象棋注塑模具设计
本课题设计的模具是来自生活中的娱乐益智玩具象棋，课题名称为象棋注塑模具设计，通过整套的塑料模具设计，去了解注塑模具的设计流程，熟悉各种塑料的成型性能跟要求，并完成设计说明书。该课题从产品成型入手，首先进行塑件的测绘，完成产品的三维造型。在根据塑件的结构，进行设计。从模具的浇注系统、冷却系统、排气系统、顶出系统、注塑机参数校核等方面进行设计。通过整个设计流程了解各个零件的加工工艺。并提出改善经验，提高自动化程度，提高生产效率。
目录
前言 1
一、 塑件工艺性分析 2
（一） 产品分析 2
（二） 塑料成型工艺性能分析 2
二、 分型面及型腔排列方式 3
（一） 2分型面的选择 3
（二） 模具分型 4
（三） 型腔布局 5
三、 模架选取发 6
（一） 模具模架 6
（二） 选择标准 6
四、 浇注系统设计 7
（一） 主流道以及分流道设计 7
（二） 浇口 8
（三） 冷料穴 8
（四） 拉料杆 8
五、 成型零件计算 9
（一） 型芯型腔的形式及尺寸计算 9
六、 推出机构设计 10
（一） 推出机构的设计 10
七、 冷却及排气系统设计 11
（一） 冷却水回路布置 11
（二） 确定排气方式 11
八、 模具与注塑机参数校核 12
（一） 注射量的计算 12
（二） 注射机选择 12
（一） 注射量校核 12
（二） 8.4 模具按装尺寸 12
九、 分主要成型零件的加工工艺型 13
十、 设计小结 14
致谢 15
参考文献 16
前言
模具作为“工业之母”，一直成为衡量一个国家发达与否的重要依据，据研究显示：我国现在有75%粗加工工业产品零件，50%的精加工零件都有模具成型，绝大部分塑件都由模具成型。作为国民经济的基础行业，模具涉及到汽车、化工、机械、建筑、电子、轻工、冶
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金等行业，应用十分广泛。在欧洲发达国家，模具的设计及制造时间均比我国迅速，但在我国，模具的设计和制造成本比欧洲国家低。目前，国际行业竞争激烈，近年来德国模具一直处于领先地位，且模具的整体价格下降了1/4,且全球58%的模具由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家占的比较少。我国模具行业也进入了高速发展时期，但存在的问题也不少。
中国模具发展在地域分布上存在极其不平衡性，在东南沿海地区发展明显领先中西部地区，南方快于北方。形成了“东快西慢，南高北低”的格局。模具的生产集中在了长三角地区和珠三角地区，模具产值占全国三分之二以上。广东省作为我国重要的模具市场，也是我国最大的模具进出口省，稳居我国模具产业的头把交椅。目前，我国的模具产值居于世界第三，但在设计制造水平总体上要落后于欧美等发达国家，主要还是缺乏自主创新能力，尤其缺乏诚信可靠的市场体系。据报道，在欧洲约有65%的客户都认为中国模具价格虽低，但质量存在问题，这成为一个普遍的现状。技术含量较高的中、高档的模具远不能适应经济发展的需要，复杂、精密高档模具发展空间极大。近年来，精密模具发展成为一个主要趋势，精度、质量的要求越来越高，加工制造设备也成为模具制造的重要难题。我国的制造水平明显落后于欧洲发达国家，因此，模具行业仍是我们要重视的行业，不容忽视!
在毕业来临之际，毕业设计成为考核我们三年的学习状况的重要途径，要用这次的实际作业来评判我们大学时光的学业，我将本着亲力亲为的原则，用自己的实际行动去完成本次的毕业设计，为将来走上工作岗位打下良好的基础，也是这毕业季的一次完美总结。
塑件工艺性分析
产品分析
塑件的原始数据分析是进行模具设计的第一步，塑件的原始数据很可能在造型上有很多错误的地方，需要产品造型重新修改，本次设计的塑件为象棋，是我们生活中的娱乐产品。从外观上看，塑件多为曲面构成，在进行模具分型时需要进行面延伸，避免在分型面上出现尖角，且要将塑件的的孔补齐。塑件三维图形如图11所示：
图11塑件UG图
在进行设计前，分析塑件的是至关重要的一步，不仅要分析塑件的外形轮廓、成型结构，还要分析塑件的脱模斜度，以区分塑件成型时的区域，辨别有无倒扣，才能确定模具的基本结构。根据所示的颜色区别，可以直观地反映出塑件的结构状况，拔模分析功能中，输入度数范围。一般在设计中，我们输入常规值，一般取正负三度，通过颜色变化确认分型面的位置，拔模分析如图12所示：
图12 拔模分析
根据拔模分析，我们可以看出，产品的分型面在塑件的最大轮廓处，且塑件没用倒扣，因此模具结构较为简单。
塑料成型工艺性能分析
ABS收缩比较大，成型收缩后，对型芯具有比较大的包裹力，为方便塑件顺利脱模，应将脱模斜度设计为较大值：型腔40′～1°40′型芯30′～１°ABS溶融时具有良好的流动性；较低的热敏性；属于吸湿性塑料。于是在成型是需要控制好，成型温度，压力，注射前的干燥处理等。如表11所示：
表1—1 ABS材料性能、工艺参数表
密 度
1.05
拉伸强度
33～49
收缩率
0.003～0.008
拉伸弹性模量
1.8
熔 点
130～160
弯曲强度
80
热变形
温度（45N/cm2）
65～98℃
弯曲弹性模量
1.4
压缩强度
18～39
模具温度
25～70℃
缺口冲击强度
11～20
喷嘴温度
180～190℃
硬 度
R62～86
中段温度
210～230℃
外 观
微黄色或白色不透明
后段温度
200～220℃
吸水率
0.05～0.5
分型面及型腔排列方式
2分型面的选择
分型面选在最大端面处，产品的侧面为一整体的面，需要抽取最大轮线作为分型线。抽取轮廓线如图21所示：
图21 抽取轮廓线
分型面选择是作为设计的一个重要环节，是模具分型的分割点，将模具分为了动模跟定模。分型一般有平面、曲面、阶梯面等。在选择时要根据塑件产品本身的结构进行选择，一般在选择时，产品的表面为不规则曲面，如果直接进行拉伸成面，会在表面形成尖角，不利于塑件成型，因此，我们在设计的时候特别注意选取面的时候，先进行面抽取，将面进行适当延伸，让分型面在产品表面进行有规则的延伸，其面的曲率跟产品面的一致。一般延长1015mm，然后进行两侧拉伸，这样不影响产品本身的形状，也适合模具加工。在本次的设计中，由于产品本身底部为一片面，在选择模具分型面时，有一重要的选择依据，就是选择产品最大轮廓出为分型面，且要有利于脱模，选择产品底部为分型面，保证了产品的最大轮廓，且有利于脱模，方便加工。如图22所示：
目录
前言 1
一、 塑件工艺性分析 2
（一） 产品分析 2
（二） 塑料成型工艺性能分析 2
二、 分型面及型腔排列方式 3
（一） 2分型面的选择 3
（二） 模具分型 4
（三） 型腔布局 5
三、 模架选取发 6
（一） 模具模架 6
（二） 选择标准 6
四、 浇注系统设计 7
（一） 主流道以及分流道设计 7
（二） 浇口 8
（三） 冷料穴 8
（四） 拉料杆 8
五、 成型零件计算 9
（一） 型芯型腔的形式及尺寸计算 9
六、 推出机构设计 10
（一） 推出机构的设计 10
七、 冷却及排气系统设计 11
（一） 冷却水回路布置 11
（二） 确定排气方式 11
八、 模具与注塑机参数校核 12
（一） 注射量的计算 12
（二） 注射机选择 12
（一） 注射量校核 12
（二） 8.4 模具按装尺寸 12
九、 分主要成型零件的加工工艺型 13
十、 设计小结 14
致谢 15
参考文献 16
前言
模具作为“工业之母”，一直成为衡量一个国家发达与否的重要依据，据研究显示：我国现在有75%粗加工工业产品零件，50%的精加工零件都有模具成型，绝大部分塑件都由模具成型。作为国民经济的基础行业，模具涉及到汽车、化工、机械、建筑、电子、轻工、冶
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
金等行业，应用十分广泛。在欧洲发达国家，模具的设计及制造时间均比我国迅速，但在我国，模具的设计和制造成本比欧洲国家低。目前，国际行业竞争激烈，近年来德国模具一直处于领先地位，且模具的整体价格下降了1/4,且全球58%的模具由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家占的比较少。我国模具行业也进入了高速发展时期，但存在的问题也不少。
中国模具发展在地域分布上存在极其不平衡性，在东南沿海地区发展明显领先中西部地区，南方快于北方。形成了“东快西慢，南高北低”的格局。模具的生产集中在了长三角地区和珠三角地区，模具产值占全国三分之二以上。广东省作为我国重要的模具市场，也是我国最大的模具进出口省，稳居我国模具产业的头把交椅。目前，我国的模具产值居于世界第三，但在设计制造水平总体上要落后于欧美等发达国家，主要还是缺乏自主创新能力，尤其缺乏诚信可靠的市场体系。据报道，在欧洲约有65%的客户都认为中国模具价格虽低，但质量存在问题，这成为一个普遍的现状。技术含量较高的中、高档的模具远不能适应经济发展的需要，复杂、精密高档模具发展空间极大。近年来，精密模具发展成为一个主要趋势，精度、质量的要求越来越高，加工制造设备也成为模具制造的重要难题。我国的制造水平明显落后于欧洲发达国家，因此，模具行业仍是我们要重视的行业，不容忽视!
在毕业来临之际，毕业设计成为考核我们三年的学习状况的重要途径，要用这次的实际作业来评判我们大学时光的学业，我将本着亲力亲为的原则，用自己的实际行动去完成本次的毕业设计，为将来走上工作岗位打下良好的基础，也是这毕业季的一次完美总结。
塑件工艺性分析
产品分析
塑件的原始数据分析是进行模具设计的第一步，塑件的原始数据很可能在造型上有很多错误的地方，需要产品造型重新修改，本次设计的塑件为象棋，是我们生活中的娱乐产品。从外观上看，塑件多为曲面构成，在进行模具分型时需要进行面延伸，避免在分型面上出现尖角，且要将塑件的的孔补齐。塑件三维图形如图11所示：
图11塑件UG图
在进行设计前，分析塑件的是至关重要的一步，不仅要分析塑件的外形轮廓、成型结构，还要分析塑件的脱模斜度，以区分塑件成型时的区域，辨别有无倒扣，才能确定模具的基本结构。根据所示的颜色区别，可以直观地反映出塑件的结构状况，拔模分析功能中，输入度数范围。一般在设计中，我们输入常规值，一般取正负三度，通过颜色变化确认分型面的位置，拔模分析如图12所示：
图12 拔模分析
根据拔模分析，我们可以看出，产品的分型面在塑件的最大轮廓处，且塑件没用倒扣，因此模具结构较为简单。
塑料成型工艺性能分析
ABS收缩比较大，成型收缩后，对型芯具有比较大的包裹力，为方便塑件顺利脱模，应将脱模斜度设计为较大值：型腔40′～1°40′型芯30′～１°ABS溶融时具有良好的流动性；较低的热敏性；属于吸湿性塑料。于是在成型是需要控制好，成型温度，压力，注射前的干燥处理等。如表11所示：
表1—1 ABS材料性能、工艺参数表
密 度
1.05
拉伸强度
33～49
收缩率
0.003～0.008
拉伸弹性模量
1.8
熔 点
130～160
弯曲强度
80
热变形
温度（45N/cm2）
65～98℃
弯曲弹性模量
1.4
压缩强度
18～39
模具温度
25～70℃
缺口冲击强度
11～20
喷嘴温度
180～190℃
硬 度
R62～86
中段温度
210～230℃
外 观
微黄色或白色不透明
后段温度
200～220℃
吸水率
0.05～0.5
分型面及型腔排列方式
2分型面的选择
分型面选在最大端面处，产品的侧面为一整体的面，需要抽取最大轮线作为分型线。抽取轮廓线如图21所示：
图21 抽取轮廓线
分型面选择是作为设计的一个重要环节，是模具分型的分割点，将模具分为了动模跟定模。分型一般有平面、曲面、阶梯面等。在选择时要根据塑件产品本身的结构进行选择，一般在选择时，产品的表面为不规则曲面，如果直接进行拉伸成面，会在表面形成尖角，不利于塑件成型，因此，我们在设计的时候特别注意选取面的时候，先进行面抽取，将面进行适当延伸，让分型面在产品表面进行有规则的延伸，其面的曲率跟产品面的一致。一般延长1015mm，然后进行两侧拉伸，这样不影响产品本身的形状，也适合模具加工。在本次的设计中，由于产品本身底部为一片面，在选择模具分型面时，有一重要的选择依据，就是选择产品最大轮廓出为分型面，且要有利于脱模，选择产品底部为分型面，保证了产品的最大轮廓，且有利于脱模，方便加工。如图22所示：
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