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摘 要
本论文所讲的设计是暖风机风口罩塑料零件注塑模具设计，文中非常细明的叙述了注塑模具在成型时的成型工艺。以及模具制造的制造技术及研究会画模具图的全部流程。然后再对本零件的实行使用性以及结构上面的进行比较详细的分析及工艺过程来演示分析，并学习和使用UG等软件进行绘图和分析、同时对成型过程中各种参数的变化、仿真演示填充的质量以及生产时有缺陷出现的可能，在模具设计时给以优化及避免。本文列出了注射机的各项参数及选择的重要根据，并进行了对主要的参数做了一系列进行了计算与重要部位的校核。体会到了零件的分析，模具的设计布局，同时也为本模具说明书做了铺垫。设计完成注塑分析与设计，画出整套装配图及零件图。本模具机能比较可靠，可以提高产物的质量和出产效率，使成本降到最低。
本文中对模具各主要模具零件的设计时应按原则的参考，在结构的设计的过程当中举出了部份例子进行参考，本文对暖风机风口罩塑料零件进行了详细及较为精准的分析比较。在零件的分型面（分模面）确定及选择这个重点上面进行了研究分析，本模具使用一模二腔的分布，在浇注方面采用了点浇口的填充方式。最后我们对设计模具调节模具温度的水路这些重点内容进行了分析及比较，论证了零件的成型质量和调节模具温度的水路之间的关联性是多重要，清楚地表明了模具的冷却水进、出时温度以及加热和冷却量，最后给定模具的冷却的形式、模具水路冷却直径。经过所有模具构件设计完成后，对此模具进行安装到注塑机上面的方式进行概述，并对在试验模具及生产的流程当中有出现问题的可能做出了分析，并指出了这些问题对应改善及避免的方法。通过整个计算机辅助设计的过程，这样设计过程变得非常容易，而且还可以及时发现一些设计中的可能出现的问题，比如说模具可能潜在的问题，还有零件干涉及设计不合理这类失误。
关键词：注射模；计算机辅助设计；成型机的选择；暖风机风口罩
Abstract
The design of this paper is the injection mold design of the plastic parts of the air mask of the heater. The molding process of the injection mold is described in detail. As well as the manufacturing technology of mould manufacturing and the whole process of drawing mould drawing. Then, the application of this part and the structure above are analyzed in detail and the technological process is demonstrated and analyzed, and the software such as UG is studied and used for drawing and analysis. At the same time, the changes of various parameters in the forming process, the quality of simulation demonstration filling and the possibility of defects in production are optimized and avoided in the mold design. In this paper, the parameters of the injection machine and the important basis for selection are listed, and a series of main parameters are calculated and the important parts are checked. The analysis of the parts and the layout of the die are realized, which also paves the way for the instruction of the die. Design and finish injection analysis and design, draw a complete set of assembly drawings and parts drawings. The die function is relatively reliable, which can improve the product quality and production efficiency and minimize the cost.
In this paper, the main mold parts should be designed according to the principles of reference, in the process of structural design, some examples are cited for reference, this paper makes a detailed and more accurate analysis and comparison of the plastic parts of the fan mask of the heater. The first mock exam is made on the parting surface (parting surface) of the parts, and the key is studied and analyzed. The mold is distributed by one mold and two cavities, and the filling method of the gate gate is adopted in the casting. At last, we analyze and compare the key contents of the design of the water way to adjust the mold temperature, demonstrate the importance of the relationship between the molding quality of the parts and the water way to adjust the mold temperature, clearly show the temperature of the cooling water in and out of the mold, the heating and cooling capacity, and finally give the cooling form and cooling diameter of the mold water way. After the completion of the design of all mold components, the way of installing the mold on the injection molding machine is summarized, and the possible problems in the test mold and production process are analyzed, and the corresponding improvement and avoidance methods are pointed out. Through the whole CAD process, the design process becomes very easy, and some possible problems in the design can be found in time, such as the potential problems of the mold, and the errors such as interference of parts and unreasonable design.
Key words: injection mold; CAD; selection of molding machine; fan mask of heater
目 录
摘 要 1
Abstract 2
目 录 4
第1章 引言 6
1.1 注射成型模具的地位及发展趋势 6
1.1.1 注塑成型模具的地位 6
1.1.2 注塑成型模具的发展趋势 8
1.2 毕业设计选题的背景、设计方法、目的和意义 9
1.2.1 设计选题的背景和设计方法 9
1.2.2 设计的目的和意义 9
第2章 塑件工艺性及成型工艺条件 11
2.1 暖风机风口罩零件制品图 11
2.2 塑件结构工艺性分析 11
2.3 塑件成型工艺条件分析 12
第3章 成型设备的选择 14
3.1 成型设备的选择 14
3.2 注射机基本参数的校核 15
3.2.1 注射量的校核 15
3.2.2 锁模力的校核 16
3.2.3 最大注射压力的校核 17
3.2.4 成型机台对模具固装的部件验算 17
3.2.5 开模行程的校核 17
第4章 模具的结构设计 19
4.1 型腔数目的确定和排列方式 19
4.2 分型面的选择 19
4.2.1 模具型腔数量的分布 21
4.3 浇注系统的设计 22
4.3.1 主流道的设计 22
4.3.2 浇口的设计 23
4.4 成型零部件的设计 24
4.4.1 型芯设计 24
4.4.2 型腔设计 25
4.5 脱模机构 27
4.5.1 脱模力的计算 27
4.5.2 推出零件尺寸的确定 27
4.6 调温系统 29
4.6.1 调温系统的重要性 29
4.7调温系统设计 29
4.7.1 每个限定的时效内模腔总的热值量 29
4.8 导向机构 36
4.8.1 成型部分的导向 36
4.8.2 推出机构的导向 36
4.9 排气系统 37
第5章 模具总装图 39
第6章 抽芯机构的设计 40
6.1抽芯机构的概述 40
6.2抽芯机构的计算 40
6.2.1斜导柱滑块抽芯机构的计算 40
6.2.2斜顶抽芯机构的计算 42
结 论 44
谢 辞 46
参考文献 48
第1章 引言
1.1 注射成型模具的地位及发展趋势
塑料这一种材料是一个非常活跃的现代化材料。他已经广泛使用在汽车业、文误体育用品、医疗卫生器材、航空航天工业、现代化通讯设备、电子电气仪器行业、化工化纤工程、纺织服装织布、楼房建筑工程、大小工具五金等非常多的板块。塑料在二零零五年左右时，单单在中国塑料制品每一年的总生产数量就已经远远的超过四千多万T。这个数据预计在第二十一世纪，高分子材料（塑胶材料）化工材料会是一个用量和前景的高速猛进的黄金时代。
1.1.1 注塑成型模具的地位
塑料模具二零零五年起，由中国的海事监督管理部门（中国海关）数据统计出来的模具入口数据，高精度塑料模具占所有进口模具60%多，这是塑料模具在模具行业占有很大比例的得分。塑料模具设计方案的好坏，决定了零件成型的结构和外观质量及生产效率，这就是说，如果想要更高品质制造出来及比较低价格的塑胶零件，就要依靠塑料模具设计来保证制造方便、精度与寿命。
新时代、新世纪塑胶零件的制造，需要使用合适的注射制造技术、领先的塑料技术和精密的模具、高速度的塑料生产机器。这些是塑料模具对制造水平的硬性指标，在制件的需求和三维数字化设计都担着非常重要的角色。自化动机器手能安装在自动化成型的模具上面，这种方法能大大提高速度生产，更大地提高生产效能并减少人工取件，零件的制造生产技术的换代是基于模具制造和创新的基础条件。
我们大中国注射成型的模具水平已经取得了较大档次的提级。从2005以后在大中型级别的模具，像忌冷积热空调外壳、注射量也能高达达到八公斤大型成型机器、大型液晶电视的这种模具可以成型三米多大以上的零件、大中型成型设备及大型的模具，好比汽车的装饰板以及保险杠；这类精密的塑料大型模具，同时也可以能生产高精密的小型注塑模具比如相机的外壳及内部的精密结构件、自动旋转双色的模具以及多个型腔数量的成型这一系列非常先进的高精密模具。这种种表明我们中国的模具成型水平已经去到了一个很高的层次，模具行业在中国中的地位会起到一个举足轻重的作用。
模具的制造工业是常规工业生产中的非常重要工艺装备工具，模具也是工业中对中国经济的发展的重要方向。对中国的各部门发展也是一个非常重要的基础.自从中国加入世贸组织以后后，与世界上的各个国家经济往来都越来越频繁了，从世界上每个国家经济上大力快速速发展以来，全人类消费水平在日趋地大率增长，消费的水平和结构越来越多元法，复杂化，因为消费水平的快速增长，所以就能带来了这个全球经济上面的快速发展与促进，我们中国也渐渐地转变为全中国上著名的世界制造中心国。
从目前的情况来看，我们中国的模具制造与设计水平有了较大专业性发展，但要和他同其它先进制造国家（德、日、欧洲等先进工业国家）相比来比较还是有存在较大差距的。如：我们国家的国产模具精度都低、寿命也比较短、模具的生产制造周期也非常长，注塑成型注射机这一类设备都很老很陈旧、型号及尺寸上面的规格以及品种比较少；所以致使我们国家上的模具行业中的新型模具材料与研发运用的力度比较小，因为新型的模具钢料、材料这一方面的的开发及模具应用知识面上还是不太强，模拟CAD/CAM软件的使用与应用技术也远远比发达的西方国家要差。
注塑模具是制造行业中大量产品，影响非常广泛的一种重要的模具工具。它在现代大批量制造生产中工业中，起到了非常重要的作用，如果在没有高水平的模具，那就是没有高质量高精度的塑料产品。跟随着我们现代科学的不断加速发展这一种知识面下，注塑的工艺和塑料钢模的技术同时也是在不断的加速发展以及改革。模具的设计，在计算机辅助设计、制造与模拟分析的研究及这一方面的应用上，大大地能提高模具的设计质量和大大提高设计和制造效率和周期，这是模具设计及制造的技术可以实现了CAD/CAM/CAE计算机模拟分析一体化。塑料钢模模具的发展的现状是复杂精密多功能塑料成型模具等,其中精密多工位模具占居主流产品地位,占有绝大多数比例的模具市场。随着国内市场产品档次的提升,近些年,先进多工位与多功能塑料成型模具的所胡方面的技术水平有了非常大的增加,特别是那些产量很大的精密塑料模具的设计水平和生产的精密度、它们的使用寿命和制造的周期这多方面的性能方面都有了很大很大的提高, 这就相当于我国的制造技术。你已经到达了国际了相近水平。我们生产的模具。但代替了原来的进口模具。现在我们，打磨机还出口很多国家。比如。印度要求比较高的日本、德国，欧洲、还有东南亚等众多国家。还有双色模具，也已经达到了相近国家的同等水平。
目前呢我们国家的塑料模具。虽然说不管是东方你数量上还是质量上，都已经有了很大很大的进步和提升。这个提升包括了设计水平，制造的技术和精密度。其中也包括了我们国产的模具钢材都有了大的提升。但从经济效益，板面来，想对比，可以说国家还是有一定的差距。现在我国现有的技术和制造工艺条件, 也可以设计和等身大部份的大型塑料模具了，比如说汽车覆盖件的，大型，塑料模具。还有大型打印机，等着易方面的模具。以前这些大型和高精度模具我们国家都是依靠，进口西方先进的国家来的。所以说现在我们国家也可以制造这一类型的模具这就体现了我们国家模具技术可劲造条件的快速增长和提高。
从上面的种种方面来分析，已经说明我国的模具技术已经得到了非常非常大的进步和提高。但是可外国的模具技术相比。我们国家还是落后了，五到二十年的这个差距。五到二十年。这一个数据听起来是很吓人的，这是一个很大的差距，但是，随着中国制造业的发展要求相比。模具设计制造是一项非常实用和专门的技术。所以近年来，中国对模具行业的设计与制造这一方面的研究已经有了，很大的要求和提高。就行了很多种模具，标准化的规划，还有设计要求的提高。再加上专业分工的国内塑料成型模具企业不够完善，小型和大型，大型和全模具企业也占主导地位，企业的核心竞争力难以形成，企业拥有自己的技术和创新能力远远落后于国外先进的模具企业。我们对模具标准件，和刚才上面的标准也进行了，标准感谢点儿提高，因为这些因素也是影响模具的水平中一个很重要因素。
如今，模具设计与制造技术成为科技发展非常重要标志。塑料成型加工及塑原料生产加工都得到了很快的开发以及应用，在中国的生产能力和科技，以及时代经济发展的豁达影响力是不用言语的。
1.1.2 注塑成型模具的发展趋势
由于我们大中华塑料成型模具设计以制造工业起步比较迟，所以制造基础及设计水平都较为薄，这个差距和欧美这些现代化制造业先进的国家进行比较依然有非常大的距离。不过在中国工业行业的政策下的多种国家性的经济发展的政策的持下，通过联合工业改革外资政策的开放，带来了许多先进的技术和大量外国投资人进入我们国家的模具市场，为我国的塑料模具制造和产品成型技术注入新活力，实现了高效（高产量）、大型模具、流水线自动化生产模具、高精密小型模具、液压驱动、气压驱动等功能的模具多了很多，这一系列政策使我国车间模具行业得到了深化及发展，并制定了更多的行业标准与标准的应用推广，带来了更多的先进的特殊的模具构件，进而使这先进的技术得到普及， 全面推广使用CAD/CAM/CAE计算机辅助设计智能技术，这一个系列技术极大地推进了塑料成型及模具设计制造的技术。
1.2 毕业设计选题的背景、设计方法、目的和意义
1.2.1 设计选题的背景和设计方法
本文所设计暖风机风口罩零件是种玩具零件，它是生活时常使用到的一种塑料产品。由于其产量非常大，并且要求的外观及尺寸精度和使用性能都有点高，这零件的材质是由塑胶来生产的，比较合适用塑料模具来生产。用注射塑料模具设计上生产成型的制件，这个生产原则是将胶料颗粒（一般为颗粒）使用投料机连续输入成型注塑机的熔腔（炮筒）电脑控制发热温度的料腔中，然后从注射机的喷嘴注入到模具浇注系统（先到注口套再到主流道最后从分流道进入型腔），注满后时限保压再从水路注入冷水进行降温，等零件固化冷却成型后由推出系统将制品顶出，因为需要更精准无错误，所以使用的设计是无数据设计流程，模具上的各部件的尺寸及数量的设计都是是紧密相连的。这个设计的全系列过程，制造工艺的条件及最佳模具的方案，其中包括了模具上面的结构性的画图和整个模的2D图的绘画。使用通过成形过程为分析的零件，进行3d绘画及数据的各类比较，使用UG NX软件，由二维软件进去各工程零件图的绘制，再编写这个设计的论文，从而完成这一整套模具的各流程和设计工作。
1.2.2 设计的目的和意义
由本次毕业模具的设计，期望可以得到下面的几点成果：
1）大大的加深对塑料的组成以及性能的了解。
2）加深对塑胶模具的制造基础原则，并可理的使用分型的工作要求来分析对本塑料模的数据需要。
3）学习并使用塑料注射模具及各部件结构的要求和绘图设计方式。
4有能力学习原始模具基地，解决模具制造和生产领域的技术问题。
注塑成型是一个非常实用的知识，如果你要消化它，还需要长期的生产经验。
在这个毕业模具设计过程中，要用到大学这几年的学习技能的合并和灵活运用，能对所学技能有多深的认知和了解，可以从不足中寻找不足处的根本的时候，更加以加强更新创意和实战技能的培养，更可以提升自身的分析能力和处理可能出现事情和自身专业水平，所以说 本个设计《暖风机风口罩零件塑料模具的设计》有着十分重要的实际研究的意义。
第2章 塑件工艺性及成型工艺条件
2.1 暖风机风口罩零件制品图
在设计模具前应该对模具的外观，尺寸，性质等做精细的分析，通过这些分析才能初步的确定模具的结构构造以及为后面步骤做铺垫。
由于此次设计的塑料件比较薄，所以它受力比较均匀，也很方便进行冷却缩减等操作并且可以初步消除内应力。
图2.1 塑件图
2.2 塑件结构工艺性分析
首先我们要了解这个，零件的使用特性，和使用的要求。同时还对使用过程分析本个塑料件，包括构造的分析，比如长宽高尺寸的数据精密度和外表的品级要求。好比塑料件外表及轮廓的造型。在选取塑胶零件时零件各数据精密度实行了比较和计算，如果按经验得知模具零件的误差值低比塑胶零件的误差还小，就表明这模具可以满足胶零件的需求。另外，还需要塑胶的成型及成因化过程条件参数有一定的认知。
塑料件为薄壁件，均匀壁厚1mm，均匀的壁厚可以为每一部分和冷却，减少内应力。将部分开放，下底面有一不平的的凸状，中间也是有二个小台阶，也有些骨位，一定要使用斜抽芯机构，滑动距离足够，所以要大的距离，零件的坡度有点大足够顶出，所以能安全地顶出模，能保证表面质量，塑料件不允许有裂缝，变形缺陷，高精度精度水平。综上所述，能有资格对塑料件进行造型。
2.3 塑件成型工艺条件分析
ABS
化工学界上面给的定论是它和物理学特性非全晶体结合的材质。它比PE强，熔点高。由于均和聚合物型ABS温湿度大过0的时候，它会非常的脆，因此许多工业使用的ABS原料料是混合了一种没有平均定共存的聚合物/乙烯2 ~ 10%左右，有时也会混合比更高ABS材料来改变原料含量比。当低的热量变形温度（100），见光度和亮光度也会降到比较低，50度硬度的聚丙烯材料，也是在非常强地抗击的强力。ABS的强度随乙烯含量的增加而增大。ABS软化温度150C，由于结晶的精度比较高，这种材料的刚强度和抗划伤擦花度性能也非常好。
ABS不存在环境应力开裂问题。通常加入玻璃性能的纤维材料，和金熟混合剂或是加塑弹性的橡胶材料的方式对聚丙烯（ABS）从而改变性能。ABS的流动率MFR局限在1~40。较低MFR的ABS原料抵抗缓冲击打性能较为提高，但延伸展开能力就会变低。相似于MFR的原料，共同聚合物比均聚合物材料有更高的硬度。因为是结合晶体材料，故聚丙烯材料的缩水率有点高，多数情况是1.5-2.8%。并且缩水率的变形伸向平行均和性能比P E-H D这些原料好更多。混合28%的纤维混合剂能使缩水率减到不到0.5%左右。均衡聚合物与共同聚合物的聚丙烯原料带有很好的抗潮和耐酸、碱、腐、蚀、耐溶优质的性能。
ABS塑料 注射模的工艺设计及基本要求
其材料在进行注塑加工前需适当时间的干燥和烘干，但如果是仓库放存得当的话就不用进行热干燥的方式处置。
熔化温度：220~275，一定要注意不能超出275。模具设定温度：40～80，一般推荐使用温度50。结晶度由模具温度决定。ABS塑料的注射压力：最大的时候可以达到1800bar。
注射速度：一般的情况下，需要使用速度比较高的注射方式来将使零件体内中间部位的压力减到最小。假如产品的表面上有比较严重的缺陷，就应当使用比较低的注入速度。流道和浇注口使用，一般来说标准的流道的直径都是在4~7mm左右浮动。一般建议使用圆形浇口和梯形流道。但是ABS材料全部类型的浇口均可使用。规范的浇注口的小径一般是0.5~2.5mm，有时可以做到小至0.3mm的浇注口。关于零件边沿浇注口，其中小的浇注孔的厚度多数为零件壁体厚度的0.5倍左右，浇注口的最窄宽高度应至少为壁体厚度的2倍左右。所以ABS材料采用热流道系统来设计模具是可以的。
ABS原料的主要使用方向
火车汽车制造行业（重要是用混合了含金属混合的ABS原料：内外通气管、风车轮挡板、覆盖版、排气风扇、等等这一类），机器设备（衬门垫、通水、通风气管、成型机框结构架物盖子板，等），日常消费、家里面用和电器和农业产品等。
第3章 成型设备的选择
3.1 成型设备的选择
我们对选择选用压力注射设备的时候，要先后考虑注入的容量计算，需要考虑到机器最大成型体积，以及机台的安装高度，螺杆炮嘴的大小，以及安装模具的工作台横截面尺寸，定位环尺寸大小，产品的成型工艺，现在选择的注射成型机，型号为HT80XA，根据模具设计型腔尺寸选定模架型号为CI-2735-A90-B70-C80
成型机的参数如下表
型号
单位
80×A
80×B
80×C
参数
螺杆直径
mm
34
36
40
理论注射容量
cm3
111
124
153
注射重量PS
g
101
113
139
注射压力
Mpa
206
183
149
注射行程
mm
122
螺杆转速
r/min
0~220
料筒加热功率
KW
5.7
锁模力
KN
800
拉杆内间距(水平×垂直)
mm
365×365
允许最大模具厚度
mm
360
允许最小模具厚度
mm
150
移模行程
mm
310
移模开距(最大)
mm
670
液压顶出行程
mm
100
液压顶出力
KN
33
液压顶出杆数量
PC
5
油泵电动机功率
KW
11
油箱容积
l
200
机器尺寸(长×宽×高)
m
4.3×1.25×1.8
机器重量
t
3.22
最小模具尺寸(长×宽)
mm
240×240
表3.1 注射机基本参数
3.2 注射机基本参数的校核
3.2.1 注射量的校核
这行业模具行业内的制造成型的经验，成型机的喷射有体积最多为公称喷射容量80%的左右，我们按零件的体积计算公式如
下
（3.1）
式中——单个塑件体积，用NX.UG软件测得15.532；
——浇注系统体积，2.052；
——腔中的型腔的数目被确定为2个型腔的数目和布置；
——注射机额定注射量，124。
则，故注射量符合要求。
图3.1 塑件体积测量
3.2.2 锁模力的校核
因为一定要保证塑料模的脱模面是要打开的顶部会产生鹏胀形力，所以须保证机器在施加压力时，一定要有完全够多的锁模力，不然注塑模具的分型面会出现一种材料溢出毛边情况。本设计中计算公式必须为:
（3.2）
式中——成型机公称夹持力（N）；
——热熔液体在模具腔里的塑料的平衡受力，按文献[3 ]第一百三十八码表3-2，取25；
——零件对脱模面里面的垂正直投射影出的面积，通过测量得1267.79。
必须满足以下的关系。
式中 n --型腔数目
--单个塑件的投影面积
--浇注系统投影面积
n=2 = 1267.79 =133.05
=2X1267.79+133.05=2668.63
注塑成型前需有个条件是必须有个模具，阴影面积即是：
（）P < F
式中： P—塑料成型腔的压力（MPa）
F—额定锁模力（N）
其它意义同上
型腔内通常为20-40MPa，现取P=30MPa
（）P= 2668.63x30x0.001=80.059KN<800KN
锁模力符合要求
3.2.3 最大注射压力的校核
ABS材料的成型压力一般在60 ~ 100MPa在选再想着注射机时要考虑注塑压力设计，本注塑机的注射压力等级为183mpa。所以能打到注塑成型要求的压力。
3.2.4 成型机台对模具固装的部件验算
注塑模具的定位法兰尺寸：注塑模具的定位法兰必需和注射剂法兰孔间隙配合，这样方便和定模座板的安置，同时注浇注口的中间点就会和成型机的炮筒嘴的中点上面对准，模具上的定位法兰总高（H）一般微型模具常用设计8-10毫米，中大型模具取10～20毫米，法兰孔的深度是要大于法兰环（定位环）:
注塑模具的厚度：本模具设计的长宽数值在确定了国家/行业标标准的塑料模架了以后，检验总高度成型机的最大总高度为365mm，最小高度为150mm.成型机可以兼容长度上极限为365mm，下极限宽度为150mm之间。
（1）模具厚度（闭合高度）
需满足公式：
注射机
式中 --可以允许的最大厚度
--允许的最小厚度
本次设计模具厚度经过量取得之为290mm 所以150
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