路由器散熱底蓋的注塑模設(shè)計—畢業(yè)設(shè)計(論文

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1、 畢業(yè)設(shè)計（論文） 設(shè)計（論文）題目 路由器散熱底蓋的注塑模設(shè)計 學(xué) 院： 機電工程學(xué)院 學(xué)生姓名： 專業(yè)班級： 模具設(shè)計與制造（3）班 學(xué) 號： 指導(dǎo)教師：

2、 2010年5月 28 日 45 摘 要 本論文主要闡述了路由器散熱底蓋的注射成型工藝的詳細過程，對類似的塑料制品的成型方法及模具設(shè)計有一定的借鑒作用，通過某生產(chǎn)企業(yè)的實際塑膠產(chǎn)品，利用實體模型測量產(chǎn)品的尺寸，對實體進行建模，并對塑件的模具進行設(shè)計，包括塑件成品的設(shè)計、工藝參數(shù)的分析與計算、工作部分的設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計和加工方案的制定，其中重點介紹了模仁的設(shè)計與注塑模具的設(shè)計與計算，本文主要運用CAD及其UG4.0模塊來完成整個設(shè)計工作。從中學(xué)習到了許多的模具設(shè)計的知識和對在校所學(xué)知識的深化，設(shè)計的整個過程實現(xiàn)了無紙化，有利于提高模具的生產(chǎn)效率和節(jié)約了生產(chǎn)成本，并大

3、大縮短了生產(chǎn)的周期。 【關(guān)鍵詞】模具的設(shè)計；路由器散熱底蓋；AutoCAD；UG4.0；塑件。 Abstract this paper mainly expounds the router DeGai heat of injection molding process, the detailed process of similar plastics molding method and the mold is of certain reference to the design and production of enter

4、prise's actual by using solid model, plastic products, to the size of the measurement products, and the model of the mould design, including product design, plastic craft parameter analysis and calculation, the working parts of the structure design, mold design and processing projects, including mai

5、nly introduces cavities and design of the injection mould design and calculation, this paper mainly using CAD and UG4.0 module to complete the whole design work. Learn to many of the mould design knowledge and on the knowledge of the whole process of design, realized the paperless, improve the produ

6、ction efficiency and save the mold production cost, and shorten the production cycle [keywords] Mould design, Routers DeGai heat, AutoCAD, UG4.0, plastic. 目 錄 第一章．前言 5 1．1國內(nèi)模具相關(guān)技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)狀 5 1．1．1國內(nèi)模具市場現(xiàn)狀 5 1．1．2國內(nèi)模具的發(fā)展前景 5 1．3畢業(yè)設(shè)計選題的意義 6 1．4畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 7 1．5路由器散熱底蓋模具的設(shè)計流程 7

7、第二章．塑件成品、注塑模具設(shè)計與構(gòu)型 8 2．1概述 8 2．2模具設(shè)計環(huán)境和應(yīng)用軟件 8 2．2．1.UG4.0 8 2．2．2. 其它軟件AutoCAD2004和燕秀工具箱 8 2．3零件的三維圖和二維工程圖建模 8 2．3．1零件的立體圖建模 8 2．3．2零件的二維工程圖繪制 9 2．4零件的基本數(shù)據(jù) 10 2．4．1零件工藝性分析 10 2．4．2零件材質(zhì) 10 2．4．3零件結(jié)構(gòu)分析 11 2．4．4零件體積與質(zhì)量 11 第三章．工藝參數(shù)分析與計算 14 3．1模流分析 14 3．1．1澆口的選擇 14 3．2成型方案 14 3．3．1模架概述 1

8、4 3．3．2模架的分類 15 3．3．3模架的選擇 15 3．4注塑機 16 3．4．1注塑機的選擇 16 3．4．2最大注塑量校核 16 3．4．3合模力及注塑面積和型腔數(shù)的校核 17 3．4．4模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 17 第四章．工作部分的設(shè)計 18 4．1分型面的設(shè)計 18 4．1．1分型面的設(shè)計原則 18 4．1．2分型面的設(shè)計 18 4．2模芯尺寸選定 18 4．3分模 19 第五章．模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 20 5．1澆注系統(tǒng) 20 5．1．1主流道和分流道的設(shè)計 20 5．1．2冷料穴設(shè)計 21 5．2頂出系統(tǒng) 21 5．3冷卻及排氣系統(tǒng)

9、設(shè)計 22 5．3．1排氣系統(tǒng)的設(shè)計 22 5．3．2冷卻裝置設(shè)計 22 5．4復(fù)位機構(gòu)設(shè)置 23 5．5模具立體圖、定模部分圖和動模部分圖 24 第六章．加工工藝方案制訂 25 6．1凹模工藝方案 25 6．2凸模工藝方案 26 6．3模具安裝和試模 27 第七章．總結(jié) 27 7．1模具設(shè)計難點與特色總結(jié) 27 7．2存在問題與解決設(shè)想 27 【參考文獻】 29 致謝 30 第一章．前言 1．1國內(nèi)模具相關(guān)技術(shù)發(fā)展和現(xiàn)狀 1．1．1國內(nèi)模具市場現(xiàn)狀 1．高檔次產(chǎn)品

10、缺乏 目前國內(nèi)的模具制造企業(yè)相當一部分為民營企業(yè)或個體戶，受資金、場地、技術(shù)、信息交流等諸多因素的局限，相當一部分是依靠傳統(tǒng)設(shè)備和手工加工制造完成，以至難以形成規(guī)模，只能生產(chǎn)一些中、低檔模具，很難引進先進的制模技術(shù)及先進的制模設(shè)備。這就造成了中低檔模具市場競爭加劇。有些模具企業(yè)為了攬活，不惜互相降低價格，而低價格必然影響產(chǎn)品質(zhì)量，結(jié)果是坑了客戶，誤了同行，也害了自己。模具企業(yè)應(yīng)該通過協(xié)作、整合等方式，化單打獨拼、惡性競爭為競合共贏，打破"同行是冤家"的狹隘思想，通過行業(yè)自律來維持模具市場的公平、良性競爭。 2．沒有行業(yè)流程標準 技術(shù)上的落后往往容易看到，管理落后有時卻難以意識到。國外較先

11、進的模具企業(yè)一般按生產(chǎn)流程進行管理，但國內(nèi)一些模具企業(yè)仍然沿用那種一個師傅帶幾個徒弟，實行從頭到尾的"包工制"。還有的模具企業(yè)屬家庭作坊，企業(yè)管理比較粗糙，而且目前國內(nèi)的模具生產(chǎn)還沒有一個工藝流程的行業(yè)標準。 現(xiàn)代模具工業(yè)早已走出以前手工制模的時代，進入了數(shù)字化時代，實現(xiàn)了無圖化生產(chǎn)，靠電腦設(shè)計，通過電腦輸入數(shù)據(jù)加工制作模具。而國內(nèi)大多數(shù)模具生產(chǎn)企業(yè)沿用的生產(chǎn)模式，依靠傳統(tǒng)設(shè)備加工制造，依靠實物測繪代替模具設(shè)計，依靠老師傅的技術(shù)經(jīng)驗培養(yǎng)人才，依靠作坊式經(jīng)營打天下，依靠低價競爭求生存、求市場。 3．利潤相對偏低 國內(nèi)模具工業(yè)的落后，也與政府相關(guān)部門對模具在現(xiàn)代制造業(yè)中的重要性認識不夠有關(guān)。

12、國家自1997年起，對達到一定規(guī)模的專業(yè)模具生產(chǎn)企業(yè)給予了一定的扶持政策，但能夠享受的企業(yè)畢竟有限，而且今年是政策執(zhí)行的最后一年，模具行業(yè)目前迫切需要一個長久的扶持政策。 國家對工業(yè)產(chǎn)品實行的是增值稅制，模具的原材料價格低，而成品模具的售價卻很高，增值率驚人，因而繳納的增值稅也高得很。據(jù)國家稅務(wù)局的統(tǒng)計，模具行業(yè)的實際稅負比其他行業(yè)要高出5.07個百分點。但模具在人力、技術(shù)、設(shè)備等方面卻需要高投入，加上是單件生產(chǎn)，形不成批量，因此，模具的凈值雖高，所獲的真正利潤卻不高。因此，政府對模具行業(yè)的扶持十分重要。 政府部門可通過協(xié)調(diào)劃出部分土地，由行業(yè)內(nèi)部自籌資金，在各地建立一些模具加工區(qū)。這種加

13、工區(qū)可引入三類企業(yè)。一是潛力大、發(fā)展速度快的企業(yè)；二是基礎(chǔ)差、在加大投入中促變化、求發(fā)展的企業(yè)；三是具有專業(yè)設(shè)備加工能力的原材料設(shè)備供應(yīng)商。通過提供相關(guān)服務(wù)達到整合資源，互相配套的目的。這樣才有可能使模具業(yè)走出目前的不利境地。 1．1．2國內(nèi)模具的發(fā)展前景 　　中國的模具企業(yè)大都是中小企業(yè)，從作坊式的企業(yè)成長起來，甚至目前仍有許多模具企業(yè)是作坊式的管理，在模具交貨期、成本、質(zhì)量的控制方面問題層出不斷。面對激烈的市場競爭，落后的管理手段和水平，使模具企業(yè)中的管理和技術(shù)人員只有疲于奔命。 因此，模具制造企業(yè)要提高管理水平，具備快速反應(yīng)和及時調(diào)整的能力，沒有一套先進的管理系統(tǒng)實現(xiàn)管理的信息化是很

14、難做到的。通過信息化建設(shè)，實現(xiàn)模具制造.所謂信息化的模具企業(yè)，就是在模具企業(yè)應(yīng)用INTERNET、ERP等信息化技術(shù)，把模具企業(yè)上下游業(yè)務(wù)過程，技術(shù)溝通過程，以及模具企業(yè)內(nèi)部業(yè)務(wù)管理過程，以IT形式固定下來，最終提高模具企業(yè)的經(jīng)營管理水平，提高模具企業(yè)運轉(zhuǎn)的效率。 　　目前，CAD/CAM技術(shù)的推廣已由“甩圖板”階段跨入到了深化應(yīng)用階段。CAPP技術(shù)的應(yīng)用，可以大大提高企業(yè)工藝編制的效率和準確性；PDM系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對產(chǎn)品開發(fā)數(shù)據(jù)進行有效的管理；MIS/ERP系統(tǒng)的應(yīng)用，則可以從根本上降低企業(yè)的成本，提高生產(chǎn)和管理效率。這些系統(tǒng)之間實現(xiàn)信息的集成和功能上的配合，并逐步實現(xiàn)企業(yè)的全面信息化，

15、已成為CAD/CAM技術(shù)深化應(yīng)用的主題, 是模具發(fā)展的第二次變革。 網(wǎng)絡(luò)企業(yè)的建立，總的來講是基于INTERNET技術(shù)和計算機管理技術(shù)，并融合了EPR、CRM、SCM、PM等技術(shù)，以及一些行業(yè)標準化的規(guī)范。通過INTERNET技術(shù)，模具企業(yè)可以跟國內(nèi)外客戶建立聯(lián)系，開拓更廣闊的市場；進行企業(yè)與國內(nèi)外客戶業(yè)務(wù)、技術(shù)的溝通；建立企業(yè)和客戶之間的接口。ERP技術(shù)幫助企業(yè)規(guī)范和管理內(nèi)部業(yè)務(wù)流程，提升模具企業(yè)的管理水平；并且極大地優(yōu)化和縮短企業(yè)內(nèi)部的流程，提高競爭力。把INTERNET技術(shù)和ERP技術(shù)結(jié)合起來，還可以實現(xiàn)遠程異地辦公，提高企業(yè)的快速反應(yīng)能力，更加有效地管理企業(yè)。CRM技術(shù)可以幫助模具企

16、業(yè)加強管理客戶關(guān)系，對客戶的需求做出快速反應(yīng)和處理。SCM技術(shù)幫助模具企業(yè)加強供應(yīng)商的管理，進一步降低采購成本和開拓更多的供應(yīng)渠道，等等。 未來的十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向包括： 1.提高大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的設(shè)計制造水平； 2.在模具設(shè)計制造中廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)； 3.大力發(fā)展快速制造成形和快速制造模具技術(shù)； 4.在塑料模具中推廣應(yīng)用熱流道技術(shù)、氣輔注射成型和高壓注射成型技術(shù)； 5.提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 6.發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術(shù)； 7.逐步推廣高速銑削在模具加工的應(yīng)用； 8.進一步研究開發(fā)模

17、具的拋光技術(shù)和設(shè)備； 9.研究和應(yīng)用模具的高速測量技術(shù)與逆向工程； 10.開發(fā)新的成形工藝和模具。?? 1．3畢業(yè)設(shè)計選題的意義 隨著科技的不斷發(fā)展，人們對塑料件的要求也越來越高，如何縮短成型周期、降低生產(chǎn)成本、提高制件精度，也直接關(guān)系到科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，近20年來注射成型工藝及模具新技術(shù)發(fā)展很快，新的工藝和結(jié)構(gòu)也層出不窮，同時也因為計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機輔助設(shè)計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）、計算機輔助工程（CAE）也促進模具行業(yè)的發(fā)展。目前深圳周邊及珠江三角洲地區(qū)已經(jīng)成為我國模具工業(yè)最為發(fā)達、科技含量最高的區(qū)域。據(jù)業(yè)內(nèi)人士估計，今后幾年，隨著全球制造業(yè)重心加快向我國轉(zhuǎn)移，

18、這一地區(qū)可能在10年內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。 就以上的分析而言，路由器散熱底蓋這類超薄件注塑模具在國內(nèi)及國外都有很廣闊的前景，而且技術(shù)也是相對要求較高的，而且在深圳，此類零件的模具不但在地區(qū)內(nèi)需求量大，而且出口量也是可觀的，在深圳的各個產(chǎn)業(yè)鏈的支持下，相信超薄件的注塑模具的生產(chǎn)周期可以縮短、成本可以降低、技術(shù)也可以得到更好的發(fā)展。 1．4畢業(yè)設(shè)計任務(wù) 參考所給路由器散熱底蓋立體圖（如圖1-1所示），首先設(shè)計該注塑件結(jié)構(gòu)。為滿足大批量自動化生產(chǎn)的需要，為該塑件設(shè)計注塑模具。 圖1-1：路由器散熱底蓋立體圖 1．5路由器散熱底蓋模具的設(shè)計流程 1.塑件設(shè)計，利用軟件UG4.0進

19、行塑件的立體建模，再在軟件AutoCAD中完成塑件尺寸及公差等技術(shù)要求的標注，并輸出工程圖。 2.工藝性分析。 3.注塑設(shè)備選擇，確定塑件的型腔數(shù)，并計算塑件的投影面積，通過注射量的校核、注射力的校核、鎖模力的校核、安裝部分的尺寸校核、開模行程的校核、頂出裝置的校核，結(jié)合注塑設(shè)備的資料確定注塑設(shè)備的型號。 4.確定收縮率和分型面，首先由塑件性能的要求等，確定塑件的塑料，通過查資料確定塑件的收縮率。根據(jù)路由器散熱底蓋的工藝及結(jié)構(gòu)特點，確定具體的分形面，大致應(yīng)為路由器散熱底蓋外側(cè)。 5.模架，通過塑件的大小及型腔數(shù)、澆注系統(tǒng)、導(dǎo)向部件、推出機構(gòu)、，確定使用模架的型號。 6.澆注系統(tǒng)設(shè)計，

20、此塑件外形較大一點，澆注距離較長，必須研究一模兩腔澆注系統(tǒng)的平衡性設(shè)計。 7.成型件（模腔、模芯），確定型腔數(shù)和分型面。對模腔和模芯進行結(jié)構(gòu)設(shè)計。計算成型部件的工作尺寸。 8.頂出機構(gòu)的設(shè)計，根據(jù)路由器散熱底蓋的結(jié)構(gòu)特點，設(shè)計頂出機構(gòu)。 9.冷卻系統(tǒng)，溫度調(diào)節(jié)對塑件質(zhì)量、生產(chǎn)效率有很大的影響，還針對型腔與型芯冷卻回路的形式進行設(shè)計。 10.零部件加工工藝制定，結(jié)合現(xiàn)代加工手段，利用數(shù)控CNC，電火花，線切割等方法，制定最符合經(jīng)濟效益的加工工藝。 11.完成整套模具的三維立體圖和二維工程圖的繪制。 第二章．塑件成品、注塑模具設(shè)計與構(gòu)型 2．1概述 注塑件的設(shè)計是注塑制品加工工序中

21、必不可少的一個步驟。但不同的模具公司，不同的設(shè)計人員，采用不同的CAD軟件進行模具輔助設(shè)計，都有自己的一套設(shè)計過程。本畢業(yè)設(shè)計主要是應(yīng)用UG4.0進行模具的設(shè)計的。 2．2模具設(shè)計環(huán)境和應(yīng)用軟件 2．2．1.UG4.0 UG4.0是一個優(yōu)秀的軟件，在模具的設(shè)計與制造領(lǐng)域，UG4.0在廣東深圳、東莞、廣州以及華東一帶得到廣泛應(yīng)用，由于它的應(yīng)用，可以大大縮短模具設(shè)計與制造周期，提高模具質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，而UG4.0的新特點主要表現(xiàn)在： 1.高效的操作方法； 2.更利于產(chǎn)品創(chuàng)新的新技術(shù)； 3.互操作性的革新； 4.功能更問廣泛。 2．2．2. 其它軟件AutoCAD2004和燕秀工

22、具箱 AutoCAD是著名的工程圖畫圖軟件，用以繪制二維工程圖。還有燕秀工具箱的插件，可以直接調(diào)出模架，使用起來更靈活。 2．3零件的三維圖和二維工程圖建模 2．3．1零件的立體圖建模 分析所給零件的外形和尺寸，利用UG4.0的建模方法，根據(jù)路由器散熱底蓋的形狀繪出3D圖形。（如圖2-1所示）。 圖2-1 2．3．2零件的二維工程圖繪制 工程圖是在設(shè)計的最后用作指導(dǎo)生產(chǎn)的三視圖圖樣。工程圖圖樣的制作可以說是正式將零件或裝配模型的設(shè)計歸檔的過程，其正確與否，直接影響到生產(chǎn)部門的生產(chǎn)制作。 而本設(shè)計利用UG4.0繪出3D圖后，再利用UG4.0導(dǎo)出零件的二維工程圖，然

23、后在AutoCAD2004中進行修改和標注（如圖2-2所示）。 圖2-2：路由器散熱底蓋工程圖在AutoCAD2004中修改和標注 2．4零件的基本數(shù)據(jù) 2．4．1零件工藝性分析 根據(jù)產(chǎn)品三維模型，分析塑件的工藝性對模具設(shè)計的要求。開始設(shè)計之前，應(yīng)根據(jù)塑件的技術(shù)圖樣和使用要求對其進行仔細地分析研究，并結(jié)合注射成型的工藝程序綜合考慮成型的難易程度，以便能在保證塑件質(zhì)量和使用要求的前提下盡量選用比較簡單的模具結(jié)構(gòu)，以便減小模具制造難度和降低加工成本。如果塑件的工藝性確實有問題，或者塑件成型需要極為復(fù)雜的模具結(jié)構(gòu)，并因此導(dǎo)致模具制造非常困難或經(jīng)濟上極不利時，則應(yīng)和塑件設(shè)計部門及時協(xié)商解決

24、有關(guān)問題。 2．4．2零件材質(zhì) 俗稱 ：ABS塑料 ； 中文學(xué)名：丙烯腈-丁二烯-苯乙烯； 英文學(xué)名：Acrylonitrile Butadiene Styrene； 英文簡稱：ABS； ABS塑料如圖2-2所示。 圖2-2：ABS塑料 2．4．2．1 ABS的特性 1.工作壓力高 常溫狀態(tài)下工作壓力可達1.0Mpa。 2.抗沖擊性好 ABS塑料具有良好的機械強度和較高的沖擊韌性。無缺口沖擊強度30Mpa：缺口沖擊強度3MPa。 3.流體阻力小 內(nèi)壁光滑，轉(zhuǎn)彎處呈圓弧形，流動摩擦力小，減小液流阻力。 4.化學(xué)性能穩(wěn)定 ABS具有耐酸、堿性能。由于化學(xué)性能穩(wěn)定

25、．無毒無味，可廣泛應(yīng)用于食品、飲料、啤 酒等行業(yè)。 5.耐溫范圍廣 使用溫度為-30°～+70°。 6.質(zhì)輕 ABS程塑料比重為鋼材的1/7，因此減輕結(jié)構(gòu)重量，降低原料消耗。同時，減輕安裝工人勞動強度。 7.安裝簡便，密封性好 安裝多采用承插式連接，使用溶劑型粘合劑粘接密封。施工簡便、效果好、固化速 度快。 8.使用壽命長 本產(chǎn)品在室內(nèi)使用一般可達三十年以上。 9.價格低 僅為不銹鋼的五分之一左右。 2．4．2．2 ABS的注塑工藝條件 1.干燥處理：ABS材料具有吸濕性，要求在加工之前進行干燥處理。建議干燥條件為 80～90°C下最少干燥2小時。材料溫度應(yīng)保

26、證小于0.1%。 2.熔化溫度：210～280°C；建議溫度：245°C。 3.模具溫度：25～70°C（模具溫度將影響塑件光潔度，溫度較低則導(dǎo)致光潔度較低）。 4.注射壓力：500～1000bar。 5.注射速度：中高速度。 2．4．3零件結(jié)構(gòu)分析 2．4．3．1 開模方向 由零件的三維圖分析，作為外殼類產(chǎn)品，外表面的表面質(zhì)量是比較重要的，再根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)分析得到，產(chǎn)品的外表面應(yīng)該在定模上，在產(chǎn)品的內(nèi)表面設(shè)置頂出機構(gòu)，所以開模方向應(yīng)沿零件的Z軸。 2．4．3．2 收縮率 ABS的收縮率為0.3%～0.8%，在設(shè)計本產(chǎn)品時，結(jié)合產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)工藝特點和材料的特性，在本設(shè)計

27、中，零件的收縮率為0.5%。 2．4．3．3 零件壁厚 本產(chǎn)品的壁厚設(shè)置為2.0mm，是根據(jù)零件的工作要求、擺放位置和ABS的化學(xué)和流動特性確定的。 2．4．3．4 脫模斜度 根據(jù)產(chǎn)品的外型，結(jié)合產(chǎn)品的工作條件、工藝特點，為提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和表面質(zhì)量，脫模斜度設(shè)置為3°。 2．4．3．5 分型面 結(jié)合零件的使用要求，應(yīng)保證其外表面的注塑質(zhì)量，零件的內(nèi)表面應(yīng)留在動模側(cè)，開模的時候，零件的外表面應(yīng)與定模分離，所以零件的分型面應(yīng)設(shè)置在沿零件的外表面上，并根據(jù)流道等條件進行設(shè)置，具體設(shè)定在后文中表述。 2．4．4零件體積與質(zhì)量 由材料的性能特點，可以知道ABS的密度為

28、1.05 g/cm3，由UG4.0可以算出零件的體積和質(zhì)量。 則可計算零件的體積為：=53.755319492cm3 零件質(zhì)量為：= 42.418099176 g 2．5零件圖及其尺寸公差 標注尺寸在繪制圖紙中是非常重要的一步。傳統(tǒng)的模具設(shè)計需要計算成型零件的加工尺寸，模具型芯和型腔的加工尺寸可以通過公式計算基本尺寸，S指塑件的平均收縮率。而在使用UG4.0進行模具設(shè)計的過程中，塑件已經(jīng)定義了其收縮率，則不需要通過繁瑣的計算而直接可以標注出成型零部件的基本尺寸。 但尺寸標注還有一個公差的問題，這是無法從軟件自動導(dǎo)出的，需要設(shè)計者設(shè)定。由于塑料收縮率范圍和穩(wěn)定性各有差異，首先必須合理化

29、確定不同塑料成形塑件的尺寸公差。即由收縮率范圍較大或收縮率穩(wěn)定性較差塑料成形塑件的尺寸公差應(yīng)取得大一些。否則就會出現(xiàn)大量尺寸超差的廢品，為此，各國對塑料件的尺寸公差制訂了國家標準和行業(yè)標準。中國也曾制訂了部級專業(yè)標準，但大都無相應(yīng)的模具型腔的尺寸公差。德國國家標準中專門制訂了塑件尺寸公差的DIN16901標準及相應(yīng)的模具型腔尺寸公差的DIN16749標準。此標準在世界上具有較大的影響，因而可供塑料模具行業(yè)參考。由于本人沒能收集到這個標準，則就按照慣例考慮到工廠模具制造的現(xiàn)有條件，模具制造公差取，Δ指塑件的尺寸公差。 本套模具的裝配圖和非標準件零件圖如附錄所示。 塑件大致的尺寸（長×寬×高

30、）為56.28×20×5（mm）。大多數(shù)尺寸的公差為或更大。對于小于的尺寸的地方就要注意，由于精度比較高，建模時就應(yīng)該沿減料方向適當加大基本尺寸或者增加脫模斜度以便試模后可以修改達到合乎要求的尺寸精度。 零件的三維圖如圖2-3和圖2-4所示，零件二維圖如圖2-5所示。 圖2-3：零件三維圖（外表面） 圖2-4：零件三維圖（內(nèi)表面） 圖2-5：零件二維圖 第三章．工藝參數(shù)分析與計算 3．1模流分析 3．1．1澆口的選擇 根據(jù)零件的具體使用要求，澆口不可以設(shè)置在零件的上下表面，還根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點，應(yīng)使用側(cè)澆口。由于產(chǎn)品的外形較大，注塑距離較長，如果采用一個

31、進膠口的話，注塑的時間會較長可能會影響產(chǎn)品的質(zhì)量，所以我采用了兩個進膠口進膠。 3．2成型方案 結(jié)合生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率問題，可以確定成型的方案，該產(chǎn)品的成型方案采用一模兩腔，兩腔之間的間隔為26mm，澆注形式采用冷流道，澆口為矩形側(cè)澆口，分流道為圓形，主流道為圓錐形。分型面為產(chǎn)品的上表面且穿過分流道。（如圖3-3） 圖3-1：流道分布 3．3模架型式及規(guī)格 3．3．1模架概述 模具設(shè)計主要是形成產(chǎn)品外形的凹、凸模零件以及開模和脫模方式的設(shè)計，模具上的大部分零部件可以直接選購由專門廠家生產(chǎn)的標準件，尤其是模架的直接選購，大大節(jié)約了模具制造時間和費用?，F(xiàn)在，廠家設(shè)計制造出

32、一套中等復(fù)雜程度的注塑模具10天左右的時間即可完成。 模具標準件在不同的國家和地區(qū)有小小的差別，主要是在品種和名稱上有區(qū)別，但所具有的結(jié)構(gòu)基本上是一樣的。這次設(shè)計的模具標準是流行于廣東珠江三角洲地區(qū)的港臺標準，與國家的標準結(jié)構(gòu)基本上是一樣的，在型號命名及品種分類上有些不同。 3．3．2模架的分類 按進料口（澆口）的形式模架分為大水口模架和小水口模架兩大類，香港地區(qū)將澆口稱為水口，大水口模架指采用除點澆口外的其他澆口形式的模具（二板式模具）所選用的模架，小水口模架指進料口采用點澆口模具（三板式）所選用的模架。大水口模架共有A、B、C、D四種型式；小水口共有DA、DB、DC、DD、EA、EB

33、、EC、ED八種型式，其中以D字母開頭的四種型號適用于自動斷澆口模具的模架。 3．3．3模架的選擇 模具的設(shè)計采用側(cè)澆口，冷流道，所以選擇龍記公司的模架庫。而模架的大小是由模芯的大小來確定的，有前面的模流分析后可以知道，模芯的布置如圖3-2所示，模芯的大小是230×280mm，根據(jù)經(jīng)驗數(shù)據(jù)和模架庫的選擇，選取模架大小為400×450mm，型號為4045的龍記模架。為了配合注塑機使用大多數(shù)采用工字模，所以模架的型式采用AI型如圖3-3所示。 圖3-2：模芯布局示意圖 圖3-3：龍記AI型工字模 3．4注塑機 注塑機的選擇是根據(jù)塑料制品的體積或質(zhì)量等參數(shù)來確定的。因此，

34、在選擇注塑機之前要對型腔內(nèi)塑料的體積和質(zhì)量進行估算。由前面塑件分析已知單個塑件體積：=53.755319492cm3，質(zhì)量42.418099176g 則=2×≈107 cm3，=2×≈83 3．4．1注塑機的選擇 查《塑料成型加工與模具》教材附錄6，初選取型號為XS-ZY-500的注塑機，參數(shù)如表3-2所示。 表3-2：注塑機XS-ZY-125的參數(shù) 注塑機最大注塑量：500cm3 注塑機最大注塑質(zhì)量：500g 注塑壓力：1450MPa 最小模厚：300mm 最大開距：500mm 注塑機定位孔直徑：Φ48mm 噴涂前端孔徑：Φ5mm 鎖模力：3500KN 3．4．2

35、最大注塑量校核 由于以容量計算時 ≤0.8 （1）式中： —注射機最大注射容量 cm3； —成型塑件與澆注系統(tǒng)體積總和 cm3； 0.8—最大注射容量的利用系數(shù)。 ∴≥/0.8=4/0.8=133.75cm3 以質(zhì)量計算時 ≤0.8 （2）式中: —注射機最大注射質(zhì)量 g； —成型塑件與澆注系統(tǒng)質(zhì)量總和g； 0.8—最大注射容量的利用系數(shù)。

36、 ∴≥/0.8=4.2/0.8=5.25g 注塑機符合要求。 3．4．3合模力及注塑面積和型腔數(shù)的校核 合模力的大小必須滿足下式 Fs≥Fz=P（nAx +Aj）= PA （3）式中： A—塑件和澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積之和； Ax—塑件型腔在模具分型面上的投影面積； Aj—塑件澆注系統(tǒng)在模具分型面上的投影面積； Fz—脹模力； Fs—合模力； P—模腔壓力 取35MPa。 通過使用軟件計算面功能自動得出 A=5540mm2 由于 Fs≥35×5540 mm2 =19

37、3.9KN 注塑機符合要求。 3．4．4模具與注塑機安裝部分相關(guān)尺寸校核 1.模具閉合高度長寬尺寸要與注塑機模板尺寸和拉桿間距相合適 模具的長×寬為330mm×350mm 2.模具閉合高度校核 模具實際高度 H模=265mm ； 3.開模行程校核 注塑機的開模行程應(yīng)滿足下式： S機-（H模-H最?。? H1＋H2＋（5～10）mm 即S機- (H模-H最小) >H1＋H2＋（5～10）＝42+10=52mm （4）式中： H1——推出距離，單位mm； H2——包括澆注系統(tǒng)在內(nèi)的塑件高度，單位mm；

38、 S機——注塑機最大開模行程。 注塑機符合要求。 第四章．工作部分的設(shè)計 4．1分型面的設(shè)計 4．1．1分型面的設(shè)計原則 分型面設(shè)計應(yīng)遵循以下原則： 1.分型面的方向盡量采用與注塑機開模方向垂直的方向； 2.分型面一般開設(shè)在產(chǎn)品的最大截面處； 3.盡量使塑件留在動模一側(cè)； 4.有利于保證塑件的尺寸精度和外觀質(zhì)量等； 5.有利于成型零件的加工與制造。 4．1．2分型面的設(shè)計 分析零件特點后，發(fā)現(xiàn)零件的外表面有比較高的精度要求，且經(jīng)過模流分析，模具澆注是使用側(cè)澆口，所以決定分型面沿零件的外表面，但是，在分析零件特征時發(fā)現(xiàn)，零件還有兩處有倒扣，所以必須設(shè)置分型機構(gòu)，所以要設(shè)置

39、多個分型面。主分型面如圖4-1所示。 圖4-1：主分型面 4．2模芯尺寸選定 在章節(jié)3.3.3中，已經(jīng)對模架進行了選擇，其中模芯的長和寬都已經(jīng)確定為230×280mm，型腔布局為兩產(chǎn)品對置（如圖4-2所示），且A板為90mm，B板為80mm，所以，模芯的高度為A板與B板高度之和，應(yīng)為170mm。 圖4-2：型腔布局 所以，在UG中，建立模芯的總體尺寸為X=230mm,Y=280m,+Z=90mm,-Z=80mm。 4．3分模 直接與塑料接觸構(gòu)成塑件形狀的零件稱為成型零件，其中構(gòu)成塑件外形的成型零件成為凹模，構(gòu)成塑件內(nèi)部形狀的成型零件成為凸模。由于凹、凸模件直接與高溫、高壓

40、的塑料接觸，并且脫模時反復(fù)與塑件摩擦，因此，要求凹、凸模件具有足夠的強度、剛度、硬度、耐磨性、耐腐蝕性以及足夠低的表面粗糙度。利用軟件中的分模功能，選擇已經(jīng)創(chuàng)建的分型面，自動分模，分模后，如圖4-3為凹模，圖4-4為凸模。 圖4-3：凹模立體圖 圖4-4：凸模立體圖 第五章．模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 5．1澆注系統(tǒng) 澆注系統(tǒng)的設(shè)計是注塑模具設(shè)計的一個重要環(huán)節(jié)，它對注塑成型周期和塑件質(zhì)量（如外觀、物理性能、尺寸精度等）都有直接影響， 故設(shè)計時要使型腔布置和澆口開始部位力求對稱，防止模具承受偏載而產(chǎn)生溢料現(xiàn)象，而澆口的位置也要適當，盡量避免沖擊嵌件和細小的型芯，防止型芯變形，澆口的殘痕不影響

41、塑件的外觀。概括說來，需要注意以下問題： 1.適應(yīng)塑料的工藝性； 2.流程要短； 3.排氣良好； 4.避免料流直沖型芯或嵌件； 5.澆注系統(tǒng)在分型面上的投影面積應(yīng)盡量?。? 6.澆注系統(tǒng)的位置盡量與模具的軸線對稱； 7.修整方便，保證制品外觀質(zhì)量； 8.防止塑件變形。 5．1．1主流道和分流道的設(shè)計 主流道和分流道的尺寸，其中主流道長95.59mm，為圓錐形狀，開始半徑為R=3mm，結(jié)束半徑為R=6mm。分流道截面形狀可以是圓形、半圓形、矩形、梯形和U形等，圓形和正方形截面流道的比面積最?。鞯辣砻娣e與體積之比值稱為比表面積），塑料的溫度下降小，阻力亦小，流道的效率最高，所以

42、選較圓形分流道截面形狀，半徑是R=6mm。分流道的布置選用左右平衡的一模兩腔。其中主流道和分流道都開在模芯中，這樣就可以簡化設(shè)計過程，降低設(shè)計成本。主流道襯套長度為95.5mm（如圖5-1所示）。 圖5-1：主流道襯套 5．1．2冷料穴設(shè)計 冷料穴位于主流道正對面的動模板上，或處于分流道末端。其作用是捕集料流前鋒的“冷料”，防止“冷料”進入型腔而影響塑件質(zhì)量，開模時又能將主流道的凝料拉出。冷料穴的直徑宜大于主流道大端直徑，長度約為主流道大端直徑。 5．2頂出系統(tǒng) 薄殼制品的頂出頗具技術(shù)性。因為壁和筋都很薄，非常容易損壞，而且壁薄沿厚度方向收縮就很小，使得加強筋和其他小結(jié)構(gòu)很容易粘

43、合，同時高保壓壓力使收縮更小。為避免頂穿和粘模，應(yīng)使用比常規(guī)成型數(shù)量更多、尺寸更大的頂出銷。所以在設(shè)計時，選用了直徑為φ5的頂桿（如圖5-2所示）。 圖5-2：頂桿 頂桿分布如圖5-3所示，圖中粉紅色點的地方就是頂針的位置。 圖5-3：頂桿分布圖 5．3冷卻及排氣系統(tǒng)設(shè)計 5．3．1排氣系統(tǒng)的設(shè)計 利用型芯、頂桿、鑲拼件等的間隙排氣，不需要另外設(shè)計排氣系統(tǒng)。 5．3．2冷卻裝置設(shè)計 為了縮短成型周期，需要對模具進行冷卻，常用水對模具進行冷卻，即在注塑完后通循環(huán)冷水到靠近型腔的零件上或型腔零件上的孔內(nèi)，以便迅速使模具冷卻。設(shè)計原則： 1.冷卻水孔數(shù)量盡可能的多，孔徑盡可

44、能大； 2.冷卻水孔至型腔表面的距離應(yīng)盡可能相等； 3.澆口處要加強冷卻； 4.冷卻水孔道不應(yīng)穿過鑲塊或其接縫部位，以防漏水； 5.冷卻水孔應(yīng)避免設(shè)在塑件的熔接痕處； 6.進出口水管接頭的位置應(yīng)盡可能設(shè)在模具的同一側(cè)，通常應(yīng)設(shè)在注塑機的背面。 根據(jù)以上原則設(shè)計出模具的水流道，如圖5-4銀色廓線所示。 圖5-4：冷卻水道示意圖 5．4復(fù)位機構(gòu)設(shè)置 頂針頂出塑件后，必須回到頂出前的初始位置，才能進行下一循環(huán)的工作。本套模具采用彈簧回程。彈簧套在回程桿上，直徑需大于模架的回程桿的直徑。彈簧設(shè)計長一點嵌入墊板底面有20mm左右，確保彈簧的穩(wěn)定和定位。本模具選用彈簧直徑為52mm。

45、如圖5-5所示。 圖5-5：復(fù)位機構(gòu) 5．5模具立體圖、定模部分圖和動模部分圖 模具立體圖如圖5-12所示，定模部分如圖5-7，動模部分如圖5-8. 圖5-6：模具立體圖 圖5-7：定模部分 圖5-8：動模部分 第六章．加工工藝方案制訂 6．1凹模工藝方案 圖6-1：凹模立體圖 工藝方案： 1.銑削周邊六面； 2.銑削側(cè)面的兩個凸臺； 3.Drilling鉆床加工7個φ8冷卻水孔； 4.CNC數(shù)控加工中心粗加工型芯成型部分； 5.Grinding磨床加工厚度平面； 6.CNC數(shù)控加工中心精加工型芯成型部分； 7.EDM電火花加工各精

46、細難于加工的成型部位； 8.Polishing拋光成型面。 6．2凸模工藝方案 圖6-2：凸模立體圖 工藝方案： 1.銑削周邊六面； 2.銑削側(cè)面的兩個凸臺； 3.Drilling鉆床加工7個φ8冷卻水孔和234個φ5的頂桿孔； 4.CNC數(shù)控加工中心粗加工型芯成型部分； 5.Grinding磨床加工厚度平面； 6.CNC數(shù)控加工中心精加工型芯成型部分； 7.CNC數(shù)控加工中心精加頂桿孔（擴孔、鉸孔） 8.EDM電火花加工各精細難于加工的成型部位； 9.Polishing拋光成型面。 6．3模具安裝和試模 1.清理模板平面定位孔及模具安裝面上的污物、毛刺。

47、 2.因模具外形尺寸不大，故采用整體安裝法。先在機器下面兩根導(dǎo)軌上墊好板，模具從側(cè)面進入機架間，定模入定位孔，并放正，慢速閉合模板，壓緊模具，然后用壓板或螺釘壓緊定模，并初步固定動模，然后慢速開閉模具，找正動模，應(yīng)保證開閉模具時平穩(wěn)、靈活，無卡住現(xiàn)象，然后固定動模。 3.調(diào)節(jié)鎖模機構(gòu)，保證有足夠開模距及鎖模力，使模具閉合適當。 4.慢速開啟模板直至模板停止后退為止，調(diào)節(jié)頂出裝置，保證頂出距離。開閉模具觀察頂出機構(gòu)運動情況，動作是否平衡、靈活、協(xié)調(diào)。 5.模具裝好后，待料筒及噴嘴溫度上升到距離預(yù)定溫度20～30，即可校正噴嘴澆口套的相對位置及弧面接觸情況，可用一紙片放在噴嘴與澆口套之間，

48、觀察兩者接觸印痕，檢查吻合情況，必須使松緊合適，校正后擰緊注射座定位螺釘，緊固定位。 6.開空車運轉(zhuǎn)，觀察模具各部分運行是否正常，然后才可注射試模。雖然是在選定成型材料、成型設(shè)備時，在預(yù)想的工藝條件下進行模具設(shè)計，但是人們的認識往往是不完善的，因此必須在模具加工完成以后，進行試模試驗，看成型的制件質(zhì)量如何。試模時，塑件上?？赡艹霈F(xiàn)各種弊病，為此必須進行原因分析、排除故障。造成次、廢品的原因很多，有時是單一的，但經(jīng)常是多方面綜合的原因。需按成型條件、成型設(shè)備、模具結(jié)構(gòu)及制造精度、塑件結(jié)構(gòu)及形狀等因素逐個分析找出其中主要矛盾，然后再采取調(diào)節(jié)成型工藝參數(shù)、修整模具等方法加以解決。因為成型條件容易改

49、變，所以一般的做法是先變更成型條件，當變更成型條件不能解決問題時，才考慮修理模具。 第七章．總結(jié) 7．1模具設(shè)計難點與特色總結(jié) 在本次的畢業(yè)設(shè)計中，按照的無紙化模具設(shè)計的一般流程，設(shè)計了一個比較常見的路由器散熱底蓋的模具，并對所設(shè)計的模具進行了模流分析與各數(shù)據(jù)的計算，大大的降低了設(shè)計和制造成本和延長了模具的使用壽命，本設(shè)計更是沿著如何降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的方向，對產(chǎn)品進行設(shè)計，利用了各種CAD軟件和各種分析軟件，提高了模具的快速響應(yīng)市場能力。 在完成本次畢業(yè)設(shè)計的過程中，本人漸漸地熟悉了注塑模具設(shè)計的一般過程和步驟。設(shè)計過程中需大量地運用已學(xué)過的知識，因此很好地鞏固了書本上所學(xué)到

50、的知識，配合自己動手所得到的實踐經(jīng)驗，對所學(xué)知識（尤其專業(yè)知識）掌握得更加牢固。在本次設(shè)計過程中遇到過不少問題，例如對軟件的不熟悉，軟件的很多功能以前都沒有接觸過，因此需從頭學(xué)起，邊學(xué)邊做，也因為這樣，印象特別深刻，掌握得特別牢固。 通過這次模具設(shè)計，使我加深了模具方面的認識，在這個過程中，培養(yǎng)了自身的獨立思考問題、解決問題的能力。 7．2存在問題與解決設(shè)想 由于本人在模具設(shè)計方面經(jīng)驗不足，本畢業(yè)設(shè)計的模具還有一些不足，例如產(chǎn)品中存在的一定量的溶接痕、產(chǎn)品邊緣有氣泡產(chǎn)生等問題，希望在以后積累更多的經(jīng)驗，解決可能出現(xiàn)的缺陷問題。 另外，本產(chǎn)品屬于厚壁類零件，在注塑過程中，使用冷流道可能降

51、低了產(chǎn)品的注塑質(zhì)量，使產(chǎn)品產(chǎn)生缺陷，而且注塑周期較長，而如果使用熱流道技術(shù)，可以節(jié)約流道中的廢料，熱流道的優(yōu)點有大大縮短注塑周期，減少縮模力，改善制品的變形、飛邊等，減少廢料、有利環(huán)保，減少污染，減少噪音，提高制品品質(zhì)等等。而且熱流道技術(shù)是現(xiàn)今模具發(fā)展的方向，但是技術(shù)難度要求較高且成本也較高，因為時間的關(guān)系和經(jīng)驗的不足，在本次設(shè)計中沒有使用熱流道技術(shù)。 【參考文獻】 ［１］陳萬林等編.《實用塑料注射模設(shè)計與制造》.北京：機械工業(yè)出版社，2000 ［２］王孝培編.《塑

52、料成型工藝及模具簡明手冊》.北京：機械工業(yè)出版社，2000 ［３］李德群? 唐志玉.《中國模具設(shè)計大典》.江西：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003.1. ［４］《塑料模設(shè)計手冊編寫組.塑料模設(shè)計手冊》.北京：機械工業(yè)出版社.1982.12. ［５］屈華昌.《塑料成型工藝與模具設(shè)計》.北京：機械工業(yè)出版社.2003.3. ［６］徐佩弘.《塑料制品與模具設(shè)計》.北京；中國輕工業(yè)出版社.2001.7. ［７］桑永主編.《塑料材料與配方》.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.11； ［８］陳已明,謝龍漢編著.《UG NX4 模具設(shè)計實用教程》.北京：清華大學(xué)出版社，2006.12； ［９］黃志輝

53、主編.《模具設(shè)計與制造基礎(chǔ)》.北京：電子工業(yè)出版社，2007.3； ［１０］屈華昌主編.《塑料成型工藝與模具設(shè)計》.2版，—北京；機械工業(yè)出版，2007.8； ［１１］劉力主編.《機械制圖》.2版.—北京：高等教育出版社，2004.7； ［１２］張云杰編著.《UG NX4.0中文版基礎(chǔ)教程》.—北京：清華大學(xué)出版社，2007.6； ［１３］史鐵梁主編.《模具設(shè)計指導(dǎo)》.北京：機械工業(yè)出版社，2003.8； ［１４］劉俊英 梁豐 殷小清 主編.《Auto CAD 繪圖基礎(chǔ)與技巧》。 致謝 通過這次的畢業(yè)設(shè)計讓我熟悉應(yīng)用工程軟件的實

54、踐能力，培養(yǎng)了自己獨立設(shè)計的能力。此次畢業(yè)設(shè)計是對我專業(yè)知識和實踐綜合素質(zhì)的一次鞏固，同時也是我走向社會前的一次熱身。 此次畢業(yè)設(shè)計收獲很多，比如說學(xué)會了分析數(shù)據(jù)，提高了自己的三維圖和二維圖能力。當然畢業(yè)設(shè)計也暴露出自己的很多的不足之處，在整個過程中，我發(fā)現(xiàn)像我們這些學(xué)生最缺少的是經(jīng)驗，沒有感性的認識，空有理論知識，有些東西很可能與實際脫節(jié)?？傮w來說，我覺得做這種類型的作業(yè)對我們的幫助還是很大的，它需要我們將學(xué)過的相關(guān)知識都系統(tǒng)地聯(lián)系起來，從中暴露出自身的不足，以待改進。 雖然馬上就要畢業(yè)了但是自己的求學(xué)之路還有很長，以后更應(yīng)該在工作中學(xué)習，努力使自己成為一個真正對社會有用的人。 在此感謝各位指導(dǎo)老師和身邊的同學(xué)悉心的教導(dǎo)和幫助，特別是我的指導(dǎo)老師——朱俊杰老師，他給了我很多方向性的建議，還有模具組的各位老師在設(shè)計過程中給予的幫助和支持！使我加深了模具方面的認識，培養(yǎng)了我獨立思考題、解決問題的能力。