论文总字数：16336字

摘 要

随着注塑模具行业的发展，注塑模具的结构设计，分析有着更高的要求。本课题以桌面清洁器保持架为实例对象，对注塑模具设计的数字化，轻量化相关技术展开研究。首先利用UG完成桌面清洁器保持架的三维建模，对实例对象各几何特征进行数字化分析与结构优化。然后利用Moldflow对注塑模具的充填过程，冷却过程进行仿真，分析出最佳浇口位置，从而大致确定模具浇注系统和冷却系统。最后根据相关行业经验选取相同使用性能下体积较小质量较小部件，对模具进行具体结构设计。本文的研究内容为指导注塑成型模具设计优化具有重要现实意义。

关键词：模具设计；注塑成型；模流分析

Forming Process and Injection Mold Design

of the Desktop Cleaner Holder

Abstract

With the development of the injection mold industry, the structural design and analysis of injection molds needed to have higher requirements. This subject takes the desktop cleaner holder as an example object to conducts research on the digitalization and lightweighting of injection mold design. First of all, we use UG to complete the three-dimensional modeling of the desktop cleaner holder, and perform digital analysis and structural optimization on the geometric features of the example objects. Then we use Moldflow to simulate the filling process and cooling process of the injection mold, analyze the optimal gate position, and roughly determine the mold pouring system and cooling system. Finally, according to the relevant industry experience, we select the parts with smaller volume and smaller mass under the same service performance, and design the specific structure of the mold. The research content of this article is of great practical significance for guiding the optimization of injection molding mold design.

Keywords: Mold design, Injection molding, Mold flow analysis

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 塑料成型的重要地位 1

1.2 技术发展趋势 1

1.3 论文主要研究内容 1

第二章 成型工艺分析 2

2.1 零件设计特点 2

2.1.1塑件的原材料分析 2

2.1.2塑件的结构和尺寸精度、表面质量分析 2

2.2注塑机初步确定 3

第三章 模流分析 4

3. 1模型导入 4

3.2 网格划分 4

3.3 网格诊断与修复 4

3.4 最佳浇口位置分析 5

3.5 型腔布置与浇注系统创建 7

3.6 流动分析 7

3.6.1 充填时间 7

3.6.2气穴与熔接痕 8

3.6.3流动前沿处温度 9

3.6.4注射位置处压力：XY图 9

3.6.5顶出时的体积收缩率 10

3.6.6冻结层因子 11

第四章 注塑模设计方案确定 12

4.1 分型面选择 12

4.2 确定型腔排列方式 12

4.3模架选择 12

4.4 浇注系统设计 13

4.5 抽芯机构设计 14

4.6 顶出方案设计 14

4.7成型零件结构设计 14

第五章 浇注系统的设计 15

5.1 浇注系统的组成 15

5.2 定位圈的选择 15

5.3 主流道的设计 15

5.4 分流道的设计 15

5.4.1横向分流道截面形状确定 16

5.4.2横向分流道尺寸确定 16

5.4.3水口勾针的选用 16

5.4.4冷料穴的设计 16

5.4.5浇口及纵向分流道的设计 16

5.5 浇注系统结构图 18

第六章 成型零部件的设计 19

6.1 塑料制品尺寸公差 19

6.2 成型零件结构 19

6.3 成型零件尺寸 20

第七章 侧抽芯机构的设计 21

7.1 抽芯距的确定 21

7.2 抽芯力的计算 21

7.3 侧型芯的设计 21

7.4 斜导柱的设计 22

7.5 滑块的设计 22

7.6 楔紧块的设计 22

7.7 侧抽芯机构结构图 22

第八章 顶出机构和冷却系统的设计 24

8.1 顶出机构的设计 24

8.1.1脱模力的计算 24

8.1.2 顶出机构的结构设计 24

8.1.3 推杆的设计 24

8.1.4 复位杆的设计 24

8.2 冷却系统的设计 25

第九章 注射机的校核 26

9.1 最大注射量校核 26

9.2 锁模力校核 26

9.3 模板规格和拉杆间距校核 26

9.4 开模行程校核 26

第十章 结束语 27

致 谢 28

参考文献(Reference) 29

第一章 引 言

1.1 塑料成型的重要地位

模具工业是制造业中占比极大的工艺类型，在规模生产中发挥着不可或缺的作用。经由模具生产的产品具有质量稳定、效率较高、易实现自动化、能耗较低、成本较低等突出优势，且塑料制品本身具有质量轻、密度小、化学稳定性好、防护性能好等优良性能^[6]，模具工业在家用电器、医疗卫生、汽车工业乃至兵器、原子能工业等方面的产品生产中都有着覆盖面极广的应用^[4]。

1.2 技术发展趋势

我国塑料模具工业发展仅70年历史，但模具工业在我国的发展速度惊人。尤其自20世纪80年代以来，塑料制品的产量和种类都飞速增加，不断有各种新兴工程塑料由试验投入生产，甚至塑料产品产量有追上钢铁产品产量的趋势。时至今日，我国的模具工业已经有了包括塑料生产、成型、模具机械设备、以及人才培养方面十分完整的产业体系^[6]。

但与此同时，我国模具工业和发达国家相比还具有一些不足。如模具精度低，标准化程度低，标准件规格较少，塑料原料及模具性能稍差等。为使我国模具行业尽快达到发到国家相关行业水平，我们必须着重提高国产塑料成型设备的质量，提高精度。加强开展模具行业CAD/CAE/CAM技术的研究，模具CAD/CAE/CAM技术能够有效的提高模具结构设计水平，提升塑件质量，并省去反复的调试时间，提高效率^[6]。

1.3 论文主要研究内容

本论文通过UG对实体塑件进行了三维建模与结构改进。对模型进行Moldflow分析，确定了针对该塑件较为合理的浇注系统，对注塑过程进行了完整的模拟与仿真，并针对出现的问题进行优化改进。而后以最优设计为前提，选用注塑机、标准模架，模具标准件，完成了包含浇注系统、成型零部件、侧向分型抽芯机构、顶出机构和冷却系统的整体标准模具的设计。

第二章 成型工艺分析

2.1 零件设计特点

2.1.1塑件的原材料分析

本塑件采用的材料是硬质聚氯乙烯（HPVC，增塑剂加入量小于10%），属于热塑性塑料。从使用性能上看，硬质聚氯乙烯价格低廉，机械强度高，耐磨性较好，不易腐蚀。

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