处外观不好；
ABS成型条件见表1：
注射成型机类型
螺杆式
比重（克／厘米）
1.03～1。
07
计算收缩率（%）
0。
3～0。
8
注射压力（Mpa）
60～100
喷嘴温度（℃）
170～180
螺杆转速（转/分）
28
预热
温度（℃）
时间（H）
80～85
2～3
料筒温度（℃）
前段
180～200
中段
165~180
后段
150～170
注射
注射时间（S）
20~90
后处理
方法
鼓风烘箱
高压时间（S）
0～5
红外线灯
冷却时间（S）
20～120
70
总周期（S）
50～220
4
表1:
ABS成型条件
（5）。
计算制品的体积、质量。
用UG3.0软件对制件模型进行分析,得到塑件体积Ｖｓ=136.793㎝3，查《模具设计指导》表6-1得塑料ABS的密度为1。
02—1.05g/㎝3，注：
（注塑级密度为1。
05g/㎝3），故单件塑件质量Ms=136.793×
1。
05g=143.63265g。
2。
模具总体结构设计
2．1型腔数目的确定
由于本塑料制件的生产批量为大批量生产，在保证塑件质量的前提下，希望能采用一模多腔或高速自动化生产来缩短生产周期，提高生产效率,但考虑到塑件比较大，采用一模多腔的话不合适；
每增加一个型腔,受型腔的制造误差和成型工艺误差的影响，塑件的尺寸精度要降低4％—8％，该塑件尺寸精度较高，故只采用一模一腔；
考虑到该塑料制件形状及浇口的位置、形式的限制，以及模具制造上的复杂度，模具只采用一模一腔。
2．2分型面的确定
为了将塑料制件和浇注凝料等从密闭的模具内取出，将模具适当地分成若干个主要部分，这些可以分离部分的接触表面，通常为分型面。
该塑件分型面比较好确定，通过对该塑料制件的分析,考虑到塑件的外观表面和斜顶结构，可以得出该塑料制件只有一个分型面,即用UG3.0直接获取塑件的最大截面处。
2．3浇注系统结构的确定
2.3.1主流道设计
主流道是一端与注射机喷嘴相接触，另一端与分流道相连的一段带有锥度的流动通道.根据注射机注射量及ABS这种材料选用主流道截面直径，为便于将凝料从主流道中拔出,将主流道设计成圆形，锥度为2度,其进口端直径为4.5mm，出口端直径为9。
5mm。
由于注塑机喷嘴球面半径为15mm，故主流道球面半径为16mm。
结构见图2—3—1。
图2—3—1：
主流道结构图
2.3。
2分流道设计
分流道是指主流道末端与浇口之间这一段塑料熔体的流动通道。
它是浇注系统中熔融状态的塑料由主流道流入型腔前，通过截面积的变化及流向变换以获得平稳流态的过渡段。
因此分流道设计应满足良好的压力传递和保持理想的充填状态，并在流动过程中压力损失尽可能小,能将塑料熔体均衡地分配到各个型腔.
分流道的形状及尺寸
为了便于加工及凝料脱模，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形半圆形及矩形等,模具设计中常采用圆形截面，其主要特性是加工工艺性好，且塑料熔体的热量散失流动阻力均不大，根据塑件的体积、壁厚、形状、注塑速率、分流道的长度和塑料的流动方向，分别在型芯和型腔上开一个半圆型槽，槽直径8mm，（注意它的适用范围，即塑件厚度在3。
2mm以下，重量小于200g）。
该塑件体积为136.793cm3，质量大约143。
63265g，分流道长度预计150mm长,一个型腔.而对于ABS塑料，其圆形截面分流道直径推荐值为4.7—9。
5mm,应该算是合格的。
其基本形状见图3-4-2所示.
图2—3-2定模芯上的分流道截面基本形状
（2）.分流道的表面粗糙度
分流道的内表面粗糙度Ra要求一般，一般取1.6μm左右既可，这样表面稍不光滑,有助于塑料熔体的外层冷却皮层固定,从而与中心部位的熔体之间产生一定的速度差，以保证熔体流动时具有适宜的剪切速率和剪切热.
3浇口的设计
浇口采用潜伏式浇口,其尺寸很小。
这类浇口由于前后两端存在较大的压力差,能有效的增大塑料熔体的剪切速率并产生较大的剪切热,从而导致熔体的表现粘度下降,流动性增加，有利于填充。
采用潜伏式浇口成型塑件，去除浇口后痕迹小，易取得浇注系统平衡，也有利于自动化操作.
2.4推出及复位方式的确定
推出方式很多,有推杆推出脱模、推管推出脱模、推板推出脱模、推块推出脱模、利用成型件推出脱模和多元件联合推出脱模等。
根据制品结构特点,由于该塑料类模具自身有易脱模的特点，采用斜顶和推杆推出脱模。
本产品有一个很大的特点就是有18个斜顶均匀的分布在产品的边缘。
只有产品的两个侧边斜顶只有一个,所以在产品两个侧边分别设计两个顶杆，使顶出更加平稳。
2.4。
1推杆斜顶的位置设置
设计时也要遵循一些基本原则，如推杆应设在脱模阻力大的地方、推杆应均匀布置、推杆应设在塑件强度刚度较大处，两边对称,共设4处.斜顶的位置分布是根据塑件本身的倒钩依次排列，两边对称,共设18处。
位置见图2-4—1。
图2—4-1：
顶杆、斜顶布置图
2推杆和斜顶的结构形状
推杆在推塑件时，应具有足够的刚性，以承受推出力，由于本塑件模具推杆直接推在制件内表面，推杆直径大了可能会留下大的印痕，影响塑件外观,但推杆直径小了，推杆易发生弯曲、变形，又因为设置了18处斜顶，故推杆选用φ8×
250型号。
斜顶结构具体将在成型零件中介绍，在这里就不详细介绍了.
4.3推杆的复位
使用推杆和斜顶作为推出塑件的脱模机构,在完成一次脱模动作，开始下一个注射工作循环时,与制品接触的推杆必须回复到初始位置。
为了保险起见，本次设计采用四根复位杆复位，选用φ25×
235型号，需要注塑机的合模动作来配合完成。
2.5导向机构的确定
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，而一般大的模具需要定位块来定位,因为导柱与导套之间有间隙，所以只能起到导向的作用,在模具合模时,动模芯与定模芯不能处于准确的位置，这就需要定位块来定位,而导柱导套只起到方向性作用，这样就大大减少了导柱导套之间的磨损。
2.5.1定位结构的确定
定位块和定位槽开在模框的四周，在加工中心加工的时候铣出，这样它们的长度和宽度能保证的非常准确，定位块和定位槽三面接触。
定位块的高度要低于定位槽的深度，如果定位块的高度高于定位槽的深度,那么在模具合模时，分型面还没有碰死的时候，定位块已经接触到了定位槽，这是绝对不允许的。
所以定位块高度必须小于定位槽深度，定位块和定位槽倾斜的方向要相反但是角度要相等，而且定位槽得有个沟槽,如果是直角，定位块要很好的插入到定位槽中去就比较困难,有个沟槽合模就顺畅多了。
2.5。
2导柱的结构确定
由于本模具要求大批量生产，可在模板中设置导套，导向孔磨损后只需更换导套即可.为确保导套固定孔直径与导柱固定孔直径相等及同轴度要求，两孔可同时加工.导柱采用国标GB/T4169。
5-1984,具体结构另附图纸。
导柱中心到模具边缘应有足够的距离以保证模具强度,导柱中心到模具边缘距离通常为导柱的1-1.5倍。
5。
3导套的结构确定
导套采用内凹式导套,为了使导柱顺得进入导套,在导柱前端采用R10圆角过渡。
采用GB/T4169.3-1984，其基本结构见图2-5—3
图2—5—3导柱导套基本结构图
2.6成型零件的确定
综合考虑塑件的形状大小和重量，故套用龙记模架的标准型号2056，其外形尺寸680mm×
460mm×
485mm.
2.6。
1型腔型芯的结构设计
型腔型芯均采用整体组合式，由整块材料加工而成,用螺栓固定在动/定模框上，型腔上的斜顶、推杆、拉料杆等配合部分用线切割直接成型,型腔型芯表面和分流道等则经过CNC加工过后进行电火花加工。
特别是型芯，电火花后还需要进行镜面抛光处理.
6。
2配合部分的结构设计
配合部分的结构设计综合考虑采用斜顶结构来完成，斜顶一般适合于有侧槽或侧钩的设计,既方便又省成本，而且结构灵活多变，又有很好的互换性。
所以这里考虑使用斜顶为最佳方案。
本产品共有18个侧槽和侧勾，但都是两个两个对成的，故只需设计9个即可.这些都是需要与另一机盖B配合，所以精度要求较高,再则不能有飞边，设计时要特别注意。
因为斜顶在顶出时是要来回摩擦的，又是成型面，所以材料选用2738H，其不仅综合性能好，钢度强度也高，而且热稳定性也好。
斜顶的倾斜度都设计成85.，再根据侧槽或侧勾的深度来计算斜顶需要多大的顶出距离，侧槽或侧勾的深度除以tg15就是所需要的最小的斜顶高度，再根据各个斜顶在模芯上的位置，再加上模板顶杆固定板等高度，来确定斜顶最终的长度。
在斜顶成型面的背面设计一个3度的斜度，是为了有一个锁紧的作用，在斜顶退回的时候，这个斜度的地方和模芯产生作用，在斜度的作用下，把斜顶向前推，这样就能起到一个锁紧的作用，使斜顶的分型面能很好的接触,而不致于产生飞边。
在斜顶顶出的时候，又不会影响到斜顶的顶出，所以这个斜度将起到非常重要的作用。
斜顶在顶出时很容易卡死，所以在设计时一定要注意顶出的灵活性。
斜顶的头部和下部是不一样大的，头部和成型面是间隙配合，单边间隙在3丝之内，因为ABS跑飞边的最小间隙为3丝。
为了保证斜顶在顶出不卡死,斜顶下部和模芯的单边间隙在10丝左右,这样斜顶就变的灵活多了，要固定斜顶的顶出单靠头部是不行的，所以在模框的底部要设计一个斜顶限位块来加以固定，斜顶导向块与斜顶的单边间隙为10丝左右。
斜顶要固定在顶杆固定板上，先通过圆销把斜顶和导向块连接起来,导向块在斜顶滑槽中可以滑动，斜顶导向块通过螺丝固定在顶杆固定板上,这样斜顶就可以自由顶出了。
要注意的是斜顶导向块和斜顶滑槽在一个方向上要可以滑动,那斜顶在顶出时在这个方向上就会自动调节,那在另外一个方向上也要有一定的间隙，让斜顶可以自由调节，设计时可以单边留出1㎜的间隙，那么斜顶在顶出时，在四个方向上都会自动调节。
这样就增加了斜顶在顶出时的灵活性,而不致于在顶出时被卡死。
因为有18个斜顶，要这么多斜顶在顶出时都能顺利流畅，这就需要给斜顶设计一个灵活度，保证在顶出时不被卡死。
所以这些附属机构非常的重要，是顶出机构中不可缺少的一部分。
斜顶排列位置见图2-4-1所示。
2.7冷却系统的确定
2.7。
1冷却系统的结构形式
一般情况下，根据塑件的形状及其所需要的冷却温度，冷却回路可分为直通式,圆周式、螺旋式、喷射式、隔板式等多种样式，在多种情况下，可将这些样式互相配合，构成一个或多个冷却回路.
考虑到塑件本身圆弧型,又加之倾斜放置,决定采用弧环组合式冷却水路.
7。
2冷却水道的布置
本次设计采用弧环组合式冷却水路。
两个环设计在产品的旁边，一个设计在产品上。
第一个环的直径为20㎜，深度为70㎜,每两个圆之间铣出一个槽，每个圆中放入一个隔水片（材料：
黄铜）。
第二个环的两端部分直径为18㎜，深度为50㎜，中间部分直径为20㎜，深度为45㎜.一样每两个圆之间铣出一个槽.但第二个环中的冷却水孔不能不能一直连着，因为冷却水孔都比较深，如果都一直连着的话,势必会影响到模芯的强度，所以要分成三个部分，每两个部分之间空出一段距离.第三个部分一样也不能全连接着,需要分成两个部分，所有孔的直径均为16㎜，深度都为20㎜。
相对而言这样的水路结构冷却效果比其他冷却水路都要好些，但制造比较麻烦。
根据ABS塑料的特性，取冷却通道推荐尺寸，综合考虑确定模框部分的冷却水孔直径为8㎜，模芯与模框之间采用橡胶密封条密封,这样水就能从第一个环一直流到最后一个。
动模芯的冷却水道布置如图2—8-2所示.
图2-7—2动模芯的冷却水道布置图
8排气系统的确定
排气系统主要是在注射过程中，将型腔中的气体有序且顺序的排出，以免塑件产生气泡、疏通等缺陷。
注射模的排气问题，有时往往被忽略，其实在多数情况下，在模具的结构里,总能自然而然地具有排气功能.
本次设计就利用分型面上自然排气的形式,合模再严格，由于分型面的平面制造误差的缝隙作为排气通道。
再利用斜顶、顶秆处排气，由于斜顶、顶秆和型芯是动配合形式,其配合间隙能完成排气功能.但考虑到动定模接触面较大,故根据塑件的形状，在动模芯上增开一个环行的排气槽，以便排气顺畅。
结构如图2—8所示:
3。
注塑机选用与校核
1注塑机选用
注塑机的选用原则：
（1）.确定注塑机的型号，使塑料、塑件、注射模、注射工艺等所要求的注塑机的规格参数点在所选注塑机的规格参数可调范围之内,亦要满足所需的参数在额定的范围之内.
（2）。
调整注塑机的技术参数至所需的参数点。
结合型腔数及浇注系统初定注射容量,然后根据容量和模具外形尺寸初选注塑机,模具是采用一模一腔，该塑件容量V=136.793㎝3，龙记模架的标准型号2056，其外形尺寸680mm×
485mm，综合考虑选用海天生产的HTF300X5型注塑机。
HTF300X5型注塑机的主要参数见表2：
注射装置
合模装置
螺杆型号
B—D65
合模力
3000KN
螺杆直径
65mm
移模行程
600mm
螺杆长径比
20L/D
拉杆内距
660m×
660mm
理论容量
853cm3
最大模厚
注射重量
776g
最小模厚
250mm
注射压力
182Mpa
顶出行程
160mm
螺杆转速
0—170rpm
顶出力
62KN
表2:
HTF300X5型注塑机的主要参数
2注塑机校核
3.2。
1注射容量的校核
根据生产经验，注射机的最大注射量是其允许最大注射量的80％。
即公式:
nm1+m2≤80％m
式中n--型腔数量
m1—-单个塑件的体积（cm3）
m2——浇注系统所需塑料的体积（cm3）
m——注射机允许的最大注射量（cm3）
根据上述公式，得136.793+10。
536≤80%×
853
147.329cm3＜682.4cm3
故满足要求。
2锁模力校核及注射压力校核
塑料熔体对型腔的成型压力与塑件和浇注系统在分型面上的投影面积之和的乘积小于注射机额定锁模力，即:
﹙nA1＋A2﹚p＜F
式中n—-塑件数量
A1——单个塑件在模具分型面上的投影面积（mm2）
A2—-浇注系统在模具分型面上的投影面积（mm2）
p——塑料熔体对型腔的成型压力（Mpa），其大小一般是注射压力的80%
F——注射机的额定锁模力（N）
根据上述公式，得
（62725。
64＋1184.26）×
28.8＜3000000
1840。
605KN＜3000KN
故满足要求.
注射机的最大注射压力182MPa而本次设计采用的是ABS材料,型腔的压力查《塑料模具设计制造与应用实例》表4-1得,塑件成型所需的的实际压力只需36MPa，故满足要求.
2.3模具厚度校核
模具厚度H,又称闭合高度，它必须满足：
Hmin＜H＜Hmax
上式中Hmin——注射机允许的最小模厚，即动、定模板之间的最小开距
Hmax-—注射机允许的最大厚度
本模具动定模座板厚各35mm，定模框厚度125mm,动模框厚度190mm,模脚厚度120mm，定位块20mm。
故模具厚度：
H=465mm，模具外形尺寸：
680mm×
460mm×
465mm。
根据以上公式及数据得，250mm＜203。
5mm＜660mm，故模具厚度满足要求.
4模具最大尺寸校核
安装模具的外形尺寸应小于注射机的拉杆间距,否则模具无法安装。
模具外形尺寸680㎜×
480㎜,注塑机动、定模固定板最大可安装尺寸840㎜×
560㎜，其拉杆空间为660㎜×
660㎜大于模具外形尺寸,故模具可以安装。
5推出行程校核
模具开模取出塑件所需的开模距离H必须小于注射机的最大开模行程S。
由于该模具是单分型面注射模，可按如下公式计算:
S≥H＝H1+H2+﹙5～10﹚mm
式中H1——推出距离﹙脱模距离﹚﹙mm﹚
H2-—包括浇注系统凝料在内的塑件高度﹙mm﹚
根据上述公式,得
H=50+285+10=345mm
S=600mm＞H=345mm
6顶出装置的校核
该注塑机是采用中心杆液压顶出与其他辅助油缸联合作用.根据开合模装置的顶出形式、顶出杆直径、顶出杆间距及顶出距离，所设计的模具内的推杆位置、推杆长度足以将塑件脱模出来。
4.模具的装配
模具总装后如图4所示:
如图4:
总装图
结束语
为期二个月的毕业设计至今己将近尾声，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。
这次毕业设计总结了三年来所学的理论专业知识，是理论和实践结合的大课题，为提交我们分析问题、解决问题，巩固运用知识的能力发挥了举足轻重的作用，为提交我们实践操作技能，为我们踏上社会走上工作岗位参加工作奠定了良好的基础.
通过本次毕业设计，我对塑料模的设计思路、方案分析，拟定等各个环节有了较为清晰、深入的了解，拿到一个塑料制件，首先要对制件进行工艺分析,在满足制件使用要求的前提下，为提高制件质量、精度还可以对制件的某些部位进行改进。
在此基础上，让我对注塑模具设计的各种成型方法、成型零件的设计、成型零件的加工工艺、主要工艺参数的计算、产品缺陷及其解决办法、模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。
在设计时要对各个方案进行权衡，尽早采用标准件以缩短设计周期,降低设计成本,这点是非常重要的。
在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，请教工厂中极具经验的模具设计人员和工人师傅以及各位老师有关模具方面的问题，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里,对模具的认识有了一个质的飞跃。
从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一种过程，而我对模具设计与加工的认识过程亦是如此。
经过两个月的努力，毕业设计一定能为我三年的大学生涯划上一个圆满的句号,为将来
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