输卵管肿瘤玩具汽车外壳模具设计及其成型工艺

2021年2月24日发(作者：性生活后白带带血)
目录

摘


要

.
..... .................................................. .................................................
4

ABSTRACT
.
.................. .................................................. ...........................
5

1
前言

.
.............................. .................................................. ......................
6

1.1
选题的目的和意义
................................. ......................................
6

1.2
国内外的发展现状
......................... ............................................
6

1.3
塑料模具的分类及特点
............. ................................................
6

1.4
注射模的组成
................. .................................................. ............
7

2
玩具汽车外壳的设计和工艺分析
........................... .............................
8

2.1
造型设计
..................................... ..................................................
8

2.2
塑件材料选择
................. .................................................. ............
8

2.2.1 ABS
特性

.
............................................ ..................................
9

2.2.2 ABS
成型特点

.
............... .................................................. .....
9

2.2.3 ABS
的注射工艺参数

.
.............................................. ............
9

2.2.4

ABS
主要用途

.
..................... ............................................
1
0
2.3
塑件工艺分析
................ .................................................. ...........
1
0
2.3.1
对结构分析
... .................................................. ...................
1
0
2.3.2
对表面质量分析
.................................. ..............................
1
0
2.3.3
加工的方法
.......................... ..............................................
1
1
3
模具设计

.
........... .................................................. .................................
1
2
3.1
对分型面的设计
.......................... ...............................................
1
2
3.1.1
分型面的选择原则
............ ................................................
1
2
3.1.2
确定分型面
............... .................................................. .......
1
2
3.2
确定型腔的排列方式和模仁尺寸的大小
.................................
1
3
3.2.1
模具型腔排列方式的确定
................................................
1
3
3.2.2
模仁尺寸的确定
............. .................................................. .
1
4
3.3
模架的选取
............... .................................................. ................
1
6
3.4
浇注系统的设计
.................................. .......................................
1
8
3.4.1
浇注系统的设计原则
...................... ..................................
1
8
3.4.2
主流道设计
.......................... ..............................................
1
9
3.4.3
分流道的设计
.............. .................................................. ....
2
0
3.4.4
浇口的设计
.......... .................................................. ............
2
1
3.4.5
冷料井的设计
. .................................................. .................
2
1
3.5
侧向抽芯结构的设计
................................ .................................
2
2
3.6
顶出机构设计
........................... ..................................................
2
3
3.6.1
顶出行程的计算
.............. .................................................. .
2
4
3.6.2
复位机构
.............. .................................................. ............
2
4
3.6.3
垃圾钉
.... .................................................. ..........................
2
5
3.7
冷却系统设计
............................ ..................................................
2
5
4
成型工艺分析
................... .................................................. ..................
2
8
4.1
模流分析概述
................................... ..........................................
2
8
4.2
对塑件进行网格划分
............. .................................................. ..
2
8
4.3
成型窗口分析
............. .................................................. ..............
2
9
4.5
充填分析
.... .................................................. ................................
2
9
5
总结

.
.............................. .................................................. ......................
3
0
致


谢

.
............................... .................................................. .....................
3
1
参考文献

.
............................................. .................................................. ...
3
2

























玩具汽车外壳模具设计及其成型工艺



摘


要


随着国内高速的发展，
模具的使用越来越多。
这次采 用了注塑成型工艺。
注
塑成型能够用来制造一些结构复杂的，
精度要求比较高的的塑件 ，
它也是热塑性
塑件成型的重要方法之一。
所以，
研究注塑模具能够更加了解 塑料制品的加工过
程以及降低次品率有很重要意义。

本文详细的说明了玩具汽车外壳 的模具设计过程。
先是使用设计软件进行产
品的三维建模，
选取产品的材料，
考虑后采用一模两腔的设计方式。
然后进行产
品的分模，根据模仁的大小，选取合适的模架，再 设计浇注系统，顶出系统等。
分析产品的结构后，需要设计侧抽系统。然后使用
Moldflo w
软件进行了模流分
析。最后是使用
CAD
软件绘制一些零件图和模具的装配 图。

关键词：


注塑模具；模架；成型系统；侧抽机构



Toy car shell mold design and molding process

ABSTRACT
With the development of domestic high speed, mold the use of more and more.
We use the injection molding process. Injection molding can be used to make some
complex
structure,
high
accuracy
of
plastic
parts,
it
is
also
one
of
the
important
methods of thermoplastic plastic molding. So, the research injection mold to a better
understanding of the process of plastic products and reduce the defect rate has very
important significance.
This paper illustrates the toy car shell mold design process. First use the design
software
for
product
3
d
modeling,
selection
of
materials
of
products,
with
one
module and two cavities after considering the design of the way. And then the parting
of
the
products,
according
to
the
size
of
the
cavities,
choose
the
right
mold
frame,
design
of
gating
system,
ejection
system
etc.
After
analyzing
the
structure
of
the
product, need to design side pumping system. Then using Moldflow software on mold
flow analysis. The last is to use CAD software to draw some detail drawings and mold
assembly drawing.
Key
words
:Injection
Mold;Mold
cavity,Prototyping
System;Side
pumping
mechanism


1

前言

1.1
选题的目的和意义

通过这个课题，
可以掌握设计模具的方法 和步骤，
也能更加深入的了解模具
行业。
同时也将以前学习的机械制图等课程的知识串 联了起来，
并且能够提高自
己使用绘图软件的能力；
为自己以后的工作积累了许多经验 。
现如今，
玩具行业
的发展很迅猛，
消费的水平也越来越高；
因此，
本次毕业设计的课题选择以玩具
汽车外壳为产品，
对其进行模具的设计，
并且 利用计算机辅助软件对其进行成型
工艺的分析。通过本次毕业设计，通过查阅大量的资料，丰富自己的知 识；提高
独自思考和解决问题的能力，为以后的工作多积累一些经验。

1.2

国内外的发展现状

国外的模具工业起步比较早，
发展的历史也比较久，
技术水平相对来说也比
较成熟。
许多高新技术在欧美模具企业中 得到广泛的应用。
应用高新技术来设计
和制造模具，
已经成为快速制造好的模具的有力 保证。
在欧美等发达国家，
为了
提高模具工业的水平，
增加信息技术的使用，
企业中计算机辅助软件得到了广泛
地应用
[1]
。

国内的 模具起步比较晚，发展时间短，但近些年来，发展还是比较快的。已
经可以满足国内对于一些中档和低档 模具的需求量。
国内的模具工业虽然在这十
几年中得到了很快的发展，
但是和工业发达 国家相比，
仍然在很多方面还有很大
的差距。
和国外相比，
国内的模具标准化 的程度较低；
模具制造精度低、
周期长；
模具品种少、效率低；模具的寿命比较短、材 料的利用率也比较低；技术力量落
后、管理水平较差
[2]
。

1.3

塑料模具的分类及特点

当在加工高分子材料时，用到的模 具叫做塑料成形模具，一般叫做塑料模，
用它来成形塑料的产品。根据相关的统计数据，塑料模在所有模 具的占到
35%-40%
，
在所有模具的使用中，
塑料成型模具的使用也是最 多的。
随着国的发
展，塑料制品使用的越来越多；所以，塑料成型工业十分重要。
< br>通常，塑料模具是由几组零件构成的，其中就有成型模腔。当注塑时，我们
将模具装夹在注塑机上 ，
将熔融状态下的塑料注入到成型模腔里面，
让塑料在腔
内冷却定型，
然后将 上下模分开，
通过顶出系统将成型好的制品顶出模腔，
从而
获得制品。按照成形方法的 不同，可分为注射成形模具、挤出成形模具、吸塑成
形模具、高发泡聚苯乙烯成形模具等
[3]
。

在实际的生产中，
根据所选成型塑料的种类，
产品的结构和尺寸 精度，
生产
的数量，
注射机的类型和注射工艺条件等许多因素，
所以注射成形 模具的结构形
式特别多。
塑料成型模具大致分为注塑模，
压缩模，
压注模，< br>挤出模等成型模具。
而本次设计选用的是塑料注射成型模具
[4]
。

1.4
注射模的组成

注射模是由动模和定模两部分组成。
当两块 模板合在一起时就构成了型腔和
浇注系统，
而在开模的时候可以取出塑件和浇注系统的凝料。< br>模架上有许多零件，
它们的功能都不一样，注射模大致由以下的几个部分组成：

（
1
）
成型零件


它一般包括型芯，
型 腔和螺纹型芯，
螺纹型环，
镶件等部分。
它直接和产品进行接触，
它在很大程 度上影响产品的大小，
形状，
表面是否平整。

（
2
）浇注系统


塑件原料通过浇注系统进入到型腔里，它一般包括主流道，
分流道，浇口和冷料穴。

（
3
）
导向机构


在闭模的时候，
为了 保证前模和后模能够准确的配合好，
我
们设计了导向机构，它能以保证产品的结构和大小的精确 度。

（
4
）顶出机构


该机构是在开模的时候，把产品从模具中顶出来。

（
5
）冷却系统


冷却在型腔里的液态塑料，使它凝固成型。

（
6
）
排气系统


排气系统是为了将型腔内的气 体排出来，
而在模仁的分型面
上有目的性的开设一的些沟槽。

2
玩具汽车外壳的设计和工艺分析

2.1
造型设计

本次 毕业设计对象为玩具汽车外壳，它所需要达到的要求为：绝缘性要好，
要能耐高温，
韧性和刚性 都要好，
应该达到儿童使用安全标准，
看着也应该美观。
设计产品如图
2.1
所示。


图
2-1
玩具小车外壳三维图

2.2
塑件材料选择

此次设计的是玩具汽车，
主要针对小孩子，< br>材料必须是无毒无害的；
从使用
性能来说，需要具备一些综合的机械性能，有较好的机械 强度，一定的弹性，耐
磨，化学稳定性和电绝缘性能要好。考虑到本次设计的产品在使用方面的要求，< br>本玩具汽车所需要的材料应具有诸如热稳定性、
表面光滑等性能。
综合上述这些
要求，
通过对材料的筛选，
选择了
ABS
塑料。
考虑到
AB S
材料的成本相对较低，
对于颜色的调配更加多样。因此，本次考虑决定选择使用
AB S
塑料。

2.2.1ABS
特性

ABS
是由三 种单体组合而成，这三种单体是：丙烯、丁二烯、苯乙烯。它
有耐冲击、耐磨、耐腐蚀等优良性能；此外 ，
ABS
的尺寸稳定性、力学性能、
染色性也较好。
ABS
成型和机 械的加工性能不错，同时他在较低温度下也可以
正常使用。
ABS
以其价格上低廉、产 量较大且容易获得等因素成为目前许多塑
料厂商的首选对象。
ABS
在外表方面来看通 常为不透明微黄状，且
ABS
无毒无
味，密度
1.02-1.05g/cm< br>3
。

2.2.2ABS
成型特点

ABS
是热塑性塑料，他的加工性能很好，用常用的加工方式进行加工就可
以。

ABS塑料的尺寸稳定性、成型加工性、耐热性很好，产品的表面光滑粗糙
度低，它可以电镀上许多颜色。 它在模具当中，需要的凝固时间少，模塑的周期
也比较短，表面比较光滑。

ABS
因为能吸水，所以在加工此塑料之要前进行一些干燥处理。

ABS< br>制品在加工时容易产生内应力，需要对
ABS
进行退火处理，这是因为
考虑到应 该避免出现应力太大和制品对应力开裂等情况。

2.2.3 ABS
的注射工艺参数

ABS
的模具温度一般应保持在在
75℃
-85
℃。定模温度通常为
70
℃
-80
℃，
而动模温度常为
50
℃
-60
℃；两者温度相差比较大，能够防止沾黏在一 起。定模
温度的高低影响其流动性，温度越高则其流动性就越好，更加有利于他的充型；
温度低 时，
则能够缩短生产该物品的冷却时间，
进而可以提升其生产效率。
对于
一些 形状比较小的，
结构也比较简单的，
厚度又比较大的物体可以选用较低一些
的注射压力 ，一般在
70-100MPa
；对于复杂的、薄壁的、流程长的、浇口较小的
制品，注 射压力应达到
100-140MPa
之间。


2.2.4ABS
主要用途

ABS
的用途很广，在机械行业，冷藏 库、轴承和泵业轮都得到使用；在诸
如一些轿车、汽车上都能看到由
ABS
制作的零部 件；此外，电器零件、玩具、
家具和纺织器材等都用
ABS
来制造。

2.3

塑件工艺分析

2.3.1

对结构分析

制品的工程图如图
2-3
所示，
该玩具汽车外 壳的尺寸为
80mm×
60mm×
35mm,
整体的壁厚为
2mm< br>，脱模斜度为
2°
。


图
2-2
零件图（单位：
mm
）





分析外壳得知，
该制品有通孔和盲孔，
考虑到模具制作的成本，
需要设计镶
件；而制品的侧面上有两个侧孔，需要设计出侧抽机构。

2.3.2
对表面质量分析

该塑件的外表面会被直观看到，表面应该光滑，无毛刺，选用的表面 粗糙度
相对较高，取
Ra=3.2um
就行；而塑件内表面不会被直接地看到，所以， 表面粗
糙度的选择不需要太高
[5]
。

2.3.3

加工的方法

该塑件为大批量的生产方式，
可重复使用，
所以，本次采用了普通热塑性塑
料注塑成型加工方法。
由于外表可能会出现毛刺等问题，
所以这次就选择了侧浇
口的方式。






























3

模具设计

我们在 设计模具时，
需要考虑许多的因素，
其中有模具尺寸的多少，
型腔的
个数型腔 的布局；还有模具的浇注系统，浇口和顶出机构等。

3.1

对分型面的设计

3.1.1
分型面的选择原则

在模具 上，用来使塑料制品和浇注系统凝料脱模以及安装嵌件，把模具型腔
合理的分成两个或几个部分的可分开 的接触表面被称为分型面。
分型面对于模具
结构形式的确定起着重要的作用。
一般会根 据模具的整体结构，
设计的浇注系统，
制造工艺等条件来设计分型面的类型、
形状和位 置。
选择分型面的时候，
一般会
根据以下的几个原则：

（
1
）塑件外形最大轮廓的地方；

（
2
）可以让塑件能够顺利的脱离模具；

（
3
）保证塑件的表面质量和尺寸的精度；

（
4
）有利于模具的加工；

（
5
）有利于排出气体；

（
6
）考虑模具的一些特殊设计。

3.1.2
确定分型面

我们一般会根据分型线来确定分型面，
通过 在软件中的新建制造模具型腔命
令进行产品的分模，来帮助我们选取正确的分型面。



图
3-1
分型面

3.2
确定型腔布局和模仁尺寸的大小

3.2.1
模具型腔布局的确定

该塑件的尺寸精度的要求不高，它整体的尺寸不大而且需要能够 批量的生
产；
考虑了加工的时间和成本等因素，
这次选择采用一模二腔的结构，
型腔成对
称布局
[6]
。型腔布局应按照正确的的方式设置。当产品与产品之间没有 流道时可
适当减小间隙，一般取不小于
10mm
[7]
,
这次设计， 确定了两个模具型腔的距离约
为
34mm
。


图
3-2
型腔布局方式


3.2.2
模仁尺寸的确定

模仁，
又叫做镶块。
产品是在 模仁中成型的，
所以模仁是注塑模具最重要的
部分。由于制品是多种多样的

，所以加工制品所使用的模仁结构的复杂程度也
就不一样。所以，在加工模具时，最主要的就是加工模仁 。

一般根据塑料制品的大小和排位方式，
来确定模仁尺寸的大小。
模仁在确 保
钢料具有较大强度的条件下越紧密越好。
一般来说，
确定模仁的大小有两种方法：< br>
（
1
）计算法：此方法按经过一些相关的公式，计算校核出型腔的壁厚的数< br>值大小，
得出来模仁尺寸的数值。
塑料制品的形状并不都一样，
有的有复杂的面 ，
不容易计算；
而大多数的公式都是针对标准的模型，
所以计算并不一定准确。
对
于水平较低的读者来说，不太容易掌握方法。

（
2
）估算法： 此方法是根据以前的设计经验或者制品的一些设计规定来确
定型腔的壁厚的数值，
得到模仁尺寸 的大小。
这种方法简单实用，
操作也很方便，
所以很多模具厂都采用这种方法。


图

3-3
估算法

根据估算法得出，此次 的模仁尺寸定为长
240mm
，宽
110mm
。定模仁的高
度设置为
60mm
，动模仁的高度去
25mm
。

在加工时，需要对 定模板，动模板和模仁进行加工。一般有两种方式做法：
避空角的形式和
R
角形式。通 常，当模仁的尺寸小于时，会考虑采用避空角形
式；
当模仁的尺寸大于时，
更多的会采 用
R
角形式。
R
值的大小会根据模架的大
小来选择，
通常取
8mm
，
13mm
，
16.5mm
，
20mm。
本次的模仁尺寸为
240x110mm
，
可采用倒
R
角形式。
R
的值取为
8mm
，如图
3-4
所示。



图
3-4
模仁尺寸（单位：
mm
）

3.3
模架的选取

模具的设计主要是对于塑件外形的动、定模零部件和脱 模顶出机构的设计。
一般情况下，
模具上的所有零部件都是选择一定尺寸的标准件，
尤 其是模架。
模
架的内部结构如图所示。


图
3-5
模架

根据制品结构的不同，
塑胶模具分为二板式模具和三板式模具，
可简称为二
板模具和三板式模具。由于玩具汽车结构比较简单，并且表面没有做特别要求。
考 虑到模具结构相对简单，
经济效率优先等因素，
这次采用二板模结构，
总体结
构类型为单分型面注塑模具。模架选取参考数据如图
3-6
所示：