机械设计及其自动化本科毕业设计论文

机械设计及其自动化本科毕业设计论文毕 业 设 计专 业： 机械设计制造及自动化 班级学号： 学生姓名： 指导教师： 榨汁机内支架塑料模具设计Plastic mould design of Juice-extractor part摘 要模具行业是国民经济的一项重要行业。近年来，模具一直朝着高质量、高效率、低成本、短周期的方向发展。传统的模具设计中,模具设计者们是利用二维 CAD 软件来进行初步设计的。然而，现在，三维模具设计已经被广泛使用，它使设计过程接近标准化，使初步设计得以迅速实现。在本设计中，将对榨汁机内支架的模具通过Pro/ENGINEER 软件进行三维设计，并对设计过程进行讲解。在本设计中，首先对塑件结构、材料特性、用途以及参数进行分析，确定模具采用一模两腔，并使用点浇口填充型腔的总体布局形式。在模具设计过程中，对侧向抽芯机构，分型面的设计，浇注系统、排气系统、冷却系统、脱模机构，进行了详细的介绍。最后通过对注塑机参数校核和生产验证，证明模具结构设计合理性。通过本次模具设计，可以看出，三维模具设计可以缩短设计周期，提高设计质量，大大的增加工作效率。关键字：榨汁机内支架；注塑模具；一模两腔；侧向抽芯机构ABSTRACTThe die and mould industry is an important industry of the national economy. In recent years, mould is developing towards high quality, high efficient, low cost and short- period. In traditional mould design , mould designers was using 2D CAD Software Plastic injection mould; One mould two cavities; Side Core-Pulling mechanism58目 录第 1 章 绪论 .11.1 我国模具发展的现状 .11.2 主要发展方向 .1第 2 章 材料与塑件分析 .32.1 塑料及其工业 .32.2 塑件分析 .32.3 塑件材料的选择及材料的工艺特性 .42.4 塑件体积和质量的计算 .6第 3 章 模具设计 .73.1 确定型腔数及其排列方式 .73.2 分型面的设计 .73.3 排气系统的设计 .83.4 成型零件的结构形式及设计 .93.4.1 凹模的结构设计 .93.4.2 凸模的结构设计 .10第 4 章 浇注系统的设计 .114.1 主流道的设计 .114.1.1 主流道衬套设计 .114.1.2 定位圈设计 .124.2 分流道设计 .134.3 浇口的设计 .144.4 冷料穴和拉料杆的设计 .154.4.1 拉料杆的设计 .16第 5 章 标准模架的选定 .175.1 注射模的标准模架 .175.2 支承零部件的设计 .175.2.1 固定板、支承板 .175.2.2 支承件 .185.2.3 动定模座板 .195.3 合模导向机构设计 .205.3.1 导向机构的作用 .20585.3.2 导柱导向机构 .20第 6 章 冷却系统的设计 .226.1 模具温度与塑料成型的关系 .2262 冷却时间的确定 .236.3 冷却参数计算 .23第 7 章 推出机构设计 .277.1 推出机构的结构组成与分类 .277.1.1 推出机构的结构组成 .277.1.2 推出机构的设计要求 .277.2 推出机构 .28第 8 章 侧向分型与抽芯机构设计 .298.1 抽拔力与抽拔距的计 .298.2 斜导柱分型抽芯机构的设计 .30第 9 章 注塑机的选择 .329.1 注射机的选择 .329.2 注射机工艺参数的校核 .339.2.1 最大注射量的校核 .339.2.2 注射压力的校核 .339.2.3 锁模力校核 .349.2.4 开模行程较核 .349.2.5 模具安装尺寸的校核 .34第 10 章 模具设计总图 .36结 论 .38参考文献 .39附录 1.英文资料 .40附录 2.中文翻译 .51致 谢 .58三维图 .5958第 1 章 绪论1.1 我国模具发展的现状模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导下，我国模具工业发展迅速，年均增速均13%， 1999 年我国模具工业产值为 245 亿，至 2002 年我国模具总产值约为 360 亿元，其中塑料模约 30%左右。在未来的模具市场中，塑料模在模具总量中的比例还将逐步提高。成型工艺方面，多材质塑料成型模、高效多色注射模、镶件互换结构和抽芯脱模机构的创新方面也取得较大进展。气体辅助注射成型技术的使用更趋成熟，如青岛海信模具有限公司、天津通信广播公司模具厂等厂家成功地在 2934 英寸电视机外壳以及一些厚壁零件的模具上运用气辅技术，一些厂家还使用了 C-MOLD 气辅软件，取得较好的效果。在制造技术方面，CAD/CAM/CAE 技术的应用水平上了一个新台阶，以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 CAD/CAM 系统，如美国 EDS 的UG、美国 Parametric Technology 公司的 Pro/Emgineer、以色列公司的 Cimatron、美国 AC-Tech 公司的 C-Mold 及澳大利亚 Moldflow 公司的 MPA 塑模分析软件等等。这些系统和软件的引进，虽花费了大量资金，但在我国模具行业中，实现了CAD/CAM 的集成，并能支持 CAE 技术对成型过程，取得了一定的技术经济效益，促进和推动了我国模具 CAD/CAM 技术的发展。1.2 主要发展方向1.提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计水平及比例。2.在塑料模设计制造中全面推广应用 CAD/CAM/CAE 技术。CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，为其进一步普及创造良好的条件。3.推广应用热流道技术、气辅注射成型技术和高压注射成型技术。采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节省塑料制件的原材料和节约能源。气体辅助注射成型可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。584.开发新的成型工艺和快速经济模具。以适应多品种、少批量的生产方式。5.提高塑料模标准化水平和标准件的使用率。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高商品化程度、提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件的规格品种。6.应用优质材料和先进的表面处理技术对于提高模具寿命和质量显得十分必要。7.研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程。采用三坐标测量仪或三坐标扫描仪实现逆向工程是塑料模 CAD/CAM 的关键技术之一。研究和应用多样、调整、廉价的检测设备是实现逆向工程的必要前提。58第 2 章 材料与塑件分析2.1 塑料及其工业塑料是以树脂为主要成分的高分子有机化合物，树脂分为天然树脂和合成树脂两大类，塑料大多采用合成树脂。在一定温度和压力下，塑件具有可塑性，可以利用模具将其制成具有一定形状和尺寸精度的塑料制件。塑料按树脂的分子结构及其特性可以分成热塑性和热固性塑料两类。热塑性塑料是由可以多次反复加热而仍具有可塑性的合成树脂制得的塑料。热固性塑料为一次成型塑料，不能反复加热成型，废品不能回收利用。塑料制件在工业生产中已得到广泛应用，是由于它们具有一系列特殊的优点。塑料密度小，质量轻，大多数塑料的密度在 1.01.4 g/cm3。塑料的比强度高 (按单位质量计算的强度称比强度),绝缘性能好，介电损耗低。塑料的化学稳定性高，对酸、碱等化学药品都具有良好的耐腐蚀能力。此外，塑料的减振和隔音性能也好，因此，塑料已成为各行业不可缺少的重要材料。2.2 塑件分析图 1.1 为榨汁机内支架的三维立体图,该产品用于榨汁机上，对榨汁机起支撑作用，该产品形状比较复杂，精度较高，表面不允许有明显的熔接痕、飞边等工艺痕迹，需要一定的配合精度要求。制品整体有充分的脱模斜度，各处脱模力比较合理。从整体结构分析：制品表面积较小、高度不大但是壁薄、零件的曲面复杂，型腔、型芯加工困难。从整体工艺性分析：根据制品外观要求与结构要求选择点浇口，制品冷却必须均匀而充分，脱模力合理分布，要求顶出机构顶出均匀。图 2.1 塑件三维立体图58榨汁机内支架工艺参数表材料 脱模斜度（）尺寸精度 壁厚（mm）圆角（mm） 收缩率（）PVC 1.5 IT6 3.5 R0.5R3 0.5该产品结构复杂，有 3 处侧凹现象，需要设置抽心机构，另外考虑到制件的体积和形状，应采用一模两腔，三板式结构，塑料从 4 个点浇口进入行腔。2.3 塑件材料的选择及材料的工艺特性塑料成型原料的选取应从加工性能、力学性能、热性能、物理性能等多方面因素考虑来选取合适的塑料进行生产，本次设计材料的选择是根据材料特性进行选择的。根据塑料受热后表现的性能和加入各种辅助料成分的不同可分为热固性材料和热塑性材料，热固性塑料主要用于压塑、挤塑成型，而热塑性塑料还适合注塑成型，本次设计为注塑设计，所以采用热塑性塑料。通过对各种塑料的比较，选用聚氯乙烯（PVC）为塑件材料。下面将对聚氯乙烯（PVC ）的特性、成型特点和成型条件进行详细的介绍。1）基本特性：聚氯乙烯是世界上产量最大的塑料品种之一，其价格便宜，应用广泛。聚氯乙烯树脂为白色或浅黄色粉末。根据不同的用途可以加入不同的添加剂，聚氯乙烯塑件可呈现出不同的物理性能和力学性能。在聚氯乙烯树脂中加入适量的增塑剂，可制成多种硬质、软质和透明制品。纯聚氯乙烯的密度为 1.4g/cm3,加入增塑剂和填料等的聚氯乙烯塑件的密度范围一般为 1.152.00 g/cm3。硬聚氯乙烯的密度为1.381.42 g/cm 3，有较好的抗拉、抗弯、抗压和抗冲击性能，可单独用做结构材料，但软化点低。软聚氯乙烯的柔软性、断裂伸长率、耐寒性会增加，但脆性、硬度、拉伸强