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1、收纳箱箱体注塑模具设计及其型腔仿真加工摘 要:本文主要介绍的是收纳箱箱体注塑模具的设计方法。首先分析了收纳箱 箱体制件的工艺特点，包括材料性能、成型特性与条件、结构工艺性等，并选择 了成型设备。其次介绍了收纳箱箱体注塑模的分型面的选择、型腔数目的确定及 布置，重点进行了浇注系统、成型零件、合模导向机构以及冷却系统的设计。再 次选择标准模架和模具材料，并对注射机的工艺参数进行相关校核。最后对模具 的工作原理进行阐述，以及在安装调试过程中可能出现的问题进行总结、分析， 并给出了相应的解决方法。本文收纳箱箱体注塑模具采用三板式结构，即浇注系统凝料和制件在不同的 分型面脱出，采用一模一腔的型腔布置，最
2、后利用导杆将制件推出。关键词：收纳箱箱体；注塑模；浇注系统；冷却系统；一模一腔；The design of mould injection for storage box：The designing methods of injection mould of the storage box are mainlyintroduced in this paper. Firstly, the technological characteristics are analysed, including material properties, forming characteristics and co
3、nditions, the process of the structure, the forming equipment is selected.Then the parting line is selected, the number of cavities is determined.The specific introduction are made on gating system, cooling system,molding parts, steering mechanism, moulding mechanism, and spacer parting institutions
4、.Then the standard mould bases and Mould materials are selected.and the technological parameters of the forming equipment is checked. Finally, problems that may emerge during the mold installation process are analysed and the appropriate solutions are provided.Threepence mould is used on the design
5、of storage box ,that is pouring material and the plastic parts are ejected from different parting lines. there is one cavities in this mould,finally a stripper plate is used to push off the charger shells.:Storage box ;Injection mould ;Gating system ;Moulding mechanism; Cooling system ; Space partin
6、g institutions目录1绪论12 收纳箱箱体工艺性分析32.1 明确塑件设计要求32.2 塑件材料分析42.3 塑件结构工艺性分析42.4 明确生产批量42.5 计算塑件体积和质量42.6 收纳箱箱体注塑工艺参数确定42.7 初选注射机的型号和规格 53 收纳箱箱体注塑模具的结构设计63.1 分型面的选择63.2 确定模具基本结构及模架的选定63.3 确定型腔的数量和布局73.4浇注系统设计73.4.1主流道设计73.4.2 分流道截面设计及布局73.4.3 浇口设计83.4.4 主流道衬套及其定位环设计93.5 冷却系统设计 93.6 模架设计及其选择错误!未定义书签。3.7 导向
7、机构设计错误!未定义书签。3.7.1 导向件导套的选择错误!未定义书签。3.8 型腔、型芯结构设计错误!未定义书签。3.8 顶杆设计错误!未定义书签。3.10 复位杆设计错误!未定义书签。3.11 拉料杆设计 154 注射机相关参数校核164.1 锁模力校核164.2 模具厚度校核164.3 开模校核165 模具的总装配图和三维图- 18 -85.1 总装配图- 18 -85.2 模具的三维造型图206 模具成型的制造工艺和仿真加工227 结论24参考文献25致 谢26附 录271 绪论1.1选题的依据和意义在信息社会和经济全球化不断发展的进程中，模具行业发展的主要趋势是模 具产品向着更大型化
8、、更精密化、更复杂化以及更经济快速的方向发展。伴随着 产品技术含量的不断提高，模具生产向着信息化、数字化精密化、自动化方面发 展；模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国 际化方向发展，模具的制造与使用在现代生产作用也越来越重要。通过本课题的设计，将会在下述基本能力上得到培养和锻炼（1）塑料件制 品涉及及成型工艺的选择（2）一般塑料件制品成型模具的设计能力（3）塑料制 品质量分析及工艺改进、塑料模具结构改进设计的能力（4）掌握模具设计常用 的商业软件（proe4.0）及同实际设计的结合的能力（5）使自己在文档组织与检 索方面的能力得到提高（6）掌握写论文的一般步骤及格
9、式方法，同时提高自己 的学习、思考、解决问题的能力，因为注塑模具对我来说是一个新的领域。1.2注塑模具设计过程和发展趋势注塑成型是指，受热融化的材料由高压射入模腔，经冷却固化后得到的成形 的方法，过程大致可分为合模、注射、保压、冷却、开模、制品取出。注塑成型 机可分为合模装置和注射装置。注射装置是使树脂材料受热融化后射入模具内的 装置，而模具为树脂材料射入金属模型后得到具有一定形状的制品的装置。成形 品成型是由使熔融树脂流入主干道，引导熔融树脂进入模腔的分流道及制品的装 置。还有回料，其使用成形中的主流道和分流道并不是产品，有时会被丢弃或粉 碎后作为成型材料再度使用。注塑模具设计的步骤一般为1
10、）塑件分析，即要明确塑件设计要求、塑件生 产批量、塑件的体积和质量。2）注塑机的选用。3）模具生产的有关计算，即凹 凸模零件工作尺寸的计算，型腔壁厚、底板厚度的确定以及模具加热，冷却系统 的确定。4）模具结构的设计，即塑件成型位置及分型面选择，模具型腔数的确 定、行腔排列和流道布局以及浇口位置设置，模具工作零件的结构设计，侧分型 与抽心机构的设计，顶出机构的设计和拉料杆的形式选择。目前发达国家许多模具制造企业已经实现采用注塑模具 CAE 技术解决注塑 成型中的问题，主要体现在产品设计、模具设计和注塑成型等不同的生产过程中。 而我国主要体现在传统注塑模具的设计主要依靠设计人员的经验，产品的成型模
11、 拟还没有建立系统化的分析、优化方法，模具数控加工自动化的水平还不高，模 具往往要经过反复试模和修模才能正式投入生产，对市场需求的响应不够及时 等。利用注塑模具 CAE 技术可以对注塑模的设计及成型工艺参数的确定提供科 学分析的基础。虚拟制造技术的出现时间并不长，但它对制造业的重大影响却很快地显示了 出来。虽然它不是实际物理性的制造过程，但却具有实际生产制造的本质过程。 虚拟制造利用计算机虚拟模型来模拟和预估产品功能、性能和可装配性、可加工 性等各方面可能存在的问题，帮助设计人员在物理样机制造出来之前发现设计缺 陷，修改技术参数，这使得制造技术走出主要依赖于经验的狭小天地，发展到了 全方位预报
12、的新阶段，因此利用虚拟制造在实际生产之前进行产品的虚拟制造， 以此减少设计缺陷、缩短研制周期，成为先进制造技术的主流发展趋势。1. 利用 UG6.0实现产品模具的虚拟制造，实现切削路径和表面形成过程的加工过程仿真， 以数字化的方式模拟模具下型腔由指定毛坯到最终产品的切削加工过程。对数控 加工的路径和刀位的正确性进行检验，可以防止碰撞、干涉现象，并对路径优劣 作出评价。经过虚拟制造仿真检验的数控程序后处理后导入到数控铣加工中心， 进行模具的加工。装配加工完成的模具零部件，进行试模，获取注塑工艺参数。 利用正交试验方法对模具试模过程中出现的产品翘曲变形缺陷进行统计分析，由 极差分析和方差分析找出各
13、个因素对翘曲变形的显著性水平，并获得使产品获得 翘曲变形数值最小的最优参数组合，为实际注塑工艺参数的获取提供理论支持。2. 运用 Pro/ENGINEERPro/ENGINEER 是基于特征的全参数化软件，其创建的三维模型是一种全参 数化的三维模型。“全参数化”有三层含义，即：特征截面几何的全参数化、零 件模型的全参数化、装配组件模型的全参数化。Pro/ENGINEER作为一个全方位 的三维产品开发软件，它以单一数据库、参数化、基于特征、全相关性及工程数 据的再利用等改变了传统的设计理念，成为机械设计自动化领域的新标准。参数 化设计：每一个设计意图可以用参数来描述，可以为所设计的特征设置参数，
14、并 且还可以对不满意的设计参数进行修改，方便用户设计。全相关性：基本特征的 全参数化三维建模的优势在于，同一零件的特征，在任何一处被改动后，所有的 其他地方都会随之发生相应的改变，也就是说，整个工程是完全相关的。单一数 据库：Pro/ENGINEER 有一个统一的数据库，设计流程中所有的设计资料都统一存 储在这个数据库中，以确保数据的正确性。以特征为设计单位：Pro/ENGINEER以 特征为设计单位逐步完成总体设计，便于用户思路清晰的进行设计且易于修改。当今世界注塑模具技术在工业生产得到了极为广泛的应用，在国民经济的发 展中起着不可替代的推动作用，而工业科技技术的蓬勃发展又为注塑模具发展技
15、术提供了强大的动力，虚拟制造技术是时代发展的潮流，科技技术与模具技术相 结合是模具技术发展的必然趋势。2 收纳箱箱体工艺性分析2.1 明确塑件设计要求如图2-1-1为收纳箱箱体的塑料件立体图，材料为ABS,外观透明，该塑件 主要功用为收纳物件，其表面质量要求不高，但不允许有毛刺、凹陷、气泡等缺 陷存在，尺寸要求与其他塑件（箱盖）配合紧密，塑件壁厚最大为2mm，最小 为1.5m m，属于中型塑件。图2-1收纳箱箱体三维图2.2 塑件材料分析塑件材料为abs,为热塑性塑料，综合性能较好，有高抗冲、高耐热、透明 等特点，适合制作一般机械零件，传动、电讯等零件，吸湿大，加工前进行干燥 处理，可避免银丝
16、、气泡及强度下降现象，流动性中等。根据据模具设计手册可 知，ABS的密度10301070 kg/m-3，收缩率0.30.8%, 模具温度5080C, 最大不溢料间隙0.04mm，塑件的尺寸精度为56级，则模具型腔的尺寸精度应 为IT10IT11级。2.3 塑件结构工艺分析从给定的塑件产品图和技术要求看出，塑件的形状近似为长方体，下面积长 度223mm，宽160mm，倒角20，上部分长260mm，宽175mm，倒角30，壁厚 2一1.5mm，侧面开有四个凹槽，由于塑件体积较大，结构简单，需采用单分型面。2.4 明确生产批量：50000 件/年2.5 计算塑件体积和质量该塑件材料为abs,密度10
