【毕业设计论文】摩托车把手上座注射模设计-毕业设计说明书【有对应的CAD图】

订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕业设计说明书( 论文) 题 目: 摩托车把手上座注射模设计 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 中 文 摘 要 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 本论文根据工程实际的需要完成摩托车把手上座的注射模具设计。在设计中 采用聚丙烯塑料注射而成型，成型方式为一模两腔，该论文具体分析了产品的工 艺性，确定了所采用塑料的工艺参数和所采用的成型设备，确定了模具制作的总 体方案，分析并解决了模具的总体结构和各工作部分的具体结构，并进行了一些 必要的尺寸计算和强度的校核。该论文还对分型面、浇注系统和脱模机构进行了 分析设计，完成了模具工程图设计，最后进行了主要零件加工工艺设计。 通过设计，综合应用了大学期间的多数基础和专业知识，加深所学知识体系， 熟悉了工程应用设计。 关键词 注射模 成型 工艺性 设计 本 科 毕 业 论 文 第 4 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 毕 业 设 计 说 明 书 （ 论 文 ） 外 文 摘 要 本 科 毕 业 论 文 第 5 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 T i t l e D r e s s i n g m o t o r c y c l e h a n d l e t h e r a v a d a I n j e c t i o n M o l d i n g D e s i g n A b s t r a c t T h e p r e s e n t p a p e r a c t u a l n e e d s t o c o m p l e t e a c c o r d i n g t o t h e p r o j e c t a c c o m p l i s h t h e d r e s s i n g m o t o r c y c l e h a n d l e t h e r a v a d a i n j e c t i o n m o l d i n g d e s i g n . U s e s t h e p o l y p r o p y l e n e p l a s t i c i n j e c t i o n i n t h e d e s i g n t o t a k e s h a p e , t h e f o r m a t i o n w a y i s a m o l d t w o c a v i t y , t h i s p a p e r c o n c r e t e s t u d y p r o d u c t s t e c h n o l o g y c a p a b i l i t y , h a d d e t e r m i n e d u s e s t h e f o r m a t i o n e q u i p m e n t w h i c h t h e p l a s t i c t h e t e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r a n d u s e s , h a d d e t e r m i n e d t h e m o l d m a n u f a c t u r e s t h e o v e r a l l c o n c e p t , a n a l y z e d a n d h a s s o l v e d m o l d s g r o s s s t r u c t u r e a n d e a c h e f f e c t i v e r a n g e c o n c r e t e s t r u c t u r e , a n d h a s c a r r i e d o n s o m e e s s e n t i a l s i z e c o m p u t a t i o n a n d t h e i n t e n s i t y e x a m i n a t i o n . T h i s p a p e r a l s o h a l v e d t h e p r o f i l e , t h e g a t i n g s y s t e m a n d t h e m o l d e m p t i e r h a s c a r r i e d o n t h e a n a l y s i s d e s i g n , h a s c o m p l e t e d t h e m o l d e n g i n e e r i n g p l a t d e s i g n . T h r o u g h t h e d e s i g n , t h e s y n t h e s i s h a s a p p l i e d t h e u n i v e r s i t y p e r i o d m o s t f o u n d a t i o n s a n d t h e s p e c i a l i z e d k n o w l e d g e , d e e p e n s s t u d i e s t h e k n o w l e d g e s y s t e m , h a s b e e n f a m i l i a r w i t h t h e p r o j e c t a p p l i c a t i o n d e s i g n . K e y w o r d s I n j e c t s t h e m o l d F o r m a t i o n T e c h n o l o g y c a p a b i l i t y D e s i g n 本 科 毕 业 论 文 第 6 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 目 录 1 引言1 1 . 1 我国模具的现状7 1 . 2 模具先进制造技术的应用8 1 . 3 塑料模具的的发展趋势9 1 . 4 塑料注射模具的设计步骤.11 1 . 5 毕业设计任务要求13 2 方案分析与设计13 2 . 1 注射模方案13 摩托车把手上座注射模的详细设计16 3 . 1 塑料注射成型机的选择16 3 . 2 注射模具分型面的选择19 3 . 3 型腔排列方式的确定19 3 . 4 注射模具浇注系统的设计20 3 . 5 注射模具成型零件和模体的设计28 3 . 6 注射模具的顶出机构的设计32 3 . 7 塑料注射模具的温度调节系统设计33 3 . 8 模具结构设计35 4 成型零件的加工工艺35 4 . 1 模具内工作型孔的加工35 4 . 2 铣削参数与铣削刀具36 4 . 3 模具型腔的特种加工37 结束语40 致 谢41 参 考 文 献42 1 引言 模具是生产各种工业产品的重要工艺装备，随着塑料工业的迅速发展以及塑料制 品在航空、航天、电子、机械、船舶和汽车等工业部门的推广应用，传统的模具设计 本 科 毕 业 论 文 第 7 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 方法已无法适应产品更新换代和高质量的要求。未来模具将向着经济、精密、高新技 术、智能化、标准化和专业化的方向发展。所以在这种情况下, 研究这一课题是具有 现实意义的。 1 . 1 我国模具的现状 模具是工业生产的基础工艺装备，是工业之母。现代工业的发展离不开模具，它 是国民经济的支柱产业，目前, 在汽车电子通信和日用品等行业中, 有 8 0 % 左右的的产 品是需要有模具来加工成型的。由于模具在产品制造体系中所处的特殊位置。使得模 具行业具有了决定制造业整体水平的能力。因此，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 1 。 1 . 1 . 1 我国模具工业的现状 我国模具工业起步晚，与工业发达国家相比有很大的差距，但在产业政策国家与 之配套的一系列国家经济政策的支持与指导下，我国模具工业发展迅速。目前，就整 个模具市场来看，进口模具约占市场总量的 2 0 % 左右，其中，中高档模具进口比例达 4 0 % 以上。因此，近年来我国模具发展的重点放在紧密大型复杂长寿命模具上，并取 得可喜成绩，模具进口逐渐下降，模具技术和水平有长足的进步。主表现在以下几方 面： （）发展了多工位级进模和硬质合金等新产品，并根据国内生产需要研制了一 批精密塑料注射模。 （）研究开发了一些新技术和新工艺，如三维曲面数控仿形加工、模具表面抛 光、表面皮纹加工和皮纹辊压制造技术、模具钢和超塑性成型技术和各种快速模具制 造技术等。 （）模具加工设备已得到较大发展，国内已能批量生产精密坐标磨床 C N C 仿形 铣床和加工中心 C N C 电火 2 线切割机床以及高精度电火花成形机床等。 （）模具 C A D / C A M 技术已得到广泛应用，模具计算机仿真技术也应用于模具设 计制造中。 本 科 毕 业 论 文 第 8 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 . 1 . 2 我国塑料模具产品的现状 （1 ）我国塑料模具的比例 我国模具基本分为 1 0大类，其中冲压模和塑料成形模两大类占主要部分。按产 值计算，我国塑料成形模约占 2 0 % ，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例 一般占全部模具产值的 4 0 % 以上。 （2 ）我国塑料模具的制造水平 我国的塑料成形模具设计、制作技术起步较晚，整体水平还较低，目前单型腔、 简单型腔的模具达 7 0 % 以上，仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色 塑料注射模已经能初步设计和制造 2 。 （3 ）塑料模具的成型工艺 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，一些厂家还使用了 C - M O L D 气辅软件, 取得较好的效果。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 2 0 % 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达 不到 1 0 % ，与国外的 5 0 % 8 0 % 相比, 差距较大 3 。 （4 ）模具的寿命 模具的平均寿命约为 8 0 万次左右，主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、 表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等，注射模精度小 于 5 微米, 最高寿命已突破 2 0 0 0 万次，型腔数量已超过 1 0 0 腔。注射模型腔制造精度 可达 0 . 0 2 m m 0 . 0 5 m m ，表面粗糙度可达到 0 . 2 微米，模具质量和寿命明显提高 4 。 1 . 2 模具先进制造技术的应用 1 . 2 . 1 信息技术在现代模具制造中的应用 信息技术在现代模具制造中的应用是广泛的, 主要包括 C A D 技术、C A E 技术、C A P P 本 科 毕 业 论 文 第 9 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 技术、C A M技术、仿真技术、虚拟现实技术、网络通信技术、多媒体技术和智能化技 术。 1 . 2 . 2 自动化技术在现代模具制造中的应用 自动化技术在模具制造中的应用集中在数控加工技术上，为现代模具制造提供了 新的工艺方法和加工途径。按其能量转换形式的不同可以分为： （）数控机械加工技术。 （）数控电加工技术。 （）数控特种加工技术 3 。 1 . 2 . 3 现代系统管理技术在现代模具制造中的应用 现代系统管理技术在现代模具制造中的应用更多的体现为一种观念的转变，其中 包括： （）集成化思想，这个许多系统管理的核心思想。 （）并行化思想，通过并行作业，可以有效的实现组织的扁平化。 （）协同设计思想与团队精神，在集成化、网络化的并行环境中进行模具开发， 要使每个环节都按部就班地运作就必须遵循这个原则 6 。 1 . 3 塑料模具的的发展趋势 1 . 3 . 1 模具生产的专业化和标准化程度不断提高 多年的模具制造实践表明，要使模具技术高速发展，实现专业化、标准化生产是 关键。实现模具专业化生产，前提是要模具标准化。这样，才可能采用专用的先进生 产设备和技术，建立专门的机械化和自动化生产线，从而实现提高模具质量、缩短生 产周期、降低制造成本的目标。塑料加工业起着承前启后的作用，塑料制品的成型方 法有很多，包括注塑成型、压缩成型、挤出成型、压注成型、吹塑成型等等 7 。 本 科 毕 业 论 文 第 10 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 . 3 . 2 我国塑料模具制造水平的发展 近年来，中国塑料模具制造水平已有较大提高。大型塑料模具已能生产单套重量 达到 5 0 t 以上的注塑模，精密塑料模具的精度已达到 2 m ，制件精度很高的小模数齿 轮模具及达到高光学要求的车灯模具等也已能生产， 多腔塑料模具已能生产一模 7 8 0 0 腔的塑封模，高速模具方面已能生产挤出速度达 6 m / m i n以上的高速塑料异型材挤出 模具及主型材双腔共挤、双色共挤、软硬共挤、后共挤、再生料共挤出和低发泡钢塑 共挤等各种模具 8 。 1 . 3 . 3 塑料模具新型材料的发展 国内已较广泛地采用一些新的塑料模具钢, 如: P 2 0 、3 C r 2 M o 、P M S 、S M 、S M 等, 对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。 模具 C A E 、 C A D 、 C A M 技术的进一步推广应用，数字化工厂将在模具行业出现。 异地远程产品开发、工装设计、制造工艺、N C 编程、模具制造、更改、计划进度控制 等将成为现实 9 。模具 C A D / C A M技术在模具设计和制造上的优势越来越明显，它是模 具技术的又一次革命，普及和提高这个技术的应用是模具制造业发展的必然趋势。实 践表明：缩短注射模设计与制造周期、提高塑料制品制造精度与性能的正确途径之一 是采用 C A D / C A E / C A M 技术 9 。2 0 世纪 8 0 年代以来，注射模 C A D / C A E / C A M 技术已从实 验室研究阶段进入了实用化阶段，并在生产中取得了显著的经济效益 1 0 。 面对世界制造加工业的竞争更加激烈，对注塑产品与模具设计制造提出了新挑 战，必须寻求高效、可靠、敏捷、柔性的注塑产品与模具设计制造系统。大大提高了 产品质量，缩短了产品开发周期，降低了生产成本，强有力地推动了模具行业的发展。 本 科 毕 业 论 文 第 11 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 1 . 4 塑料注射模具的设计步骤 1 . 4 . 1 塑料件的工艺性分析 本课题是对摩托车把手上座的注射模设计。首先对摩托车把手上座进行观察并进 行测绘，并对塑件的使用性能和结构要求有一个基本的了解。看塑件的结构是否满足 塑件结构的工艺性能。尺寸大都是估算值，无特殊要求，尺寸公差按 I T 7 级精度查取 1 1 。 1 . 4 . 2 摩托车把手上座材料的选择 塑料材料的相对密度在 0 . 8 3 g / c m 3 2 . 2 g / c m 3范围内，在众多的材料中只有比木 材的相当密度稍高。且在各种的材料中，塑料材料具有最高的比强度，甚至比特种合 金铝还要高。塑料还具有很好的绝缘性、防震、隔热、隔音性能。耐腐蚀性仅次于玻 璃及陶瓷材料。且塑料材料具有优异的加工性能。 摩托车把手上座选择的材料为聚丙稀（P P ）。聚丙稀无色、无味、无毒。它密度 小，不吸水，光泽好，易着色。聚丙稀成型工艺性好，生产效率高 1 2 。 1 . 4 . 3 绘制模具装配草图 模具装配图的设计应先从绘制装配图入手， 根据塑件的具体情况， 经过认真思考、 比较、初步确定出各部分的结构情况，最大限度地满足塑件的技术要求和模具的合理 工艺性。 （1 ）确定分型面和浇口位置及结构形式 确定模具的分型面和浇口的位置是模具设计中的重要环节。选择分型面应根据塑 料的几何形状，尺寸精度要求，兼顾其浇口形式、脱模方式、嵌件位置以及排气条件、 易清除飞边、便于加工等诸因素，通盘考虑。 浇口位置则是在保证塑件表面不受损伤的前提下，确定浇口主流道和分流道冷料 穴的位置形状、大小及排气方法等，使注射时物料流畅，易于成型。且易于清除浇注 塑料。 本 科 毕 业 论 文 第 12 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 （2 ）确定成型零件的结构形式及安装方法 成型结构简式注射成型的核心部位，它直接影响塑件质量、加工的难易程度。选 择合理的成型位置、结构现状形式，就是能使成型结构简在现有设备状况下，基本满 足技术上的需要，易于加工、易于修改维修和更换。 （3 ）选择成型设备 模具与注射机必须配套使用， 根据塑件的具体情况， 选择注射机并进行模具设计。 成型设备有两个重要参数。一是理论注射容量，另一个是在于注射方向相垂直的最大 投影面积。根据这两个参数及可选用合适的成型设备。在选用时，成型设备的两个参 数应略大于这个模具所用塑料的体积以及他的投影面积，只有这样才能顺利成型。 （4 ）塑件侧壁凹凸槽结构的处置方法 根据塑件侧壁凹凸槽选择合适的侧抽机构。 （5 ）顶出机构的确定 定模动模分型后，侧抽芯也完成了抽芯动作。塑件落在动模上，且垂直面上已完 全清除了平行方向上的障碍，折实顶出机构在注射机顶杆的驱动下将成型塑件从动模 中顶出。 （6 ）确定温度调节方式 为了取得较好的冷却效果，对冷却回路应由良好的布局，如冷却回路的位置、尺 寸形状等，并预先考虑流出足够的冷却水路的安装空间。 （7 ）确定主要结构件的尺寸 通过以上问题的初步确定，即可勾画出模体的轮廓，这时应确定导向机构的导柱 及顶出系统的复位以及必要的先复位等的结构形式和安装位置，以及各组合部分的连 接形式及所必须的支承板、支承块等。 1 . 4 . 4 对零件进行造型设计并绘制工程图 装配草图绘制完成后，就应开始对各零件做详细的造型设计。工程图尽量按 1 : 1 的比例画出，因为这样比较直观，容易发现问题，如果需要放大或缩小，必须严格按 比例画出。按制图规划，正确标出尺寸、公差、行位公差其表面粗糙度等。 最后，对模具进行装配并绘制装配图，编写设计说明书。主要零件绘制完成，对 本 科 毕 业 论 文 第 13 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 装配草图的自我检验和审定。即已存在的问题会充分暴露出来，经过改正修订后，描 清并正式编号，标出模体的外轮廓尺寸以及模具的定位和安装尺寸。 1 . 5 毕业设计任务要求 本课题是摩托车把手上座注射模的设计。要求对塑件进行测绘，并完成其 P r o / E 三维造型设计。摩托车把手上座注射模要求一模两腔。完成该注射模具装配图设计， 全部零件图纸设计，模具成型零件 C A D 三维造型设计，以及完成该注射模具的制造工 艺设计。 2 方案分析与设计 根据摩托车把手的结构特点。成型模具需要采用两个侧向内抽芯的成型结构。 2 . 1 注射模方案 方案为侧型芯和斜导柱均在定模上的注射模，如图 2 . 1 和图 2 . 2 所示。首先从 A 处分型，侧成型芯脱离锁紧套，主流道凝料也从浇口 1 中脱出。斜导柱固定在定模板 上, 侧型芯固定在侧型芯滑块上。开模时，塑件包紧型芯随动模部分一起向下移动， 在斜导柱的作用下，迫使侧型芯滑快和侧型芯腔滑快在推件板的导滑槽内分别向两侧 移动，完成侧抽芯动作。限位挡块、螺杆和弹簧构成滑块的定位装置，使滑块保持抽 芯后的最终位置， 以便合模时斜导柱能准确地进入滑块的斜孔， 实现活动型芯的复位。 本 科 毕 业 论 文 第 14 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 . 1 装配图 本 科 毕 业 论 文 第 15 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 2 . 2 装配图 本 科 毕 业 论 文 第 16 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 摩托车把手上座注射模的详细设计 3 . 1 塑料注射成型机的选择 3 . 1 . 1 注射机的选用 注射机的选用包括两方面的内容: 一是确定注射机的型号，使塑料、塑件、注射 模及注射工艺等所要求的注射机的规格参数在所选注射机的规格参数可调的范围内； 一是调整注射机的技术参数至所需要的参数 1 2 。 ( 1 ) 注射机类型的选择 根据塑料的品种、塑件的结构、成形方法、生产批量、现有设备及注射工艺等进 行选择。 ( 2 ) 注射机规格的初选 根据以往的经验和注射模的大小， 先预选注射机的型号， 之后要进行以下的校核。 ( 3 ) 注射机参数的校核 ( a ) 最大注射量的校核 塑件连同凝料在内的质量一般不应大于注射机公称注射量的8 0 % ，注射机多以公 称容量来表示。 ( b ) 注射压力的校核 注射机的公称注射压力要大于成形的压力。 ( c ) 锁模力的校核 由于高压塑料熔体充满型腔时，会产生一个沿注射机轴向的很大的推力，这个力 应小于注射机的公称锁模力，否则将产生溢料现象。 ( d ) 安装部分的尺寸校核 应校核的尺寸包括喷嘴、定位圈、最大模厚、最小模厚及模板上的螺孔。 注射机的喷嘴头部的球面半径R 1 应与模具主流道始端的球面半径R 2 吻合，以免高 压熔体从狭缝处溢出。 R 2 一般应比R 1 大1 m m 2 m m ， 否则主流道内的塑料凝料无法脱出。 本 科 毕 业 论 文 第 17 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 为了使模具的主流道的中心线与注射机喷嘴的中心线相重合，模具定模板上的定位圈 或主流道衬套与定位圈的整体式结构的外尺寸d 应与注射机固定模板上的定位孔呈较 松动的间隙配合。 注射模具的动模板、定模板应分别与注射机动模板、定模板上的螺孔相适应。模 具在注射机上的安装方法有螺栓固定和压板固定。 注射机的开模行程是有限制的，塑件从模具中取出时所需的开模距离必须小于注 射机的最大开模距离，否则塑件无法从模具中取出。开模距离一般可分为两种情况: 一是当注射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大 行程决定，并不受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度无关；二是当注 射机采用液压机械联合作用的锁模机构时，最大开模行程由连杆机构的最大行程决 定，并受模具厚度的影响即注射机最大开模行程与模具厚度有关。 3 1 2 注射成型机的计算 ( 1 ) 注射容量 国产标准注射机的标准规定，以注射机注射聚丙烯时在对空注射条件下，注射机 螺杆或柱塞做一次最大行程所能达到的最大容量。由于聚丙烯的密度为 0 . 9 0 g / c m 3 0 . 9 1 g / c m 3 ，即它的单位容量与单位质量向近，所以在目前实际中为便于计算，有时还 沿用过去的习惯，通常也用其质量可作粗略计量。 注射容量是选择注射机的重要参数，它在一定程度上反映了注射机的注射能力， 标志着注射机能成型最大体积的塑料制品。 确定了单个塑件的体积（质量）和模孔数量就可以大体上计算出多模塑件的总体 积，再加上浇注系统中主流道、分流道、浇口、冷井的体积，即是一模塑料的总体积 V m 。 V m 0 . 8 V z 式中 V m 成型零件与浇注系统体积总和，c m 3 ； Vz注射机最大注射容量，c m 3 ； 估算：V m = 3 . 1 4 0 . 8 5 . 8 5 . 3 3 . 3 = 2 5 3 . 7 c m 3 本 科 毕 业 论 文 第 18 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 2 ) 最大成型面积 最大注射面积是指塑料在模具在分型面上所允许成型的最大投影面积，也就是说 在模具设计时，布局在模具分型面上的塑件及浇注系统的投影面积 S ，只能小于这个 数据时才能正常可靠的注射。 S = 2 （2 3 . 1 4 5 . 8 + 2 3 . 1 4 5 . 3 ）= 1 4 0 c m 3 式中 S 塑料在模具分型面上允许成型的投影面积； ( 3 ) 模具的闭合高度 注射机动压板的最大的行程和压板间最大和最小间距是一个固定的参数。它决定 着所能安装的模具的闭合高度。对于所用的注射机来说，注射模的闭合高度必须符合 下列的要求： H小H H大 式中 H小注射机允许的最小厚度，m m ； H小注射机的实际闭合高度，m m ； H小注射机允许的最大厚度，m m ； H = 8 8 + 2 0 + 4 0 + 6 3 = 2 1 1 m m ； ( 4 ) 模具的顶出 注射机的顶出装置通常有中心顶杆顶出、两侧顶杆顶出以及液压顶出几种形式。 应在动模座板与注射机顶出位置相对的位置上，设置稍大于注射机顶杆的通孔，以便 于注射机顶杆通过。 ( 5 ) 定位环和浇口套 定位环是将定模部分装入注射机定压板的定位对中位置，应与注射机的定位孔采 取动配合的连接形式，以保证模具体对中。 ( 6 ) 模具的截面尺寸 可安装的注射模具外形最大尺寸取决于注射机的压板尺寸和拉杆的间距，因为此 注射模的最长的边不应超过压板尺寸，而模具的最短边应小于拉杆间距，才能将注射 模装入注射机，并应留有固定模体的压紧空间。综合考虑上述条件，决定注射机选择 X S - Z Y - 1 2 5 型号。 本 科 毕 业 论 文 第 19 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 2 注射模具分型面的选择 3 . 2 . 1 分型面的基本形式 分型面的形式由塑料的具体情况而定， 但大体上有平面式分型面、 阶梯式分型面、 斜面式分型面、曲面式分型面、综合式分型面 1 3 。 3 . 2 . 2 分型面的选择 根据对翻盖式瓶盖模型的观察和分型面选择的基本原则。现选择 A - A 为分型面。 如图 3 . 1 。 图 3 . 1 分型面的选择 3 . 3 型腔排列方式的确定 注射时采用一模两件, 模具需要两个型腔。综合考虑浇注系统、模具结构的复杂 程度等因素拟采取两个型腔相对排列的方式。这种排列方式的最大优点是便于设置侧 向分型抽芯机构，其缺点是熔料进入型腔后到另一端的熔料流程较长，但因该塑件较 小，故对成型没有太大影响 1 4 。 本 科 毕 业 论 文 第 20 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 3 . 4 注射模具浇注系统的设计 模具冷却系统通过影响模具型腔表面来最终影响注塑制品的性能，所以在实际生 产中应该对冷却系统的设计给予足够的重视，必须使冷却系统能够达到获得最佳模腔 冷却温度的要求。模具冷却的方式常用的冷却方式有直通式、隔板式、喷井式等等 1 5 。 但其加工方式一般采用钻孔、铣槽及加密封垫。 3 . 4 . 1 直径对型腔表面温度的影响 相同条件下，冷却水管直径越大，带走的热量越多，冷却效果越好，模具型 腔表面平均温度越低，脱模时制品表面最大温差越小。如下面两图所示： 图 3 . 2 冷却管道对型腔表面温度的影响（9 ：d = 8 m m , a = 1 8 m m , b = 3 5 . 5 m m ） 本 科 毕 业 论 文 第 21 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 . 3 冷却管道对型腔表面温度的影响（1 2 ：d = 1 2 m m , a = 1 8 m m , b = 3 5 . 5 m m ） 3 . 4 . 2 影响注射模冷却系统冷却效果的因素 ( 1 ) 塑料制品的几何形状 塑料制品形状越复杂，模具冷却系统的设计越复杂，而且特殊的几何形状会 限制冷却水道的布置，从而造成冷却不均，进而影响制品的性能。 ( 2 ) 冷却介质的流速和温度 冷却介质的流速对冷却效果有很大影响。实验证明，冷却介质处于层流状态 还是紊流状态，其冷却效果相差 1 0 倍以上，而提高流速时保持冷却介质处于紊流 状态的最有效方法。冷却介质的温度对冷却效果的影响也非常大，温度越低，冷 却效果越好。 ( 3 ) 冷却管道的几何尺寸与布置 冷却管道的截面形状对冷却效果和模具加工性有较大影响，一般采用圆形截 面，其尺寸视具体要求而定。为使模具表面温度均匀，冷却回路的排列与布置要 加以注意，要求冷却回路的配置和聚合物熔体带入的热量成比例关系。 本 科 毕 业 论 文 第 22 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 4 ) 模具材料 从机械强度角度考虑，选钢材为模具材料，若只考虑对制品的冷却效果，则 可以选用热导率高的材料，如铜、铝、锌等的合金。 ( 5 ) 模塑材料 注塑用的聚合物材料的传热性能对冷却时间具有重大影响。在设计冷却系统 时，需要考虑聚合物的热导率和热扩散系数。 ( 6 ) 注射温度 注射温度越高，需要模具冷却系统传走的热量越多，要求冷却系统的冷却效 果越好。传热效率较低的冷却系统会提高冷却时间，降低生产率。 ( 7 ) 模具温度 现在由于模具温度调节器、冷冻器的广泛应用，模具中的热量传递更加复杂 这时，要正确设计模具冷却系统，必须仔细分析环境温度，模具温度、冷区介质 温度、熔体温度之间的关系。 由于冷却系统设计的复杂性，用实验的方法来测试不同的冷却系统对制品质量 和冷却时间的影响是相当困难的，而计算机优化设计和模拟则是实现冷却系统设计 的最佳方法。 3 . 4 . 3 注射模主流道的设计 主流道是熔融塑料由注射机喷嘴先经过的部位，它与注射机喷嘴在同一轴心线 上。由于主流道与熔融注射机喷嘴反复接触、碰撞，一般浇口不直接开设在定模上， 为了制造方便，都制成可拆卸的浇口套，用螺钉或迫合形式在定模板上 1 6 ( 1 ) 主流道的设计 主流道是指浇注系统中从注射机喷嘴与模具接触处开始到分流道为止的塑料熔 体的流动通道。主流道是熔体最先流经模具的部分，它的形状与尺寸对塑料熔体的流 动速度和充模时间有较大的影响，因此，必须使熔体的温度降和压力损失最小。 ( 2 ) 主流道尺寸 在卧式或立式注射机上使用的模具中，主流道垂直于分型面。由于主流道要与高 温塑料熔体及注射机喷嘴反复接触，所以只有在小批量生产时，主流道才在注射模上 本 科 毕 业 论 文 第 23 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 直接加工，大部分注射模中，主流道通常设计成可拆卸、可更换的主流道浇口套。为 了让主流道凝料能从浇口套中顺利拔出，主流道设计成圆锥形，其锥角为 2 o 6 o 。 小端直径d 比注射机喷嘴直径大0 . 5 m m 1 m m 。 由于小端的前面是球面， 其深度为3 m m 5 m m ，注射机喷嘴的球面在该位置与模具接触并且贴合，因此要求主流道球面半径比 喷嘴球面半径大 1 m m - 2 m m 。流道的表面粗糙度值 R a 为 0 . 0 8m。 ( 3 ) 主流道浇口套 图 3 . 4 主流道浇口套及其固定形式 主流道浇口套一般采用碳素工具钢如 T 8 A 、T 1 0 A等材料制造，热处理淬火硬度 5 3 H R C 5 7 H R C 。主流道浇口套及其固定形式如图 3 . 4 所示。 浇口套的材料应选用优质钢 T 8 A ，并应进行淬火处理，为了防止注射机喷嘴不被 碰撞而损坏，浇口套的硬度应低于注射机喷嘴的硬度，以增加内壁的耐磨性，并减小 注射中的阻力，圆锥孔大端处应有的过度圆角，以减小物流在转向时的流出阻力。为 了便于浇注凝料从主流道中取出，主流道采用为 3 o 6 o左右的圆锥孔，对流动性 较差的塑料也可取得稍大一些， 但过于大则容易引起注射速度缓慢， 并容易形成涡流。 浇口套与塑料注射区直接接触时，其出料端端面直径应尽量选得小些。如果过大，即 浇口套与型腔的接触面积增大，模腔内部压力对浇口套的反坐力也将按此比例增大， 到一定程度时浇口套容易从模体中弹出。浇口套于注射机的喷嘴头的接触球面必须吻 合，由于注射机喷嘴是球面，半径是固定的，所以为使熔融塑料从喷嘴完全进入主流 道而不溢出，应使浇口套端面的凹球面与注射机喷嘴端的凸面接触良好，圆锥孔的小 端直径则大于喷嘴的内孔直径，球面与主流道孔应以清角连接，不应有倒拔痕迹，以 保证主流道凝料顺利脱模 1 7 。 定位环是模体与注射机的定位装置，它保证浇口套与注射机的喷嘴对中定位，定 位环的外径应与注射机的定位孔间隙配合。定位环厚度，小于注射定位孔的深度。浇 本 科 毕 业 论 文 第 24 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 口套端面应与定模相配合部分的平面高度一致。 注射机 x s - z y - 1 2 5的喷嘴球半径为 1 2 m m , 喷嘴孔直径为 4 m m , 所以要使浇口套 端面的凹球面与注射机喷嘴的端凸球面接触良好，凹球面半径取 1 3 m m ，圆锥孔的小 端直径则应大于喷嘴口内径，取 5 m m ，如图 3 . 5 。 图 3 . 5 浇口套 3 . 4 . 4 注射模具分流道的设计 分流道是将熔融塑料从主流道截面及其方向的变化，平稳进入单腔中的进料浇口 或主流道进入多腔的浇口的通道，它是主流道与浇口的中间连接部分，起分流和转换 方向的作用，通常分流道设置在分型面的成型区域内。 在注射过程中，熔融的塑料在流经分流道时，应是它的压力损失以及热量损失最 小，而以分流道中产生的凝料最少为原则，分流道的设计要点总体归纳如下： 分流道的形状要考虑分流道的截面积与其周边长度的比最大为好，这样可以减少 熔料的散热面积和摩擦阻力，减少压力损失。 在可能情况下，分流道的长度应尽量的短，以减少压力损失，避免模体过大影响 成本，在多型腔模具中和型腔的分流道长度尽量相等，以达到注射大时压力传递的平 衡， 保证塑料尽可能同时均匀的充满各个型腔。 在有些情况下分流道长度不能相等时， 本 科 毕 业 论 文 第 25 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 则应在浇口处作必要的补救措施，如果分流道较长时，应在其末端设置冷料穴，放置 冷料和空气进入模腔。 在满足注射成型工艺的前提下，分流道的截面积应尽量的小，但分流道的截面积 过小会降低注射速度，使填充时间延长，同时可能出现缺料、焦烧、皱纹、缩孔等塑 件缺陷，而分流道过大则增大冷却时间应比型腔中塑件的冷却时间要短，才不影响注 射时的效率。因此在设计时应采用较小的截面积，以便于在试模是为不要的修正留有 余地。 分流道和型腔的分布是排列紧凑，距离合理，应采用轴对称或中心对称，使其平 衡，尽量缩小成型区域的总面积。最好使型腔和分流道在分型面上的总投影面积的几 何中心和锁紧力的中心相重合。 在分流道上的转向次数尽量少，在转向处应圆滑过渡，不能有尖角，这些都是为 了减小压力损失，有利于物料的流动。 当分流道设在定模一侧或分流道延伸较长时，应在浇口附近或分流道的交叉处设 置钩料杆，以便于在开模时在钩料杆的作用下首先从定模中拉出分流道的凝料，并与 塑料一起顶出。 分流道的内表面不必要求很光，一般表面粗糙度取 1 . 6 m即可，这样可以在分 流道的摩擦阻力下使料流外层的流动小些，使其分流道的冷却皮层固定，有利于熔融 塑料的保温。 在总体分布中，应综合考虑冷却系统的方式和布局，并留出冷却水路的空间。 摩托车把手上座注射模要求一模两腔，在布局上选择平衡式分流道。平衡式分流 道的特点是：从主流道到各个型腔的分流道，其长度、截面尺寸及其形状完全相同， 以保证各个型腔同时均匀进料，同时注射完毕。分流道的截面形状选择半圆形截面， 它的效率比圆形稍差，但加工起来比圆形截面要简单。 3 . 4 . 5 注射模具浇口的设计 ( 1 ) 浇口的概念 浇口亦称进料口，是连接分流道与型腔的熔体通道。浇口的设计与位置的选择恰 当与否，直接关系到塑件能否被完好、高质量地注射成形。 本 科 毕 业 论 文 第 26 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 ( 2 ) 浇口的作用 浇口可分成限制性浇口和非限制性浇口两类。非限制性浇口是整个浇注系统中截 面尺寸最大的部位，它主要是对中大型筒类、壳类塑件型腔起引料和进料后的施压作 用。限制性浇口是整个浇注系统中截面尺寸最小的部位，其作用如下： 浇口通过截面积的突然变化，使分流道送来的塑料熔体提高注射压力，使塑料熔 体通过挠口的流速有一突变性增加，提高塑料熔体的剪切速率，降低黏度，使其成为 理想的流动状态，从而迅速均衡地充满型腔。对于多型腔模具，调节浇口的尺寸，还 可以使非平衡布置的型腔达到同时进料的目的。浇口还起着较早固化、防止型腔中熔 体倒流的作用。浇口通常是浇注系统最小截面部分，这有利于在塑件的后加丁中塑件 与浇口凝料的分离 1 8 。 ( 3 ) 注射模浇口的类型 单分型面注射模的浇口可以采用直接浇口、中心浇口、侧浇口、环形浇口、轮辐 式浇口和爪形浇口。 ( a ) 直接浇口 直接浇口叉称为主流道型浇口，它属于非限制性浇口。这种形式的浇口只适于单 型腔模具，直接浇口的形式见图 3 . 6 。特点是：流动阻力小，流动路程短及补缩时间 长等；有利于消除深型腔处气体不易排出的缺点；塑件和浇注系统在分型面上的投影 面积最小，模具结构紧凑，注射机受力均匀；塑件翘曲变形、浇口截面大，去除浇口 困难，去除后会留有较大的浇口痕迹，影响塑件的美观。 ( b ) 中心浇口 图 3 . 6 直接浇口 图 3 . 7 中心浇口 当筒类或壳类塑件的底部中心或接近于中心部位有通孔时，内浇口开设在该孔处 ，同时在中心处设置分流锥，该浇口称为中心浇口，是直接浇口的一种特殊形式，如 本 科 毕 业 论 文 第 27 页 共 43 页 订做机械设计 (有图纸 CAD 和 WORD 论文） QQ 1003471643 或 QQ 2419131780 图 3 . 7 所示。它具有直接浇口的一系列优点，而克服了直接浇口易产生的缩孔、变形 等缺陷。 ( c ) 侧浇口 侧浇口一般开设在分型面上，塑料熔体从内侧或外侧充填模具型腔，其截面形状 多为扁槽，是限制性浇口。 侧浇口的两种变异形式为扇形浇口和平缝浇口。 扇形浇口是一种沿浇口方向宽度逐渐增加、 厚度逐渐减少的呈扇形的侧浇口， 平 缝浇口又称薄片浇口，浇口宽度很大，厚度很小。主要用来成形面积较小、尺寸较大 的扁平塑件，可减小平板塑件的翘曲变形，但浇口的去除比扇形浇口更困难，浇口在 塑件上痕迹也更明显。 ( d ) 环形浇口 对型腔填充采用圆环形进料形式的浇口称环形浇口。环形浇口的特点是进料均匀 。圆周上各处流速大致相等，熔体流动状态好。型腔中的空气容易排出，熔接痕可基 本避免，但浇注系统耗料较多，浇口去除较难。 ( e ) 轮辐式浇口 轮辐式浇口是在环形浇口基础上改进而成，由原来的圆周进料改为数小段圆弧进 料。这种形式的浇口耗料比环形浇口少得多。且去除浇口容易。这类浇口在生产中比 环形浇口应用广泛。多用于底部有大孔的圆筒形或壳形塑件。轮辐浇口的缺点是增加 了熔接痕，会影响塑件的强度。 ( f ) 爪形浇口 爪形浇口加工较困难，通常用电火花成形。型芯可用做分流锥，其头部与主流道 有自动定心的作用，从而避免了塑件弯曲变形或同轴度差等成形缺陷。爪形浇口的缺 点与轮辐式浇口类似，主要适用于成形内孔较小且同轴度要求较高的细长管状塑件。 浇口位置的选择原则：尽量缩短流动距离；避免熔体破裂现象引起塑件的缺陷； 浇口应开设在塑件厚壁处；考虑分子定向的影响；减少熔接痕，提高熔接强度。 ( 3 ) 浇注系统平衡设计 ( a ) 浇注系统的平衡概念 为了提高生产效率，降低成本，小型( 包括部分中型) 塑件往往采取一模多腔的结 本 科 毕 业 论 文 第 28 页 共 43 页