塑料凳模具设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 本课题主要是针对塑料凳的模具设计 ,通过对塑件进行工艺的分析和比较 ,最终设计出一副注塑模。该课题从产品结构工艺性，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、注塑机的选择及有关参数的校核、都有详细的设计，同时并简单的编制了模具的加工工艺。通过整个设计过程表明该模具能够达到此塑件所要求的加工工艺。本次设计的主要任务是凳子结构以及注塑模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产塑料凳塑件产品，以实现自动化提高产量。针对塑料盆的具体结构，该模具是直浇口的单分型面注射模具。根据模具结构，采用直导柱，设置较大的脱模斜度以便利于脱模，省去侧抽芯的设计，其优点在于简化机构，使模具使用空间减小，大大降低了模具的制造成本。通过模具设计表明该模具能达到塑料凳的质量和加工工艺要求 。 关键词： 注射模、模具设计、工艺、结构、成本 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 he of is a By of a of of of on of of of at of of of is is a of to to of to we to is of of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 毕业设计（论文）中英文摘要 . 错误 !未定义书签。 目 录 . 言 . 1 第一章 绪论 . 2 国模具工业发展和技术现状 . 2 望我国模具工业的发展方向 . 4 具经济技术分析 . 4 业设计选题背景、目的和意义 . 6 业选题背景 . 6 业设计目的和意义 . 7 第二章 塑料凳结构设计 . 8 料凳结构设计 . 8 件的体积与质量的计算 . 9 件的尺寸和精度 . 9 模斜度 . 11 料的选择 . 11 件要求分析 . 11 材经济、环保分析 . 12 第三章 注塑工艺设计 . 14 聚丙烯（ 本性能 . 14 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 聚炳烯（ 料的成型性能： . 14 聚炳烯（ 料的主要技术指标 . 15 聚丙烯的注射成型工艺参数 . 16 第四章 注塑机的选择与校核 . 17 型腔数量的确定 . 17 注塑机型号的选择 . 17 塑机的校核 . 20 大注射量的校核 . 20 射压力的校核 . 20 模力的校核 . 21 模行程校核 . 22 大、最小模具厚度校核 . 22 装部分的校核 . 23 第五章 注塑模具设计 . 24 件收缩率的计算 . 24 型面的确定 . 24 注系 统的设计 . 25 流道设计 . 26 . 28 口的设计 . 29 气系统的设计 . 30 却系统的设计 . 31 第六章 成型零部件设计 . 34 型零件的结构设计 . 34 模结构设计 . 34 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 V 模结构设计 . 34 型零部件的工作尺寸计算 . 35 件尺寸精度的影响因素 . 35 型零部件的工作尺寸的计算 . 36 型型 腔壁厚的计算 . 38 第七章 导向脱模机构的设计 . 41 柱导向机构的设计 . 41 柱的设计 . 42 柱的数量和分布 . 42 套的设计 . 43 模机构的设计 . 44 模机构的分类及设计原则 . 44 模力的计算及零件尺寸确定 . 44 出脱模机构 . 46 第八章 模架的选择及失效分析 . 47 架的选择 . 47 具的装配原则 . 48 具的安装 . 49 具的失效分析 . 51 结束语 . 52 主要参考文献 . 53 致 谢 . 54 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 引 言 模 具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 模具行业日益受到国家和人们的关注和重视，国务院颁布的关于当前产业政策的决定也把模具行业列为机械制造工业改造序列的第一位。模具作为重要的工艺装备，在消费品、电器电子、汽车、飞机制造等工业部门有举足轻重的地位。工业产品 零件粗加工的 75%、精加工的 50%及塑料零件的 90%将由模具完成。我国模具行业近年来均增长速度为 21%。今后一段时期，对模具的需求主要集中在四个行业：汽车行业、家用电器行业、电子及通讯行业和建材行业。模具是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值要比模具自身的价值高几十倍。如汽车行业，目前我国汽车产量超过 1800万辆，基本车型达到 400种，新车型和改装车型将达 1000种，汽车换型是约有 80%的模具需要更换，一个型号的汽车所需模具达数千副，价值上亿元；家用电器行业中彩电、电冰箱、洗衣机、空调器、微波炉、录像 机、摄影机、 台彩电需用模具约 140 副。价值 700万元。目前，全世界模具年产值约为 600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从 1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。 本次毕业设计题目是：塑料凳模具设计。模具的应用已经涉及到了各行各业，这次设计的是日常生活用品，这对原材料有多方面的要求，同时要制造出具有市场竞争力的产品，就必须对市场的塑料凳有充分的认识，同时让自己的产品的优点特变的突出。对于日常生活用品，需要做到经济适用、无毒、使用寿命 长。通过本次的模具毕业设计，使我们对 件的使用更加熟练，这是第一次把自己的学习知识和生活实物相结合，这对我们的印象是深刻的，我们从中学习到的是无法言语的。因为这个实物模具设计，对我们使用 件的要求十分的高，对学习知识的综合应用有了完美的体现，这对我们以后从事工作奠定了良好的基础。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 第一章 绪论 国模具工业发展和技术现状 虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应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 。 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设计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 得较好的效果。如上海新普雷斯等公司就能为用户提供气 辅成型设备及技术。热流道模具开始推广，有的厂采用率达 20%以上，一般采用内热式或外热式热流道装置，少数单位采用具有世界先进水平的高难度针阀式热流道模具。但总体上热流道的采用率不到 10%,与国外的 5080%相比，差距较大。 在制造技术方面， 生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的 美国 G 国 国 国本 色列公司的 美国 据市场调研，国产模具钢与国外相比，确实存在一定的差距。比如国产的通用性模具钢 国际一般水平，基本上能满足国内外一般模具用户的使用。但对高标准模具钢用户提出的高要求，如冲击韧性、碳化物低偏等残余元素控制、高质量长寿命要求 等，目前还无法满足。如冷作模具钢要求在低温条件下具备耐磨损、抗塑性交形、抗崩角、抗整件开裂、可机加工性和可磨削性等各种性能。而塑胶模具用钢要求具有高光洁度表面、耐腐蚀、耐磨损、高热传导性、机加工性、抛买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 光性、蚀刻性能等。据国内外塑料模具技术比较显示，国外的淬火钢模具寿命在 160 300万次，国内只有 50 100万次，非淬火钢模具寿命国内也只有国外的一半。钢材质量是造成这一状况的其中一个原因。如一些特钢厂采用普通废钢加生铁电炉的冶炼方式，缺乏优质铁水，导致生产成本高，在残余元素控制上与国外有一定的差距。 近年来 ，国内己较广泛地采用一些新的塑料模具钢，如 :3M I、 模具的质量和使用寿命有着直接的重大的影响，但总体使用量仍较少。塑料模标准模架、标准推杆和弹簧等越来越广泛地得到应用，并且出现了一些国产的商品化的热流道系统元件。但目前我国模具标准化程度和商品化程度一般在30%以下，和国外先进工业国家已达到 70%比，仍有很大差距。技术比较见表 1： 表 1: 国内外塑料模具技术比较表 项目 国内 国外 注塑模型腔精度 0. 0050. 01腔表面粗糙度 . 05 淬火钢模具寿命 101030万次 淬火钢模具寿命 160300万次 50100万次 热流道模具使用率 80%以上 总体不足 10% 标准化程度 7080% 小于 30% 中型塑料模生产周期 一个月左右 24个月 目前，全世界模具的年产值约为 650亿美元，我国模具工业的产值在国际上排名位居第三位，仅次于日本和美国。虽然近几年来，我国模具工业的技术水平己取得了很大的进步，但总体上与工业发达的国家相比仍有较 大的差距。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 望我国模具工业的发展方向 在信息社会和经济全球化发展的进程中，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展，技术含量不断提高，模具生产向着专业化、信息化、数字化、无图化、精细化、自动化方面发展；模具业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。 针对我国模具工业的现状，通过进一步搞好模具行业的结构调整和创新，抓住我国模具价格较低的竞争优势，大力提高模具的开发效率，增加大型、精密、复杂和长寿命等技术含量高的中高档模具的比例，今后 我国模具技术的研究重点和主要发展方向应该是： （ 1）高速、高精、复杂和长寿命模具加工技术的研究和应用。例如超精冲压模具制造技术的研究和应用、精密塑料和压铸模具制造技术等； （ 2）优质模具材料的研制和正确选用，以及先进表面加工和处理技术的发展和应用； （ 3）模具专业化、标准化的发展及进一步推广应用； （ 4）快速成型与快速制模（ T）技术的发展与应用； （ 5） 体化、智能化，从而提高模具设计的现代化、信息化和标准 化。 具经济技术分析 模具的技术经济指标概括起来可以归纳为：模具的精度和刚度、模具的生产周期、模具的生产成本和模具的寿命。 模具的精度和刚度 模具的精度 包括尺寸精度、形状精度、位置精度和表面粗糙度。 模具的精度主要体现在模具零件精度和配合精度。模具工作部位的精度高于产品制件的精度，例如冲裁刃口尺寸的精度要高于产品制件的精度，冲裁凸模和凹模冲裁间隙的数值大小和均匀一致性也是主要精度参数之一。平时测量出的精度都是非工作状态下的精度（如冲裁间隙），即静态精度。而在工作状态时，受到工作条件的影响，静态精度和发生变化，变为动态精度，动态精度才是真正有实际意义的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 数据。一般模具的精度应与产品的精度相协调，同时还受模具加工技术手段的制约，随着制造技术的发展，模具加工技术手段的改进，模具的精度也会相应的提高，模具工作零件的互换性生产也将生产也将成为现实。 模具的刚度 对于高速冲压模、大型件冲压成形模、精密塑料模和大型塑料模很重要，不仅要求其精度高，同时还要求具有良好的刚度。这类模具的工作负荷较大，当出现较大的弹性变形时，不仅要影响模具的动态精度，而且还关系到模具能否正常工作，因此在模具设计中， 在满足强度要求的同时，应保证模具的刚度，同时在制造中也要避免由于加工不当造成的附加变形。 模具的生产周期 模具的生产周期是指从接受模具的订货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模具所用的时间，当前，模具使用企业要求模具的生产周期越来越短，因此模具生产周期的长短是衡量模具企业生产能力和技术水平的综合标志之一，也关系到模具企业在激烈的市场竞争中有无立足之地。同时模具的生产周期长短也是衡量一个国家模具技术管理水平高低的标志。影响模具生产周期的主要因素有： 模具技术和生产的标准化程度； 模具企业的专业化程度 模 具生产技术手段的先进程度； 模具生产的经营管理水平 模具的生产成本 模具的生产成本是指企业为生产和销售模具支付费用的总和。模具的生产成本包括原材料费、外购件费、外协件费、设备折旧费、经营开支等；从性质上又分为生产成本、非生产成本和生产外成本，通常讲的模具生产成本是指模具生产过程有直接关系的生产成本。影响模具生产成本的主要因素有： 模具结构的复杂程度和模具功能的高低； 模具精度的高低； 模具材料的选择； 模具加工设备； 模具的标准化程度和企业生产的专门化程度。 模具的寿命 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 模具的寿命是指模具 在保证产品零件质量的前提下，所能加工的制件的总数量，包括工作面的多次修磨及易损件更换前后所加工制件的数量之和。 一般在模具设计阶段就应明确该模具所适用的生产批量类型或模具生产制件的总次数，即模具的设计寿命。不同类型模具的正常损坏形式也不一样，但总的来说，工作表面的损坏的形式有摩擦损坏、塑性变形、开裂、疲劳损坏、啃伤等。影响模具寿命的主要有如下因素。 模具的结构：合理的模具结构有助于提高模具的承载能力，减轻模具承受的机械负荷。 模具的材料：应根据产品零件生产批量的大小选择。 模具的加工质量 :模具零件在机械加工 、电火花加工、淬硬和表面处理时的缺陷，都会对模具的耐磨性、抗咬合能力抗断裂能力产生显著的影响 模具的工作状态 :模具工作时，使用设备的精度、刚度、润滑条件、被 加工材料的预处理状态、模具预热和冷却条件等都对模具的寿命有影响。 产品零件的状况 :被加工零件材料的表面质量状态，材料的硬度、延展率等力学性能，被加工零件的尺寸精度等都与模具的寿命有直接的关系 模具的精度和刚度、生产周期、生产成本以及寿命，他们之间是相互影响和制约的。在实际生产过程中，要根据产品零件和客观需要综合 平衡这些因素，抓住主要矛盾，求得最佳的经济效益，满足生产的需要。 业设计选题背景、目的和意义 业选题背景 本次设计的塑料板凳是一日用品，在日常生活中它有很多的应用。由于它的生产批量大，精度要求不高，且材料为塑料 合在塑料模具行业进行生产。本设计中使用注射模具来生产该产品，其原理是将粒状塑料连续输入到成型机的料筒中加热熔融，然后由注射杆推进，由喷嘴和模具的浇注系统导入模具中，然后保压冷却，使之固化成型。为了合理而快速的设计出模具，采用参数化设计，保证模具的各种数据上有紧密的量的联系。 整个设计过程包括工艺条件的分析、最佳方案的确定、模具结构设计、模具二维和三维图的绘制。使用 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 数化分析，通过 后整理设计说明书，完成整个设计。 业设计目的和意义 通过本次毕业设计，拟达到以下成果： （ 1）通过本次设计的过程，了解塑料与成型加工有关的各种性质、塑料制件的结构分析及其工艺性，为学习认识其性质和塑料的成型工艺性与模具的设计打下基础。 （ 2）了解注射成型工艺及模具设计的过程，熟悉模具的结构及特点，熟悉模具设计的基本方法和步骤，熟悉有关 注射模具的相关设备，并能正确选用。 （ 3）熟练应用计算机绘图软件 以及 进行设计工作，掌握相关资料、手册、标准的收集与整理，并熟悉资料及数据的查询方法。 （ 4）通过设计过程，进一步巩固所学专业基础知识，并能够理论结合实践，提高专业技术能力和水平，为以后踏上工作岗位积累经验和方法。 毕业设计是大学阶段最后一个教学环节，通过毕业设计既可以巩固我们在本阶段学习的理论知识，培养我们运用所学知识分析和解决工程实际问题的综合能力，又可以使我们初步掌握科学研究的基本方 法和撰写符合规范要求的专业技术文件的能力。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 第二章 塑料凳结构设计 料凳结构设计 本次设计的是日常生活用具 :塑料板凳。主要是在生活中使用，使坐着舒服，持久耐用，对身体无害，因此，该塑件的材料应该是价格低廉；并且具有一定的强度和刚度，能够承载一定的重量，保证人身安全；在塑件结构和形状设计上，应尽可能地做到简化模具结构，且符合成型工艺特点，从而降低成本，提高生产效率。塑件的结构设计如图 2 2塑件二维图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 2 塑件三维图 件的体积与质量的计算 根据公式 (式中 m 塑件的质量， g； 塑料的密度， 3/g 查文献中表 13 v 塑件的体积， 3由 体积填充得出。 那么塑件的体积 件的尺寸和精度 塑料尺寸大小取决于塑料的流动性。对于流动性极差的塑料或薄璧塑件，在进行注塑成型和压注成型时，塑件尺寸不宜过大，一免不能充满型腔或形成熔接痕，从而影响塑件的外观和强度。 影响塑件精度尺寸的因素有很多，除与模具制造精度以及磨损 情况有关外，还与塑件吸收率的波动、成型工艺条件的变化、塑件成型后的时效变化和模具的结构形状有关。我国颁布的工程塑料膜塑件尺寸公差的国家标准 （ 14486 按此标准规定，塑件尺寸公差代号为 差等级分为 7级，每一级又可分为 A、中 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 表 2度等级的选用 类别 塑料品种 公差等级 标注公差尺寸 未标注 差尺寸 高精度 一般精度 1 苯乙烯（ 聚丙烯（ 尼龙（ 聚碳酸酯（ 2 聚酰胺 6、 66 甲醛 聚氯乙烯（硬） 氯化聚醚 酚醛塑料 3 聚甲醛 乙烯（高） 4 聚氯乙烯（软） 乙烯（低） （资料来源：塑料成型工艺与模具设计 该塑件的尺寸精度要求不高，尺寸未注公差，因此，根据表 2寸精度取 根据表 2尺寸转化为相应的带公差的尺寸为： 10 15 20 40 115 210 230 2公差 等级 公差 种类 基本尺寸 3480000025标注公差的尺寸允许偏差 准公差的尺寸公差值 资料来源：塑料成型工艺与模具设计 录 7） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 模斜度 塑件在模具型腔中的冷却收缩会使它紧紧包裹住模具的型芯或其它凸起部分。因此，为了便于从型腔零件上顺利脱出塑件必须在塑件内外表面沿脱模方向设计足够的斜度。塑件斜度的大小与塑件的收缩率、塑件的形状、结构、壁厚及成型工艺条件都有一定的关系，硬质塑料比软质塑料脱模斜度大；形状复杂或成型孔较多的塑件应取较大的脱模斜度；塑件高度越 高，孔越深，则应取较小的脱模斜度；壁厚增加，内孔包住型芯，脱模斜度也应该大些。 一般情况下，脱模斜度不包括在塑件公差范围内，否则应在图样上加以注明。在制品图上标注时，内孔一小端为基准，斜度有扩大方向取得；外形以大端为基准，斜度有缩小方向取得。 常见塑料脱模斜度取值如表 2 2塑件的脱模斜度 塑料名称 脱模斜度 型腔 型芯 聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚酰胺、氯化聚醚 25 20 硬聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚砜 35 30 聚苯乙烯、有机玻璃、甲醛 35 30 30 （资料来源：塑料成型工艺与模具设计 本次设计是塑料凳，对斜度要求特殊，为了增加坐着的稳定性，底部要大于顶面，同时设计为了增加板凳的牢固性，在塑料凳中间的洞边上增加了 利于拔模，增加脱模斜度可以减少制造侧抽芯模具的成本，减少工厂的投资，争取更大的利润空间。所以本次设计的脱模斜度为 3。 料的选择 件要求分析 本次设计是日常生活必需品：塑料凳。 首先，其作用是供人们坐的，其本身得具有一定的强度和韧性，能够承载一定的重量；它用在平时生活中，和人身体直接买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 接触比较多，小孩子也经常用其玩耍，这就要求其本身没有毒性，且对身体无害；平时应用范围比较广，在阳光下，在雨中，这就要求它有一定的抗老化性、吸湿性小；应用很广泛，一个家庭有几个或十几个都和正常，所以就要求其本身成本不能太高，能够使一般家庭能接受其售价。 材经济、环保分析 由于本次设计：塑料凳，精度和使用性能要求较低，从经济和环保方面考虑，选用再生塑料是最好的选择。 再生塑料是塑料的再利用，通过 进行一些操作以后，从而完成塑料的再次利用。 塑料有良好的加工性能，易成型，如：吹、挤、压、易切削、易焊接。在生产生活中有许多塑料都能造粒，如废旧食品袋、凉鞋、电线、线板、农用膜、管、桶、盆、打包带以及各种废旧塑料制品都能再三成型加工，生产成塑料原料，再经特殊工艺及配方，用于制造机器零件、部件；可用来制水管、农机具、包装袋、水泥袋；可代替部分木制品；可用来制造各种塑料袋、桶、盆、玩具等塑料制品、生活用具。 常用的再生塑料的价格及用途，如下表 2 2用再生料价格性能表 种类（再生料） 价格 (元 /吨 ) 用途 8000 日常生活用具：盆、桶、凳 ;机械用具 6000 各种膜、电绝缘材料 12000 电视机、录音机外壳、电话机、话筒 10000 棒、管、板各种型材、有毒 23000 机械耐磨零件、化工电器、仪表 13000 齿轮、传动杆、安全帽、水杯、防护罩 （资料来源：全球塑胶网） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 常用几种塑料的性能比较参考下表 2 2用塑料性能比较 材料性能、种类 E S 度 最小 小于水 较大 略高于水 略高于水 刚度 较好 差 好 好 好 收缩率 差 一般 好 好 好 韧性 低温下差 好 差 差 好 强度 较高 低 较高 高 高 耐热性 好 一般 差 较差 较差 化学稳定性 好 好 好 好 好 耐候性 差 差 一般 一般 较差 毒性 无毒 无毒 可以无毒 无毒 无毒 粘合剂粘合 差 差 好 一般 一般 热合性 一般 好 一般 一般 一般 成型加工型 好 好 不易 好 好 （资料来源：全球塑胶网） 从经济、环保及各方面性能考虑选用聚丙烯再生料（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 第三章 注塑工艺设计 聚丙烯（ 本性能 料，化学名称：聚丙烯 生料 英文名称 :称 比重 : /立方厘米 成型收缩率 :成型温度：160 。 聚丙烯密度低，无色，无味，无毒，外观和聚乙烯很相似，和聚乙烯相比，它的透明性更高，透气性更低。此外，聚丙烯的弹性、屈服强度、硬度及拉力、抗压强度等都高于聚乙烯，其中拉伸强度甚至高于聚苯乙烯 丙烯吸水率 几乎不吸水，因此其高频绝缘性好，绝缘性能不受湿度的影响。此外，聚丙烯耐热性好，能在 100以上的温度下进行消毒灭菌，熔点为 164 170，其最高使用温度可达 150，最低使用温度为 但当温度低于 35是会脆裂。聚丙烯在氧、热、光的作用下极易降解、老化，所以必须加入防老化剂。定向拉伸后聚丙烯可制作铰链，抗弯曲疲劳强度特别高