四孔斜面积木注塑模具设计.docx

毕业设计（论文）
题 目：
四孔斜面积木注塑模具设计

四孔斜面积木注塑模具设计
摘 要
该设计仿制市面上普通积木的外观，在结构上进行改造的产品结构。通过分析，个人考虑，和一些相关文献资料而确认的产品尺寸、进度、表面处理等要求。然后在此基础上进行型腔数量选择，分型面选择，确定模仁尺寸，模架选择，以及浇注系统和运水系统的分析选择等。最终大致确定了模架中各个零部件、系统分布的尺寸和相对尺寸，利用Auto CAD 2012和 UG8.5软件完成制图。
制图时通过UG外挂和CAD的工具外挂使整个制图流程相对流畅顺利。
关键词：模仁尺寸；模架；浇注系统、运水系统

目 录
前 言 1
1 塑件分析 2
1.1 塑件材料 2
1.2 结构分析 2
1.3 成型分析 2
1.4 结构设计 2
1.5 具体尺寸设计 3
1.6 分型面选择 3
2 模仁设计 4
2.1 模仁尺寸设计 4
2.1.1 母模仁设计 5
2.1.2 公模仁结构设计 5
2.2 运水系统设计 6
2.2.1 运水系统尺寸设计 6
3 模架设计 7
3.1 模架选择 7
3.2 唧嘴和定位环尺寸选择 7
3.3 点胶口位置 8
3.4 拉料针尺寸及固定方式 8
3.5 顶针位置及尺寸 9
4 模具装配图绘制 10
总 结 11
致 谢 12
附 录 13
参考文献 14

前 言
经济高速发展的今天，中国制造业也在不断发展，模具制造技术在不断发展更新。
模具的质量高低，设计好坏影响着产品的质量，它能促进工业产品得发展与提高，带弧度带动国家的经济发展。因此收到很多国家的重视。近年来，塑料模具的产量水平发展迅速，自动化、高精密、长寿命的精密模具所占产量比重越来越大。注塑模具就是将塑料先加在注塑机的料筒内，加热融化后，注入模具的型腔内，冷却固化成型。此次课题的主要任务是塑料积木注塑模具设计，来实现自动化生产，提高产量。
通过此次设计，使学生们对塑料模具设计有所了解；同时对设计过程有所了解，对模具结构作用有所认知。为其将来独立设计模具有所想法。

1 塑件分析
1.1 塑件材料
PVC材料即聚氯乙烯，它是世界上产量最大的塑料产品之一，价格便宜，应用广泛，聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末，单独不能使用，必须经过改性。PVC为无定形结构的白色粉末，支化度较小，对光和热的稳定性差。虽然化学稳定性差，但在室温下化学稳定性较好。根据不同的用途可以加入不同的添加剂，聚氯乙烯塑料可呈现不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质和透明制品。塑件如图1-1 图1-2所示。
图1-1 塑件图 图 1-2 塑件结构
1.2 结构分析
该塑件结构简单（见图1-1），厚度较薄的薄壁件，原料采用PVC，拔模角度适中，取件方便。有加强筋结构（见图1-2），强度好。壁厚较薄，大批量生产适合用注塑。
1.3 成型分析
该塑件结构简单，壁厚多为2mm相对均匀，脱模斜度为0.5度，外表面要抛光处理。其余表面精度为TM8级，塑件侧表面并无孔无需侧抽芯结构。
1.4 结构设计
塑件有加强筋结构，有良好的强度，并利用加强筋可以做到积木间良好配合。

1.5 具体尺寸设计
外尺寸长宽都为50mm，相对于儿童食道大小要大，可以避免误入口中的危险，未注边有倒圆角防止使用时割伤等安全事故。
图 1-3 塑件尺寸图
1.6 分型面选择
分型面通常选择塑件截面，一方面方便加工，二一个方便取件等，分型面如图1-4所示
图 1-4 分型面

2 模仁设计
2.1 模仁尺寸设计
由于是大批量生产的积木玩具，我选择一模四穴，分型面选择最大截面处考虑到之后要有水路经过模具和每个塑件之间的间隔加工难的问题塑件之间间隔为20mm ，与模仁外边间隔为25mm。模仁长宽皆为170mm。其厚度根据比塑件厚度高15到30mm所以模仁总高度为塑件高度55+25=80mm除以2后母模仁高度为40mm。公模仁总高度（厚度）为40（分型面以下公模高度）+55（塑件高度）-2（壁厚）为93mm。（如图2-1所示）
图 2-1 模仁尺寸
详细DWG图 纸 请 加：三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六

2.1.1 母模仁设计
母模仁的型腔表面要抛光处理，为了积木外观好看美观。由于母模仁没有顶针孔只有浇注孔其空位并不影响模仁的水路位置，加上积木注塑的塑料多在型腔表面所以在母模仁处加工水路，有助于塑件成型时充分冷却。型腔位置如图2-2所示。
图 2-2母模仁

2.1.2 公模仁结构设计
型芯出尺寸并没太大的表面要求，拔模斜度为0.5度。白点为顶针孔。如图2-3所示。
图 2-3公模仁

2.2 运水系统设计
水路直径为8mm为单向冷却水路，其实该图水堵位置有问题，为了防止水堵在相邻两面出接触加工而影响母模仁的性能水都位置实则要岔开（该出岔开方法与水路钻孔时的钻孔点有关）做到四面最多并至少有一个水堵得情况（水堵位置以图2-5为准）。运水方向如图2-4所示。
图 2-4运水系统
2.2.1 运水系统尺寸设计
水路直径为8mm其到型腔壁和螺纹孔间隔至少为3mm。则水路位置如图4-4所示。
图2-5水路位置尺寸

3 模架设计
3.1 模架选择
模仁厚度为80mm，公母模仁各为40，A板的厚度为公模尺寸加上35到45mm以上，A板为40+40=80mm同理B板厚度也为80mm。介于安全定出塑件距离为50mm左右，以及顶针板（厚度为20mm），顶针固定板（厚度25mm），C板高度为100mm左右。所以模架选择吸水口、DIC、3535型号的三板模模架如图3-1。

图 3-1模架

3.2 唧嘴和定位环尺寸选择
改尺寸选择与注塑机选择有关，由于材料用得是PVC，由于PVC流动性较差，其浇口直径要大些防止高压状态下料过热变黑。PVC成型参数如表3-1。

成型温度
160~190℃
熔化温度
185~205℃
注射压力
≤1500bar
保压压力
≤1000bar
成型收缩率
0.6~1.5％
表 3-1 PVC成型参数表
3.3 点胶口位置
位于塑件的圆台圆心处。点胶口尺寸较小，并且在圆台中点处，积木组合之后其部位并不影响积木间组合顺畅问题。外观上影响不大。位置如图3-2所示。
图 3-2 点浇口位置

3.4 拉料针尺寸及固定方式
拉料针由于唧嘴部分螺钉占了位置拉料针不能太长利用唧嘴来压肩固定只能将其固定在锁模板上，固定方式使用压肩式，直径为6mm压肩部分圆台直径为10mm。其位置关系如图3-3所示。
图 3-3浇注系统

3.5 顶针位置及尺寸
顶针尺寸直径为4mm，由于塑件壁厚较薄，防止顶针将塑件顶坏顶针顶出的地方设置两处与加强筋部分，有利于塑件成型后顶出。一模四穴，每个塑件由四根顶针定出，为防止出现顶破塑件产生变形问题，其中两根顶针定在加强筋位置上，保证定出时塑件受力大些且不易因受力而变形。顶针位置如图3-4所示。
图 3-4顶针位置数量图

4 模具装配图绘制
模具注塑时，闭合上下模，加热模具注入塑料填充型腔型芯饱压。冷却系统通水冷却，开模小拉杆拉住浇注废料在A板A板固定板出的分型面掉落，受开闭器影响第二个分型面后开（即公母模仁开合处打开）顶针定出塑件，在第二个分型面掉落，之后再和膜完成一次注塑成型过程。其模具装配图如图4-1所示详细DWG图 纸 请 加：三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六

图4-1模具总装配图

总 结
这次设计并不是在2D先完成状况下后做3D完成的而是两个制图软件同时使用，利用软件的外挂互补状态下制作完成。
通过学校参考书和上网查阅的资料和寻求老师同学帮助，解决了材料的所需模温范围和注塑压力选择，以及浇注系统的尺寸问题。
在模具绘制过程中遇到挺多问题的 比如外挂调出来的零件有些在尺寸形状调节上有所不便，需要原来软件一些指令进行修改，CAD中可以利用爆炸指令将原本带有参数关系的样条、线条等关系破坏，对其进行修改。或者在原本零件中对其单独编辑界面上修改，但是由于要算尺寸和实际图纸没有结合在一块看会有重复修改浪费时间的问题，用第一种方式该会比较好，相对的UG中题在于零件成型时候方向方面有些死板需要多次测试会比较好。修改外形上比较方便利用偏执、移动、拉伸、替换面进行修改零件外形速度比较。
虽然大多尺寸都定下来，但是不得不说该设计上还有很多考虑不足，需要进一步研究改良来解决其不足之处。

致 谢

附 录

参考文献
[1] 百度文献.PVC的注塑参数
[2] 黄志高.塑料模具设计基础及项目实践.浙江大学出版社 2015.1
[3] 张维合.塑料成型工艺与模具设计.化学工业出版社 2014.3
[4] 米国发.金属加工工艺基础.冶金工业出版社 2011.3
[5] 苏伟.模具概论（第二版）.人民邮电出版社 2014.4
[6] 付建军.模具制造工艺.机械工业出版社 2014.4
[7] 乌尔里希 费舍尔.简明机械手册.第四十三次重版.湖南科学技术出版社
[8] 韩林.机械工程基础.冶金工业出版社 2010.2详细DWG图 纸 请 加：三 二 ③ 1爸 爸 五 四 0 六