塑料挂钩座注射模具设计.docx

1、塑料挂钩座注射模具设计塑料挂钩座注射模具设计摘要注射模在机械、电子、航天航空、生物等领域及日用品的生产中得到了越来越广泛的应用，但我国的塑料成形模具设计整体水平还较低，跟发达国家有很大的差距，主要表现在：模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等。目前，我国的注射成型发展方向主要为提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平及CAD/CAE/CAM技术的应用范围。本设计的课题是塑料挂钩座注射模具设计，塑件结构复杂，尺寸精度要求较高，模具设计具有一定的难度。设计内容分为以下三个方面：注射可行性分析、模具总体设计和模具零部件设计。整个设计过程主要借助

2、PRO/ENGINEER（以下简称PRO/E）、MoldFlow等软件完成。该模具设计的过程为：（1） 对塑件实体进行测绘，同时在PRO/E中创建其3D模型，并用PRO/E的模型分析功能对其进行初步分析和计算；（2） 拟定型腔布局并选择合适的注射机；（3） 利用PRO/E的模具模块完成模具的模仁设计和浇注系统设计，在设计浇注系统时，运用MoldFlow软件对塑件进行了最佳浇口位置分析和注射模流分析及模拟；（4） 用PRO/E注塑模设计专家（简称EMX）进行模架和模具各零部件的设计。本设计的最大特点是运用先进的设计理念，在3D实体模型环境下完成整个模具设计过程。从零件建模，到模具结构设计，以及最

3、后的工程出图，均通过PRO/E软件完成；并且在设计过程中充分利用了PRO/E、MoldFlow的分析功能，进行了如浇注系统分析、注射模拟、开模动作检测、干涉检测等工作，以设计出最为合理的模具结构。此外，设计中大部分分析计算都依靠设计软件进行，手工需要完成的只是模具的结构形式选择及计算校核，从而把设计工作从以往复杂繁琐的计算过程中解放出来，借助于EMX，大大缩短了模具设计花费在创建、定制和细化模架部件以及模具组件上的时间，并且其3D 实体模型也随着设计零件的更改而自动更新，从而使设计周期大为缩短，较好的保证了该模具的设计水平。本设计较好的实现了利用先进CAD/CAE/CAM技术对该复杂、精密塑件

4、的设计。关键词：塑料；挂钩座；注射模；Pro/Engineer；MoldFlowThe abstract of designing plastic pothook injection mouldThe injection mould has been more and more widely used in the field of machine, electronics, aviation, biology and commodity. But the technology of designing injection mould in our country has a wide gap

5、 with developed countries due to comparatively low average lever. The gap is mainly reflected in the following aspects: the large deformity of the part, the great burr of side overflow, the lower surface quality, the serious erosion and cauterization of the mould, the bad exhaust of mould and the ea

6、sily destroyed of the cavity and so on. At present, the direction of our injection mold is focus on improving the technology of large, exact, complex and long-life mould and widening the range of using the CAD/CAE/CAM.The subject of the design is an injection mould for plastic pothook, as the config

7、uration of the plastic is complex, and the precision of the dimension is high required, the design of the mould is difficult in some degree. The content of the design can be divided into three parts: the analysis of the injection possibility, the whole design of the mould and the design of the parts

8、, the process have been finished chiefly with the help of software Pro/Engineer.The general processes of the design is: firstly, survey and draw the plastic, establish its 3D model by PRO/E; then primarily analysis and figure up it using the analytic function of PRO/E; then sketch the draft of the l

9、ayout of cavity and choose an equal injection machine; next, making use of PRO/Es module to complete the design of core and cavity as well as molding system, on which, software MoldFlow is used to do the analysis of the best gate location and the analysis and simulation of fluid; at last, use Expert

10、 Moldbase Extension of PRO/E to execution the designing of the mold-base and every part of the mould. The most conspicuous feature of the design is that the whole process is done in the environment of 3D model, which is conduct by the advanced theory. The software POR/E completes the work from model

11、ing to the design of construction, and the last draw for engineering. During the process, the analytic function of PRO/E、MoldFlow have been fully used to do the work, such as: Analysis of molding system, injection simulation, the testing of mold opening and interference and so on, in order to make t

12、he most rational mould. In addition, most analysis and count are finished by design software automatically, therefore, what left to be done by hand are only selecting the form of the mould、 calculate and check the result. In which condition, the fussy compute process can be avoided, and the time spe

13、nt on creating, ordering and simplifying the parts and component part can be largely shortened with the help of EMX. The 3D model can renew itself automatically as the change of the design parts, therefore, the design circle can greatly be shortened and the mould quality can be better secured.Key wo

14、rds: plastic; pothook; injection mould; Pro/Engineer; MoldFlow前言设计说明书第一章 产品分析 1.1 塑件分析 1.2 塑件原材料分析2第二章 拟定型腔布局. 2.1 型腔.4 2.2 型腔数目的确定. 2.3 型腔排布.5第三章 塑件相关计算及注塑机的选择 3.1 塑件相关计算.6 3.2 注塑机选择及注射工艺参数确定7第四章 分型面设计 4.1 分型面设计原则 4.2 分型面设计第五章 浇注系统设计.10 5.1 总体设计.10 5.2 主流道设计11 5.3 分流道设计11 5.4 进料口设计13 5.5 冷料穴的设计14 5

15、.6 浇口套及定位圈的设计14 5.7 塑件模流分析14第六章 模架选用及注射参数校核20 6.1 模架.20 6.2 开模行程校核21第七章 成型零部件设计.22 7.1 成型零件的材料选择22 7.2 成型零件结构设计.22第八章 侧向分型抽芯机构设计.28 8.1 侧向分型抽芯机构类型选择28 8.2 抽芯距确定与抽芯力计算28 8.3 斜导柱分型与抽芯机构零部件设计29第九章 合模导向机构设计.34 9.1 导向机构.34 9.2 定位装置.36第十章 脱模机构设计.37 10.1 脱模装置37 10.2 推出机构设计38 10.3 拉料机构40第十一章 冷却及排气系统设计42 11.

16、1 冷却系统42 11.2 排气机构44第十二章 模具总体结构.45结束语.48致谢.49参考文献50第一章 产品分析1.1塑件分析1.1.1结构分析本次设计任务所提供的资料为塑件实体，如下图所示：【图11】塑件草图由零件实体模型及二维草图可知，该零件总体形状为近似梯形，零件大端有两个伸出块及六角通孔，上方有两个小沉孔，在零件的两测也各有两个小孔，此外还有诸多突出小块，加强筋等等，并且所有结构对称布置。在模具设计时，两侧的小孔可以使用小型心对插成型，沉孔及伸出块位置也可使用小型心，而端头的六角通孔必须设置侧向分型抽芯机构，总体看来，该零件属于较复杂程度。1.1.2尺寸精度分析该零件的重要尺寸精

17、度为6级，其它尺寸精度为78级，属于中等精度，对应的模具相关零件尺寸加工可以保证。1.1.3塑件厚度检测塑件的厚度检测采用Pro/Engineer设计软件的模型分析功能自动完成，如图所示：从塑件的壁厚上来看，壁厚的最大处为4mm左右，最小处小于1mm，壁厚差较大，但大多处在23mm的范围之内，并综合其材料性能，只要注意控制成型温度及冷却速度，零件的成型并不困难（如果条件允许，也可考虑修改其结构形式使壁厚趋向均匀）。1.1.4表面质量分析 该零件的表面除要求没有凹陷，无毛刺，内部无缩孔，没有特别得表面质量要求，故比较容易实现。综以上分析可知，注射时在工艺参数控制较好的情况下，零件的成型质量很容易

18、得到保证。1.2塑件的原材料分析 塑件的材料采用聚碳酸脂（PC），其性能参数如下：1.2.1基本资料英文全名：Polycarbonate结构：PC：耐冲击性相当高，属于工程塑料。 耐热性佳、低温安定性良好。 成型后尺寸稳定性高，耐候性佳，且吸水率低。 无毒性。1.2.2机械特性密度：1.2 g/cm3拉伸强度：630kg/cm2硬度：70(Rockwell M)吸水率：0.24%1.2.3热物性质线膨胀率 ：3.8*10-5 cm/cm*热变形温度 ：1351.2.4成形加工性射出成型温度：230310射出成型压力：10001400Kg/cm2成形收缩率：0.5%0.7%模具温度：80120注

19、射时间：2090高压时间：05冷却时间：2090总 周 期：40190从以上资料分析可以得知，该塑料具较好的各项性能指标，从使用性能上看，该塑料具有刚性好、耐水、耐热性强，是做为挂钩座较理想的材料；而由耐热性的观点来看，PC属于工程塑料，不仅在耐热上具有一定程度的能力，机械性质上也比一般的泛用塑料来的高；从成型性能上看，该塑料吸水性小，熔料的流动性一般，成型较容易，但收缩率偏大，另外，该塑料成型时较易产生凹痕、变形等缺陷，成型温度过低时，方向性明显，凝固速度较快，易产生内应力。因此，在成型时应注意控制成型温度，浇注系统应缓慢散热，冷却速度也不宜过快。第二章 拟定型腔布局2.1型腔一般来说，精度

20、要求高的小型塑件和大中型塑件优先采用一模一腔的结构，对于精度要求不高的小型塑件，形状简单，又大批量生产时，则采用多型腔模具可使生产率提高。型腔数量确定以后，便进行型腔的排布。型腔的排布 及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的设计的平衡以及温度系统的设计。以上这些问题又与分型面及浇口的位置选择有关，所以在设计过程中，要进行必要的调整，以达到比较完善的设计。型腔数量确定及型腔的排布所谓型腔（cavity）指模具中成形塑件的空腔，而该空腔是塑件的负形，除去具体尺寸比塑料大以外，其他都和塑件完全相同，只不过凸凹相反而己。注射成形是先闭模以形成空腔，而后进料成形，因此必须由两部分或（两部分以上）形成这一

21、空腔型腔。其凹入的部分称为凹模（cavity），凸出的部分称为型芯（core）。2.2型腔数目的决定型腔数目的决定与下列条件有关。a.塑件尺寸精度型腔数越多时，精度也相对地降低，1、2级超精密注塑件，只能一模一腔，当尺寸数目少时，可以一模二腔。3、4级的精密级塑件，最多一模四腔。b.模具制造成本 多腔模的制造成本高于单腔模，但不是简单的倍数比。从塑件成本中所占的模具费比例看，多腔模比单腔模具低。c.注塑成形的生产效益多腔模从表面上看，比单腔模经济效益高。但是多腔模所使用的注射机大，每一注射循环期长而维持费较高，所以要从最经济的条件上考虑一模的腔数。d.制造难度多腔模的制造难度比单腔模大，当其中某一腔先损坏时，应立即停机维修，影响生产。本设计根据制品的生产总量，确定一个经济的型腔数量，其计算如下： A=ty/3600+anc/m（摘自注塑模具设计要点与图列许鹤峰 陈言秋 编著 化学工业出版社）式中：m：制品的生产总量/个 A：成型每个制品所需费用，元/个 n：型腔数量，个 t：成型周期，秒 y：成型费用，元/时 c：单个型腔模具制作费，元/个 a：多个型腔模具制作费递减率，% anc：模具费用，元然后假设型腔数量计算进行比较，求出A为最小值时的型腔数量，即为经济数量。由上式可知，要想A