JU2型零件的注塑模具设计毕业设计

目 录摘要 .IAbstract .II第一章 绪论.11.1 前言.11.2 模具发展现状及发展方向.11.2.1 国内外注塑模具的发展现状 .11.2.2 国内外注塑模具的发展趋向 .3第二章 选择与分析塑料原料.52.1 选择制件材料.52.2 分析制件材料使用性.52.3 分析材料工艺性能.62.4 确定塑料成型方式及工艺过程.72.4.1 塑件成型方式的选择 .82.4.2 成型工艺规程 .8第三章 分析塑件结构工艺性.103.1 塑件分析.103.2 塑件尺寸精度分析.103.3 塑件表面质量分析.103.4 塑件的结构工艺性分析.113.5 确定塑件成型工艺参数.11第五章 初步选择注射成型设备.125.1 依据最大注射量初选设备.145.2 依据最大锁模力初选设备.15第六章 分型面的确定和浇注系统的设计.166.2 选择分型面.166.3 浇注系统的设计.186.3.1 主流道设计 .186.3.2 浇口设计 .196.4 设计排气系统设计.21第七章 成型模成型零部件的设计.227.1 成型零部件结构设计.227.2 凹模的设计.227.3 凸模的设计.227.4 成型零部件工作尺寸的计算.23第八章 注射模具结构类型及模架的选用.268.1 确定模架组合形式.268.2 模具安装校核.26第九章 设计注射模具调温系统.279.1 冷却水体积流量.279.2 温度调节对塑件质量的影响.289.3 冷却系统之设计规则.29第十章 设计注射模具侧向抽芯机构.3010.1 斜导柱抽芯机构设计原则.3010.2 抽芯机构的确定.3010.3 抽芯距 S .3010.4 导滑槽的设计.3110.5 锁紧块.31第十一章 导向与脱模机构的设计.3311.1 导向机构的作用和设计原则.3311.1.1 导向机构的作用 .3311.1.2 导向机构的设计原则 .3311.2 导柱、导套的设计.3311.2.1 导柱的设计 .3411.2.2 导套的设计 .3411.2.3 导向孔的总体布局 .3511.3 脱模机构的确定.3611.3.1 顶杆横截面直径的确定 .3611.4 复位杆的结构设计.3811.4.1 复位杆的作用 .3811.5 推板导柱导套的结构设计.3911.5.1 推板导柱导套 .39总结.40参考文献.41致谢.42I摘要本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。本设计是针对指定产品的模具设计以及三维零件建模等。通过本次设计，熟练运用 AUTOCAD 软件和 UG 技术对注塑模具进行设计与加工，了解塑料模具设计的一般方法和程序，以及掌握注塑模具的基本结构和组成部分。本次设计通过对塑料产品进行工艺的分析和比较，从产品结构工艺性、具体模具结构出发，对模具的浇注系统、模具成型部分的结构、顶出系统、冷却系统、注塑结构进行详细的设计和校核，最终设计出一副完整的、合格的、高效率的注塑模具。关键字：塑料模具 设计 注塑模 CADIIAbstractThis manual for the plastic injection mold design manual, it is according to the manual of plastic mold design process and related process. When writing this manual, and strive to comply with the design steps, plastic injection mold design method is described in detail, and a calculation method of various parameters, such as molding process of plastic parts, plastic demoulding mechanism design.The design is for the mold design and virtual processing of specified products. Through this design, skilled use of AUTOCAD and UG Software Technologies to injection mold design and processing, knew plastic mold design methods and procedures, as well as to master the basic structure and components of the injection mold.through the analysis and comparison of the plastic products,came from the technology capability of product and the structure of the mold embarks,the pours system,the injection molding system ,the mold took shape the partial structures,the system for making product out ,the cooling system all had the detailed design and check. In the end, we design a complete, qualified, efficient injection molds.Key words: plastic mold design injection molds CADJU-2 型零件的注塑模具设计1第一章 绪论1.1 前言模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业生产的重要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。没有模具，就没有高质量的产品。用模具加工的零件，具有生产率高、质量好、节约材料、成本低等一系列优点。因此已经成为现代工业生产的重要手段和工艺发展方向。因此，模具技术，特别是制造精密、复杂、大型模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。根据国际生产协会报告，在目前阶段，工业品零件粗加工的 75、精加工的 50都是由模具成型完成的。目前，美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床总产值；我国台湾地区模具工业也以每年 35以上的年增长率迅速发展；我国大陆地区模具工业近几年更是获得了飞速的发展，尤其是塑料模具，在模具设计和制造水平上都有了长足的进步1.2 模具发展现状及发展方向1.2.1 国内外注塑模具的发展现状近年来我国通过引进国际的先进技术和加工设备，使塑料模具的制造水平比十年前进了一大步，然而由于基础薄弱、对引进技术的吸收、掌握，尚有一段距离，而且发展也十分不平衡，因而，我国塑料模具总体水平与世界先进技术尚有一定差距。塑料成型模具可分为三大类，即注射成型模具、中空成型模具和挤出成型模具。我国现在的制造水平，以注射成型模具为最高，中空成型具为最低，如化妆品用瓶子的吹塑模具，无论从造型以及质量上远不能适应出口要求。目前，国内生产的小模数塑料齿轮等精密塑料模具已达到国外同类产品水平。在齿轮模具设计中采用最新的齿轮设计软件，纠正了由于成型压缩造成的齿形误差，达到了标准渐开线造型要求。显示管隔离器注塑模、高效多色注射塑料模、纯平彩电塑壳注塑模等精密、复杂、大型模具的设计制造水平也已达到或接近国际水平。使用JU-2 型零件的注塑模具设计2CAD 三维设计、计算机模拟注塑成形、抽芯脱模机构设计新颖等对精密、复杂模具的制造水平提高起到了很大作用。20 吨以上的大型塑料模具的设计制造也已达到相当高的水平。34 英寸彩电塑壳和 48 英寸背投电视机壳模具，汽车保险杠和仪表盘的注塑模等大型模具，国内都已可生产。国内最大的塑料模具已达 50 吨。虽然在这十多年中注塑模具工业取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAECAM 按术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。国外注塑模具制造行业的最基本特征是高度集成化、智能化、柔性化和网络化。追求的目标是提高产品质量及生产效率。国外发达国家模具标准化程度达到 70-80，实现部分资源共享，大大缩短设计周期及制造周期，降低生产成本最大限度地提高模具制造业的应变能力 满足用户需求。模具企业在技术上实现了专业化，在模具企业的生产管理方面，也有越来越多的采用以设计为龙头、按工艺流程安排加工的专业化生产方式，降低了对模具工人技术全面性的要求，强调专业化。国外注塑成型技术在也向多工位、高效率、自动化、连续化、低成本方向发展。因此，模具向高精度复杂、多功能的方向发展。例如：组合模、即钣金和注塑一体注塑铰链一体注塑、活动周转箱一体注塑；多色注塑等；向高效率、高自动化和节约能源，降低成本的方向发展。例如：叠模的大量制造和应用，水路设计的复杂化、装夹的自动化、取件全部自动化。我国注塑模具行业与其发展需要和国外先进水平相比，主要存在五大问题：1.发展不平衡，产品总体水平较低，虽然有个别企业的部分产品已达到或接近国际水平，但总体来看，模具的精度、型腔表面粗糙度、生产周期、寿命等指标与国外先进水平相比尚有较大差距。2.工艺装备落后，组织协调能力差，虽然部分企业经过近几年的技术改造，工艺装备水平已比较先进，但大部分企业工艺装备仍比较落后。企业的组织协调能力差，难以整合或调动社会资源为我所用，从而就难以承接比较大的项目。JU-2 型零件的注塑模具设计33.多数企业开发能力弱，一方面是技术人员比例低、水平不够高，另一方面是科研开发投入少，观念落后，对开发不够重视。4.供需矛盾一时还难以解决，2003 年国产塑料模具国内市场满足率只有 74， 7，其中大型、精度、长寿命模具满足率还要低，估计不足 60。市场需求旺盛，生产发展一时还难以跟上，供不应求的局面还将持续一段时间。5.体制和人才问题的解决尚待时日，在模具这样竞争性行业中需依赖于特殊用户，需单件生产的行业，国有和集体所有制原来的体制和经营机制已越来越显得不适应。人才的数量和素质水平也跟不上行业的快速发展。各地都重视这两问题，解决尚待时日。1.2.2 国内外注塑模具的发展趋向由于塑料模具工业快速发展及上述各方面差距的存在，因此我国今后塑料模具的发展必将大于模具工业总体发展速度。塑料模具生产企业在向着规模化和现代化发展的同时， “小而专 ”、 “小而精” 仍旧是一个必然的发展趋势。从技术上来说，为了满足用户对模具制造的“ 交货期短 ”、 “精度高”、 “质量好” 、 “价格低”的要求，以下的发展趋势也较为明显。展望我国塑料模具的未来，笔者以为应从提高技术水平着手，一方面发展专业模具厂的技术优势，使之进一步提高对某一类模具的设计制造水平；另一方面要不断采用新技术、新工艺，提高模具产品的技术含量。要提高我国的模具技术水平，必须在以下方面加大努力：1.开发精密、大型、复杂、长寿命的模具，实现模具国产化；2.加速模具标准化、专业化、商品化生产；3.大力发展 CADCAM CAE、RPM 等先进模具设计和制造技术；4.加大人才培养的力度，使他们尽快掌握模具设计和制造中的先进技术。根据设计任务要求，本人选择了 JU-2 型零件作为本设计（模具）拟生产的制品。具体设计内容包括：绘制零件图；进行注塑工艺性分析（从材料、零件结构、尺寸精度几个方面进行） ；确定模具设计方案；进行相关工艺计算：注射工艺规程（温度、压力、时间） 、成型尺寸计算、模具零件结构尺寸计算、注塑机选择与校核、注塑模具JU-2 型零件的注塑模具设计4标准模架的选择、模具加热和冷却系统的计算、脱模力的计算等；设计塑料模具图纸一套（含装配图与零件图） 。JU-2 型零件的注塑模具设计5第二章 选择与分析塑料原料2.1 选择制件材料对多种塑料的性能与应用进行综合比较，材料品种可选 PC。JU-2 型零件注塑模为工业用品如图，需大批量生产，通过查塑料成型模具与设备表 2-3 得； 聚碳酸酯是一种无味、无臭、无毒、透明的无定形热塑型材料，是分子链中含有碳酸酯的一类高分子化合物的总称，简称 PC。一般结构式可表示，由于 R基团的不同，它可分为脂肪族类和芳香族类两种。但因制品性能、加工性能及经济因素等的制约，目前仅有双酚 A 型的芳香族聚碳酸酯投入工业化规模生产和应用。双酚A 型聚碳酸酯是目前产量最大、用途最广的一种聚碳酸酯，也是发展最快的工程塑料之一。2.2 分析制件材料使用性能通过相关知识的学习，对塑料的成型工艺性能有一定的了解。查参考资料注塑模具设计使用教程及相关塑料模具设计资料可得：化学和物理性质 PC 是一种高透明度的（接近 PMMA）,非晶体工程材料，外观透明微黄，刚硬而带韧性，具有特好的抗冲击强度，热稳定性，光泽度、抑制细菌的特性，阻燃特性以及抗污染性。PC 料收缩率低，机械强度高，耐冲击性是塑料之冠，弹性模量高，受温度影响小，抗蠕变性突出，耐热性好，热变形温度