模具毕业设计133仪表盖注射模具设计

届毕业设计说明书仪表盖注射模具设计系、部：机械工程系学生姓名：指导教师：职称副教授专业：材料成型及控制工程班级：班完成时间：摘要注射模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，是现代生产制造行业的核心，在大多数国家，注射模具设计与制造技术已经成为衡量一个国家生产制造技术先进与否的关键。

本设计以目前最先进的三维高端软件Pro/e为核心，实现对仪表外壳的三维造型。

通过对仪表外壳的工艺、材料分析，选用适当的注射机，并拟定合理的注射成型工艺方案。

在模具设计中，采用一模四腔的布局。

并通过对分型面、浇注系统、成型零部件、顶出脱模机构、冷却系统的设计，选用适合的标准模架及标准件，完成对仪表外壳的一套完整的模具设计方案。

另外，为得到合格的塑件制品，在模具加工前，在计算机上对整个注塑成型过程进行模拟（CAE）分析，帮助分析潜在的问题，优化模具结构、工艺参数，以便及时修改制件和模具设计。

结果表明，同传统的模具设计相比，CAE技术无论在提高生产率、保证产品质量，还是在降低成本、减轻劳动强度等方面，都具有很大优越性。

关键词：注射模具；三维造型；CAE分析ABSTRACTInjection mold is an important tooling for industry products ,it is the core of the modern manufacturing industry and in most countries injection mold design and manufacturing technology have become the keywords of measuring it’s production technology.Based on the present advanced 3D software Pro/E , This paper realized the 3D modeling for the instrument shell, analyzed the process and material of instrumentr shell, choosed the proper injection machine ,and roughcast reasonable injection mold design scheme .In the design process ，it used the configuration of four cavity in one plate and architecture of there-plate mould base. And through designing the parting line , running gate system, modeling parts , ejection stripping mechanism , cooling system , choosing adaptive standard mould base and standard parts ,it finished the whole mold design scheme for the Micromotor shell。

In addition ,for getting the qualitative plastic products, before the molding the CAE analysis was been done ,this assist on analyzing the potential problem , optimizing mold structure, technological parameter, so that the mold design could be modified in time. Results proved that CAE technology have great benefits in the field of improving the production efficiency, ensuring the product quality , reducing the cost and the intensity of labor.Keywords: Injection Mold; 3D Modeling; CAE Analysis目录摘要 (1)引言 (1)1 塑件分析 (2)1.1 塑件结构分析 (2)1.2 塑件材料分析 (2)2 拟定模具结构形式 (4)2.1 确定型腔数量及排列方式 (4)2.2 结构形式的确定 (4)3 塑件的相关计算及注塑机的选择 (7)3.1 塑件的计算 (7)3.2 注塑机的选择 (7)3.3 注塑机的校核 (8)4 分型面位置的确定 (9)5 浇注系统形式和浇口的设计 (10)5.1 主流道设计 (10)5.2 分流道设计 (11)5.3 浇口的设计 (13)5.4 浇注系统的平衡 (14)5.5 冷料穴的设计 (15)5.6 拉料杆的设计 (15)6 模架的确定 (16)7 成型零件的设计 (19)7.1 成型零件钢材选用 (20)7.2 成型零件的结构设计 (21)7.3 斜导柱抽芯机构设计 (23)8 脱模推出机构的设计 (28)8.1脱模推出机构的设计原则 (28)8.2制品推出的基本方式 (28)9 其它机构的设计 (29)9.1排气系统的设计 (29)9.2冷却系统的设计 (30)10 开模动作过程 (31)11 模具的试模与修模 (31)11.1 粘着模腔 (31)11.2 粘着模芯 (32)11.3粘着主流道 (32)11.4 成型缺陷 (32)12 滑块加工工艺卡 (33)总结 (35)致谢 (36)参考文献 (37)附表一 (38)附表二 (39)引言塑料工业是世界上增长最快的工业之一。

自从1990年实现以纯粹化学合成方法生产塑料算起，塑料工业已有90年的历史。

1927年聚氯酰胺，聚甲醛，ABS，聚碳酸酯，聚苯醚与氟塑料等工程塑料发展迅速，其速度超过聚乙烯，聚丙烯，聚氯乙烯与聚苯乙烯等四种通用塑料，使塑件在工业产品与生活用品方面获得广泛的应用，以塑料代替金属的实例，比比皆是。

塑料有着一系列金属所不及的优点，诸如：重量轻，电气绝缘性好，易于造型，生产效率高与成本低廉等；但也有许多自身的缺欠，诸如：抗老化性，耐热性，抗静电性，耐燃性及比机械强度低于金属。

但随着高分子合成技术，材料改性技术及成型工艺的进步，愈来愈多的具有优异性能的塑料高分子材料不断涌现，从而促使塑料工业飞跃发展。

本设计的仪表盖注射模，介绍了整个注射模的设计过程，实现了理论与实践相结合。

不但丰富了自己的知识面，而且增加了专业经验，是大学生活中一笔很大的财富。

1 塑件分析1.1 塑件结构分析本次设计任务是塑料制品——仪表外壳，壁厚平均为2mm,其形状及其基本尺寸如图1-1所示。

塑件有着，外观质量要求一般，表面粗糙度要求很低，因而要求成型情况良好。

塑料：ABS 生产纲领：大批量图1-1 产品图1.2 塑件材料分析本次设计的制件根据实际使用考虑，其材料要求有较高的机械强度及抗拉、抗压性能要求制件表面光泽度好，化学性能稳定。

ABS尺寸稳定、吸水率小，具有优良的弹性及耐冲击强度，着色性好。

化学性能稳定。

有较好的电气绝缘性能。

1.2.1成型特点ABS成型收缩率小，无明显熔点，通常160℃以上可成型，250℃树脂开始变色，270℃以上开始分解（其中丁二烯橡胶成分最容易分解，导致制件抗冲击强度降低）。

ABS的熔体流动性与注射温度和注射压力都有关系，其中注射压力稍比注射温度敏感，成型过程中可从注射压力如手，以降低其熔体粘度，提高充模性能。

模具温度，注射速度对ABS的电镀性能，外观光泽度有较大的影响，在成型过程中，低注射速度为宜，对外观要求较高的制品模具温度取较高。

ABS内应力检验以制品浸入煤油中2分钟不出现裂纹为准或根据浸入冰醋酸溶液中是否发生开裂及其开裂的时间长短进行判断。

表1-1 热物理性能密度(g/ cm³) 1.02—1．05 比热容(J·kg-1K-1) 1255—1674导热系数(W·m-1·K-1×10-2) 13.8—31.2 线膨胀系数(10-5K-1)5.8—8.6滞流温度(°C) 130表1-2 力学性能屈服强度（MPa）50 抗拉强度(MPa) 38断裂伸长率(﹪) 35 拉伸弹性模量(GPa) 1.8 抗弯强度(MPa) 80 弯曲弹性模量(GPa) 1.4 抗压强度(MPa) 53 抗剪强度(MPa) 24冲击韧度(简支梁式)无缺口261 布氏硬度9.7R121缺口11表1-3 电气性能表面电阻率（Ω） 1.2×1013体积电阻率（Ω·m） 6.9×1014击穿电压（KV/mm）\ 介电常数（106Hz） 3.04介电损耗角正切（106Hz）0.007 耐电弧性(s) 50—852 拟定模具结构形式根据模具理论和现场工作的的经验，我们知道精度要求高的小型塑件和中大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（没有配合精度要求），形状简单，又是大批量生产时，若采用多型腔模具可提供独特的优越条件，使生产效率大为提高。

型腔数量确定之后，便进行型腔的排列。

型腔的排列涉及模具尺寸、浇注系统的设计、浇注系统的平衡、抽芯机构的设计、镶件及型芯的设计以及温度调节系统的设计。

以上这些问题又与分型面及浇注口的位置选择有关，所以在具体设计过程中，要进行必要的调整，以达到比较完善的设计。

2.1 确定型腔数量及排列方式在本设计中，由于塑件属于小型塑件，而且精度要求不是非常高，生产批量较大，因此本设计采用了一模四腔的结构方式，可以大大提高生产效率，降低生产成本。

考虑到模具成型零件和出模方式的设计，模具的型腔排列方式如下图所示：图2-1排样图2.2 结构形式的确定本设计的塑件外观质量要求较高，尺寸精度要求一般。

因此我设计的模具的思路是采用多型腔单分型面，也就是一模四腔的形式（如图2-1），结构的构思是采用：塑料模具的上.下模由凹.凸模组成，（如图2-2，2-3）；，仪表外壳的内部形状主要是采用小的镶件的形式。

根据本塑件的结构和表面的质量要求，模具的分型面开模结构形式（如图2-6）。

在本设计中我主要是利用Pro-e平台的设计方法（如图2-6），来进行分模的模拟和结构的设计。

图2-2 凹模块图图2-3 凸模块图图2-6 pro-e分模图2-7 一模四腔3 塑件的相关计算及注塑机的选择3.1 塑件的计算如果采用传统的计算方法来计算仪表外壳，由于人为的测量误差和计算误差，只能得到大概的计算结果，计算结果不是很科学。